肉的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分.ppt

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食品工藝學(xué)專題,課時：14課時6（果蔬加工工藝）+8（肉品加工工藝）考核：閉卷，70%+30%,第一章肉的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分,第一節(jié)肌肉的構(gòu)造第二節(jié)結(jié)締組織第三節(jié)脂肪與骨骼組織第四節(jié)肉的化學(xué)組成,第一節(jié)肌肉的構(gòu)造（skeletalmuscle),一、一般結(jié)構(gòu)肌纖維（基本構(gòu)造單位）（肌內(nèi)膜）初級肌束（肌束膜)次級肌束肌肉塊（肌外膜）,,結(jié)締組織膜起支架和保護作用，血管、神經(jīng)通過三層膜穿行其中，伸入到肌纖維的表面，以提供營養(yǎng)和傳導(dǎo)神經(jīng)沖動。,,,50～150條,二、顯微結(jié)構(gòu)肌纖維,肌細(xì)胞是一種相當(dāng)特殊化的細(xì)胞，呈長線狀，不分支，二端逐漸尖細(xì)，因此也叫肌纖維。肌纖維直徑為10～100μm，長度為1～40mm，最長可達100mm。組成：肌膜肌原纖維肌漿肌細(xì)胞核,,（一）肌膜,肌纖維本身具有的膜叫肌膜，它是由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成的，具有很好的韌性，因而可承受肌纖維的伸長和收縮。肌膜向內(nèi)凹陷形成網(wǎng)狀的管，叫做橫小管,通常稱T-系統(tǒng)或T小管。,（二）肌原纖維,兩者均平行整齊地排列于整個肌原纖維。粗絲和細(xì)絲在某一區(qū)域形成重疊，從而形成了橫紋---“橫紋肌”名稱之來源。,肌原纖維又由肌絲組成：粗絲、細(xì)絲,肌細(xì)胞獨有的細(xì)胞器，約占肌纖維固形成分的60%～70%，是肌肉的伸縮裝置。它呈細(xì)長的圓筒狀結(jié)構(gòu)，直徑約1～2μm，其長軸與肌纖維的長軸相平行并浸潤于肌漿中。,光線較暗的區(qū)域稱為暗帶（A帶），光線較亮的區(qū)域稱為明帶（I帶）。I帶的中央有一條暗線，稱為“Z-線”，它將I帶從中間分為左右兩半；A帶的中央也有一條暗線稱“M-線”，將A帶分為左右兩半。在M-線附近有一顏色較淺的區(qū)域，稱為“Ｈ區(qū)”。把兩個相鄰Z-線間的肌原纖維稱為肌節(jié)，肌節(jié)是肌原纖維的重復(fù)構(gòu)造單位，也是肌肉收縮、松馳交替發(fā)生的基本單位。哺乳動物肌肉放松時典型的肌節(jié)長度為2.5μm。,,（三）肌漿,,肌纖維的細(xì)胞質(zhì)稱為肌漿，填充于肌原纖維間和核的周圍，是細(xì)胞內(nèi)的膠體物質(zhì)，含水分75%～80%。肌漿內(nèi)富含肌紅蛋白、酶、肌糖原及其代謝產(chǎn)物和無機鹽類等。骨骼肌的肌漿內(nèi)有發(fā)達的線粒體分布，說明骨骼肌的代謝十分旺盛，習(xí)慣上把肌纖維內(nèi)的線粒體稱為“肌?！?。,溶酶體，內(nèi)含有多種能消化細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)容物的酶。