組織代謝(食品生物化學課件)

動物原料組織代謝

組織代謝與原料保鮮問：熱鮮肉好還是冷卻肉好？活的動物muscle有氧呼吸合成代謝分解代謝胴體meat分解代謝一、動物死后代謝特征動物死亡后的生物化學與物理變化過程大致可劃分為三個階段：尸僵前期、尸僵期、尸僵后期。熱鮮肉僵硬開始解僵軟化自家溶解細菌增殖變質(zhì)肉尸僵成熟腐敗尸僵前期尸僵期尸僵后期

控制促進防止（一）肉的僵直胴體在宰后經(jīng)過一定時間，肉的彈性和伸展性消失，肉變成緊張，僵硬的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為死后僵直。尸僵肉特點：堅硬有粗糙感；缺乏風味；粘結(jié)能力差；加熱時肉汁流失多；不具備可食肉的特性。1.動物死后僵直過程（1）尸僵前期：其特征是ATP及磷酸肌酸含量下降無氧呼吸即酵解作用活躍，肌肉表現(xiàn)為組織柔軟、松弛、無味。在這一時間內(nèi)，肌肉內(nèi)ATP雖然開始下降，但ATP含量水平相對較高，肌肉的延展性仍然很好，尸僵不馬上形成，這段還具有一定的延展性和彈性的時期叫做“尸僵遲滯期”。（2）尸僵期磷酸肌酸消失，ATP含量下降，肌肉中肌動蛋白及肌球蛋白逐漸結(jié)合，形成沒有延伸性的肌動球蛋白。肌肉呈僵硬強直狀態(tài)，持水力小，即尸僵。此期有使牲畜肉成熟的作用。

尸僵開始的時間和持續(xù)的時間因動物種類、品種、宰前狀況，宰后的變化、溫度、宰殺方法、不同部位而異，一般魚類尸僵發(fā)生早，哺乳動物發(fā)生較晚。

開始時間（h）

持續(xù)時間(h)牛肉死后10豬肉8兔肉1.5～4

雞肉2～4.5

魚肉10min7215-244～106～122（3）尸僵后期主要由于組織蛋白酶活性作用，而使肌肉蛋白質(zhì)發(fā)生部分水解，水溶性肽及氨基酸等非蛋白氮增加，肌肉表現(xiàn)為尸僵緩解，再度軟比，持水力增加，肉的食用質(zhì)量到最佳適口度(即風味提高)。通常稱此為肉的成熟。烹調(diào)時能發(fā)出肉香，也容易燒爛和消化。2.僵直原因A帶

肌節(jié)

I帶I帶

（b）A帶

肌節(jié)

I帶

I帶

Z線

Z線

肌球蛋白粗絲肌動蛋白細絲

（a）

H帶圖肌肉收縮結(jié)構(gòu)圖（a）為靜息狀態(tài)下的肌纖維（b）為收縮狀態(tài)下的肌纖維（1）糖原無氧酵解→葡萄糖→乳酸堆積，pH下降，與此同時，維持肌漿網(wǎng)等微小器官的ATP水平降低。（2）ATP水平的降低及pH下降，使肌漿網(wǎng)等小器官失常，鈣離子被逸出，濃度上升，作用于肌球蛋白，激活A(yù)TPase,更加使ATP減少。（3）在鈣離子的作用下，肌球蛋白與肌動蛋白結(jié)合成肌動球蛋白復(fù)合體而引起肌肉收縮。ATP開始減少，肌肉的伸展性就開始消失，同時伴隨硬度增加，此即尸僵的起始點；ATP消耗完了，粗絲和細絲之間緊密結(jié)合，此時肌肉的伸展性完全消失，彈性率最大，這就是最大的尸僵期。尸僵階段除肉的硬度增加外，肉的保水性減少。剛宰好的肉保水性好，幾小時以后保水性最低，最大尸僵期的肉保水性最低。肉中的水分最初時滲出到肉的表面，呈現(xiàn)濕潤狀態(tài)，并有水滴流下。尸僵狀態(tài)下保水性最差，不適于加工。3.僵直的解除尸僵是肌肉纖維收縮的結(jié)果，肌肉死后僵直達到頂點之后保持一定時間，其后肌肉又逐漸變軟，解除僵直狀態(tài)。未經(jīng)解僵的肉類，肉質(zhì)欠佳，咀嚼時有如硬橡膠感，不僅風味差而且保水性也低，加工肉餡時粘著性差。經(jīng)過充分解僵的肌肉肉質(zhì)變軟，加工產(chǎn)品風味也好，保水性提高，適于作為加工各種肉類制品的原料。從某種意義上說，僵直的肉類，只有經(jīng)過解僵之后才能作為食品的原料。4.解凍僵直如果宰后迅速冷凍，這時肌肉還沒有達到最大僵直，肌肉內(nèi)仍含有糖原和ATP。在解凍時，殘存的糖原和ATP作為能量使肌肉收縮形成僵直，這種現(xiàn)象稱為解凍僵直。此時達到僵直的速度要比鮮肉在同樣環(huán)境時快得多、收縮激烈、肉變得更硬、并有很多的肉汁流出。這種現(xiàn)象稱為解凍僵直收縮。因此，為了避免解凍僵直收縮現(xiàn)象,最好是在肉的最大僵直后期進行冷凍。（二）肉的成熟肉尸進入尸僵階段后，其變化并不會停止。當尸僵持續(xù)一段時間后，即開始緩解，肉的硬度下降，肉質(zhì)變得柔軟多汁，并產(chǎn)生特殊的滋味和氣味，這種變化過程也稱為肉的成熟。肉的成熟過程包括尸僵的解除及在組織蛋白酶作用下進一步成熟的過程。1.肉成熟的原因(1)肌原纖維降解--肌原纖維小片化

