食品工艺学山东师范大学ppt课件.ppt
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1、第二章 肉制品加工工艺,根据某种标准,利用某些设备和技术将原料肉制造成半成品或可食用的产品, 这种半成品或者产品被称为肉制品。,肉制品大致分为腌腊制品、灌肠制品、罐头制品、酱卤制品、熏烤制品、脱水制品和其他类肉制品如油炸肉制品、速冻肉制品、低温肉制品等。,对原料肉进行加工转变的过程如腌制、灌肠、酱卤、熏烤、蒸煮、脱水、冷冻以及一些食品添加剂如化学品和酶的使用等, 称为肉制品加工。肉制品均应具有下列特点 滋味鲜美、香气浓郁 色泽诱人。 利于肉质构的结着性 热可逆胶凝性。,第一节 原料,一、概 述,肉指动物体的可食部分, 不仅包括动物的肌肉组织 , 而且还包括像心、肝、肾、肠、脑等器官在内的所有可
2、食部分。由于鱼类是水产品的一个大的类别,所以,一般把它们归为水产品类。因此,我们这里所指的肉,主要指牛肉、猪肉、羊肉、鸡肉等品种。,肉是指屠宰后的畜禽,除去血、皮、毛、内脏、头、蹄的胴体。包括有肌肉脂肪骨骼或软骨、腱、筋膜、血管、淋巴、神经、腺体等。,二、:种类,畜类 猪 羊 牛 驴、兔 禽类 鸡 鸭 鹅、火鸡,来自于非疫区健康动物宰切后,必须经兽医检验一般要经过成熟,三、原料要求,四:肉的形态学,(一)肉的形态结构,从食品加工的角度,将动物体可利用部位粗略划分为肌肉组织、脂肪组织、结缔组织、骨骼组织。其中,肌肉组织所占胴体比例为5060,脂肪组织2030,结缔组织914,骨骼组织1622。,
3、1. 肌肉组织宏观结构 肉按形态或生理机能划分,有心肌、平滑肌、横纹肌三种。 用于食用和肉制品加工的主要是横纹肌(骨骼肌或随意肌),约占动物机体的3040。,微观结构肌纤维(肌纤维细胞),肌膜:包围在整个细胞的原质膜 肌粒:即线粒体纵行排列靠近Z线 横管系统(T系) 肌细胞 肌浆 肌管系统 纵管系统(肌浆网SR) 糖原 微粒体 肌原纤维:收缩单位 肌核:肌细胞核,在肌膜内侧边缘,功能负责动物机体运动为机体贮存能量,肌肉组织与加工的关系,是肉制品加工的主要原料,其用量质量直接决定了制品的风味和色泽.,2.结缔组织,组织结构:由细胞和细胞间质构成,细胞间质中的纤维主要由胶原纤维、弹性纤维和网状纤维
4、组成,结缔组织可分为疏松结缔组织和致密结缔组织,功能粘结各细胞及脏器,起支架作用修复功能机体的保护组织,使有一定韧性和伸缩能力,影响肉的嫩度,影响产品的营养价值,在加工中要除去淋巴结,综合利用,结缔组织与加工的关系,3.脂肪组织,化学成分 脂肪占绝大部分,其次为水分蛋白质以及少量的酶色素和维生素等。结构构造单位是脂肪细胞,或单个或成群地借助疏松结缔组织联在一起,聚集构成脂肪组织。,脂肪组织与加工的关系,与制品风味有关,对改善肉的感官性状, 增加适口性,促进蛋白质吸收有重要作用.,脂肪细胞大、脂肪滴多,出油率高。脂肪在体内的蓄积,依动物的种类肉呈大理石状,肉质较好。,4.骨骼组织,化学成分 水分
5、约占4050,胶原蛋白占2030,无机质(主要为Ca、P)约20,其余为脂肪。结构 由骨膜、骨质(骨密质和骨松质)、骨髓三部分构成。,所占比例越大,食用价值越低。可用于其它产品的加工原料。,骨骼组织与加工的关系,(二)肉的物理性质,1、体积质量(容重) kg/m32、比热容:1kg肉升降1所需的热量。a.冰点以上 C=a/100+0.2b/10 b.冰点以下 C=0.5a/100+0.2b/100 3、热导率:肉在一定温度下,每小时每米传导的热量4、肉的冰点:肉中水分开始结冰的温度。,(三) 肉的化学组成,各种肉的主要化学成分包括:水 蛋白质 脂肪 维生素 无机盐和少量碳水化合物.,1.糖类核
