第二章_鱼肉的组织结构和特性.ppt

第二章鱼肉的组织结构和特性 学习目标了解鱼肉组织结构特性和化学组成 掌握主要化学成分的结构和功能的关系第一节鱼肉的组织结构一 鱼体器官体形一般呈纺锤形 两侧稍扁平 在水中游动时阻力较小 典型的如金枪鱼比目鱼 身体扁平 双眼均在一侧的体形鳗鱼 鳝鱼等鱼类 则体形细长 呈圆筒形 软骨鱼解剖示意图 硬骨鱼解剖图 鱼体由头 躯干 尾 鳍4部分组成 一 皮肤与体色 表皮层 鱼皮由数层上皮细胞构成 最外层覆有薄的胶原层 真皮层 表皮下面 鱼鳞从此长出 色素细胞 鱼鳞 主要由胶原与磷酸钙组成 起到保护鱼体的作用 银光 体表的鸟嘌呤细胞中沉积着主要由鸟嘌呤和尿酸构成的银白色物质 它强烈反射光线 而使鱼体呈现银光闪亮 二 骨骼 鱼有硬骨鱼和软骨鱼之分 硬骨其骨化作用充分 钙质无机成分几乎全是磷酸钙 这与哺乳类几乎全是碳酸钙是不同的 软骨 像鳖鱼那样 其骨化作用处于不完全阶段 鲨鱼软骨中含有抗癌物质 鲨鱼不会患癌症 因此可提取这种物质 制成食品还有鲸和蟑螂 乌贼骨的中药名称为 海螵鞘 内服可治胃溃疡 胃酸过多和消化不良 三 鳍 鱼鳍按照所处部位可分为5种 即背鳍 腹鳍 胸鳍 尾鳍和臀鳍鳍是运动时保持身体平衡的器官扇动鱼鳍掘起泥沙 既可觅食又可隐藏身躯 四 内脏 鱼的内脏大致与陆上哺乳动物相似 胃 有的鱼没有胃 有的鱼则胃壁特别厚 肾脏 一般长在沿脊椎骨的位置 呈暗红色 肝和胆 有些鱼 鲫鱼和鲤鱼 其肝和胆是互不分开成为一体的 鱼鳔 几乎所有的鱼类具有由银白色薄膜构成的鱼鳔 依靠调节其中的气体量 鱼类进行上浮下沉运动鱼鳔可作菜肴 也可作为鱼胶的原料 二 鱼肉组织肌肉组织 结缔组织 脂肪组织和骨组织 一 肌肉组织由横纹肌和平滑肌构成横纹肌在显微镜下观察有明暗相间的条纹横纹肌占绝大多数 主要可食部分 横纹肌对称地分布在脊椎骨的两侧 故称为体侧肌 使鱼体摆动前进 体侧肌 背侧肌和腹侧肌 在鱼体横断面中分别呈同心圆排列 背侧肌 腹侧肌 1 肌肉节 Myomeres Myotomes Muscleflakes 连续排列着的呈 W 形的很多肌肉节 长度约1 2厘米 肌肉节间由结缔组织膜或肌膈 Myosepta Myocomata 连接 蒸煮时肌膈胶原蛋白变性 肌肉节彼此分离开来 形成一块块鱼肉 肌肉节数与鱼的脊椎骨数相等 每一肌肉节由无数平行的肌纤维纵向排列构成 1 肌肉节 2 肌纤维 Musclefibers 在脊椎动物中 鱼肉肌纤维最粗 50 250 白身鱼肌纤维直径100 250 红身鱼100 以下 但是很短 不超过肌膈间距肌纤维两端与肌膈相连其长度与肌膈间距相等 3 肌原纤维和肌节肌原纤维 Myofibrils 是肌细胞独有的细胞器 浸润于肌浆中 约占肌纤维固形成分的60 70 是肌肉的伸缩装置 肌原纤维呈细长的圆筒状结构 直径约1 2 m 其长轴与肌纤维的长轴相平行 一个肌纤维含有1 000 2 000根肌原纤维 肌原纤维由三种类型的肌丝构成粗丝 Thickfilaments Thickmyofilaments 细丝 Thinfilaments Thinmyofilaments 连接丝 Connectingfilaments 粗丝和细丝平行排列 整齐地贯穿于整个肌原纤维 由于粗丝和细丝在某一区域形成重叠 从而形成了横纹 光线较暗的区域为暗带 A 带 光线较亮的区域为明带 I 带 I 带的中央有一条暗线 为 Z线 两个相邻Z线间的肌原纤维称为 肌节 Sarcomeres 它包括一个完整的A带和二个位于A带二边的半I带 肌节是肌原纤维的构造单位 也是肌肉收缩 舒张的基本单位 肌节的长度是不恒定的 舒张时的肌节长度约为2 5 m 粗丝主要由肌球蛋白组成 又称 肌球蛋白丝 Myosinfilament 直径约10nm 长约为1 5 m A带主要由平行排列的粗丝构成 粗丝上有许多横突伸出 是肌球蛋白分子的头部 细丝主要由肌动蛋白分子组成 又称 肌动蛋白丝 Actinfilament 直径约6 8nm I带主要由细丝构成 粗肌丝 细肌丝及其排列 4 肌浆 Sarcoplasm 肌纤维中的细胞质 含水分75 80 肌浆蛋白 肌溶蛋白 肌红蛋白 肌浆酶等肌糖原及其代谢产物和无机盐类等 把肌纤维内的线粒 肌粒 肌浆中有一种重要的细胞器叫溶酶体 Lysosomes 内含多种能消化细胞和细胞内容物的蛋白质水解酶 其中一些组织蛋白酶 Cathepsins 对一些肌肉蛋白质有分解作用 它们对肉的成熟 鱼肉凝胶软化具有重要作用 5 肌细胞核横纹肌纤维为多核细胞 紧贴在肌纤维膜下 鱼肉有红身鱼肉和白身鱼肉之分 表1 3 1 长距离持续经常性洄游的鱼类肌肉色泽较红 红身鱼 只在小范围内移动的鱼类肌肉多为淡色和白色 白身鱼 2 肌纤维的种类 表1 3 1红身鱼肉和白身鱼肉的特性 鱼肉横纹肌有红肌 Redmuscle 和白肌 Whitemuscle 红肌由红肌纤维构成 白肌由白肌纤维构成暗色肉 