Образование ароматических соединений стартовыми культурами

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

Институт инновационных технологий и биоиндустрии продуктов питания

Кафедра ''Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза''

Дисциплина «Биотехнологические процессы в производстве пищевых продуктов на основе животного сырья»

Реферат на тему:

«Биологически активные соединения, получаемые в результате ферментативной модификации сырья животного происхождения»

Выполнила студентка
группы 16-БТ-МАГ:

Сардыкина Э.Д.

Проверила:
д.т.н., проф. Иванова Л.А.

Москва, 2017 г.

Содержание

Введение. 3

1. Понятие об автолизе, стадии автолиза мяса. 4

2. Образование ароматических соединений стартовыми культурами. 7

3. Биогенные амины в ферментированных мясопродуктах. 9

Заключение. 13

Список литературы 14

Введение

При современном уровне развития мясной отрасли решение задачи по увеличению объемов производства высококачественной и безопасной продукции связано с развитием пищевой биотехнологии.

В последние годы появилось новое направление в повышении качества продуктов питания - ферментативная модификация сырья.

В результате автолитических превращений составных частей мяса образуются продукты ферментативного распада белков и пептидов, нуклеотидов, углеводов, липидов, а также других экстрактивных веществ, - предшественников вкуса и аромата мяса. Таким образом, в процессе созревания мяса происходит существенное улучшение органолептических и технологических характеристик.

Ферментативные  способы обработки подразумевают обработку сырья ферментными препаратами и стартовыми культурами. К применению стартовых культур проявляют наибольший интерес. Микроорганизмы способны продуцировать ряд соединений за счет катаболизма аминокислот, что будет влиять на фор­мирование определенного специфического аромата ферментированных мясопродуктов.

В ферментированных продуктах много внимания отводится таким биологически активным веществам, как биогенным аминам из-за большого числа потребителей с повышенной чувствительностью к ним, которая определяется низкой активностью в организме человека аминооксидаз.

Понятие об автолизе, стадии автолиза мяса

Автолитическими процессы - процессы распада компонентов тканей мяса под влиянием находящихся в них ферментов, которые сохраняют свою каталитическую активность долгое время.

Биотехнологические процессы в мясе начинаются сразу после убоя животных и заключаются в автолизе в связи с прекращением поступления кислорода, отсутствием окислительных изменений и кровообращения, прекращением синтеза и выработки энергии, накопления в тканях продуктов обмена. В ходе автолиза изменяются качественные характеристики мяса.

Изменение свойств мяса развивается в соответствии с основными стадиями автолиза: парное состояние → посмертное окоченение → разрешение посмертного окоченения → созревание → глубокий автолиз.

Парное мясо - мясо после убоя животного и разделки туши (3-4 ч после убоя): мышечная ткань расслаблена, мягкая консистенция, небольшая механическая прочность, высокая водосвязывающая способность, вкус и запах слабо выражены (вследствие малого количества предшественников вкуса и аромата), pH 7,2.

После убоя ресинтез гликогена в мясе не осуществляется в связи с отсутствием поступления кислорода, и начинается его анаэробный распад по пути фосфоролиза и амилолиза с образованием молочной кислоты и глюкозы. Через 24 ч гликолиз приостанавливается вследствие исчерпания запасов АТФ и накопления молочной кислоты, подавляющей фосфоролиз. рН мышечной ткани сдвигается в кислую сторону за счет накопления органических кислот.

Накопление молочной кислоты приводит к смещению pH мяса в кислую сторону от 7,2-7,4 до 5,4-5,8 в результате чего:

· увеличивается устойчивость мяса к действию гнилостных микроорганизмов;

· снижается растворимость мышечных белков, уровень их гидратации, водосвязывающая способность за счет приближения рН мяса к изоэлектрической точке белков (4,7-5,4);

· происходит набухание коллагена соединительной ткани;

· повышается активность катепсинов (оптимальное рН 5,3), вызывающих гидролиз белков на более поздних стадиях автолиза.

· разрушается бикарбонатная система мышечной ткани с выделением углекислого газа;

· создаются условия для интенсификации реакций цветообразования вследствие перехода в миоглобине двухвалентного железа в трёхвалентное;

·

Рис. 1. Анаэробный распад гликогена

Амилолиз гликогена.Наряду с развитием гликолиза установлен также амилолитический распад гликогена в мышечной ткани. Амилолизу подвергается ~ 0,1 части гликогена. На первых стадиях автолиза мышц параллельно с распадом гликогена и накоплением молочной кислоты наблюдается лишь незначительное образование мальтозы, глюкозы и несбраживаемых полисахаридов.

Посмертное окоченение (в течение первых суток после убоя при 0-4 ^оС): мясо становится жёстким, рост механической прочности, снижение водосвязывающей способности, ухудшение цвета и запаха, pH до 5,5-5,6 (происходит распад гликогена).

