第四章 屠宰后肉的變化

1、第四章 屠宰后肉的變化,第一節(jié)、肌肉收縮的生物化學機制一、肌肉的生物化學結(jié)構(gòu)1.肌原纖維的結(jié)構(gòu)a.明帶（I帶）由細的肌動蛋白纖絲構(gòu)成。b.暗帶（A帶）由粗的肌球蛋白現(xiàn)絲構(gòu)成。c.兩條Z線之間為一個肌節(jié)，肌節(jié)長度的收縮會引起肌肉的收縮。d.肌動蛋白細絲的一端附著在Z線上，而另一端處于游離狀態(tài)，可在粗絲間相對滑動。e.處在H區(qū)兩側(cè)較暗的區(qū)域，是肌球蛋白粗絲與肌動蛋白細絲重合的區(qū)域。,2.粗肌原絲——肌球蛋白a.肌球蛋

2、白是粗絲的主要成分，pI=5.4b.肌球蛋白具有ATP酶的活性，生化試驗證明，活性中心是半胱氨酸的-SH，可被Mg2+抑制， 被Ca2+激活。 ATP Pi+ADP+11.00卡 粗絲上的突起是肌球蛋白的頭部，頭部具有酶的活性中心。

3、 ATP酶的活性 重解肌球蛋白肌球蛋白 與肌動蛋白結(jié)合 輕解肌球蛋白

4、 c.肌球蛋白可與肌動蛋白結(jié)合，生成肌動球蛋白，其結(jié)合位點處于酶的活性中心—SH處，因此，存在競爭。 ATP占優(yōu)勢 肉呈松軟狀態(tài) 競爭 肌動蛋白占優(yōu)勢 肉呈僵直狀態(tài),,,,,,,,肌球蛋白—ATP酶,胰蛋白酶,3.細肌

5、原絲——肌動蛋白a.細絲中的肌動蛋白是以F—肌動蛋白的形式存在，而F—肌動蛋白是由G—肌動蛋白在同方向上聚合而成的。b.兩條F—肌動蛋白扭合在一起，與原肌球蛋白和肌鈣蛋白在雙螺旋鏈的溝槽中，鑲嵌一條原肌球蛋白絲，形成一條由肌動蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白組成的細絲。c.在兩條F—肌動蛋白中，每個G—肌動蛋白都有一個與粗絲橫橋（重解肌球蛋白）的結(jié)合點。當細絲與粗絲橫橋結(jié)合，才能引起肌肉收縮。,4.肌動球蛋白 a.具有ATP酶

6、的活性，Mg2+，Ca2+均可使其活化。 b.在ATP的作用下，可使肌動球蛋白分解成肌球蛋白和肌動蛋白。5.肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng) a.肌質(zhì)網(wǎng)蛋白是它的主要成分，屬于膠原蛋白。 結(jié)合大量的Ca2+ b.功能： 具有ATP酶的活性 是傳遞Ca2+的部位 鈣離子泵：在神經(jīng)系統(tǒng)作用下可放出并

7、收回鈣。,,二、肌肉收縮和松弛的生物化學機制 1.靜止：肌球蛋白—Mg2+—ATP結(jié)合在一起，就阻礙了肌球蛋白和肌動蛋白結(jié)合的機會，肌肉處于靜止狀態(tài)。 2.收縮：神經(jīng)系統(tǒng) 信號 肌質(zhì)網(wǎng)中Ca2+放出 Ca2+ Mg2+—ATP中的ATP游離

8、 肌球蛋白頭部的ATP酶 由于與肌球蛋白結(jié)合的ATP分解 收縮

9、 Pi+ADP+11.00卡 肌動蛋白就可與肌球蛋白結(jié)合，形成肌動球蛋白 引起肌肉收縮3.松弛：在肌肉松弛時，神經(jīng)系統(tǒng)使肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)將Ca2+ 收回，則ATP酶的活性消失，則ATP逐漸積累。此時，由于Mg2+的存在，將肌動球蛋白中的ATP酶激活，在ATP的作用下，肌球蛋白與肌動

10、蛋白分離，肌肉松弛。,,,,,第二節(jié)、肉的僵直,肌肉的收縮與松弛和ATP的關系密切。 那么，畜禽宰殺后肌肉內(nèi)部ATP含量的變化成為肌肉宰后生物化學變化的關鍵因素。,一、宰后ATP含量的變化 1.宰前：由三羧酸循環(huán)供能，1分子葡萄糖可生成39個ATP