darkmuscle 属于红肌 比普通肉含有较多血红蛋白 肌红蛋白等呼吸色素蛋白质 存在于在背肉和腹肉的连接处 呈深红色 与普通鱼肉颜色有明显区别 鳕鱼竹荚鱼扁舵鲣图1 3 7不同鱼种暗色肉的分布 二 结缔组织 Connectivetissues 鱼肉的结缔组织可分为肌膈 肌束膜 Perimysium 和肌内膜 Endomysium 肌膈的胶原纤维粗 把鱼肉分隔成肌肉节 肌内膜是肌纤维之间的一层很薄的结缔组织膜 把肌纤维隔开50 150个肌纤维聚集成肌束 Musclefiberbundle 包被着肌束的一层结缔组织鞘膜叫肌束膜 肌内膜通常与肌束膜连接 肌束膜与肌膈连接 肌内膜和肌束膜都属于肌内结缔组织 其主要构成成分包括胶原纤维 弹性纤维 细胞 成纤维细胞 脂肪细胞 巨噬细胞 糖蛋白和蛋白多糖等 1 胶原纤维是结缔组织中最常见 分布最广的 故又称白纤维 纤维呈波纹状 分布于基质内 纤维长度不定 粗细不等 直径1 12 m 有韧性和弹性 每条纤维由更细的原胶原纤维构成 每条原胶原纤维上有明暗交替的周期性横纹 胶原纤维的主要化学成分是胶原蛋白 2 弹性纤维3 网状纤维 三 脂肪组织 Adiposetissue 肠系膜 肝脏 暗色肉和腹肌是鱼体脂肪的主要分布部位 海洋鱼类的脂质 少脂鱼 脂质含量 2 的肝脏 如鳕鱼和大比目鱼多脂鱼 脂质含量 5 的体脂肪 如鲭鱼 大麻哈鱼 海洋哺乳动物的体脂肪 如海豹 鲸 海洋鱼类的脂质区别于陆生动物的唯一特性是含有短链 3多不饱和脂肪酸 脂肪的构造单位是脂肪细胞 脂肪细胞包被一层原生质膜 细胞中心充满脂肪滴 影响脂肪蓄积的因素 鱼种 组织 季节 栖息水域 产卵 年龄 性别和育肥程度等 脂肪是重要的风味前体物 游离脂肪酸的高度蓄积可使鱼肉质构改变 也能促进脂类氧化而产生异味 四 骨组织 Bonetissue 鱼类骨骼有硬骨和软骨之分 硬骨其骨化作用充分 构成了鱼体的支架 具有支撑和保护体内器官的作用 鱼骨可制成骨粉 作为饲料添加剂 还可制备骨胶原蛋白 软骨组织由软骨细胞和细胞间质构成 细胞间质包含胶原纤维和软骨基质 软骨基质的主要成分是蛋白质 硫酸软骨素A C和水 鳖鱼和鳐的骨化作用不完全 软骨组织较多 鲨鱼属软骨鱼类 鲨鱼鳍中的细丝状软骨可加工成鱼翅 鱼翅含有丰富的胶原蛋白 第二节鱼肉的化学组成鱼虾贝肉水分粗蛋白脂肪糖类灰分70 80 20 0 5 30 1 1 2 常见鱼类一般成分的构成单位 一 水分含量及存在状态影响肉的加工特性及贮藏性 存在形式和数量 1 结合水约占肌肉总水分的5 由肌肉蛋白质亲水基所吸引的水分子形成一紧密结合的水层 冰点 40 不具备水的一般特性 2 不易流动水80 的水分是以不易流动水的状态存在于纤丝 肌原纤维及肌细胞膜之间的Space 鱼肉的保水性主要取决于肌肉中肌原纤维对此类水的保持能力 冰点 1 5 0 具有自由水的特性3 自由水自由水是指存在于细胞外间隙中能自由流动的水 具有水的一般特性 自由水约占总水分15 鱼类肌肉的蛋白质组成单位 二 蛋白质通常分为三大类 肌原纤维蛋白肌浆蛋白结缔组织蛋白 一 肌原纤维蛋白 Myofibrillarproteins 结构蛋白 或不溶性蛋白质约占肌肉总重量的11 或肌肉蛋白质总重的55 70 三类收缩蛋白 肌球蛋白和肌动蛋白 直接参与肌肉收缩调节蛋白 原肌球蛋白 肌原蛋白和其它小分子蛋白 参与肌肉收缩的启动和控制支架蛋白 伴肌球蛋白或肌联蛋白 C 蛋白 肌间线蛋白和一些其它小分子蛋白 顾名思义 支架蛋白起支撑作用 1 肌球蛋白 Myosin 1 基本特性加工中最重要的蛋白质 约占肌肉总蛋白质的1 3 占肌原纤维蛋白的55 60 构成粗肌丝 分子量为470kDa 510kDa 形状很像 豆芽 全长约160nm 头部直径约8nm 尾部直径1 5 2nm 在胰蛋白酶的作用下 裂解为二个部分 即由头部和一部分尾部构成的重酶解肌球蛋白 Heavymeromyosin HMM 和尾部的轻酶解肌球蛋白 Lightmeromyosin LMM 头部有四个轻链 两个LC 1 一个LC 2和一个LC 3 不溶于水或微溶于水 溶于离子强度为0 3以上的中性盐溶液中 等电点5 4 可形成凝胶 肌球蛋白形成热诱导凝胶是非常重要的工艺特性 直接影响碎肉或肉糜类制品的质地 保水性和感官品质等 头部有ATP酶活性 可以分解ATP 可与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白 可用ATP酶的活性指示肌球蛋白的变性程度 LC 1 TPPase活性发现最早 2 肌球蛋白的聚合与解聚每个天然的粗肌丝大约是由300个肌球蛋白分子依靠其尾部间的静电作用而有序排列形成的 头部向外突出 在离子强度大于0 5MKCl时 粗肌丝发生解聚 致使肌小节解体 肌球蛋白多以单体形式存在 Pppppppp 粗肌丝的解聚和聚合 而在低离子强度 0 05 0 5 NaCl 