鲜肉的变化

第一节　鲜肉的变化

一、肉的产酸

动物屠宰后，在酶的一系列催化作用下，肌肉中残存的血糖、糖原发生无氧酵解。一个葡萄糖分子酵解后可生成2个分子的乳酸和3个ATP（三磷酸腺苷）分子，使肌肉的pH值由中性逐渐下降到酸性。当pH值下降到一定程度时，糖原酵解酶的活性受到抑制（此时残存的糖原约占原来的1％），而无机磷酸化酶的活性大大升高，促使ATP迅速分解，经过两次脱磷酸作用生成AMP（磷酸腺苷），释放出的磷酸使肉品的pH值继续下降。肌肉中酸度最大时的pH值称为极限pH值，哺乳动物的极限pH值一般为5.4～5.5之间。同一胴体中不同部位的肌肉其极限pH值会有所不同，如同在37℃下，宰后6～8hs时，横膈肌的极限pH值接近于6，心肌为5.8，半膜肌、背最长肌、腰肌为5.5，个别部位也可在6以上。如果宰前长时间饥饿、极度疲劳使血糖和肌糖原消耗很大，宰后肌肉中缺乏产酸物质，则宰后pH值基本上维持在7.2左右，肌肉的色泽、弹性等性状也会因此发生变化（如产生DFD肉），影响肉品外观和食用价值。此外，宰后肌肉pH值下降的速度、极限pH值的高低还与动物种类、个体差异、环境温度等有很大的关系，外界温度越高，或宰后肉品降温缓慢（如屠宰后肉品较多，堆积在一起通风散热不良时），则pH值的下降就越快。如果动物在宰前因疾病治疗注射过含Ca盐类药物或肾上腺素，则宰后糖原的酵解过程较快，pH值下降的也就较快。

宰后肉品pH值的下降，对微生物、特别是细菌的繁殖有明显的抑制作用，有助于肌肉成熟过程的进行，改善肉品的食用性，增加肉的耐藏性，对肉类产品的深加工也具有重要的卫生学意义。对于某些对酸敏感的病原微生物引起的疫病，其产品只需经过成熟过程（产酸处理）即可达到无害处理的目的。

二、肉的僵硬与解僵

（一）肌肉僵硬

宰后数小时内，随着肌肉中pH值的下降，肌肉组织也逐渐失去弹性而变得僵硬，这种状态叫死后僵直，医学上称之为尸僵，一般发生于宰后2～8hs。

在有氧状态下，一个分子的葡萄糖完全氧化后，可生成39个分子的ATP，而在死后的无氧酵解中，只产生3个分子的ATP，也即宰后肌肉中ATP的正常供给中断了。ATP的大幅减少，使肌浆网体破裂，内中的Ca^＋＋大量释放出来，致使肌浆中的Ca⁺⁺浓度增高，肌原纤维中的肌动蛋白细丝向肌球蛋白粗丝中滑入，结合成肌动球蛋白，使肌肉产生收缩。活体状态的动物，当神经冲动传至肌浆网膜时，膜上Ca泵将肌浆网膜内的Ca⁺⁺大量泵出，使肌动蛋白与肌球蛋白结合，则肌肉收缩。收缩结束后，肌浆网膜上的Ca泵又将Ca⁺⁺泵入肌浆网膜内，肌动球蛋白解离成肌动蛋白与肌球蛋白，则肌肉舒张。由于死后肌浆网膜遭到破坏，膜上的Ca泵无法再将Ca⁺⁺泵入肌浆网膜内，所以此时肌原纤维的收缩是不可逆的，这就是肌肉僵直发生的基本原理。肌肉僵直最严重时，其硬度可增加到原来的10～40倍。随着肌肉僵硬过程的进行，肌肉的pH值也逐渐下降到极限值，正好达到肌原纤维多数蛋白质的等电点附近，同时由于肌动蛋白和肌球蛋白结合，减小了肌原纤维中的间隙。在以上两种因素的作用下，使肌肉的保水性下降。因此，此时的肌肉不仅僵硬，而且切面干燥，肉汁少。宰前极度饥饿或极度疲劳的动物，宰后肌肉内的糖原含量甚少，生成的ATP更少，所以肌肉僵直可在较短时间内完成（如DFD肉的形成），几乎宰后肌肉即处于僵硬状态。

