肉的形态及结构-肉品部分-动物性食品加工学-农产品贮藏与加工--02

肉品科学与技术,第二章 肉的结构及特性,第一节 肌肉的形态结构,第二节 肉的化学成分,第三节 肉的食用品质,第一节 肌肉的形态结构,一、 肌肉组织,二、 脂肪组织,三、 结缔组织,四、 骨组织,第一节 肌肉的形态结构,表2-1 肉的各种组织占胴体重量的百分比单位 %,肌肉组织,肌肉组织 ( muscle tissue ),家畜体上大约有600块以上形状、大小各异的肌肉，但其基本构造是一样的。,肌肉的宏观结构,肌纤维,初级肌束,次级肌束,肌肉,肌内膜,肌束膜,肌外膜,肌肉组织,肌肉的宏观结构,这些分布在肌肉中的结缔组织膜既起着支架的作用，又起着保护作用，血管、神经通过三层膜穿行其中，伸入到肌纤维的表面，以提供营养和传导神经冲动。此外，还有脂肪沉积其中，使肌肉断面呈现大理石花纹。,肌肉的微观结构,1. 肌纤维（Muscle fiber）,肌纤维的结构,2. 肌膜（Sarolemma）,3.肌原纤维（Myofibrils）,肌原纤维是肌细胞独特的器官，也是肌纤维的主要成分，约占肌纤维固形成分的60%70%，是肌肉的伸缩装置。,肌原纤维在电镜下呈长的圆筒状结构，其直径约12m，其长轴与肌纤维的长轴相平行并浸润于肌浆中。,肌节（Sarcomere）,我们把两个相邻Z线间的肌原纤维单位称为肌节（Sarcomere）。它包括一个完整的A带和两个位于A带两边的半I带。,肌节（Sarcomere）,M line,肌节（Sarcomere）,肌纤维横断面电镜显微图,粗丝主要由几百个肌球蛋白组成，细丝主要由肌动蛋白分子组成。,CONTRACTING MUSCLE FIBER,肌节的收缩和舒张图,肌节的收缩和舒张图,4.肌浆（Sarcoplasm）,肌纤维的细胞质称为肌浆，填充于肌原纤维间和核的周围，是细胞内的胶体物质。含水分75%80%。肌浆内富含肌红蛋白、肌糖元及其代谢产物、无机盐类等。 骨骼肌的肌浆内有发达的线粒体分布，说明骨骼肌的代谢十分旺盛，习惯把肌纤维内的线粒体称为肌粒。,5. 横管和肌质网,图1-7 哺乳动物骨骼肌之肌质网和T管示意图,肌浆网（Sarcoplasmic reticulum）： 相当于普通细胞中的滑面内质网，呈管状和囊状，交织于肌原纤维之间。 其中有一对囊状管， 平行分布于横管的两侧称末池（Terminal cistemae），将横管夹于其中，共同组成三联管（Triad）。,6. 溶菌体,7. 肌细胞核,骨骼肌纤维为多核，但因其长度变化大，所以每条肌纤维所含核的数目不定。一条几厘米长的肌纤维可能有数百个核。核呈椭圆形，位于肌纤维的边缘，紧贴在肌纤维膜下，呈有规则的分布，核长约5m。,（三）肌纤维的种类,大多数肉用家畜的肌肉是由两种或 三种肌纤维混合而成。 红肌与白肌最为明显的例子 禽肉大腿部的红肌和胸部的白肌,肌纤维（根据其所含色素的不同可分为）,红肌纤维（Red muscle）,白肌纤维（White muscle）,中间型纤维intermediate muscle）,家畜、家禽中红色、白色和中间型肌纤维的特性,二、脂肪组织（Adipose tissue）,脂肪的构造单位是脂肪细胞，脂肪细胞或单个或成群地借助于疏松结缔组织联在一起。,脂肪细胞,1.脂肪滴；2.由网状纤维组成的外围层；3.原生质；4.