课件：食品贮藏保鲜.ppt

1,食品贮藏与保鲜,2,参考教材：,3,4,课程结构,食品贮藏保鲜原理 果蔬类 粮食类 原料肉类 禽蛋类 乳 水产品 加工类,5,农产品收获后或食品加工后，保持各种产品固有质量的技术手段称为保藏 包括食品原辅料、半成品食品、工业制成品食品 贮藏期较短食品的保藏称为保鲜 贮藏期较长食品的保藏称为贮藏 粮食油料的保藏习惯上称为储藏或储存 普通食品的保藏习惯上称为贮存或保存,关于食品贮藏保鲜的概念,6,绪 论,食品的属性 食品贮藏的目的和类型 食品贮藏的历史和发展 食品贮藏保鲜概述,7,一、食品的属性,卫生和安全性 营养和易消化性 外观 风味 方便性 耐贮藏性,8,食品安全的内容,微生物导致的食源性疾病 食物中存在的天然毒素 残留：环境污染物、杀虫剂、兽药 营养物：人造食品 食品添加剂,9,二、食品贮藏的目的和类型,维持食品最低生命活动的贮藏方法 如：冷藏法、气调法 抑制变质因素的活动达到食品贮藏目的的方法 如：冷冻、干藏、腌制、熏制、化学保藏、改性气体包装保藏 运用发酵原理的食品贮藏方法 利用无菌原理的贮藏方法 如：罐藏、辐照保藏、无菌包装,10,三、食品贮藏技术的历史沿革,腌制贮藏技术 公元前3000年到前1200年，犹太人、中国人、希腊人 低温贮藏和烟熏贮藏技术 公元前1000年，古罗马人 干藏技术 2000年前，西方人、中国人 罐藏技术 北山酒经记载了瓶装酒加药密封煮沸后保存的方法,11,食品贮藏技术的现代发展,1809年，法国人Nicolas Appert 发明罐藏食品被认为是现代食品保藏技术的开端 1883年，现代食品冷冻技术 1908年，化学品保藏技术 1918年，气调冷藏技术 1943年，食品辐照保藏技术,12,食品保藏技术发展的特点,不平衡性 1不同食品保藏技术之间：如罐藏技术低温保藏技术 2同种保藏技术中不同技术手段之间：如罐藏法中不同包装材料之间；干藏法中不同的干燥技术之间；等等 新型食品保藏技术 能适应现代化生产需要，提供高质量食品，具有合理的生产成本,13,是研究食品在贮藏过程中物理特性、化学特性和生物特性的 变化规律、这些变化对食品质量及保藏性的影响以及控制食 品质量变化所采取的技术措施的一门科学。 物理特性：形态、质地、失重 化学特性：各种天然物质（水分、碳水化合物、脂类、蛋白 质、维生素、色素、风味物质等）和食品添加剂 生物特性：微生物和酶、生理生化变化、害虫,四、食品贮藏保鲜概述,定义,14,食品的分类,15,天然食品： 是指由农、林、牧、渔等生产所提供的初级产品 加工食品： 是以天然食品为原料再经过不同深度的加工处理而 得到的各种加工层次的产品,鲜活食品：水果、蔬菜、粮食、鲜蛋 生鲜食品：水产、畜禽肉、鲜乳,16,1、果蔬、禽蛋类： 含水量高，具有呼吸、蒸腾、成熟衰老等生理作用 措施：降温、降湿及调节气体成分，有的还需要结合防腐保鲜 剂处理 2、粮食类（小麦、玉米、稻米、豆类、油菜籽等）： 含水量低，生活力弱，容易吸潮、生霉、生虫 措施：入贮时的安全含水量、低湿、必要的通风降温 3、生鲜肉类（畜禽肉）、水产类（鲜鱼虾等）： 生理变化（僵直、软化）、含水量高易被微生物感染 措施：-18的商业冻藏,食品的贮藏特性,17,4、加工类： 除少数产品（熟肉、黄油、奶酪和豆腐制品等）的 贮藏特性较低外，大多数贮藏性都高于天然食品。