食品加工-水产品加工学.ppt
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1、水产品加工学 第一节第一节 前前 言言绪绪论论 水产品水产品水的特殊环境因素,水产生物间具有密切的生态关系。水产生物的多样性及其生物活性物质化学结构的多样性,远远超过了陆生生物。丰富充足而多样化的资源条件,为水产品的不断发展提供了必要的物质基础。一、水产品加工的发展概况水产品的传统加工时期。传统加工(传统加工时期)主要指利用腌制、干制、熏制、糟制和天然发酵等工艺进行生产,是在冷库尚未普及时期的主要加工手段。罐藏水食品的出现,标志着水产品的发展进入了近代水产品加工时期。现代的水产食品添加剂和水产保健食品制造业。二、水产品的营养 三、水产品加工的发展前景 四、水产品的综合利用水产品的综合利用在我国
2、具有独特的含意,它包括水产食品以外的所有加工品种,例如:用低值鱼类和食品加工中的废弃物生产鱼粉和鱼油,利用海藻生产褐藻胶、琼胶、甘露醇和碘等,利用虾、蟹壳生产甲壳质和氨基葡萄糖等,利用鱼鳞生产鱼鳞胶和鸟嘌呤产品,利用鱼皮制革,利用海洋生、植物体中品种繁多的生物活性物质生产海洋药物等。五、水产品加工学定义与特点水产品加工学是对水产品的原料的营养成分,理化特征及各种产品的贮藏加工原理,各种产品的加工工艺及技术要点进行系统的研究的一门科学。这些水产生物体形各异,形状多样,理化性质千差万别,受到栖息环境、生物年龄和产卵季节等各种因素的影响,水产生物的成分多变;水产生物还具有肉质较软、保护层较薄的特点,
3、因而常因外伤而导致腐败细菌侵入;另外,水产生物所含与死后变化有关的酶类的活性都高于陆产生物,因而易于变质腐败。都为水产品的加工提出了课题。第二节第二节主要经济水产品的分布主要经济水产品的分布及特点及特点 第二章第二章鱼贝类的质量及化学组成鱼贝类的质量及化学组成第一节第一节鱼贝类的质量及化学组成特点鱼贝类的质量及化学组成特点 一、质量组成一、质量组成所谓质量组成是指体胴、肉、头、内脏所谓质量组成是指体胴、肉、头、内脏及鳍、骨、皮、鳞、壳等各部分的质量占鱼及鳍、骨、皮、鳞、壳等各部分的质量占鱼虾贝个体总质量的百分比。虾贝个体总质量的百分比。二、一般化学组成一般化学组成鱼虾贝肉的一般化学组成大致是水
4、分占鱼虾贝肉的一般化学组成大致是水分占7080,粗蛋白占,粗蛋白占20左右,脂肪占左右,脂肪占0530,糖类在,糖类在1以下,灰分占以下,灰分占12。但其具体组成不仅随种类而异,而且同鱼但其具体组成不仅随种类而异,而且同鱼种还随个体大小、部位、性别、年龄、渔场、种还随个体大小、部位、性别、年龄、渔场、季节、鲜度等因素而异。季节、鲜度等因素而异。表1鱼虾贝肉的一般化学组成种类水分粗蛋白脂肪糖类灰分远东拟沙丁鱼75.017.06.00.81.2鲣鱼70.025.03.00.71.3黄盖鲽74.022.02.00.81.2鲤鱼67.022.09.00.71.3鲐鱼76.018.04.00.71.3带