的水溶液中 肌球蛋白则大部分不溶解 多以聚合体的形式存在 改变溶液的pH值和离子强度 干扰了离子间的静电作用 肌球蛋白的聚合程度会随之发生变化 2 肌动蛋白 Actin 约占肌原纤维蛋白的20 是构成细肌丝的主要成分 肌动蛋白只有一条多肽链构成 其分子量为41 8kDa 61kDa 肌动蛋白能溶于水及稀的盐溶液中 在半饱和的 NH4 2SO4溶液中可盐析沉淀 等电点4 7 肌动蛋白单体为球形结构的蛋白分子 称为G 肌动蛋白 分子量为43kDa 在磷酸盐和ATP的存在下 G 肌动蛋白聚合成F 肌动蛋白 其形状像 串珠 后者与原肌球蛋白等结合成细肌丝 肌动蛋白不具备凝胶形成能力 3 肌动球蛋白 Actomyosin 鱼经宰杀后 肌球蛋白与细肌丝或肌动蛋白紧紧结合 形成肌球蛋白和肌动蛋白复合物 即肌动球蛋白肌动蛋白与肌球蛋白的结合比例大约为1 2 5 4 肌动球蛋白也具有ATP酶活性 但与肌球蛋白不同 Ca2 和Mg2 都能激活 肌动球蛋白能形成热诱导凝胶 影响肉的加工特性 鱼糜及其制品加工中 肌动球蛋白是主要的蛋白质 其浓度和性质决定着鱼糜凝胶的性质 加工中 如果肌球蛋白变性不明显 可向鱼糜或尸僵后的鱼肉中添加多聚磷酸盐化合物 使肌动球蛋白分解为肌球蛋白和肌动蛋白 4原肌球蛋白 Tropomyosin 5肌钙蛋白 Troponin 6M蛋白 Myomesin 7C 蛋白 C Protein 8肌动素 Actinin 9I 蛋白 I Protein 10肌联蛋白 Connectin 11肌间线蛋白 Desmin 12伴肌球蛋白 Titin 13伴肌动蛋白 Nebulin 二 肌浆蛋白大约占鱼肉总重的5 6 或者占鱼肉总蛋白质含量的20 30 肌浆蛋白是水溶性的 溶解于低离子强度的水溶液 离子强度0 05 0 15 pH6 5 7 5 主要包括肌溶蛋白 肌红蛋白 肌浆酶 肌粒蛋白 肌质网蛋白等 是肉中最容易提取蛋白质 30 40 凝固 粘度较低 在鱼糜加工过程中 如果肌红蛋白变性并结合到肌原纤维蛋白上 就会引起鱼糜变色 一般认为 肌浆蛋白不参与肌肉蛋白质热诱导凝胶的形成 并且其结合水的能力也较弱 有可能对凝胶的形成产生影响 但是 牛血浆蛋白能形成凝胶 三 胶原蛋白肌纤维间隙中的结缔组织含有三种胞外基质蛋白 即 胶原蛋白 弹性蛋白和网状蛋白 其中主要是胶原蛋白 鱼肉肌内结缔组织有I型 III型 IV型 V型和VI型胶原蛋白 肌膈中的胶原蛋白主要是I型胶原蛋白 胶原蛋白呈白色 是一种多糖蛋白 含有少量的半乳糖和葡萄糖 甘氨酸占到总氨基酸的1 3 是其最重要的组成部分 其次是羟脯氨酸和脯氨酸 两者合起来也有1 3 其中羟脯氨酸含量稳定 一般在13 14 所以可以通过测定它来推算胶原蛋白的含量 关于胶原蛋白的交联 醛赖氨酸形成 醛亚胺交联 Aldimine 醛羟赖氨酸形成 酮胺交联 Ketoaine 哺乳动物胶原蛋白在酸性溶液中的溶解度小 而鱼类胶原蛋白的溶解度则较高 鱼肉经过冻藏后 其胶原蛋白的酸溶部分增多 不溶部分减少 这是由于冻藏期间鱼肉中胶原蛋白酶 中性 酸性蛋白酶把胶原蛋白分子由非螺旋部分切开 导致其非螺旋部分降解 分子间交联断裂 溶解性增加 从而影响鱼肉的质构 胶原蛋白不溶于水 鱼糜加工中与肌原纤维蛋白一起保留下来 这些胶原蛋白受热转变为可溶性明胶 后者影响肌原纤维蛋白热诱导凝胶的形成 鱼肉胶原蛋白含量一般为0 2 2 0 大约占粗蛋白的1 12 胶原蛋白的等电点为pI7 0 7 8 鱼皮和鱼肉胶原蛋白在稀盐溶液和稀酸溶液中的溶解度可达80 以上 真鳕鱼皮胶原蛋白在0 45MNaCl溶液中加热到45 则完全溶解 胶原蛋白对生鱼片 红烧或清蒸鱼肉的质构 Texture 有显著影响 胶原蛋白含量低的生鱼片较嫩 含量高的鱼肉 其生鱼片韧性大 胶原蛋白遇热发生收缩 一般鱼类为45 哺乳动物为60 65 当加热温度大于热缩温度时 胶原蛋白就会逐渐变为明胶 这个过程并非水解的过程 而是氢键断开 离刺 Gaping 胶原蛋白纤维降解可引起鱼肉 离刺 离刺是鱼肉在贮藏期间发生的 是一种鱼肉结缔组织不能再把肉块连接在一起而引起肉刺分离 肌纤维与肌膈 Myosepta 肌纤维与肌纤维分离的现象 表现为鱼肉外观不佳 组织软而松散 不易分切 质构差 离刺程度取决于鱼种及其生理状态 捕捞和宰杀方式 贮藏温度等 肌纤维与肌膈的分离主要由于胶原蛋白和蛋白多糖的分解所引起 鱼肉死后僵直产生的机械力促进了这种分离 鱼肉蛋白质的特点与畜肉相比 鱼肉肌球蛋白的最大特征是对热非常不稳定 易变性 热稳定性差另一特征是鱼肉鲜度降低或冷冻后 肌球蛋白就会变性 冷稳定性差为防止变性 可在采肉后用碱液漂洗 降低pH 防止变性 也可在冷冻鱼糜中添加多聚磷酸盐和糖类 防止蛋白变性 鱼肉中的牛磺酸 海产虾 蟹 贝肉 鱼肉含有牛磺酸 它对人体的肝脏具有解毒作用 并能适当控制胆固醇的合成 分解 预防动脉硬化 调节人体血压 牛磺酸制品是将原料鱼肉破碎后除去固形物 