肉的化学组成及性质解析

肉的化学成分主要是指肌肉组织的各种化学物质的组成，主要包括水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、含氮浸出物、维生素和少量的矿物质等。这些成分受动物的种类、性别、年龄、饲料、营养状况及畜体的部位不同而有变化，并且由于宰后肉内酶的作用，其化学成分也有一定的变化。

一、水分

水分是肉中含量最多的成分，可以把肉看作一个复杂的胶体分散体系，水为溶剂，其他成分为溶质且以不同形式分散。水在肉内的分布是不均匀的，不同组织水分含量差异很大，肌肉含水70%～80%，皮肤为60%～70%，骨骼为12%～15%，脂肪组织含水甚少，所以动物脂肪含量越高，其胴体水分含量越低。肉品中的水分含量及其持水性能直接影响到肉及肉制品的组织状态、加工质量及贮藏性。水分含量与肉品贮藏呈函数关系，水分多，细菌、霉菌易繁殖，引起肉的腐败变质，肉脱水干缩不仅使肉品失重而且影响肉的颜色、风味和组织状态，并引起脂肪氧化。

肉中的水分并非像纯水那样以游离的状态存在，其存在的形式大致可以分为以下三种。

（1）结合水。约占水分总量的5%，由肌肉蛋白质亲水基所吸引的水分子形成紧密结合的水层。结合水通过本身的极性与蛋白质亲水基结合，水分子排列有序，不易受肌肉蛋白质结构或电荷变化的影响，甚至在施加外力条件下，也不能改变其与蛋白质分子紧密结合的状态。该水层无溶剂特性，冰点很低（-40℃）。

（2）不易流动水。肌肉中80%水分是以不易流动水状态存在于纤维丝、肌原纤维及肌细胞膜之间。此水层距离蛋白质亲水基较远，水分子虽然有一定朝向性，但排列不够有序。不易流动水容易受蛋白质结构和电荷变化的影响，肉的保水性能主要取决于肌肉对此类水的保持能力。不易流动水能溶解盐及溶质，在-1.5℃～0℃结冰。

（3）自由水。指存在于细胞外间隙中能自由流动的水，它们仅靠毛细管作用力而保持，自由水约占总水分15%。

二、蛋白质

肌肉中除水分外主要成分是蛋白质，占18%～20%，占肉中固形物的80%。根据其构成、位置和在盐溶液中溶解度可分成三种蛋白质：肌原纤维蛋白，占总蛋白的40%～60%；肌浆蛋白，占20%～30%；结缔组织蛋白，约占10%。这些蛋白质的含量因动物种类、解剖部位等不同而有一定差异（表1-3-2）。

表1-3-2 动物骨骼骨中不同种类蛋白质含量　单位：%

（1）肌原纤维蛋白（myofibrillar protein）构成肌原纤维的蛋白质，支撑着肌纤维的形状，因此也称为结构蛋白或不溶性蛋白质。通常利用离子强度0.5mol/L以上的高浓度盐溶液抽出，但被抽出后，即可溶于低离子强度的盐溶液中，属于这类蛋白类的有肌球蛋白、肌动蛋白、肌动球蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白等。

①肌球蛋白（myosin）。是肌肉中含量最高也是最重要的蛋白质，约占肌肉总蛋白质的1/3，占肌原纤维蛋白的50%～55%，肌球蛋白是粗丝的主要成分，构成肌节的A 带，相对分子质量为470 000～510 000，由两条肽链相互盘旋构成。在酶的作用下，肌球蛋白裂解为两个部分，即由头部和一部分尾部构成的重酶解肌球蛋白（heavy meromyosin，HMM）和尾部的轻酶解肌球蛋白（light meromyosin，LMM）。肌球蛋白不溶于水或微溶于水，可溶解于离子强度为0.3mol/L以上的中性盐溶液中，等电点5.4。肌球蛋白可形成具有立体网络结构的热诱导凝胶。在p H 为5.6时，肌球蛋白加热到35℃就可形成热诱导凝胶。当p H 接近6.8～7.0时，加热到70℃才能形成凝胶。肌球蛋白的溶解性和形成凝胶的能力与其所在溶液的p H、离子强度、离子类型等有密切的关系。肌球蛋白形成热诱导凝胶的特性是非常重要的工艺特性，直接影响碎肉或肉糜类制品的质地、保水性和风味等。