6、糖 ,葡萄糖 ,糖原。,2.脂类物质,脂肪可分为四类:肌肉间脂肪(可见的并可分割出来),肌肉内脂肪(不可见的),细胞间脂肪(使肉呈现大理石状),细胞内脂肪(不可见的)。,大多数可见脂肪是丙二醇与高级脂肪酸构成的甘油三酯最常见的脂肪酸有软脂酸 C16:0(32%),硬脂酸C18:0,亚油酸C18:2及油酸C18:1(62%)不可见脂肪大多是类脂类物质:磷脂、固醇及胆固醇,3.蛋白质,肌肉蛋白质的组成,依其构成的位置和在盐溶液中溶解性,分三种蛋白质:肌原纤维蛋白质占50%,肌浆中蛋白质约30%,基质蛋白质约20%。,(1)肌浆蛋白(sarcoplasmic proteins),包括 肌溶蛋白(my
7、ogen) 肌红蛋白(myoglobin,Mb) 肌浆酶,肌粒蛋白,肌质网蛋白。特点溶解度高是肉中最易提取的蛋白质完全蛋白质呈色,(2)肌原纤维蛋白(myofibrillar proteins),包括:肌球蛋白(myosin),肌动蛋白(actin),肌动球蛋白(actomyosin),原肌球蛋白(tropomyosin),肌原蛋白(troponin),特点:是肌肉的结构蛋白。 是肌肉的不溶性蛋白。 与肉的嫩度有关。,肌球蛋白(myosin),性质 属球蛋白性质。肌球蛋白的头部有ATP酶活性,可分解ATP,并可与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白,与肌肉收缩直接有关。,肌球蛋白是构成肌原纤维微观结构中
8、粗纤维丝,所以粗纤维丝也称肌球蛋白纤维丝,在构成肌球蛋白纤维丝中,轻酶解肌球蛋白为骨架(尾),重酶解肌球蛋白碎片为突起(头)。,肌动蛋白(actin),性质 属于白蛋白类。在肌肉收缩过程中与肌球蛋白的横突形成交联(横桥),共同参与肌肉的收缩过程,肌动蛋白以球状肌动蛋白(G-肌动蛋白)和纤维状肌动蛋白(F-肌动蛋白)的形式存在。,两条F-肌动蛋白与13个G-肌动蛋白扭转一周形成螺旋结构,组成细纤维丝。,肌动球蛋白(actomyosin),结构 是肌动蛋白和肌球蛋白的复合物,根据制备手段不同分为合成肌动球蛋白和天然肌动球蛋白。性质 粘度很高,具有明显的流动双折射现象。具有ATP酶活性,Ca2+和M
9、g2 +都能使之激活。参与肌肉的收缩过程。,(3)细胞间质蛋白质 (stroma proteins),结构胶原蛋白(collagen)弹性蛋白(elastin)网状蛋白(reticulin),性质属不完全蛋白质 .,4.水分和矿物质,肉中水分的存在形式水分含量的多少及存在状态影响肉的加工质量及贮藏性.核磁共振的研究表明,肉中的水分以三种形式存在:,结合水(Bound water) 指与蛋白质分子表面借助极性基团的静电引力紧密结 合的水分子层.占总水分的5%.特点:组织冰点很低(-40),无溶剂特性,不易受肌肉蛋白质结构和电荷变化的影响。,自由水(Free water) 存在于肌纤维间隙及组织间
10、隙中的水.占总水分的 15%.特点:可溶解盐类,稍低于0结冰,易流失。,不易流动水(Immobilized water) 存在于肌原纤维之间或肌原纤维与膜之间的水.占总水分的80%.特点:能溶解盐及其他物质,并在0或稍低时结冰,其性能取决于肌原纤维蛋白质凝胶的网状结构变化,矿物质,为无机盐类和元素,其含量一般为.%.。以游离状态(如镁、钙离子)或螯合状态(如硫、磷有机化合物)存在于机体中,可保持细胞液的盐类浓度,参与酶作用,对活体的构成和代谢有重要作用。种类较丰富,尤其是FeP。肉是磷的良好来源。肉的钙含量较低,,5.浸出物 浸出物是指除蛋白质盐类维生素外能溶于水的浸出性物质.包括 含氮浸出物
11、 : 核苷酸类嘌呤碱氨基酸肽 胍类肌酐 无氮浸出物 : 糖原有机酸,(1)核苷酸肉中的核苷酸主要成分是ATP ATP ADP AMP- IMP IMP是肉中的重要呈味物质.(2)肽和胍类化合物肉中的肽主要是谷胱苷肽肌肽和鹅肌肽.肉中主要的胍类化合物是肌酐 肌酐与肉的风味有关.(3) 有机酸肉中的有机酸主要有:乳酸丙酮酸瑚珀酸柠檬酸苹果酸等. 瑚珀酸是肉的鲜味成分之一.总之瑚珀酸谷氨酸肌苷酸是肉的鲜味成分.,6.维生素肉中的维生素脂溶性的较少,水溶性的较多.主要有VA、VB1 、VB2、VPP、VD等,五.肉的食用品质,颜色(色泽)滋味和气味保水性嫩度,1.肉的颜色肉中主要的色素是 Mb Myo
