16.5.1. Состав жирных кислот

Общепризнано, что окисление липидов начинается в субклеточных мембранах во фракции высоконенасыщенных фосфолипидов. Подверженность мяса окислению зависит от вида животного, метаболического типа мышцы и методов обработки мяса [60]. Способность к окислению ненасыщенных жирных кислот, особенно с двумя и более двойными связями, приводит в ходе хранения к развитию прогорклости иухудшению цвета мяса. С другой стороны, склонность мяса к окислению важна в процессе приготовления с точки зрения формирования вкуса. В целом по видам мяса чувствительность к перекисному окислению упорядочить следующим образом: рыба > индейка > куриное мясо > свинина > говядина > молодая баранина [4, 198]; этот порядок отражает степень ненасыщенности липидов в субклеточных мембранах [212]. Кроме того, окисляемость мышц зависит от их морфологических особенностей: окислительные «красные» мышцы характеризуются более высоким процентным содержанием фосфолипидов (и соответственно, ПНЖК) по сравнению с гликолитическими «белыми» мышцами [39].

Бедренные мышцы птицы более чувствительны к перекисному окислению, чем грудная (гликолитическая) [60, 167]. Широко известно, что это вызвано более высоким содержанием фосфолипидов, большей насыщенностью кислородом и более высоким содержанием гема [56]. В работе [192] показано, что чувствительность к окислению липидов сырого рубленого мяса в течение 6 сут выдержки в охлаждаемой витрине можно упорядочить следующим образом: скумбрия > говядина > утиное мясо > страусиное мясо > свинина > куриные грудки ≥ мерланг. С другой стороны, чувствительность к окислению приготовленных (то есть подвергнутых тепловой обработке) образцов в течение последующего хранения при 4 °Сбыла иной: скумбрия > утиное мясо > страусиное мясо > говядина > свинина > куриные грудки ≥ мерланг. Данный факт тесно связан с содержанием липидов, концентрацией ПНЖК и присутствием железа в различных соединениях [193]. Эти данные свидетельствуют о том, что определяющим фактором различий в окислении липидов у разных видов мяса (если нарушена целостность клеточных мембран мышечной ткани или высвобождения железа в результате тепловой обработки и т.д.) является количество субстрата (ПНЖК).

В последние годы значительное внимание уделялось попыткам создать новые мясопродукты с повышенным содержанием n-3-ПНЖК и более благоприятным (низким) соотношением n-6 : n-3 путем изменения жирнокислотного состава в тканях животных. Свинина с повышенным содержанием ПНЖК 18:2 быстро окисляется при нагревании [107]. Мышцы свиней, в рационе которых присутствовало 5% соевого масла, характеризуются существенно более высоким соотношением СНЖК 18 : 2 к СНЖК 18 : 1 в нейтральных и полярных липидных фракциях скелетной мышцы и более подвержены окислению, чем мышцы свиней с жировым рационом кормления [122]. Отношение n-6 : n-3 в свинине без заметного негативного влияния на качество мяса может быть снижено за счет кормления свиней толченым льняным семенем [40, 177]. Тем не менее, содержание n-3-СНЖК в мясе свиней, в рацион которых включали 6% толченого льняного семени, при выкладке свинины в охлаждаемой витрине в течение 7 сут дало более высокое содержание 2-ТБК. Из этого был сделан вывод, что ухудшение вкуса и качества мяса при хранении (из-за окисления липидов и миоглобина) наблюдается только в тех случаях, когда концентрация линоленовой кислоты (18:3) составляет около 3% от количества нейтральных липидов или фосфолипидов, а условия обработки способствуют окислению [101].

При включении в рацион бройлеров кокосового, оливкового, льняного масла или частично гидрогенизированного соевого масла и животных жиров в красных и белых мышцах, а также во фракциях мышечных мембран [108] существенно меняется состав жирных кислот [147], нейтральных липидов и (в меньшей степени) фосфолипидов [110]. Жирнокислотный состав, в свою очередь, влияет на окислительную стабильность сырого [110] и приготовленного [147] мяса в процессе хранения.