5、鱼66.617.116.3-0.7鳓鱼72.619.76.6-1.1大头鳕81.114.60.63.7金枪鱼52.520.926.41.0鲍鱼73.423.50.40.72.0大黄鱼80.916.61.3-1.2蛤蜊84.411.00.61.82.2牡蛎79.610.03.65.11.7乌贼80.317.01.00.51.2对虾77.020.60.70.21.5海参91.62.50.11.54.3 关于粗蛋白的含量,一般是远洋徊游性的鲣、旗鱼等红身鱼类含氮量多,约在4(相当于26的粗蛋白)以上;同样属洄游性鱼类的鲐、竹刀鱼、远东拟沙丁鱼等的含量则略少一些,约为38(相当于24的粗蛋白);其次是
6、鲯鳅、竹荚鱼、飞鱼等中属徊游性鱼的含量约为35(相当于22的粗蛋白);底栖性的白身鱼类,例如鲷、鲽、鲆、鳕等的含量则少得多,约为3(相当于20的粗蛋白)。乌贼、鱿鱼等头足类的含氮量与白身鱼类差不多,而贝类则很少,约在2左右(相当于12.5的粗蛋白),取代以糖原含量多。各种鱼虾贝肉中的粗蛋白含量在各种因素影响下变化很小,灰分含量的变化亦较小,变动大的是水分含量和脂肪含量。一般地说,洄游性红身鱼类的含脂量多于底栖性的白身鱼,例如,鲑、鲐、鲔、沙丁鱼等的脂肪含量多,而石首鱼、鲤鱼、狗目鱼类多则含量少;水分含量情况与之相反。当然,也有很少数例外,洄游性的鲣鱼、鲨鱼(不包括油鲨)等是少脂鱼,底栖性的油鲽
7、等则居多脂鱼。至于无脊椎动物的脂肪与水分含量则近似于白身鱼。此外,肉中含脂量多的种类如鲐、鲔、河鲀等,其肝脏中的脂肪少,反之,肉中含脂量少的种类如大头鳕、鲨鱼、乌贼等,其肝脏大且含脂量多。含脂量多的鱼类,其含脂量与含水量受季节的影响很大,到蓄积脂肪量多的季节,水分量大为减少,在脂肪少的季节,则水分量大增;有的鱼在含脂量高时可30,低时可低于1。有的鱼如:鲱鱼在孕卵之前大量蓄积脂肪,孕卵开始后则含脂量达到高峰后,随着卵巢的逐渐成熟,则含脂量急剧减少,至产卵后则脂肪含量消耗殆尽。少脂鱼类如大头鳕、大黄鱼等的水分含量基本保持在7985之间,随季节变动不是太大。而多脂鱼的含脂量与水分含量是成反比关系的
8、,不论怎样受季节的影响,二者之和常为恒定值。例如,太平洋鲱鱼的含脂量与含水量之间成直线关系,二者的关系式为F1.1505(80.4一W)式中F可食部分的含脂量()W可食部分的含水量()各类水产品此公式一致,仅仅是系数与原始含水量有变化。糖类在鱼肉中的含量几乎都在1以下,而贝肉中因富含糖原,因而糖的含量可高达5。此含量变化与脂肪相似,如糖原量多时,脂肪量也多,水分减少;反之,糖原减少时,脂肪亦趋于减少,水分含量增多。一、蛋白质种类及含量一、蛋白质种类及含量第二节第二节蛋白质与脂肪蛋白质与脂肪鱼贝类肌肉中的主要蛋白质种类包括:可溶于稀盐液中的肌原纤维蛋白肌原纤维蛋白,可溶于水和盐液的肌浆肌浆蛋白蛋
