食品原料的化学组成及其易发生的生物化学变化.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 主要食品原料化学组成及其易发生生物化学改变,动物屠宰后组织僵直与成熟,果蔬在成熟及采收后改变特点,第1页,教学要求,了解动物性和植物性食品化学组成及特征；,了解并掌握动物死亡后代谢普通特征，组织呼吸路径转变及主要物质改变；,了解并掌握掌握采收后蔬菜、水果组织呼吸改变及成熟过程生物化学改变。,第2页,第一节主要动物性食品原料化学,一、畜禽肉类,二、鱼贝类,三、乳类,四、蛋类,第3页,一、畜禽肉类化学组成,1、蛋白质,1）肌浆蛋白质：易溶于水或低离子强度中性盐溶液中，常称为肌肉可溶性蛋白质。,2）肌原纤维蛋白质：盐溶性蛋白质；主要包含肌球蛋白、肌动蛋白、肌动球蛋白；与肌肉收缩、动物死后僵直和肉持水力等相关。,3）间质（基质）蛋白质：是不溶性蛋白质，主要存在于结缔组织中，是组成肌纤维坚硬组织主要成份，主要是胶原蛋白和弹性蛋白。,第4页,2、脂肪,主要是由硬脂酸、软脂酸和油酸组成，约占畜体重量10%20%）,有饱和脂肪和不饱和脂肪之分。其中饱和脂肪酸居多；,对肉制品质量、颜色和气味有主要作用。,第5页,3、糖类,糖原是动物体内糖主要储存形式，含量少（约为1%）。葡萄糖是提供肌肉收缩能量起源，核糖是细胞核酸组成成份。,糖原多数与肌球蛋白结合，与肌肉生理作用有着亲密关系糖类,糖原含量影响到肉pH高低，肉僵直和成熟时间长短。,第6页,4、浸出物或呈味物质,广义上说煮肉时溶出成份；狭义浸出物是指将无机物、蛋白质、脂类、维生素等除去，剩下有机物。,浸出物成份中主要有机物为核苷酸类物质、肽、氨基酸、有机酸、嘌呤碱和糖原等。,浸出物成份与肉风味（气味、滋味）有亲密关系。如浸出物中还原糖与氨基酸之间非酶促褐变对肉风味含有主要作用。,第7页,5、色素及维生素,1）色素,包含脂溶性胡萝卜素、水溶性核黄素、细胞色素及肌红血红蛋白等。,色素含量多少直接关系到肉色浓淡，其氧化影响肉色泽。,2）维生素,肉类中含有各种维生素，但含量很低，而且不稳定，其中以B族维生素含量较丰富。,第8页,化学组成,6、矿物质,主要有钙、磷、铁、钠、钾、镁和硫等。,矿物质含量主要与肉水分及蛋白质部分相关。,7、水分,含量与动物年纪、脂肪含量、部分相关。,第9页,二、鱼贝水产类与畜禽肉类化学组成比较,1、鱼贝水产类水分含量比畜禽肉类高；,2、鱼贝水产类蛋白质主要包含肌浆蛋白和肌纤维蛋白，缺乏间质蛋白，所以鱼肉组织比畜肉软，结构比较涣散，纤维较短；,3、鱼贝水产类脂肪含有更多高度不饱和脂肪酸，所以易氧化酸败。,4、鱼贝水产类糖原含量比畜禽肉类少，所以产生乳酸少，肉最低pH比畜禽肉类高，不利于贮藏和色泽保持。,第10页,二、鱼贝类与畜禽肉类化学组成比较,5、鱼贝水产类钙多镁少，而畜禽肉类是镁多钙少。,6、鱼贝水产类色素主要是水溶性色素蛋白和脂溶性类胡萝卜素；,7、氧化三甲胺是鱼贝水产类主要呈味物质之一，而三甲胺是鱼类腥臭味主要物质。,第11页,第二节 主要植物性食品原料化学组成,一、新鲜植物组织,天然植物类食物依据含水量高低可分为：,1）含水量低种子类食物：含水量普通为12%15%，如稻谷、麦、玉米、花生等。特点是,代谢活动强度低，耐贮性强。,2）含水量较高果蔬类食物：含水量普通在70%90%，特点是,代谢活跃，贮藏性差,。