Динамічна біохімія риби

За участю ферментів у живій рибі реакції відбуваються постійно в двох напрямах – по шляху розпаду речовин і по шляху новоутворення, тобто синтезу необхідних організму речовин. Після смерті риби ферментативні процеси зводяться тільки до розпаду органічних речовин. Це явище називається автолітичним процесом і має велике значення в посмертних змінах риб. При цьому особливо велику роль відіграють ферменти, які сприяють гідролізу глікогену, креатинфосфату (КрФ) і аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) у м'язовій тканині риб. До цих ферментів належать амілаза, фосфофераза, фосфорилаза, АТФ-аза та ін. Важливими є також м'язові ферменти пептигідролази, які розщеплюють білкові речовини. Їх називають протеолітичними ферментами. З протеолітичних ферментів, які є в м'язах, важливим є катепсин. Протеолітичні ферменти мають велике значення не тільки в процесі розпалу білків при посмертних змінах риби, а й в перетворенні білкових речовин риби при її технологічній обробці

Активність ферментних систем залежить від виду риби, сезону вилову, температури, рН середовища, концентрації ферменту, від присутності речовин, які здатні стимулювати або ж, навпаки, гальмувати дію ферменту (наявності натрію хлориду, солей Магнію і Кальцію, важких металів, етанової та хлоридної кислот). При низьких температурах (0 °С і нижче) активність ферментів знижується. При підігріванні риби до температури 60 – 70 °С і вище ферменти інактивують, тобто втрачають активнісгь. Це пояснюється денатурацією білкових речовин, які входять до їх складу. Теплова денатурація ферментів має велике значення, оскільки термічно оброблена риба (відварена, гарячого копчення), стерилізовані консерви не зазнають автолізу.

Хімічний склад м'яса риб визначає його енергетичну цінність, яка залежить в основному від вмісту жиру та білків. У зв'язку з тим, що в м'ясі різних видій риб кількість жирів, на відміну від білків, коливається в дуже великому діапазоні, тому енергетична цінність залежить, насамперед, від вмісту жиру. М'ясо риби перетравлюється швидше в шлунку людини, ніж м'ясо теплокровних тварин. Це пояснюється особливостями його білкового складу, будовою тканин, низьким вмістом колагену і еластину. Засвоюваність жиру і білків риб дуже висока, %: жиру – 96 – 98, білків 95 – 97. Висока засвоюваність білків м'яса риб зумовлена вмістом міозину, який становить основну масу речовин м'язової тканини. Міозин м'яса риб перетравлюється значно краще, ніж міозин м'яса теплокровних тварин. Порівняно з іншими продовольчими товарами м'ясо свіжої риби має енергетичну цінність від низьких до середніх величин. Низькою енергетичною цінністю характеризується м'ясо нежирних риб.

Енергетична цінність м'яса окремих видів нежирних риб перебуває в межах 30 – 100 ккал/100г (пікші – 71, минтая – 72, окуня річкового – 82, щуки – 84, камбали азово-чорноморської – 85). Енергетична цінність м'яса жирних риб перевищує 150 – 160 ккал/100г (осетра азово-чорноморського – 164, сардин океанічних – 166, скумбрії атлантичної – 191, палтуса чорного – 196, скумбрії далекосхідної – 239, оселедця атлантичного жирного – 246, вугра – 333).

Харчова цінність риб визначається не тільки кількісним та якісним складом хімічних речовин, енергетичною цінністю, а й гастрономічними властивостями. Високі гастрономічні властивості мають риби родини осетрових, лососевих. В окремих родинах є риби з низькими і високими гастрономічними властивостями. Серед коропових низькими гастрономічними властивостями характеризуються карась, ліга, а високими – товстолобик, амур. Із сардин кращі гастрономічні властивості має, наприклад, далекосхідна сардина (івасі), гірші – сардинела.

1.2. Хімічний склад не м'ясних їстівних частин риб

Крім м'яса їстівними частинами деяких видів риб є гонади (ікра, молочко), печінка, кістки, хрящі, спинна струна (хорда), плавці та інші органи.

Дуже цінною для харчування є ікра риб, яка містить білки, небілкові азотисті речовини, жир, мінеральні речовини, вітаміни, ферменти. Велике значення має ікра осетрових і лососевих риб. У цих видів ікри вода займає від 54 до 56 % всієї маси. Вміст білків досягає 25 – 30 %, жирів – 14 – 16 %. В ікрі частикових риб (щуки, сазана, судака та ін.) порівняно з ікрою осетрових і лососевих води більше – від 65 до 70 %, а жиру значно менше – 1,5 – 4,0 %. Ікра риб багата на фосфоліпіди (лецитин) і стерини (холестерин).