9、白以及不溶于水和盐液的肌基质蛋白肌基质蛋白。通常所说的粗蛋白包括上述这些蛋白质和存在于肌肉浸出物中的低分子肽类,游离氨基酸,核苷酸及其相关物质,氧化三甲胺,尿素等非蛋白态含氮化合物。鱼肉的肌原纤维蛋白鱼肉的肌原纤维蛋白占其全蛋白质量的6070,是以肌球蛋白和肌动蛋白为主体组成的、可支撑肌肉运动的结构蛋白质,由肌球蛋白为主组成肌原纤维的粗丝,由肌动蛋白为主组成肌原纤维的细丝。但在鱿鱼、乌鲗类、贝类、虾蟹类等无脊椎生物的肌肉中,还含有副肌球蛋白,如在乌鲗的肌原纤维中含1015,在扇贝的横纹肌中含3,在牡蛎的横纹肌中含19。肌浆蛋白肌浆蛋白肌浆蛋白是由那些作为细胞原生质存在的白蛋白以及在活体代谢中必
10、需的各种蛋白酶和色素蛋白(肌红蛋白)构成的,其含量为全蛋白量的2035,由于其相对分子质量较小,易溶于水中,在活体中能发挥其各自的生理机能。红身鱼类的肌浆蛋白含量多于白身鱼类,含肌浆蛋白少的鱼肉在煮熟时易于解体,含量多者则煮熟后易变硬 肌基质蛋白肌基质蛋白是由胶原蛋白、弹性蛋白及连接蛋白(是由胶原蛋白、弹性蛋白及连接蛋白(connexin)构构成的结缔组织蛋白,在鱼肉中仅占百分之几。将鱼肉与成的结缔组织蛋白,在鱼肉中仅占百分之几。将鱼肉与家畜肉相比,鱼肉含肌原纤维蛋白多,而含基质蛋白质家畜肉相比,鱼肉含肌原纤维蛋白多,而含基质蛋白质量很少,故肉质较软。在鱼类中,软骨鱼肉中的基质蛋量很少,故肉质
11、较软。在鱼类中,软骨鱼肉中的基质蛋白含量多于硬骨鱼。白含量多于硬骨鱼。鱼类褐色肉与普通肉中蛋白质含量的差别在于褐色肉中鱼类褐色肉与普通肉中蛋白质含量的差别在于褐色肉中的蛋白质含量低于普通肉。褐色肉中的肌基质蛋白含量的蛋白质含量低于普通肉。褐色肉中的肌基质蛋白含量较高,这是其结构比普通肉坚实的原因之一。褐色肉的较高,这是其结构比普通肉坚实的原因之一。褐色肉的肌浆蛋白中含有肌浆蛋白中含有610的色素蛋白,能使肌肉呈红的色素蛋白,能使肌肉呈红色的肌红蛋白占色素蛋白量的色的肌红蛋白占色素蛋白量的8090。二、肌原纤维蛋白质的特性二、肌原纤维蛋白质的特性鱼肉蛋白质中含量最多的肌原纤维蛋白是水产食品加工鱼
12、肉蛋白质中含量最多的肌原纤维蛋白是水产食品加工中主要的研究利用对象。在肌原纤维蛋白中,收缩蛋白中主要的研究利用对象。在肌原纤维蛋白中,收缩蛋白(即肌球蛋白和肌动蛋白)占其质量的(即肌球蛋白和肌动蛋白)占其质量的34,还有较多,还有较多量的主要调节蛋白(原肌球蛋白、肌钙蛋白等)以及各量的主要调节蛋白(原肌球蛋白、肌钙蛋白等)以及各种微量调节蛋白等。肌球蛋白是构成肌原纤维粗丝的主种微量调节蛋白等。肌球蛋白是构成肌原纤维粗丝的主要成分,其量约占肌原纤维总量的一半。鱼类肌球蛋白要成分,其量约占肌原纤维总量的一半。鱼类肌球蛋白的基本结构和生物化学功能与兔肉的肌球蛋白相同,其的基本结构和生物化学功能与兔肉
13、的肌球蛋白相同,其氨基酸组成和物理化学性质也几乎相同,唯一的不同点氨基酸组成和物理化学性质也几乎相同,唯一的不同点就是稳定性很差。鱼种之间肌原纤维的温度稳定性有很就是稳定性很差。鱼种之间肌原纤维的温度稳定性有很大差异,热带鱼较稳定,寒带鱼则不稳定,至少相差数大差异,热带鱼较稳定,寒带鱼则不稳定,至少相差数十倍。十倍。鱼肉鲜度降低或经冷冻贮存后,其肌球蛋白就会鱼肉鲜度降低或经冷冻贮存后,其肌球蛋白就会变性,因而使其失去对加工鱼糜的适应性。所以,在变性,因而使其失去对加工鱼糜的适应性。所以,在加工时若使用肌原纤维不稳定的鱼种作为原料,应特加工时若使用肌原纤维不稳定的鱼种作为原料,应特别注意对原料的
