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1、食品生物化学第二版第八章课件 中职 高教版第八章 食品原料屠宰、成熟和采收后的组织变化 第一节动物屠宰后组织的僵直与成熟 一、糖原的酵解 二、肉的僵直与僵直的解除 三、肉的“成熟”第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 一、果蔬成熟过程中的生物化学变化 二、果蔬采收后组织呼吸的变化 三、果蔬采收后维生素的损失 四、大米的陈化 五、马铃薯在储藏期间成分的变化 第三节食用菌采摘后的化学组成及其变化 一、食用菌的一般化学组成 二、食用菌采摘后的品质劣变第一节动物屠宰后组织的僵直与成熟 本节主要学习屠宰后动物肉从热鲜肉到成熟肉的过程。这一过程主要包括糖原的酵解、死后僵直、僵直的解除、“成熟”。
2、一、糖原的酵解 正常生活的动物体内，虽然并存着有氧呼吸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，心脏跳动停止，血液循环停止，供氧也停止，组织呼吸转变为无氧呼吸。这时，首先发生的变化是糖原在一系列酶的作用下进行无氧酵解，其最终产物为乳酸，这一阶段称为糖原的酵解。由于乳酸的生成，导致肉的pH 降低，肉呈酸性。pH 的降低最终能够抑制住糖原酵解。二、肉的僵直与僵直的解除 动物屠宰后经过一段时间，肌肉组织由弛缓变为紧张，肌肉失去弹性，硬度变大，透明度降低，关节失去活性，这种状态称为死后僵直，也叫尸僵。动物屠宰后8 10h 开始出现僵直，可持续15 20h。1.动物屠宰后的僵直过程 动
3、物屠宰后的僵直过程可以分为三个阶段：从屠宰后到开始出现僵直为止的肌肉弹性以很缓慢的速度降低的阶段，这一阶段称为迟滞期；迟滞期以后迅速僵硬的阶段称为急速期；最后达到延展性很小的状态而停止僵直的阶段称为僵直后期。第一节动物屠宰后组织的僵直与成熟 2.动物屠宰后的僵直类型（1）酸性僵直 宰前动物保持安静状态，未经激烈活动的动物肌肉的僵直，迟滞期较长，急速期较短，而且因为温度不同肌肉的收缩程度有所差异。僵直过程的最终pH 多在5.7 左右。（2）碱性僵直 宰前处于疲劳状态的动物，宰后迟滞期和急速期都比较短，肌肉显著收缩，僵直结束时pH 几乎不变，一般保持在7.2 左右。（3）中间型僵直 宰前经过断食的
4、动物，屠宰后产生的僵直迟滞期短、急速期长，肌肉产生一定收缩，僵直结束时pH保持在6.3 7.0。3.动物屠宰后组织僵直过程中发生的变化（1）动物组织中pH 的变化 上面已经讲过，由于屠宰死亡后动物组织的呼吸途径由有氧呼吸转变为无氧酵解，组织中的乳酸逐渐积累，所以组织pH 下降。温血动物宰杀后24h 内肌肉组织的pH 由正常生活时的7.2 7.4 降至5.3 5.5，但一般也很少低于5.3。鱼类死后肌肉组织的pH 大多比温血动物高，在完全尸僵时甚至可达6.2 6.6。屠宰后pH 受屠宰前动物体内糖原储藏量的影响，若屠宰前动物曾强烈挣扎或运动（消耗能量），则体内糖原含量减少，宰后pH 也因此较高，
5、在牲畜中可达6.0 6.6，在鱼类达7.0，被称为碱性尸僵。宰后动物肌肉保持较低的pH，有利于抑制腐败细菌的生长和保持肌肉色泽。第一节动物屠宰后组织的僵直与成熟（2）ATP 的显著降低 屠宰后的肌肉，由于呼吸途径由原来有氧呼吸为主转变为无氧酵解，ATP 的产生显著降低。此外，组织中ATP 随着磷酸肌酸（储能形式）的消耗及ATP 的降解而加速减少。ATP 消失殆尽，组织粗丝和细丝连接得更加紧密，肌肉伸展性完全消失，这就是最大尸僵期，此时肌肉最硬。（3）肌肉蛋白质变性肌动蛋白与肌球蛋白是动物肌肉中两种主要蛋白质。在尸僵前期两者是分离的，随着ATP 浓度的降低，肌动蛋白与肌球蛋白逐渐结合成没有弹性的
