modificari biochimice care apar in carne dupa sacrificarea animalelor

7/28/2019 Modificari Biochimice Care Apar in Carne Dupa Sacrificarea Animalelor

1/22

Modificri biochimice care se

produc n muchi dup

sacrificarea animalului

Totalitatea transformarilor biochimice si energetice care

au loc intr-un organism viu se afla in stransa

interdependenta si sunt supuse unor mecanisme de reglare

si control metabolic ce inceteaza odata cu sacrificarea

animalului. Totusi, structurile caracteristice, inclusiv cele ale

muschiului viu, continua sa functioneze un timp datorita

mecanismelor homeostatice care incearca sa mentina viata.

Aceste mecanisme functioneaza in anumite conditii de pH,

temperatura, concentratie de oxigen si aport de energie.

Dupa sacrificarea animalului si exanguinare, in muschi

se produc o serie de transformari deoarece scade presiunea

sangvina, creste ritmul cardiac, se produce o vasoconstrictie

periferica, mecanismele de termoreglare nu mai

funclioneaza, sunt perturbate toate mecanismele

homeostatice. Aportul de substante nutritive si eliminareaproduselor de metabolism sunt stopate. Creste

susceptibilitatea fata de atacuri microbiene.

Procesele biochimice evolueaza in sensul degradarii

biomoleculelor si simplificarii structurilor moleculare


2/22

Intreruperea circulatiei sangvine suprima aportul de

oxigen. Respiratia tisulara

continua scurt timp, pana la epuizarea oxigenului fixat de

mioglobina Absenta oxigenarii are ca efect sistareaproceselor aerobe (transformarea aeroba a acidului piruvic

pe calea ciclului krebs cuplat cu lantul respiratiei celulare si

cu fosforilarea oxidativa, regenerarea de ATP). Degradarea

grucozei se face pe cale anaeroba pana la acid lactic (produs

final) care se depune sub forma de filamente pe fibrele de

actina si miozina.Acumularea acidului lactic in carne are ca efect

scaderea valorii pH-ului - acidifierea acesteia.

Cantitatea mica de energie generata.pe calea glicolizei

anaerobe este suficienta doar pentru mentinerea integritatii

structurale si a temperaturii muschiului, deoarece se

elibereaza, numai sub forma de caldura. Aceasta caldura,

asociata cu cea rezultata prin scindarea ATP, creste

semnificativ viteza glicolizei, afectand mersul proceselor

biochimice din came. Modificarile biochimice care se produc

dupa sacrificarea animalului induc transformari care

imbunatatesc calitatile organoleptice si cresc calitatea carnii.

Pentru obtinerea carnurilor de calitate se impune franarea

glicolizei, prin inhibarea activitatii enzimelor glicolitice in

conditii de racire puternica, precum si scurtarea intervalului

de tirnp dintre sacrificare si refrigerare.


3/22


4/22

Rigiditatea musculara este caracterizata de pierderea

elasticitatii si indurarea tesutului muscular, datorate

contractiei muschilor din intregul organism. In acesteconditii, deplasarea axelor osoase ale animalului devine

dificila. Instalarea rigiditatii este conditionata de urmatorii

parametri:

Integritatea muschiului. La muschii puternici,

rigiditatea se instaleaza dupa un interval mai mare de timp.

Muschii vigurosi supusi unui efort intra in rigiditate mairapid, deoarece in momentul sacrificarii contin deja o

cantitate mare de acid lactic, dar si rezerve de glicogen,

respectiv, glucoza. Rigiditatea este puternica si are o durata

normala.

ln cazul vanatului fugarit. rnuschii intra in rigiditate rapid,

uneori instantaneu (rigiditate cataleptica sau spasm

cadaveric).

Temperatura conditioneaza prielnic acest stadiu. Spre

exemplu, la 15oC, rigiditatea se instaleaza complet dupa 19-

24 ore post-sacrificare. Temperaturile ridicate favorizeaza

instalarea rapida a rigiditatii.

Specia. Timpul dupa care se instaleaza rigiditatea

musculara difera de la specie la specie. Astfel, la bovine.

instalarea rigiditatii vara, survine dupa 1-2 ore de 1a

sacrificare, iar la ovine, in aceleasi conditii, dupa 2-5 ore.


