安徽省精品资源共享课程:食品工艺学(蚌埠学院翻转课堂教学模式试点课程)
蚌埠学院
主讲教师:张斌
教师团队:共11位
《食品工艺学》为食品科学与工程专业本科生的必修课之一,为专业核心课程。本课程运用食品化学、微生物学、食品营养学和食品工程原理等方面的基础理论和知识,主要研究粮油、果蔬和畜禽产品类食品生产的理论、工艺、设备等技术。通过教学,使学生了解国内外食品工业概况及发展动向,弄清和掌握食品在生产、贮运过程中的变质原因及各种方法,熟悉食品原材料的种类、化学组成和工艺作用,掌握各类食品生产的工艺过程,基本理论和技术参数,在食品生产方面具有分析、解决问题的能力,在食品资源利用、产品开发和工艺设计方面具有一定的科研、设计能力。
从广义上讲,肉是指各种动物宰杀后所得可食部分的统称,包括肉尸、头、血、蹄和内脏部分。
从商品学观点讲,把肉理解为胴体,即家畜屠宰后除去血液、头、蹄、内脏后的肉尸,俗称白条肉。它包括肌肉组织、脂肪组织、结缔组织和骨组织。
(1)肌肉组织是指骨骼肌而言,即俗称之“瘦肉”或“精肉”(lean meat)。
(2)屠宰过程中产生的副产物如胃、肠、心、肝等称作脏器,俗称“下水”(gut)。
(3)脂肪组织中的皮下脂肪称作肥肉,俗称“肥膘”。

(4)热鲜肉(fresh meat ):在肉品工业生产中,把刚屠宰后不久体温还没有完全散失的肉称为热鲜肉。
(5)冷却肉(chilled meat):经过一段时间的冷处理,使肉保持低温(0~4℃)而不冻结的状态称为冷却肉。
(6)冷冻肉(frozen meat):而经低温冻结后(-15~-23℃)称为冷冻肉。
(7)分割肉(cut):肉按不同部位分割包装称为分割肉,如经剔骨处理则称剔骨肉。

肌肉组织是肉的主要成分,在组织学上可分为骨骼肌、平滑肌和心肌三类,占胴体的40%-60%左右。
骨骼肌附着于骨骼上;平滑肌存在于内脏器官,诸如肾脏、胃、肝等;心肌仅存在于心脏。与肉品加工有关的主要是骨骼肌。


(1)肌纤维(muscle fiber)
本质:是肌肉的基本构造单位,一种高度特殊化的细胞,二端逐渐尖细,因此叫肌纤维,也叫肌纤维细胞。
构成:肌膜 (Sarcolemma) 、肌原纤维(Myofibrils)(肌细胞独特的器官)、肌浆(Sarcoplasm)、肌细胞核 (nucleus)。
(2)肌膜(sarolemma)
肌纤维本身具有的膜叫肌膜, 由蛋白质和脂质组成,具有相当的韧性,因而可承受肌纤维的伸长、收缩和大范围的弯曲。肌膜的构造、组成和性质与体内其它细胞膜一致。
(3)肌原纤维(myofibrils)
肌细胞独特的细胞器,是肌纤维的主要成分,是肌肉的伸缩装置。在电镜下呈长的圆筒条状结构。
(4)肌浆(sarcoplasm)
肌纤维的细胞质称为肌浆,含水分75%~80%,其中含有各种细胞器,呈红色。肌浆内富含肌溶蛋白、肌糖原及其代谢产物、无机盐类等。
肌浆中还有一种重要的器官称为溶酶体,内含有多种能消化细胞和细胞器的酶。其中分解蛋白质的酶称为组织蛋白酶,它们对肉的成熟具有很重要的意义。
(5)肌细胞核
骨骼肌纤维为多核细胞,因其长度变化大,每条肌纤维所含的数目不定。一条几厘米的肌纤维可能有数百个核。细胞核呈椭园形,位于肌纤维的边缘,紧贴在肌纤维膜下,呈有规则的分布,核长约为5μm。
脂肪组织是胴体中仅次于肌肉组织的第二重要组成部分,具有较高食用价值,对于改善肉质、提高风味具有重要意义。脂肪的构造单位是脂肪细胞。
脂肪的含量取决于动物种类、品种、年龄、性别、育肥程度。低的2%-5%,高达40%-45%。

