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1、第十一章 新鲜动植物食品中 组织代谢的特点,11.1动物屠宰后组织的代谢特点 11.2 新鲜蔬菜、水果中的组织代谢特点,江苏食品职业技术学院食品工程系,【教学目标与要求】使学生了解新鲜、天然食物组织中代谢活动的特点。 【重点】不同生长时期及宰杀或采摘前后的动、植物组织的代谢特点。 【难点】宰杀或采摘后的新鲜动、植物组织的代谢特点。,11.1动物屠宰后组织的代谢特点,有氧呼吸变为无氧呼吸，物质代谢主要向分解代谢方向进行。,返回本章,动物生存时，其代谢保持一定的协调性，但随着死亡，血液循环停止，代谢破坏，发生持有的生化过程，直至由于酶作用，进行自身消化，进而引起细菌繁殖发生腐败为止。 （一）动物死
2、亡后的特征 动物死亡后的生物化学与物理变化过程大致可划分为三个阶段： A尸僵前期 其特征是ATP及磷酸肌酸含量下降无氧呼吸即酵解作用活跃，肌肉表现为组织柔软、松弛、无味。,B尸僵期 磷酸肌酸消失，ATP含量下降，肌肉中肌动蛋白及肌球蛋白逐渐结合，形成没有延伸性的肌动球蛋白。肌肉呈僵硬强直状态，持水力小，即尸僵。此期有使牲畜肉成熟的作用。 一般哺乳动物死亡后812h开始僵化，以1520h后终止；鱼类死后僵化开始于此后17h，持续时间约520h，依鱼种不同而差别很大。 此期的猪肉在加工时，肉质坚硬干燥、无肉香气味，且不易烧烂，吃起来不香，也不易消化。,C尸僵后期 主要由于组织蛋白酶活性作用，而使肌
3、肉蛋白质发生部分水解，水溶性肽及氨基酸等非蛋白氮增加，肌肉表现为尸僵缓解，再度软比，持水力增加，肉的食用质量到最佳适口度(即风味提高)。通常称此为肉的成熟。烹调时能发出肉香，也容易烧烂和消化。,动物在死后发生的主要生化变化,（二）动物死亡后组织呼吸途径的转变及重要的物质变化 （1）呼吸途径的转变 正常生活的动物体内，虽然并存着有氧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，血液循环停止，而供氧也停止，组织呼吸转变为无氧的酵解途径，最终产物为乳酸。,（2）组织中糖原降解的途径 （A）水解途径 （B）磷酸解途径 在哺乳动物肌肉内（B）是主要途径，在鱼体内（A）为主要途 径。,（3
4、）组织中重要物质的变化 ATP含量的显著降低； 屠宰后的肌肉，由于呼吸途径由原来的有氧呼吸为主转变为无氧酵解，ATP的产生显著降低。,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，持水力增加，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，蛋白质自溶，产生的游离氨基酸增加，使肉的风味提高。,PH值下降 动物被屠宰后，肌肉的pH值立即下降，主要是伴随糖原无氧酵解代谢，组织中乳酸增多之故。除乳酸之外，ATP降解生成的无机磷酸也是使肉的pH值下降的原因之一，温血动物宰杀后24小时内肌肉组织的pH值由正常生活时7.27.4降至5.
5、35.5，随着乳酸的生成积累， pH值下降，其酸性极限约为5.3。,肌肉蛋白质变性 肌动蛋白及肌球蛋白是动物肌肉中主要的两种蛋白质，在尸僵前期两者是分离的，随着ATP浓度降低，肌动蛋白及肌球蛋白逐渐结合成没有弹性的肌球蛋白,这是尸僵发生的一个主要标志，在这时煮食，肉的口感待别祖糙。 肌肉纤维里还存在一种液态基质，肌桨中的蛋白质最不稳定，在屠宰后由于温度升高，pH值降低，蛋白质就很容易变性，牢牢贴在肌原纤维上，因而肌肉上呈现一种浅淡的色泽。,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值降到最低点时(pH值为5355)，持水力也降至最低点。尸僵以后肌肉
6、的持水力又有所回升，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。,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。 成熟方法与肉品质量：,（三）影响肉成熟的因素 (1)物理因素 温度 温度高，成熟则快。 电刺激 刚宰后的肉尸，经电刺激12 min， 可以促进软化，同时可以防止“冷收缩”(羊肉)。 机械作用 肉成熟时，将跟腱用钩挂起，此时主要是腰大肌受牵引。如果将臀部挂起，不但腰大肌短缩被抑制，而且半腱肌、半膜肌、背最长肌短缩均被抑制，可以得到较好的嫩化效果。,(2)化学因素 极限pH值愈高，肉愈柔软。如果屠宰前人为的使