细胞核,脂肪的蓄积,脂肪作用和成分,肠系膜脂肪,弹性结缔组织,疏松结缔组织,（一）胶原纤维（Collagenous fiber）,胶原纤维,皮肤,软骨,（二）弹性纤维（elastic fiber）,弹性纤维,血管,韧带,（三）网状纤维（reticular fiber）,网状纤维,肌肉膜,羊胴体各部位结缔组织的含量,四、骨骼 （Bone）,骨的构造,Thank You !,肉品科学与技术,第二章 原料肉的结构及特性,第一节 肌肉的形态结构,第二节 肉的化学成分,二、 肌肉中的水分,三、 肌肉中的脂肪,四、浸出物,五、 其它成分,第二节 肉的化学成分,一、 肌肉中的蛋白质,肌肉中的蛋白质,表 肌原纤维蛋白质的种类和含量,肌球蛋白（Myosin）,肌球蛋白的性质,肌球蛋白的结构,由二条很长的肽链相互盘旋构成，二条肽链各形成一盘旋的头部。在尾部有数条轻链 。 肌球蛋白的形状很像“豆芽”，全长为140nm，其中头部20nm，尾部120nm；头部的直径为5nm，尾部直径2mm。,木瓜蛋白酶 胰蛋白酶 肌球蛋白图示a.一个肌球蛋白蛋白分子；b.在一条粗丝中肌球蛋白分子排序；c.一条粗丝,胰蛋白酶,重酶解肌球蛋白（Heavy meromyosin，HMM）轻酶解肌球蛋白（Light meromyosin，LMM）,木瓜蛋白酶（papain）,头部 HMMS1 头部（S1 ）具有ATP酶的活性，Ca 可以激活其活性，并具有和肌动蛋白结合的特点尾部 HMMS2 S2 是惰性的,图肌球蛋白在不同离子强度下的状态,大约需400个肌球蛋白分子构成一条粗丝。在构成粗丝时，肌球蛋白的尾部相互重叠，而头部伸出在外，并作很有规则的排列。 这样，在所构成的粗丝的两边，每相邻的一对肌球蛋白头部间的距离为13.4nm，每三对为一重复单位，即每隔42.9nm后出现重复的结构。这种结构在平面上的投影为一个正六角形。因此，在肌节A带粗、细丝重叠处横切的显微图片上，完全可以看到这种很有规则的排列,图1-14 粗丝的结构 a.肌球蛋白分子 ；b.粗丝,图1-15粗丝与细丝结合示意图,2.肌动蛋白（Actin）,肌动蛋白约占肌原纤维蛋白的20%，是构成细丝的主要成分。肌动蛋白只有一条多肽链构成，其分子量为41 80061 000。,肌动蛋白结构,肌动蛋白单独存在时，为一球形的蛋白质分子结构，称G-actin，G-actin的直径为5.5nm。当G-actin在有磷酸盐和少量ATP存在的时候，即可形成相互连接的纤维状结构，大约需300400个G-actin形成一个纤维状结构；二条纤维状结构的肌动蛋白相互扭合成的聚合物称为F-actin。,图1-17 细丝结构模式图,F-肌动蛋白每1314个球体形成一段双股扭合体，在中间的沟槽里“躺着原肌球蛋白”，原肌球蛋白呈细长条形，其长度相当于7个G-actin，在每条原肌球蛋白上还结合着一个肌原蛋白。,肌动蛋白的性质,肌动球蛋白（Actomyosin）,原肌球蛋白（Tropomyosin）,原肌球蛋白约占肌原纤维蛋白的4%5%，形为杆状分子，长45nm，直径2nm。位于F-actin双股螺旋结构的每一构槽内，构成细丝的支架。每1分子的原肌球蛋白结合7分子的肌动蛋白和1分子的肌原蛋白。分子量6500080000，在SDS聚丙烯酰胺（SDS-PAGE）电泳中，可分出二条带，其分子量分别为34,000和36,000。,肌原蛋白（troponin）,肌原蛋白又叫肌钙蛋白，约占肌原纤维蛋白的5%6%，肌原蛋白对Ca2+ 有很高的敏感性，并能结合Ca2+ ，每一个蛋白分子具有4个Ca2+ 结合位点，沿着细丝以38.5nm的周期结合在原肌球蛋白分子上，分子量69,00081,000，肌原蛋白有三个亚基.,肌原蛋白三个亚基,6.M蛋白（Myomesin）,M蛋白约占肌原纤维蛋白的2%3%，分子量160 000，存在于M线上，其作用是将粗丝联结在一起，以维持粗丝的排列（稳定A带的格子结构）。