猪:皮下、肾周围及大网膜;
羊:尾根、肋间;
牛:肌肉间和皮下;
鸡:皮下、体腔、卵巢及鸡胃周围。
脂肪蓄积在肌束内最为理想,这样的肉呈大理石样纹理,肉质较好。

脂肪在活体组织内起着保护组织器官和提供能量的作用,在肉中脂肪是风味的前体物质之一。
结缔组织是肉的次要成分。结缔组织是构成肌腱、筋膜、韧带及肌肉内外膜、血管和淋巴结的主要成分,在动物体内起支持和链接作用,使肌肉保持一定的硬度和弹性。
结缔组织一般占肌肉组织的9%~13%,其含量和嫩度有密切关系。老龄、公畜、消瘦及使役的动物,结缔组织含量高。
结缔组织由细胞、无定形基质和纤维三部分组成。纤维有胶原纤维、弹性纤维和网状纤维三种,以前者为主。
胶原纤维是肌腱、皮肤、软骨等组织的主要成分,胶原纤维的主要成分是胶原蛋白,在沸水或弱酸中变成明胶;易被酸性胃液消化,而不被碱性胰液消化。
弹性纤维的主要化学成分为弹性蛋白,弹性蛋白是一种具有高弹性的纤维蛋白,其在韧带和血管中分布较多,在肌肉中一般只有胶原蛋白的1/10。
网状纤维主要成分为网状蛋白。网状蛋白形状和组成与胶原蛋白相似,但含有10%左右的脂肪,主要存在于肌内膜。

水是肉中含量最多的成分,约为75%,肉中水分含量多少及存在状态影响肉的加工质量及贮藏性。
肉中的水分存在形式:
A: 结合水(5%)
B: 不易流动的水(80%)
C: 自由水(15%)
(1)结合水(束缚水)
定义: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。
特点:冰点很低(-40℃);无溶剂特性;与蛋白质结合紧密。
(2)不易流动水
肌肉中含量为80%,存在于肌原微丝、肌原纤维及膜之间。它能溶解盐及其他物质,并在0℃或稍低时结冰。含量取决于肌原纤维蛋白质凝胶的网状结构变化。
度量肌肉系水力及其变化主要指这部分水。
(3)自由水
自由水指存在于细胞外间隙中能自由流动的水,约占总水分的15%。

(1)定义
水分活度是指食品在密闭器内测得的蒸汽压力(p)与同温度下测得的纯水蒸汽压力()之比。即:Aw= p/
(2)食品的水分活度
新鲜肉为0.97~0.98,鱼为0.98~0.99,红肠为0.96左右,干肠为0.65~0.85。
(3)水分活度与微生物
细菌生长的Aw下限为0.94,酵母菌为0.88,霉菌为0.8。Aw降至0.7以下,大多数微生物不能生长发育,但嗜盐菌在0.7,耐干燥霉菌在0.65,耐渗透压的酵母在0.61时仍能发育。
Aw在0.65~0.85之间,细菌相对来说不易繁殖,但霉菌仍能生长且脂肪易发生自动氧化。
中间水分食品(intermediate moisture food) Aw在0.65~0.85之间的食品。
肌肉中除水分外主要成分是蛋白质,约占18%~20%,占肉中固形物的80%。
肌原纤维蛋白质(50%-60%)
肌浆蛋白质(30%)
基质蛋白质(10%-20%)
肌原纤维蛋白质是构成肌原纤维的蛋白质,其含量随肌肉活动的增加而增加。
肌原纤维中的蛋白质与肉的重要品质特性(如嫩度)密切相关。它主要包括肌球蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白、肌原蛋白等。
(1)肌球蛋白
肌球蛋白是肌肉中含量最高也是最重要的蛋白质,占肌原纤维蛋白质的50%~55%,关系到肉在加工中的嫩度变化和某些其它性质的重要成分。
性质:
(1)不溶于水或微溶于水,在中性盐溶液中可溶解,在饱和的溶液中可盐析沉淀,等电点为5.4。
(2)对热很不稳定,在50~55℃发生凝固,易形成黏性凝胶,受热而发生变性。

(2)肌动蛋白
肌动蛋白约占肌原纤维蛋白的20%,是构成细丝的主要成分。
性质:
属于白蛋白类,它还能溶于水及稀的盐溶液中,在半饱和的溶液中可盐析沉淀,等电点为4.7。
作用:
参与肌肉的收缩。
(3)原肌球蛋白
原肌球蛋白占肌原纤维蛋白的4%~5%,每1分子的原肌球蛋白结合7分子的肌动蛋白和1分子的肌钙蛋白。相对分子质量为65000~80000,在SDS聚丙烯酰胺(SDS—PAGE)电泳中,可分出两条带,其相对分子质量分别为34000和36000。