5/22


6/22

a) Degradarea compusilor macroergici si a glicogenului

muscular

Dupa sacrificarea animalului si exanguinare, datorita

intreruperii aprovizionarii cu oxigen a muschiului, sintezaATP pe calea glicolizei aerobe (ciclul Krebs cuplat cu

respiratia celulara si fosforilarea oxidativa) nu mai este

posibila. In aceste conditii, ATP continut sa fie regenerat prin

reciclare pe contul creatinfosfatului din muschi pana la

epuizarea acestuia si apoi pe calea glicolizei anaerobe.

Sinteza de ATP pe calea glicolizei anaerobe este un

proces mult mai lent comparativ cu degradarea lui

hidrolitica, catalizata de ATP-aza:


7/22

Ca urmare, dupa epuizarea creatinfosfatului,

concentratia de ATP din muschi scade pe masura ce el se

degradeaza.

Acidul lactic rezultat pe calea glicolizei anaerobe seacumuleaza in muschi.

b) Modificarea valorii pH-ului, a activitatii ATP-azice si a

concentratiei ionilor de calciu din reticulul sarcoplasmatic

Acumularea acidului lactic in muschi ca urmare a

glicolizei anaerobe determina scaderea pH-ului de lavaloarea 7 -7,2, caracteristica momentului sacrificarii, pana

la o valoare de 5,4-5,5 numita pH ultim sau final.

Pentru desfasurarea proceselor biochimice din carne,

este esentiala activitatea enzimelor glicolitice si a ATP-azei.

Viteza si intensitatea degradarii ATP-ului si glucozei sunt

conditionate de activitatea acestor enzime care depinde de

temperatura carnii, cantitatea de acid lactic acumulat in

muschi post-mortem (pH) si de rezervele de glicogen,

respectiv, glucoza si ATP existente in muschi in momentul

sacrificarii animalului.

La valori scazute ale pH-ului (5,4-5,5) activitatea ATP-

azelor sarcoplasmatice este inhibata si ionii de calciu sunt

eliberati din reticulul sarcoplasmatic. O concentratie a ionilor

de calciu de 106 M declanseaza activitatea ATP-azica a

miozinei.

c) Formarea complexului actomiozinic


8/22

Imediat dupa sacrificare, rezerva de ATP din muschi

este suficienta pentru disocierea complexului actomiozinic in

actina si mioza mentinandu-se elasticitatea tesutului

muscular.pH-ul izoelectric al miozei este aproximativ 5,4, iar cel

al actinei este aproximativ 4,7. La pH ultim (5,4), miozina va

pune in libertate ioni OH si se va incarca electropozitiv, iar

actina va elibera ioni H- , incarcandu-se electronegativ:

Intre cele doua proteine miofibriliare cu sarcini electrice

de sens opus vor actiona forte de atractie, rezultand

complexul actomiozinic rigid

Epuizarea rezervelor de ATP si imposibilitatea ca ionii

de calciu sa fie recaptati in reticulul sarcoplasmatic

impiedica disocierea complexului actomiozinic responsabil

de rigiditatea si intarirea muschiului.

d) Formorea de amoniac


9/22

Pe parcursul instalarii rigiditatii, o serie de substante

azotate neproteice, in principal nucleotide (adenozintrifosfat

- ATP, guanozintrifosfat- GTP, nicotinamid adenin-dinucleotid

- NAD), aminoacizi liberi si amine biogene se degradeaza,,rezultand ca produs final amoniacul.

Transformari fizico-chimice

Pe parcursul stadiului de rigiditate apar o serie de

modificari fizico-chimice care afecteaza hidratarea carnii,

capacitatea de retinere a apei, potentialul redox, lungimeasarcomerului si extensibilitatea muschiului.

a) Capacitatea de retinere a apei si potentialul redox

Capacitatea de retinere a apei se defineste ca fiind

proprietatea carnii de a retine apa chiar in conditiile actiunii

defavorizante exercitate de factori externi (presiune,temperatura, tocare etc.).

Apa este retinuta in carne datorita unor interactiuni

care permit asocierea cu proteinele miofibrilare. ln functie de

tipul acestor interactiuni, se defineste:

Apa libera retinuta la suprafata macromoleculelor

proteice de forte relativ slabe (de capilaritate). Reprezinta

circa 10 % din apa totala si poate fi separata prin congelare.