再经过活性炭脱色 离子交换 真空浓缩 冷却结晶而制得的 主要添加到婴儿奶粉 饮料及其它保健食品 如红牛饮料等 鱼肉中牛磺酸含量单位 mg kg 三 脂类 一 脂肪酸组成的特点1 鱼贝类与畜肉的区别鱼贝类脂肪中除饱和脂肪酸和油酸 亚油酸 亚麻酸等不饱和脂肪酸外 还含有20 24碳 4 6个双键的高度不饱和脂肪酸 海产鱼油含的硬脂酸 油酸 亚油酸少于畜肉 而二十碳五烯酸 EPA 二十二碳六烯酸 DHA 的含量较高 这是显著特点 2 海鱼与淡水鱼的区别海鱼含多烯酸较多 淡水鱼含亚油酸较多 淡水鱼的脂肪酸组成介于哺乳动物和海产鱼之间 3 多脂鱼与少脂鱼的区别 多脂鱼肉中大量脂质主要为三酰甘油 一般称为贮藏脂质 一些少脂鱼类的肌肉中贮藏脂质不多 但却大量贮存在肝脏或腹腔 如鲨鱼 鳕鱼 马面鲀等肝脏中肝脏油和鲢鱼 鲤鱼 草鱼等多数鲤科鱼类的腹腔脂肪块都是贮藏脂质 数量多 并随季节而变化 EPA和DHA具有降低血脂 防止心血管疾病和提高智力的功能 鱼油制品是以海洋动物油脂为原料 经进一步精制加工而成的功能食品 小精灵健脑液 忘不了 DHA胶丸 脑黄金大补膏 以及脑黄金及其乳粉等等 都是以海产鱼油为原料 四 浸出物大部分为非蛋白含氮化合物 起呈味作用 鱼肉1 5 软体动物肉7 10 甲壳类肌肉10 12 红身鱼肉的浸出物多于白身鱼肉 一 非蛋白含氮化合物主要是游离氨基酸 低分子肽 核酸及其相关物质 氧化三甲胺和尿素等 鲨鱼肉中浸出物氮的含量占其总氮量的40 扇贝中的含量为800mg 100g肉 100g鲤鱼肉含100mg组氨酸 其它白身鱼在几十毫克以下 二 糖类鱼类中糖类的含量很少 一般都在1 以下 鱼类肌肉中 糖类是以糖原的形式存在 红色肌肉比白色肌肉含量略高糖酵解产生的乳酸 还有醋酸 丙酸 琥珀酸 丙酮酸等 糖酵解产生的各种糖及核糖 五 其它成分维生素 鳕鱼 大黄鱼肝脏中维生素A D的含量高 红身鱼肌肉中 鲨鱼 维生素D含量多 白身鱼肌肉中维生素D含量很少 维生素E 0 5 1 0mg 100g鱼肉 无机物 鱼贝肉钙含量比畜肉高 前者在22mg 95mg 100g肉之间 而100g猪肉和牛肉分别为5mg 3mg 鱼体中的矿物质是以化合物和盐溶液的形式存在 其种类很多 主要有钾 钠 钙 磷 铁 锌 铜 硒 碘 氟等人体需要的大量和微量元素 毒素 鱼类毒素是指鱼体内含有的天然有毒物质 包括由鱼类对人畜引起食物中毒的自然毒和通过外部器官刺咬传播的刺咬毒 引起食物中毒的鱼类毒素有河豚毒 雪卡毒和鱼卵毒等刺咬毒素存在于某些鱼类 例如魟科 鰧科 鱿科鱼类 其放毒器官是刺棘 毒素成分主要是蛋白质类毒素 通过刺咬动作使对象中毒 产生剧痛 麻痹 呼吸困难等各种不同症状 严重的可导致死亡 河豚毒是存在于河豚鱼体内的剧毒物质 对白鼠的最低致死量为10 g kg 在人体内具有阻碍神经组织兴奋传导的作用 河豚鱼类食物中毒的死亡率很高 中毒症状主要是感觉神经和运动神经麻痹 以至最后呼吸器官衰竭而死 中国有毒河豚鱼类有7个科约40余种 体内毒素分布以肝脏和卵巢的毒性最强 其次是皮和肠 肌肉和精巢除少数种类外 大都无毒 人工养殖的河豚是无毒的 野生河豚毒素来自肠内的褐藻胶分解弧菌 雪卡毒是存在于热带 亚热带珊瑚礁水域某些鱼类的有毒物质 食物中毒的死亡率并不高 中国南海诸岛以及广东 台湾等地分布的海鳝科 鯵科 笛鲷科 鰕虎鱼科和蛇鲭科中存在一些有毒鱼类 其化学结构尚不清楚 一般认为 鱼类引起雪卡中毒的毒素来源于有毒藻类 由食物链进入藻食性鱼类 再转到肉食性鱼类 一般内脏毒性高于肌肉 雪卡中毒症状比较复杂 主要是对温度的感觉异常 如手在热水中感觉是冷的 并有呕吐腹泻 神经过敏 步行困难 头痛 关节痛等 死亡率不高 但恢复期长 可达半年甚至1年以上 其它如鱼卵毒 沙海葵毒素 都会引起腹泻 贝毒 贝毒的产生贝毒的产生实际上是与其生活水域的微藻种类有关 并不是由贝类体内的病毒或细菌产生的 双壳贝 如扇贝 文蛤 魁蚶 毛蚶等 通过富集海洋中某些浮藻分泌的藻类毒素 产生贝毒 这些毒素具有很强的毒性 对其本身没有毒性 贝毒在贝体内非常稳定 一般加热烹调难以破坏其毒性 人们食用后往往引起中毒 贝毒的种类和危害贝毒有4种腹泻性贝毒 DSP 麻痹性贝毒 PSP 最常见 出口检验DSP中毒的典型症状是腹泻 恶心和腹痛 一般进食后0 5 4h发病 有时象 细菌性痢疾 但不发烧 3 4d可自行痊愈 PSP以末梢神经麻木为主 对人和动物有较大危害 进食30min便可产生口 舌 面部 四肢麻痹 严重时导致呼吸麻痹而死亡 神经性贝毒 NSP 和健忘性贝毒 ASP 贝毒的检测目前尚物统一的可行的灵敏方法 我国商检采用日本官方承认的小白鼠试验法 采用腹腔注射贝类提取物 以可使小鼠24h致死的最低数量为1Mu Miceunit 来定量计算贝类食品的Mu数 小白鼠试验最低检出量为0 05Mu g DSP对人最低致病量为12Mu 贝毒的预防措施 