肌浆是浸透于肌原纤维内外的液体,它含有各种有机物与无机物,一般占肉中蛋白质含量的20%~30%。
通常将磨碎的肌肉压榨便可挤出肌浆。它包括肌溶蛋白、肌红蛋白、肌浆酶、肌粒蛋白基质网蛋白,其主要功能是参与肌纤维中的物质代谢。
(1)肌溶蛋白
肌溶蛋白存在于肌原纤维间。易溶于水,把肉用水浸透可以溶出。很不稳定,易发生变性沉淀,其沉淀部分称为肌溶蛋白B,把可溶性的不沉淀部分称为肌溶蛋白A,也称肌白蛋白。
(2)肌红蛋白
肌红蛋白是一种复合性的色素蛋白质,由一分子的球蛋白和一个亚铁血色素结合而成,为肌肉呈现红色的主要成分,含量占肌浆蛋白质的0.2%~2%。
(3)肌浆酶
缩醛酶和肌酸激酶及磷酸甘油醛脱氢酶含量较多。大多数酶定位于肌原纤维之间。
(4)肌粒蛋白
肌粒蛋白主要是三羧基循环酶及脂肪氧化酶系统。另外一种重要的蛋白质是ATP酶,是合成ATP的部位,定位于线粒体的内膜上。
基质蛋白为结缔组织蛋白质,是构成肌内膜、肌束膜、肌外膜和腱的主要成分,包括胶原蛋白、弹性蛋白、网状蛋白及黏蛋白等,存在于结缔组织的纤维及基质中。
(1)胶原蛋白
胶原蛋白在结缔组织中含量特别丰富,是构成胶原纤维的主要成分,约占胶原纤维固形物的85%。
胶原蛋白中含有大量的甘氨酸,脯氨酸和羟脯氨酸,后两种氨基酸为胶原蛋白所特有,一般蛋白质大多不含或含量甚微,因此,通常用测定羟脯氨酸含量的多少来确定肌肉结缔组织的含量,并作为衡量肌肉质量的一个指标。
性质:
胶原蛋白性质稳定,质地坚韧,具有很强的延伸力,不溶于水及稀盐溶液,在酸或碱的环境中可以膨胀。不易被一般蛋白酶水解,但可被胃蛋白酶及细菌所产生的胶原蛋白酶所消化。胶原蛋白遇热会发生热收缩。当加热温度大于热缩温度时,胶原蛋白就会逐渐变为明胶(gelatin),明胶易被酶水解,也易消化。
(2)弹性蛋白
弹性蛋白在黄色结缔组织中含量多,为弹性纤维的主要成分,约占弹性纤维固形物的75%,胶原纤维中也有,约占7%。不被胃蛋白酶、胰蛋白酶水解,但可被无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰弹性蛋白酶水解,对酸、碱、盐都稳定,煮沸后不能分解成明胶。
(3)网状蛋白
在肌肉中,网状蛋白为构成肌内膜的主要蛋白,含有约4%的结合糖类和10%的结合脂肪酸,网状蛋白对酸、碱比较稳定。
肌肉内脂肪的多少直接影响肉的多汁性和嫩度,脂肪酸的组成在一定程度上决定了肉的风味。
肌肉组织内的脂肪含量变化很大,少到1%,多到20%。随着动物种类的不同及胴体上部位的不同,肌肉中脂肪的含量是不同。
脂肪可分为三类:
(1)肌肉间脂肪(可见的并可分割出来)
(2)肌肉内脂肪(不可见的)
(3)细胞间脂肪(使肉呈现大理石状)
浸出物是指肉中除蛋白质、盐类、维生素外能溶于水的浸出性物质,包括含氮浸出物和无氮浸出物。
含氮浸出物:核甘酸、嘌呤碱、胍化合物、氨基酸、肽等。
无氮浸出物: 包括碳水化合物和有机酸。
(1)碳水化合物包括糖原、葡萄糖、麦芽糖、核糖、糊精糖原主要存在于肝脏和肌肉中,肌肉中含0.3~0.8%,肝中含量2%~8%。
(2)有机酸主要是乳酸及少量的甲酸、乙酸、丁酸、延胡索酸等。
矿物质(灰分):含量0.8%-1.2%,肉是磷的良好来源。肉的钙含量较低,而钾和钠几乎全部存在于软组织及体液之中。钾和钠与细胞膜通透性有关,可提高肉的保水性。肉中尚含有微量锌与钙, 降低肉的保水性。

