食品百科

1.2.1 畜、禽、水产原料的种类与加工特性

2023-02-14

1.2.1.1 畜、禽肉的加工特性

(1) 肉的色泽 肉的色泽对肉的营养价值并无多大影响,但在某种程度上会影响 食欲和肉的商品价值。肉的色泽主要取决于肌肉中的色素物质——肌红蛋白和血红蛋 白。肌红蛋白的含量和化学状态的变化,形成不同动物、不同肌肉的色泽的变化,从紫 色到鲜红色,从褐色到灰色,甚至还会出现绿色。肉色的深浅程度受内因(动物种类、年 龄及部位;肌红蛋白的含量;血红蛋白的含量)和外因(环境中的氧含量;湿度;温度;pH) 的影响。

(2) 肉的嫩度 嫩度是肉的主要品质之一,它是消费者评判肉质优劣的最常用指标。 肉的嫩度是指在咀嚼或切割时所需的剪切力,表明了肉在被咀嚼时柔软、多汁和容易嚼烂 的程度。影响肉的嫩度的因素很多,除与遗传因子有关外,主要取决于肌肉纤维的结构和 粗细、结缔组织的含量及构成、热加工和肉的pH等。

大部分肉经加热蒸煮后,肉的嫩度有很大改善,并且使肉的品质有较大变化。但牛肉 在加热时一般是硬度增加,这是由于肌纤维蛋白质遇热凝固收缩,使单位面积上肌纤维数 量增多所致。另外,肉的嫩度还受pH的影响,pH在5.0~5.5时肉的韧度最大,而偏离 这个范围,则嫩度增加,这与肌肉蛋白质等电点有关。

(3) 肉的保水性 肉的保水性即持水性、系水性,是指肉在压榨、加热、切碎搅拌时保 持水分的能力,或在向其中添加水分时的水合能力。这种特性对肉品加工的质量有很大 影响,例如肉在冷冻和解冻时如何减少肉汁流失,加工时加的水量等。

影响保水性的因素很多,宰前因素包括品种、年龄、宰前运输、饥饿程度、能量水平、身 体状况等。宰后因素主要有屠宰工艺、胴体储存、尸僵开始时间、熟化、肌肉的解剖学部 位、脂肪厚度、pH的变化、蛋白质水解酶活力和细胞结构,以及加工条件如切碎、盐渍、加 热、冷冻、干燥、包装等。而最主要的是pH、ATP含量、加热和盐渍。

(4) 肉的风味 肉的风味是指生鲜肉的气味和加热后肉制品的香气和滋味。当将肉 加热后,呈味的前体物质反应生成各种呈味物质,赋予肉以滋味和芳香味。这些物质主要 是通过美拉德反应、脂质氧化和一些物质的热降解这三种途径形成。

畜、禽肉的基本组成类似,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物等,而风味又是由这些物质 反应生成,加上烹调方法具有共性,所以无论来源于何种动物的肉均具有一些共性的呈味 物质。当然不同来源的肉还有其独特的风味,如牛、羊、猪、禽肉有明显不同。风味的差异 主要来自于脂肪的氧化,这是因为不同种动物脂肪酸组成明显不同,由此造成氧化产物及 风味的差异。另一些异味物质如羊膻味和公猪腥味分别来自于脂肪酸和激素代谢产物。

肉中的一些非挥发性物质与肉的风味的关系如表1-13所示。

表1-13 肉的风味物质与肉的风味

风 味 风 味 物 质
葡萄糖、果糖、核糖、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸
无机盐、谷氨酸钠、天门冬氨酸钠
天门冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、天门冬酰胺、琥珀酸、乳酸、二氢吡咯羧酸、磷酸
肌酸、肌酐酸、次黄嘌呤、鹅肌肽、肌肽、其他肽类、组氨酸、精氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异

亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸

G-5′-IMP,5′-GMP,其他肽类

(5) 多汁性 多汁性也是影响肉的食用品质的一个重要因素,尤其对肉的质地影响 较大,据测算,10%~40%的肉质地的差异是取决于其多汁性。多汁性的评定靠的是主观 评定,现在还没有较好的客观评定方法。