成熟3天

成熟16天

自然成熟牛肉肌纖維超微結(jié)構(gòu)變化(2)肉尸中肌動蛋白和肌球蛋白纖維之間結(jié)合變?nèi)跫忧虻鞍资?fù)合體在鈣離子作用下解離。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：肌間線蛋白、連接蛋白、M線蛋白等蛋白的降解。(3)結(jié)締組織變化

圖成熟過程中結(jié)締組織結(jié)構(gòu)變化（牛肉）

a，屠宰后；b，5℃成熟28d2.成熟肉的特征（1）肉呈酸性：pH為5.7-6.1，肉在成熟過程中發(fā)生顯著變化，剛屠宰時肉的pH接近中性，尸僵時pH下降至5.4-5.6，隨后pH開始緩慢上升，肉成熟時pH達5.7-6.1。（2）胴體表面形成一層干燥薄膜。（3）保水性提高（4）具有芳香氣味和獨特滋味（5）組織柔軟且有彈性，易煮爛。3.肉成熟時間

決定于動物種類、年齡、營養(yǎng)狀況及貯藏溫度。

0～5℃貯藏牛肉豬肉馬肉雞肉

8～10d4～6d3～5d1/2～1d

在工業(yè)生產(chǎn)條件下，通常是把胴體放在2～4℃的冷藏內(nèi)保持2～3晝夜，使其適當成熟。4.影響肉成熟的因素(1)物理因素①溫度：溫度高，成熟則快。②電刺激：剛宰后的肉尸，經(jīng)電刺激1～2min，可以促進軟化，同時可以防止“冷收縮”(羊肉)。③機械作用：肉成熟時，將跟腱用鉤掛起，此時主要是腰大肌受牽引。如果將臀部掛起，不但腰大肌短縮被抑制，而且半腱肌、半膜肌、背最長肌短縮均被抑制，可以得到較好的嫩化效果。(2)化學因素

極限pH值愈高，肉愈柔軟。如果屠宰前人為的使糖原下降，則會獲得較高的pH值。高pH值成熟是由中性氨態(tài)酶起促進作用，游離氨基酸多。在極限pH5.5附近，Ca2+和組織蛋白酶作用，最易使其成熟。在最大尸僵期，往肉中注入Ca2+可以促進軟化。剛屠宰后注入各種化學物質(zhì)如磷酸鹽、氯化鎂等可減少尸僵的形成量。(3)生物學因素