6、肌球蛋白，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，肌浆中的蛋白质最不稳定，在屠宰后由于温度升高，pH 降低，蛋白质就很容易变性，牢牢地贴在肌原纤维上，因而肌肉呈现一种浅淡的色泽。4.僵直的解除 肌肉达到最大僵直以后，继续发生着一系列生物化学变化，逐渐使僵直的肌肉变得柔软多汁，结构变得细致，滋味更加鲜美，这一过程称为僵直解除（简称解僵）也称肉的自溶。肉类解除僵直所需要的时间因动物种类、肌肉部位以及外在条件的不同而有所不同。在2 4 条件下，鸡肉需要3 4h 达到僵直顶点，而僵直的解除需要2d，猪肉解除僵直需要3 5d，牛肉需要7 10d。未解僵的肉
7、持水性差，口感不好，不仅风味不佳而且保水性也差，加工肉馅时黏着性差，解僵后的肉消除了这些不足，因此，从某种意义上来说僵直的肉只有解僵后才能加工食用。第一节 动物屠宰后组织的僵直与成熟 三、肉的“成熟”解僵后的肌肉置于低温下储藏，使其风味增加的过程称为肉的“成熟”。肉的成熟过程发生的主要变化在解僵过程中已经发生，因此很难严格界定解僵期与成熟期，所以有人认为成熟期是解僵期的延续。1.风味物质的生成与增加 刚屠宰后的肉，软而无味，僵直中的肉硬、持水力小，故汁液分离多。僵直分解后的肉再度转化，即随着ATP 降解产生的肌苷酸增加以及组织蛋白酶的分解作用，而使肌肉蛋白质发生部分水解，水溶性肽及氨基酸等非蛋
8、白氮增加，肉的食用质量达到最佳适口度（即风味提高），此时的肉烹调时能发出肉香。2.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 降到最低点时（pH 为5.3 5.5），持水力也降至最低点。解僵以后肌肉的持水力又有所回升，也容易烧烂和消化，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。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 一、果蔬成熟过程中的生物化学变化 1.果蔬成熟过程中的呼吸作用特征（1）呼吸跃变现象 许多水果在成熟过程中其呼吸强度会有急剧陡然上升的现象，称为呼吸跃变或呼吸高峰
9、，它是果实完全成熟的标志，此时果实的色、香、味都达到最佳状态，呼吸高峰后，果实进入衰老阶段。有呼吸跃变现象的水果如苹果、梨、香蕉、杏、柿子、芒果、草莓、番茄等，一般都在呼吸跃变之前收获，在受控条件下储存，到食用前再令其成熟。无呼吸跃变现象的水果如柑橘类、葡萄、菠萝、樱桃等采摘后呼吸持续缓慢下降而不表现有暂时上升，由于没有呼吸跃变现象，这类水果应在成熟后采摘。绿叶蔬菜也没有明显的呼吸跃变现象，因此在成熟与衰老之间没有明显的区别。（2）呼吸方向的变化果实在成熟过程中，呼吸方向发生明显的质的变化，由有氧呼吸转向无氧呼吸，因此在果肉中积累乙烯等二碳化合物。在果实成熟前，乙烯的生成量最大，现在已知乙烯是
