组织代谢(食品生物化学课件)

动物原料组织代谢

组织代谢与原料保鲜问：热鲜肉好还是冷却肉好？活的动物muscle有氧呼吸合成代谢分解代谢胴体meat分解代谢一、动物死后代谢特征动物死亡后的生物化学与物理变化过程大致可划分为三个阶段：尸僵前期、尸僵期、尸僵后期。热鲜肉僵硬开始解僵软化自家溶解细菌增殖变质肉尸僵成熟腐败尸僵前期尸僵期尸僵后期

控制促进防止（一）肉的僵直胴体在宰后经过一定时间，肉的弹性和伸展性消失，肉变成紧张，僵硬的状态，这种现象称为死后僵直。尸僵肉特点：坚硬有粗糙感；缺乏风味；粘结能力差；加热时肉汁流失多；不具备可食肉的特性。1.动物死后僵直过程（1）尸僵前期：其特征是ATP及磷酸肌酸含量下降无氧呼吸即酵解作用活跃，肌肉表现为组织柔软、松弛、无味。在这一时间内，肌肉内ATP虽然开始下降，但ATP含量水平相对较高，肌肉的延展性仍然很好，尸僵不马上形成，这段还具有一定的延展性和弹性的时期叫做“尸僵迟滞期”。（2）尸僵期磷酸肌酸消失，ATP含量下降，肌肉中肌动蛋白及肌球蛋白逐渐结合，形成没有延伸性的肌动球蛋白。肌肉呈僵硬强直状态，持水力小，即尸僵。此期有使牲畜肉成熟的作用。

尸僵开始的时间和持续的时间因动物种类、品种、宰前状况，宰后的变化、温度、宰杀方法、不同部位而异，一般鱼类尸僵发生早，哺乳动物发生较晚。

开始时间（h）

持续时间(h)牛肉死后10猪肉8兔肉1.5～4

鸡肉2～4.5

鱼肉10min7215-244～106～122（3）尸僵后期主要由于组织蛋白酶活性作用，而使肌肉蛋白质发生部分水解，水溶性肽及氨基酸等非蛋白氮增加，肌肉表现为尸僵缓解，再度软比，持水力增加，肉的食用质量到最佳适口度(即风味提高)。通常称此为肉的成熟。烹调时能发出肉香，也容易烧烂和消化。2.僵直原因A带

肌节

I带I带

（b）A带

肌节

I带

I带

Z线

Z线

肌球蛋白粗丝肌动蛋白细丝

（a）

H带图肌肉收缩结构图（a）为静息状态下的肌纤维（b）为收缩状态下的肌纤维（1）糖原无氧酵解→葡萄糖→乳酸堆积，pH下降，与此同时，维持肌浆网等微小器官的ATP水平降低。（2）ATP水平的降低及pH下降，使肌浆网等小器官失常，钙离子被逸出，浓度上升，作用于肌球蛋白，激活ATPase,更加使ATP减少。（3）在钙离子的作用下，肌球蛋白与肌动蛋白结合成肌动球蛋白复合体而引起肌肉收缩。ATP开始减少，肌肉的伸展性就开始消失，同时伴随硬度增加，此即尸僵的起始点；ATP消耗完了，粗丝和细丝之间紧密结合，此时肌肉的伸展性完全消失，弹性率最大，这就是最大的尸僵期。尸僵阶段除肉的硬度增加外，肉的保水性减少。刚宰好的肉保水性好，几小时以后保水性最低，最大尸僵期的肉保水性最低。肉中的水分最初时渗出到肉的表面，呈现湿润状态，并有水滴流下。尸僵状态下保水性最差，不适于加工。3.僵直的解除尸僵是肌肉纤维收缩的结果，肌肉死后僵直达到顶点之后保持一定时间，其后肌肉又逐渐变软，解除僵直状态。未经解僵的肉类，肉质欠佳，咀嚼时有如硬橡胶感，不仅风味差而且保水性也低，加工肉馅时粘着性差。经过充分解僵的肌肉肉质变软，加工产品风味也好，保水性提高，适于作为加工各种肉类制品的原料。从某种意义上说，僵直的肉类，只有经过解僵之后才能作为食品的原料。4.解冻僵直如果宰后迅速冷冻，这时肌肉还没有达到最大僵直，肌肉内仍含有糖原和ATP。在解冻时，残存的糖原和ATP作为能量使肌肉收缩形成僵直，这种现象称为解冻僵直。此时达到僵直的速度要比鲜肉在同样环境时快得多、收缩激烈、肉变得更硬、并有很多的肉汁流出。这种现象称为解冻僵直收缩。因此，为了避免解冻僵直收缩现象,最好是在肉的最大僵直后期进行冷冻。（二）肉的成熟肉尸进入尸僵阶段后，其变化并不会停止。当尸僵持续一段时间后，即开始缓解，肉的硬度下降，肉质变得柔软多汁，并产生特殊的滋味和气味，这种变化过程也称为肉的成熟。肉的成熟过程包括尸僵的解除及在组织蛋白酶作用下进一步成熟的过程。1.肉成熟的原因(1)肌原纤维降解--肌原纤维小片化

