肉的成熟和变质：探究与防治

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：成熟肉在不良条件下贮存，经酶和微生物的作用、分解变质，称为肉的腐败。畜禽屠宰后，肉会经过尸僵、成熟、腐败等一系列变化。（一）肉成熟的基本机制肉在成熟期间，肌原纤维和结缔组织的结构发生明显的变化。在肉的成熟过程中胶原纤维的网状结构变得松弛，由规则、致密的结构变成无序、松散的状态。伴随肉的成熟，蛋白质在酶的作用下，肽链解离，使游离的氨基酸增多，肉的水合力增强，变得柔嫩多汁。

畜禽屠宰后，屠体的肌肉内部在组织酶和外界微生物的作用下，发生一系列生化变化，动物刚屠宰后，肉温还没有散失，肉质柔软且具有较小的弹性，这种处于生鲜状态的肉称为热鲜肉。经过一定时间后，肉的伸展性消失，肉体变为僵硬状态，这种现象称为死后僵直，此时加热不易煮熟，保水性差，加热后重量损失大，不适合于加工成肉制品。随着贮藏时间的延长，僵直缓解，经过自身解僵，肉变得柔软，同时保水性增加，风味提高，此过程称为肉的成熟。成熟肉在不良条件下贮存，经酶和微生物的作用、分解变质，称为肉的腐败。畜禽屠宰后，肉会经过尸僵、成熟、腐败等一系列变化。在肉品工业生产中，要控制尸僵、促进成熟、防止腐败。

一、尸僵

畜禽屠宰后的肉尸，肉的伸展性逐渐消失，由弛缓变为紧张，无光泽，关节不能活动，呈现僵硬状态，称作尸僵。

处于僵硬期的肉，肌纤维粗糙较硬，肉汁变得不透明，有不愉快的气味，食用价值及滋味都较差。尸僵的肉硬度大，加盐时不易煮熟，肉汁流失多，缺乏风味，不具备可食肉特征。

（一）尸僵发生的原因

尸僵发生的原因主要是由于肉中 ATP 减少及 pH 下降所致。动物屠宰后，呼吸停止，失去神经调节，生理代谢机能遭到破坏，维持肌质网微小器官机能的ATP 水平降低，势必使肌质网机能失常，肌小胞体失去钙泵作用，Ca2+失控逸出而不被收回。高浓度Ca2+激发了肌球蛋白ATP 酶的活性，从而加速ATP的分解，同时使Mg-ATP 解离，最终使肌动蛋白与肌球蛋白结合形成肌动球蛋白，引起肌肉的收缩，表现为僵硬。由于动物死后，呼吸停止，在缺氧情况下糖原酵解产生乳酸，同时磷酸肌酸分解为磷酸，酸性产物的蓄积使肉的pH 下降。尸僵时肉的pH 降低至糖酵解酶活性消失不再继续下降时，达到最终pH 或极限pH。极限pH越低，肉的硬度越大。

（二）尸僵开始和持续的时间

尸僵开始和持续的时间因动物的种类、品种、宰前状况、宰后肉的变化及不同部位而异。一般哺乳动物发生较晚，鱼类肉尸僵发生较早；不放血致死较放血致死发生早；温度高发生得早，持续的时间短；温度低则发生得晚，持续时间长。表 1-1-5 所示为不同动物尸僵开始和持续的时间。

表1-1-5　不同动物尸僵开始和持续的时间

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二、肉的成熟

肉达到最大尸僵以后即开始解僵软化进入成熟阶段。

肉成熟是指肉僵直后在无氧酵解酶的作用下，食用质量得到改善的一种生物化学变化过程。肉僵硬过后，肌肉开始柔软嫩化，变得有弹性，切面富有水分，具有香气和滋味，且易于煮烂和咀嚼，这种肉称为成熟肉。

（一）肉成熟的基本机制

肉在成熟期间，肌原纤维和结缔组织的结构发生明显的变化。

1．肌原纤维小片化

刚屠宰后的肌原纤维和活体肌肉一样，是10～100个肌节相连的长纤维状，而在肉成熟时则断裂为1～4个肌节相连的小片状。

2．结缔组织的变化

肌肉中结缔组织的含量虽然很低（占总蛋白的5%以下），但是由于其性质稳定、结构特殊，在维持肉的弹性和强度上起着非常重要的作用。在肉的成熟过程中胶原纤维的网状结构变得松弛，由规则、致密的结构变成无序、松散的状态。同时，存在于胶原纤维间以及胶原纤维上的黏多糖被分解，这可能是造成胶原纤维结构变化的主要原因。胶原纤维结构的变化直接导致了胶原纤维剪切力的下降，从而使整个肌肉的嫩度得以改善。