10、加速果实成熟的调节物质，是一种植物激素。乙烯的产生是水果成熟的开始。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 2.果蔬在成熟过程中的组织变化特点（1）色素物质及鞣质的变化这方面，最明显的是绿色的变化，由于叶绿素的降解而使绿色消失，而胡萝卜素类和花青素的生成则使蔬菜、水果呈现红色和橙色。例如，番茄由于番茄红素的形成而呈红色，苹果表皮的色素是由于花青素的存在所致。幼嫩果实常因含多量的鞣质而具强烈涩味，在成熟过程中涩味逐渐消失，其原因可能有三种：鞣质与呼吸中间产物乙醛生成不溶性缩合产物；鞣质单体在成熟过程中聚合为不溶性大分子；鞣质氧化。（2）芳香物质形成蔬菜、水果的芳香是极其复杂的化学变化的结
11、果，其机制还不清楚。芳香物质是一些醛、酮、醇、酸特别是酯类物质，其形成过程常与大量吸氧的呼吸有关，可以认为是成熟过程中呼吸作用的产物。例如，苹果的香气一般由乙酸、醋酸、丙酸、丁酸、辛酸等挥发性酸及其酯和甲醇、乙醇、乙醛等组成，成熟增加了酯的成分，故香气增加。（3）维生素的积累果疏通常在成熟期间大量积累维生素C，它的形成也与成熟过程中的呼吸作用有关。番茄成熟过程中维生素C 及胡萝卜素类等的动态变化见教材表8-1。番茄过熟以后，这些物质显著减少。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化（4）果胶物质的变化多汁果实的果肉在成熟过程中变软，是由于果胶酶活力增大而将果肉组织细胞间的不溶性果胶物质分
12、解、果肉细胞失去相互联系。（5）糖酸比的变化糖酸比是衡量水果风味的一个重要指标。多汁果实在发育初期由叶子流入果实的糖分，在果肉组织细胞内转化为淀粉储存，因而缺乏甜味，而有机酸的含量则相对较高。随后淀粉又转变为糖，而有机酸则优先作为呼吸底物被消耗掉，因此糖分与有机酸的比例上升。可见，由于以上生物化学变化，导致成熟后的蔬菜、水果的化学成分与成熟前相比会发生较大的变化。3.果蔬的催熟 乙烯对水果的催熟机制是由于它能提高果实组织原生质对氧的渗透性，促进果实的呼吸作用和有氧参与的其他生化过程。同时乙烯能改变果实酶的活动方向，使水解酶类从吸附状态转变为游离状态，从而增强了果实成熟过程的水解作用。果蔬在临近
13、成熟前产生足够浓度的乙烯，成为果蔬成熟的启动物质。目前运用乙烯利人工催熟水果，已经是一项很成熟的技术。乙烯利的化学名称是2-氯乙烯基磷酸，在中性或碱性溶液中易分解，产生乙烯。商品乙烯利为浓度40 的溶液，通常配成0.05 0.1 的溶液使用，约3 5d 即可使柿子、西瓜、杏、苹果、柑橘、梨、桃等催熟。乙烯利几乎对所有水果都有不同程度的催熟作用，因此，目前用乙烯利催熟香蕉已成为一项很普遍的技术。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 二、果蔬采收后组织呼吸的变化 在生长发育中的植株中，主要的生理过程有光合作用、吸收作用（如水分及矿物质的吸收）和呼吸作用，在强度上以前两者为主。采收后的新鲜
14、水果、蔬菜仍然具有活跃的生理活动，并且很大程度上是在母株上发生的过程的继续。但是，在采收后的水果、蔬菜中，由于切断了养料供应的来源，组织细胞只能利用内部储存的营养来进行生命活动，也就是主要表现为异化（分解）作用。1.采收后果蔬组织的呼吸特征 不同种类植物的呼吸强度不同，同一植物不同器官的呼吸强度也不同。各器官具有的构造特征，也在它们的呼吸特征中反映出来。叶片组织的特征表现在其结构有很发达的细胞间隙，气孔极多，表面积巨大，因而叶片随时受到大量空气的洗刷，表现在呼吸上有两个重要的特征：呼吸强度大；叶片内部组织间隙中的气体按其组成很近似于大气。正因为叶片的呼吸强度大，所以叶菜类不易在普通条件下保存。