（二）僵硬解除

肌肉僵硬达到顶点并保持一段时间后，又开始逐渐变软。肌肉的这个由僵硬到变软的过程称为肌肉僵硬的解除，也叫做解僵。

肌肉僵硬时，肌肉持续收缩，肌原纤维Z线较长时间保持一定的张力。当僵直达到一定程度时，在Ca⁺⁺浓度变化以及蛋白水解酶和Z线张力的作用下，肌原纤维的部分Z线开始发生断裂，较长的肌原纤维断裂成数目不等的小节；同时肌动球蛋白逐渐解离成肌动蛋白和肌球蛋白；肌肉pH值的下降，也对肌肉蛋白质的生物化学性质和胶体结构产生显著影响，肌原纤维中的结构性弹性蛋白的数量也开始减少。媒质的酸性还可增加肌间结缔组织的渗透性，从而促进了胶原的膨胀和软化。在上述因素的共同作用下，肌肉开始解僵，逐渐变软。解僵过程也受温度的影响，外界温度越高，解僵过程就越快。如在炎热的夏季，凌晨屠宰加工的肉，当天下午就会变得很软，说明解僵过程快。而在冬季，肉品即使到了次日，肌肉组织还明显发硬，说明解僵过程慢。从僵直到解僵的时间越长，肉品保持新鲜的时间也就越长。

三、肉的成熟

屠宰后的动物肉在一定时间内（常温下一般为2～5d），经过一系列酶的作用，肌肉组织中发生一系列生物化学反应，使肉变得柔嫩、多汁，味道和食用性质大为改善，这个过程称为肉的成熟。此时的肉进行烹调，不仅营养丰富，容易消化吸收，而且味道鲜美，肉汤透明而清香，这样的肉称之为“成熟肉”。肉成熟的过程对于提高肉品的食用价值和后续加工过程都具有极为重要的卫生学意义。

肉的成熟过程实际上在解僵的同时就开始了，主要是Ca⁺⁺浓度变化和肌原纤维张力发挥作用，解僵和成熟两个过程之间并没有明显的界限。随着解僵的进行，蛋白水解酶的活性逐渐加强，蛋白质的初级分解过程也渐渐转强，这种过程与多肽酶有关。多肽酶有酸性多肽酶和中性多肽酶之分。酸性多肽酶（如组织蛋白酶-L）在肌肉pH值下降到5.5左右时（此时为肌肉僵直的后期）活性加强，对肌动蛋白、肌球蛋白、肌钙蛋白发挥降解作用。而中性多肽酶的最适pH值是7.0～7.5（Ca⁺⁺浓度的增加可使其活性增强），在极限pH值时，它的活性很低，但随着Ca⁺⁺浓度的不断升高（肌肉僵硬的后期，肌浆中的Ca⁺⁺浓度是活体时的100倍），它的活性逐渐增强。所以，在肌肉pH值到达极限值时，不论是酸性多肽酶还是中性多肽酶，其活性都是增强的，从而开始了肌肉解僵和成熟的过程。在多肽酶的作用下，大分子的蛋白质逐步降解为分子较小的多肽，形成低分子的游离多肽化合物，并进一步降解为氨基酸。试验表明，新鲜肉的浸出物中氨基酸的含量很少，而成熟肉的浸出物中有多种氨基酸存在，其中最多的是谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、甘氨酸等。可见肉的成熟过程中伴有明显的蛋白质降解过程，但不产生硫化氢等蛋白质降解产物。

肌肉成熟过程还能产生一些使肉品产生芳香气味和滋味的物质，如次黄质（次黄嘌呤）、谷氨酸、次黄嘌呤核苷酸以及其他挥发性芳香物质。这些物质使肉品在烹调时产生鲜美的滋味和气味，大大提高了肉的食用性和营养价值。

