분야
hwpⅰ.생화학적 사후근육 변화
1. 고에너지 인산화합물(ATP, ADP, CP)의 분해
2. ATP가수분해효소
3. 해당작용(glycolysis) : The most significant postmortem changes
ⅱ.물리적 사후근육 변화
2. 사후경직(rigor mortis)과 단축(shortening)의 형태
ⅰ.생화학적 사후근육 변화
1. 고에너지 인산화합물(ATP, ADP, CP)의 분해
근육의 사후과정을 이해하기 위하여 ATP가 분해되는 과정을 알지 않으면 안된다. ATP는 세포 내에서 주요한 고에너지 화합물로서, 이온수송을 포함한 많은 대사반응을 수행하는 데 이용되고 있으며, 세포생존을 위해 필수적인 물질이다. 따라서 사후 근육세포에서도 가능한 한 ATP수준을 일정하게 유지하려고 한다.
사후에 소비되는 글리코겐의 에너지는 ADP에서 재생되는 ATP로 옮겨진다. ATP는 ATP가수분해효소에 의해 ADP와 인산(Pi)으로 가수분해되어 에너지를 방출한다. 글리코겐이나 ATP의 에너지는 전부가 화학적 반응이나 운동에 사용되는 것은 아니고, 많은 부분이 열로 전환된다. 따라서 도살후는 호흡에 의한 방열이 없기 때문에 도체온도가 상승하여 경직열이 발생한다.
세포는 자신의 생화학적 반응을 수행하기 위한 주에너지원으로서 ATP를 이용하지만, 또 다른 고에너지 화합물인 인산크레아틴(creatine phosphate; CP)도 상당한 농도로 존재하며, 다음과 같은 반응으로 ATP수준을 유지하는 데 기여한다.
ADP + creatine phosphate + H +
creatine kinase
> ATP + creatine
따라서 근세포가 일을 하게 될 때 ATP분해속도가 빠르더라도 세포의 ATP농도는 안정되어 있다. 동일한 과정이 사후 근육에서도 일어난다. CP의 70%가 분해될 때까지 ATP농도는 어느 정도 일정하게 유지되며, 이 시점에서 ATP수준은 급격히 그리고 최종적으로는 거의 0까지 떨어진다. 또 이러한 감소가 시작되는 시기는 글리코겐 분해가 정지하는 시기보다도 빠른 것으로 보아 ATP의 소비속도는 글리코겐에 의한 재생속도보다도 빠르다는 것을 알수 있다.
한편 근육과 품종에 따라 ATP 감소율의 폭 넓은 변이가 있음에도 불구하고 사후 특정 pH에서 원래의 ATP농도에 대한 비율은 오히려 일정하다. 근육의 pH가 6.3으로 떨어질 때까지 대략 ATP의 1/8이 분해되며 pH 5.6～5.7에서 거의 90%가 분해된다.
다음은 ATP분해산물에 대하여 고찰하고자 한다. ATP는 ATPase에 의하여 ADP와 무기인으로 분해된다. ADP는 통상 CP와 함께 또는 해당에 의하여 재인산화 된다. 그러나 사후 기간이 경과함에 따라서 CP는 감소하고 해당은 ATP의 재합성을 유지할 수 없게 된다.
ATP
ATPase
> ADP + H3PO4
2ADP
myokinase
ATP + AMP
AMP
AMP deaminase
> IMP + NH3
사후 ATP가 감소함에 따라 ADP는 거의 변화하지 않지만, 이노신산(inosine monophosphate; IMP)가 ATP의 감소량만큼 증가하고 동시에 암모니아도 증가한다. 이것은 ATP가 위 반응식에 나타낸 바와 같이 분해되어 가기 때문이다. ADP나 AMP가 증가하지 않는 것은 미오키나아제와 AMP deaminase의 활성이 ATPase 활성보다도 휠씬 높은 것을 의미한다. 사후 근육에서 NH3생산과 아데닌 뉴클레오티드 소실과의 사이에는 상관계수가 0.99에 이른다는 것이 확인되었다. 또한 IDP(inosine diphosphate)와 ITP(inosine triphosphate)도 사후근육에서 발견되는데 다음과 같은 방법으로 생성된다.
2ATP + 2IMP
> 2ADP + 2IDP
2IDP
> ITP + IMP
ADP
> IDP + NH3
IMP는 다음과 같은 경로로 더욱 분해된다.
IMP->I+PO4
nucleoside phosphorylase
> Hypoxanthine + ribose-1-phosphate
> Hypoxanthine + ribose
IMP는 단맛을 내는 중요한 뉴클레오티드로 숙성에 의한 고기의 풍미향상에 기여하고 있다. 이 IMP는 숙성 중 일단 최대농도에 달한 다음 점차 감소한다. 최대농도는 생체 중에서의 ATP농도를 초과할 수 없다는 것이 위의 반응에서 명백해진다.
(자료 : 주문식교육과정 육가공기술교육교재 - 강종옥 교수)
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