肌質(zhì)網(wǎng)，相當(dāng)于普通細(xì)胞中的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，呈管狀和囊狀，交織于肌原纖維之間。,骨骼肌纖維為多核細(xì)胞，但因其長度變化大，所以每條肌纖維所含核的數(shù)目不定，一條幾厘米的肌纖維可能有數(shù)百個核。核呈橢圓形，位于肌纖維的周邊，緊貼在肌纖維膜下，呈有規(guī)則的分布，核長約5μm。,（四）肌細(xì)胞核,三、肌纖維分類,（一）外觀分類外觀上，可將肌肉分為紅肌（Redmuscle）白?。╓hitemuscle）中間型?。╥ntermediatemuscle）紅肌與白肌最為明顯的例子：禽肉大腿部的紅肌和胸部的白肌,1.紅肌肌紅蛋白、線粒體的含量高,從而使肌肉顯紅色。紅肌的網(wǎng)狀組織的量是白肌的50%，與肌肉收縮密切關(guān)聯(lián)的Ca2+向網(wǎng)狀組織內(nèi)的輸送以及釋放也比白肌慢數(shù)倍。紅肌是以持續(xù)、緩慢的收縮為主，主要有心肌、橫隔膜、呼吸肌以及維持機體狀態(tài)的肌肉。2.白肌指顏色比較白的肌肉，是針對紅肌而言的，特點:肌紅蛋白含量少，線粒體的大小與數(shù)量均比紅肌少。收縮速度快、肌原纖維非常發(fā)達，又稱快肌。,（二）生理分類肌纖維在生理學(xué)上最明顯的差異是其收縮速度，據(jù)此肌纖維可以分為快肌（fast-twitchmuscle）與慢?。╯low-twitchmuscle）。在分類性質(zhì)上快肌相當(dāng)于白肌，而慢肌相當(dāng)于紅肌。快肌在受到刺激后不僅表現(xiàn)在收縮速度快，同時也表現(xiàn)在松弛速度快。,（三）紅?。ɡw維）與白?。ɡw維）生理生化特性的比較,第二節(jié)結(jié)締組織,結(jié)締組織是將動物體內(nèi)不同部分連結(jié)和固定在一起的組織，分布于體內(nèi)各個部位。肉中的結(jié)締組織：－基質(zhì)－細(xì)胞(很少)－細(xì)胞外纖維膠原蛋白和彈性蛋白都屬于細(xì)胞外纖維。,成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞和脂肪細(xì)胞。1.成纖維細(xì)胞產(chǎn)生用于合成結(jié)締組織胞外成分的物質(zhì)，這些物質(zhì)釋放到細(xì)胞外基質(zhì)后合成膠原蛋白和彈性蛋白。2.間充質(zhì)細(xì)胞它有可能發(fā)展成為纖維細(xì)胞，也有可能變?yōu)閮Υ嬷镜募?xì)胞，即成脂肪細(xì)胞，這種細(xì)胞位于疏松結(jié)締組織的基質(zhì)中靠近血管的位置，當(dāng)開始貯存脂肪后，就變成了脂肪細(xì)胞。,fibroblast,Mesenchymalcell,一、結(jié)締組織細(xì)胞,結(jié)締組織基質(zhì)由粘稠的蛋白多糖構(gòu)成，還有結(jié)締組織代謝產(chǎn)物和底物，如膠原蛋白和彈性蛋白的前體物。蛋白多糖是一類大分子化合物，含有許多氨基葡聚糖(粘多糖)。－－最典型的是透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素。