,7.C-蛋白,C-蛋白约占肌原纤维蛋白的2%，分子量135 000140 000。它是粗丝的一个组成部分，结合于LMM部分，为一条多肽链，按42.943.0nm的周期结合在粗丝上，每一个周期明显地结合着2个C-蛋白分子。C-蛋白的功能是维持粗丝的稳定，并调节横桥的功能。,8.-肌动蛋白素（-actinin）,它为Z线上的主要蛋白质，约占肌原纤维蛋白的2%，分子量为190 000210 000，由二条肽链组成，每条肽链的分子量为95 000，-肌动蛋白素是Z线上Zfilament之主要成分，起着固定邻近细丝的作用。,9.-肌动蛋白素（-actinin）,-肌动蛋白素和F-肌动蛋白结合在一起，分子量62 00071 000，位于细丝的自由端上，有阻止G-肌动蛋白连接起来的作用，因而可能与控制细丝的长度有关。,10. -肌动蛋白素（-actinin）,分子量70 00080 000， -肌动蛋白素在试管中与F-肌动蛋白结合，并阻止G-肌动蛋白聚合成F-肌动蛋白。,11. I-蛋白（I-protein）,存在于A带，I-蛋白在肌动球蛋白缺乏Ca 时，会阻止Mg 激活ATP酶的活性，但若Ca 存在，则不会如此，因此，I-蛋白可以阻止休止状态的肌肉水解ATP。,12.联结蛋白（Connectin）,最初由Maruyama和他的同事（1976）发现，分子量700 0001 000 000，位于Z线以外的整个肌节，起联结作用。,13.肌间蛋白（Desmin）,分子量55 000，位于Z-line周围，连接邻近的细丝排列成极高度精确的构造。Desmin的分解与宰后肌肉嫩度的变化密切有关。,肌浆蛋白质,肌浆: 在肌纤维中环绕并渗透到肌原纤维的液体和悬浮于其中的各种有机物、无机物以及亚细胞结构的细胞器等通常把肌肉磨碎压榨便可挤出肌浆，其中主要包括肌溶蛋白、肌红蛋白（Myoglobin）、肌球蛋白X（Globulin X）、肌粒蛋白（Granule protein）和肌浆酶等。主要功能参与肌细胞中的物质代谢。,1.肌溶蛋白（myogen）,1.肌溶蛋白属清蛋白类的单纯蛋白质，存在于肌原纤维间。2.易溶于水，把肉用水浸透可以溶出。是一种清蛋白，存在于肌原纤维中，因溶于水，故容易从肌肉中分离出来，肌溶蛋白在52即凝固。,2.肌红蛋白（myoglobin Mb）,肌红蛋白是一种复合性的色素蛋白质，由一分子的珠蛋白和一个亚铁血色素结合而成，为肌肉呈现红色的主要成分，分子量为34 000，等电点为6.78，含量约占0.2%2%。有关肌红蛋白的结构和性能将在“肉的颜色”中详加讨论。,3.肌浆酶,肌浆中除上述可溶性蛋白质及少量球蛋白-X外，还存在大量可溶性肌浆酶，其中解糖酶占三分之二以上。主要的肌浆酶见表。从表中看出在肌浆中缩醛酶和肌酸激酶及磷酸甘油醛脱氢酶含量较多。 白肌纤维中糖酵解酶含量比红肌纤维多5倍，这是因为白肌纤维主要依靠无氧的糖酵解产生能量，而红肌纤维则以氧化产生能量，所以红肌纤维糖酵解酶含量少，而肌红蛋白、乳酸脱氢酶含量高。,表1-8 肌肉中肌浆酶蛋白的含量,4.肌粒蛋白,主要为三羧基循环酶及脂肪氧化酶系统，这些蛋白质定位于线粒体中，在离子强度0.2以上的盐溶液中溶解，在0.2以下则呈不稳定的悬浮液。另外一种重要的蛋白质是ATP酶，是合成ATP的部位，定位于线粒体的内膜上。,5.肌质网蛋白,肌质网蛋白是肌质网的主要成分，由五种蛋白质组成。有一种含量最多，约占70%，分子量为102 000，是ATP酶活性及传递Ca2+的部位。另一种为螯钙素，分子量为44 000，能结合大量的Ca2+ ，但亲和性较低。