7、糖原下降，则会获得较高的pH值。高pH值成熟是由中性氨态酶起促进作用，游离氨基酸多。在极限pH5.5附近，Ca2+和组织蛋白酶作用，最易使其成熟。在最大尸僵期，往肉中注入Ca2+可以促进软化。刚屠宰后注入各种化学物质如磷酸盐、氯化镁等可减少尸僵的形成量。,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。为了消除羊肉“冷收缩”引起的硬度增大，在每公斤肉中注入30 mg木瓜酶，在70 加热后，具有明显的嫩化效果。,在成熟过程中，为避免微生物繁殖，屠宰后屠体在04 下冷却 。,(3)生物学因素,11.2新鲜蔬菜、水果中的组织代谢特点,生长发育过程中：
8、主要为光合作用； 吸收作用（水分及矿物质）； 呼吸作用。 采收后的水果蔬菜：主要为异化分解作用。,返回本章,光 合 作 用,施 肥,施 肥,吸收作用 （水分及矿物质）,植物呼吸作用,11.2.1 采收后组织呼吸 （1）呼吸途径 在贮藏的水果、蔬菜中，呼吸的主要途径有糖酵解、三羧酸循环、磷酸己糖支路，在未成熟时主要是糖酵解、三羧酸循环，成熟后磷酸己糖支路占的比例增大（一般25%，有的达50%），如辣椒中占2836%，番茄中占16。,例如：水稻的呼吸作用，未成熟时主要是酵解-三羧酸循环，成熟后有相当部分被磷酸己糖支路代替。,成熟度不同，呼吸途径不同,种类不同，呼吸强度不同。,一般而言，凡是生长快的
9、植物呼吸速率就快，生长慢的植物呼吸速率就慢。采收后呼吸强度下降。,（2）呼吸强度,叶片组织有很发达的细胞间隙，气孔多，表面积极大，因而叶片随时受到大量空气的洗刷，表现为一是呼吸强度大，二是叶片内部组织间隙内的气体组成很接近于大气，正是叶片的呼吸强度大，所以叶菜类不易在普通条件下保存。肉质的植物组织呼吸强度相对较低，相同条件下较易保存。,组织和器官不同，呼吸强度不同。,肉质植物组织，不易透过气体，呼吸强度相对较低，组织间隙CO2比大气中多，而氧则稀少得多。 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。,组织间隙中气体的存在，给水果、蔬菜加工带来三个问题：氧的存在使氧化作用
10、易发生而导致产品褐变；罐头杀菌时，气体因受高温而发生物理性膨胀；影响罐头内容物的沥干。 实践中排除水果、蔬菜组织间隙中气体的方法有：热烫法排除组织间隙的气体；真空渗入法把糖（盐）强行渗入至组织间隙将气体排出。,（3）影响呼吸的因素 温度、湿度、大气组成、机械损伤及微生物感染、植物组织的龄期。 温度高则酶活性强，呼吸强；湿度8090%可防水分蒸发，湿度过大微生物滋生，易腐败；大气组成中减氧与增二氧化碳利保鲜；机械损伤及微生物感染引起呼吸强度增高；植物组织较嫩则呼吸强度高。,a)温度 温度高则酶活性强呼吸强；温度对呼吸强度影响很明显，通常随温度升高而加快。环境温度愈高，组织呼吸愈旺盛。蔬菜在室温下
11、放置24h，可损失其所含糖的1/31/2，直到接近生命活动结束的限度为止。,低温保藏（如冰箱冷藏）,温度升高,一般情况下,呼吸强度升高,产乙烯速度加快,代谢速度加快,加快衰老,一般水果、蔬菜汁液的冰点在-4-2.5，因此大多数蔬菜、水果可以在0 附近保存(实际保存温度是4-5。),b)湿度 湿度8090%可防水分蒸发，过大微生物滋生，水果、蔬菜易腐败；微生物呼吸又消耗大量的氧，生成大量的CO2使贮藏条件恶化, 蔬菜的呼吸和蒸发会使之失重和萎缩。减少一些含水量利于贮藏，但保持一定含水量利于保鲜。,环境湿度,环境湿度过低,果蔬失水、组织干枯、凋萎,细胞质损坏,酶和底物游离出来,刺激呼吸加快,加速衰
12、老,环境湿度低时，高含水量的果蔬失水，一般当蔬菜失水5时就会出现萎蔫和皱缩，有些虽然没有达到萎蔫程度，但失水已影响到其口感、脆度、颜色和风味。,因此，通常情况下，相对湿度以保持在80-90之间为宜。,环境湿度过高时，水蒸气及呼吸产生的水分会凝结在水果、蔬菜的表面，形成“发汗”现象，为微生物的滋生准备了条件，引起腐烂。,例外情况: 如洋葱、大蒜在贮藏前要适当晾晒，加速鳞片的干燥，促进产品休眠。,大白菜贮前要适度晾晒，使叶片轻度失水，可以降低冰点，提高抗寒能力。,大气组成中减氧与增二氧化碳利保鲜。 呼吸作用总反应式： C6H12O6+ O2 6CO2 + H2O + 能量 随氧浓度增高，呼吸加强，