Apa legata sau imobilizata de macromoleculele

proteice prin forte slabe de tip van der Waals, ion-dipol sau


10/22

dipol-dipol. Reprezinta aproximativ 4% din apa totala si prin

congelare poate fi separata partial.

Apa de constitutie, legata prin legaturi de hidrogen

de diferitele grupari functionale grefate pe macromoleculeleproteice (-OH, -COOH, -NH2 etc.). ln acest caz, moleculele de

apa au rol structural si nu pot fi indepartate nici prin

procedee energice (mecanice, termice). Reprezinta 4-5% din

apa totala.

Imediat dupa sacrificarea animalului, capacitatea deretinere a apei de catre tesutul muscular este foarte mare,

apoi scade, atingand valoarea minima dupa 24 pana la 48

ore. Aceasta evolutie este determinata de pH si de

concentiatia unor ioni (Ca2+, K- , Na+).

Valoarea pH-ului din muschi in momentul sacrificarii

este de 7-7,1, mult diferita de pH-ul izoelectric (5-5,1) la

care sarcina electrica a moleculelor proteice tinde catre zero.

ln aceste conditii, se manifesta forte de respingere

electrostatica care determina marirea spatiilor

intermoleculare din miofibrile si favorizeaza retinerea

moleculelor de apa. Odata cu instalarea rigiditatii din cauza

glicolizei anaerobe si, respectiv, formarii de acid lactic, pH-ul

scade pana la valoarea dee 5-5,1 (pHi) cand numarul

gruparilor incarcate electropozitiv este aproximativ egal cu

cel al gnrparilor incarcate electronegativ. Datorita fortelor

de atractie. numarul gruparilor reactive 1a nivelul


11/22

miofibrilelor scade, muschiul capata o structura inchisa",

care nu favorizeaza retinerea apei.

Stadiul de rigiditate este caracterizat si de eliberarea

ionilor de calciu din reticulul sarcoplasmatic, care ajung prindifuziune la proteinele miofibrilare, se leaga de grupari

reactive si blocheaza accesul moleculelor de apa, diminuand

capacitatea de retinere. Ionii de calciu nu pot urma calea

iuversa spre reticulul sarcoplasmatic, deoarece ATP,

furnizorul energiei necesare acestui proces, este epuizat.

Capacitatea de retinere a apei este influentata atat deionii de potasiu care se gasesc in interiorul fibrei musculare

(localizare intracelulara), cat si de ionii de sodiu din lichidul

extracelular. La inceputul stadiului de rigiditate, (0-24 h),

ionii de potasiu migreaza in lichidul extracelular. iar ionii de

sodiu patrund in interiorul fibrei. Ulterior (24 h-48 h),

deplasarea ionilor se face invers, ionii de potasiu revenind in

interioru1 fibrei.

b) Potentialul redox al tesutului muscular scade pe

masura ce rigiditatea avanseaza

c) Modificari ale extensibilitatii si elasticitatii lungimii

sarcomerului

Pe parcursul stadiului de rigiditate, lungimea,

extensibilitatea si elasticitatea sarcomerului se reduc.


12/22

Aceasta se explica prin epuizarea rezervelor de ATP care iu

mod normal asigura glisarea filamentelor subtiri de actina

de-a lungul filamentelor groase de miozina. Ca urmare, se

formeaza legaturi transversale rigide intre cele doua tipuride filamente.

Gradul de rigiditate creste odata cu instalarea rigiditatii

si variaza invers cu temperatura de pastrare a carnii.

In stadiul de rigiditate, carnea este tare, aspra, fara

suculenta si aroma, cu capacitate de hidratare si retinere a

apei practic nula. Nu se preteaza la prelucrare tehnologica,.De asemenea, in acest stadiu, procesele de alterare sunt

absente, deoarece conditiile instalarii rigiditatii exclud

dezvoltarea microbiana.

Stadiul de maturare

Stadiul de rigiditate musculara este urmat de maturare.

Pe parcursul acestui proces, care evolueaza treptat

musculatura redevine extensibila, parametrii sai senzoriali

imbunatatindu-se.

Timpul de maturare este functie de temperatura de

conservare si variaza intre durata optima de 21 zile la 2o C

pana la 12 ore la 25o C.

