3.肉之結構與組成

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盐路
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1 生資院碩專班食品加工特論 (3 學分 ) 肉品加工吳輔祐教授國立宜蘭大學生物技術與動物科學系 1

2 綱要 1. 肉的營養與組成 2. 屠宰 3. 屠宰前後肉的變化 4. 鮮肉嫩化與特性 5. 肉品添加物 6. 肉品加工 2

3 1. 肉的營養與組成 3

4 肉的組成成年動物瘦肉 : 水 75% 年幼水份多肥肉多水份少醣類 1.2% 分解成乳酸, 市售 0% 限醣飲食脂肪 2.5% 紅肌胞內脂肪多 -- 雞腿肉 / 胸肉脂肪為肉之風味 ( 品種差異 ) 嫩度多汁性之重要因素 4

5 飽和脂肪酸 --- 魚 20% 雞 33% 豬 45% 牛 54% 羊 58% 缺點 : 不利心血管疾病優點 : 不易氧化冷凍可久存蛋白質 19% 肌纖維 1.5% 肌漿 5.5% 可溶於水結締組織 2% 雞精 -- 酵解後除脂肪苦味 5

6 結締組織主要成分為膠原蛋白 (collagen), 經酸熱處理製成 gelatin ( 吉利丁動物膠 ) 缺點 : 胺基酸不平衡,1/3 為 Gly 優點 : 保水性強 ( 化粧品 ),2% 可凝膠 ( 減肥食品 ) 骨骼由磷酸鈣與膠原蛋白組成, 故 : 魚罐頭骨骼軟化肉雞骨質鈣化不全, 冷凍解凍後骨髓血紅素滲出, 故炸雞腿骨常呈黑色 6

7 非蛋白氮 1.6% 胺基酸 purine carnitine 等肉鹼是脂肪酸進入粒線體分解所必需, 純素食者常不足有體力, 無耐力礦物質 1% 多磷而屬酸性食品肉類含豐富維生素 B 群, 肝臟為各種維生素最好來源維生素 7

8 膽固醇動物性食品的共同罩門細胞膜性激素膽鹽的原料 8

9 食物含量 : 細胞膜含量多的食物, 膽固醇含量高反之則低比較下列含膽固醇之高低 : 肌肉脂肪胃腸肝臟腦脊髓 9

10 Schwann cell 10

11 動脈粥狀硬化氧化 LDL 被視為外來抗原, 會與 macrophage 之 scavenger receptor-a( 清道夫受體 A) 結合受傷血管壁上附著之巨噬細胞吞噬氧化 LDL 成為 foam cell ( 泡沫細胞 ) 血管腔縮小, 血管壁彈性少, 稱動脈粥狀硬化 (atherosclerosis) 血壓升高心肌肥大 11

12 動脈粥狀硬化血栓與心臟病 12

13 2. 屠宰 a. 屠前繫留 8~24 hr 不給飼料 --- 排空胃腸避免屠宰時污染給水 --- 減少失重死亡避免刺激 --- 提昇品質 13

14 b. 昏迷 --- 考慮人道擊昏 --- 牛, 用木槌或子彈電昏 --- 豬,110~460 V,0.25~5 Amp,~0.6 秒 c. 放血 --- 昏迷後 10 秒內高壓電擊後平滑肌收縮, 血壓上升, 若隔太久未放血, 週邊血管易暴裂, 造成肉的血點 14

15 d. 燙毛及脫毛豬 min 橡皮棒脫毛刀刮火焰燒殘留細毛雞 min, 粗羽先燙 80 易拔, 然皮易變色破皮鴨 --- 浸入熔解石臘 (~60 ), 取出冷卻剝臘 15

16 e. 剝皮 f. 除頭腳剖體去內臟內臟送獸醫檢查豬牛屠體分切成兩半 g. 沖洗冷卻 16

17 h. 分切大部分切 : 肩胛背脊腹脅後腿四大部細部分切 : 因國家地區而有差異台灣講究美食, 特別細分部位 17

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19 牛屠宰影片 (8:26 min): Hallal cattle slaughter-60 per hr.mp4 細部分切影片 (2:10 min): 肉分切.mp4 19

20 3. 屠宰前後肉的變化 a. 屠後生化變化動物死後血流停止停止供氧無氧代謝肌肉內肝醣繼續進行糖解, 無氧下產生乳酸 ATP 分解亦產酸肌肉 ph 降至約 ph