在饱和的NaCl或（NH4）2 SO4 溶液中可盐析沉淀。肌球蛋白的头部有ATP酶活性，可以分解ATP，并可与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白，与肌肉的收缩直接有关。

②肌动蛋白（actin）。约占肌原纤维蛋白的20%，是构成细丝的主要成分。肌动蛋白只有一条多肽链构成，其相对分子质量为41 800～61 000。肌动蛋白能溶于水及稀的盐溶液中，在半饱和的（NH4）2SO4 溶液中可盐析沉淀，等电点4.7。肌动蛋白有两种存在形式，即球状肌动蛋白（G）和纤维状肌动蛋白（F），后者与原肌球蛋白等结合成细丝，参与肌肉的收缩。肌动蛋白不具备凝胶形成能力。

③肌动球蛋白（actomyosin）。是肌动蛋白与肌球蛋白的复合物。肌动球蛋白的黏度很高，具有明显的流动双折射现象，由于其聚合度不同，因而分子量不定。肌动蛋白与肌球蛋白的结合比例为1∶（2.5～4）。肌动球蛋白也具有ATP酶活性，但与肌球蛋白不同，Ca2+和Mg2+都能激活。肌动球蛋白能形成热诱导凝胶，影响肉制品的工艺特性。

④原肌球蛋白（propomyosin）。占肌原纤维蛋白的4%～5%，形状为杆状分子，构成细丝的支架。每一分子的原肌球蛋白结合7分子的肌动蛋白和1分子的肌钙蛋白，相对分子质量65 000～80 000。

⑤肌钙蛋白（troponin）。又叫肌原蛋白，占肌原纤维蛋白的5%～6%。肌钙蛋白对Ca2+有很高的敏感性，每一个蛋白分子具有4个Ca2+结合位点。肌钙蛋白沿着细丝以38.5nm 的周期结合在原肌球蛋白分子上，相对分子质量为69 000～81 000。肌原蛋白有3个亚基，各有自己的功能特性。它们是钙结合亚基，相对分子质量18 000～21 000，是Ca2+的结合部位；原肌球蛋白结合亚基，相对分子质量30 000～37 000，能结合原肌球蛋白，起连接的作用。

（2）肌浆蛋白质（myogen）。肌浆是指在肌纤维中环绕并渗透到肌原纤维的液体和悬浮于其中的各种有机物、无机物以及亚细胞结构的细胞器等。通常把肌肉磨碎压榨便可挤出肌浆，其中主要包括肌溶蛋白、肌红蛋白（myoglobin）、肌球蛋白X（globellinX）、肌粒蛋白（granule protein）和肌浆酶等。肌浆蛋白的主要功能是参与肌细胞中的物质代谢。

①肌红蛋白（myoglobin）。肌红蛋白是一种复合性的色素蛋白质，由一分子的珠蛋白和一个血色素结合而成，为肌肉呈现红色的主要成分，相对分子质量34 000，等电点6.78，含量为0.2%～2%。肌红蛋白有多种衍生物，如呈鲜红色的氧合肌红蛋白、呈褐色的高铁肌红蛋白、呈鲜亮红色的NO肌红蛋白等。这些衍生物与肉及其制品的色泽有直接的关系。肌红蛋白的含量，因动物的种类、年龄、肌肉的部位而不同。凡是动物生前活动较频繁的部位，肌红蛋白含量就高，肉色较深，例如，四肢肌肉的颜色较背部肌肉深。