肉內(nèi)蛋白酶可以促進軟化。用微生物酶和植物酶也可使固有硬度和尸僵硬度減小。目前國內(nèi)外常用的是木瓜酶。為了消除羊肉“冷收縮”引起的硬度增大，在每公斤肉中注入30mg木瓜酶，在70℃加熱后，具有明顯的嫩化效果。（二）動物死亡后呼吸途徑的變化1.呼吸途徑的轉(zhuǎn)變正常生活的動物體內(nèi)，雖然并存著有氧和無氧呼吸兩種方式。但主要的呼吸過程是有氧呼吸。動物宰殺后，血液循環(huán)停止，而供氧也停止，組織呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧的酵解途徑，最終產(chǎn)物為乳酸。2.組織中糖原降解的途徑（1）水解途徑糖原→糊精→麥芽糖→葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸→乳酸（2）磷酸解途徑糖原→葡萄糖-1-磷酸→葡萄糖-6-磷酸→乳酸在哺乳動物肌肉內(nèi)（2）是主要途徑，在魚體內(nèi)（1）為主要途徑。（三）糖酵解與pH的變化pH值下降：動物被屠宰后，肌肉的pH值立即下降，主要是伴隨糖原無氧酵解代謝，組織中乳酸增多之故。除乳酸之外，ATP降解生成的無機磷酸也是使肉的pH值下降的原因之一，溫血動物宰殺后24小時內(nèi)肌肉組織的pH值由正常生活時7.2～7.4降至5.3～5.5，隨著乳酸的生成積累，pH值下降，其酸性極限約為5.3。肉的pH下降對微生物，特別是對細菌的繁殖有抑制作用，從這個意義上來說，死后肌肉pH的下降對肉的加工質(zhì)量有十分重要的意義。如果動物宰前進行劇烈的運動，肌肉中含有的糖原的數(shù)量就會減少，極限pH增高；反之，如果使其充分休息，供給飼料，則糖原含量多，極限pH偏低。（四）動物死亡后組織中ATP含量變化及影響動物死后初期，磷酸激酶與ATP酶的偶聯(lián)作用可使一部分ATP得以再生，一段時間內(nèi)肌肉依然保持柔軟；隨著ATP的減少，肌肉的延展性開始消失，硬度增加，尸僵開始；ATP消耗完時，達到最大尸僵期；之后由于沒有ATP，肌肉不能一直維持收縮僵硬狀態(tài)，又開始慢慢變軟。動物在死后發(fā)生的主要生化變化二、動物死亡后肌肉組織中蛋白質(zhì)的變化（一）肌肉蛋白質(zhì)變性肌動蛋白及肌球蛋白是動物肌肉中主要的兩種蛋白質(zhì)，在尸僵前期兩者是分離的，隨著ATP濃度降低，肌動蛋白及肌球蛋白逐漸結(jié)合成沒有彈性的肌動球蛋白,這是尸僵發(fā)生的一個主要標志，在這時煮食，肉的口感特別粗糙。肌肉纖維里還存在一種液態(tài)基質(zhì)，肌槳中的蛋白質(zhì)最不穩(wěn)定，在屠宰后由于溫度升高，pH值降低，蛋白質(zhì)就很容易變性，牢牢貼在肌原纖維上，因而肌肉上呈現(xiàn)一種淺淡的色澤。

（二）肌肉蛋白質(zhì)持水力的變化肌肉蛋白質(zhì)在尸僵前具有高度的持水力，隨著尸僵的發(fā)生，在組織中pH值降到最低點時(pH值為5.3～5.5)，持水力也降至最低點。尸僵以后肌肉的持水力又有所回升，其原因是尸僵緩解過程中，肌肉中的鈉、鉀、鈣、鎂等離子的移動造成蛋白質(zhì)分子電荷增加，從而有助于水合離子的形成。（三）尸僵的緩解與肌肉蛋白質(zhì)的自溶尸僵緩解后，肉的持水力及pH較尸僵期有所回升。此時，觸感柔軟，煮食風味好，嫩度提高。這些變化與組織蛋白酶類的活動有關(guān)，組織蛋白酶的最適pH為5.5，在37℃下作用。但已證實，宰后禽類肌肉中蛋白質(zhì)的分解作用也可持續(xù)達90天之久。組織蛋白酶分解作用產(chǎn)生的游離氨基酸是形成肉香、肉味的基礎(chǔ)之一。謝謝！植物原料組織代謝與保鮮