21 肌細胞缺 ATP 將鈣 pump 回肌漿網 Actin( 肌動蛋白 ) 與 myosin( 肌球蛋白 ) 結成 Actomyosin( 肌動球蛋白, 僵直鍵 ), 而使肌肉失去彈性, 稱為僵直 (rigor mortis) 肉愈少形成僵直鍵愈嫩, 愈多愈韌形成僵直鍵之肌球蛋白較不易抽出用於加工, 結著性較差需靠鹽和磷酸鹽抽出 21

22 屠宰後肌肉的生理變化 22

23 b. 屠前緊迫 (stress) 的影響愈易緊張的動物, 愈快形成僵直雞 <0.5 hr 豬 0.3~3 hr 魚 <1 hr 羊 6~12 hr 牛 6~12 hr 如未僵直即切割肉, 肌漿網切破處釋出鈣, 加速僵直 23

24 動物死前經短期 ( 小時 ) 緊迫, 腎上腺素增加, 肝醣分解迅速產酸, 血液來不及帶走, 故肉 ph 很快下降, 而呈 PSE 肉 (Pale 蒼白 Soft 軟 Exudate 滲水 ) 肉保水性差動物死前經長期 ( 天 ) 緊迫, 腎上腺素和糖皮質素增加, 肝醣耗光, 乳酸被血液帶走, 死後 ph 不太下降, 約在 6.5 至 7.0, 而呈 DFD 肉 (Dark 暗 Firm 結實 Dry 乾 ) 肉保水性好, 不過較易腐敗 24

25 Pork quality classes : PSE ( pale, soft, exudative ) Normal DFD ( dark, firm, dry ) 資料來源 ( 下方圖表 ) :

26 c. 冷收縮 (cold shortening) 肌細胞尚含有 ATP, 且 ph 6 以上時, 如置於 10 以下, 會引起收縮, 稱為冷收縮重點 : 1. 需有 ATP 才能收縮, 故僵直後無冷收縮最少冷收縮溫度低, 肌漿網 pump 回鈣的效率只有一半背脂可防過快降溫 26

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28 3. ph 6 以下 myosin ATPase 活性差白肌糖解多, 較不易冷收縮紅肌 ph 降得慢, 且肌漿網分化差, 粒腺體多 ( 內含多鈣 ), 易釋出鈣, 較易冷收縮防止 : 加速降 ph; 電刺激 4. 收縮則肌小節變短, 粗肌絲與細肌絲重疊多, 僵直鍵多, 較韌 28

29 d. 解凍僵直 (thaw rigor) 僵直前的肉冷凍, 如解凍時尚含有 ATP, 肌漿網因冷凍而滲漏出鈣離子, 引起肌肉強力收縮 29

30 1. 解凍僵直的肉很韌, 流失很多汁液比冷收縮嚴重 2. 需有 ATP 才能收縮, 故僵直後無此現象 3. 慢速解凍或冷凍直接加熱, 更韌 4. ATP 於冷凍仍不安定, 故冷凍較久 ATP 分解完則不會收縮 30

31 e. 電刺激 (electrical stimulation, ES) 屠宰後屠體立即給予高電壓電刺激, 增加嫩度例 :550V, 電 2 秒停 1 秒, 電 20 次如屠宰快神經傳導尚在, 可用較低電壓, 例 150V 260 年前富蘭克林放風箏電死了火雞 60 年前俄亥俄州立大學 Dr. Deathrage 申請專利 1970~80 德州農工大學 Dr. Dutson 等研究機制 31

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33 嫩化可能原因 : 1. 加速糖解, 防止冷收縮 2. 強力收縮拉扯斷肌纖維 3. 溶小體破裂且 ph 低增加 cathepsins 活性釋放鈣活化 calpain 4. 快速降 ph, 減少僵直鍵形成 33

34 4. 鮮肉嫩化與特性 a. 影響鮮肉嫩度的因素 b. 肉類嫩化方法 c. 肉保水性 d. 肉顏色 34

35 a. 影響鮮肉嫩度的因素 1) 僵直鍵的多寡 -- 受屠宰影響 2) 結締組織肌原纖維等分子間鍵結的多寡 -- 受年齡的影響 3) 肉所含脂肪與水份, 稀釋肌纖維並多汁 -- 受飼料品種與屠宰前影響 35