,第12页,果蔬基本组成,果蔬基本组成可分为两大部分,1）水分,2）干物质,干物质按其溶解性可分为水溶性物质（组成植物体汁液部分）和非水溶性物质（组成植物体固体部分）,第13页,（一）水分,1、果蔬含水量P191表8-12,2、水分存在形式：结合水和游离水,3、水功效作用,1）为果蔬完成全部生命活动提供必要条件；,2）为微生物和酶活动创造了有利条件；,3）是决定果蔬鲜嫩程度主要指标。,第14页,（二）糖类,主在含有单糖、低聚糖、多糖（淀粉、纤维素和半纤维素、果胶等）。,糖类是果蔬生理活动主要物质基础，如糖代谢；,糖类也为微生物生长繁殖提供营养物质。,第15页,（三）有机酸,含有苹果酸、柠檬酸和酒石酸，少许草酸、水杨酸、琥珀酸等。其中苹果酸、柠檬酸和酒石酸，普通统称为果酸。,有机酸是以游离态或结合成盐类形式存在。,与味感关系亲密是游离果酸。,第16页,（四）含氮物质,果实中普通含氮较少，以核果、柑橘类相对较多；,蔬菜中含氮则较多，以豆类含量最多。,第17页,（五）脂肪,存在于种子和部分果实中；植物茎、叶和果实表面常有一层蜡质。,大多含有不饱和脂肪酸，尤其是必需脂肪酸。,第18页,（六）单宁物质（鞣质）,单宁物质既是呈味物质也是呈色物质，与果蔬及其加工品风味和色泽有亲密关系。,1）属多酚类物质，是酶促褐变底物；,2）含有涩味，但单宁与糖、酸百分比适当初，可表现出良好风味；,3）单宁与蛋白质结合形成不溶物质，该性质惯用于果汁、果酒澄清。,第19页,（七）糖苷类,大多数糖苷类表现出苦味和特殊香味；,糖苷类物质是部分果蔬独特风味起源；,部分苷类有剧毒（苦杏仁苷，比氰化钾毒性更大）,第20页,（八）色素,含有脂溶性（如叶绿素、胡萝卜素）和水溶性色素（花青素、类黄酮类色素等）；,色素与果蔬成熟度、风味、质地相关。,第21页,果蔬化学组成,（九）芳香物质,主要成分为醇、酯、醛和酮、烃、萜和烯等；,组成果蔬及其制品香气。,（十）维生素,果蔬中维生素含量多，是人体所需维生素直接来源；,（十一）矿物质,大多以盐类存在；,铁、铜与果汁氧化、褐变等有关。,第22页,果蔬化学组成,（十二）酶,含有氧化酶类和水解酶类两大类；,与果蔬生命活动及代谢有亲密关系。,（十三）植物抗生素,姜、葱、蒜等含有抑制真菌、细菌、病毒及其它低等生物活动能力抗生素。,第23页,第六节果蔬在成熟及采收后改变特点,一、果蔬成熟与衰老（补充）,（一）成熟概念,在植物学上，成熟是指植物种子胚发育完全，含有萌发成新植株能力时状态。,从食品角度，是以果蔬可食部位生长到一定时期，到达最正确可食程度时，称为成熟。,第24页,1、水果,1）采收成熟度：果实基本上完成了生长和物质积累过程，果实体积停顿增加，绿色减退或全退，种子已经发育成熟。,2）加工成熟或食用成熟度；果实已充分表现出本品种特有外形、色泽、风味和芳香，在化学成份和营养价值上也到达最高点。,3）生理成熟度（通常也称为过熟）：果实在生理上已到达充分成熟阶段。，果肉中化学成份水解作用加强，因为糖酸（尤其是酸）过量消耗变得淡而无味，营养价值也大大降低，不适于食用。,第25页,2、蔬菜（蔬菜采收成熟度难一致）,果菜类色泽是判断成熟主要标志。,坚实度作为蔬菜采收标准有其不一样含意。一是表示蔬菜没有过熟变软；二是表示蔬菜发育良好，充分成熟；三是硬度高表示品质下降。,糖和淀粉也是采收成熟度指标。,其它采收成熟度标准,第26页,（二）果实后熟与衰老,1、后熟,是指果实离开植株后成熟现象，是由采收成熟度向食用成熟度过渡过程。,果实后熟作用是在各种酶参加下进行极其复杂生理生化过程。