肉的成熟是在一系列酶的催化下进行的，温度提高可以使酶的活性增强，因此温度升高时，成熟过程也相对地加快。但不适当地提高温度很容易引起肉的自溶和微生物的繁殖，使肉品容易发生变质和腐败。

四、肉的自溶

肉的自溶是指动物屠宰后肌肉经过产酸、僵直、解僵和成熟过程后，由于保藏条件不合理，使肉内长时间保持较高的温度（如肉尸未经充分冷却即冷藏、肉尸叠加导致散热不良等），从而增强了组织蛋白酶的活性而发生的自体分解过程。此时，组织中虽然没有微生物，但这样的自溶可以引起组织蛋白的强烈分解，并放出硫化氢和其他具不良气味的挥发性物质，但其中没有氨。由于自溶可使肉品外观变黑，失去光泽，所以自溶又叫做肉的变黑。个体较大而且肥胖的肉尸往往更容易变黑，因其冷却较慢。

肌肉自溶和成熟之间没有截然的界限，自溶是成熟过程中蛋白质降解的继续。成熟过程中蛋白质降解的多肽和氨基酸进一步分解，产生硫化氢等气味难闻的降解产物。肉品严重自溶时，肥的白条肉在皮下脂肪层能看到污绿色，这是由于蛋白质降解产生的硫化氢或有机含硫化合物（如硫醇）和血红蛋白结合，形成硫化血红蛋白或含硫醇的化合物的缘故。脏器的自溶要比肌肉为快（特别是肝脏），这是由于其组织构造上的特点和含有丰富的酶所致。

在自然条件下，厌氧菌引起的腐败也会使肉发黑，与肉品自溶发黑的区别是：自溶是无菌情况下发生的，肌肉组织暗淡无光，呈褐红色、灰红色或灰绿色，具有强酸气味，类似于呕吐出的未消化的胃内容物，弹性减退，呈强酸性反应，硫化氢反应呈阳性；厌氧菌引起的发黑则伴有蛋白质的强烈分解，肉品松软，弹性极差，硫化氢和氨反应均为阳性，肉面发黏，甚至切面也发黏。

五、肉的发酵

肉的发酵又称为肉的酸性酵解或酸败，是在肌肉产酸、成熟过程的基础上，由于肉品污染了酸形成性微生物（如杆状菌、球状菌等）且保藏条件不当的情况下发生的。肝脏因富含糖元，故特别容易发生酸性酵解。酸形成性菌在生长繁殖过程中能够产生酸，使肌肉呈强酸性反应（pH5.4～5.6），外观呈灰白色，弹性减退，发出不愉快的酸味，肉涂片上可以发现上述细菌。屠宰后肌肉内的自然产酸过程也使肉的pH值显著下降，但无微生物参与，这是两者的不同之处。此外，肉的发酵与腐败都是在微生物的参与下进行的，但前者很少见到蛋白质分解的低级产物，而腐败过程则能产生大量的蛋白质终极代谢产物。

六、肉的腐败

（一）腐败发生的基本原理

健康动物的血液和肌肉中通常无菌或只有极少量细菌。导致肉类发生腐败的微生物主要是肉品在屠宰、加工、运输、销售、保藏等过程中污染而来的。正常情况下，肉品在成熟、自溶、酸败过程中呈强酸性（但如果动物宰后肉内缺乏产酸物质，此类肉的极限pH值下降不明显，甚至呈中性或弱碱性），对肉中的厌氧性微生物可产生明显的抑制作用。蛋白质不能被微生物直接利用，虽然微生物在繁殖过程中能产生胰蛋白分解酶，但其最适pH值在7以上，在强酸性环境中不能发挥降解蛋白质的作用，细菌得不到适宜的营养而不能繁殖。后来由于肉在成熟、自溶、酸败等过程中产生了大量的蛋白质初级降解产物，为腐败微生物的生长繁殖提供了丰富的营养。同时由于酵母和霉菌可以在酸性介质中很好的繁殖，并形成蛋白质的分解产物氨类等，使肉的pH值提高，从而为腐败细菌的繁殖创造了良好的条件。