透明質(zhì)酸非常粘稠，存在于關(guān)節(jié)和結(jié)締組織纖維之間。硫酸軟骨素則存在于軟骨、筋腱和骨骼中。這兩種物質(zhì)及有關(guān)蛋白具有潤滑和連結(jié)作用。,GroundSubstance,二、基質(zhì)和纖維,纖維結(jié)締組織的纖維存在于細(xì)胞外，所以又稱細(xì)胞外纖維。細(xì)胞外纖維主要成分包括膠原蛋白和彈性蛋白。,,1．膠原蛋白,圖原膠原蛋白分子結(jié)構(gòu)及膠原蛋白纖絲的生成,是結(jié)締組織的主要結(jié)構(gòu)蛋白，筋腱的主要組成成分，也是軟骨和骨骼的組成成分之一。,膠原蛋白的不溶性和堅韌性是由于其分子間的交聯(lián)，特別是成熟交聯(lián)所致。交聯(lián)是由膠原蛋白分子特定結(jié)構(gòu)形成的，并整齊地排列于纖維分子之間的共價化學(xué)鍵。,如果沒有交聯(lián)，膠原蛋白將失去力學(xué)強度，可溶解于中性鹽溶液。為什么動物年齡增大，其肉嫩度下降？？？,2．交聯(lián)（Cross-Link）,3．其它蛋白,彈性蛋白是一種具有高彈性的纖維蛋白，其在韌帶和血管中分布較多，在肌肉中一般只有膠原蛋白的1/10。,網(wǎng)狀蛋白形狀和組成與膠原蛋白相似，但含有10%左右的脂肪，主要存在于肌內(nèi)膜。,第三節(jié)脂肪與骨骼組織,一、脂肪組織,脂肪的構(gòu)造單位是脂肪細(xì)胞。脂肪細(xì)胞或單個或成群地借助于疏松結(jié)締組織聯(lián)在一起，細(xì)胞中心充滿脂肪滴，細(xì)胞核被擠到周邊。脂肪細(xì)胞是動物體內(nèi)最大的細(xì)胞，直徑為30～120μm，最大者可達250μm，脂肪細(xì)胞愈大，里面的脂肪滴愈多，因而出油率也高。,脂肪在體內(nèi)的蓄積，依動物種類、品種、年齡和肥育程度不同而異。豬－－皮下、腎周圍及大網(wǎng)膜；羊－－尾根、肋間；牛－－肌肉內(nèi)；雞－－皮下、腹腔及肌胃周圍。脂肪蓄積在肌束內(nèi)最為理想，這樣的肉呈大理石樣紋理，肉質(zhì)較好。,脂肪在活體組織內(nèi)起著保護組織器官和提供能量的作用，在肉中脂肪是風(fēng)味的前體物質(zhì)之一。,骨組織和結(jié)締組織一樣也是由細(xì)胞、纖維性成分和基質(zhì)組成，但不同的是其基質(zhì)已被鈣化－很堅硬，起著支撐機體和保護器官的作用－鈣、鎂、鈉等元素離子的貯存組織。,骨骼發(fā)育示意圖,二、骨組織,骨質(zhì)根據(jù)構(gòu)造的致密程度分為密質(zhì)骨和松質(zhì)骨。按形狀又分為管狀骨、扁平骨和不規(guī)則骨，管狀骨密質(zhì)層厚，扁平骨密質(zhì)層薄。在管狀骨的骨髓腔及其它骨的松質(zhì)層孔隙內(nèi)充滿著骨髓。骨髓分紅骨髓和黃骨髓，紅骨髓主要存在于胎兒和幼齡動物的骨骼中，含各種血細(xì)胞和大量的毛細(xì)血管；成年動物黃骨髓含量較多，黃骨髓主要是脂類成分。,骨由骨膜、骨質(zhì)和骨髓構(gòu)成,含量：成年動物骨骼含量比較恒定，變動幅度較小。豬骨約占胴體的5%～9％牛15%～20%羊8%～17%兔12%～15%雞8%～17%成分：水分占40%～50%膠原蛋白占20%～30%無機質(zhì)占20%，主要是鈣和磷用途：骨粉.