1 严禁食用赤潮海域内贝类尤其是扇贝赤潮发生时 有毒藻类数量急剧增加 毒素在贝类体内迅速富集 使贝类毒化 2 净水放养排毒毒化的贝类放养于无毒藻的海域一段时间后体内毒素可逐渐排出 贝类可重新变为安全可食用的无毒贝 3 去除中肠腺贝类是滤食性低等生物 食物的消化过程主要在肠腔中进行 一部分毒素消化后进入体内 大部分毒素在肠腺中消化排泄 肠腺是贝毒富集最多的地方 食用贝类前摘除暗绿色的中肠腺可除去贝体内绝大部分毒素 食用变得更安全 呈味成分鱼贝类刚出水时有极弱的特殊香气 海产鱼香气很淡 淡水鱼较浓 与空气接触不久就会有鱼臭感 体表黏液多者与空气接触后臭气重 各种鱼类都含有谷氨酸 在鱼肉中其阈值为0 03 它与死后肌肉中蓄积的IMP 肌苷酸 两者有相乘作用 脯氨酸是带有苦味的甜味物质 其阈值为0 3 组氨酸是鲐 鲣 金枪鱼等红肉鱼类肌肉中含量较高的一种氨基酸 IMP 肌苷酸 GMP 鸟苷酸 是重要的鲜味物质 氧化三甲胺 TMAO 是具有甜味的物质 大量存在于底层海水鱼类和软骨鱼类的肌肉中 甘美滋味 IMP与谷氨酸为主红身鱼肉的滋味一般比白身鱼肉浓 是因为组胺酸和鹅肌肽含量多 鲍鱼的甘美滋味 腺苷酸 谷氨酸 甘氨酸和甜菜碱 贝类的甘美滋味 琥珀酸为主的各种有机酸水产无脊椎动物虾 甘氨酸扇贝 甘氨酸和精氨酸 气味成分鱼类的气味成分是存在于鱼类本身或贮藏加工过程中各种具有臭气或香气的挥发性物质这类挥发性物质的种类很多 但含量极微 主要有含氮化合物 挥发性酸类 含硫化合物 羰基化合物及其它化合物等 淡水鱼的香气成分主要是2 反 6 顺 壬二烯醛3 顺 己烯醇 含氮化合物主要是氨 三甲胺 二甲胺以及丙胺 异丙胺 异丁胺和一些环状胺类化合物 三甲胺是海鱼的主要成分 在水中的阈值为0 6mg L 来源于海水鱼肉中的氧化三甲胺 在细菌作用下生成 海产鱼鲜度开始下降时臭气成分主要是三甲胺 空气中三甲胺的浓度达到1 6000时 就有典型的鱼臭感 鲜度进一步下降时 臭气中则有氨 H2S 甲硫醇 吲哚 脂肪酸氧化物等 鱼类罐头在高温加热时 氧化三甲胺可分解生成三甲胺和二甲胺 氨也是鱼肉鲜度下降时产生腐败臭的物质 鱼体死后初期 ATP分解过程中即有氨生成 更多的氨则来自鱼肉中氨基酸的脱氨基作用 鲨 鳐等软骨鱼类肌肉中存在大量尿素 在细菌脲酶的作用下产生多量的氨 鱼皮中的环状含氮化合物哌啶 是一种带有腥气的化合物 是构成淡水鱼类腥气的主要成分 江河鱼类臭气的主要成分是呱啶的衍生物 鱼类体表粘液中的 戊氨酸和 氨基戊醛呈腥臭味 色氨酸在细菌腐败分解中生成吲哚 甲基吲哚 粪臭素 也是鱼肉鲜度下降时的臭气物质 各种胺类物质的挥发 与鱼肉的pH有关 pH6以下时一般不易挥发 pH7时则容易挥发 产生臭气 挥发性酸类主要是低级脂肪酸 如甲酸 醋酸 丙酸 戊酸 己酸等 它们本身都具有不愉快的臭味 在鱼体鲜度下降过程中 因细菌分解使氨基酸脱氨基生成含硫化合物主要是硫化氢 甲硫醇 甲硫醚等 是在细菌腐败分解或加工中的加热分解作用下 由鱼肉中的含硫氨基酸生成 鱼类罐头加热生成的硫化氢会在开罐时带来不愉快气味 碳基化合物主要是5个碳原子以下的醛类和酮类化合物 如甲醛 乙醛 丙醛 丁醛 异丁醛 戊醛 异戊醛 丙酮等 大多存在于不新鲜的鱼类或烹调加工食品中 由不饱和脂肪酸的氧化分解或加热分解生成 其它化合物主要有醇类 酯类 酚类 烃类等 第三节水产品中的酶一 肌球蛋白ATP酶无脊椎动物肌肉的粗肌丝无ATP酶的活性Ca2 ATP酶活性是评价肌肉蛋白质品质和变性程度的主要参数 一般来说 鱼肉肌球蛋白的Ca2 ATP酶的最适pH值约为6和9Mg2 能抑制肌球蛋白ATP酶活性 在肌原纤维蛋白中 Mg2 的生理浓度为2 3mM K 和EDTA存在时 肌球蛋白ATP酶也可被激活肌原纤维蛋白ATP酶也可作为评价鱼肉蛋白质变性的指标 例如 鱼糜中Ca2 ATP酶活力与凝胶特性密切相关 分子结构简式 ATP ADP Pi 能量 酶 三聚磷酸酶 TPPase activityresponsibleforthehydrolysisoftripolyphosphates TPP inmuscletissue myosinwasidentifiedtobeaTPPaseOptimumpHandtemperature6 0and35 CactivatedbyMg2 andCa2 stronglyinhibitedbyEDTA 4Na andKIO3 andwasscarcelyactivatedbyEDTA 2Na 分子结构简式 磷酸键 STPP PP Pi 三聚磷酸酶 二 谷胺酰胺转移酶转谷氨酰胺酶 EC2 3 2 13 蛋白质 谷氨酰胺 谷氨酰胺转移酶 TGase 是一种转移酶 能催化蛋白质 多肽和伯胺中谷氨酰胺残基的 酰氨之间的酰基转移反应 TGase的作用特点是将小分子蛋白质通过共价交联来形成更大的蛋白质分子 蛋白质间共价交联的形成是转谷氨酰胺酶改变蛋白食品物理特性的基础 