За харчовими перевагами молочко риб поступається перед ікрою: воно має у своєму складі більше води (60 – 80 %) і менше азотистих речовий (12 – 18 %). Білки молочка належать до нуклеопротеїдів. Бони не мають важливого значення для організму людини, оскільки протаміни та гістони, які входять до їх складу, характеризуються низьким вмістом незамінних амінокислот. У молочці осетрових риб міститься 15 – 20 % жиру, ляща – 13 – 15 %. Молочко лососевих та оселедцевих риб, тріски, частикових риб характеризується малим вмістом жиру (1,04 %). Молочко риб, як і ікра, багате на лецитин і холестерин. Вміст вітамінів у молочці невисокий. Жиророзчинний вітамін А виявлено тільки в молочці осетрових риб (до 0,12 мг %). У молочці риб міститься така кількість водорозчинних вітамінів мг %: В1 – 50 – 185, В2 – 40 – 600, В12 – 7 – 50, фолієва кислота – 125 – 1300, РР – 1,1 – 5,7, С – 3,5 – 9,8.

Велике значення для харчування має печінка багатьох видів риб, до складу якої входить від 20 – 30 до 70-80 % води. Цінність печінки риб визначається вмістом жиру, азотистих та мінеральних речовин. Кількість жиру в печінці риб коливається в дуже великому діапазоні – від 1 до 75 %. У жирі печінки значно більше ненасичених жирних кислот, ніж у жиру м'язів. Печінка нежирних тріскових риб (тріски, пікши) містить велику кількість жиру – від 20 до 75 % (переважно 60 – 70 %). Отже, у цих видів риб основним місцем накопичення жиру є печінка. На жири багата печінка акул. Особливо багато жиру в печінці колючої акули – 22,5 – 73,5 %. У рибах із значним вмістом жиру в м'язах (оселедцевих, лососевих, осетрових, сомів та ін.) в печінці його значно менше, %: осетрових 2 – 22, горбуші 3,0 – 5,0, оселедцевих 2,5 – 7,5, сома 0,5 – 6,5. Невисокий вміст жиру у печінці судака (2,0 – 15,0 %) та ляща (2,5 – 3,0 %), у яких є значні відкладення жиру в інших внутрішніх органах.

Кількість азотистих речовин у печінці риб коливається від 4 до 25 %. Особливо багато цих речовин у печінці ляща (20 – 22 %), горбуші (16 – 24 %), сома (13 – 18 %), окуня морського (10 – 18 %), судака (13 – 15 %). З азотистих речовин у печінці переважають білки, які належать до повноцінних.

До складу свіжої печінки входять у значній кількості також глікоген (у середньому 1 %, в окремих випадках до 3 – 3,5 %) і молочна кислота (до 0,2 – 0,3 %). Вміст мінеральних речовин у печінці риб коливається в межах, %: горбуші 1,4 – 1,7, ляща 1,4 – 1,6, палтуса 1,0 – 1,7, окуня морського 1,0 – 1,5. З мінеральних елементів у печінці риб багато Хлору), Купруму, Фтору, Брому і Йоду. Високий вміст Йоду має печінка тріски (0,4 – 0,8 мг %). При тепловій обробці печінки Йод, який входить до складу органічних сполук, відщеплюється. Цим пояснюються інколи в консервах з печінки тріски незначний запах і присмак Йоду. Особливо цінними с вітаміни печінки риб.

З жиророзчинних вітамінів за вмістом переважає вітамін А. Середній вміст цього вітаміну становить, мг %: минтая 172,0, окуня морського 97,5, колючої акули 34,5. Небагато вітаміну А (від 4 до 8 мг %) є в печінці оселедця, ляща, сазана. Вміст вітаміну D у печінці коливається в межах 60 – 360 мг %. У рибах тропічних вол цієї речовини значно більше – від 700 до 1900 мг %. Крім жиророзчинних вітамінів у печінці риб виявлено водорозчинні вітаміни; В1, В2, В12, РР, пантотенову кислоту, вітамін С.

У головах риб міститься від 50 до 85 % води (сазана 53 – 69, судака

65 – 75, щуки 73 – 75, тріски 79 – 80, сома 64 – 33). Вміст жиру в цій частині тіла коливається від 0,5 до 25 % (щуки 0,5 – 1,0, судака 2,0 – 6,5, сазана 6,5 – 25,5). Голови риб багаті на азотисті речовини – 10,5 – 20,0 %. Особливо високий вміст у головах мінеральних речовин – 2,5 – 11,5 %. З мінеральних речовин переважають Фосфор і Кальцій.