12、globin Hb Hemoglobin,Hb(血红蛋白)存在于血液中,属于复合蛋白,一个血红蛋白分子是由一个珠蛋白结合四个亚铁血红素基构成的。分子量是肌红蛋白的四倍,但对氧的亲和力却小于肌红蛋白。对肉颜色的影响要视放血的好坏而言.放血不充分时对肉色影响较大,且可加快微生物的繁殖。一般来说,宰杀后,肌红蛋白就是主要的色素。,Mb(肌红蛋白)为肌肉自身的色素蛋白.为复合蛋白质,由一条多肽链构成的珠蛋白和一个带氧的血红素基构成。,珠蛋白 血红素(Fe+卟啉),肉颜色变化的根本所在是肌红蛋白中铁离子的价态(Fe2的还原态或Fe3的氧化态)和与O2的结合位置,由O2的分压变化所决定。,肌红蛋白的结构见
13、书本P218。,珠蛋白- Fe2+ - O2 Mb O2 (氧合肌红蛋白) 鲜红色,珠蛋白- F e3+- HO,珠蛋白- Fe2+ - H2O Mb (还原肌红蛋白) 深红色,高氧分压,低氧,MMb(高铁肌红蛋白) 褐色,被氧化,被氧化,肌红蛋白的颜色主要受:Fe的氧化还原状态的影响 珠蛋白的物理状态 Fe的第六个电子对由什么物质提供,提供电子对的难易情况将对键的性质(离子或共价键)和络合物色泽有影响 如果有硫氢基还原剂存在,肌红蛋白还能形成硫肌红蛋白呈绿色 若有其它还原物质如抗坏血酸存在,还将会有胆肌红蛋白形成呈绿色,胆肌红蛋白还会迅速被氧化,生成珠蛋白、铁和四吡咯,影响肌肉颜色变化的因素
14、,(1)环境中氧含量(2)湿度:环境湿度大,则氧化得慢。(3)温度:环境温度高促进氧化。(4)pH值(5)微生物(微生物污染细菌会分解蛋白质使肉色污浊;污染霉菌,则在肉表面形成白色、红色、绿色、黑色等色斑或发生荧光)(6)其他:冻结、光照等,2.肉的风味,气味生鲜肉的气味与动物的种类 、性别 、饲料等有很大影响。加热产生的肉香味主要有三条途径 美拉德反应 热降解 脂肪的氧化,滋味肉加热产生的鲜美滋味就是浸出物,前已述,主要来源于核苷酸、氨基酸、酰胺、肽、有机酸等前体物质。,3.肉的持水性 (Water holding capacity)概念: 肉在加工处理(如加压、切碎、加热、冷冻、解冻、腌制
15、等加工)过程中,保持其原有水分与添加水分的能力。是肉质评定的一个重要指标。肉具有持水性的因素: 物理性蛋白质从非溶解状态溶解状态(胶原纤维 蛋白质的网格结构) 化学性蛋白质所带净电荷数的数目,影响肉持水性的因素:无机盐pH加热其他因素肉的嫩度,六肉的成熟,概念 屠宰后的家畜 、家禽尸体随着放置时间的延长,由柔软、持水性高,变的较硬、持水性降低之后,再恢复柔软,持水性上升,肉的风味也有极大改善的过程.(书46页)肉的持水性(Water holding capacity,WHC)当肌肉受外力作用(如加压、切碎、加热、冷冻、解冻、腌制等加工)或储藏条件下保持其原有水分与添加水分的能力。,(一)肉的成
16、熟过程,该过程大致分为: 僵直前期 僵直期 僵直后期,1 肌肉的收缩与舒张肌肉的收缩机制-滑行学说,理论:肌肉的收缩或伸长,是由于肌小节中细丝与粗丝相互滑行,而肌丝本身的结构和长度不变。即由Z线发出的细丝向暗带中央滑动,结果各相邻Z线互相靠近,肌小节缩短,从而整个肌原纤维、肌细胞乃至整条肌肉缩短。,证据:肌肉缩短后,暗带长度不变,明带长度缩短,H带缩短或消失。,骨骼肌收缩示意图,CONTRACTING MUSCLE FIBER,呼吸途径发生改变,导致体内贮存的能量下降.活体肌肉: 供能途径TCA循环.死后肌肉: 供能途径EMP循环.,环境PH发生变化.活体肌肉: 正常生理值: PH 7.07.