包含淀粉分解成糖；可溶性单宁凝固；原果胶水解结果胶。同时果实色泽加深，香味增加等。,在这个过程中还因为果实呼吸作用产生了乙醇、乙醛、乙烯等产物，促进了后熟过程。,第27页,2果实衰老,衰老是指一个果实已走向生长发育最终阶段，开始发生一系列不可逆改变，最终造成细胞瓦解及整个器官死亡过程。,果实进入成熟时现有生物合成性质化学改变，也有生物降解性质化学改变，果实衰老就更多地发生降解性质改变。,第28页,二、果蔬采收后组织呼吸改变P200,（一）果蔬组织呼吸,果蔬采收后，呼吸作用成为新陈代谢主导过程。,果蔬呼吸作用本质：在酶参加下一个迟缓氧化过程。,果蔬呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸（缺氧呼吸）两大类。,第29页,1、有氧呼吸,方程式：C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+Q,有氧呼吸放出大量能量（约2817KJ/mol），一部分维持果蔬正常代谢活动；另一部分产生热量使果蔬周围温度升高，会加速果蔬腐烂变质。,有氧呼吸使糖等营养物质分解，使果实变软，风味下降。,第30页,2、无氧呼吸（缺氧呼吸）,方程式：C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+Q,因为缺氧呼吸产生能量少（约117KJ/mol），为维持正常生命活动，必须分解更多营养物质，消耗远比有氧呼吸更多贮藏营养物质。,呼吸产生中间产物乙醇等，对细胞有一定毒性，假如积累过多，将会引发细胞中毒甚至杀死细胞。,第31页,（二）呼吸强度,1、呼吸强度是以单位时间内，单位重量组织吸收O,2,或以呼出CO,2,容积或重量来表示。,O,2,或CO,2,mg(mL)/kg.h,2、不一样种类植物组织呼吸强度不一样，同一植物组织不一样器官呼吸强度也不一样。,3、呼吸强度大小直接影响到果蔬贮藏期限，所以控制果蔬呼吸强度是果蔬贮藏关键。,第32页,（三）影响果蔬组织呼吸原因,1、果蔬种类、品种（内因）,2、温度,3、湿度,4、大气组成（氧和二氧化碳）,5、机械损伤及微生物感染,第33页,1、果蔬种类及品种,不一样果蔬呼吸强度不一样，同一植物不一样器官呼吸强度也不一样。,呼吸强度越大果蔬，耐藏性越差。,比较叶菜类和果菜类贮藏性。,第34页,2、温度,1）普通呼吸强度随温度升高而加紧，Q,10,在24之间；随温度下降而降低。,环境温度越高，呼吸强度越大；,温度靠近零度时，呼吸进行迟缓，利用此性质如冷藏可降低果蔬贮藏损失。,应用：降低贮藏温度是降低呼吸强度、延长贮藏寿命最有效方法。,高温热烫钝化酶活性，阻止呼吸作用进行。,第35页,2、温度,2）温度与呼吸强度关系对果蔬贮藏指导意义,降低温度可降低呼吸强度，延长贮藏期。,降温要以不出现低温冻害为标准，即要掌握好维持正常呼吸而不引发低温伤害下限温度。,注意贮藏温度不稳定会增强呼吸强度。,第36页,3、氧和二氧化碳,1）有氧呼吸：C,6,H,12,O,6,+O,2,CO,2,+H,2,O+Q,呼吸强度伴随氧浓度增加而加强，二氧化碳浓度增加而减弱。,改变环境大气组成（减氧与增CO,2）,能够有效地控制植物组织呼吸强度。注意高浓度二氧化碳引发果蔬出现异味。,应用：气调贮藏法,第37页,3、氧和二氧化碳,2）无氧呼吸：C,6,H,12,O,6,C,2,H,5,OH+CO,2,+Q,无氧呼吸要消耗大量贮藏物质，同时积累有毒乙醛、乙醇等产物，造成生理病害。