組織代謝與原料保鮮三、果蔬成熟過程的生物化學變化(一)糖類物質(zhì)的變化水果蔬菜不甜不甜甜單糖消耗單糖低聚糖多糖甜(二)色素物質(zhì)的變化果蔬成熟過程中，葉綠素被降解，綠色減退，類胡蘿卜素、花青素呈現(xiàn)，從而顯紅色或橙色。水果成熟與否，顏色是重要標志。(三)鞣質(zhì)的變化幼嫩果實常因含有鞣質(zhì)（多酚類混合物，如單寧）而具有強烈澀味，在成熟過程中澀味逐漸消失。原因有三：單寧與呼吸中間產(chǎn)物乙醛生成不溶性縮合產(chǎn)物；單寧單體在成熟過程中聚合成不溶性大分子；單寧氧化。(四)果膠物質(zhì)的變化果膠質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性果膠，水果由硬變軟。果膠酶活力增大，將果肉組織細胞間的不溶性果膠物質(zhì)溶解，果肉細胞失去相互聯(lián)系，多汁果實的果肉在成熟后變軟。果膠物質(zhì)形態(tài)變化是導致果蔬硬度變化的主要原因。(五)VC的變化果實通常在成熟期間大量積累VC。成熟后如果繼續(xù)儲存VC會因為呼吸而成為有機酸，因此不宜久存。(六)芳香物質(zhì)的變化成熟過程產(chǎn)生芳香的醇、醛、酮、酸、脂、酚、醚及萜烯類化合物等揮發(fā)性物質(zhì)。芳香物質(zhì)隨著果實的成熟而增加。謝謝！植物原料組織代謝與保鮮

組織代謝與原料保鮮思考：把蘋果從樹上摘下來，蘋果還活著嗎？答：蘋果采摘之后，脫離母體，失去了水分和無機物的供應(yīng)，同化作用停止，無法進行正常的光合作用，但依然可利用自身的有機物進行呼吸，依然進行著一系列復(fù)雜的生理活動，所以蘋果采摘后仍然是一個“活”的有生理機能的有機體。采前生理：（1）光合作用（2）吸收作用（3）呼吸作用采后生理：（1）呼吸生理（2）蒸騰生理（3）成熟衰老生理（4）低溫傷害生理（5）休眠生理一、呼吸作用（一）呼吸途徑呼吸的兩種類型：有氧呼吸和無氧呼吸。采前：有氧呼吸為主，呼吸的主要途徑有糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸己糖支路，在未成熟時主要是糖酵解、三羧酸循環(huán)，成熟后磷酸己糖支路占的比例增大。采后：易產(chǎn)生無氧呼吸。1.有氧呼吸：是在有氧氣的參與下，將本身復(fù)雜的有機物（糖、淀粉、有機酸等）徹底氧化分解成二氧化碳和水，同時釋放能量的過程。

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O＋2870.2kJ有氧呼吸是采前主要的呼吸方式。2.無氧呼吸：是在缺氧條件下，呼吸底物不能徹底氧化，產(chǎn)生酒精、乙醛、乳酸等產(chǎn)物，同時釋放少量能量的過程。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2＋100.4kJ①無氧呼吸使呼吸底物氧化不徹底，產(chǎn)生的中間物質(zhì)積累過多會毒害細胞。②無氧呼吸是果蔬在逆境中所形成的一種適應(yīng)能力。③無氧呼吸會消耗更多的貯藏養(yǎng)分，加速衰老過程。④無氧呼吸是不利或有害的。（二）呼吸強度及其影響因素1.呼吸強度：呼吸強度是指單位樣品重在單位時間內(nèi)放出二氧化碳或吸入氧氣的量，通常以每千克樣品在一小時內(nèi)所釋放二氧化碳或吸入氧氣的毫克數(shù)或毫升數(shù)表示（CO2或O2mg（ml）/kg.h）。呼吸強度的大小，可以作為貯藏中果蔬衰老速度的標志。呼吸強度越大，消耗有機物質(zhì)速度越快，貯藏保鮮壽命就越短；反之，呼吸強度越小，果蔬貯藏保鮮壽命就越長。2.影響呼吸作用的因素

