Лекции для студентов

Холодильная обработка рыбных продуктов — Влияние низких температур на клетки и ткани рыбного сырья

Влияние низких температур на клетки и ткани рыбного сырья

При холодильной обработке и хранении рыбного сырья и продуктов из него происходят сложные процессы, приводящие к различным изменениям исходного качества сырья. Характер и специфика этих процессов во многом определяются биологическими особенностями объекта.

Проведены обширные исследования по выявлению действия низкой температуры на клетки и ткани различных объектов животного происхождения. Установлено, что быстрое понижение температуры до 0 °С является вредным и даже смертельным для многих живых клеток, тогда как медленное охлаждение в том же интервале температур не оказывает на них существенного влияния.

При быстром понижении температуры в живых клетках наблюдается глубокое нарушение обмена веществ, возникает так называемый температурный шок. Это явление объясняется нарушением динамического равновесия биохимических процессов в результате того, что степень снижения ферментативной активности при понижении температуры для различных ферментов неодинакова. Поэтому в клетках накапливаются не свойственные им, часто токсичные, продукты обмена. Если это происходит быстро, то, как правило, биологический объект погибает. При постепенном понижении температуры возможна его адаптация к изменившимся условиям и сохранение жизнеспособности.

Долгое время считалось, что основной причиной повреждения клеток при замораживании является механическое воздействие на них кристаллов льда. С этой точки зрения образование крупных кристаллов льда при медленном замораживании более вредно, чем образование мелких кристаллов при быстром или сверхбыстром замораживании, когда вода затвердевает в аморфном состоянии.

В настоящее время механическое воздействие не считается основной причиной повреждения клеток, но наличие в результате замораживания определенных нарушений в макроструктуре клеток доказано. В случае образования в межклеточных пространствах крупных кристаллов льда наблюдаются деформация и обезвоживание клеток, повреждение протоплазмы и денатурация протоплазматических белков.

Основным фактором, способствующим повреждению клеток и тканей, является повышение концентрации электролитов в незамерзшей клеточной жидкости при ее обезвоживании в процессе льдообразования. При этом наблюдается сдвиг рН среды в кислую сторону на 1,5—2 ед. Происходит миграция влаги из микробной клетки во внешнюю среду и ее обезвоживание.

Это объясняется изменением солевого состава тканевого сока из-за различной растворимости его солей в воде. К повышению концентрации солей особенно чувствительны липопротеиды, из которых в основном состоят мембранные системы клеток. Избыток кальция в клеточной жидкости может привести к необратимой контрактуре мышц при замораживании, что еще более усугубляет последствия денатурации липопротеидов в мембранных оболочках. Повреждающее действие концентрированных солевых растворов проявляется также в растворении липопротеидов. При повышении концентрации солевых растворов в клетках и тканях возрастает осмотическое давление, что приводит к термическому шоку.