Разрешение окоченения (после 2-х суток автолиза при 0-4 ^оС): мускулатура расслабляется, уменьшаются прочностные свойства, увеличивается водосвязывающая способность, слабовыраженные вкус и аромат (еще не накопилось достаточного количества веществ, участвующих в образовании вкуса и аромата мяса).

Созревание мяса: приобретение сочности, вкуса и аромата. В результате автолитических превращений белков, липидов, углеводов и других составных частей мяса образуются низкомолекулярные вещества, участвующие в образовании аромата и вкуса мяса. Но отчетливо выраженные вкус и аромат мяса появляются лишь после его тепловой обработки. Отсюда следует, что в процессе автолиза образуются и накапливаются не носители, а предшественники» аромата и вкуса, формирующиеся при кулинарной обработке.

Предшественниками аромата и вкуса являются аминокислоты и их амиды: гистидин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, глутамин, глицин, треонин, фенилаланин, лейцин и др. Эти вещества образуются и накапливаются в процессе автолиза при распаде белков, а также пептидов относящихся к экстактивным веществам мышечной ткани (глютатион, карнозин, ансерин). Глутаминовая кислота образуется при дезаминировании её амида.

В процессе автолиза в мясе увеличивается содержание моносахаридов, которые, как известно, обладают вкусом. Глюкоза образуется при распаде гликогена, галактоза появляется в результате распада липидной системы из цереброзидов, пентозы являются одним из конечных продуктов распада клеточных нуклеиновых кислот и нуклеотидов.

Глубокий автолиз. При долгом хранении мяса изменяется его запах, вкус, цвет. Здесь следует различать 2 явления – загар и гниение мяса.

Образование ароматических соединений стартовыми культурами

Бактериальные препараты, используемые в мясной промышленности, содержат в себе стартовые культуры микроорганизмов, которые дают старт процессу ферментации мясного сырья.

Стартовые культуры в процессе развития выделяют фермен­ты, катализирующие распад углеводов, при этом накапливаются органи­ческие кислоты, ацетон, диацетил, которые участвуют в образовании вкуса и аромата мясных продуктов.

Способность к продуцированию карбоновых кислот является одной из важных функций молочнокислой микрофлоры. Снижение величины рН за счет накопления кислот сказывается не только на вкусовых особенностях продукта, но и приводит к подавлению жизнедеятельности нежелательной микрофлоры.

Доминирующая роль в формировании аромата мясных продуктов принадлежит ферментации жиров, в процессе которой образуются ди- и моноглицериды, летучие жирные кислоты (уксусная, масляная, капроно­вая) и продукты их распада (альдегиды, кетоны, метилкетоны, эфиры, спирты). Данный процесс осуществляется микрококками, лактобацилами, дрожжами и мицелиальными грибами, синтезирующими липазы и другие ферменты, участвующие в превращениях жиров.

Катаболизм аминокислот - это главный процесс для ароматообразования в ферментированных мясных продуктах, аромат которых в значи­тельной степени формируется за счет альдегидов, спиртов и кислот, по­лученных из ароматических аминокислот - фенилаланина, тиро­зина, триптофана, аминокислот с разветвленной цепью - лейци­на, изолейцина, валина и серосодержащих компонентов, полученных из метионина.

Катаболизм ароматических аминокислот, аминокислот с разветв­ленной цепью и метионина происходит в результате реакции трансаминирования (рис.2), в ходе которой аминогруппа переносится от донорной аминокислоты к акцепторной -кетокислоте ( -кетоглутарат). В результате полу­чается          -кетокислота из донорной аминокислоты и новая аминокислота. Эта реакция являетсяключевой в формировании ароматических компонентов из аминокислот под действием молочнокислых микроорганизмов, в которой -кетокислоты превращаются в различные арома­тические соединения, такие как альдегиды, карбоксикислоты и серосо­держащие соединения.

-кетоглутарат

-кетокислоты

-аминокислоты

Рис. 2. Реакция трансаминирования проходит при участии а-кетоглутарата

В таблице 1 представлены основные летучие метаболиты микроб­ного катаболизма таких аминокислот, как лейцин, изолейцин, валин, метионин, фенилаланин, определяемые с помощью метода газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ/МС), а также полулетучие и неле­тучие органические кислоты, идентифицируемые по соответствующим им метилэфирам.

Таблица 1. Перечень основных ароматических соединений, получаемых в результате катаболизма аминокислот стафилококками S.carnosus и S.xylosus.

Продолжение таблицы 1

Итак, микроорганизмы способны продуцировать ряд ароматиче­ских соединений за счет катаболизма ароматических аминокислот, ами­нокислот с разветвленной цепью и метионина, что будет влиять на фор­мирование определенного специфического аромата ферментированных мясопродуктов. Все микроорганизмы имеют разный потенциал в формировании ароматических метаболитов, он зависит, главным обра­зом, от активности глутаматдегидрогеназы. Поэтому выбор штаммов с высокой активностью глутаматдегидрогеназы позволит селекционировать ароматобразующие стартовые культуры.