,18,第一节 引起食品败坏的因素 食品的败坏：是指食品在贮藏期间，由于受到各种内外因素的影响，食品原有的化学、物理或生物学特性发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。,第一章 食品贮藏保鲜原理,包括： 变色、变味、生霉（粮食）、酸败（油脂）、腐臭（畜禽肉、禽蛋、水产品）、分解和腐烂（果蔬）等,19,引起食品腐败变质的主要因素,微生物,啮齿动物,昆虫/寄生虫,食品腐败变质,温度,水分,光照,氧化,酶类,20,一、生物因素 （一）微生物 1、食品腐败 是细菌将食品中的蛋白质、氨基酸、肽和胨等含氮有机 物分解为低分子化合物，使食品带有恶臭气味和厌恶的 滋味，并产生毒性。 主要发生在富含蛋白质的食品中（豆制品、乳、肉类、 乳、鱼等）,21,引起食品腐败的微生物主要是细菌，特别是能够分泌大量蛋白 质酶的腐败细菌 菌源有食品原料的来源密切相关： 生鲜鱼类、贝类水中细菌，如无色杆菌属、黄杆菌属、 小球菌属、假单胞菌属 畜禽肉类、禽蛋类、鲜乳土壤，如好气性芽孢杆菌属、 变形杆菌属 盐腌食品嗜盐性细菌 干制食品耐干燥细菌 罐头耐热性芽孢杆菌属,22,2、食品霉变 霉菌在食品中大量生长繁殖而引起的发霉变质现象 霉变主要发生在富含糖类和淀粉的食品中，如禾谷 类粮食及其制品、水果蔬菜及其制品,23,引起食品霉变的霉菌主要有毛霉属（大毛霉）、根霉属（黑根霉）、曲霉属（黄曲霉、黑曲霉）、青霉属（灰绿青霉）等 含水量高的食品毛霉、根霉，菌落颜色为黑色或褐色 含水量低的食品曲霉，菌落颜色多为黄、绿、褐、黑等颜色 其中黄曲霉、染色曲霉、玉米赤霉等会产毒素,黄曲霉（A. flavus）,24,3、食品发酵 指被微生物污染后，使食品中的糖（己糖、戊糖）发生不完 全氧化的过程，是食品贮藏过程中的一种变质现象 （1）酒精发酵 己糖在酵母菌作用下降解为乙醇的过程 如新鲜果蔬气调贮藏中的无氧呼吸，产生酒味 （2）醋酸发酵 酒精在醋酸杆菌作用下，产生醋酸的过程 如黄酒、果酒等低度酒的酒味变酸；果汁、果酱等 在酵母菌和醋酸杆菌的共同污染，味道变酸,25,（3）乳酸发酵 己糖在乳酸杆菌的作用下生成乳酸的过程 如乳酸发酵产品（酸奶）在生产中发酵过度，或在贮 藏中再次发酵，产品滋味过酸而丧失食用价值 （4）酪酸发酵 食品中的己糖在酪酸菌的作用下产生酪酸的过程 酪酸：CH3CH2CH2COOH（丁酸），无色液体，有 腐臭的酸味 鲜乳、奶酪、青豌豆、酸菜易发生,26,（二）害虫和鼠类,米象,玉米象,谷象,豆象,27,腐食酪螨,老鼠,28,二、物理因素 （一）温度 1、温度对食品化学反应的影响 温度系数（Q10）：温度每升高10，化学反应增加的倍数 根据测试结果，食品贮藏中的Q10值一般在24之间。,29,2、对食品酶促反应的影响 水解酶类、氧化还原酶类 影响：酶促褐变、淀粉水解、鲜活食品呼吸作用 双重影响： 低温条件下，随温度升高酶活性提高，高温条件下， 酶变性失活。 