,肉基质蛋白质,肉基质蛋白质为结缔组织蛋白质，是构成肌内膜、肌束膜、肌外膜和腱的主要成分，包括有胶原蛋白、弹性蛋白、网状蛋白及粘蛋白等，存在于结缔组织的纤维及基质中。,胶原蛋白（Collagen）,胶原蛋白在白色结缔组织中含量多，是构成胶原纤维的主要成分，约占胶原纤维固体物的85%。胶原蛋白含有大量的甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，后二者为胶原蛋白所特有，其它蛋白质不含有或含量甚微，因此，通常用测定羟脯氨酸含量的多少来确定肌肉结缔组织的含量，并作为衡量肌肉质量的一个指标。,胶原蛋白的结构,图1-18 胶原纤维,胶原蛋白性质,胶原蛋白的不溶性和坚韧性是由于 其分子间的交联，特别是成熟交联所致。交联是由胶原蛋白分子特定结构形成的，并整齐地排列于纤维分子之间的共价化学键。,如果没有交联，胶原蛋白将失去力学强度，可溶解于中性盐溶液。为什么动物年龄增大，其肉嫩度下降？,交联（Cross-Link）,2.弹性蛋白（Elastin）,弹性蛋白是一种具有高弹性的纤维蛋白，其在韧带和血管中分布较多，在肌肉中一般只有胶原蛋白的1/10。,3.网状蛋白（Reticulin）,网状蛋白形状和组成与胶原蛋白相似，但含有10%左右的脂肪，主要存在于肌内膜。,在肌肉中，网状蛋白为构成肌内膜的主要蛋白，含有约4%的结合糖类和10%的结合脂肪酸，其氨基酸组成与胶原蛋白相似，用胶原蛋白酶水解，可产生与胶原蛋白同样的肽类。因此有人认为它的蛋白质部分与胶原蛋白相同或类似。网状蛋白对酸、碱比较稳定。,Thank You !,肉的食用及加工品质主要指肉的色泽、气味、嫩度、保水性等。这些性质与肉的形态结构、动物种类、年龄、性别、肥度、部位、宰前状态等因素有关。,第三节 肉的食用及加工品质,肉的色泽大都为红色，其深浅程度受许多因素的影响。肉色对肉的营养价值无太大影响，但决定着肉的食用品质和商品价值，如果是微生物引起的色泽变化则影响肉的卫生质量。,一、肉的色泽,1.动物种类、年龄及部位,各类动物肉的色泽有所差异，一般猪肉呈鲜红色、牛肉深红色、马肉紫红色、羊肉浅红色、兔肉粉红色。 动物年龄越大肉色越深。生前活动量大的部位肉色较深。,2. 肌红蛋白(Mb)的含量,3. 血红蛋白(Hb)的含量,4. 肌红蛋白的化学状态,还原肌红蛋白,氧合肌红蛋白,高铁肌红蛋白,三种肌红蛋白的颜色,以新鲜牛肉作切片，经不同时间观察可看到上述三种变化刚宰后，还原肌红蛋白和亚铁血色素结合，肉色表现为深红色；经十几分钟，亚铁血色素与氧结合，但价铁未被氧化，为氧合肌红蛋白，肉色表现为鲜红色；再经几小时或几天，亚铁血色素的2价铁被氧化为3价铁，成为高铁肌红蛋白，肉色表现为褐色。,(二) 影响肌肉颜色的外部因素,1. 环境中氧的浓度,氧气分压低，则有利于MMb的形成；氧气分压高，则有利于MbO2的形成。,图 大气中氧分压与肌肉色素蛋白的关系,2.湿度,3.温度温度影响着化学反应速度，环境温度高，会加速高铁肌红蛋白的形成。4.pH值动物宰前糖原消耗多，宰后最终pH值高，往往肌肉颜色变暗，组织变硬并且干燥，形成DFD肉，在牛肉上则称为DCB(Dark Cutting Beef)，切面颜色发暗。,5.微生物的影响,微生物的生长繁殖也会改变肉表面的色泽。细菌会分解蛋白质使肉色污浊；霉菌会在肉表面形成白色、红色、绿色、黑色等色斑或发生荧光。,二、肉的风味,(一) 气味(ordor),(二) 风味(flavor),三、肉的嫩度,人工嫩化的方法：,1. 酶嫩化法,包括内源酶激活嫩化法和外源酶嫩化法。,