13、降低氧浓度，呼吸减弱。但应保持氧的最低浓度，使不发生或微有无氧呼吸，后者产生有毒物质（乙醛、乙醇），有碍正常生理作用。 CO2浓度增高会使呼吸作用降低，但会引起一系列生理生化反应，常使水果、蔬菜出现异味，许多水果、蔬菜的最适氧浓度为3%左右，CO2浓度为0左右。,c)大气组成,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;减氧与增CO2可以保持果蔬新鲜。,气调贮藏库,水果气调保鲜,机械损伤及微生物感染引起呼吸强度增高；机械损伤会使呼吸强度上升，伤口增加了组织的通透性，氧含量上升，伤口周围进行旺盛的细胞生长和分裂，产生愈合组织，要消耗大量的原料和能源，这是一种呼吸强度加大的伤呼吸。 如马铃
14、薯受伤后23天，呼吸强度比没受伤时高56倍。 伤口流出的糖、蛋白质、维生素等营养物质，又会刺激微生物的生长，故受伤严重的蔬菜易发热和腐烂。,d)机械损伤及微生物感染,植物组织受到机械损伤以及微生物感染后都可刺激呼吸强度提高。,霉变的冬瓜,苹果霉变,甘蔗霉变,包心菜霉变,蒜薹防霉保鲜试剂,甲壳素涂层保鲜,防机械损伤包装,e）龄期,幼嫩器官的呼吸能力强，趋向成熟的器官呼吸能力弱。种子内胚的呼吸比胚乳强。,11.2.2 果蔬成熟过程的生物化学变化,(1)糖类物质的变化,低聚糖,单糖消耗,单糖,多糖,不甜,甜,甜,不甜且腐败,水果蔬菜,块茎类,淀粉的合成在采摘前后始终处于支配地位,(2)蛋白质的变化,
15、果蔬成熟过程中，氨基酸与蛋白质代谢总的趋势是降解占优势。最终蛋白质降解为氨基酸，氨基酸在呼吸作用下彻底分解。,(3)色素物质的变化,果蔬成熟过程中，叶绿素被降解，绿色减退，类胡萝卜素、花青素呈现，从而显红色或橙色。 水果成熟与否，颜色是重要标志。,(4)鞣质的变化,幼嫩果实常因含有鞣质（多酚类混合物，如单宁）而具有强烈涩 味， 在成熟过程中涩味逐渐消失。,原因有三：单宁与呼吸中间产物乙醛生成不溶性缩合产物；单宁单 体在成熟过程中聚合成不溶性大分子；单宁氧化。,(5)果胶物质的变化,果胶质转化为可溶性果胶，水果由硬变软。果胶酶活力增大， 将果肉组织细胞间的不溶性果胶物质溶解，果肉细胞失去相 互联
16、系，多汁果实的果肉在成熟后变软。,(6)芳香物质的变化,成熟过程中产生芳香的醇、醛、酮、酸、脂、酚、醚及萜烯类化合物等挥发性物质。,(7) VC的变化,果实通常在成熟期间大量积累 VC 。成熟后如果继续储存VC会 因为呼吸而成为有机酸，因此 不宜久存。,(8)有机酸的变化,成熟过程中有机酸渐少。多汁果实在发育初期由叶子流入果实的糖分，在果肉细胞内转化为淀粉贮存，因而无甜味，而有机酸含量相对较高。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（糖有机酸）的比例上升。糖酸比是衡量水果风味的一个重要指标。,举例：苹果贮藏和成分变化 苹果长期贮藏中糖、酸减少，肉质软化导致品质下降。采后的
17、苹果有呼吸增加阶段，生成乙烯，使乙烯浓度增加，苹果组织内乙烯浓度变化范围在0.21000）10-6之间。乙烯可由葡萄糖、天冬氨酸、蛋氨酸经过丙烯酸得到，它可促进绿色水果如香蕉黄熟。苹果随成熟度的提高，涩味渐少。 苹果的酸味主要来自苹果酸，其次是柠檬酸、酒石酸、乳酸等，苹果的香味一般由蚁酸、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，使香气增加。,防苹果酶促褐变的方法： 苹果肉中的酚氧化酶及其基质的二酚化合物、绿原酸和儿茶酸类在果汁、苹果干加工中会引起显著的褐变。 防止方法有：食盐和亚硫酸液（拟制酚酶）；喷雾添加维生素C（还原氧气生成的中间体醌化合物）；添加半胱氨酸的硫醇化合物（与醇生成加成产物，终止以后的变色反应）；添加硼酸盐（与盐质的二酚化合物生成配合物而不受酶的作用；基质二酚甲基化（PH调至8，利用组织中的对-甲基转移酶活性把基质二酚甲基化，从而不成为酚酶的基质。,水果：上生/下熟,