,所以贮藏蔬菜时应控制氧浓度保持在最低水平（临界需氧量），使呼吸正常进行，防止产生无氧呼吸或缺氧呼吸；,3）贮藏最适条件：O,2,浓度控制在3%左右，CO,2,浓度控制在05%。,第38页,4、湿度,1）空气温度太小时，收获后水果、蔬菜已经离开了母株，水分产生蒸发，蒸发后组织会干枯、凋萎；另因为水分蒸发，破坏了细胞原生质正常状态，游离态酶百分比增大，细胞内分解过程加强，呼吸作用也大大增强。,2）空气相对湿度过大以至饱和时，形成“发汗”现象，为微生物滋生提供了有利条件；因为微生物呼吸很强，使贮藏环境条件恶化，引发贮藏果蔬代谢异常，造成不良贮藏效果。,第39页,5、机械损伤及微生物感染,1）机械损伤刺激组织呼吸显著上升。这种呼吸加强也叫“伤呼吸”。造成“伤呼吸”原因：,损伤增加了氧透性；,损伤口周围细胞旺盛生长和分裂。,2）伤口处流出大量营养物质为微生物生长繁殖提供良好条件，微生物越多，呼吸作用大大增强，造成蔬菜易于发烧，腐烂。,第40页,三、果蔬成熟过程中生物化学改变P199,1、色素物质及鞣质改变,伴随果蔬成熟，叶绿素降解使绿色消失，而类胡萝卜素和花青素生成则使果蔬展现红色和橙色。,含有多量鞣质使果蔬具强烈涩味，伴随果蔬成熟，涩味逐步消失。,第41页,2、芳香物质形成,果蔬芳香物质是一些醛、酮、醇和酸，尤其是酯类物质。,芳香物质形成机制主要是酶催化下生物化学改变结果（第九章介绍）,第42页,3、抗坏血酸含量改变,果蔬成熟期间大量积累维生素C，是已糖氧化衍生物，形成与呼吸作用相关。,维生素C含量伴随贮藏时间延长而降低。,第43页,4、果胶物质改变,果蔬组织中含有果胶质，包含原果胶、果胶和果胶酸。,果蔬变软是因为原果胶在果胶酶作用于下水解生结果胶。,第44页,5、糖酸比改变,未成熟果蔬因含有大量淀粉，因而缺乏甜味；此时有机酸含量较高。,伴随果蔬成熟，淀粉水解产生糖，含有甜味单糖和低聚糖含量增加；而有机酸则因作为呼吸作用底物而降低，最终到达一个最正确百分比（最正确风味）。,糖酸比是衡量水果风味一个主要指标。,第45页,四、果蔬成熟机理,（一）呼吸改变,1、呼吸跃变现象,2、高峰呼吸型和非高峰呼吸型,（二）水果成熟机理：乙烯促进了果实成熟。,乙烯提升果肉细胞膜系统通透性，加强了内部氧化过程，促进了呼吸及其它代谢作用进行。,第46页,四、果蔬成熟机理,（三）果蔬人工催熟,利用人工方法加速后熟过程，采取各种办法加强酶活力，促进果实后熟过程中各种生化作用。,包含适宜温度、一定氧气含量和促进酶活动物质。,实践证实乙烯是很好催化剂。,第47页,第四节 动物屠宰后组织僵直与成熟,一、屠宰后组织成熟与腐败,1、肉解僵成熟,1）尸僵前期,2）尸僵期,3）尸僵后期（成熟）,2、肉腐败,第48页,1、肉解僵成熟,1）尸僵前期：肌肉组织柔软、松驰。,生物化学特征是血液循环停顿，供氧停顿。,肌肉糖原在酶作用下水解成单糖，单糖在无氧条件下进行无氧酵解作用产生乳酸（复习第二章糖代谢部分）。,伴随乳酸积累，肌肉中pH值由刚宰杀时中性或弱碱性（pH7.07.4）下降。,第49页,2）尸僵期,肌肉僵硬和收缩,当pH值下降到6.3附近时，肌球蛋白ATP酶活性大大增强，ATP在ATP 酶作用下分解产生ADP和磷酸。肌肉中肌动蛋白与肌球蛋白逐步结合，形成没有延伸性肌动球蛋白。,pH值继续下降至pH5.4左右时，肌肉蛋白质会产生酸性凝固（pH值正处于溶胶状蛋白质等电点）。