11、 3個ATP 由糖酵解供能， 1分子葡萄糖可生成 2個乳酸 2.宰后： 由CP（磷酸肌酸）供能： CP ATP,,,,ADP,,肌酸

12、激酶,3.酸性極限pH a.定義：一般活體肌肉的pH保持中性（7.0～7.2），宰后由于糖原酵解生成乳酸，肉的pH逐漸下降，一直到阻止糖原酵解的酶的活性為止，這個pH稱為極限pH。 b.哺乳動物的極限pH為5.4 ～5.5。 c . pH可抑制尤其是細菌的生長繁殖。

13、 牲畜種類、不同部位 d.影響宰后pH下降速度和程度的因素 個體差異 宰前狀態(tài)

14、 環(huán)境溫度 外界藥物,,二、宰后胴體的僵直機制

15、 由于與肌球蛋白結(jié)合的ATP分解 永久性收縮

16、 Pi+ADP+11.00卡 肌動蛋白就可與肌球蛋白結(jié)合， 形成肌動球蛋白引起肌肉收縮,,,,,,,ATP,pH,肌質(zhì)網(wǎng)崩解,Ca溶出,Ca2+,Mg2+—ATP中的ATP游離,肌球蛋白頭部的ATP酶,,,,,三、宰后

17、胴體僵直的過程,動物死后僵直的過程大體可分為三個階段：1.遲滯期：從屠宰后到開始出現(xiàn)僵直現(xiàn)象為止，即肌肉的彈性以非常緩慢的速度進展階段，稱為遲滯期。2.急速期：隨著彈性的迅速消失出現(xiàn)僵硬階段叫急速期。3.僵硬后期： 最后形成延伸性非常小的一定狀態(tài)而停止叫僵硬后期。到最后階段肌肉的硬度可增加到原來的10～40倍，并保持較長時間。,四、宰前對畜體不同處理方式對宰后僵直時間及柔軟性的影響,處理1：麻醉屠宰處理2：不麻醉屠宰（17℃）

18、不斷食處理3：不麻醉屠宰（37℃）處理4：麻醉屠宰（17℃）斷食48h處理5：宰前注射胰島素： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

19、 宰后時間/h以上處理方式均不同程度的影響宰后ATP的含量，最終影響遲滯期的時間。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,處理1：麻醉屠宰處理2：不麻醉屠宰（17

20、℃）不斷食處理3：不麻醉屠宰（37℃）處理4：麻醉屠宰（17℃）斷食48h處理5：宰前注射胰島素： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

21、 宰后時間/h以上處理方式均不同程度的影響宰后ATP的含量，最終影響遲滯期的時間。,,,,,,,,,,,五、僵直的類型,宰后僵直有三種收縮形式：熱收縮、冷收縮、解凍僵直收縮。1.冷收縮

22、： a.定義： 當牛、羊、火雞肉在pH下降到5.9 ～6.2之間，也就是僵直狀態(tài)完成之前，溫度降到10℃以下，這些肌肉收縮，并在隨后的烹調(diào)中變硬，這個現(xiàn)象稱為冷收縮。 b.機理： 由于低溫無氧條件，線粒體機能下降，而釋放出Ca2+，從而引起的收縮。 c.防止措施：,,控制pH：電刺激，使ATP迅速消耗， pH下降到5.0以

23、下，尸僵迅速完成。,控制溫度：高溫成熟，16 ℃，提高蛋白水解酶活性，防止冷收縮。,2.解凍僵直收縮 a.定義： 由于畜體宰后以較快的速度冷卻，胴體肌肉在還沒有完成僵直之前凍結(jié)，在解凍時發(fā)生較強烈的收縮。 b. 機理： 胴體肌肉在還沒有完成僵直之前凍結(jié)，肌肉中還存在剩余的ATP，而在解凍時，由于解凍時肌質(zhì)網(wǎng)和線粒體結(jié)構(gòu)被破壞，大量的Ca2+被釋放出來，激活肌球蛋白—ATP酶的活性，則在

24、ATP的作用下，便發(fā)生了較正常情況下更加強烈的肌肉收縮。 c.防止措施： 在尸僵徹底完成之后進行凍結(jié)。,六、尸僵和保水性的關系 尸僵過程引起肌肉保水性下降。其原因有二： 1.尸僵過程中，糖原酵解，產(chǎn)生乳酸，pH下降到5.4～5.5，此pH處與肌原纖維多數(shù)蛋白質(zhì)的pI附近，引起引起蛋白質(zhì)凝聚，致使保水性下降。 2.尸僵過程中，形成肌動球蛋白，肌動蛋白和肌球