在一定范围内,肉中脂肪含量越多,肉的多汁性越好。因为脂肪除本身产生润滑作用 外,还刺激口腔释放唾液。一般烹调结束时温度越高,多汁性越差。不同烹调方法对多汁 性有较大影响,同样将肉加热到70℃,采用烘烤方法肉汁最多,其次是蒸煮,再其次是油 炸。多汁性最差的是加压烹调。

1.2.1.2 水产原料的加工特性

我国水产资源丰富,水产食品原料品种多、分布广,有海洋和内陆水域的鱼类,甲壳 动物中的虾、蟹类,软体动物中的头足类,还有藻类等。常见的具有经济价值的鱼类就有 200多种,包括海水鱼类和淡水鱼类。这些鱼类又可以分为暖温性鱼类、暖水性鱼类、冷 水性鱼类、冷温性鱼类等。在海水鱼类中,按肌肉的颜色又可以分为红肉鱼类和白肉鱼 类,如体内肌红蛋白、细胞色素等色素蛋白含量较高,肉带红色的鲐鱼、沙丁鱼、金枪鱼等 洄游性鱼类为红肉鱼类;肌肉中仅含少量色素蛋白,肉色近乎白色的为白肉鱼类,如鳕鱼、 鲷鱼等游动范围较小的鱼类。

水产品原料的稳定供应是水产食品加工生产的首要条件,但是鱼类尤其是非养殖鱼 类的渔获量受季节、渔场、海况、气候、环境生态等多种因素的影响,不同的年份、不同的季 节其产量变化较大,因此水产食品的加工生产具有季节性。尤其是海洋捕捞鱼类,由于人 为捕捞因素更会引起种群数量剧烈变动,甚至引起整个水域种群组成的变化。

随着水产人工养殖的发展,养殖鱼类所占的比重越来越高。自20世纪70年代以来, 我国沿海陆续开始了对鱼、虾、扇贝、海带等水产品的养殖,淡水则已形成了哪里有水面, 哪里就有养殖的局面,养殖产量占到了总渔获量的50%左右,这在一定程度上可提高渔 获量的稳定性。

(1)水产原料成分的多变性 鱼、贝类的成分不仅在不同种类之间存在较大的差异, 即使是同一种类,也因其个体部位、成长度(大小)、季节、生息地区、饵料、雌雄等种种因素 造成鱼体中脂肪、水分甚至蛋白质等成分明显变化。海洋洄游性中上层鱼类如金枪鱼、 鲱、鲐、沙丁鱼等的脂肪含量大多高于鲆、鳕、鲷、黄鱼等底层鱼类。前者一般称为多脂鱼 类,其脂肪含量通常为10%~15%,高时可达20%~30%;后者称为少脂鱼类,脂肪含量 一般在5%以下。鱼体的部位、年龄不同,脂肪含量也有差异。一般头部、腹部和鱼体表 层肌肉的脂肪含量多于尾部、背部和鱼体深层肌肉的脂肪含量。年龄、体重大的鱼,其肌 肉中脂肪的含量高于年龄、体重小的鱼;生殖产卵前的脂肪含量高,产卵后大量减少;暗色 肉的脂肪含量高于普通肉的含脂类。除脂肪含量变化较大外,不同品种其水分、蛋白质、 碳水化合物(如表1-14)等也有较大的变化。

表1-14 水产原料的组成 单位: %

名 称 水 分 蛋白质 脂 质 碳水化合物 矿物质
鲅 鱼 72.5 21.2 3.1 2.1 1.1
带 鱼 73.3 17.7 4.9 3.1 1.0
鲤 鱼 76.7 17.6 4.1 0.5 1.1
比目鱼 74.5 21.2 2.3 0.5 1.5
牡 蛎 82.0 5.3 2.1 8.2 2.4
章 鱼 86.4 10.6 0.4 1.4 1.2
红 螺 68.7 20.2 0.9 7.6 2.6
墨 鱼 79.2 15.2 0.9 3.4 1.3
鲈 鱼 77.5 18.6 2.4 0 1.5
对 虾 76.5 18.6 0.8 2.8 1.3
河 虾 78.1 16.4 2.4 0 2.9
海 蟹 77.1 13.8 2.3 4.7 2.1
海带(鲜) 94.4 1.2 0.1 1.6 3.2
海参(鲜) 77.1 16.5 0.2 0.9 3.7
海蜇皮 76.5 3.7 0.3 3.8 15.7