В отличие от свинины и мяса птицы воздействовать на состав жирных кислот в говядине и баранине посредством изменения рациона кормления животных значительно труднее из-за наличия у коров и овец рубца [211, 212]. Тем не менее, добавки в рацион крупного рогатого скота липидов влияют на жирнокислотный состав мяса [176, 200], на содержание соединений, реагирующих с 2-ТБК [200], и интенсивность разложения первичных продуктов окисления липидов (насыщенных и ненасыщенных альдегидов, кетонов и спирта) [36].

Исследования говядины и баранины показали, что концентрации ПНЖК 18:3 и 20:5 в фосфолипидах мяса выше, если животные питались травой, чем при зерновом рационе кормления [39, 46, 204]. Это связано с преобладанием в липидах трав ПНЖК 18:3 и преобладанием в большинстве других растений и семян ПНЖК 18:2. Хотя мясо животных, питавшихся травой, характеризуется повышенными концентрациями более окисляемых n-3-ПНЖК, оно менее подвержено окислению в процессе хранения [204]. Высокое содержание витамина Е в травах повышает содержание α-токоферола в тканях животных [215], устойчивость тканевых липидов к окислению и сохранность оксимиоглобина.

16.5.2. Добавки витамина Е

Проведенные исследования свидетельствуют, что добавка в корм витамина Е (в форме α-токоферолацетата) повышает уровень содержания α-токоферола в мясе и улучшает окислительную устойчивость свинины [85, 122], мяса крупного рогатого скота [111], ягнятины [65, 66, 213], мяса индейки [205, 206] и куриного мяса [56, 83, 178].

Добавка в корм витамина Е (200 мг/1 кг корма) значительно повышает содержание α-токоферола в свинине (в 2,8 раза) по сравнению с мясом свиней, получавших α-токоферолацетат в обычных количествах (10-50 мг/1 кг корма), и улучшает окислительную устойчивость приготовленного свиного фарша при холодильном хранении в течение 4 сут [122]. Добавка витамина Е повышает также окислительную устойчивость приготовленных свиных отбивных в упаковке с РГС [85] и приготовленных отбивных и жаркого в вакуумной упаковке [22, 96]. Имеются данные, что повышенные добавки витамина Е существенно увеличивают концентрацию α-токоферола и заметно снижают окисление липидов свинины [80, 84, 148, 160]. Действие витамина Е отмечается также на уровне субклеточных мембран (в предполагаемом месте локализации окисления липидов) [207]. Добавка в рацион свиней 1000 мг α-токоферолацетата на 1 кг корма повышает концентрацию α-токоферола в мышцах, митохондриях и микросомах соответственно в 3,2, 6,1 и 5,6 раза по сравнению с контрольными животными. Повышение содержания α-токоферола связывают с пропорциональным снижением чувствительности мышц и субклеточных мембран к окислению липидов под действием аскорбата и ионов железа.

Влияние добавки витамина Е на ингибирование окисления липидов наблюдается и в мясе птицы. Отмечается, что при повышенном содержании в рационе птицы α-токоферола (65 или 180 мг α-токоферолацетата/1 кг корма) концентрации соединений, реагирующих с 2-ТБК, в приготовленном мясе цыплят при хранении в охлажденном или замороженном виде значительно ниже, чем в мясе контрольных цыплят, получавших α-токоферол в меньшем количестве (5 или 25 мг) [178]. Добавка в рацион бройлеров 200 мг α-токоферолацетата/1 кг корма в течение 5 нед. перед убоем значительно уменьшает чувствительность мышечных гомогенатов к окислению липидов, индуцируемому ионами железа и аскорбатом [130], а также эффективно снижает негативное воздействие добавки соли в рубленом мясе птицы при хранении в охлажденном и замороженном состоянии [12].

В мясе из бедренной части птицы депонированный эндогенный витамин Е содержится в большем количестве, чем в мясе из грудной части, если при основном рационе кормления (30 мг/1 кг корма) повысить добавку α-токоферолацетата (200 мг/1 кг корма) в течение 6 нед. перед убоем [56, 130]. При этом бедрышки но сравнению с грудками более чувствительны к окислению, индуцируемому ионами железа и аскорбатом [130], и к окислению при хранении в течение 2 нед. при 4°С или в течение 3 мес при -20°С [12].

Эффективность добавки витамина Е в корм как механизма защиты от окисления была показана на мясе индейки [179, 184]. Содержание нативного токоферола в мышечной ткани индейки значительно ниже, чем в курином мясе [184], и чтобы его концентрация в мясе достигли состояния насыщения, требуется больше времени (из-за низкой способности индеек усваивать витамин E [10] и больших потерь токоферол-глюкуронидных конъюгатов с фекальными выделениями [184]).