У кістках риб міститься від 52,5 до 77,0 % води, 0,3 – 23,0 жиру, 10,5 – 20,5 % азотистих речовин. На жир багаті кістки сома (7,5 – 23,0 %), оселедцевих (9,5 – 14,0 %), сазана (5,5 – 13,5 %). Низький вміст жиру мають кістки тріски (0,3 – 0,7 %), щуки (1,0 – 2,0 %) та інших риб. Вміст мінеральних речовин у кістках риб перебуває в межах 5,0 – 15,0 %. Майже половину загальної кількості цих речовин займає Фосфор і Кальцій.

Цінними є хрящі хрящових і хрящокісткових риб. У хрящах осетра міститься 62,0 – 63,5 % води, 14,0 – 25,0 жиру, 12,0 – 14,5 азотистих речовин. Основною відмінністю хрящів від кісток є те,що до їхнього складу входить значно менше мінеральних речовин – до 1 %.

У спинній струні (хорді) осетрових риб, яка використовується в їжу, містяться вода, азотисті речовини, жир і мінеральні речовини. В оболонці (визизі) і скрипу вміст цих речовин відрізняється. Так, в оболонці води 83 – 86 %, а в скрипу 92 – 95 %. Вміст азотистих речовин у цих частинах спинної хорди відповідно становить 12 – 14 і 4 – 6 %, а жиру – 0,2 – 0,8 і 0,3 – 0,8 %. В оболонці спинної струни та в скрипу містяться від 0,8 до 1,0 % мінеральних ре­човин.

Вміст води в плавцях риб коливається від 45 до 80 %. Плавці риб мають в своєму складі переважно мало жиру – 0,5 – 2,5 %. У деяких видів риб вміст жиру в плавцях досягає 10 – 40 % (в осетра – 10,5 – 13,5 %, сома 23,0 – 37,0 %). Плавці риб багаті на азотисті речовини. Особливо високий вміст цих речовин у плавцях осетра (20,5 – 21,0 %) та судака (15,0 – 19,0 %).

Луска риб багата на мінеральні речовини – від 15 до 30 %. У лусці є вода (30 – 60 %), азотисті речовини (20 – 35 %) та незначна кількість жиру (0,1 – 1,5 %). Азотисті речовини луски представлені білком проколагеном, який близький до колагену.

Шкіра риб містить 60 – 75 % води (оселедець 35 – 65 %) і мало жиру – 0,3 – 3,0 %. Багата на жир шкіра осетрових риб (7,5 – 12,5 %), сома (2,5 –

8,0 %) та сазана (10,0-21,5 %). Дуже велике коливання вмісту жиру в шкірі оселедцевих риб – від 1 до 37 %. Шкіра риб характеризується високим вмістом азотистих речовин – у межах 20 – 40 %. З азотистих речовин переважають близькі до колагену протеноїди (проколагени), які легко переходять у глютин. Ці білки у шкірі риб становлять майже 90 % всієї кількості азотистих речовин. Решта азотистих речовин представлена еластином та екстрактивними азотистими речовинами. Вміст мінеральних речовин у шкірі різних видів риб не перевищує 4 %. Мало цих речовин у шкірі прісноводних риб – 1 – 2 %.

Азотисті речовини, які входять до складу кісток, голови і плавців, представлені переважно білком осеїном. Цей білок близький до колагену, але важко переходить у глютин. До складу кісток входять також нерозчинний у воді склеропротеїд і глюкопротеїд мукоїд з високим вмістом Сульфуру. У сполучній тканині та м'язах голови риб міститься також колаген і м'язові білки (актин, міозин, міоген).

Деякі види риб або окремі частини їх тіла непридатні в їжу внаслідок наявності в їхньому складі хімічних сполук, які мають токсичні властивості. Отруйні речовини майже не входять у м'язову тканину, а містяться у внутрішніх органах – гонадах, печінці та плівці, яка вистилає черевну порожнину. Отруйні речовини є також у голові, плавцях та деяких інших органах риб. Ці речовини можуть бути в одних риб постійно, а в інших – тільки в певні періоди року (переважно під час розмноження). Якщо отруйні речовини містяться тільки у внутрішніх органах або в черевній плівці, то при повному їх видаленні риба може бути придатна в їжу. Отруйні риби трапляються переважно в тропічних морях (собака-риба, місяць-риба, баракуда, одноріг та ін.). Умовно отруйними рибами є балхаська маринка, осман, усач та хромуля. Вони мають отруйну ікру та черевну плівку (маринка, осман), або ж тільки ікру (усач, хромуля).

