食品原料的化学组成及其易发生的生物化学变化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第八章第八章 主要食品原料化学组成及其易发主要食品原料化学组成及其易发生生物化学改变生生物化学改变动物屠宰后组织僵直与动物屠宰后组织僵直与成熟成熟果蔬在成熟及采收后改果蔬在成熟及采收后改变特点变特点第1页教学要求教学要求l了解动物性和植物性食品化学组成及特征；l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；l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、脂肪l主要是由硬脂酸、软脂酸和油酸组成，约占畜体重量10%20%）l有饱和脂肪和不饱和脂肪之分。其中饱和脂肪酸居多；l对肉制品质量、颜色和气味有主要作用。第5页3、糖类、糖类l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。l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l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、浸出物或呈味物质l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。l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。l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、色素及维生素1）色素l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。l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l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页化学组成化学组成6、矿物质l主要有钙、磷、铁、钠、钾、镁和硫等。l矿物质含量主要与肉水分及蛋白质部分相关。7、水分l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页第二节第二节 主要植物性食品原料化学组成主要植物性食品原料化学组成一、新鲜植物组织一、新鲜植物组织l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，代谢活动强度低，耐贮性强。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，贮藏性差代谢活跃，贮藏性差。第12页果蔬基本组成果蔬基本组成l果蔬基本组成可分为两大部分1）水分2）干物质l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（一）水分1、果蔬含水量P191表8-122、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（二）糖类l主在含有单糖、低聚糖、多糖（淀粉、纤维素和半纤维素、果胶等）。l糖类是果蔬生理活动主要物质基础，如糖代谢；l糖类也为微生物生长繁殖提供营养物质。第15页（三）有机酸（三）有机酸l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。l有机酸是以游离态或结合成盐类形式存在。l与味感关系亲密是游离果酸。第16页（四）含氮物质（四）含氮物质l果实中普通含氮较少，以核果、柑橘类相对较多；l蔬菜中含氮则较多，以豆类含量最多。第17页（五）脂肪（五）脂肪l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。l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）（六）单宁物质（鞣质）l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（七）糖苷类l大多数糖苷类表现出苦味和特殊香味；l糖苷类物质是部分果蔬独特风味起源；l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（八）色素l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）；l色素与果蔬成熟度、风味、质地相关。第21页果蔬化学组成l（九）芳香物质l主要成分为醇、酯、醛和酮、烃、萜和烯等；l组成果蔬及其制品香气。l（十）维生素l果蔬中维生素含量多，是人体所需维生素直接来源；l（十一）矿物质l大多以盐类存在；l铁、铜与果汁氧化、褐变等有关。第22页果蔬化学组成（十二）酶l含有氧化酶类和水解酶类两大类；l与果蔬生命活动及代谢有亲密关系。（十三）植物抗生素l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l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。l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、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）、蔬菜（蔬菜采收成熟度难一致）l果菜类色泽是判断成熟主要标志。l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。l 糖和淀粉也是采收成熟度指标。l其它采收成熟度标准 第26页（二）果实后熟与衰老（二）果实后熟与衰老1、后熟l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。l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。l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果实衰老果实衰老l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。l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二、果蔬采收后组织呼吸改变P200（一）果蔬组织呼吸 l果蔬采收后，呼吸作用成为新陈代谢主导过程。l果蔬呼吸作用本质：在酶参加下一个迟缓氧化过程。l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、有氧呼吸l方程式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+Ql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。l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）、无氧呼吸（缺氧呼吸）l方程式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+Ql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。l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（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O2或以呼出CO2容积或重量来表示。O2或CO2mg(mL)/kg.h2、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（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、果蔬种类及品种l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。l呼吸强度越大果蔬，耐藏性越差。l比较叶菜类和果菜类贮藏性。第34页2、温度、温度1）普通呼吸强度随温度升高而加紧，Q10在24之间；随温度下降而降低。l环境温度越高，呼吸强度越大；l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。有效方法。高温热烫钝化酶活性，阻止呼吸作用进行。高温热烫钝化酶活性，阻止呼吸作用进行。第35页2、温度、温度2）温度与呼吸强度关系对果蔬贮藏指导意义l降低温度可降低呼吸强度，延长贮藏期。l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。l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、氧和二氧化碳1）有氧呼吸：C6H12O6+O2CO2+H2O+Ql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。l改变环境大气组成（减氧与增CO2）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。l应用：气调贮藏法第37页3、氧和二氧化碳、氧和二氧化碳2）无氧呼吸：C6H12O6C2H5OH+CO2+Ql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。l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：O2浓度控制在3%左右，CO2浓度控制在05%。第38页4、湿度、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、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：l损伤增加了氧透性；l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三、果蔬成熟过程中生物化学改变P1991、色素物质及鞣质改变l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。l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l果蔬芳香物质是一些醛、酮、醇和酸，尤其是酯类物质。l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l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。l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l果蔬组织中含有果胶质，包含原果胶、果胶和果胶酸。l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l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。l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）。l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。l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、果蔬成熟机理四、果蔬成熟机理（三）果蔬人工催熟l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。l包含适宜温度、一定氧气含量和促进酶活动物质。l实践证实乙烯是很好催化剂。第47页第四节第四节 动物屠宰后组织僵直与成熟动物屠宰后组织僵直与成熟一、屠宰后组织成熟与腐败一、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。l生物化学特征是血液循环停顿，供氧停顿。l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）。l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）尸僵期l肌肉僵硬和收缩l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。lpH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）。l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）尸僵后期l肉软化，到达食用最正确状态。l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。lATP继续降解产生IMP（肌苷酸），呈香味和鲜味主要成份。l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、肉腐败l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页问题问题l比较鱼贝类和畜禽肉类解僵成熟时间长短l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二、动物宰杀后肌肉组织呼吸路径转变l活动物体内，主要呼吸过程是有氧呼吸。l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）IMPlATP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。lATP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值下降值下降l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)。lpH值下降原因：糖无氧酵解产生乳酸和ATP降解产生磷酸积累。l动物宰后pH改变受宰前体内糖原贮量影响，为何？l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、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390C）。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，即延长延长僵直期僵直期（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页动物宰杀后贮藏动物宰杀后贮藏3、贮藏温度愈低，成熟所需时间就愈长。l库温为020C时猪、羊、牛成熟时间：猪肉23d；小牛肉和羊肉34d；牛肉10d21d。l鱼体温度为10C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350C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与作业l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。l作业题：1、简明说明影响果蔬呼吸原因。第61页