36 b. 肉類嫩化方法 1) 熟成 --- 牛肉低溫儲存 7 天, 嫩度會增加 2) 加熱溫度 --- 肌肉熱變性溫度 : 肌球蛋白 60, 肌動蛋白 80, 肌漿蛋白 67 變性愈少愈嫩, 故牛排 3 分熟較 8 分熟嫩另法 : 高壓高溫 min 如罐頭, 膠原蛋白等全變性膠化很嫩 36

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38 3) 加熱時間 --- 膠原蛋白變性溫度 60~65 ( 魚 45 ), 但水合膠化需時間, 故 65 >2hr ( 如悶燒鍋 ) 對筋腱多者特別有效 4) 機械搥打搌切 --- 將肌纖維搥散或切斷, 筋腱多者效果差 38

39 5) 加酵素 --- 木瓜酵素 (Papain) 鳳梨酵素 (Bromelin) 無花果酵素 (Ficin) 6) 加 CaCl 增加鈣活化酵素 (Calpain) 活性 30mM CaCl 2 醃漬或血管注射 7) 酸處理 --- 中國糖醋排骨 ( 筋多 ), 西洋用紅酒醃肉 ph 3 使結締組織膠化 ( 果酸換膚 ) 39

40 8) 鹼處理 --- 中國食譜醃肉常加小蘇打, 如青椒牛肉豬肉多汁性較牛肉差, 豬排為防旋毛虫卵須全熟, 故豬排常有較乾韌的問題豬排 80 以下較嫩,90 以上須加小蘇打改善嫩度及保水性 9) 糖漬 --- 蜜汁火腿可口可樂 40

41 c. 鮮肉保水性遠離 ph 5.5, 保水性佳蛋白質帶電側基與水作用物理性的肌絲間空隙容納水分 ( 如海綿 ) 41

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43 NaCl 對保水性的影響鮮肉醃漬時加鹽, 因氯離子與肌蛋白的結合力大於鈉離子, 使肌蛋白負電增加一般肉 ph>5.0 者, 加鹽會增加保水性但酸醃漬法如糖醋排骨紅酒等, 醃漬時加鹽會降低保水性, 應於加熱時再加鹽 43

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45 d. 鮮肉顏色肌肉之顏色主要為肌紅素牛肉較豬雞肉多 ; 紅肌 ( 雞腿肉 ) 較白肌 ( 雞胸肉 ) 多 ; 雄性較雌性多 45

46 氧分壓對肉色的影響鐵離子 +2 價時為紅色剛切肉或真空包裝無氧時 (O 2 <1mmHg), 為去氧肌紅素 ( 紫紅色 ) 氧分壓高時 (>40mmHg), 與氧結合成氧合肌紅素 ( 非氧化 ), 為最佳的鮮紅色氧分壓介於中間時 (1~20mmHg), 形成 Heme-O 2 -Heme 的過渡中間產物, 鐵氧化成 +3 價, 為變性肌紅素 ( 褐色 ) 46

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48 5. 肉品添加物 a. 亞硝酸鹽 b. 磷酸鹽 48

49 a. 亞硝酸鹽 (nitrite) 功用 : 1. 形成亞硝基肌紅蛋白 ( 醃漬肉色 ), 加熱成穩定的亞硝基血色質 (nitrosyl hemochrome) 2. 抑制肉毒桿菌 -- 厭氧菌, 故真空包裝必須加亞硝酸鹽 Botulism-- 毒素使突觸的囊泡無法融合, 而不能釋出乙醯膽鹼食後 6hr 視覺雙影像, 眼皮下垂, 呼吸麻痺, 不救會死 3. 安定肌紅素之鐵, 減少氧化, 增加風味 49

50 NO 3 - (nitrate 硝酸鹽 ) NO 2 - (nitrite 亞硝酸鹽 ) NO (nitric oxide) 缺點 : 亞硝酸鹽與二級胺 (peptide bond, Arg) 結合, 形成亞硝胺 (Nitrosamine), 為致癌物亞硝胺於酸與熱形成 ---ph 3 煎烤 50

51 蔬菜含高量硝酸鹽硝酸鹽於口腔腸道細菌還原為亞硝酸鹽, 經 nitrite reductase 再還原成 NO, 使血管平滑肌鬆弛, 有降血壓功能有氧 : Arg+O 2 +NADPH 經 nitric oxide synthase (NOS) 反應成 citrulline+nadp + +NO 缺氧 :NO 2 - 經 nitrite reductase 反應成 NO 亞硝酸鹽降血壓致癌 -- 天使兼魔鬼? 51

