肌肉蛋白质的变化
出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第249页（3255字）
(一)蛋白质的热凝固
肉经加热蒸煮时，肉的硬度、保水性等发生变化。这是肌肉纤维蛋白质热变性凝固而引起的。
蛋白质是各种氨基酸与肽(R－CO－NH－R′)结合而成的高分子化合物，通过各种侧链结合形成折叠状。
蛋白质的同一分子内或分子之间产生的侧链结合分为以下几种。
1．离子键结合或盐键结合
R－COO－⊕H3N－R′
2．氢键结合
3．共轭键结合
(1)疏基键结合 R－S－S－R′
(2)肽结合 R－CO－NH－R′
(3)酯结合 R－CO－O－R′
被这些侧链折叠而成的蛋白质分子，如果按Wu氏假设，则是在第二阶段热变化时凝固。
第一阶段：折叠的蛋白质分子侧链结合被切断而伸展开来。
第二阶段：更坚固的侧链结合(巯基键结合等)在分子之间形成，产生集结，开始进一步凝集凝固(图2－4－1)。
图2－4－1 蛋白质的热凝固
蛋白质通过加热形成变性凝集称作热凝固。但也有一种像胶原那样加热后不凝固，而形成可溶化的蛋白质。这是因为构成蛋白质的氨基酸种类、排列顺序、数量及多肽链的高次结构不相同，因此对热的反应性也完全不一样。
(二)肌肉蛋白的热变性
肉一经加热就会变硬，产生汁液流失，这种现象是肌肉蛋白质加热变性，产生热凝固，同时保水性降低造成的。此外，由于加热变性，肌肉蛋白质的pH等各种性质也会发生变化。
1．加热温度和变性
国外学者以肌肉蛋白的保水性为中心，研究肉的硬度、pH、酸碱性基团及可溶性蛋白变化与加热温度之间的关系，研究了热变性的作用，其结果表明随肌肉蛋白的加热温度上升肌肉蛋白的性质产生了不同程度的变化(图2－4－2)。
图2－4－2 温度对肉硬度的影响
(4种不同肉的试验结果)
20～30℃，肉的保水性、硬度、蛋白质缓冲液、可溶性及电位都没有发生变化。
30～40℃，随着温度的上升，保水性缓慢下降。肌肉蛋白从30～35℃开始凝固，硬度增加，蛋白质的溶解性、ATP酶活性也产生变化。折叠的肽链伸展，以盐键结合或氢键结合的形式产生新的侧链结合。
40～50℃，保水性急剧降低，硬度也随温度上升而急剧增加。pH急速上升0．2，等电点向碱性方向移动。酸性基团，特别是羧基减少，而形成酯结合的侧链(R－CO－O－R′)。
50～55℃，在此温度范围内，保水性、硬度、pH等暂时停止变化(也有报道在此温度内，随温度升高，保水性也会上升)。酸基在此温度范围内也暂时停止减少。这些现象可以假设出几种原因。例如，热变性是由两个不同的作用产生的，一个作用在50℃停止，另一个作用从55℃开始，故可以算作原因之一。
55～80℃，保水性降低，硬度增加，pH上升及酸基又开始减少，并随温度上升而加剧。但变化程度不像在40～50℃那样急剧。尤其是硬度的增加和可溶性的减少变化不大，分子间继续形成新的侧链结合，产生集结，开始进一步凝固。60～70℃时肉的热变性基本结束。
80℃以上开始生成硫化氢。硫化氢的生成直接影响着高温加热肉的风味，使肉的风味降低。
2．加热时间和变性
在引起热变性的温度范围内，肉的蛋白质快速变性。图2－4－3所示为生肉和盐腌肉在不同加热温度和时间的保水性变化。在30℃时几乎没有变化，但温度达50℃和70℃时，在10min之内就发生了显着的变化。到90℃时，只是一瞬间就产生变化。而加盐的肉保水性变化轻微，即使到50℃时，变化的曲线仍很平缓。
3．食盐和其它盐的影响
肉中添加食盐，会使肉的组织膨润。盐溶液可溶化肌纤维蛋白，使折叠形状的蛋白质结构产生松弛现象。离子强度差0．1，保水性就会出现明显偏差，事实表明，添加3%～3．5%的食盐，保水力最高。但是在最近50年，人们逐渐喜欢咸味淡的食品，消费者对盐味的喜好虽根据制品种类有所不同，但其盐量一般在2．0%～2．5%之间。含有盐成分的肉加热后的保水力变化如图2－4－3所示。但如果将添加10%2．2mol／LNaCl的肉(食盐含量为1．3%)在各种温度下加热，然后与加10%水的肉做失水量比较，会出现图2－4－4结果。除了分离水减少和50～60℃的弯曲点有些移动外，曲线形状无太大变化，各种温度对热变性的作用没有本质上的影响。
图2－4－3 加热温度和时间对保水性的影响
(1)生肉 (2)盐渍肉
图2－4－4 温度对加水肉和加盐水
肉分离水的影响
关于其它盐，大部分都是不可用于食品的。对钙离子保水力，众说不一，有人认为可以增加保水力，还有人认为可降低保水力。研究表明亚硝酸可以增加保水力。亚硝酸盐在提高pH的同时，通过亚硝基的作用，可防止过度凝集，以提高保水力。
4．pH的影响
如图2－4－5所示，加热时，pH在3～8的范围内肉的保水性的变化。当pH偏离等电点两侧加热时在酸性一侧随pH的增大，保水性也增大。肉的保水性的最低点是在等电点。等电点随着加热温度的升高而向碱性方向移动(图2－4－5)，这种现象表明肌肉蛋白质因加热而酸性基减少。
图2－4－5 温度、pH对保水性的影响
(极限pH5．5的牛肉)
加热对蛋白质的碱性基团的影响不同于酸性基团，在20～70℃的加热过程中，碱性基团的数量几乎没有什么变化，但酸性基团大约减少2／3。酸性基的减少同样表现为不同的阶段。从40℃开始急速减少，50～55℃停止，55～70℃又继续减少。达80℃以上时开始形成H2S。所以加热时由于酸性基的减少，肉的pH会上升。
显然蛋白质热变性时发生了分子结构的变化，因此使蛋白质的某些性质发生了根本改变，丧失了原来的可溶性，更易于受胰蛋白酶的分解作用，容易被消化吸收。