15、肉质的植物组织，由于不易透过气体，所以呼吸强度比叶片组织低，组织间隙气体组成中CO2比大气中多，而O2则稀少得多。组织间隙中的CO2是呼吸作用产生的，由于气体交换不畅而滞留在组织中。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 2.影响果蔬组织呼吸的因素（1）温度的影响 水果、蔬菜组织呼吸作用的温度系数依种类、品种、生理时期、环境温度不同而异，一般来说，水果、蔬菜在10 时的呼吸强度与产生的热量为0 时的3 倍。环境中温度愈高，蔬菜组织呼吸愈旺盛，在室温下放置24h 可损失其所含糖分的1/3 1/2之多。降温冷藏可以降低呼吸强度，减少水果、蔬菜的储藏损失。但并非呼吸强度都随温度降低而降低，例
16、如，马铃薯的最低呼吸率在3 5 之间而不是在0。各种水果、蔬菜保持正常生理状态的最低适宜温度不同。（2）湿度的影响 生长中的植株一方面不断由其表面蒸发水分，一方面由根部吸收水分，从而水分得到补充。收获后的水果、蔬菜已经离开了母株，水分蒸发后组织干枯、凋萎，破坏了细胞原生质的正常状态，游离态的酶比例增大，细胞内分解过程加强，呼吸作用大大增强，少量失水可使呼吸底物的消耗几乎增加一倍。（3）大气组成的影响 改变环境大气的组成可以有效地控制植物组织的呼吸强度。空气中含氧过多会刺激呼吸作用，降低大气中的含氧量可降低呼吸强度。CO2 一般有降低呼吸强度的效应。（4）机械损伤及微生物感染的影响 植物组织受到
17、机械损伤（压、碰、刺伤）和虫咬，以及受微生物感染后都可刺激呼吸强度增高，即使一些看来并不明显的损伤都会引起很明显的呼吸增强现象。（5）植物组织的龄期与呼吸强度的关系 水果、蔬菜的呼吸强度不仅依种类而异，而且因龄期而不同。正在旺盛生长的组织和器官具有较高的呼吸能力，趋向成熟的水果、蔬菜的呼吸强度则逐渐降低。第二节植物性食品原料成熟过程及采收后的组织变化 三、果蔬采收后维生素的损失 采 收 的 果 蔬 长 时 间 存 放 会 由 于 酶 的 分 解 作 用 使 维 生 素 损 失 严 重。维 生 素C 是 最 易 受 破 坏 的 一 种。一般 来 说，苹 果 仅 经2 3 个 月 的 储 存，维
18、生 素C 的 含 量 可 能 减 少 到 原 来 的1/3。绿 色 蔬 菜 维 生 素C 的 损 失 则更大，若是室温储存，只要几天几乎所有维生素C 都损失殆尽。四、大米的陈化 大 米 经 过 长 时 间 储 存 后，由 于 温 度、水 分 等 因 素 的 影 响，大 米 中 的 淀 粉、脂 肪、蛋 白 质 等 会 发 生各种变化，使大米失去原有的色香味，营养成分和食用质量下降，甚至产生有毒物质如黄曲霉毒素等。储 存 时 间、温 度、水 分 和 氧 气 是 影 响 大 米 陈 化 的 主 要 因 素，储 存 时 间 长、温 度 高、水 分 大、密 封性 差 甚 至 在 阳 光 下 直 接 照
19、晒，大 米 陈 化 速 度 就 快。另 外，加 工 精 度、糠 粉 含 量 以 及 虫 酶 危 害 也 与 大 米陈 化 有 密 切 关 系。加 工 精 度 差、糠 粉 多，大 米 陈 化 也 快。大 米 品 种 不 同，陈 化 速 度 也 不 同，糯 米 陈 化速度最快、粳米次之、籼米较慢。五、马铃薯在储藏期间成分的变化 在 较 低 温 度（10）下 马 铃 薯 中 的 淀 粉 可 以 转 化 为 低 聚 糖 甚 至 单 糖，如 果 糖、葡 萄 糖；在 较 高 温 度（10 以 上，一 般 是 储 存 后 期），马 铃 薯 中 的 低 聚 糖 甚 至 单 糖，可 以 转 化 为 淀 粉。前