肉中维生素主要有维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素PP、叶酸等。其中脂溶性维生素较少,而水溶性维生素较多,如猪肉中B族维生素特别丰富,猪肉中维生素A、D和维生素C很少。
(1)动物的总类
(2)性别
(3)年龄
(4)营养状况
(1)肉色对肉的营养价值无太大影响;
(2)决定着肉的食用品质和商品价值;
(3)如果是微生物引起的色泽变化,则会影响肉的卫生质量。

◆ 猪肉呈鲜红色;
◆ 牛肉深红色;
◆ 马肉紫红色;
◆ 羊肉浅红色;
◆ 兔肉粉红色;
◆ 动物年龄越大肉色越深;
◆ 生前活动量大的部位肉色较深。
肌红蛋白含量高则肉色深,含量低则肉色浅。
肌红蛋白的含量主要受:动物种类、品种、年龄、性别、肌肉部位、运动程度及海拔高度等因素的影响,运动量大的部位需要的氧多,故含量高;海拔高的地区氧气少需贮存氧, 所以动物肌肉肌红蛋白含量高。
血红蛋白是由4分子亚铁血红素与1分子珠蛋白结合而成,肉中血液残留多则血红蛋白含量亦多,肉色深;放血充分肉色正常,放血不充分或不放血(冷宰)的肉色深且暗。


氧气分压低,则有利于的形成;氧气分压高,则有利于
的形成。
这种变化在活体组织中由于酶的活动电子传递链而可使持续地还原成
。但动物体死后,这种酶促的还原作用就会逐渐削弱乃至消失。

环境中湿度大,则氧化的慢,有利于颜色的保持;如果湿度低并空气流速快,加速高铁肌红蛋白的形成,使肉色变褐快。
环境温度高,加速高铁肌红蛋白的形成,使肉色变褐快。
动物宰前糖原消耗多,宰后最终pH值高,往往肌肉颜色变暗,组织变硬并且干燥,形成DFD肉(Dark,Firm,Dry),在牛肉上则称为DCB(Dark Cutting Beef),切面颜色发暗。
细菌会分解蛋白质使肉色污浊,霉菌会在肉表面形成白色、红色、绿色、黑色等色斑或发生荧光。
黑切牛肉除肉色发黑外,还有pH值高、质地硬、系水力高、氧的穿透能力差等特征。应激动物肌肉只能产生少量(40µmol)的乳酸,只能使pH值降到6.0左右(高pH)。
此pH的肌肉中线粒体摄氧功能没有被抑制,大量的氧被线粒体摄去,在肉的表面能氧合肌红蛋白的氧气就很少,抑制了氧合肌红蛋白的形成。肌红蛋白大都以紫色的还原形式存在,使肉色发黑。
动物被屠宰后,pH降低很快,胴体温度仍很高,蛋白质结合的水减少,形成了PSE肉。
PSE肉的基本特征为:肉色苍白,质地松软和切面有水分渗出。
肉色暗、质地坚硬和表面干燥。这种情况主要出现在牛肉中,故又称深色牛肉切快。
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。

概念:肉的风味指生鲜肉的气味和加热后食肉制品的气味和滋味。它是肉中固有成分经过复杂的生物化学变化,产生各种有机化合物所致。
气味:主要由挥发性化合物产生,来源于脂肪、蛋白质降解产物及其相互作用的次级产物——嗅觉。
滋味:主要由水溶性化合物产生,来源于脂肪、蛋白质降解产物及其相互作用的次级产物——味觉。
特点:成分复杂多样,含量甚微,用一般方法很难测定,除少数成分外,多数无营养价值,不稳定,加热易破坏和挥发。
职称:教师
单位:蚌埠学院网络教学平台
部门:食品与生物工程学院
食品加工技术
主持安徽省教育厅重点项目:大豆分离蛋白与淀粉磷酸酯共混凝胶形成机理及应用研究(KJ2013A182)2013年
主持安徽省高校人才拔尖项目(gxbjzd50)
主持校企合作项目:小麦酥甜瓜保鲜技术示范研究
主持省级卓越人才教育培养计划项目(2013zjjh040)2013年
主持省级新建本科院校食品科学与工程专业卓越工程师人才培养模式研究与实践(2014jyxm391) 2014年
主持省级食品工艺学精品资源共享课程(2015gxk076)2015年
参与省级"名师(大师)工作室(2016msgzs044))"(第二)
2015年获安徽省教学成果二等奖
2017年获安徽省教学成果二等奖
2019年获安徽省教学成果三等奖
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