一般，动物体内酶的最适温度为3545，植物体内 酶为4055 有些酶如过氧化物酶（POD）是热稳定酶，需要高温 处理才能失活，且存在酶活力再生问题,30,3、对微生物活动的影响 根据微生物适宜生长的温度范围不同，可分为 嗜热性、嗜温性、嗜冷性微生物,31,（1）低温对微生物的抑制作用 微生物的生长速度与温度的关系也常用温度系数Q10表示，即温度每升高10，微生物的生长速度与原来温度下生长速度的比值 低温对微生物的影响因素： 降温程度冰点左右温度比冷藏温度效果好 降温速度缓冻比速冻影响大 （2）高温对微生物的致死作用 高温条件下，微生物体内的酶失活导致致死,32,4、温度对食品含水量的影响 食品含水量：在一定的温度、湿度等外界条件下，食品的平衡 水分含量 蒸发：水分由液相变为气相而散失的现象 影响水分蒸发的因素： 温度、湿度、空气流速，其中温度影响最大 水分蒸发对食品贮藏的影响： 果蔬类萎蔫皱缩、新鲜度和脆嫩度下降、糠心 疏松组织食品（糕点、馒头、面包）干缩硬化,33,（二）湿度 1、贮藏湿度过高，易发生水气吸附或凝结现象 （1）食品对水蒸气的吸附 脱水干燥类、具有疏松结构类、具有亲水性物质结构的食 品，如茶叶、果干、菜干；膨化食品、饼干；糖、盐 （2）食品对水蒸气的凝结 原因： 库温波动引起水气凝结，如冷藏库 塑料薄膜封闭，如气调贮藏时，果蔬未预冷或预冷不充分 冷藏食品出库 库房通风,34,2、低湿度贮藏，易发生失水萎蔫和硬化 （1）失水萎蔫、皱缩 新鲜果蔬类食品，对于果品，失水5%左右 就可能使果面出现皱缩 （2）失水硬化 组织结构疏松类食品，如面包、糕点、馒 头、绵白糖,食品贮藏中，低湿度失水硬化与高湿度吸附凝结相比，后者对食品的影响更大更广泛。,35,（三）气体 O2对食品质量变化影响最大，包括脂肪氧化酸 败、维生素（Vc、VA、VE）的氧化 研究主要集中于果蔬的气调贮藏领域，通过降低 O2浓度，增加CO2浓度，达到延长贮藏期目的。 目前，在肉及肉制品、鱼类、禽蛋类食品采用充氮包装、真空包装、添加抗氧化剂来减缓或阻止氧化变质。,36,（四）光照 表现：食品的着色、脱色、脂肪酸败、维生素和氨基酸分解、产生不良气味 具体： 马铃薯受阳光照射，薯皮变绿 畜禽肉鲜红色（血红素）褐红色（羟基血红素） 果蔬绿色消退 维生素B2、色氨酸经日光照射而分解,37,三、化学因素 酶的作用 非酶褐变 氧化作用,38,1、酶的作用,39,2、非酶褐变 美拉德反应、焦糖化反应、食品成分与金属离子、 抗坏血酸氧化等引起，由于加热或长期贮藏发生。 金属离子与食品成分：花青素与锡、铁（桃、葡萄 等）；单宁与金属罐壁；畜禽肉加热杀菌产生的硫 化物与铁、锡；含酸量高的果汁使罐壁的锡溶出 （菠萝、番茄）等 抗坏血酸氧化的中间产物可引起食品的褐变（柑橘 汁）,40,3、氧化作用 不饱和脂肪酸、维生素、色素等 导致色泽、风味变差，营养价值下降 易出现在干制食品、盐腌食品及长期冷藏 而包装不良的食品中 氧化受温度、光线、氧气、水分、金属离子 等影响，应采取低温、避光、隔绝氧气、 控制水分等措施,41,第二节 食品败坏的控制,改变食品本身性质 加工手段 罐藏、干藏、腌渍和烟熏等 控制环境条件 贮藏手段 