14、处理。在进行鱼糜加工时,为防止肌别注意对原料的处理。在进行鱼糜加工时,为防止肌原纤维蛋白的变性,一是要加强对原料鱼肉的处理,原纤维蛋白的变性,一是要加强对原料鱼肉的处理,如对红身鱼沙丁鱼、鲐鱼等采肉之后,用碱液进行漂如对红身鱼沙丁鱼、鲐鱼等采肉之后,用碱液进行漂洗,就可有效地防止因洗,就可有效地防止因pH降低加速肌原纤维蛋白的降低加速肌原纤维蛋白的变性;二是在冷冻鱼糜中添加适量的多聚磷酸盐和糖变性;二是在冷冻鱼糜中添加适量的多聚磷酸盐和糖类,也能起到防止蛋白变性的作用。类,也能起到防止蛋白变性的作用。三、脂三、脂类类鱼鱼体体中中的的脂脂肪肪大大体体可可分分为为蓄蓄积积脂脂肪肪和和组组织织脂脂肪
15、肪两两大大类类,前前者者主主要要是是中中性性脂脂肪肪,贮贮存存于于体体内内用用以以维维持持生生物物体体的的能能量量;后后者者作作为为细细胞胞膜膜的的构构成成成成分分存存在在于于生生物物体体组组织织中中。属属于于复复合合脂脂肪肪类类的的主主要要是是磷磷脂脂,属属于于衍衍生生脂脂肪肪类类的的是是胆胆固固醇醇等等,都都起起着着维持细胞生命的作用。维持细胞生命的作用。鱼鱼类类蓄蓄积积脂脂肪肪的的情情况况又又有有两两种种;一一是是在在皮皮下下和和腹腹腔腔等等部部位位蓄蓄积积的的脂脂肪肪,如如鲐鲐鱼鱼、远远东东拟拟沙沙丁丁鱼鱼等等;二二是是在在肝肝脏脏中中蓄蓄积积大量脂肪,如大头鳕、鲨鱼等。大量脂肪,如大
16、头鳕、鲨鱼等。鱼类脂肪含量的变化主要是蓄积脂肪量的变化,而组织脂鱼类脂肪含量的变化主要是蓄积脂肪量的变化,而组织脂肪则几乎不随鱼种、季节等因素变化,最多只在肪则几乎不随鱼种、季节等因素变化,最多只在1以内变化,以内变化,可说是大体一定。鳕鱼肌肉中的含脂量还不到可说是大体一定。鳕鱼肌肉中的含脂量还不到1,几乎认为,几乎认为全是组织脂肪。全是组织脂肪。(一)脂肪酸组成的特点一)脂肪酸组成的特点1鱼贝类与陆上生物的差别鱼贝类与陆上生物的差别鱼贝类脂肪中,除含有畜产或农产品中所含的饱和脂肪酸及油酸(181)、亚油酸(182)、亚麻酸(183)等不饱和脂肪酸之外,还含有2024碳、46个双键的高度不饱和
17、脂肪酸,海产鱼油中含的硬脂酸、油酸、亚油酸等都少于陆上哺乳生物,而二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的含量则较多,这是其显著的特点。高度不饱和脂肪酸在中性脂肪和磷脂质中都有存在,而且磷脂质中的不饱和度比中性脂肪者还要高。目前EPA和DHA已被广泛提取利用。2、海产鱼和淡水鱼的区别、海产鱼和淡水鱼的区别表表2所示是海产鱼和淡水鱼中不饱和脂肪酸含量的所示是海产鱼和淡水鱼中不饱和脂肪酸含量的差别。一烯酸类的差别。一烯酸类的20 1和和22 1是海鱼的含量多,是海鱼的含量多,16 1是淡水鱼的含量多。多烯酸类的是淡水鱼的含量多。多烯酸类的20 5和和22 6是海鱼的多,而亚油酸(是海鱼的