17、4死后肌肉: 由于乳酸、磷酸含量增加,导致PH 下降.,2 僵直前期、僵直期、 僵直后期产生的机制,组织蛋白酶活性增加 活体肌肉: 组织蛋白酶活性处于正常状态 死后肌肉: 由于供氧不足和体系PH下降,组织蛋白酶活性增加.,僵直前期 动物刚宰杀完毕,肉温还没有散失,肌肉是柔软的,称热鲜肉. 在此期,ATP几乎恒量.,僵直期 死亡一段时间后,肌肉迅速变硬,并保持一定硬度. 在此期,ATP迅速下降.乳酸逐渐增多僵直后期 随着死亡时间的延长,肉的硬度降低并变得柔软, 持水性回升(尸僵13 d后即开始缓解). 在此期,肌肉一直处于低PH环境下;组织蛋白酶活性 增加.整个过程见书P47,图1-2-14,(
18、二) 肉的成熟过程中各种化学物理变化,(1)僵直前期: 由生理pH值下降到酸性极限pH值。酸性极限pH值:动物体死亡后,由于糖原酵解生成乳酸,肉的pH值逐渐下降,直到阻止糖原酵解酶的活性为止,此时的pH值称为肉的酸性极限pH值。下降的pH对抑制微生物特别是细菌对肉的加工质量均有积极意义。,影响pH下降的因素:死前动物体内糖原含量的多少。环境温度。其他因素。,(2)僵直期仍处在极限pH值。肉的持水性降低。IMP含量略有增加。,(3)僵直后期pH略有回升。持水性逐渐回升。芳香物质的形成。结缔组织的变化。,肌肉在僵直后期,变的柔软多汁,并具良好的风味,最适宜加工食用。,肉成熟时期越长,保鲜时间越长,
19、所以延长死后僵直阶段的时间是肉类保鲜的关键。对牛、羊肉来说,肉的成熟十分重要,对猪、禽等,肉的成熟与否对其硬度和风味的改善影响不大。总之,动物屠宰后,虽然生命已停止,但由于动物体还存在各种酶,许多生化反应还没有停止,所以从严格意义上讲,还没有成为可食用的肉,只有经过一系列的宰后变化,才能完成从Muscle到Meat的转变。,成熟的温度和时间,原料肉成熟温度和时间不同肉的品质也不同。通常在1 、硬度消失80%的情况下,肉成熟的时间为:成年牛肉需510 d,猪肉46 d,马肉35 d,鸡1/21 d,羊和兔肉89 d。,尸僵的时间,根据动物种类、宰前状态、温度、宰杀方法而不同。僵直发生的时间:放血
20、致死为4.2 h,电致死为2.0 h,药物致死为1.2 h。,牛肉以1 、11 d成熟为最佳;猪肉由于不饱和脂肪酸较多,时间长易氧化使风味变劣。羊肉因自然硬度(结缔组织含量)小,通常采用23 d成熟。,3、影响肉成熟的因素,(1)物理因素 温度 (43 时24 h即完成成熟 )电刺激机械作用 (2)化学因素 pH,(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。木瓜酶的作用最适温度50 ,低温时也有作用。,4、成熟对肉质量的影响,(1) 持水性的变化 pH值在5.5左右时水合率为40%50%;最大 尸僵期以后pH值为5.65.8
21、,水合率可达 60%。 因在成熟时pH值偏离了等电点,肌动球蛋 白解离,扩大了空间结构和极性吸引,使 肉的吸水能力增强,肉汁的流失减少。,(2)蛋白质的变化成熟时肌肉中盐溶性蛋白质的浸出性增加伴随肉的成熟,蛋白质在酶的作用下,肽链解离,使游离的氮端基增多,肉水合力增强,变得柔嫩多汁。(3)风味的改善 肉的滋味:肌苷酸和游离氨基酸。,5、PSE肉和DFD肉,(1)PSE如果屠宰后因pH降低很快,但胴体温度仍很高,使与蛋白质结合的水减少,而导致PSE肉的产生(Pale,Soft,Exudative)。一般将屠宰后45 min内背最长肌pH低于5.8的猪肉定为PSE肉。,(2)DFD肉如果肌肉中糖原