骨油和骨膠,骨泥,超細(xì)骨粉,第四節(jié)肉的化學(xué)組成,組成：依其構(gòu)成的位置和在鹽溶液中溶解性，分三種蛋白質(zhì)肌原纖維蛋白質(zhì)占50%－60%，肌漿蛋白質(zhì)約30%，基質(zhì)蛋白質(zhì)約10%－20%。,一、蛋白質(zhì),(一)肌原纖維蛋白（Myofibrillarprotein）構(gòu)成肌原纖維的蛋白質(zhì)，支撐著肌纖維的形狀，因此也稱為結(jié)構(gòu)蛋白。包括：肌球蛋白肌動蛋白肌動球蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白,(1)肌球蛋白是肌肉中含量最高也是最重要的蛋白質(zhì)，約占肌肉總蛋白質(zhì)的三分之一，占肌原纖維蛋白的50%～55%，肌球蛋白是粗絲的主要成分，構(gòu)成肌節(jié)的A帶，分子量為470000～510000，形狀很像“豆芽”，由兩條肽鏈相互盤旋構(gòu)成。,myosinII,肌球蛋白酶解示意圖,在酶的作用下，肌球蛋白裂解為二個部分，即由頭部和一部分尾部構(gòu)成的重酶解肌球蛋白和尾部的輕酶解肌球蛋白。,纖絲狀態(tài),可溶狀態(tài),圖肌球蛋白在不同離子強度下的狀態(tài),肌球蛋白不溶于水或微溶于水，在中性鹽溶液中可溶解，等電點5.4，在55～60℃發(fā)生凝固，易形成粘性凝膠，在飽和的NaCl或（NH４)2SO4溶液中可鹽析沉淀。肌球蛋白的頭部有（1）ATP酶活性，Ca2+是激活劑，Mg2+是抑制劑（2）可與肌動蛋白結(jié)合形成肌動球蛋白，與肌肉的收縮直接有關(guān)。,(2)肌動蛋白約占肌原纖維蛋白的20%，是構(gòu)成細(xì)絲的主要成分。只有一條多肽鏈構(gòu)成，其分子量為41800～61000。肌動蛋白能溶于水及稀的鹽溶液中。等電點4.7。單獨存在時為球形結(jié)構(gòu)的蛋白分子，稱為G-肌動蛋白，在磷酸鹽和ATP的存在下，G-肌動蛋白聚合成F-肌動蛋白，后者與原肌球蛋白等結(jié)合成細(xì)絲，在肌肉收縮過程中與肌球蛋白的橫突形成交聯(lián)（橫橋），共同參與肌肉的收縮過程。,是兩條F-肌動蛋白以13個G-肌動蛋白而扭轉(zhuǎn)一周的螺旋結(jié)構(gòu)。,細(xì)肌絲的組成,細(xì)纖維絲,(3)肌動球蛋白是肌動蛋白與肌球蛋白的復(fù)合物。肌動球蛋白的粘度很高，具有明顯的流動雙折射現(xiàn)象，由于其聚合度不同，因而分子量不定。肌動蛋白與肌球蛋白的結(jié)合比例大約為1﹕2.5～4。肌動球蛋白也具有ATP酶活性，Ca2+和Mg2+都能激活。肌動球蛋白能形成熱誘導(dǎo)凝膠，影響肉制品的工藝特性。,(4)原肌球蛋白原肌球蛋白分子量64KD，是由兩條平行的多肽鏈扭成螺旋，呈長桿狀。原肌球蛋白與肌動蛋白結(jié)合，位于肌動蛋白雙螺旋的溝中，主要作用是加強和穩(wěn)定肌動蛋白絲，抑制肌動蛋白與肌球蛋白結(jié)合。,,(5)肌鈣蛋白約占肌原纖維蛋白的5%～6%。肌鈣蛋白對Ca2+有很高的敏感性，每一個蛋白分子具有4個Ca2+結(jié)合位點。肌鈣蛋白沿著細(xì)絲以38.5nm的周期結(jié)合在原肌球蛋白分子上肌鈣蛋白有三個亞基。