20、者 是 靠 磷 酸 化 酶 作用，后者是靠淀粉合成酶的作用。储 存 初 期，温 度 一 般 在2 10，马 铃 薯 中 的 蛋 白 质 含 量 减 少，随 着 储 存 后 期 的 温 度 升 高，特 别 是随着马铃薯的发芽，氨基酸含量升高。储 存 前 期 维 生 素C 损 失 较 大。传 统 储 存 方 式 比 现 代 储 存 方 式 维 生 素C 损 失 少。如 果 在 室 温 下 储 存 马铃薯，随储存时间延长其脂类含量减少。随 着 储 存 时 间 的 延 长，马 铃 薯 中 的 有 机 酸 含 量 升 高。在 储 存 过 程 中，马 铃 薯 中 的 矿 物 质 含 量 基 本不发生变化。
21、第三节食用菌采摘后的化学组成及其变化 一、食用菌的一般化学组成 食 用 菌 成 分 非 常 丰 富，除90%含 水 量，含 有 高 蛋 白、低 脂 肪、低 能 量（糖 类）、富 含 维 生 素和矿物质，还含有膳食纤维以及一些醇、酮等香味物质和氧化酶、水解酶等酶类物质。二、食用菌采摘后的品质劣变 1.食用菌采摘后的组织褐变 组 织 褐 变 是 食 用 菌 采 摘 后 的 一 种 常 见 品 质 劣 变 现 象。催 化 子 实 体 褐 变 过 程 的 主 要 酶 类 是 多 酚氧 化 酶 和 氧 化 酶 类。多 酚 氧 化 酶 主 要 是 酪 氨 酸 酶、双 酚 氧 化 酶、漆 酶，其 中 酪 氨
22、 酸 酶 对 食 用 菌 采摘 后 的 组 织 褐 变 起 主 要 作 用。食 用 菌 本 身 可 以 产 生 抗 酪 氨 酸 酶 活 性 化 合 物，减 缓 自 身 褐 变 过 程。另 外，改 善 食 用 菌 采 摘 后 的 储 存 条 件，特 别 是 保 持 适 当 的 储 存 温 度 和 湿 度，提 高 二 氧 化 碳 浓 度，降 低 氧 气 浓 度 等，也 能 降 低 食 用 菌 的 呼 吸 速 度 和 多 酚 氧 化 酶 的 活 性，从 而 延 长 采 摘 后 食 用 菌 的 储存时间。除了采后食用菌的自身催化的组织褐变，细菌和病毒入侵也会促进食用菌组织的褐变。2.食用菌采摘后细胞壁
23、结构的变化 相 对 于 植 物 细 胞 壁 来 说，食 用 菌 细 胞 壁 有 很 少 的 木 质 素 和 纤 维 素，但 是 却 含 有 较 多 的 多 糖 和几 丁 质。几 丁 质 是 一 种 乙 酰 葡 聚 糖 胺 均 聚 物，它 们 形 成 微 纤 维，主 要 起 支 持 细 胞 壁 的 作 用，类 似于植物中的纤维素。食 用 菌 细 胞 壁 降 解 主 要 是 细 胞 壁 多 糖 的 分 解 和 代 谢，降 解 细 胞 壁 多 糖 的 酶 主 要 是 葡 聚 糖 酶。随着 食 用 菌 采 摘 后 储 存 时 间 增 加，食 用 菌 中 蛋 白 质 和 多 糖 被 降 解，降 解 的
24、蛋 白 质 和 多 糖 进 行 细 胞 代谢和几丁质合成，使食用菌发生木质化变化。3.食用菌采摘后的子实体老化 子 实 体 老 化 是 一 个 复 杂 过 程，伴 随 一 系 列 生 理 生 化 变 化。采 摘 后 食 用 菌 营 养 缺乏，促 使 食 用 菌 利 用 自 身 营 养 进 行 生 理 生 化 反 应，导 致 可 溶 性 蛋 白 质 和 细 胞 壁 多 糖降 解，致 使 食 用 菌 发 生 老 化。老 化 诱 导 了 食 用 菌 组 织 的 褐 变，褐 变 反 过 来 促 进 了 食用 菌 老 化，甚 至 导 致 有 毒 物 质 积 累，如 尿 素 的 积 累 降 低 了 食 用 菌 品 质。另 外，老 化子实体中丝氨酸蛋白酶活性增加最显著。思考与练习 实训操作 实训十二 脂肪转化为糖类的定性实验