Концентрации α-токоферола в сырых гамбургерах из мяса индеек, получавших 300 и 600 мг α-токоферолацетата на кг корма, соответственно в 6,1 и 9.8 раз выше, чем в гамбургерах из мяса контрольных индеек, причем в процессе холодильного хранения сырого и приготовленного фарша окисление липидов замедлялось [205]. Добавки витамина Е (300 и 600 мг на 1 кг корма) оказывают явно выраженный защитный эффект против железо-аскорбатного индуцирования окисления липидов [206]. Данные регрессионного анализа свидетельствуют, что повышение содержания α-токоферола в грудках до 2,0-5,0 мг/кг и в бедрышках до 4,0-8,0 мг/кг снижает чувствительность мяса к железо-аскорбатному окислению липидов. Добавка в рацион птенцов индейки 600 мг α-токоферолацетата/1 кг корма в течение 21 нед. до убоя замедляет окисление липидов в сыром фарше из грудной и бедерной частей при хранении ввакуумной и газопроницаемой упаковке [75]. Высокая концентрация α-токоферола оказывает больший эффект при использовании газопроницаемой упаковки, что, несомненно, обусловлено более выраженным окислительным стрессом мышечной ткани [75]. Добавка 300 или 600 мг α-токоферолацетата/1 кг корма также снижает окисление липидов в предварительно замороженных грудках индейки, которые затем подвергают кулинарной обработке, нарезают ломтиками и охлаждают в газопроницаемой упаковке [76].

Кормовые добавки витамина Е эффективно снижают окисление липидов и миоглобина в свежей, рубленой и замороженной говядине [97, 111, 112, 174]. Кроме того, в настоящее время общепризнано, что повышение стабильности липидов говядины приводит к явному улучшению стабильности цвета (миоглобина).

Стратегия обогащения рациона животных, откармливаемых на мясо, повышенными дозами витамина Е заключается в достижении такой концентрации α-токоферола, которая достаточна для обеспечения практически максимальной антиокислительной эффективности системы в целом. Цель состоит в достижении минимальных концентраций α-токоферола, оказывающих почти максимальное подавление окисления триацилглицерина и холестерина, развития «аромата перегрева», потерь внутриклеточной жидкости и образования миоглобина (в свежей говядине). Выгоды от применения более высоких добавок сводятся на нет большими издержками. Имеющиеся данные свидетельствуют, что для предотвращения окисления липидов оптимально вносить витамин Е в корм птицы в размере 200 мг α-токоферолацетата/1 кг корма в течение 35 сут [130]. С другой стороны, для ограничения окисления холестерина в приготовленном [57] и приготовленном с использованием облучения [58] мясе птицы необходима добавка 400 мг α-токоферолацетата/1 кг корма. Рацион индеек должен содержать более высокие концентрации (400 мг α-токоферолацетата/1 кг корма в течение 90 сут) из-за более медленного усвоения α-токоферола мышечной тканью индеек [205, 206]. Считается, что рацион индеек с увеличенными добавками витамина Е на всем протяжении цикла выращивания птицы является нерентабельным [179], в связи с чем предлагается добавлять в корма 200-300 мг α-токоферолацетата/1 кг в течение 27 сут непосредственно перед убоем. В Великобритании Комитет по мясу и скоту (MeatandLivestockCommission) поощряет производителей свинины включать в рацион витамин Е (минимальный уровень – 100 мг α-токоферолацетата/1 кг корма) [203]. По нашим данным, чтобы обеспечить оптимальную защиту свинины от окисления, свиньи должны получать 200 мг α-токоферолацетата/1 кг корма примерно в течение 90 сут. [129].

