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 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, 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
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
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
非 蛋 白 氮 1.6% carnitine 等 胺 基 酸 purine 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% 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
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
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
Schwann cell 10
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
動 脈 粥 狀 硬 化 血 栓 與 心 臟 病 12
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
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
d. 燙 毛 及 脫 毛 豬 ---62 5min 橡 皮 棒 脫 毛 刀 刮 火 焰 燒 殘 留 細 毛 雞 ---60 1min, 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
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
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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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
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 5.5 20
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
屠 宰 後 肌 肉 的 生 理 變 化 22
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
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
Pork quality classes : PSE ( pale, soft, exudative ) Normal DFD ( dark, firm, dry ) 資 料 來 源 ( 下 方 圖 表 ) : http://www.fao.org/docrep/010/ai407e/ai407e00.htm#contents
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 2. 16 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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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
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
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, 收 縮 更 厲 害 4. 冷 凍 直 接 加 熱, 更 韌 5. ATP 於 冷 凍 仍 不 安 定, 故 冷 凍 較 久 ATP 分 解 完 則 不 會 收 縮 30
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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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
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
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
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 121 20min 如 罐 頭, 膠 原 蛋 白 等 全 變 性 膠 化 很 嫩 36
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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
5) 加 酵 素 --- 木 瓜 酵 素 (Papain) 鳳 梨 酵 素 (Bromelin) 無 花 果 酵 素 (Ficin) 6) 加 CaCl 2 --- 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
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 40
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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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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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
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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5. 肉 品 添 加 物 a. 食 鹽 b. 亞 硝 酸 鹽 c. 磷 酸 鹽 d. TGase 48
a. 食 鹽 1. 最 古 老 的 食 物 保 存 法, 與 亞 硝 酸 鹽 有 相 乘 的 抑 制 細 菌 效 果 2. 抽 取 鹽 溶 性 蛋 白 3. 增 加 風 味 4. 增 加 保 水 性 缺 點 : 1. 不 利 腎 臟 高 血 壓 等 健 康 鹽 加 1/10 KCl, 超 過 1/4 有 苦 味 2. 促 進 氧 化 酸 敗, 尤 其 含 不 純 之 金 屬 離 子 49
b. 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 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 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? 52
Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH, 得 舒 飲 食, 膳 食 停 止 高 血 壓 ) 植 物 含 的 硝 酸 鹽 被 視 為 DASH 的 主 要 成 分 --Hord et al., 2009. Am J Clin Nutr. 90(1):1-10. 血 中 nitrite 含 量 增 加 為 DASH 降 血 壓 的 主 要 機 制 --Lin et al., 2012. J Nutr Metab. 2012:472396. 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;51:617-619 54 Copyright 2008 American Heart Association
NO 使 肌 肉 血 管 擴 張, 增 加 血 流, 可 增 加 肌 耐 力 每 天 喝 500ml 甜 菜 根 汁 ( 含 5.1 mmol, ~316mg, 630ppm nitrate) 4 至 6 天, 可 顯 著 增 加 運 動 至 筋 疲 力 竭 的 時 間 (Bailey et al., 2010. J Appl Physiol 109(1):135-48.) 55
c. 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 56
d. 麩 醯 基 轉 移 酶 TGase 又 稱 :glutamyl transferase transglutaminase (TGase) 凝 血 因 子 Factor XIIIa 催 化 Gln 的 -CONH 2 和 Lys 的 -NH 2 形 成 共 價 鍵, 增 加 網 狀 結 構 安 定, 形 成 凝 膠 57
6. 肉 品 加 工 a. 香 腸 b. 貢 丸 c. 臘 肉 d. 肉 紙 58
a. 香 腸 Sausage 59
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 60
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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 62
充 填 管 儘 可 能 大 口 徑, 減 少 摩 擦 力 用 油 壓 或 空 氣 壓 力 推 動 上 升 63
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 64
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b. 貢 丸 67
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 5. 80 水 中 煮 20min, 水 冷 卻 68
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 69
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 70
d. 肉 紙 製 作 ( 鳳 頭 蒼 鷹 部 落 格 ) 肉 漿 10% 脂 肪, 同 貢 丸 製 造, 不 要 切 太 細, 可 加 杏 仁 混 合 0.2% TGase, 成 型,50 1~2hr 凝 膠 冷 卻, 切 片 0.1cm 厚 滾 輪 式 烤 機 250 或 烤 箱 上 下 火 200 烤 脆 71