25、蛋白間的空間減小，致使保水性下降。,七、不同動物胴體尸僵開始和持續(xù)的時間,僵直過程中生化表現(xiàn) ATP含量下降及消失 乳酸聚集，pH下降 肌肉中Ca2+濃度由1×10 mol 上升到1×10 mol。,,,,,-6,-4,第三節(jié)、肉的成熟,一、定義 尸僵發(fā)生后一段時間內(nèi)，肌纖維破壞，肌肉重新變軟，嫩度增加

26、，風味改善的過程，即謂之成熟。二、機理 肌原纖維間連接蛋白與肌原纖維內(nèi)連接蛋白的降解，造成肌原纖維片斷化及構(gòu)成肌原纖維結(jié)構(gòu)完整性的蛋白降解。,1.肌原纖維小片化,,,,,,,,,肌原纖維,小片化,2.肌動蛋白和肌球蛋白纖維之間結(jié)合變?nèi)?雖然肌動蛋白和肌球蛋白的結(jié)合強度變化尚不十分清楚，但是隨著保藏時間的延長，肌原纖維的分解量逐漸增加，如家兔肌肉在10℃條件下保藏2d的肌原纖維

27、只分解 5％，而到 6d時近 50％的肌原纖維被分離，當加入 ATP時分解量更大。肌原纖維分離的原因，恰與肌原纖維小片化是一致的。小片化是從肌原纖維的Z線處崩解，正表明肌球蛋白和肌動蛋白之間的結(jié)合減弱了。3.結(jié)構(gòu)彈性網(wǎng)狀蛋白消失—酶解、 Ca2+溶出 結(jié)構(gòu)彈性網(wǎng)狀蛋白是1976年由千葉大學的九山教授發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)，它是肌原纖維中除去粗絲、細絲及Z線等蛋白質(zhì)后，不溶性的并具有較高彈性的蛋白質(zhì)

28、。貫穿于肌原纖維的整個長度，連續(xù)的構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 肉類在成熟軟化時結(jié)構(gòu)彈性蛋白質(zhì)的消失，導致肌肉彈性的消失。4.內(nèi)源蛋白酶促使蛋白質(zhì)降解 成熟肌肉的肌原纖維在十二烷硫酸鹽溶液中溶解后，進行電泳分析，發(fā)現(xiàn)肌原蛋白T減少，出現(xiàn)了相對分子質(zhì)量為3萬u的成分。這說明成熟中的肌原纖維由于蛋白酶即肽鏈內(nèi)切酶的作用，發(fā)生分解。在肌肉中，肽鏈內(nèi)切酶有許多種，如胃促激酶、氫化酶?H

29、、鈣激活酶、組織蛋白酶B、組織蛋白酶L和組織蛋白酶D。但試驗表明，在肉成熟時，分解蛋白質(zhì)起主要作用的為鈣激活酶、組織蛋白酶B和組織蛋白酶L三種酶。,①鈣激活酶,鈣激活酶與肉的成熟嫩化 1．鈣激活酶的基本特性 鈣激活酶系統(tǒng)由幾種同型異構(gòu)的蛋白水解酶組成，包括鈣激活酶和其內(nèi)在抑制物鈣激活酶抑制蛋白。鈣激活酶及鈣激活酶抑制蛋白系統(tǒng)在肌肉成長、蛋白轉(zhuǎn)化及嫩化過程中起非常復雜的作用。 鈣激活酶有

30、兩種極相似的同型異構(gòu)體稱為μ?鈣激活酶和m?鈣激活酶。這兩種同型異構(gòu)體是根據(jù)其在最大作用一半時所用酶需要的鈣離子量來命名的。一般來說，μ?鈣激活酶需要5～65μmol/L鈣離子，而m?鈣激活酶需要300～1 000 μmol/L鈣離子。 另外，鈣激活酶似乎可以分解它們的特殊抑制物——鈣激活酶抑制蛋白。許多鈣激活酶抑制蛋白的片段仍具有一定的對鈣激活酶抑制的作用。,2．鈣激活酶促進肌肉成熟嫩化的作用機理 大

