食品贮藏技术教案

教案9月1日授课班级0741.0742班授课时间56节1次(总)课题绪论教学目的使学生了解食品保藏学的内容和任务掌握本课的教学目的和课程任务教学重点和难点食品保藏学的内容和任务课型理论课教法多媒体讲授教学过程绪论一、食品贮藏技术的相关概念二、食品品质的变化三、食品贮藏的目的四、食品贮藏的方法五、食品贮藏的意义六、食品贮藏技术的研究内容七、学习食品贮藏技术的意义八、“食品贮藏技术”课程性质九、“食品贮藏技术”教学方法十、食品贮藏技术课程内容十一、食品贮藏技术的历史和发展任课教师张丽萍绪论任何食品离不开保藏，没有食品保藏就没有食品的流通、就没有市场，食品保藏是维护食品品质，减少损失，实现经年均衡供应的重要措施，具有重要的经济效益和社会效益。它既是食品工艺课程的必备基础，又是一门独立的技术课程，是食品科学和工程专业的必修课。一、食品贮藏技术的相关概念1.食品：（1）《食品安全法》的定义：食品是指各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。（2）《食品工业基本术语》的定义：可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品，半成品和未加工食品，不包括烟草或只作药品用的物质。（3）从食品卫生立法和管理的角度，广义的食品概念：涉及所有生产食品的原料，食品原料种植，养殖过程接触的物质和环境，食品的添加物质，所有直接或间接接触食品的包装材料，设施以及影响食品原有品质的环境。2.食品的分类和特性（1）水（2）盐（3）动物性食品（4）植物性食品3.食品品质食品品质是指食品的食用性能及特征符合有关标准的规定和满足消费者要求的程度。①食品的食用性能：是指食品的营养价值、感官性状和卫生安全性；②食品的特征：是指不同食品的品质特点。③有关标准的规定：是指由有关权威部门发布的对食品品质的要求或食品品质主要标准的内容，即食品的质量标准。④满足消费者要求的程度：是指消费者在生理上、心理上和经济上对食品要求的满足程度。包括卫生安全的需要，营养保健的需要，客观享受的需要，物美价廉的需要以及审美和其他方面的特殊需要等。（1）食品的食用品质指食用者在食用过程中能感觉到的或对食用者健康能产生影响的部分。前者主要包括食品的感官品质，后者主要包括食品的卫生品质和营养品质。食用品质是食品品质最主要的组成部分。（2）食品的附加品质如对工业食品，人们要求其包装妥善、可耐储藏、携带方便、开启简单、食用便利、价格便宜等。对某些特殊食品，如保健食品、快餐食品、旅游食品、绿色食品等，人们还分别对其保健功能、快捷程度、文化品位、环境保护等提出要求。附加品质也应是食品品质的重要组成部分，因为它们与能否满足消费者的要求有直接关系。二、食品品质的变化1.食品品质变化的原因第一类：食品内部原因（1）鲜活食品的生理变化和生物学变化。如鲜活食品的呼吸作用，果实的后熟与衰老，禽畜鱼的死后僵直、成熟、软化和自溶；（2）食品成分发生的各种化学变化和物理变化。如营养成分变化、色素分解、香气逸散、水分变化等。第二类：食品外部原因：包括微生物污染，寄生虫、昆虫与鼠类的侵害；生产、包装与流通中的污染(包括添加剂使用不当和掉落物)，机械损伤及意外事故。影响最大和最普遍的是微生物污染、脂肪氧化酸败、淀粉老化、蛋白质变性、维生素破坏、色香味变化以及水分蒸发、吸附、转移、凝结等。2.食品品质的变化类型（1）食品新鲜度的下降动物肌体在宰杀后由于呼吸的停止，ATP不再生成。ATP在一系列酶的作用下依次被分解为ADP、AMP、IMP、HxP(肌昔苷)、Hx(次黄嘌呤)。这种能量物质的分解衰变是动物性食品新鲜度变化的本质。此外，糖元酵解使得肌体pH下降激活蛋白酶，使蛋白质分解，在形成风味的同时也为细菌繁殖创造了条件。植物性食物则主要是呼吸和蒸腾作用失水使食品新鲜度下降。（2）褐变褐变作用按其发生机理可分为非酶褐变和酶促褐变两大类。在储藏过程中的食物褐变会影响食物外观，降低营养价值和风味。非酶褐变主要有羰氨反应、焦糖化反应和抗坏血酸的自动氧化作用。它对营养的影响主要是：氨基酸因形成色素和在Strecker降解反应中被破坏而损失；与色素以及糖结合的蛋白质溶解度降低，并且不易被酶分解，尤其是赖氨酸最易损失，从而降低蛋白质的营养；水果中维生素C因氧化而减少。