CONTROLUL ŞI ANALIZA CĂRNII SI

PRODUSELOR DIN CARNE

CURS 4. – Modificări biochimice

în timpul alterării cărnii

Conf.dr. Purcărea Cornelia

Prezentarea factorilor fizico-chimici care produc alterarea alimentelor.

Prezentarea factorilor biologici care produc alterarea alimentelor

Studierea procesului de degradare al proteinelor

Studierea procesului de degradare al aminoacizilor

Modificări biochimice în timpul alterării cărnii

Alterare = modificarea proprietăţilor organoleptice ale unui

aliment sub acţiunea enzimelor proprii, proliferarea şi acţiunea

enzimatică a microorganismelor ce se pot dezvolta pe aliment.

• Fizico-chimice (oxigen, umiditate, raze calorice,etc)

• Biologice (microorganisme, enzime, etc)

Cauze ale alterarii

Calea de patrundere a

microorganismelor

externa

Microflora din aer, cutit,

maini, haine,la jupuire

interna

conţinut microbian mai redus

eviscerare produce o

contaminare puternică

Factorii care influenţează

alterarea

nerespectarea condiţiilor igienico-sanitare din abator

păstrarea la temperatură

ambiantă tocarea

Alterarea biologică a cărnii se datorează:

enzimelor:

- lipazele descompun grăsimi

- proteazele descompun proteine

Bacililor cum ar fi:

- aerobi- Bacillus subtilis, mezentericus, megatericum,

E.coli, aerogenes.

- anaerobi – Clostridium sporogenes, putrificus, aerofectidis

(strat vâscos la suprafaţă când carnea e păstrată la

temperaturi mai mari de 0°C).

- mucegaiuri din clasa Penicillium, Mucor mucedo, Rhizopus

nigricans, pot contamina carnea congelată sau refrigerată.

In timpul alterării, în carne apar modificări fizice, chimice si

biologice.

5.1.Modificari fizice

Apar atunci când nu sunt asiguraţi factorii optimi de păstrare, şi

anume: lumina, aerul, căldura. Se produce modificarea:

- mirosului

- culorii

- gustul

Modificari chimice

Se datorează apei din alimente, dar şi acţiunii oxigenului din

aer asupra alimentelor bogate în grăsimi–producând râncezirea.

Bombajul chimic al conservelor se datorează produşilor chimici

din alimente, care reacţionează cu metalele din ambalajul

conservei.

Modificari biologice

Procese create de enzimele proprii alimentelor şi de enzimele

microorganismelor ce trăiesc pe alimente;

Suprafaţa cărnii proaspete este contaminată cu bacili sau

cocobacili Gram negativi şi micrococi;

Imediat după tăiere, microflora de pe suprafaţa carcaselor este

formată în principal din diferite specii din genurile:

Micrococus (45-65%),

Pseudomonas (30-50%),

Bacillus (10-12%),

Cu cât numărul microorganismelor de pe suprafaţa cărnii este mai

mare, cu atât alterarea apare într-un timp mai scurt. Produc

pierderea valorii nutritive. Alimentele devin daunatoare.

Bacterii cu echipament enzimatic complex

Proteolitice

Aerobe Staphyllococcus

Streptococcus

Bacillus proteus-vulagaris

Anaerobe Clostridium perfringens

Clostridium sporogenes

Peptidolitice Anaerobe Bacillus bifidus

Bacillus acidophylluss

Bacillus buthirycus

Acidaminolitice Aerobe Bacillus lactis-aerogenes

Bacillus aminophyllus

Escherichia Coli

Bacterii cu echipament enzimatic simplu

Proteolitice Aerobe Bacillus subtilis

Bacillus mycoides

Bacillus megatherium

Pseudomonas pyocyaneus

Bacterium prodigiosum

Anaerobe Clostridium putrificus

Clostridium hystoliticus

Peptidolitice Anaerobe Bacillus orbicullus

Bacillus ventriculosus

Acidaminolitice Aerobe Bacillus faecalis alcaligenes

Bacillus proteus zenkeri

Principalele bacterii de putrefacţie dupa Enache T.

Microorganismele patogene care pot fi găsite pe, sau în carcase

sunt:

Salmonella,

Escherichia coli enteropatogenă,

Stafilococus aureus,

Yersinia enterocolitica,

Campylobacter jejuni,

Clostridium perfingens,

Clostridium botulinum.

imagini: wikipedia

Procedeele de conservare si ambalare împiedica

acţiunea factorilor ce produc alterarea şi măresc

durata de păstrare a alimentelor.

