Характеристика химических веществ ткани рыбы

Различают элементарный и молекулярный химический состав рыбы. Элемен¬тарный химический состав показывает содержание отдельных химических элементов в теле рыбы. В настоящее время в теле рыбы обнаружено около 60 химических элементов. Элементы, содержащиеся в рыбе в сравнительно больших количествах (более 0,001%), называют макроэлементами (кислород, водород, углерод, азот, кальций, фосфор, сера); элементы, содержание которых в рыбе не превышает 0,001%, получили название микроэлементов (йод, железо, бром, фтор и др.). Микроэлементы имеют огромное физиологическое значение, они участвуют в процессе обмена веществ в организме.
Молекулярный химический состав показывает содержание в рыбе отдельных химических соединений и их количественное соотношение.
При промышленной обработке рыбы обычно учитывают содержание в ней белка, жира, воды, минеральных веществ (золы). В некоторых случаях дополнительно определяют содержание витаминов, небелковых азотистых веществ и собственно белков, отдельных минеральных элементов, аминокислот, жирных кислот.

В состав тканей рыбы входят различные химические вещества, среди которых преобладают белки и небелковые азотистые вещества, жиры, вода и минеральные вещества. В небольшом количестве содержатся витамины, ферменты и углеводы.
Белки — наиболее важные в биологическом отношении и наиболее сложные по своей химической структуре органические вещества, участвующие в построении тканей и органов тела рыбы.
Белки относятся к незаменимым веществам, без которых невозможны жизнь, рост и развитие организма. Они участвуют в образовании многих важных структур, в энергетическом балансе организма.
Белки являются высокомолекулярными азотсодержащими веществами, находящимися в клетках преимущественно в коллоидном состоянии. Это состояние белков обусловливает их неустойчивость в зависимости от изменений условий среды. Повышение температуры и давления, воздействие некоторых органических и неорганических веществ могут вызывать нарушение строения молекулы белка, что приводит к изменению некоторых его нативных свойств. Это явление называется денатурацией.
В состав белков входят углерод, кислород, водород, азот, сера. Среднее содержание азота в белках рыбы составляет 16%, поэтому общее содержание белка в рыбе определяют умножением содержания азота, определяемого химическим способом, на коэффициент 6,25, поскольку 100: 16=6,25.
Содержание углерода, кислорода, водорода в различных белках колеблется в сравнительно небольших пределах.
Белки построены из аминокислот, среди которых есть заменимые аминокислоты, способные синтезироваться в организме человека, и незаменимые, которые в организме человека не синтезируются и должны поступать с пищей. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными. Почти все белки мяса рыбы являются полноценными, исключение составляют белки соединительной ткани — коллаген и эластин.
Из 30 известных аминокислот особый интерес представляют незаменимые. К числу незаменимых отнесено девять аминокислот: метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин и гистидин.
Небелковые азотистые (экстрактивные) вещества являются продуктами обмена веществ (белков) и представляют собой низкомолекулярные вещества, со¬держащие азот и выполняющие определенную физиологическую функцию в организме рыбы. Они легко извлекаются — экстрагируются при обработке мышеч¬ной ткани рыбы водой, поэтому их называют экстрактивными азотистыми веществами.

К небелковым азотистым веществам относятся аммиак, триметиламин, аминокислоты, мочевина, гистамин, гистидин, бетаин, креатин. Аммиак и триметиламин в свежей рыбе содержатся в небольших количествах и образуются главным образом после смерти рыбы при воздействии на нее микробов, придавая ей неприятный запах. В пресноводных рыбах содержатся в основном аммиак, в морских — триметиламин.
Аминокислоты в свободном состоянии присутствуют в мышечной ткани рыб, как правило, в небольшом количестве (не более 1 % общего количества азота в мышцах).
Содержание мочевины, значительное в мышцах акул и скатов (до 2000 мг%), у других промысловых рыб обычно невелико (от 0,5 до 15 мг%).
Гистамин — вещество, образующееся в тканях некоторых видов рыб при хранении, обладает токсическими свойствами.