18、多,而亚油酸(18 2)和亚麻酸)和亚麻酸(18 33)是淡水鱼者高。淡水鱼的脂肪酸组是淡水鱼者高。淡水鱼的脂肪酸组成介于陆上哺乳生物与海产鱼之间。成介于陆上哺乳生物与海产鱼之间。表2海鱼与淡水鱼中脂肪的主要脂肪酸组成(%)脂肪酸海产鱼淡水鱼1405.06.416016.117.01803.03.21410.61.41619.415.518121.019.62017.01.32215.51.91821.33.01830.74.21841.61.52042.03.12059.85.82251.91.52268.53.9饱和酸27.231.4一烯酸46.243.4多烯酸26.223.9 3天然鱼与
19、养殖鱼的差别天然鱼与养殖鱼的差别同一种鱼,养殖品的风味往往略逊于天然成长者,这可同一种鱼,养殖品的风味往往略逊于天然成长者,这可能与饲喂的饵料有关,也可能与生长的环境条件有关。能与饲喂的饵料有关,也可能与生长的环境条件有关。如香鱼的脂肪酸组成,天然鱼如香鱼的脂肪酸组成,天然鱼14 0、16 1、18 4的含的含量高,而养殖鱼则量高,而养殖鱼则16 0、18 1、18 2、22 6的含量高。的含量高。天然的和养殖的真鲷及斑节虾的脂肪酸组成情况是:真天然的和养殖的真鲷及斑节虾的脂肪酸组成情况是:真鲷中的鲷中的22 63养殖者稍多一点,无显著差别;而斑节养殖者稍多一点,无显著差别;而斑节虾中的虾中的
20、22 63、18:26含量,养殖者明显高于天然含量,养殖者明显高于天然者,特别是者,特别是18:26高达高达5倍,这来源于配合饲料中添倍,这来源于配合饲料中添加的植物油脂。扇贝的底栖天然生长者和人工悬垂养殖加的植物油脂。扇贝的底栖天然生长者和人工悬垂养殖者,其中性脂肪含的脂肪酸情况是:人工悬垂养殖者含者,其中性脂肪含的脂肪酸情况是:人工悬垂养殖者含14 0、16 0、16 1量多,因其饵料是以硅藻等浮游植量多,因其饵料是以硅藻等浮游植物为主,而底栖天然生者则含物为主,而底栖天然生者则含20 5、22 6量多,因其量多,因其摄食的是饵料碎屑(摄食的是饵料碎屑(detritus)等物。等物。4二十
21、二烯酸(二十二烯酸(docosenoidacid)二十二烯酸是二十二烯酸是22碳、碳、l双键直链脂肪酸的总称,双键的位置有顺双键直链脂肪酸的总称,双键的位置有顺式和反式等许多异构体。水产生物脂肪中的二十二烯酸含量,在式和反式等许多异构体。水产生物脂肪中的二十二烯酸含量,在远东拟沙丁鱼、鳕鱼、鲷鱼等中有远东拟沙丁鱼、鳕鱼、鲷鱼等中有l5,在竹刀鱼、鲱鱼、在竹刀鱼、鲱鱼、鲐鱼、玉筋鱼、鲑鱼中则有鲐鱼、玉筋鱼、鲑鱼中则有20以上。远东拟沙丁鱼和竹刀鱼肌以上。远东拟沙丁鱼和竹刀鱼肌肉的中性脂肪中含二十二烯酸之量,前者为肉的中性脂肪中含二十二烯酸之量,前者为28,后者为,后者为168。如以二十二烯酸含量