成熟3天

成熟16天

自然成熟牛肉肌纤维超微结构变化(2)肉尸中肌动蛋白和肌球蛋白纤维之间结合变弱肌动球蛋白尸僵复合体在钙离子作用下解离。结构系统：肌间线蛋白、连接蛋白、M线蛋白等蛋白的降解。(3)结缔组织变化

图成熟过程中结缔组织结构变化（牛肉）

a，屠宰后；b，5℃成熟28d2.成熟肉的特征（1）肉呈酸性：pH为5.7-6.1，肉在成熟过程中发生显著变化，刚屠宰时肉的pH接近中性，尸僵时pH下降至5.4-5.6，随后pH开始缓慢上升，肉成熟时pH达5.7-6.1。（2）胴体表面形成一层干燥薄膜。（3）保水性提高（4）具有芳香气味和独特滋味（5）组织柔软且有弹性，易煮烂。3.肉成熟时间

决定于动物种类、年龄、营养状况及贮藏温度。

0～5℃贮藏牛肉猪肉马肉鸡肉

8～10d4～6d3～5d1/2～1d

在工业生产条件下，通常是把胴体放在2～4℃的冷藏内保持2～3昼夜，使其适当成熟。4.影响肉成熟的因素(1)物理因素①温度：温度高，成熟则快。②电刺激：刚宰后的肉尸，经电刺激1～2min，可以促进软化，同时可以防止“冷收缩”(羊肉)。③机械作用：肉成熟时，将跟腱用钩挂起，此时主要是腰大肌受牵引。如果将臀部挂起，不但腰大肌短缩被抑制，而且半腱肌、半膜肌、背最长肌短缩均被抑制，可以得到较好的嫩化效果。(2)化学因素

极限pH值愈高，肉愈柔软。如果屠宰前人为的使糖原下降，则会获得较高的pH值。高pH值成熟是由中性氨态酶起促进作用，游离氨基酸多。在极限pH5.5附近，Ca2+和组织蛋白酶作用，最易使其成熟。在最大尸僵期，往肉中注入Ca2+可以促进软化。刚屠宰后注入各种化学物质如磷酸盐、氯化镁等可减少尸僵的形成量。(3)生物学因素

肉内蛋白酶可以促进软化。用微生物酶和植物酶也可使固有硬度和尸僵硬度减小。目前国内外常用的是木瓜酶。为了消除羊肉“冷收缩”引起的硬度增大，在每公斤肉中注入30mg木瓜酶，在70℃加热后，具有明显的嫩化效果。（二）动物死亡后呼吸途径的变化1.呼吸途径的转变正常生活的动物体内，虽然并存着有氧和无氧呼吸两种方式。但主要的呼吸过程是有氧呼吸。动物宰杀后，血液循环停止，而供氧也停止，组织呼吸转变为无氧的酵解途径，最终产物为乳酸。2.组织中糖原降解的途径（1）水解途径糖原→糊精→麦芽糖→葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸→乳酸（2）磷酸解途径糖原→葡萄糖-1-磷酸→葡萄糖-6-磷酸→乳酸在哺乳动物肌肉内（2）是主要途径，在鱼体内（1）为主要途径。（三）糖酵解与pH的变化pH值下降：动物被屠宰后，肌肉的pH值立即下降，主要是伴随糖原无氧酵解代谢，组织中乳酸增多之故。除乳酸之外，ATP降解生成的无机磷酸也是使肉的pH值下降的原因之一，温血动物宰杀后24小时内肌肉组织的pH值由正常生活时7.2～7.4降至5.3～5.5，随着乳酸的生成积累，pH值下降，其酸性极限约为5.3。肉的pH下降对微生物，特别是对细菌的繁殖有抑制作用，从这个意义上来说，死后肌肉pH的下降对肉的加工质量有十分重要的意义。如果动物宰前进行剧烈的运动，肌肉中含有的糖原的数量就会减少，极限pH增高；反之，如果使其充分休息，供给饲料，则糖原含量多，极限pH偏低。（四）动物死亡后组织中ATP含量变化及影响动物死后初期，磷酸激酶与ATP酶的偶联作用可使一部分ATP得以再生，一段时间内肌肉依然保持柔软；随着ATP的减少，肌肉的延展性开始消失，硬度增加，尸僵开始；ATP消耗完时，达到最大尸僵期；之后由于没有ATP，肌肉不能一直维持收缩僵硬状态，又开始慢慢变软。动物在死后发生的主要生化变化二、动物死亡后肌肉组织中蛋白质的变化（一）肌肉蛋白质变性肌动蛋白及肌球蛋白是动物肌肉中主要的两种蛋白质，在尸僵前期两者是分离的，随着ATP浓度降低，肌动蛋白及肌球蛋白逐渐结合成没有弹性的肌动球蛋白,这是尸僵发生的一个主要标志，在这时煮食，肉的口感特别粗糙。肌肉纤维里还存在一种液态基质，肌桨中的蛋白质最不稳定，在屠宰后由于温度升高，pH值降低，蛋白质就很容易变性，牢牢贴在肌原纤维上，因而肌肉上呈现一种浅淡的色泽。