低温、气调、化学保藏、辐照保藏,42,一、温度控制 控制微生物、化学反应、酶活性 低温 冷藏、冻藏,43,二、湿度控制 1、高湿度贮藏 相对湿度控制在85%以上，大多数果蔬的保鲜 2、中湿度贮藏 相对湿度在7585%，部分瓜类和蔬菜，如哈密 瓜、南瓜、山药等 3、低湿度贮藏 相对湿度75%以下，蔬菜（生姜、洋葱、蒜头）， 粮食及半成品，干果（菜）、干鱼（肉）、茶叶 4、自然湿度贮藏 具有良好密封包装的食品，如罐装、袋装、盒装,44,三、气体成分调节 氧气充足，增加鲜活食品呼吸作用，生理生化反应，导致 食品腐败变质。 研究主要集中在果蔬采后气调贮藏，也可用于粮食（缺氧贮 藏）、鲜鱼鲜肉（气调包装）、禽蛋（CO2贮藏、N2贮藏）,45,四、其他辅助处理 1、包装 （1）将食品与环境隔离，防止外界微生物和其他生 物侵染 （2）控制食品水分含量，避免吸湿或失水 （3）可隔氧、阻挡光照，防止酶促褐变、天然色素 破坏、维生素损失、脂肪酸败等 （4）结合低温条件，效果更好,46,2、化学药剂处理 包括防腐剂、抗氧化剂、保鲜剂 防腐剂：抑制或杀灭微生物，典型的如苯甲酸及其钠盐、 山梨酸及其钾盐 抗氧化剂：典型的如柠檬酸（螯合金属离子）、抗坏血酸 （清除氧） 保鲜剂：除了针对微生物外，还对食品自身变化（呼吸作用、 蒸腾作用等）起抑制作用， 如乙烯脱除剂、生理活性调节剂,47,3、辐照处理 利用放射性同位素产生的射线，达到杀菌、灭虫、抑 制生理生化变化效应，从而延长贮藏期。,辐照对几种熟食品中腐败菌的杀灭情况,48,辐照与酶的关系,49,引自美国科学与健康理事会(ACSH)，辐照食品（第三版），1988,食品辐照保鲜的应用,50,食品辐照贮藏的特点,食品温度不会上升。特别适用于要保持原有风味的食品和含芳香性成分食品的杀菌和消毒。 与罐藏法、冷却、冻结等方法相比，能耗低。冷却分割鸡肉耗能1 7760kJ/kg，冻鸡46600kJ/kg，罐藏鸡肉20180kJ/kg，而冷却、辐照分割鸡肉，总耗能是17860kJ/kg。 由于放射线穿透能力强，罐头等包装密封食品可原封不动地进行辐照杀菌，并可实现连续化流水作业。 辐照不仅可杀灭微生物，而且可用以杀虫、抑制发芽以及改善食品品质。,51,注意： 控制照射剂量和照射条件 辐照食品的安全性问题： 有无放射性污染，能否产生有毒、致癌、 致畸、致突变物质，仍有争论,52,五、应用栅栏技术,又称为复合保藏技术 1976年，德国Leistner和Roble教授提出 目前肉类、水产品、果蔬加工保藏等行业广泛应用。 栅栏技术食品（HTF）：通过栅栏技术加工和贮存的食品,53,（一）基本原理 是指多种保藏技术共同使用，以控制食品中微生物的 生长繁殖，从而确保食品的稳定性和安全性。,国际食品研究，1995年2月,54,内平衡：微生物维持一个稳定平衡内部环境的固有趋势。 栅栏理论认为：食品要达到可贮性与卫生安全性，其内部必须存在能够防止食品所含腐败菌和病原菌生长繁殖的因子（栅栏因子），这些因子通过临时或永久性打破微生物的内平衡而抑制微生物的腐败与产生毒素，保持食品的品质。 这些因子及其交互效应决定了食品微生物的稳定性，即栅栏效应。,55,（二）栅栏因子的种类,1. 