31、量研究表明，鈣激活酶是肌肉宰后成熟過程中嫩化的主要作用酶。研究結(jié)果已證明，可以通過從外源增加細胞內(nèi)鈣離子濃度的方法激活鈣激活酶，而達到嫩化肉的目的，其裂解蛋白質(zhì)有專一位點，產(chǎn)生大的多肽片段，而不是分解成小肽或氨基酸。 　肌肉在成熟嫩化過程中的主要變化如下。 （1）肌原纖維Z線的減弱甚至降解，直接導致肌原纖維小片化。 （2）肌間線蛋白的降解，破壞了肌原纖維亞結(jié)構(gòu)中的橫向交叉連接，肌纖維周期性地喪失，從肌原纖維表面游

32、離。 （3）肌肉中巨大蛋白的降解，使肌肉的伸張力減弱、肌原纖維軟化。 （4）絲狀蛋白及霧狀蛋白的降解，促進了粗纖維絲的釋放游離。 （5）肌鈣蛋白T的消失及相對分子質(zhì)量28 000多肽的出現(xiàn)，是肉尸冷藏期間最明顯的變化。,鈣激活酶在肉嫩化中的主要作用表現(xiàn)在以下幾個方面?！。?）肌原纖維I帶和Z線結(jié)合變?nèi)趸驍嗔选　∵@主要是因為鈣激活酶對Titin和Nebulin兩種蛋白的降解，弱化了細絲和Z線的相互作用，促進了肌

33、原纖維小片化指數(shù)（MFI）的增加，從而有助于提高肉的嫩度?！。?）連接蛋白（Costameres）的降解　　肌原纖維間的連接蛋白起著固定、保持整個肌細胞內(nèi)肌原纖維排列的有序性等作用，而被鈣激化酶降解后，肌原纖維的有序結(jié)構(gòu)受到破壞?！。?）肌鈣蛋白（Troponin）的降解　　肌鈣蛋白由三個亞基構(gòu)成，即鈣結(jié)合亞基（TnC）、鈣抑制亞基（TnI）和原肌球蛋白結(jié)合亞基（TnT），其中TnT相對分子質(zhì)量為30 500～37 700，能結(jié)

34、合原肌球蛋白，起連接作用。TnT的降解弱化了細絲結(jié)構(gòu)，有利于肉嫩度的提高。,3．鈣激活酶嫩化模型　　從定量的角度研究鈣激活酶抑制劑和鈣離子濃度，研究它們對調(diào)節(jié)鈣激活酶活性的作用以及對肉的嫩化作用（如圖5?12）。 這一模型可用以下5個主要步驟來表示，在鈣離子的參與下就會發(fā)生以下作用過程。 ?、?起始階段 鈣離子濃度的提高激活了內(nèi)在的鈣激活酶，并使之進入肉的嫩化系統(tǒng)。 ?、?結(jié)合階段 鈣激活酶和鈣激活酶抑制蛋白相結(jié)合

35、達到平衡，這種平衡由游離的鈣激活酶所決定，而游離鈣激活酶活性又隨pH的降低而增加。 ?、?游離活性鈣激活酶的鈍化 游離鈣激活酶由于自溶而活性發(fā)生衰減?！　、?鈣激活酶抑制蛋白的鈍化 　?、?嫩化階段 鈣激活酶水解肉的結(jié)構(gòu)組分引起肉的嫩化。,②組織蛋白酶,,三、胴體成熟時間 在2～3℃條件下貯藏的肉類，其成熟時間如下： 雞：3 ～ 4d ；豬：3 ～ 5d 牛：7 ～

36、 10d,四、加速成熟的方法 　在冷藏條件下，肉的成熟需要較長的時間。為了加速向的成熟，人們研究了多種化學、物理的人工嫩化方法。主要有以下幾種：1、物理方法a.高溫成熟　?。矗?℃貯存．b.電刺激　　是采用探針或電極，利用電流對放血完全的胴體進行刺激的一種方法．?、匐妷海海保埃皏以下．?、跈C理：?。保╇姶碳ぜ涌焓┻^程，減少了冷收縮，這一點是由于電刺激加快了肌肉中ATP的降解，促進糖原分解速度，使胴體PH值很

37、快下降到 6以下，這時再對牛、羊肉進行冷加工，就可防止冷收縮，提高肉的嫩度?。玻╇姶碳ぜぐl(fā)強烈的收縮，使肌原纖維斷裂，肌原纖維間的結(jié)構(gòu)松弛，可以容納更多的水分，使肉的嫩度增加　３）電刺激使肉的PH值下降，還會促進酸性蛋白酶的活性，蛋白酶分解蛋白質(zhì)，大分子分解為小分子，使嫩度增加。c.吊掛，滾揉等,,,2、化學方法a.注射胰島素（宰前）：加速活體糖代謝，使宰后肌肉內(nèi)糖原減少，則乳酸較少，pH較高，維持在６.４～６.９的水平，遠離蛋