(2)水产原料的易腐性 渔业生产的季节性较强,尤其是渔汛期,鱼货高度集中。鱼 类捕获后,一般很少能马上剖肚处理,而是带着容易腐败的内脏和鳃等进行运输和销售, 细菌极易繁殖。而且,鱼类的外皮薄,鳞片易脱落,在捕捞时易受机械损伤,这样细菌就更 易侵入鱼体内。从水产品本身的特性来看,鱼类的肌肉组织水分含量高,肌基质蛋白较 少;鱼体内所含酶类在常温下活力较强,死后僵硬、解僵和自溶过程的进程快,鱼肉蛋白质 在分解时生成大量低分子代谢物和游离氨基酸,成为细菌的培养基;鱼体表的黏液更是起 到培养基的作用,成为细菌繁殖的好场所。因此在同样的条件下,鱼体要比陆地上的动、 植物更易腐败。

1.2.1.3 蛋的加工特性

(1)蛋的凝固特性 凝固性是蛋白质的重要特性。当卵蛋白受热、盐、酸或碱及机械 作用则会发生凝固。蛋的凝固是一种卵蛋白质分子结构变化,这一变化使蛋液变稠,由流 体(凝胶)变成固体或半流体(凝胶)状态。

① 蛋的热凝固: 蛋清和蛋黄在一定温度下长时间加热即开始凝固,失去流动性,并 随温度升高而变得坚硬。

蛋液的稀释使蛋白质浓度降低,引起热凝固点升高,甚至不发生凝固,并且凝固物的 剪切力变小。在蛋液中添加盐类可以促进蛋的凝固,这是由于盐类能降低蛋白质分子间 的排斥力。因此,蛋在盐水中加热可使蛋凝固完全,且易去壳。而在蛋液中加糖可使其凝 固温度升高,凝固物变软。

蛋的很多加工方法都利用了蛋液的热凝固性,如煮蛋、炒蛋。蛋液加工如巴氏杀菌过 程要防止热凝固。人们常在蛋液中加糖、表面活性剂来修饰蛋白,提高了蛋白的热稳定 性。用蛋白分解酶处理蛋液,则蛋液在加热后不会形成坚硬凝固物。

② 蛋的酸、碱凝胶化: 蛋在一定pH条件下会发生凝固,众多学者曾研究了蛋白在 碱和酸作用下的凝胶化现象,发现蛋白在pH 2.3以下或pH 2.0以上会形成凝胶。而在 2.2<pH<12.0之间则不发生凝胶化。这对使用鸡蛋蛋白为原料的加工食品,如面包、糕 点等酸性食品的加工有很大指导意义。另外,也是我国松花蛋及糟蛋形成的酸、碱凝固机 理。蛋白碱性凝胶形成的时间及液化时间受pH、温度及碱浓度影响。如碱浓度过高,松 花蛋腌制时容易烂头,甚至液化,这时如热处理,则蛋白发生凝固而制成热凝固皮蛋。

③ 蛋黄的冷冻胶化: 蛋黄在冷冻时黏度剧增,形成弹性胶体,解冻后也不能完全恢 复蛋黄原有状态,这使冰蛋黄在食品加工中的应用限制很大,这种现象发生在蛋黄于 -6℃以下冷冻或贮藏。在一定温度范围内,温度越低则凝胶化速度越快,这是由于蛋黄 的冰点由-0.58℃降至-6℃时,水形成冰晶,其未冻结层的盐浓度剧增,促进蛋白质盐析 或变性,其中卵黄磷蛋白凝集。蛋黄的凝胶化与低密度脂蛋白(LDL)有关,为了抑制蛋黄 的冷冻凝胶酶(以胃蛋白酶最好),采用脂肪酶处理蛋黄可抑制蛋黄冷冻凝胶化。机械处 理如均质、胶体磨研磨也可降低蛋黄黏度。