鈣結(jié)合亞基－Ca2+的結(jié)合部位抑制亞基－能高度抑制肌球蛋白中ATP酶的活性，從而阻止肌動蛋白與肌球蛋白結(jié)合；原肌球蛋白結(jié)合亞基－能結(jié)合原肌球蛋白，起聯(lián)接的作用。,,,,（二）肌漿蛋白質(zhì)肌漿:在肌纖維中環(huán)繞并滲透到肌原纖維的液體和懸浮于其中的各種有機物、無機物以及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器等通常把肌肉磨碎壓榨便可擠出肌漿，其中主要包括肌溶蛋白、肌紅蛋白、肌球蛋白X、肌粒蛋白和肌漿酶等。主要功能－－參與肌細(xì)胞中的物質(zhì)代謝。,1．肌紅蛋白肌紅蛋白是一種復(fù)合性的色素蛋白質(zhì)，由一分子的珠蛋白和一個血色素結(jié)合而成，為肌肉呈現(xiàn)紅色的主要成分，分子量17,000，等電點6.78。,2．肌漿酶肌漿中還存在大量可溶性肌漿酶，其中糖酵解酶占2/3以上。白肌纖維中糖酵解酶含量比紅肌纖維多5倍，這是因為白肌纖維主要依靠無氧的糖酵解產(chǎn)生能量，而紅肌纖維則以氧化產(chǎn)生能量，所以紅肌纖維糖酵解酶含量少，而肌紅蛋白、乳酸脫氫酶含量高。,3.肌溶蛋白是一種清蛋白，存在于肌原纖維中，因溶于水，故容易從肌肉中分離出來，肌溶蛋白在52℃即凝固。4.肌粒蛋白主要為三羧酸循環(huán)酶系及脂肪氧化酶系，這些蛋白質(zhì)定位于線粒體中。在離子強度0.2以上的鹽溶液中溶解，在0.2以下則呈不穩(wěn)定的懸浮液。,Granuleprotein,（三）結(jié)締組織蛋白質(zhì)結(jié)締組織構(gòu)成肌內(nèi)膜、肌束膜、肌外膜和筋腱，其本身由有形成分和無形的基質(zhì)組成，前者主要有三種，即膠原蛋白、彈性蛋白和網(wǎng)狀蛋白，它們是結(jié)締組織中主要蛋白質(zhì)。,是膠原纖維的主要成分，是一種多糖蛋白，含有少量的半乳糖和葡萄糖，約占膠原纖維固體物的85%。甘氨酸是其最重要的組成，占到總氨基酸的1/3，其次是羥脯氨酸和脯氨酸，約有1/3，其中羥脯氨酸含量穩(wěn)定，一般在13%-14%，可以通過測定它來推算膠原蛋白的含量。膠原蛋白性質(zhì)穩(wěn)定，具有很強的延伸力，不溶于水及稀溶液，在酸或堿溶液中可以膨脹。當(dāng)加熱溫度大于熱縮溫度時，膠原蛋白就會逐漸變?yōu)槊髂z，明膠易被酶水解，也易消化。,1．膠原蛋白,其氨基酸組成有1/3為甘氨酸，脯氨酸、纈氨酸占40～50%，不含色氨酸和羥脯氨酸，另外它含特有的賴氨素。由于其中90%的氨基酸是非極性的，且賴氨酸殘基上的交聯(lián)，導(dǎo)致其高度不可溶性，故又稱硬蛋白,2．彈性蛋白,彈性蛋白因含有色素殘基而呈黃色，分子量70，000，約占彈性纖維固形物的75%，膠原纖維的7%。,其氨基酸組成與膠原蛋白相似，網(wǎng)狀蛋白水解后，可產(chǎn)生與膠原蛋白同樣的肽類。網(wǎng)狀蛋白對酸、堿比較穩(wěn)定。,3．網(wǎng)狀蛋白,肌肉內(nèi)脂肪的多少直接影響肉的多汁性和嫩度，脂肪酸的組成在一定程度上決定了肉的風(fēng)味。肌肉組織內(nèi)的脂肪含量變化很大，少到1％，多到20％。隨著動物種類的不同及胴體上部位的不同，肌肉中脂肪的含量是不同。