22、高的水产生物油长期投与哺乳生物摄。如以二十二烯酸含量高的水产生物油长期投与哺乳生物摄食,就会导致其产生脂质过剩(食,就会导致其产生脂质过剩(lipidosis)、)、增重率降低、心脏增重率降低、心脏障碍等症。障碍等症。(二)磷脂质和甾醇类(二)磷脂质和甾醇类龙虾、扇贝、鲍鱼等无脊椎生物肉中的卵磷脂和脑磷脂含量与牛、鼠等骨骼肌中的差别并不显著。但软体生物特别是贝中含神经酰胺氨乙基磷酸量较多,这从牛、鼠、鱼等脊椎生物中检测不出来;与此相反,在高等生物中普遍分布的神经鞘磷脂,在贝类中则检测不出来。鱼类中含的甾醇几乎都是胆固醇;水产无脊椎生物的甾醇,虽仍以胆固醇为主要成分。但还含有其他多种甾醇,其中也
23、有新发现的甾醇,即存在着显示物种特异性的甾醇,例如花瓣鳃网的贝类中,多含有胆甾二烯酸、菜子甾醇、24亚甲基胆固醇等等。海产生物肌肉中的胆固醇含量按大类平均值(来自不同研究者的报告)表明头足类的胆固醇含量远高于鱼肉中者,而其头腕部中的含量有最高之趋势。人们为减少导致动脉硬化的机会,都提倡避免食用头足类的头腕部。在头足类中,又以长枪乌鲗肌肉中的胆固醇含量为最高。此外,大乌鲗的头腕肉脂类含量为4,其中有蜡酯近半量,这也是人们不愿食用它的原因之一。第三节第三节 浸出物及其他成分浸出物及其他成分在鱼贝类肌肉成分中,除了蛋白质、脂肪、高分子糖类之外,通常都将那些水溶性的低分子成分统称为浸出物成分。浸出浸出
24、物成分中的大半是非蛋白态氮化合物,其物成分中的大半是非蛋白态氮化合物,其不含氮的化合物则为有机酸、糖类等。浸不含氮的化合物则为有机酸、糖类等。浸出物成分在活体中是起重要代谢作用的物出物成分在活体中是起重要代谢作用的物质;从食品的角度看,它又是起呈味作用质;从食品的角度看,它又是起呈味作用的成分。的成分。(一)非蛋白态氮化合物(一)非蛋白态氮化合物浸出物中所含的非蛋白态氮化合物主要是游离氨基酸,浸出物中所含的非蛋白态氮化合物主要是游离氨基酸,低分子肽,核酸及其相关物质,氧化三甲胺,尿素低分子肽,核酸及其相关物质,氧化三甲胺,尿素等。等。1.游离氨基酸和低分子肽类游离氨基酸和低分子肽类在非蛋白态氮
25、化合物中,游离氨基酸的含量最在非蛋白态氮化合物中,游离氨基酸的含量最多。不同种鱼贝肉中的游离氨基酸种类、组成多。不同种鱼贝肉中的游离氨基酸种类、组成大不相同,红身鱼类和白身鱼类之间的显著差大不相同,红身鱼类和白身鱼类之间的显著差别是,前者的组氨酸含量远多于白身鱼类。白别是,前者的组氨酸含量远多于白身鱼类。白身鱼中除鲤鱼含有较多的(百余毫克)组氨酸身鱼中除鲤鱼含有较多的(百余毫克)组氨酸外,其他都较少,而红身鱼中含量多外,其他都较少,而红身鱼中含量多。甲壳类甲壳类肌肉中的游离氨基酸组成与鱼肉相比,其甘氨肌肉中的游离氨基酸组成与鱼肉相比,其甘氨酸、精氨酸、脯氨酸、牛磺酸的含量是多的在酸、精氨酸、脯
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