38、白質(zhì)等電點，使肉保持松軟．b.注射磷酸鹽（宰后）：使pH保持在７左右，減少尸僵形成量．c.注射鈣鹽（宰后）：激活內(nèi)源蛋白酶，加速蛋白質(zhì)降解．d．外源蛋白酶：加速蛋白質(zhì)降解．,二、成熟肉的物理變化 　 肉在成熟過程中要發(fā)生一系列的物理、化學變化，如肉的pH、表面彈性、黏性、凍結(jié)的溫度、浸出物等。 （一）pH的變化 　肉在成熟過程中pH發(fā)生顯著的變化。剛屠宰后肉的pH在6～7之間，約經(jīng)1 h后開始下降，尸僵時達到

39、5.4～5.6，而后隨保藏時間的延長開始慢慢地上升。 （二）保水性的變化 　肉在成熟時保水性又有回升。保水性的回升和pH變化有關，隨著解僵，pH逐漸增高，偏離了等電點，蛋白質(zhì)靜電荷增加，使結(jié)構(gòu)疏松，因而肉的持水性增高。此外隨著成熟的進行，蛋白質(zhì)分解成較小的單位，從而引起肌肉纖維滲透壓增高。保水性只能部分恢復，不可能恢復到原來狀態(tài)，這是因為肌纖維蛋白結(jié)構(gòu)在成熟時發(fā)生了變化。,（三）嫩度的變化 　 隨著肉成熟的發(fā)展，肉

40、的柔軟性發(fā)生顯著的變化。剛屠宰之后牛肉的柔軟性最好，而在2晝夜之后達到最低的程度。如熱鮮肉的柔軟性平均值為74％，保藏6晝夜之后又重新增加，平均可達鮮肉時的83％。測定肌纖維的切斷力與成熟的關系表明，在8～10℃的條件下使其成熟，2晝夜內(nèi)隨著成熟的進行，切斷力增加，而后則逐漸減小。 （四）風味的變化 　 肉在成熟過程中由于蛋白質(zhì)受組織蛋白酶的作用，游離的氨基酸含量有所增加，主要表現(xiàn)在浸出物質(zhì)中。新鮮肉中酪氨酸和苯丙氨酸等很

41、少，而成熟后的浸出物中有酪氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸等存在，其中最多的是谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、纈氨酸、甘氨酸，這些氨基酸都具有增強肉的滋味和香氣的作用，所以成熟后的肉類的風味提高，與這些氨基酸成分有一定的關系。此外，肉在成熟過程中，ATP分解會產(chǎn)生次黃嘌呤核苷酸（IMP），它是風味增強劑。,第四節(jié) 　 肉 的 腐 敗　 　肉類因受外界因素作用而產(chǎn)生大量的人體所不需要的物質(zhì)時，稱為肉類的腐敗，它包括蛋白質(zhì)的腐敗、脂肪的酸敗和

42、糖的發(fā)酵幾種作用。一、導致肉類腐敗的因素１.肌肉中蛋白質(zhì)在組織酶的作用下，水溶性蛋白肽和氨基酸降解成酸胺，氨，硫化氫，酚，吲哚，糞臭素，硫化醇等．２.脂肪的酸敗和糖的酵解．３.微生物作用,３.微生物作用,１）微生物利用糖類作為生長的能源a.好氣性微生物在肉表面生長，通常把糖完全氧化成二氧化碳和水．b.如果氧的供應受阻，或其他原因，氧化不完全，則無氧酵解，有機酸積累，酸度增加．２）微生物對脂肪可進行兩類酶促反應a.一是有微

43、生物所分泌的脂肪酶分解脂肪，產(chǎn)生游離的脂肪酸和甘油．b.二是氧化酶通過　氧化作用氧化脂肪酸．,,,３.微生物作用,３）微生物對蛋白質(zhì)的腐敗作用①微生物分泌各種酶如蛋白水解酶，水解明膠和膠原的明膠酶和膠原酶，以及水解彈性蛋白質(zhì)的和角蛋白質(zhì)的彈性蛋白酶和角蛋白酶．②許多微生物不能通過酶作用于蛋白質(zhì)．a(chǎn).對氨基酸以及小肽起作用，將氨基酸氧化脫氨生成氨和相應的酮酸．b.另一種途徑則是氨基酸脫去羧基，生成相應的氨．c.使氨基酸分解，產(chǎn)