Sunt alese atât în funcţie de aliment cât şi de

durata de păstrare.

congelarea, uscarea, concentrarea, sterilizarea,

fermentarea, conservarea cu ajutorul substanţelor

chimice.

Condiţiile specifice păstrării urmăresc să asigure

un echilibru între factorii externi şi cei interni ai

produselor.

PROCESAREA ALIMENTELOR IN

SECOLUL 21

Situatia actuala Tratamentele termice (pasteurizare, sterilizare) constituie

principala modalitate de asigurare a inocuitatii si de

conservare a alimentelor.

Tendinta noua Minimizarea sau inlocuirea tratamentelor termice cu procese

non-termale non-distructive - cu scopul de a pastra

prospetimea, valoarea nutritiva si bioactiva a produselor

alimentare.

TEHNOLOGII MODERNE DE PROCESARE

Procese tehnologice imbunatatite

Progrese in tratamentele termice

Sterilizarea cu microunde

Separare prin membrane

(microfiltrare)

Liofilizarea; crioconcentrarea

Utilizarea preparatelor enzimatice

Incapsularea

Extrudarea

Tehnologii alternative

Procesare la presiune inalta

Pulsuri electrice (PEF)

Ultrasunete

Pulsuri luminoase

Plasma rece

Nanotehnologii

Scopul acestor tehnologii : - alimente functionale, probiotice si prebiotice

- pastrarea valorii nutritive a alimentelor

- ambalaje care sa pastreze gustul natural

- reducerea riscurilor

- tehnologii care sa asigure un consum redus de energie

TEHNOLOGII ALTERNATIVE

Procesare la presiune înaltă scufundarea în apă a produsului ambalat şi etichetat, la o presiune de

6000 Bari, se asigură un grad înalt al siguranţei alimentului, prin

distrugerea florei bacteriane fără modificarea proprietăţile ingredientelor;

Se obtin produse ready-to-eat;

prelungirea termenului de valabilitate cu peste 50%, fără

adaos de conservanţi sau modificarea retetei produsului;

menţinerea gustului, mirosului şi aspectului din momentul

fabricaţiei - produse fresh-like;

2011

Câmpul electric pulsativ (PEF) este o metodă non-termică de

conservare a alimentelor, care utilizează energie electrică pentru inactivare microbiană

având efecte negative minime asupra calităţii alimentelor.

Pulsurile electrice distrug membrane celulelor microbiene

Membrana celulelor vegetale poate fi permeabilizată de pulsurile electrice şi astfel

lichidele sunt eliberate uşor şi complet.

Utilizare:

pasteurizarea alimentelor lichide sau sub formă de pastă,

extracţia sucurilor de fructe şi legume;

alimentele isi pastreaza valoarea nutritiva, gustul si aroma

Pulsuri luminoase Sursa de lumină este reprezentată de lămpi de Xenon. Se aplică pulsuri

de lumină de intensitate mare, cu o lungime de undă cuprinsă între 180-

1100 nm, timp foarte scurt.

Folosita la dezinfecţia suprafeţelor diferitelor produse alimentare,

respectiv a suprafeţelor de inox.

Plasama rece Plasma rece, este o metodă non-termală de procesare, care utilizează

electricitate şi un gaz purtător (aer, oxigen, azot sau heliu) în vederea

inactivării microorganismelor care contaminează aerul si suprafata

alimentelor şi nu necesită agenţi chimici sau lumina UV antimicrobieni.

NANOTEHNOLOGII

ambalajele inteligente – care să păstreze durata de viaţă a alimentului o

perioadă mai lungă de timp,

diferiţi conservanţi.

Ideea conceptului de aliment la cerere sau aliment interactiv –

arome, coloranţi şi elemente nutriţionale (de exemplu vitamine),

inglobate in nanocapsule, rămân în stare latenta în alimente, şi eliberarea

lor va fi declanşată de consumator.

Produsele alimentare obţinute cu ajutorul nanotehnologiei trebuie să fie

supuse unor evaluări de risc specifice, înainte de a fi aprobate, etichetate

şi introduse pe piaţa europeană;

Mecanismul degradării proteinelor

Procesul de alterare începe de la suprafața cărnii - bacteriile

aerobe consumă oxigenul din straturile superficiale, determină

solubilizarea proteinelor, si creeaza condițiile necesare pentru

dezvoltarea bacteriilor anaerobe.

autoliza dezaminare

Proteine aminoacizi decarboxilare

proteaze dezaminare+

decarboxilare

Mecanismul degradării substanţelor proteice (după Enache, 1984).