Parametrii senzoriali ai carnii (textura, consistenta.

suculenta, aroma, culoarea) depind de specie, rasa, sex,

varsta, tipul de muschi, alimentatie, starea de sanatate si


13/22

ingrasare etc. Acesti parametri se modifica din cauza unor

reactii chimice si biochimice care au loc pe parcursul

procesului de maturare.

Proteinele structurale ale muschiului, proteinelemiofibrilare si colagenul determina, textura carnii.

Consistenta carnii depinde de starea muschiului, de

structura sa morfologica, dar si de stadiul modificarilor

biochimice care se produc post-sacrificare.

Suculenta carnii este influentata de continutul total de

apa, de capacitatea de retinere a apei, valoarea pH-ului si decantitatea de lipide intramusculare.

Fragezimea carnii poate fi datorata modificarilor din

structura proteinelor fibrilare, componente ale tesutului

conjunctiv, modificarii continutului de colagen si elastina,

hidratarii colagenului, modificarilor in concentratia unor ioni

(preponderent la inceputul maturarii cand proteinele

musculare retin cationii de potasiu si anionii fosforici,

eliberand cationi de sodiu, calciu si magneziu), eliberarii

unor glicozaminoglicani la nivelul tesutului conjunctiv cu

efect asupra cantitatii de apa retinuta in carne etc. De

asemenea, imposibilitatea de interactiune a actinei cu

miozina sau disocierea complexului actomiozinic au rol in

procesul de fragezire.

Daca nivelul concentratiei de ATP ajunge la 1/6 -1/3 din

cel existent imediat dupa sacrificarea animalului,

actomiozina poate fi scindata in cele doua componente, ceea


14/22


15/22


16/22

2. Proteazele lizozomiale sunt reprezentate de

catepsine (B, D, L, H). Catepsina D, cea mai activa,

catalizeaza proteoliza actinei si miozinei.Aproxirnativ 50% din activitatea proteolitica a

catepsinelor este datorata celor de tip B si L. Catepsinele

(endopeptidaze) catalizeaza scindarea legaturilor peptidice

din interiorul lanturilor polipeptidice cu formarea de

oligopeptide. Simplificarea structurii proteinelor este un

factor esential pentru fragezirea carnii.pH-ul optim de actiune al catepsinelor este de 4,6. Prin

urmare, acidifierea tesutului muscular post-sacrificare, din

cauza formarii de acid lactic (produs final al glicolizei

anaerobe) si acid fosforic rezultat prin degradarea ATP, va

mari viteza reactiilor catalizate de catepsine

Scaderea pH-ului are ca efect deteriorarea

membranelor lizozomiale si scaderea permeabilitatii 1or,

ceea ce permite enzimelor lizozomiale sa actioneze in afara

lizozomilor. Cand ajung in spatiul extracelular, catepsinele

impreuna cu glicozidazele lizozomiale catalizeaza reactiile de

degradare ale tesutului conjunctiv.

Acidifierea rapida a carcaselor la temperaturi de 10-

12oC, timp de 8-10 ore, asigura activitatea optima a

calpainelor si catepsinelor.


17/22

3. Sistemul multifunctional reptezinta un complex

enzimatic localizat in sarcoplasma, format din proteaze

(prosom, macropain, proteozom) cu masa moliculara mare si

structura cuaternara complexa. Acest sistem catalizeaza,reactiile de degradare a proteinelor sarcoplasmatice, este

activat de ATP si are pH-ul optim de actiune situat in

intervalul 7-9.

Procesele fizico-chimice care intervin in frigezirea carnii

sunt legate de osmoza, adica de difuzia moleculelor de apa

(solvent) prin porii membranelor celulare semipermeabilecare separa spatiul intracelular de cel extracelular. Cele

doua spatii contin solutii de concentratii diferite. Difuzia se

face de la solutia mai diluata din interiorul celulei spre

solutia mai concentratia din spatiul extracelular. Presiunea

osmotica () reprezinta presiunea care trebuie aplicata din

exterior pentru a impiedica trecerea moleculelor

dizolvantului prin porii membranei semipermeabile.

Odata cu instalarea rigiditatii si pe tot parcursul

maturarii, datorita proceselor de proteoliza si glicoliza

anaeroba concentratiile de acid lactic, peptidee, aminoacizi

si diferiti ioni din sarcoplasma cresc. Ca urmare, presiunea

osmotica exercitata din spatiul extracelular pentru a

impiedica trecerea moleculelor de solvent prin porii

membranei semipermeabile, in spaliul intracelular, creste de

la valoarea fiziologica de 270-300 mOsmoli pana 1a 500-600

mOsmoli.