16.5.3. Добавки аскорбиновой кислоты и каротиноидов

Одна из функций аскорбиновой кислоты в тканях животных – регенерировать α-токоферол из α-токофероксильных радикалов [153]. Это дает основание предполагать, что обогащение рациона животных аскорбиновой кислотой может улучшить защиту мяса после убоя от окисления липидов, которая обеспечивается α-токоферолом. Вместе с тем, не было выявлено никакого дополнительного улучшения окислительной стабильности мяса бройлеров после внесения в корма аскорбиновой кислоты сверх добавления α-токоферолацетата [100, 131]. Введение аскорбата (1,7 моль) в яремную вену за 10 мин до убоя крупного рогатого скота задерживает окисление оксимиоглобина и способствует сохранению цвета мышц psoas, gluteus и longissimus (поясничной, ягодичной и длиннейшей), но добавление аскорбата в рацион не очень эффективно из-за высокой скорости метаболизации аскорбата в плазме [174]. Данные о способности аскорбата регенерировать α-токоферол in vivo довольно противоречивы – так, в работе [209] утверждается, что восстанавливающее действие аскорбата относительно α-токоферола в тканях живых животных, не подвергавшихся окислительному стрессу, пренебрежимо мало. Аскорбат способен активизировать окисление липидов in vitro, снижая концентрацию ионов переходных металлов [31], поэтому возможная выгода от добавления аскорбата в корм или от внесения его в процессе производства мясопродуктов представляется довольно спорной.

При добавлении β-каротина в рацион питания куриц повышается содержание соединений, реагирующих с 2-ТБК, то есть он действует как прооксидант [100]. Показано, что в мясе птицы β-каротин в низких концентрациях действует как антиоксидант, а в высоких – как прооксидант [170]. В целом, результаты исследований свидетельствуют о прооксидантном действии α-каротина, но вполне возможно, что для поддержания баланса между про- и антиокислительной активностью важно взаимодействие его с токоферолами [135]. Кроме того, добавление β-каротина в корма неблагоприятно сказывается на содержании α-токоферола в тканях.

16.5.4 Прочие антиоксиданты

В листьях зеленого чая (Camellia sinensis L.)преобладает такая группа полифенолов, как катехины. Катехины чая обладают значительной способностью утилизировать свободные радикалы [87, 142, 195, 199], проявляя более высокую активность, чем витамин Е и аскорбиновая кислота [195], а также могут образовывать хелатные комплексы с металлами [163, 195]. Катехины чая эффективно всасываются в плазму крови человека [140], а после включения зеленого чая в корм цыплят полифенольные соединения абсорбируются и попадают в систему кровообращения большого круга, аккумулируясь в тканях [191]. Кроме того, катехины чая (в частности, эпигаллокатехин-галлат и эпикатехин-галлат) способны проникать сквозь липидный бислой клеточных мембран [74]. Добавка в рацион бройлеров 200 и 300 мг катехинов чая/1 кг корма в течение 6 нед. перед убоем существенно задерживает окисление липидов в сыром рубленом мясе из грудной и бедренной частей кур, хранившемся при 4°С до 10 сут. [194]. В процессе низкотемпературного хранения (-20 °С в течение 3 мес.) антиокислительная активность катехинов чая, добавлявшихся в корм (200 мг/1 кг), была такой же, как у α-токоферолацетата (при добавлении последнего в корм в том же количестве). Антиокислительный потенциал катехинов чая при внесении их (300 мг/кг) в сырой мясной (свиной, куриный, утиный, страусиный) и рыбный (мерланг и скумбрия) фарши оказался в 2-4 раза выше, чем у α-токоферола, добавлявшегося в той же концентрации [192].

Мощным антиоксидантом в некоторых пищевых продуктах, особенно в продуктах, содержащих животные жиры и растительные масла, является экстракт розмарина. Его антиоксидантные свойства обусловлены фенольными соединениями, утилизирующими гидрокси- и пероксильные радикалы липидов [29, 119], а также способностью образовывать хелатные комплексы с ионами металлов, например, с Fе2+ [41]. Экстракты розмарина ингибируют окисление липидов в реструктурированном курином мясе [103], в свином жире [24], в свежем и подвергнутом кулинарной обработке свином фарше при хранении в охлажденном и замороженном виде [118], а также в замороженном мясе индейки механической обвалки [119]. Оптимальная концентрация розмарина, необходимая для эффективного подавления окисления, составляет около 0,1% [118]. Сочетание α-токоферола, добавляемого в корма, и экстракта розмарина, добавляемого в процессе переработки говядины, оказывает более сильное защитное действие, чем любой отдельно взятый антиоксидант [48]. Предполагается, что экстракт розмарина при восстановлении α-токоферола оказывает синергический эффект, снабжая атомами водорода токофероксильные радикалы [201].