TGase广泛存在于哺乳类动物 如牛 羊 猪 鸟类 鱼类 贝类 微生物及植物等组织中 海洋鱼类肌肉中的TGase一般是单体 鲤科鱼 虹鳟 大马哈鱼 马鲛鱼肌肉中有TGase酶的活性 白身鱼TGase酶活性最高 2 41单位 克湿重 鲤科鱼 狭鳕 大马哈鱼TGase酶活性依次降低 虹鳟鱼的TGase活性最低 0 1单位 克湿重 来源不同 TGase在分子量 热稳定性 等电点和底物专一性上也有区别 日本牡蛎的TGase分子量为84kDa 豚鼠肝的TGase酶等电点是4 5 链轮丝菌属 Streptoverticillium 的TGase酶等电点是8 9 TGase最适温度一般为50 55 最适pH值为5 8 TGase酶是一种巯基酶 Cu2 Zn2 Pb2 都能抑制其活性 有些TGase酶是Ca2 依赖型的 有些则不然 海产品的TGase是Ca2 依赖型的 然而其对Ca2 的敏感性不同 例如狭鳕的TGase活性最大时所需的Ca2 浓度是3mM 而鲷科鱼肝和鲤科鱼肌肉在钙离子浓度为0 5mM和5mM可达到最大活性 TGase酶在蛋白质交联中具有高度专一性 TGase是立体专一性的酶 只作用于L型的氨基酸 在肌肉蛋白中 肌球蛋白最容易与TGase反应 而肌动蛋白不受TGase的影响 众所周知 鱼肉在2 4 NaCl和5 40 条件下 通过内源TGase的作用可以自发重组 Setting 影响鱼肉组织TGase活性的因素很多 重组温度和持续时间是鱼糜加工的关键控制点 阿拉斯加狭鳕和大黄花鱼鱼糜在40 下重组2 3小时 凝胶强度增加 而重组超过3小时 凝胶强度则下降 添加脱乙酰壳多糖 牛血浆会增强海产品中TGase酶的活性 三 蛋白水解酶鱼肉的新鲜度对鱼肉品质的影响非常明显 特别是肌肉蛋白质变性 肌球蛋白和肌动球蛋白的完整性对鱼肉的质构和鱼肉加工特性的损伤为甚 鱼类蛋白质的自溶速度是陆生动物肌肉蛋白质的10倍 而且 鱼类蛋白水解酶的最适pH和最适温度范围大 大部分鱼体内含有热稳定的蛋白水解酶 蛋白酶 鱼肉蛋白水解酶存在于肌纤维 细胞质以及结缔组织胞外基质中 大多数蛋白水解酶都是溶酶体酶和细胞质酶 宰后鱼肉的质构变化和蒸煮软化主要涉及两类蛋白水解酶 即溶酶体组织蛋白酶与钙蛋白酶 一 组织蛋白酶 Cathepsins 溶酶体中含有13种组织蛋白酶 组织蛋白酶A B1 B2 C D E HandL八种业已从鱼贝肌肉中分离纯化 1 组织蛋白酶A组织蛋白酶A的分子量为100kDa 最佳pH5 0 5 2 Carp组织蛋白酶A对完整的蛋白质几乎没有影响 而与组织蛋白酶D有协同作用 能进一步水解由组织蛋白酶D释放的多肽产物 2 组织蛋白酶B CathepsinB B是溶酶体巯基蛋白水解酶 马鲛肌肉组织蛋白酶B分子量为30kDa 能水解多种肽类 并生成三肽及二肽 鲐鱼肉B能把肌原纤维蛋白和肌球蛋白重链降解为150kDa 170kDa的片段 pH6 0时能轻度水解肌动蛋白和肌钙蛋白T 大马哈鱼组织蛋白酶分子量为28kDa pI4 9 最适pH值为5 7 能水解肌球蛋白 肌联蛋白及伴肌动蛋白 贝类消化腺B是单一多肽链 其分子量为13 6 25kDa 最适pH值范围为3 5 8 0 可被Cl 激活 也需要巯基还原剂和金属螯合剂的作用 海洋动物消化腺组织蛋白酶B可从腺体内渗漏出来 从而导致肉的质地软化 鲤鱼 胭脂鱼 罗非鱼和马鲛组织蛋白酶分子量为23 29kDa 最适pH值范围为5 5 6 0 巯基乙醇 半胱氨酸 双硫腙 谷胱甘肽以及金属络合剂 EDTA EGTA 柠檬酸 都是该酶的激活剂 碘乙酸 碘醋酸盐 氨基氯代甲苯磺酰基庚酮 甲苯磺酰氨基苯乙基氯甲基酮 TPCK 等是该酶的抑制剂 组织蛋白酶B的来源不同 其水解各种底物的特点各异 鲤鱼组织蛋白酶B能降解肌球蛋白重链 肌动蛋白和肌钙蛋白 T 而对原肌球蛋白没有水解活性 组织蛋白酶B D H L是死后鱼肉蛋白降解的主要蛋白酶 3 组织蛋白酶C组织蛋白酶C对完整的蛋白质没有水解活性 而在溶酶体多肽酶中 其特异性最强 能进一步水解组织蛋白酶D降解的多肽片段 真鳕组织蛋白酶C的最适pH值为6 0 鲤鱼组织蛋白酶C在60 下加热20分钟仍然稳定 而组织蛋白酶B则完全失活 4 组织蛋白酶D鱼肉横纹肌组织蛋白酶D在鱼肉冷藏期间质构劣变有重要作用 组织蛋白酶D属于天冬酰胺酶 分子量为42kDa 最适pH3 0 4 5 pI5 7 6 8 组织蛋白酶D能直接降解完整的肌肉蛋白质 如肌球蛋白 伴肌球蛋白 伴肌动蛋白 M 和C 蛋白 产生多肽 组织蛋白酶D能缓慢降解肌动蛋白 肌钙蛋白和原肌球蛋白 组织蛋白酶D的活性强 且与组织蛋白酶A B C有协同作用 但其热稳定性差 在中性pH值时活性较低 鲤鱼组织蛋白酶D在pH3 4时水解肌原纤维的活性最强 而在pH6 0以上时不然 胭脂鱼组织蛋白酶D在pH4 0时的活性最强 直至45 时仍然稳定 70 时完全失活 5 