,此时肉肉质坚硬干燥，无肉香气味，且不易煮烂，也不易消化。,第50页,3）尸僵后期,肉软化，到达食用最正确状态。,伴随乳酸和磷酸积累，pH值继续下降（约为4.5），组织蛋白酶被激活，催化蛋白质发生水解，生成肽、胨、氨基酸等小分子物质。,ATP继续降解产生IMP（肌苷酸），呈香味和鲜味主要成份。,肌肉再度软化，持水性增加，肉食用质量到达最正确适口度，通常称为肉成熟。此时肉多汁，含有特殊香味，易煮料和消化。,第51页,2、肉腐败,经过解僵成熟肉，含有丰富营养成份，在适宜条件下（氧、光照、温度），侵入肉中微生物大量繁殖，吸收和分解肉中营养物质，产生许多有害代谢产物，称为肉腐败。它包含蛋白质腐败，脂肪酸败和糖发酵。,第52页,问题,比较鱼贝类和畜禽肉类解僵成熟时间长短,影响畜禽肉类和鱼贝类腐败变质原因有哪些？,第53页,二、动物宰杀后肌肉组织呼吸路径转变,活动物体内，主要呼吸过程是有氧呼吸。,宰杀后动物组织呼吸转变为无氧酵解路径，最终产物为乳酸。,第54页,三、动物屠宰后组织生物化学改变,1、ATP显著降低,1）呼吸由有氧呼吸（产生38个ATP）转变为无氧呼吸（只产生2个ATP），所以ATP产生显著降低；,2）ATP降解：ATP（ATP酶）ADP（肌激酶）AMP（腺苷酸脱氨酶）IMP,ATP含量改变及对肉风味主要性：ATP降解产生肌苷酸，是肉类香味和鲜味主要成份。,ATP降低与尸僵关系：肌动蛋白与肌球蛋白形成没有弹性肌动球蛋白，此时肌肉处于僵直状态。,第55页,2、pH值下降,由刚宰杀时pH 7.27.4降至pH 5.35.5（鱼类大都比温血动物高，可达pH 6.26.6)。,pH值下降原因：糖无氧酵解产生乳酸和ATP降解产生磷酸积累。,动物宰后pH改变受宰前体内糖原贮量影响，为何？,宰后动物肌肉保持较低pH值有利于抑制腐败细菌生长和保持肌肉色泽。,第56页,3、肌肉中蛋白质改变,1）蛋白质变性：pH下降至蛋白质等电点，溶胶状蛋白质产生酸性凝固变性。,2）肌肉蛋白质持水力改变：伴随僵直发生，尤其是pH降至最低点时（5.35.5），持水力也降至最低，解僵后持水力又有所回升。,3）尸僵缓解与肌肉蛋白质自溶：蛋白质在组织蛋白酶作用分解产生氨基酸和低分子含氮化合物。自溶作用可使肌肉软化，风味提升，但处于自溶后期动物组织鲜度已开始下降（为何）。,第57页,问题,1）为了预防畜禽肉类和鱼贝类腐败变质，延长贮藏期，应在哪个阶段开始冷藏最好？,2）延长畜禽肉类和鱼贝类贮藏期办法有哪些？,第58页,动物宰杀后贮藏,1、,动物宰杀后因为生物化学改变使pH下降，温度上升（约39,0,C）。,2、贮藏保鲜方法是采取降低温度，使体内酶活力下降，减缓体内各种代谢活动，即,延长僵直期,（原因：僵直期时pH下降，肉质组织较致密，不利于微生物生长繁殖）。,第59页,动物宰杀后贮藏,3、贮藏温度愈低，成熟所需时间就愈长。,库温为02,0,C时猪、羊、牛成熟时间：,猪肉23d；小牛肉和羊肉34d；牛肉10d21d。,鱼体温度为1,0,C时，死后僵硬开始时间为55h，僵硬连续时间可到达96h；而鱼体温度为35,0,C时，死后僵硬开始时间为310min，僵硬连续时间3040min。,第60页,思索题与作业,思索题：,1、动物死亡后生物化学改变有哪些？,2、果蔬采摘后生物化学改变有哪些？,3、简明说明鱼贝类比畜禽肉类更易腐败变质原因。,作业题：,1、简明说明影响果蔬呼吸原因。,第61页,