(2) 蛋的起泡性 将蛋清搅打时,空气进入蛋液中形成泡沫。在起泡过程中,气泡逐 渐变小而数量增多,最后失去流动性,再通过加热使之固定。蛋清的这种特性在糖饰、天 使蛋糕等的加工中得到应用。

蛋清的发泡能力受许多加工因素影响,当蛋清搅拌到相对密度为0.15~0.17时, 不仅泡沫稳定,而且可使蛋糕体积最大。加工时均质会延长搅拌时间,降低蛋糕体积。 蛋白经加热(>58℃)杀菌后会使卵黏蛋白与溶菌酶形成的复合体发生不可逆的变性, 延长起泡所需时间,降低发泡力,因此在加热前用柠檬三乙酯或磷酸三乙酯补偿加热的 影响,另外调整pH至7.0并添加金属盐如Al3+等,均可以提高蛋白的热稳定性。蛋白 的发泡性受酸碱度的影响很大,在等电点pH或强酸、强碱性pH时,由于蛋白质变性并 凝集而起泡力达到最大。

少量脂类的存在会降低蛋清发泡力,添加脂酶(目前商业用Takamine lipase 150由 Miles化学公司提供),化学试剂如柠檬酸三乙酯、月桂酸硫酸钠等,对于恢复受蛋黄污染 的蛋清的发泡力很有效。

目前又有许多研究结果表明,将二甲基戊二酸酐加到蛋白中可以保护蛋清的发泡力 不受损害。

添加盐类于蛋清中(中性或碱性pH下)可提高其起泡力。而在酸性条件下,盐类对 蛋白质发泡力反而有不良效果。

(3)蛋的乳化性 蛋的乳化性由蛋黄来体现。蛋黄具有优异的乳化性,它本身既是 分散于水中的液体,又可做高效乳化剂用于许多食品如蛋黄酱、油蛋糕、面糊等。目前已 知卵磷脂、胆固醇、脂蛋白与蛋白质均为蛋黄中具有乳化力的成分。

蛋黄的乳化性受加工方法的影响,蛋黄经稀释其黏度降低,乳浊液的稳定性下降。向 蛋黄中添加少量食盐、糖可以提高乳化容量。酸能降低蛋黄乳化力,但各种酸对其影响程 度不同,强酸(如盐酸)影响大,在pH5.6时就会使其稳定性急剧下降,而弱酸(如醋酸)则 在pH4以下才会对其乳化容量有显著的影响。蛋黄冷冻会发生胶化,解冻后使用时难与 其他原料混合。用机械方法如均质、胶体磨研磨仍无法完全恢复其乳化容量,为此在蛋黄 冷冻前常添加糖、食盐等降低其胶化性。蛋黄经干燥处理其溶解度降低,这是由于干燥过 程中随着水分的减少,其脂质由脂蛋白中分离出来而存在于干燥蛋黄表面,因此严重损害 其乳化性。干燥前加糖类,则糖分子中的—OH其替代脂蛋白的水,而保护脂蛋白。

蛋黄干燥后加水时,水可再将糖置换,而恢复原来脂蛋白质的水合状态。另外,贮藏 蛋的乳化力下降,向蛋中添加磷脂并不能提高其乳化性,过量反而会使乳化力下降。

1.2.1.4 乳的加工特性

(1)色泽 正常的新鲜牛乳呈乳白色或淡乳黄色。其中:乳白色是牛乳中酪蛋白- 磷酸钙复合物的微粒子和脂肪球的微粒子对光线散射和反射的结果;淡乳黄色是因为乳 脂肪中含有胡萝卜素所致;乳清呈黄绿色是由于乳中含有乳黄素。乳的色泽与乳牛品种 及季节等有重要关系。

(2) 滋味与气味 新鲜乳有一种特殊的乳香味,这是因为牛乳中含有挥发性的脂肪 酸及其他挥发性物质。香味与挥发物的成分和含量有关,而且温度升高时,味道变得更 浓。乳中因为含有一定量的乳糖,故稍有甜味。此外,乳中由于含有一定量的Cl,所以 带点咸味,但乳中的乳糖、脂肪、蛋白质等成分会掩盖其咸味。而异常乳因Cl含量高,产 生浓厚的咸味。