组织蛋白酶E组织蛋白酶E分子量90 100kDa 最适pH值为2 3 5 对完整的蛋白质没有水解活性 大麻哈鱼组织蛋白酶E比较特别 其最适pH值为2 8 组织蛋白酶E属于天冬酰胺酶 是COOH 依赖型肽链内切酶 鉴于此酶容易冷冻灭活 且最适pH很低 其在贮藏加工中的作用不大 6 组织蛋白酶H组织蛋白酶H分子量28kDa 最适pH5 0 靶蛋白为肌球蛋白和肌动蛋白 太平洋牙鳕肉组织蛋白酶H在20 时活性最大 在55 时其活性是组织蛋白酶L的75 产卵期大麻哈鱼组织蛋白酶H的活性比平常高2倍 7 组织蛋白酶LL分子量24kDa 最适pH3 0 6 5 能降解肌球蛋白 肌动蛋白 胶原蛋白 肌动素 肌钙蛋白T和I 组织蛋白酶L可引起大马哈鱼死后肌肉变软 在pH3 5时 大马哈鱼鱼肉自溶 其中80 是由于组织蛋白酶L 20 是由于组织蛋白酶D和E 在50 左右 组织蛋白酶L是鲽鱼肌肉发生自溶的主要蛋白酶 鲭鱼L抗冻性好 即使在 20 下冻藏50天仍有较高活性 鲽鱼肌肉 鲭鱼肉和牙鳕L在55 时的活性最高 可见 采用传统蒸煮方法加工鱼肉时 L能降解鱼肉 使鱼肉和鱼糜凝胶质构变差 漂洗难以洗脱鱼肉组织蛋白酶L 而其它组织蛋白酶可以从肌原纤维蛋白上洗脱下来 牙鳕组织蛋白酶L是单一多肽链 分子量28 8kDa 最适pH5 5 接近中性pH值时 也能降解肌原纤维蛋白 二 钙蛋白酶 Calpains 钙蛋白酶在牛肉 羊肉等陆生动物肌肉宰后变化中的作用已经得到证实 而在鱼肉宰后变化过程中的作用尚不完全清楚 钙蛋白酶包括m Calpain Calpain1 m Calpain Calpain2 及其特异性抑制蛋白Calpastatin 鲤鱼肌肉钙蛋白酶 80kDa 能降解肌原纤维蛋白 可被Ca2 所激活 被碘乙酸所抑制 海鲈鱼 鳟鱼 罗非鱼和大鳞大麻哈鱼肌肉也有中性蛋白酶的活性 钙蛋白酶可能与鱼肉离刺无关 四 核苷酸降解酶鱼死后 肌肉的外观 质构 化学性质和氧化还原电位都会发生明显变化 在缺氧情况下 肌肉可利用的主要能量为三磷酸腺苷 ATP 随着肌肉尸僵的发展 ATP很快耗尽 参与ATP降解的酶主要有ATP酶 肌激酶 AMP脱氨酶 5 核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶 次黄嘌呤核苷酶 黄嘌呤氧化酶5 核苷酸酶的活性水平对鱼肉的鲜度影响极大 它们之间的关系用下式表示 Karube 1984 次黄嘌呤核苷 HxR黄嘌呤 Hx一磷酸肌苷 IMPK 鲜度 五 多酚氧化酶叶绿素 类胡萝卜素 花色素及其它天然色素通过酶促反应和非酶促反应都会对色泽产生影响由多酚氧化酶 PolyphenoloxidasesPPO 1 2 邻苯二酚氧化还原酶 催化的酶促褐变是水产品尤其是甲壳纲动物中重要的颜色反应 甲壳类水产品极易发生酶促褐变 起初发生于甲壳表面 最终扩展到肌肉 死后褐变影响甲壳类动物的食用品质和消费者的可接受性 多酚氧化酶存在于表皮 血淋巴和血液中 可以催化两个反应 一是一元酚氧化酶能把一元酚羟基化 形成二元酚 甲壳纲动物一元酚氧化酶又叫酪氨酸酶 后者与表皮硬化有关 一元酚氧化酶反应途径 二是将二元酚氧化为苯醌 二元酚氧化酶能把二元酚氧化为醌 如把儿茶酚氧化为苯醌 图 在甲壳纲动物中 酪氨酸是多酚氧化酶的天然底物 酪氨酸属于一元酚 羟化后形成二羟苯丙氨酸 DOPA 多巴 二元酚氧化酶反应途径 苯醌通过非酶促机制进一步氧化成黑色素 图 对虾表皮中的多酚氧化酶可以催化一元酚羟化和二元酚氧化反应 对虾和龙虾多酚氧化酶可被胰岛素激活 而胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶不能激活龙虾多酚氧化酶 酪氨酸形成黑色素的反应途径 多酚氧化酶是含铜蛋白 其活性位点由两个Cu2 组成 每个Cu2 都可与三个组氨酸残基结合 这两个Cu2 也是多酚氧化酶与O2和底物酚相互作用的位点 在甲壳类动物 多酚氧化酶以酶原的形式存在于血淋巴中 必须由蛋白酶 脂类或多糖所激活 甲壳类动物的腮内富含多酚氧化酶的活性 小龙虾血细胞中的多酚氧化酶酶原的分子量为76kDa 等电点约为5 4 可被 1 3葡聚糖 糖蛋白 海带多糖和脂多糖激活 白虾多酚氧化酶分子量为30kDa Km为2 83mM 最适pH7 5 pH6 0 7 5 最适温度为45 25 50 青虾多酚氧化酶分子量为210kDa 最适pH6 0 6 5 温度适应范围20 40 红虾多酚氧化酶分子量为40kDa Km为1 63mM 最适pH8 0 6 5 9 0 最适温度为40 20 40 佛罗里达龙虾多酚氧化酶分子量为82 97kDa Km为9 85mM 最适pH6 5 6 5 8 0 最适温度为35 30 40 澳大利亚龙虾多酚氧化酶分子量为87 97kDa Km为5 57mM 最适pH7 0 5 0 9 0 最适温度为350 25 35 