Жиры всех рыб относятся к продуктам высокой биологической ценности. Физиологическое значение жира весьма разнообразно. Жиры являются самым важным источником энергии по сравнению с остальными пищевыми веществами. Так, при сгорании 1 г жира образуется 37,7 кДж (9 ккал), тогда как при сгорании 1 г углеводов—16,7 кДж (4 ккал). Жиры участвуют в пластических процессах, являясь структурной частью клеток и их мембранных систем.
По химическому составу жиры представляют собой сложные комплексы органических соединений, основными структурными компонентами которых являются глицерин и жирные кислоты.
Жиры рыб по своим функциональным свойствам делятся на структурные, содержащиеся во всех тканях рыбы, и резервные, сосредоточенные преимущественно в подкожном слое, во внутренних органах или брюшной полости.
Структурные жиры, являясь составной частью клетки, содержатся в органах и тканях в постоянных количествах и имеют определенный состав.
Жиры представляют собой смесь большого числа глицеридов, в составе которых обнаружено более 25 высокомолекулярных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Благодаря многочисленности и большому разнообразию жирных кислот, входящих в состав жиров рыб, последние имеют гораздо более сложный состав, чем жиры наземных животных. Присутствующие в жирах рыб в значи¬тельных количествах линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты являются очень важными, физиологически необходимыми веществами и причисляются к витаминам (витамин F).
При хранении рыбы содержащийся в ней жир под воздействием тканевых ферментов постепенно гидролизуется с образованием глицерина и свободных высокомолекулярных кислот. Благодаря высокой ненасыщенности жиры рыб легко подвергаются окислению, что имеет большое значение при обработке и хранении рыбы.
В тканях рыбы присутствуют вещества, играющие роль природных антиокислителей и предохраняющие жиры от быстрого окисления. К таким антиокислителям относятся растворимые в жирах витамины группы Е (токоферолы).
Ферменты — белковые вещества, выполняющие роль биологических катализа¬торов химического превращения веществ при белковом, жировом и углеводном обмене в организме. Протекающие в живом организме при участии ферментов реакции идут постоянно в направлениях распада и образования необходимых организму новых веществ. После гибели организма ферментативные процессы сво¬дятся только к распаду веществ.
Активность ферментов у различных видов рыб в разные сезоны года неодинакова. При температурах, близких к 0° С, активность ферментов снижается, при температурах выше 60—70° С ферменты утрачивают свою активность или инактивируются.
В мышечной ткани рыб обнаружено более 50 ферментов. Активный комплекс ферментов находится во внутренних органах.
Исходя из типа катализируемых реакций, ферменты делят на шесть классов: оксидоредуктазы — ферменты, участвующие в процессах окисления и восста¬новления различных органических веществ. К ним относятся имеющие весьма большое значение в технологических процессах обработки рыбы каталаза и пероксидаза, участвующие в процессе окислительной порчи жиров;
трансферазы — ферменты, осуществляющие перенос различных радикалов, остатков аминогрупп и др.;
гидролазы катализируют гидролитическое расщепление белков и пептидов (пептидазы или пептидгидролазы), углеводов (гликозидазы) и др.;
липазы способны отщеплять различные группы от субстрата негидролитическим путем (без участия воды) с образованием двойных связей;
изомеразы катализируют превращение изомерных форм веществ, т. е. осуществляют внутримолекулярное перемещение различных групп;
лигазы — ферменты, катализирующие реакции синтеза за счет энергии расщепления АТФ.
Витамины по своей природе относятся к небелковым веществам, представленным группой низкомолекулярных органических соединений различного химического строения. Содержание витаминов в тканях рыбы, как и ферментов, незначительно, однако их роль в организме велика. При отсутствии или недостатке витаминов наступают глубокие нарушения в процессах обмена веществ.
В теле рыбы витамины распределены неравномерно. Во внутренних органах их содержится гораздо больше, чем в мышцах. Витамины делятся на две большие группы — растворимые в воде и растворимые в жирах. К водорастворимым витаминам, обнаруженным в рыбе, относятся В1, В2, В6, В12, фолиевая кислота,Н,РР, инозит и пантотеновая кислота, в небольшом количестве обнаружен витамин С. К жирорастворимым витаминам относятся витамины A, D3, Е.
Водорастворимые витамины довольно устойчивы к действию физических и химических факторов и при обычных способах обработки рыбы большей частью сохраняются. При варке рыбы значительная часть находящихся в ней водорастворимых витаминов переходит в бульон. Витамин А устойчив к действию по¬вышенной температуры при отсутствии в среде кислорода, но в его присутствии быстро разрушается.
Минеральные вещества содержатся в разных частях тела рыбы в неодинако¬вых количествах. Обнаруживаются минеральные вещества в золе, полученной при сжигании мяса и других частей и органов рыбы. Наибольшее количество минеральных элементов содержится в костях. Общее количество минеральных веществ в теле рыбы составляет 4%: В рыбе количественно преобладают фосфор, кальций, калий, натрий, магний, сера и хлор (макроэлементы). Остальные обнаруженные элементы — железо, медь, марганец, кобальт, цинк, молибден, йод, бром, фтор и др. — содержатся в очень малых количествах (микроэлементы). Основная масса кальция и фосфора в теле рыбы содержится в костях, образуя их твердый остов. Натрий, калий, фосфор, магний, хлор входят в состав сарко-плазмы мышечных клеток, межклеточной жидкости, плазмы крови. Сера входит в состав белков.
Большое физиологическое значение имеют микроэлементы, входящие в состав ряда важных органических соединений.
Углеводы в тканях рыбы содержатся в сравнительно небольшом количестве, основным из них является гликоген.
В живом организме при мышечной работе гликоген расходуется, при отдыхе накапливается. В процессе мышечной работы он подвергается распаду с образованием молочной кислоты, поэтому в мышцах наряду с гликогеном обычно присутствует и молочная кислота.
Содержание гликогена в мышцах рыбы зависит от физиологического состояния организма, упитанности рыбы. В мясе различных рыб обнаружено от 0,05 до 0,85% гликогена и от 0,005 до 0,43% молочной кислоты. В небольших количествах в мясе рыбы присутствуют моносахариды (пентозы) — рибоза и дезоксирибоза (6 мг%), которые являются продуктами превращения нуклеиновых кислот, входящих в состав сложных белков и нуклеотидов.
Наряду с вышеназванными углеводами в мышцах (соединительной ткани), а также в коже и костях рыб содержатся комплексные полисахариды — мукополисахариды, в состав которых входят гексозамины, составляющие около 45% массы мукополисахаридов.
Вода, заключенная в тканях рыбы, участвует в биохимических реакциях, обусловливающих посмертные изменения и порчу рыбы, а также в физических и химических процессах, происходящих в тканях рыбы при ее последующей обработке.
В тканях рыбы вода находится частично в связанном и частично в свободном состояниях, поэтому она неоднородна по своим физико-химическим свойствам, биологической роли и технологическому значению.
Воду, прочно удерживаемую силами физико-механической связи с молекулами растворенных и нерастворенных гидрофильных веществ, главным образом белков, называют адсорбционной, или связанной, водой, а остальную находящуюся в мясе рыбы воду — свободной водой, относя к ней не только механически, но и осмотически удерживаемую воду, поскольку ей соответствует весьма малая энергия связи.