52 Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH, 得舒飲食, 膳食停止高血壓 ) 血中 nitrite 含量增加為 DASH 降血壓的主要機制 (Lin et al., J Nutr Metab. 2012: ) 甜菜根汁 ( 含 ~630ppm nitrate) 可顯著增加運動至筋疲力竭的時間 (Bailey et al., J Appl Physiol 109(1): ) 52

"entero-salivary" circulation of nitrate (modified from Lundberg et al9)

53 The human nitrate cycle: the hemodynamic and intravascular effects produced by the ingestion of beet juice in humans via the "entero-salivary" circulation of nitrate (modified from Lundberg et al9) Wink, D. A. et al. Hypertension 2008;51: Copyright 2008 American Heart Association

54 b. 磷酸鹽法規 0.5% ( 肉本身約含 0.1%), 正常 0.3 %即可, 若水樣肉可增加不易溶解, 添加時用少量溫水預溶含磷酸鹽之醃肉表面乾時, 會有結晶析出功用 : 1. 增加 ph, 增加保水性 2. 與食鹽增加抽取肌球蛋白, 增加結著性 3. 與金屬離子螯合, 減少氧化酸敗 54

55 6. 肉品加工 a. 香腸 b. 貢丸 c. 臘肉 d. 肉紙 55

56 a. 香腸 Sausage 56

57 a. 絞碎機器好壞決定於密合度與旋刀的銳利自動絞肉碎肉分裝機 (7:10 min): b. 攪拌混合預混預混 -- 肉磷酸鹽鹽等混合冷藏隔夜, 讓肌原纖維膨脹易萃取 57

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59 c. 細切乳化細切機 -- 磨擦生熱, 注意肉溫上升適當溫度有助蛋白抽出及乳化進行, 但避免溫度過高出油乳化最終溫度禽肉 <10, 豬肉 <15, 牛肉 <21 59

60 d. 充填分節結紮自動灌腸分節機 (2:50 min): e. 乾燥煙燻熱熟 (Cooking) 乾燥產生皮層 (skin) 組織, 有利剝除腸衣微小孔洞, 供燻煙附著穿透降低水活性, 減少細菌生長 smokehouse(1:53min): f. 冷卻去腸衣包裝 60

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62 b. 貢丸 62

63 1. 瘦肥肉分別細孔絞碎, 切勿在絞肉機內打滑 2. 瘦肉 5 以下, 加配料混合打漿至黏稠 ( 手掌反扣肉漿應不會掉下來 ) 3. 再加肥肉打漿 ( 可用乳化機打漿機細切機 ) 4. 冷卻後以貢丸成型機或以手擠壓成丸狀水中煮 20min, 水冷卻 63

64 c. 臘肉 1. 新鮮五花肉切成約 3 公分厚, 冷藏備用 2. 將細鹽置於鍋中炒至稍微冒煙 3. 加入花椒, 繼續炒至香味出來 64

65 4. 冷卻後, 以細網除去花椒, 加其他成分 5. 肉以粗針插孔, 洒上醃漬料, 塗佈均勻 6. 裝入塑膠袋, 冰箱醃漬 2~3 天, 偶而翻動 7. 除掉血水及過多之鹽, 吊掛通風處晾乾 8. 1~3 星期為最佳賞味期如發霉, 可用高梁酒擦拭 9. 中式吃法 : 蒸熟後縱切片西式吃法 : 橫切片後煎至酥脆 65

66 d. 肉紙製作 ( 鳳頭蒼鷹部落格 ) 1. 肉漿 10% 脂肪, 同貢丸製造, 不要切太細, 可加杏仁 2. 混合 0.2% TGase (transglutaminase, 麩醯基轉移酶, 又稱凝血因子 XIIIa) 催化 Gln 的 - CONH 2 和 Lys 的 -NH 2 形成共價鍵 3. 成型,50 1~2hr 凝膠 4. 冷卻, 切片 0.1cm 厚 5. 滾輪式烤機 250 或烤箱上下火 200 烤脆 66

3.肉之結構與組成

3.肉之結構與組成生資院碩專班食品加工特論 (3 學分 ) 肉品加工吳輔祐教授鳳頭蒼鷹部落格國立宜蘭大學動物科技學系 1 綱要 1. 肉的營養與組成 2. 屠宰 3. 屠宰前後肉的變化 4. 鮮肉嫩化與特性 5. 肉品添加物 6. 肉品加工 2 1. 肉的營養與組成 3 肉