牛乳极易吸收外来的气味而产生异味,如接近水产品时易带鱼腥味;与葱、蒜混放时 即带葱、蒜味;挤乳后不马上从牛舍取走,牛乳将会带上粪臭味和饲料味;乳牛吃了扁豆所 产的乳会带有苦味,因此牛乳不能与其他产品放在一起。另外,牛乳在阳光下暴晒会使脂 肪分解而带有油酸味;贮乳容器为金属材质时,会带上金属味;被微生物污染将产生酸败 味。总之,一切不适当的处理都会使乳产生特殊的异味。

(3) 酸度 牛乳的酸度是反映牛乳新鲜程度和热稳定性的重要指标。酸度高的牛 乳,新鲜度低,热稳定性差;酸度低的牛乳,新鲜度高,热稳定性也高。

正常新鲜牛乳中,蛋白质分子内含有较多的酸性氨基酸和自由羧基,而且还受乳中磷 酸盐和柠檬酸盐、CO2等酸性物质的影响,所以鲜乳呈现一定的酸度,这种酸度称为自然 酸度。另外,由于微生物的作用,乳中的乳糖发酵变为乳酸,使乳的酸度升高,这种酸度称 为乳的发酵酸度。自然酸度和发酵酸度之和称为乳的总酸度。在生产中测得的酸度往往 是牛乳的总酸度。而且非脂乳固体含量越多,其酸度也越高。

牛乳的酸度,通常用滴定酸度来表示。滴定酸度是指取一定量的牛乳,以酚酞作指示 剂,再用一定浓度的碱液进行滴定,以消耗碱液的量来表示。牛乳的滴定酸度用吉尔涅尔 度(°T)、乳酸度(乳酸%)或SH度(°SH)来表示。

① 吉尔涅尔度(°T): 即取100mL牛乳(生产单位为了节省原料乳,取10mL来滴 定,这时需将碱液的消耗数乘以10),用酚酞作指示剂,以0.1mol/L的浓度来滴定,按所 消耗的体积(mL)来表示。消耗1mL为1°T。正常牛乳的吉尔涅尔度为16~18°T。

② 乳酸度(乳酸%): 用乳酸量表示酸度时,按上述方法测定后用下列公式计算:

③SH度(°SH): SH度的滴定方法与°T相同,只是所用NaOH溶液的浓度不同。 SH度所用的为0.25mol/L NaOH溶液。即按上述方法用0.25mol/L NaOH滴定时,每消 耗1mL为1°SH。新鲜牛乳的SH酸度通常为5~8°SH。

④pH: 酸度可用氢离子浓度的负对数(pH)表示,正常新鲜牛乳的pH为6.5~6.7, 一般初乳或酸败乳的pH在6.4以下,乳房炎乳或低酸度乳pH在6.8以上。

滴定酸度可以及时反映出乳酸产生的程度,而pH反映乳的表观酸度,两者之间的关 系没有规律性,因此生产中广泛采用测定滴定酸度来间接掌握乳的新鲜度。

(4)相对密度和密度 牛乳的相对密度系指在15℃时一定容积牛乳的质量与同容 积、同温度水的质量之比。正常牛乳的相对密度在15℃时平均为1.032,脱脂乳的相对密 度在15℃时为1.034~1.040。测定牛乳相对密度,通常用牛乳比重计,测定范围为 1.015~1.045,在比重计上刻有15~45的刻度,以度来表示,例如其刻度为15,即相当于 相对密度1.015;刻度为30,则相当于相对密度1.030。

牛乳挤出后1h之内相对密度最低,其后逐渐上升,这可能与乳中蛋白质的水合作用 及其中CO2含量有关,故不应在挤乳时测乳的相对密度。牛乳的相对密度会因掺水而降 低,而在乳中加入脱脂乳或去除部分脂肪会使其相对密度增高。

乳的密度系指在20℃时一定容积乳的质量与同容积水在4℃时的质量之比。正常乳 的密度为1.030。

乳的密度随温度变化而变化,在10~25℃范围内,温度每变化1℃,乳的密度则变化 0.0002,即测定时乳的温度高于20℃时,每高出1℃,需在实际测得的密度数值上加上 0.0002;反之,低于20℃,减去0.0002。这是因为温度高于20℃时,乳中的挥发性物质易 挥发,部分气体排出。