（二）肌肉蛋白质持水力的变化肌肉蛋白质在尸僵前具有高度的持水力，随着尸僵的发生，在组织中pH值降到最低点时(pH值为5.3～5.5)，持水力也降至最低点。尸僵以后肌肉的持水力又有所回升，其原因是尸僵缓解过程中，肌肉中的钠、钾、钙、镁等离子的移动造成蛋白质分子电荷增加，从而有助于水合离子的形成。（三）尸僵的缓解与肌肉蛋白质的自溶尸僵缓解后，肉的持水力及pH较尸僵期有所回升。此时，触感柔软，煮食风味好，嫩度提高。这些变化与组织蛋白酶类的活动有关，组织蛋白酶的最适pH为5.5，在37℃下作用。但已证实，宰后禽类肌肉中蛋白质的分解作用也可持续达90天之久。组织蛋白酶分解作用产生的游离氨基酸是形成肉香、肉味的基础之一。谢谢！植物原料组织代谢与保鲜

组织代谢与原料保鲜三、果蔬成熟过程的生物化学变化(一)糖类物质的变化水果蔬菜不甜不甜甜单糖消耗单糖低聚糖多糖甜(二)色素物质的变化果蔬成熟过程中，叶绿素被降解，绿色减退，类胡萝卜素、花青素呈现，从而显红色或橙色。水果成熟与否，颜色是重要标志。(三)鞣质的变化幼嫩果实常因含有鞣质（多酚类混合物，如单宁）而具有强烈涩味，在成熟过程中涩味逐渐消失。原因有三：单宁与呼吸中间产物乙醛生成不溶性缩合产物；单宁单体在成熟过程中聚合成不溶性大分子；单宁氧化。(四)果胶物质的变化果胶质转化为可溶性果胶，水果由硬变软。果胶酶活力增大，将果肉组织细胞间的不溶性果胶物质溶解，果肉细胞失去相互联系，多汁果实的果肉在成熟后变软。果胶物质形态变化是导致果蔬硬度变化的主要原因。(五)VC的变化果实通常在成熟期间大量积累VC。成熟后如果继续储存VC会因为呼吸而成为有机酸，因此不宜久存。(六)芳香物质的变化成熟过程产生芳香的醇、醛、酮、酸、脂、酚、醚及萜烯类化合物等挥发性物质。芳香物质随着果实的成熟而增加。谢谢！植物原料组织代谢与保鲜

组织代谢与原料保鲜思考：把苹果从树上摘下来，苹果还活着吗？答：苹果采摘之后，脱离母体，失去了水分和无机物的供应，同化作用停止，无法进行正常的光合作用，但依然可利用自身的有机物进行呼吸，依然进行着一系列复杂的生理活动，所以苹果采摘后仍然是一个“活”的有生理机能的有机体。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）蒸腾生理（3）成熟衰老生理（4）低温伤害生理（5）休眠生理一、呼吸作用（一）呼吸途径呼吸的两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸。采前：有氧呼吸为主，呼吸的主要途径有糖酵解、三羧酸循环、磷酸己糖支路，在未成熟时主要是糖酵解、三羧酸循环，成熟后磷酸己糖支路占的比例增大。采后：易产生无氧呼吸。1.有氧呼吸：是在有氧气的参与下，将本身复杂的有机物（糖、淀粉、有机酸等）彻底氧化分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程。

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O＋2870.2kJ有氧呼吸是采前主要的呼吸方式。2.无氧呼吸：是在缺氧条件下，呼吸底物不能彻底氧化，产生酒精、乙醛、乳酸等产物，同时释放少量能量的过程。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2＋100.4kJ①无氧呼吸使呼吸底物氧化不彻底，产生的中间物质积累过多会毒害细胞。②无氧呼吸是果蔬在逆境中所形成的一种适应能力。③无氧呼吸会消耗更多的贮藏养分，加速衰老过程。④无氧呼吸是不利或有害的。（二）呼吸强度及其影响因素1.呼吸强度：呼吸强度是指单位样品重在单位时间内放出二氧化碳或吸入氧气的量，通常以每千克样品在一小时内所释放二氧化碳或吸入氧气的毫克数或毫升数表示（CO2或O2mg（ml）/kg.h）。呼吸强度的大小，可以作为贮藏中果蔬衰老速度的标志。呼吸强度越大，消耗有机物质速度越快，贮藏保鲜寿命就越短；反之，呼吸强度越小，果蔬贮藏保鲜寿命就越长。2.影响呼吸作用的因素