Decarboxilarea aminoacizilor

R-CH-NH2 R-CH2-NH2 + CO2

|

COOH

Aminoacid Amină

Aminele

Amine biogene = toxice

Poliamine naturale = benefice

Reactiile de decarboxilare au loc in prezenta enzimelor numite decarboxilaze

DEGRADAREA AMINOACIZILOR

Putresceina, are efect hipotensiv. Ca atare este toxică dar sărurile sale nu sunt toxice

Cadaverina -mai toxică decât putresceina -are efect hipotensiv

Triptamina - are acţiune neurotoxică şi acţiune vasoconstrictoare.

Histamina -are o puternică activitate excitantă asupra sistemului nervos central.

Provoacă contracţia tuturor tipurilor de musculatură netedă. Provoaca reactii alergice

Tiramina - este foarte toxică, în cantitate de peste 300mg/kg, schimbă calitatea şi gustul

produsului alimentar.

Feniletilenalanina -acţionează atât asupra nervilor ca excitanţi

Dezaminarea

Reprezinta eliminarea gruparii amino din molecula aminoacizilor, cu

formare de amoniac, α-cetoacizi, hidroxiacizi, acizi saturaţi şi

nesaturaţi.

Reductiva

Hidrolitica

Oxidativa

Dezaminare

Dezaminare reductiva

CH3-CH-COOH + 2H+ ―→ CH3-CH2-COOH + NH3

|

NH2

Alanină Acid propionic amoniac

Donorul de H este NADH + H+.

Dezaminarea oxidativă: se obţine un cetoacid şi amoniac.

R-CH-COOH + ½ O2 ―→ R-C-COOH + NH3

| ║

NH2 O

Cetoacid

Dezaminarea oxidativă are loc de fapt în două etape:

a. R-CH-COOH + FAD ―→R-C-COOH + FADH2

| ║

NH2 NH

Iminoacid

b. R-C-COOH + H2O ―→ R-C-COOH + NH3

║ ║

NH O

Iminoacid Cetoacid

Dezaminare hidrolitică: prin care se eliberează amoniac şi un hidroxiacid.

CH3-CH-COOH + H2O―→ CH3 -CH-COOH + NH3

| |

NH2 OH

Alanină Acid lactic

Prin descompunerea fosfatidelor (lecitina) se formează colină,

care prin oxidare produce substanţe toxice: neurină, muscarină,

trimetilamină.

Muscarina – are proprietăţi alcaloidice asemănătoare celor existente în ciuperca

Amanita Muscaria.

Neurina – s-a izolat din gălbenuş de ou, creier, bilă. Are miros de peşte. Se

descompune rapid formând trimetilamină, este toxică.

Trimetilamină – a fost izolată din carne şi peşte în putrefacţie precum şi din plante.

Acţiuni succesive de dezaminare, decarboxilare şi oxidare,

asupra unor:

aminoacizii aromatici produşi specifici putrefacţiei,

cu miros caracteristic, fenolul, crezolul, scatolul, indolul.

aminoacizi alifatici, cum este glicocolul amine trimetilate

betaine. Betainele sunt toxice şi provoacă la consumatori

salivaţie, vomismente şi convulsii.

aminoacizilor cu sulf (cisteină, cistină, metionină) produşi

urât mirositori: mercaptani, H2S şi hidrocarburi saturate.

Concluzie

Alterarea este un proces nedorit care duce la pagube materiale

importante. Este produs de bacteriile proteolitice datorită faptului că

acestea trăiesc în medii alcaline. Procesul decurge în mai multe etape

fiind însoţit de râncezire sau mucegăire.

Din punct de vedere ştiinţific, alterarea determină reducerea sau chiar

anularea valorii nutritive a produsului alimentar, care poate deveni

dăunător sănătăţii.

Au loc o serie de procese biochimice (decarboxilare, dezaminare, etc)

care duc la modificarea proprietăţilor organoleptice ale unui aliment sub

acţiunea enzimelor proprii şi mai ales proliferarea şi acţiunea enzimatică

a microorganismelor ce se pot dezvolta pe aliment. Astfel se formeaza

compusi toxici raspunzatori de toxinfectiile alimentare.

Bibliografie

Banu C., coordinator, 2006, Biochimia, microbiologia şi parazitologia cărnii, Ed.