非酶褐变的产物中有一些是呈味物质，能赋予食品以或优或劣的气味和风味。酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。果蔬采摘后，组织中仍在进行活跃的代谢活动。在正常情况下，完整的果蔬组织中氧化还原反应是偶联进行的，但当发生机械性损伤或处于异常的环境变化(如受冻、受热等)时，便会影响氧化还原作用的平衡，发生氧化产物的积累，造成变色。这类反应非常迅速，需要有酶催化、有氧参与。催化产生褐变的酶类主要是酚类氧化酶，其次是抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶类等。（3）淀粉老化淀粉老化是因为食品温度逐步降低时，已糊化淀粉的分子动能降低，分子间以一些原有的氢键结合点为起点重新聚合，相邻分子间的氢键结合逐步恢复，形成微晶结构。但老化淀粉的微晶束不再呈现原有状态，而呈零乱组合。由于淀粉羟基很多，结合得十分牢固，所以难溶于水，也不易被酶水解。淀粉老化降低了食品的可口性，也降低了食品的营养价值。（4）脂肪酸败脂肪酸败有各种途径，在食品保藏中的酸败主要是自动氧化酸败以及酶催化导致的水解酸败。具有共轭双键的不饱和脂肪酸受到光照、加热、金属离子催化等因素的作用，很容易产生自由基并引发自动氧化酸败。在生成过氧化物后，脂肪酸被分解成许多小分子化合物，如醛类、醛酯类、内酯类、酮类、羟基酸和酮基酸类等，产生酸败的哈喇味。一些具有小分子脂肪酸的脂肪在酶的作用下水解，游离出脂肪酸，因这些小分子脂肪酸具有令人不快的气味而致酸败。（5）维生素的降解食品中的维生素在储藏中受到多种因素的影响，维生素易被破坏，特别是一些对热、光和氧气敏感的维生素更是如此。食品品质在储藏过程中的变化是难以避免的，但其变化的速度受到多种环境因素的影响，并遵循一定的变化规律。人们通过控制各种环境因素和利用其变化规律就可以达到保持食品品质的目的。三、食品贮藏的目的1.防止腐败；2.保持鲜度；3.增强风味；4.促进流通。四、食品贮藏的方法依据贮藏的原理可分为以下四种类型。1）维持食品最低生命活动的贮藏法此法主要用于新鲜水果、蔬菜等生机食品的贮藏。通过控制水果、蔬莱保藏环境的温度、相对湿度及气体组成等，就可以使水果、蔬菜的新陈代谢活动维持在最低水平，从而延长它们的保藏期。这类方法包括冷藏法、气调法等。2）抑制变质因素活动的方法微生物及酶等主要变质因素在某些物理因素、化学因素作用下，将会受到不同程度的抑制，从而使食品品质在一段时间内得以保持。但是，解除这些因素的作用后，微生物和酶即会恢复活动，导致食品腐败变质。属于这类贮藏方法的有冷冻保藏、干藏、腌制、熏制、化学品贮藏及改性气体包装贮藏等。3）通过发酵原理贮藏的食品方法这是一类通过培养有益微生物进行发酵活动，建立起能抑制腐败菌生长活动的新条件，以延缓食品腐败变质的保藏措施。其原理是利用乳酸的发酵、碳酸发酵和酒精发酵的主要产物——有机酸(有时还包括细菌素)和乙醇等来抑制腐败微生物的生长繁殖，从而保持食品的品质。例如，腌制果蔬时常用3％一7％盐液浓度就是为了抑制腐败菌的生长而只让乳酸菌生长，进行乳酸发酵，当乳酸的浓度达到0.6％一0.8％时，就足以抑制腐败菌和酶的活动。泡菜和酸黄瓜就是采用这类方法保藏的食品。4）利用无菌原理的贮藏方法指利用加热、微波、辐照、过滤等方法，将食品中的腐败微生物数量减少到无害的程度或全部杀灭，并长期维持这种状况，从而长期保藏食品的方法。罐藏、辐照保藏及无菌包装技术等均属于这类方法。五、食品贮藏的意义食品贮藏技术是食品工业不可或缺的基础。食品贮藏不再仅仅是从技术上防止食品腐败变质的问题，而是从理论上业已发展成为食品科学的重要研究内容，构成食品工艺学和新产品开发的重要基础和依据。同时，因食品贮藏需要所建立的相互独立的各个食品行业也已成为目前食品工业的重要组成部分。（1）由于食品贮藏方法不当，每年都会有大量的粮食果蔬、加工食品因腐烂变质而损失。据国际制冷学会调查，全世界每年因各种原因所造成腐烂变质的食品占食品年总产量的45%。据《中国日报》报道，去年，我国因腐烂食品造成的浪费已达到700亿人民币，占食品生产总值的20％之多。一些食品在运输中因无法长期保鲜而被丢弃。