22、含量较正常低,则肌肉最终pH值会由于乳酸积累少而比正常情况高些(pH约为6.0)。因结合水增加和光被吸收,使肌肉外观颜色变深,产生DFD(Dark, Firm,Dry)肉。这种情况主要出现在牛肉中,故又称深色牛肉切块产生DFD肉的主要原因是宰前长期处于紧张状态,使肌肉中糖原含量减少所致。,七 肉的腐败,肉的腐败主要包括:蛋白质的腐败(胺、氨、硫化氢、酚、吲哚、 粪嗅素、硫化醇)脂肪的酸败糖的酵解,肉类的变质(Spoilage)是成熟过程的继续,八 肉的贮藏和保鲜,1 肉的冷藏,在食品低温保藏工艺中,常根据食品物料是否冻结可以将其分为 冷藏(cold storage)冻藏(frozenstora
23、ge),冷藏:指高于食品物料冻结点的温度下保存。一般分为多为植物性食品 多为动物性食品冻藏:是指食品物料在冻结点的温度之下保存。一般为 ,常用 。,肉类低温保藏的理论基础是:低温对微生物的作用低温对酶的作用低温对化学反应的作用,(2)肉的冻结,(1) 肉的冷却,肉的辐射保藏,(1)概述食品辐射保藏:就是利用原子能射线的辐射能量照射食品或原料(新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品)进行杀菌、杀虫、消毒,防霉等加工处理,抑制根类食物发芽、延迟新鲜食物后熟,以达到延长食品保藏期的方法和技术。,与热杀菌保藏技术相比:辐照处理过程食品内部温度不会增
24、加或变化很小,有“冷杀菌”之称,且可在常温或低温下进行,因此,被辐射适当处理后的食品在感官性状如色、香味和质地等方面与新鲜食品差别很小,特别适合于一些不耐热的食品和药品。可保持食品的品质和风味。与冷冻保藏技术相比:节能。与化学保藏技术相比:无残留物,无环境危害。,辐射保藏的优越性(意义、特点),其他特点:射线穿透力强。在不拆包装和解冻的情况下,可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉内部的害虫和微生物,也节省了包装材料,避免再污染。适应范围广。能处理各种不同类型的食物品种,如从装箱的马铃薯到袋装的面粉、肉类、水果、蔬菜、谷物、水产等。多种体积的食品;不同状态,固体、液体。加工效率高。整个工序可连续化、自
25、动化。 只要规模大,就能获得巨大的利益。谷物20万吨以上,马铃薯2.5万吨以上,洋葱5000吨。,缺点:投资大,安全防护要求高(防泄露)辐射保藏技术是一门新的技术,比现有保藏技术有其优越性的一面。是继传统的物理、化学保藏之后又一发展较快的食品保藏新技术和新方法。 辐射保藏也是一种获得经济效益和有发展前途的保藏方法,还是和平利用原子能的一个重要方面。,(2)辐射保藏原理理:主要引起食品及食品中的微生物、昆虫等生物体的分子发生一系列的变化,导致一些主要的生物学效应及物理学效应和化学效应。,辐射对微生物的作用(机制)(1)直接效应 指微生物接受辐射后本身发生的反应,可使微生物死亡。细胞内DNA受损
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