脂肪可分為三類：肌肉間脂肪（可見的并可分割出來）肌肉內(nèi)脂肪（不可見的）細(xì)胞間脂肪（使肉呈現(xiàn)大理石狀）,二、脂肪,(一)中性脂肪即甘油三酯由于脂肪酸的不同（即飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸），所以動物脂肪都是混合甘油酯。含飽和脂肪酸多則熔點和凝固點高，脂肪組織比較硬、堅挺。含不飽和脂肪酸多則脂肪則比較軟。一般反芻動物硬脂酸含量較高，而亞油酸含量低，這也是牛羊脂肪較豬禽脂肪堅硬的主要原因。,（二）磷脂和固醇磷脂的結(jié)構(gòu)和中性脂肪相似，只是其中1～2個脂肪酸被磷酸取代，磷脂在組織脂肪中比例較高，另外磷脂的不飽和脂肪酸比中性脂肪多，最高可達50%以上。,磷脂有卵磷脂、腦磷脂、神經(jīng)磷脂以及其它磷脂類，多存在于內(nèi)臟器官，腦磷脂大部分存在于腦神經(jīng)和內(nèi)臟器官，兩種磷脂在肌肉中較少。膽固醇除在腦中存在較多外，并廣泛存在于動物體內(nèi)。,,肉和器官中多不飽和脂肪酸和膽固醇含量,浸出物是指除蛋白質(zhì)、鹽類、維生素等能溶于水的浸出性物質(zhì)，包括含氮浸出物和無氮浸出物。,含氮浸出物成分中含有的主要有機物為核甘酸、嘌呤堿、胍化合物、氨基酸、肽等。,三、浸出物,無氮浸出物：包括碳水化合物和有機酸。碳水化合物包括糖原、葡萄糖、麥芽糖、核糖、糊精糖原主要存在于肝臟和肌肉中，肌肉中含0.3～0.8％，肝中含量2%～8%，馬肉肌糖原含量2%以上。宰前動物疲勞或受到刺激則肉中糖原貯備少。肌糖原含量度多少，對肉的pH值、保水性、顏色等均有影響，并且影響肉的貯藏性。有機酸主要是乳酸及少量的甲酸、乙酸、丁酸、延胡索酸等。,礦物質(zhì)（灰分）:含量０.８%－１.２％，肉是磷的良好來源。肉的鈣含量較低，而鉀和鈉幾乎全部存在于軟組織及體液之中。鉀和鈉與細(xì)胞膜通透性有關(guān)，可提高肉的保水性。肉中尚含有微量鋅與鈣,降低肉的保水性。,四、礦物質(zhì),五、維生素,肌肉含水約７5%肉中的水分存在形式大致可分為三種：A:結(jié)合水(5%)B:不易流動的水(準(zhǔn)結(jié)合水)(80%)C:自由水(15%),Fig.Waterinmeat,六、水,由肌肉蛋白質(zhì)親水基所吸引的水分子形成一緊密結(jié)合的水層。,通過本身的極性與蛋白質(zhì)親水基的極性而結(jié)合，水分子排列有序，不易受肌肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或電荷變化的影響，甚至在施加嚴(yán)重外力條件下，也不能改變其與蛋白質(zhì)分子緊密結(jié)合的狀態(tài)。,Fig.Waterinmeat,⒈結(jié)合水(5%),肌肉中80%水分是以不易流動水狀態(tài)存在于纖絲、肌原纖維及肌細(xì)胞膜之間。此水層距離蛋白質(zhì)親水基較遠(yuǎn)，水分子雖然有一定朝向性，但排列不夠有序。易受蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和電荷變化的影響，肉的保水性能主要取決于肌肉對此類水的保持能力。不易流動水能溶解溶質(zhì)，在-1.5～0℃結(jié)冰。,⒉不易流動水(80%),指存在于細(xì)胞外間隙中能自由流動的水，它們不依電荷基而定位排序，僅靠毛細(xì)管作用力而保持，自由水約占總水分15％。,⒊自由水(15%),