AGIR

Enache T., Paul I., Popescu O., Stănescu V., Iordache I., 1994 – Medicină

veterinară legală, Ed. All Bucureşti.

Kiutamo T., 2002 – Biotechnology, Finlanda.

Hajos G., coordinator, 2008, Elelmiszer kemia, Akademia Kiado Budapest

Maijala R., 1995 – Influence of processing temperature on the formation of

biogenic

Mănescu Sergiu, 1989 – Microbiologia sanitară, Ed. Medicală, Bucureşti

Purcărea C., 2008, Transformări biochimice importante în produsele

agroalimentare în timpul procesării şi depozitării, Ed. Universităţii din Oradea.

Râpeanu M.D., 1988 – Toxicoze induse de toxine animale. Ed. Ceres Bucureşti.

Silla Santos MH., 1996 – Biogenic amines, their importance in food. Int. Journal

of food Microbiology, 29, pag. 213-231.

Socaciu C., 2003 – Chimie alimentară, Ed. Academic Press., Cluj-Napoca.

1Prezentarea importanţei, structurii şi compoziţiei ţesutului gras.

2.Prezentarea principalelor caracteristici organoleptice şi fizico-chimice ale grăsimilor.

3.Descrierea principalele procese alterative la grăsimi: hidroliza şi oxidarea

4. Descrierea antioxidanţilor – substanţe cu rol în încetinirea proceselor oxidative la grăsimi.

Grăsimile animale. Controlul calităţii.

Procese alterative la grăsimi

Grăsimile animale. Controlul calităţii. Procese

alterative la grăsimi

1.Structura şi compoziţia chimică a țesutului gras

Țesutul gras este format din celulele grase cupinse într-o rețea de

fibre conjunctive.

Contine: apă,

grăsime,

proteine,

săruri minerale,

vitamine liposolubile, (A,D,E,K),

pigmenți carotenoidici (caroten, xantofilă) și

enzime.

Proporția dintre componente diferă în funcție de specie, rasă,

stare de îngrășare, porțiune anatomică.

Factor de

apreciere

Calitatea

Superioară I-a a II- a

Aspect la 20ºC Masă afilioasă sau fin granulată, omogenă

Aspect în

stare topită

Transparentă, fară impurităţi Se admite o uşoară

opalescenţă

Culoare la

20ºC

Albă imaculată se admite culoare alb-gălbuie Se admite culoare

gălbuie sau cenuşie

Miros şi gust Caracteristic de

untură proaspătă de

porc, fără miros sau

gust particular

Se admite slab miros şi

gust de prăjit

Se admite miros şi gust

de prăjit

Tabel.1- Caracterele organoleptice ale unturii de porc

(Crăiţă şi Eladi, 1979)

2.Caractere organoleptice

Factori de

apreciere

Caracteristici

Untura de găina Untura de gâscă

Cal I Cal II

Aspectul la

20ºC

Masă alifioasă cu consistență semivâscoasă;se poate transvaza prin scurgere

Aspect uniform fară sedimente Se poate separa intr-un strat

superior fluid și unul

inferior granulos

Aspectul în

stare topită

Transparentă Se admite și o nuanța slabă

de prajit

Miros și gust Caracteristice, fară gust și miros străin Se admite ușor miros

intestinal

Culoare Galbenă Alb-gălbuie

Tabel 2.- Caracteristici organoleptice ale grăsimii de pasăre

(Crăiţă şi Eladi, 1979)

Factor de

apreciere

Calitatea

Superioară I-a a II- a

Aciditate în g

ac.oleic% max.

0,35 0,5 1

Substanţă ins. în

eter

lipsă 0,1 0,5

Apă % max. 0,2 0,3 0,3

Punct de topire 36 - 48°C

Indice iod 43 - 70

Indice de

saponificare

190 - 200

Reactia Kreis negativă

Grade

refractometrice

48 - 54

Tabel 3.- Caracterele fizico-chimice ale unturii de porc

3.Caractere fizico-chimice

Factori de apreciere

Caracteristici

Untura de găina Untura de gâscă

Cal I Cal II

Aciditate în acid oleic g%

max

5%

Punct de topire 40-42 32 -38

Apă % max. 0,5

Tabel 4.- Caracteristici fizico-chimice ale grăsimii de pasăre

4. Transformǎri suferite de ţesutul gras în timpul depozitǎrii şi

comercializǎrii

Principalele transformări pe care le suferă lipidele din produsele

alimentare sunt degradările oxidative, în urma cărora se

formează compuşi toxici cu gust şi miros neplăcut. Aceste

degradări au loc în două etape (Enache, 1994):

- hidroliza lipidelor la acizi graşi şi alcool şi

- oxidarea propriu zisă.