多酚氧化酶的稳定性及活力受温度 pH值 底物 离子强度等诸多因素影响 不同来源的多酚氧化酶分子量大小不同 如对虾多酚氧化酶分子量比龙虾的小 过酸过碱的条件都会降低多酚氧化酶的活力 甲壳纲动物的大部分多酚氧化酶对热敏感 在20 50 时尚能保持一定活力 70 90 会导致酶蛋白部分或完全不可逆变性 红虾多酚氧化酶比白虾对温度更敏感 在50 下作用30min 其酶活只有原有酶活力的65 而白虾多酚氧化酶活力在相同条件下几乎不变 第五节鱼贝肉的物理特性一 肌肉组织本身的特性与畜肉比 肌肉组织的特性 鱼肉组织软 粘性很小 二 加工处理过程中的物理特性变化1 冷冻贮藏引起的变化鱼肉经冷冻贮藏 再经解冻 最显著的变化是呈现海绵化现象 原因是缓慢冻结过程中冰晶引起蛋白质变性所致 冻藏过程中也会发生海绵化现象 这种鱼肉相对密度小 保水力下降 蛋白质变性 2 加热引起的变化鱼肉温度达到35 40 时 失去透明感 变为白浊状 一般鱼肉在50 时 肌肉收缩 硬度增加 重量减少 含肌浆蛋白高的红身鱼肉硬度较大 鳕 鲷等白身鱼不会很硬 章鱼的肉受热后会变得很硬 重量的减轻与鱼的鲜度有关 100 10min 第六节死后变化鱼类的新鲜度越高 其风味和质量也越好 刚捕获的新鲜鱼 具有明亮的外表 清晰的色泽 表面覆盖着一层透明均匀的粘液 眼球明亮突出 鳃为鲜红色 没有任何粘液覆盖 肌肉组织柔软可弯 鱼的气味是新鲜的 或有一种 海藻味 对多脂鱼来说 还有诱人的脂香 但是鱼类也是最不容易保存 极易腐败的食品 特别是夏季 有些鱼类很难保存到一天以上 因此 鱼类保鲜是渔业生产很重要的问题 鱼体鲜度变化包括鱼体死后的生化变化和外界环境作用所导致的腐败和变质 细菌腐败是最严重的变质 使鱼货失去实用价值与经济价值 鱼体死后会发生一系列生物化学和生物学的变化 整个过程可分为初期生化变化和僵硬 解僵和自溶 细菌腐败三个阶段 一 死后僵直死后不久的鱼体肌肉柔软 并具有弹性 经过一段时间后变硬 即死后僵直 特征是肌肉缺乏弹性 如用手指压 指印不易凹下 手握鱼头 鱼尾不会下弯 口紧闭 鳃盖紧合 整个躯体挺直 随着乳酸在鱼体内的生成和蓄积 鱼肉pH不断下降 其最终可接近肌球蛋白的等电点 5 4 5 5 这是死后僵硬的最盛期 持续一段时间后 开始解僵 软化 尾部下降 鱼体恢复原状 开始僵硬的时间以及僵硬持续时间与下列因素有关 1 鱼种牙鳕死后冰藏1h就开始僵硬 相同条件下 大头鳕则需2 8h 此外 活动旺盛的鱼类较早进入僵硬期 在冰藏条件下 牙鳕的僵硬期为20h 大头鳕为20 65h 2 生理条件营养不良 产卵之后的鱼僵硬开始早 3 能量消耗死前挣扎疲劳程度越大的鱼 死后僵硬发生越快 僵硬持续时间短 4 鱼体大小同一种类型的鱼 小鱼死后僵硬较快 5 贮藏温度一般 低温贮藏可延长从死亡到开始僵硬的时间 不同种鱼死后僵硬开始与持续时间 解冻僵硬 僵硬之前进行冻结的鱼 在室温下解冻时 会出现鱼体僵硬 液汁流出多的现象 僵硬程度高于死后僵硬 在僵硬之前取下体侧肌 由于僵硬收缩 褐色肉缩短至原长度的52 普通肉 15 僵硬之前将鱼煮熟 组织非常软 呈糊状 僵硬之中将鱼煮熟 组织坚韧 僵硬之后将鱼煮熟 肉质紧密 多汁 有弹性 温度 在常温以下的温度范围内 温度越高 自溶速度越快 鱼种 红身鱼的自溶速度比白身鱼快 加工条件 80 10min加热 鱼肉不再发生自溶作用 食盐能抑制自溶作用 添加2 的食盐 自溶作用减少到原来的1 2 添加10 1 3 添加20 1 4 冻藏可减缓鱼肉的自溶 但是在 30 以上时 鱼肉中酶的反映不会停止 二 解僵和自溶 解僵 僵直持续一段时间后又逐渐变软 称为解僵 低温季节捕起的鱼僵硬开始和持续的时间长 捕起后保藏在较低温下鱼的僵硬开始和持续时间长 死前挣扎疲劳的鱼体比挣扎少杀死的鱼体僵硬开始和持续的时间短 迅速冰藏或冷却对保持鲜度很重要解僵的原因 一般认为和肌肉中组织蛋白酶类对蛋白质分解的自溶作用有关 主要有Calpains 组织蛋白酶等参于鱼类死后蛋白质分解作用 因此 在各种蛋白分解酶的作用下 肌动球蛋白解离为肌球蛋白和肌动蛋白 Z线断裂 结缔组织软化 使肌肉组织变软 自溶自溶阶段是指肌肉由僵硬到完全变软的过程 一般认为是肌肉组织蛋白质在自身蛋白酶的作用下逐渐分解生成低级肽和氨基酸的结果 故称自溶 autolysis 在自溶的后半期 FAA的生成量较多 也有可能来自消化道属于胃蛋白酶 胰蛋白酶等消化酶类 以及细菌繁殖过程中产生的胞外酶 影响自溶速度的因素有pH 温度 盐类 鱼种等 pH 一般 活体鱼肌肉的pH为7 2 7 4 底栖的白身鱼死后肌肉 糖原含量0 4 的最低pH为6 0 6 4 而洄游性的红身鱼 糖原含量0 4 1 0 最低pH为5 6 6 0 而产生FAA的最适pH为4 5 三 腐败阶段腐败是细菌在鱼体繁殖分解的结果 生活中的鱼体体表 鳃部 食道等部位都带有一定量细菌 死后这些细菌逐渐增殖并侵入肌肉组织使鱼体腐败 自溶之后