（二）成熟肉的特征

成熟肉的特征是：

（1）肉呈酸性环境。

（2）肉的横切面有肉汁流出，切面潮湿，具有芳香味和微酸味，容易煮烂，肉汤澄清透明，具肉香味。

（3）肉表面形成干膜，有羊皮纸样感觉，可防止微生物的侵入和减少干耗。

肉在供食用之前，原则上都需要经过成熟过程来改进其品质，特别是牛肉和羊肉，成熟对提高风味是非常必要的。

（三）成熟对肉质的作用

成熟对肉质的作用如下：

（1）嫩度改善。随着肉成熟的发展，肉的嫩度产生显著的变化。刚屠宰之后肉的嫩度最好，在极限pH 时嫩度最差。成熟肉的嫩度有所改善。

（2）肉的保水性提高。肉在成熟时，保水性又有回升。一般宰后 2～4 d，pH 下降，极限 pH 在5.5 左右，此时水合率为　40%～50%；最大尸僵期以后 pH 为 5.6～5.8，水合率可达 60%。因此，肉成熟时 pH 偏离了等电点，肌动球蛋白解离，扩大了空间结构和极性吸引，使肉的吸水能力增强，肉汁的流失减少。

（3）蛋白质的变化。肉在成熟的过程中，肌肉中许多酶类对某些蛋白质有一定的分解作用，从而促使肌肉中盐溶性蛋白质的浸出性增加。伴随肉的成熟，蛋白质在酶的作用下，肽链解离，使游离的氨基酸增多，肉的水合力增强，变得柔嫩多汁。

（4）风味的变化。在肉成熟的过程中，改善肉风味的物质主要有两类，一类是ATP的降解物——次黄嘌呤核苷酸（IMP），另一类则是组织蛋白酶类的水解产物——氨基酸。随着肉的逐渐成熟，肉中浸出物和游离氨基酸的含量增加，多种游离氨基酸存在，且谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、缬氨酸和甘氨酸较多，这些氨基酸都具有增加肉的滋味或有改善肉质香气的作用。

（四）成熟的温度和时间

原料肉成熟的温度和时间不同，肉的品质也不同（见表1-1-6）。

表1-1-6　成熟方法与肉品质量

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通常在 1°C、硬度消失 80%的情况下，肉成熟的时间：成年牛肉需 5～10 d，猪肉 4～6 d，马肉 3～5 d，鸡 0.5～1 d，羊和兔肉 8～9 d。

肉成熟的时间越长，肉质越柔软，但风味并不相应地增强。牛肉以 1°C、11 d 成熟为最佳；猪肉由于不饱和脂肪酸较多，时间长易氧化使风味变劣。羊肉因自然硬度（结缔组织含量）小，通常采用 2～3 d 成熟。

（五）影响肉成熟的因素

1．物理因素

（1）温度。温度对肉的嫩化速率影响很大，它们之间呈正相关关系。在 0～4°C 范围内，每增加 10°C，嫩化速度提高 2.5 倍。当温度高于 60°C 后，由于有关酶类蛋白质变性，导致嫩化速率迅速下降，所以加热烹调就终断了肉的嫩化过程。据测试，牛肉在 1°C 完成80%的嫩化需 10 d，在 10°C 时缩短到 4 d，而在 20°C 时只需要 1.5 d。在卫生条件好的环境中，适当提高温度可以缩短肉的成熟期。

（2）电刺激。在肌肉僵直发生后进行电刺激，可以加速僵直的发展，嫩化也随之提前，这样就减少了肉成熟所需要的时间。例如，一般需要成熟 10 d的牛肉，应用电刺激后只需要 5 d。

（3）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。如果将臀部用钩挂起，不但腰大肌短缩、被抑制，而且半腱肌、半膜肌、背最长肌均受到拉伸作用，这样可以使肉有较好的嫩度。

