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.