肌肉及组织表面的微生物受内部环境的影响较小，繁殖的比较快。在空气不流通、潮湿、污染较严重的情况下，霉菌首先在肉表面繁殖（通常是在颈部、腹股沟皱褶处、肋骨肉表面等部位），侵入的深度一般不超过2mm。霉菌本身虽然不能引起肉的腐败，但其代谢产物却能改变肌肉组织内外部的环境，为腐败微生物的繁殖创造条件，并使肉的色泽、气味发生变化，影响肉品外观和食用价值。

（二）腐败发生的过程

1.肌肉组织的分解　肌肉中的蛋白质在腐败微生物蛋白分解酶的作用下，降解为蛋白胨、蛋白脲和多肽类（这是用硫酸铜肉汤反应检测肉新鲜度的基础），其中的蛋白胨与多肽类可与水结合形成黏液，附在肉的表面，使肌肉组织发黏。这些产物接着很快降解为氨基酸，氨基酸再通过水解、氧化、还原、脱氨基作用和脱羧基作用，进一步分解成各种中间产物和最终产物，如羟酸、酮酸、挥发性油酸、组胺、尸胺、腐肉胺、吲哚、粪臭素、甲酚、硫醇、氨、硫化氢、二氧化碳及其他，其中有的产物具有强烈的臭味。一般来说，厌氧条件下腐败时，由于还原过程占优势，所以具有恶臭的中间产物（吲哚、粪臭素、硫化氢、硫醇等）较多；在富氧条件下，则腐败过程进行的很快，分解的也较彻底，形成最终产物如二氧化碳、硫化氢、氨、水、氮、氢等。

蛋白质分解过程中既有脱氨基作用，又有脱羧基作用。脱羧基作用可形成大量的脂肪族、芳香族、杂环族的挥发性有机碱，如组胺、色胺、酪胺等，这是利用肌肉组织中总挥发性盐基氮（TVBN）测定肉新鲜度的生物化学基础。相反，脱氨基作用可形成有机酸，蛋白质的酵解也可产生挥发性的脂肪酸（如乙酸、油酸、丙酸等）。蛋白质腐败过程中既产生有机酸，也产生有机碱，但腐败肉一般呈酸性，因为有机酸的形成速度更快。

2.脂肪组织的分解　脂肪组织含有足量的水分和较多的含氮物质（胶质蛋白），很适应于微生物的繁殖。由于脂肪组织中含有的胶质蛋白质在腐败分解过程中不产生吲哚、粪臭素等具有强烈臭味的物质，而是形成硫醇，所以脂肪组织腐败时并不发出腐臭气味，而是出现发黄、发粘、产生哈味、酸败味等现象。脂肪在微生物的作用下发生两种酶促反应：一是水解反应，即由微生物分泌的脂肪分解酶将脂肪分解为高级脂肪酸、甘油、甘油脂等；另一种是氧化酶通过β-氧化作用（也称脂肪酸败），先将脂肪氧化成过氧化物，然后再进一步发生脂化反应和酸败，分解成醇酸、聚合物、缩合物以及低级脂肪酸、醛类、酮类等，并使脂肪组织发哈，呈现出酸败特征。一般情况下，脂肪组织的这两种酶促反应是同时进行的，只不过有所侧重而已。脂肪中不饱和脂肪酸含量较多时，脂肪组织的酸败过程就越强些，长期保存的动物油脂其酸价较高。脂肪组织中的酶类以及空气中的氧气、光照、温度、湿度等条件也对脂肪的腐败发挥着重要作用。