Hidroliza grăsimilor

Hidroliza este produsa de lipazele proprii materiei grase sau elaborate de

microorganismele care contamineaza grăsimea după obţinere: Serratia

marcescens (Bacterium prodigiosus), Enterobacter Cloaceae, Bacillus

pyocianeus, Bacillus butyric, M.lypoliticus, Sarcina lutea, Penicilium,

Aspergillus etc.

Alterarea oxidativă

Alterarea oxidativă are loc în prezenţa oxigenului atmosferic.

Viteza oxidării creşte pe măsură ce numărul dublelor legături din molecula de

acizi graşi nesaturaţi este mai mare.

Lumina accelereaza aceste reactii.

Reacţiile de oxidare includ 3 etape:

Initiere - formare de radicali liberi sau de peroxizi

Propagare - oxidarea lipidelor de către O2, acumulare de peroxizi

Intrerupere - prin asociere de radicali liberi, rezultând compuşi

neradicalici

Consecinţele reacţiilor de oxidare a lipidelor sunt diferite:

Substanţe volatile : CO, CO2,

H2O;

Formare de aldehide şi cetone cu molecule mici (volatile) având

miros de rânced care se percep la concentraţii infime (1 ppm),

Brunificarea neenzimatică prin reacţia compuşilor carbonilici

(formaţi prin oxidare) cu proteinele,

Oxidarea secundară a unor arome existente în probă,

Pierderi de activitate vitaminică şi de culoare,

Pierderea valorii nutritive a acizilor graşi esentiali.

Produşi cu caracter peroxidic.

Aceste reacţii pot fi accelerate de presiunea de O2 şi agenţii

prooxidanţi (metalele, hemoglobina, lipoxigenaze)

Formarea acroleinei

Lipidele prin încălzire hidrolizează şi formează acizi graşi şi glicerol. Glicerolul

format se transformă prin deshidratare în acroleină.

Acroleina formată are un miros înecăcios de grăsime arsă şi este o substanţă

cancerigenă

Prevenirea alterarii

prelucrarea tehnologică trebuie să asigure îndepărtarea

componentelor nelipidice (apă, protide, glucide) care favorizează

descompunerea grăsimilor.

răcirea rapidă, manipularea igienică şi păstrarea grăsimilor la

temperaturi scăzute, reduc atât contaminarea şi multiplicarea

microorganismelor, cât şi transformările pur chimice. Acestea

devin neînsemnate, dacă lipseşte fierul sau cuprul şi dacă

produsele se păstrează la adăpost de lumină.

eliminarea oxigenului prin ambalarea produselor sub vid, sau

adăugarea de glucozoxidază la aliment.

folosirea de antioxidanţi.

Antioxidanti

încetinesc viteza de oxidare a acizilor graşi uşor oxidabili,

prelungesc perioadă de initiere, în decursul căreia ei sunt

inactivaţi progresiv.

Antioxidanţi naturali: tocoferolii (în special α), acid rosmarinic,

sesamolul, gosipolul, acidul ascorbic şi derivaţii săi;

Antioxidanţi de sinteză, de regulă sunt de natură fenolică:

butilhidroxianisolul (BHA) E 320; butilhidroxitoluenul (BHT), E

321, precum şi esterii acidului galic.

Bibliografie Banu C., Alexe P., Vizireanu C., 2003 - Procesarea industrială a cărnii

editia aII-a, Ed Tehnică, București.

Drugă Mihai 2004- Controlul calității cărnii și produselor din carne-Ed

Mirton, Timișoara

Eladi Anatolie, Mihai Craită 1988- Îndrumător pentru medicii veterinari din

unităţile de prelucrare şi industrializare a cărnii-Ed Ceres Bucureşti

Enache T., Paul I., Popescu O., Stănescu V., Iordache I., 1994 –

Medicină veterinară legală, Ed. All Bucureşti.

Neamţu 1997 - Biochimia alimentelor, Tipo Agronomia, Cluj-Napoca.

Purcărea C., 2008, Transformări biochimice importante în produsele

agroalimentare în timpul procesării şi depozitării, Ed. Universităţii din

Oradea.

Socaciu C, 2003, Chimie alimentară, Ed. Academic Press., Cluj-Napoca.