（1）種類和品種植物種類呼吸速率（μlO2·g-1·（FW）·h-1）仙人掌3.00景天16.60蠶豆96.00小麥251.00①一般而言，凡是生長快的植物呼吸速率就快，生長慢的植物呼吸速率就慢。采收后呼吸強度下降。②對果品來說，漿果類呼吸強度最大（葡萄除外），核果類次之，仁果類呼吸強度最??；對蔬菜來說，葉菜類呼吸強度最大，果菜類次之，根菜類一些根莖、塊莖、鱗莖最小。（2）成熟度和發(fā)育年齡幼齡期生長最旺盛，代謝最活躍，呼吸強度最大；隨著年齡的增長逐漸成熟，新陳代謝降低，表皮組織和蠟質(zhì)、角質(zhì)保護層加厚，呼吸強度逐漸下降。（3）貯藏環(huán)境溫度溫度是影響果蔬呼吸強度的重要因素。溫度高則酶活性強，呼吸強。在植物正常生活范圍內(nèi)（5～35℃），溫度愈低，果蔬的呼吸強度愈緩慢，物質(zhì)消耗也愈少。隨著溫度的升高，酶活性加強，呼吸作用加強。不能簡單地認為貯藏溫度越低效果越好。每種果蔬都有適宜的貯藏溫度。在貯藏過程中要求溫度穩(wěn)定，不能上下波動太大。不僅要保持適宜的低溫，而且還要維持恒溫。常見果蔬最低貯藏溫度鮮棗低溫冷害梨的低溫傷害哈密瓜的低溫傷害（4）貯藏環(huán)境濕度貯藏環(huán)境的相對濕度也會刺激呼吸強度，當相對濕度過低時，造成果蔬失水過多，引起萎蔫，使水解作用加快，酶的活性加強，呼吸強度加大，因此，在貯藏果蔬時，應(yīng)保持環(huán)境適宜的相對濕度。刺激呼吸加快加速衰老

環(huán)境濕度過低果蔬失水、組織干枯、凋萎細胞質(zhì)損壞酶和底物游離出來果蔬失水5%就出現(xiàn)萎蔫和皺縮，失水萎蔫破壞了果蔬的正常代謝，水解過程加強，細胞膨壓下降造成機械結(jié)構(gòu)特性改變，必然影響水果和蔬菜的耐藏性和抗病性。果蔬采后常采取防止失水的措施：如：包裝、打蠟或涂膜；增加空氣濕度；使用夾層冷庫等；

櫻桃涂蠟保鮮環(huán)境濕度過高時，水蒸氣及呼吸產(chǎn)生的水分會凝結(jié)在水果、蔬菜的表面，形成“發(fā)汗”現(xiàn)象，為微生物的滋生準備了條件，引起腐爛。通常情況下，相對濕度以保持在80％-90％之間為宜。種類水分（％）種類水分（％）草莓90.50柿子80.21杏86.28梨80.10李子84.86山楂64.48蘋果83.44鮮棗55～75桃82.32板栗8～26.31常見果蔬貯藏適宜濕度例外情況:如洋蔥、大蒜在貯藏前要適當晾曬，加速鱗片的干燥，促進產(chǎn)品休眠。大白菜貯前要適度晾曬，使葉片輕度失水，可以降低冰點，提高抗寒能力。（5）貯藏環(huán)境氣體成分氣體成分也是影響呼吸作用的重要環(huán)境因素。對果蔬呼吸作用影響較大的氣體有氧氣、二氧化碳、乙烯等，合理調(diào)節(jié)這些氣體的比例，可較好的保持果蔬新鮮狀態(tài)，延長貯藏期。降低貯藏環(huán)境中的氧氣含量，可抑制呼吸并推遲一些果蔬躍變高峰的出現(xiàn)。提高環(huán)境中的二氧化碳的濃度，呼吸也會受到抑制。氣調(diào)貯藏庫（6）機械傷害和病蟲傷害果蔬一旦受到機械損傷及病蟲危害時，會使呼吸作用加強。果蔬受傷后，果蔬組織與外界空氣接觸增加，氣體交換加強，提高組織內(nèi)氧氣含量，從而使呼吸加強。同時當果蔬組織受傷或受到病蟲害侵入時，會產(chǎn)生保衛(wèi)反應(yīng)，通過加大呼吸，增強對病蟲害的抵抗及促使傷口的愈合。病蟲害影響呼吸作用的因素是多方面的、復(fù)雜的。因素之間也不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互制約的。在果蔬貯藏中不能片面強調(diào)哪個條件，而要綜合考慮各種條件的影響，才能達到理想的貯藏效果。

（三）呼吸躍變有一類果實在其幼嫩階段呼吸旺盛，隨著果實細胞的膨大，呼吸強度逐漸下降，達到一個最低值，開始成熟時呼吸上升，達到高峰后呼吸下降，直至衰老死亡，這種現(xiàn)象稱為呼吸躍變現(xiàn)象。有呼吸躍變現(xiàn)象的果實體內(nèi)的代謝會發(fā)生很大變化，當達到呼吸高峰時，果實品質(zhì)最佳，高峰過后果實品質(zhì)迅速下降。特性項目躍變型果蔬