牛油脂在正常情况下因为含有胡萝卜素，所以呈黄色。胡萝卜素中有很多不饱和的共轭双键，很容易被氧化，使保存较久的牛油脂失去正常的黄色而发绿。

肉品腐败过程中，类脂质从脂蛋白中解离出来，在脂酶的影响下，使磷脂（卵磷脂）降解为脂肪酸、甘油、磷酸和胆碱。胆碱又进一步转化为三甲胺、二甲胺、甲胺、蕈毒碱和神经碱。这些产物可以进一步氧化，如三甲胺变成具鱼腥气味的三甲胺氧化物。在厌气性分解时，核蛋白、磷蛋白、磷脂及其他一些化合物分解过程中释放出来的磷酸可形成有强烈臭味的有毒无色气体磷化氢，和硫化氢等气体一起使腐败肉产生强烈的恶臭味。

腐败的发展速度取决于腐败微生物的种类、侵入部位和肉品pH值、肉品厚度以及周围环境的温度、湿度、通风、光照等条件。

（三）参与腐败的微生物

在普通条件下，变形杆菌、枯草杆菌，马铃薯杆菌、蕈状杆菌是常见的好气性腐败细菌，而腐败梭状芽胞杆菌、产气荚膜杆菌和梭状芽胞杆菌是厌气菌中起主要作用的细菌。此外还有化脓白色葡萄球菌、厌气巨双球菌、化脓性链球菌及八联球菌等。温度较低时主要以球菌发育为主，温度较高时则以杆菌的繁殖占优势。

肉品中的腐败微生物有外源性和内源性两种。宰前健康和休息好的动物的肉，微生物主要通过外源性途径侵入。加工、运输、保藏的卫生条件越差，肉的细菌污染越严重，就越易腐败。肉品的腐败速度取决于污染的细菌数量、周围环境的温度、湿度以及细菌的种类和组织的形态结构。当外界环境条件（如温度、湿度）适宜时，肌肉组织外部的微生物就大量繁殖，并且沿着血管、神经、结缔组织、骨骼等向肌肉深部扩散。因为结缔组织一般结构比较疏松，pH值偏碱性，有利于细菌的繁殖和扩散。当病菌到达骨骼后便沿着骨膜向周围肌肉组织扩散，较快地引起蛋白分解。所以外源性细菌污染时，腐败一般先发生于骨骼附近的组织，使骨肉易于分离。对于宰前有病和极度疲劳的动物肉，由于各种微生物（包括腐败菌）在宰前就已侵入机体中，宰后肉内又缺乏产酸物质，非常有利于腐败微生物的繁殖，所以条件适宜时，这种肉不论深层或表层均发生腐败，而且速度很快。放血不良的肉也较易发生腐败，因为残留的血液为微生物的繁殖提供了较好的营养。

（四）腐败肉的特征

1.色泽变化　正常情况下，肌肉中肌红蛋白和血红蛋白受空气中氧的作用，生成氧化肌红蛋白、氧化血红蛋白，使肌肉由鲜红色→暗红色→褐色。如果伴有腐败微生物的繁殖，则蛋白质降解形成的硫化氢与氧化的肌红蛋白作用生成硫化肌红蛋白，使肌肉呈现出灰绿色、污灰色甚至黑色。

2.表面发黏　表面发黏是肉品开始腐败的主要标志，系肌肉中的蛋白质被水解成水溶性的多肽类所致。表面发黏的肉气味不良，失去弹性，肉质软糜，表面黏腻，色泽污浊。肉品污染的细菌越多，环境温度越高、湿度越大，就越容易产生发黏现象。使肌肉表面发黏的细菌不产生色素，所以肌肉发黏时组织表面的颜色无明显变化。

3.气味异常　蛋白质分解产生的氨、胺类物质以及脂肪组织分解产生的醛类、酸类、醇类物质有强烈的不良气味。有环状结构的氨基酸（如酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等）在分解过程中会形成一些奇臭难闻的挥发性物质（如吲哚、甲基吲哚），含硫氨基酸可生成硫化氢，脂蛋白分解能生成磷化氢等等，上述物质使肉呈现出异常难闻的气味，腐败程度越重，不良气味就越浓。