温度 2. 水分活度（Aw） 3. 酸度（pH） 4. 氧化还原值（Eh） 5. 竞争性微生物菌丛 6. 防腐剂,包括物理、化学、微生物栅栏，主要：,56,高温 1. 巴氏灭菌法 中温处理（例如 以63处理30分钟；以100 处理12秒） 优质的产品质量 破坏植物病原体（致病微生物） 降低总体微生物量，增加保质期 不能破坏孢子（一些细菌的休眠期） 通常与其它栅栏结合（例如，冷藏）,57,2. 商业灭菌 低酸食品（例如蔬菜和肉类） 高热处理（相当于在 121.1 处理几分钟） 能破坏孢子 提供“耐货架存放”的产品 一些营养及品质遭到破坏（色泽、风味和质地）,58,低温 1. 冷藏 对大多数食品而言，理想温度为0 4 短期保鲜（数天至数周） 优质的产品质量（新鲜、最低程度的加工、真空） 减慢微生物生长、呼吸、酶反应/化学反应速度 一些病原体仍能生长（例如：肉毒杆菌（ E型）、李斯特氏杆菌）,59,2. 冷冻 通常温度为-18 至-30 品质取决于产品、时间和温度 长期保鲜（数月至数年） 阻止微生物生长和呼吸 减慢化学反应速度 须有精良包装,60,降低水活性（aw） aw 是水的 “可用性“ 微生物生长、酶反应/化学反应需要水 干藏（脱水）或（加溶质）将食品扎紧 通常aw越低，保鲜期限越长 酸性增加（pH值降低） 酸性减缓腐败菌和病原体的生长 pH 值在4.5以下，不会孳生病原体，也不会生出孢子 （例如果汁和泡菜） pH 值高于4.5，必须灭菌，保证耐储存性 pH 值低于4.5，可用巴氏法灭菌,61,对氧气进行控制 氧含量低可以阻止很多腐败菌的生长 有些病原体要求厌氧条件（例如：肉毒杆菌） 防腐剂 抑制细菌、酵母菌、霉菌 特定情况下可少量应用（毫克/公斤） 例如：苯甲酸盐（软饮料）、丙酸盐（烘焙食品）、亚硝酸盐 （肉类）、亚硫酸盐（葡萄酒）、抗坏血酸盐（果汁）,62,竞争性微生物 “有益的”细菌抑制“有害的”细菌（腐败菌、病原体） 可通过下列方式实现： “排挤出” 产生酸 产生抗生素（细菌素） 例如：乳酸菌（泡菜、酸奶）,63,栅栏因子控制微生物稳定性所发挥的栅栏作用不仅与栅栏因子种类、强度有关，而且受其作用次序影响。 两个或两个以上因子的作用强于这些因子单独作用的累加。 某种栅栏因子的组合应用还可大大降低另一种栅栏因子的使用强度或不采用另一种栅栏因子而达到同样的保存效果，即“魔方”原理。,64,目前热点,天然防腐剂 香辛料提取物、溶菌酶、抗菌肽、壳聚糖等 非热杀菌技术 超高压技术、脉冲电磁场、光脉冲等,65,（三）栅栏效应,图13.1 用9个例子演示栅栏效果。标记含义如下：F-加热，t-制冷，aw-水活性，pH-酸度，Eh-氧化还原势，pres.-防腐剂，V-维他命，N-营养素 （Leistner，1987年）,66,图13.1 用9个例子演示栅栏效果。标记含义如下：F-加热，t-制冷，aw-水活性，pH-酸度，Eh-氧化还原势，pres.-防腐剂，V-维他命，N-营养素 （Leistner，1987年）,67,发酵的干腊肠 栅栏的次序确保每个阶段的稳定性。除了aw，所有的栅栏都会随着时间的推移而衰弱。 1. 亚硝酸盐抑制病原体 2. 其他细菌的生长耗