②肌浆酶。肌浆中除上述可溶性蛋白质及少量肌球蛋白X外，还存在大量可溶性肌浆酶，其中糖酵解酶占2/3以上。红肌纤维中糖酵解酶含量比白肌纤维少，只有其1/5～1/10，这是因为白肌纤维主要依靠无氧的糖酵解产生能量，而红肌纤维则以氧化产生能量，所以红肌纤维糖酵解酶含量少，而红肌纤维中肌红蛋白、乳酸脱氢酶含量高。但红肌纤维中一些可溶性蛋白的相对含量，以肌红蛋白、肌酸激酶和乳酸脱氢酶含量最高。

③肌溶蛋白。是一种清蛋白，存在于肌原纤维中，易溶于水，把肉用水浸透可以溶出，故容易从肌肉中分离出来，很不稳定，易发生变性沉淀，肌溶蛋白在52℃即凝固。(www.zuozong.com)

④肌粒蛋白。肌粒蛋白可包括为肌核、肌粒体及微粒体中的蛋白质等。主要为三羧酸循环酶系及脂肪氧化酶系，这些蛋白质定位于线粒体中。在离子强度0.2mol/L以上的盐溶液中溶解，在0.2mol/L以下则呈不稳定的悬浮液。微粒体中含有对肌肉收缩起抑制作用的松弛因素。

（3）结缔组织蛋白。结缔组织构成肌内膜、肌束膜、肌外膜和筋腱，其本身由有形成分和无形的基质组成，前者主要有三种，即胶原蛋白、弹性蛋白和网状蛋白，它们是结缔组织中的主要蛋白质。

①胶原蛋白（collagen）。是构成胶原纤维的主要成分，约占胶原纤维固体物的85%。胶原蛋白含有大量的甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，后两者为胶原蛋白所独有，其他蛋白质不含或含量甚微，因此通常用测定羟脯氨酸含量的多少来确定肌肉结缔组织的含量，并作为衡量肌肉质量的一个指标。

胶原蛋白由原胶原聚合而成，原胶原为纤维状蛋白，由三条螺旋状的肽链组成，互相以螺旋状拧在一起。原胶原分子间的联结除非共价键外，还有各类不同含量的共价键间的交叉链，交联的程度随着年龄的增长而增加，交联程度越大，性质越稳定，这种交联的程度直接影响到肉的嫩度。

胶原蛋白性质稳定，具有很强的延伸力，不溶于水及稀溶液，在酸或碱溶液中可以膨胀。不易被一般蛋白酶水解，但可被胶原酶水解。胶原蛋白遇热会发生收缩，热缩温度随动物的种类有较大差异，一般鱼类为45℃，哺乳动物为60℃～65℃。当加热温度大于热缩温度时，胶原蛋白就会逐渐变为明胶，变为明胶的过程并非水解的过程，而是氢键断开，原胶原分子的三条螺旋被解开，溶于水中，当冷却时就会形成明胶。明胶易被酶水解，也易消化。在肉品加工中，利用胶原蛋白的这一性质加工肉冻类制品。

②弹性蛋白（elastin）。弹性蛋白因含有色素残基而呈黄色，相对分子质量70 000，约占弹性纤维固形物的75%，胶原纤维的7%。因其具有高度不可溶性，所以也称其为硬蛋白，它对酸、碱、盐都稳定，不被胃蛋白酶、胰蛋白酶水解，可被弹性蛋白酶（存于胰腺中）水解。和胶原蛋白以及网状蛋白不一样，弹性蛋白加热不能分解，因而其营养价值甚低。

③网状蛋白（reticulin）。在肌肉中，网状蛋白为构成肌内膜的主要蛋白。其氨基酸组成与胶原蛋白相似，但它与含有肉豆蔻酸的脂肪结合，因此区别于胶原蛋白，网状蛋白呈黑色，胶原蛋白呈棕色。网状蛋白水解后，可产生与胶原蛋白同样的肽类。网状蛋白对酸、碱比较稳定。