18/22

Cresterea presiunii osmotice, corelata cu actiunea

proteazelor. are ca rezultat fragezirea carnii datorita

deprecierii caracterului contractil al fibrei musculare prin

slabirea liniei Z si a interactiunii actina/miozina ca urmare adegradarii -conectinei.

Aroma si gustul carnii se intensifica pe parcursul

procesului de maturare.

Gustul carnii crude este datorat sangelui rezidual, unor

compusi extractibili azotati si neazotati (oligopeptide,

aminoacizi produsi de degradare ai nucleotidelor, glucoza,glucozamina, fructoza, riboza etc.).

Aroma carnii, datorata acumularii de eteri, aldehide

purinice volatile, baze (adenina, guanina), hipoxantina, acid

glutamic si acid inozitic, incepe sa se formeze dupa a doua zi

de maturare.

Culoarea carnii este definita prin nuanta, intensitate si

luminozitate.

Nuanta culorii, care variaza de la roz pal la rosu viu sau

rosu inchis, este datorata mioglobinei, hemoglobinei

reziduale si radiatiilor luminoase reflectate de suprafata

carnii.

In timpul maturarii, mioglobina din tesutul muscular si

hemoglobina din sangele rezidual sufera procese de

oxidoreducere la nivelul atomului de fier din hem. Sub

actiunea oxigenului atmosferic in conditiile unui pH de 5.4-

5,5, specific stadiului de maturare, se poate produce


19/22


20/22

Raportul dintre mioglobin, oximioglobin i

metmioglobin determin culoarea crnii proaspete.

Maturarea crnii implic procese biochimice i fizico-

chimice care fac carnea apt pentru consum i prelucrare

tehnologic, dar creeaz i conditii pentru dezvoltarea florei

microbiene de putrefacie.

Fezandarea

Fezandarea este specific pentru carnea de vnat, dar

i pentru alte tipuri de carne cu esut muscular foarte dens.

Reprezint un proces de .,maturare excesiv", la care

particip i microorganisme de putrefacie.

Deoarece se desfoar pe o perioad mai mare de

timp, fezandarea asigur att scindarea macromoleculelor


21/22

proteice n fragmente mai mici uor asimilabile, ct i

obinerea unei frgezimi i arome optime.

Prin fezandare, carnea devine moale, foarte fraged i

capt o culoare brun-cenuiu sau negru-rocat.Fezandarea nu poate fi delimitat net de putrefacia

incipient. Din acest motiv, procedeul nu se aplic pe scar

industrial. Comercializarea crnurilor fezandate nu este

permis.

Carnea PSEStarea PSE definete o came pal, moale i exudativ.

Este determinat, de sciderea valorii pH-ului, sciderea

capacitii de reinere a apei i creterea difuziei luminii pe

supralat.

Dup sacrificarea animalului, pH-ul cmii scade datorit

acumulrii de acid lactic. La atingerea pH-ului izoelectricnumrul gruprilor reactive libere aparinnd moleculelor de

proteine miofibrilare, care leag moleculele de ap, se

reduce considerabil. Ca urmare, capacitatea de reinere a

apei scade, miofibrilele i reduc volumul i miofilamentele

se apropie unele de altele.

Dup consumarea ATP-ului din fibrele musculare, apa

cerular prisete membranele miofibrilare i se regsete n

exsudatul din carne. La muchiul normal, eliminarea apei din

spaiile interfibrilare este de 0,7 % n timp ce la muchiul

PSE crete, atingnd 1,70%.


22/22

Textura moale caracteristic strii PSE este datorat

att umplerii spaiilor interfibrilare cu exudat, fapt care

nlesnete separarea fibrelor musculare, ct i detarii

capetelor moleculelor de miozin evideniat prin difraciecu raze X.

Proteinele sarcoplasmatice, din carnea de porc n stare

PSE avansat, precipit.

n apropierea pH-ului izoelectric, miofibrilele ating

birefrigena maxim, capacitatea de a reflecta lumina direct

scade i astfel carnea devine pal.

modificari biochimice care apar in carne dupa sacrificarea animalelor

Documents