(5)热学性质

① 比热容: 一个标准大气压下,牛乳温度升高1℃所吸收的热量与同质量的水温度 升高1℃所吸收热量之比,称之为牛乳的比热容。牛乳的比热容为其所含各种成分比热 容的总和。牛乳的比热容约为0.93~0.96,其中乳蛋白质的比热容为0.5,脂肪的比热容 为0.5,乳糖的比热容为0.3,灰分的比热容为0.1。

② 冰点: 牛乳的冰点一般为-0.525~-0.565℃,平均为-0.540℃。乳糖和可溶 性盐类是导致牛乳冰点下降及范围较窄的主要原因,和脂肪、蛋白质无关。因为乳糖和盐 类在乳中的含量比较稳定,因此,正常乳的冰点是牛乳物理性质中的一项稳定指标,若在 乳中掺水可导致冰点上升。

③ 沸点: 牛乳的沸点在一个标准大气压下约为100.55℃,乳中固体物质含量越高, 其沸点越高。

(6) 黏度与表面张力 正常乳的黏度为0.0015~0.002 Pa·s。牛乳的黏度随温度升 高而降低;随乳固体的增多而增大。初乳、末乳、病牛乳的黏度比正常乳高。黏度在乳品 生产中是一个经常遇到的问题,而在加工中,黏度受脱脂、杀菌、均质等操作的影响。

表面张力相当于沿液体表面作用在单位长度上的力。牛乳的表面张力表现为乳脂肪 和水的接触面上所产生的相互排斥的一种力,表现为各自尽量缩小彼此之间接触面积的 一种力,只有当脂肪浮于乳表面分为两层时,其接触面积最小,亦最稳定。

牛乳在20℃时表面张力为0.04~0.06 N/cm。牛乳的表面张力随温度上升而降低, 随含脂率下降而增大。乳经均质处理,脂肪球表面积增大,由于表面活性物质吸附于脂肪 球界面处,从而增大了表面张力。但如果不将脂酶先经加热处理而使其钝化,均质处理会 使脂肪酶活力增强,乳脂水解生成游离脂肪酸,使表面张力降低。表面张力与乳的起泡性 有关。加工发泡奶油冰淇淋时要设法降低乳的表面张力,达到改善产品外观与品质,以提 高这些产品的质量;而生产消毒牛乳及进行乳的运输时,就要设法加大乳的表面张力,尽 量避免产生泡沫层,否则将影响消毒效果,降低产品的质量。

(7) 导电率 牛乳并不是电的良导体,但因乳中溶有盐类,因此具有导电性。通常导 电率依乳中的离子数量而定,离子的数量取决于乳中盐类及离子形成物质。与乳中的导 电率关系最密切的离子为Na+、K+、Cl等。当牛乳酸败产生乳酸,或患乳房疾病时,乳 中Na+、Cl含量增加,导电率增大。

脱脂乳中由于妨碍离子运动的脂肪已被除去,因此其导电率要比全乳高。将牛乳煮 沸时,由于CO2释出,而且磷酸钙沉淀,因此导电率降低。

乳在浓缩过程中,当干物质浓度增加到一定限度以内时,导电率增高。即干物质浓度 在36%~40%以内时导电率增高,此后又逐渐下降。因此,在生产上可以通过测定导电 率来检查乳的浓缩程度来调节真空蒸发器的运行。

(8)折射率 乳的折射率比水大,这是因为乳中含有多种固体物质,其中主要受无脂 干物质的影响。但在全乳中因有脂肪球的不规则反射影响,不易正确确定。由脱脂乳测 得的较准确,折射率为1.344~1.348,此值与乳固体的含量呈比例关系,由此可判定牛乳 是否掺水。

乳清的折射率取决于乳中的乳糖含量,即乳糖含量越高,折射率越大。在整个泌乳期 间的牛乳乳清折射率的差异不大,因此,可以根据乳的折射率来确定乳的状态是否正常及 乳中乳糖的含量。