2. Посмертні біохімічні зміни у рибі

Смерть риби, яка настає після її вилову внаслідок удушення при недостатньому надходженні в організм кисню,називається засипанням,або засинанням. Нестача кисню в організмі риби сприяє надмірному накопиченню в ньому молочної кислоти та інших не окиснених продуктів обміну речовин,які спричиняють параліч нервової системи. Риба може заснути також від удушення в знаряддях лову навіть ще у воді. Це зумовлено також надмірним накопиченням продуктів обміну речовин при енергійних рухах риби або при несприятливих умовах для дихання (велика концентрація риби в сітці). Смерть риби настає також внаслідок забою, знекровлення або електроглушіння.

Абсолютно свіжа риба після смерті надходить у торгову мережу дуже рідко – тільки в місцях вилову рано навесні або пізно восени.

Після смерті риби під впливом ферментів і мікроорганізмів у її тканинах відбуваються складні процеси (фізичні, хімічні, біохімічні), які призводять до псування риби. Підвищена температура зберігання риби (15 – 20 °С) значно прискорює ці процеси.

Розрізняють кілька етапів посмертних змін риби: виділення слизу на поверхні, заклякання, автоліз і бактеріальний розпад (гниття). Суворої послідовності перебігу цих процесів немає. Усі вони відбуваються паралельно, однак швидкість та інтенсивність їх неоднакові, що залежить від різних факторів, і насамперед від температури. Наприклад, при зберіганні риби в охолодженому стані процес автолізу відбувається більш інтенсивно, ніж процес бактеріального розпаду.

Виділення слизу. Після смерті риби на її поверхні різко збільшується кількість слизу. Процес виділення слизу триває з моменту смерті риби до початку заклякання. Деякі види риб виділяють дуже багато слизу – до 2 – 3 % і більше порівняно з їхньою масою (вугор, морський язик та ін.). Слиз таких риб покриває поверхню суцільним шаром і є добрим субстратом для розвитку мі­кроорганізмів і передусім гнильних. До складу слизу входять глюкопротеїд муцин, фосфатиди, нуклеоальбуміни, холестерин та інші органічні речовини. При загниванні він стає каламутним, набуває темно-сірого забарвлення та неприємного запаху.

Наявність слизу на поверхні риби та зміни, які відбуваються в ньому, не свідчать при недоброякісність продукту. Риба із слизом придатна у їжу, оскільки мікроорганізми в період виділення його не проникають у м'язову тканину. Слиз видаляють з поверхні промиванням риби холодною водою. Якщо неприємного запаху немає, продукт використовують за призначенням.

Однак наявність на поверхні риби слизу сприяє швидкому проникненню мікроорганізмів крізь шкіру вглиб тіла і прискорює псування. Якщо неприємний запах не зникає після старанного промивання поверхні, то вибраковують окремі екземпляри або усю партію риби.

Посмертне заклякання (твердіння) риби. Заклякання тіла риби зумовлене складними біохімічними процесами, насамперед, у волокнах м'язів. Процес заклякання починається з м'язів голови, поширюється на м'язи тулуба та хвостової частини. Схема перебігу процесу така. У м'язовій тканині в аеробних умовах під дією ферментів глікоген гідролізується до цукрів, які переходять у молочну кислоту (гліколіз). У м'язах риби понижується рН з 6,5 до 5,8 – 6,0, що сприяє активізації ферментів, які гідролізують фосфати. Креатинфосфат розпадається на креатин і фосфорну кислоту. Створюються умови для дисоціації Магнію, який міститься в протеїнатах м'язових волокон. Вивільнені іони Магнію при відповідній концентрації активізують фермент міозинової аденознитрифосфатази, який, в свою чергу, спричиняє розпад аденозинтрифосфату (ЛТФ) на аденозиндифосфат (АДФ) та фосфорну кислоту. Внаслідок цього виділяється значна кількість енергії, яка витрачається на скорочення м'язових волокон. Білки актин і міозин, які до розпаду АТФ були у стані дисоціації, утворюють погано розчинний актоміозиновий комплекс (актоміозин). Цей комплекс сприяє скороченню міофібрил і набуханню їх. Настає процес посмертного заклякання риби. М'ясо риби в стадії посмертного заклякання ущільнюється, його важко зігнути. Ямка на спинці від натискування пальцем швидко зникає. Щелепи риби в цей час міцно стулені, зяброві кришки щільно прилягають до зябер, луска блискуча, очі випуклі, анальне кільце запале, бліде або темно-рожеве. У стадії  посмертного заклякання риба не має затхлого або іншого неприємного запаху і її вважають свіжою.