2．化学因素

宰前注射肾上腺素、胰岛素等，使动物在活体时加快肌肉中的糖代谢，肌肉中的糖原大部分被消耗或从血液中排除掉，宰后肌肉中的糖原和乳酸含量减少，肉的 pH 较高，达到 6.4～6.9的水平，这样可以使肉始终保持在柔软状态。

3．生物学因素

基于肉内蛋白酶活性可以促进肉质软化，可采用添加蛋白酶的方式强制其软化。用微生物和植物酶可使尸僵硬度减少，常用的有木瓜酶。具体方法是：在宰前静脉注射或宰后肌内注射，宰前注射能够避免动物因脏器损伤而休克或死亡。木瓜酶的最佳作用温度≥50°C，低温时也有作用。

三、肉的变质

肉类的变质是成熟过程的继续。肌肉中的蛋白质在组织酶的作用下，分解生成水溶性蛋白肽及氨基酸，完成了肉的成熟。若成熟继续进行，蛋白质进一步水解，生成胺、氨、硫化氢、酚、吲哚、粪嗅素、硫化醇，则发生蛋白质的腐败，同时发生脂肪的酸败和糖的酵解，产生对人体有害的物质，称之为肉的变质。

（一）肉变质的原因

健康动物的血液和肌肉通常是无菌的，肉类的腐败实际上是由外界污染的微生物在其表面繁殖所致。表面微生物沿血管进入肉的内层，并进而伸入到肌肉组织。在适宜条件下，浸入肉中的微生物大量繁殖，以各种各样的方式使肉质变化，产生许多对人体有害甚至使人中毒的代谢产物。

1．微生物对糖类的作用

许多微生物均优先利用糖类作为其生长的能源。好气性微生物在肉的表面生长，通常把糖完全氧化成二氧化碳和水。如果氧的供应受阻或因其他原因氧化不完全时，则有一定程度的有机酸积累，肉的酸味即由此而来。

2．微生物对脂肪的腐败作用

微生物对脂肪可进行两类酶促反应：一是由其分泌的脂肪酶分解脂肪，产生游离脂肪酸和甘油，如霉菌以及细菌中的假单胞菌属、无色菌属、沙门氏菌属等都是能产生脂肪分解酶的微生物；另一种则是由氧化酶通过 β-氧化作用氧化脂肪酸。这些反应的某些产物常被认为是酸败气味和滋味的来源。但是，肉和肉制品中严重的酸败问题不是由微生物引起的，而是因空气中的氧在光线、温度以及金属离子催化下进行氧化的结果。

3．微生物对蛋白质的腐败作用

微生物对蛋白质的腐败作用是各种食品变质中最复杂的一种，这与天然蛋白质的结构非常复杂以及腐败微生物的多样性密切相关。有些微生物如梭状芽孢菌属、变形杆菌属和假单胞菌属的某些种类以及其他的种类，可分泌蛋白质水解酶，迅速把蛋白质水解成可溶性的多肽和氨基酸。而另一些微生物尚可分泌水解明胶和胶原蛋白的明胶酶和胶原酶以及水解弹性蛋白质和角蛋白质的弹性蛋白酶和角蛋白酶。有许多微生物不能作用于蛋白质，但能对游离氨基酸及低肽起作用，将氨基酸氧化脱氨生成胺和相应的酮酸。另一种途径则是使氨基酸脱去羧基，生成相应的胺。此外，有些微生物尚可使某些氨基酸分解，产生吲哚、甲基吲哚、甲胺和硫化氢等。在蛋白质、氨基酸的分解代谢中，酪胺、尸胺、腐胺、组胺和吲哚等对人体有毒，而吲哚、甲基吲哚、甲胺硫化氢等则具有恶臭，是肉类变质发臭的原因。

（二）影响肉变质的因素

影响肉腐败变质的因素很多，如温度、湿度、pH、渗透压、空气中的含氧量等。温度是决定微生物生长繁殖的重要因素，温度越高微生物繁殖发育越快。水分是仅次于温度决定肉食品微生物生长繁殖的因素，一般霉菌和酵母菌比细菌耐受较高的渗透压，pH 对细菌的繁殖极为重要，所以肉的最终pH 对防止肉的腐败具有十分重要的意义。空气中的含氧量越高，肉的氧化速度越快，就越易腐败变质。

肉的成熟和变质：探究与防治

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