（1）种类和品种植物种类呼吸速率（μlO2·g-1·（FW）·h-1）仙人掌3.00景天16.60蚕豆96.00小麦251.00①一般而言，凡是生长快的植物呼吸速率就快，生长慢的植物呼吸速率就慢。采收后呼吸强度下降。②对果品来说，浆果类呼吸强度最大（葡萄除外），核果类次之，仁果类呼吸强度最小；对蔬菜来说，叶菜类呼吸强度最大，果菜类次之，根菜类一些根茎、块茎、鳞茎最小。（2）成熟度和发育年龄幼龄期生长最旺盛，代谢最活跃，呼吸强度最大；随着年龄的增长逐渐成熟，新陈代谢降低，表皮组织和蜡质、角质保护层加厚，呼吸强度逐渐下降。（3）贮藏环境温度温度是影响果蔬呼吸强度的重要因素。温度高则酶活性强，呼吸强。在植物正常生活范围内（5～35℃），温度愈低，果蔬的呼吸强度愈缓慢，物质消耗也愈少。随着温度的升高，酶活性加强，呼吸作用加强。不能简单地认为贮藏温度越低效果越好。每种果蔬都有适宜的贮藏温度。在贮藏过程中要求温度稳定，不能上下波动太大。不仅要保持适宜的低温，而且还要维持恒温。常见果蔬最低贮藏温度鲜枣低温冷害梨的低温伤害哈密瓜的低温伤害（4）贮藏环境湿度贮藏环境的相对湿度也会刺激呼吸强度，当相对湿度过低时，造成果蔬失水过多，引起萎蔫，使水解作用加快，酶的活性加强，呼吸强度加大，因此，在贮藏果蔬时，应保持环境适宜的相对湿度。刺激呼吸加快加速衰老

环境湿度过低果蔬失水、组织干枯、凋萎细胞质损坏酶和底物游离出来果蔬失水5%就出现萎蔫和皱缩，失水萎蔫破坏了果蔬的正常代谢，水解过程加强，细胞膨压下降造成机械结构特性改变，必然影响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：包装、打蜡或涂膜；增加空气湿度；使用夹层冷库等；

樱桃涂蜡保鲜环境湿度过高时，水蒸气及呼吸产生的水分会凝结在水果、蔬菜的表面，形成“发汗”现象，为微生物的滋生准备了条件，引起腐烂。通常情况下，相对湿度以保持在80％-90％之间为宜。种类水分（％）种类水分（％）草莓90.50柿子80.21杏86.28梨80.10李子84.86山楂64.48苹果83.44鲜枣55～75桃82.32板栗8～26.31常见果蔬贮藏适宜湿度例外情况:如洋葱、大蒜在贮藏前要适当晾晒，加速鳞片的干燥，促进产品休眠。大白菜贮前要适度晾晒，使叶片轻度失水，可以降低冰点，提高抗寒能力。（5）贮藏环境气体成分气体成分也是影响呼吸作用的重要环境因素。对果蔬呼吸作用影响较大的气体有氧气、二氧化碳、乙烯等，合理调节这些气体的比例，可较好的保持果蔬新鲜状态，延长贮藏期。降低贮藏环境中的氧气含量，可抑制呼吸并推迟一些果蔬跃变高峰的出现。提高环境中的二氧化碳的浓度，呼吸也会受到抑制。气调贮藏库（6）机械伤害和病虫伤害果蔬一旦受到机械损伤及病虫危害时，会使呼吸作用加强。果蔬受伤后，果蔬组织与外界空气接触增加，气体交换加强，提高组织内氧气含量，从而使呼吸加强。同时当果蔬组织受伤或受到病虫害侵入时，会产生保卫反应，通过加大呼吸，增强对病虫害的抵抗及促使伤口的愈合。病虫害影响呼吸作用的因素是多方面的、复杂的。因素之间也不是孤立的，而是相互联系、相互制约的。在果蔬贮藏中不能片面强调哪个条件，而要综合考虑各种条件的影响，才能达到理想的贮藏效果。

（三）呼吸跃变有一类果实在其幼嫩阶段呼吸旺盛，随着果实细胞的膨大，呼吸强度逐渐下降，达到一个最低值，开始成熟时呼吸上升，达到高峰后呼吸下降，直至衰老死亡，这种现象称为呼吸跃变现象。有呼吸跃变现象的果实体内的代谢会发生很大变化，当达到呼吸高峰时，果实品质最佳，高峰过后果实品质迅速下降。特性项目跃变型果蔬