三、脂肪

脂肪是肌肉中仅次于肌肉的另一个重要组织，对肉的食用品质影响甚大，肌肉内脂肪的多少直接影响肉的多汁性和嫩度，脂肪酸的组成在一定程度上决定了肉的风味。动物的脂肪可分为蓄积脂肪和组织脂肪两大类，蓄积脂肪包括皮下脂肪、肾周围脂肪、大网膜脂肪及肌肉间脂肪等；组织脂肪为肌肉及脏器的脂肪。家畜的脂肪组织90%为中性脂肪，7%～8%为水分，蛋白质占3%～4%，此外还有少量的磷脂和固醇脂。肌肉组织内的脂肪含量变化很大，少到1%，多到20%，这主要取决于畜禽的肥育程度。另外，品种和解剖部位、年龄等也有影响。肌肉中的脂肪含量和水分含量呈负相关，脂肪越多，水分越少，反之亦然。

中性脂肪即甘油三酯是由1分子甘油与3分子脂肪酸化合而成的，脂肪酸可分两类，即饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸分子链中不含有双键，不饱和脂肪酸含有一个或一个以上的双键，由于脂肪酸的不同，所以动物脂肪都是混合甘油酯。含饱和脂肪酸多则熔点和凝固点高，脂肪组织比较硬、坚挺。含不饱和脂肪酸多则熔点和凝固点低，脂肪比较软。因此，脂肪酸的性质决定了脂肪的性质。肉中脂肪含有20多种脂肪酸，最主要的有4种，即棕榈酸和硬脂酸两种饱和脂肪酸及油酸和亚油酸两种不饱和脂肪酸。一般反刍动物硬脂酸含量较高，而亚油酸含量低，这也是为什么牛羊脂肪较猪禽脂肪坚硬的主要原因。

肌肉组织和器官多不饱和脂肪酸及胆固醇含量也有不同，猪瘦肉中亚油酸的含量比牛肉和羊肉都高出许多。这样的物种差异也表现在肾和肝上。所有物种的肝和肾中都含有一定量的不饱和脂肪酸。

四、浸出物

浸出物是指除蛋白质、盐类、维生素外能溶于水的可浸出性物质，包括含氮浸出物和无氮浸出物。

（1）含氮浸出物。含氮浸出物为非蛋白质的含氮物质，如游离氨基酸、磷酸肌酸、核苷酸类及肌苷、尿素等。这些物质为肉滋味的主要来源，如ATP除供给肌肉收缩的能量外，逐级降解为肌苷酸，是肉鲜味的成分。又如磷酸肌酸分解成肌酸，肌酸在酸性条件下加热则为肌酐，可增强熟肉的风味。

（2）无氮浸出物。为不含氮的可浸出性有机化合物，包括碳水化合物和有机酸。碳水化合物主要有糖原、葡萄糖、麦芽糖、核糖、糊精等，有机酸主要包括乳酸及少量的甲酸、乙酸、丁酸、延胡索酸等。糖原主要存在于肝脏和肌肉中，肌肉中含0.3%～0.8%，肝中含量2%～8%。宰前动物疲劳或受到刺激则肉中糖原储备少。肌糖原含量的多少，对肉的p H、保水性、颜色等均有影响，并且影响肉的贮藏性。

五、维生素

肉中的维生素有A、维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素C、维生素D等（表1-3-3），但主要含有B族维生素，是人们获取此类维生素的主要来源之一，特别是烟酸。另外动物器官中含有大量的维生素，尤其是脂溶性维生素，如肝脏是众所周知的富含维生素A 的食物。

表1-3-3 肉及器官组织中维生素含量

六、矿物质

矿物质是指一些无机盐类和矿物元素，含量占1.5%，这些无机物在肉中有的以游离状态存在，如镁离子、钙离子，有的以螯合状态存在，有的与糖蛋白和酯结合存在，如硫、磷等有机结合物。

钙、镁参与肌肉收缩，钾、钠与细胞膜通透性有关，可提高肉的保水性，钙、锌又可降低肉的保水性，铁离子为肌红蛋白、血红蛋白的结合成分，参与氧化还原，影响肉的颜色变化。