（2）由于食品贮藏方法不当，导致农产品旺季吃不了，淡季不够用，或丰年用不完，荒年不够用，出现食品供给时间不均衡、空间不均衡的现象。（3）由于食品贮藏方法不当，导致加工食品没有足够的货架保质期，降低商品价值或失去商品价值。（4）由于食品贮藏方法不当，导致食品工厂所需原辅料不能持续供应而影响工业生产，继而影响企业生产和效益。（5）由于食品贮藏方法不当，导致食品不能保持原有的色香味型和营养价值，甚至可能发生食物中毒和严重危害食品安全。六、食品贮藏技术的研究内容1.研究食品贮藏原理，探索食品生产、贮藏、运输和分配过程中腐败变质的原因和控制方法。2.食品在贮藏过程中的物理特性、化学特性及生物学特性的变化规律，以及这些变化对食品质量和食品保藏的影响。3.解释各种食品变质腐败的机理及控制食品变质腐败应采取的技术措施。4.通过物理的、化学的、生物的或兼而有之的综合措施来控制食品质量变化，最大限度地保持食品质量。6食品贮藏技术的种类、设备及工艺参数等。七、学习食品贮藏技术的意义1.满足食品科学与工程专业人才培养目标的需要。食品专业技术技能包括：（1）掌握生物化学、食品化学、微生物学的基本理论和实验技术；（2）掌握食品分析检测技术；（3）掌握食品储运、加工、保藏及资源综合利用技术；（4）具备工艺设计、设备选用、生产管理和技术经济分析技能；（5）熟悉食品工业发展方针、政策、法规及各种食品专业技术的理论前沿和发展动态。2.满足食品企业的对技术人才的需求。（1）所有的食品保质、保值都离不开贮藏技术，所有的食品企业要创造效益，都离不开食品贮藏技术人才。（2）协会、高校、企业三方联手食品物流人才呼之欲出（报道）在食品物流过程中，由于管理不善、技术不成熟而导致相对成本大幅提高。究其原因，是缺乏专业化人才。现代食品供应链人才的匮乏，已经成为制约我国食品行业和食品物流企业发展的瓶颈。而食品供应链管理技术在国外已经非常成熟，国外大型食品企业和物流企业对食品供应链管理人才的需求巨大，年薪通常都在8万~10万美元，专家级的都在50万美元左右。当前我国食品供应链环节管理依然十分混乱，而且存在食品安全质量问题的隐患。尤其是各种新鲜易腐食品，如果能通过改善食品冷链物流技术来延长保鲜时间，如延长10天左右，那将极大的增强企业的竞争力和抗风险能力。因此我国食品物流人才培训迫在眉睫。2007年，遵照国务院办公厅要求，中国食品工业协会食品物流专业委员会培训部就将与北京交通大学和上海水产大学食品学院，共同签署了共建“食品物流未来之星”人才储备基地合作协议，并委托具有行业培训资质的广州德山信息咨询有限公司具体操作，首先建立广州人才培训基地，共同培训食品供应链管理人才。北京众德管理咨询有限公司李万秋总经理对食品物流人才市场也十分看好，他认为：食品供应链人才的社会需求是相当大的，不仅食品和物流企业，超市、大卖场、宾馆、饭店都紧缺这方面的专业人才。很多物流人员只是边学边做。企业如果真的想要再上一个台阶的话，就需要把现在这批非专业的人才通过培训转化为专业人才。北京快行线食品物流有限公司刘培军董事长强调：食品冷链物流实质是一个多温层运输的问题。目前企业里最缺乏的人才是具有专业水平能够进行食品冷链物流流程优化的流程设计人才。首先应开展面向全行业的食品冷链物流技术培训。北京交通大学经管学院培训中心周建勋副主任表示，企业需要什么样的人才决定了我们今后培训的内容，我们应该首先确定企业更需要那方面的人才，技术性人员或是管理型人员。八、“食品贮藏技术”课程性质食品贮藏技术，是一门研究食品变质腐败的原因及其控制方法，解释各种食品腐败变质现象的机理并提出合理的、科学的防止措施，阐明食品保藏的基本原理和基本技术的学科。食品贮藏从狭义上讲，是为了防止食品腐败变质而采取的技术手段，因而是与食品加工相对应而存在的。但从广义上讲，贮藏与加工是互相包容的。这是因为食品加工的重要目的之一是保藏食品，而为了达到保藏食品的目的，必须采用合理的、科学的加工工艺和加工方法。“食品贮藏技术”是一门实践性、技术性较强的专业课。它是在学生已掌握食品化学、食品微生物学、食品营养学、食品工程原理等课程内容的基础上开设的一门专业技术课，主要任务是使学生掌握和了解食品贮藏的基础知识、基本理论和技能，了解该学科发展的前沿和研究的热点问题。它既是食品工艺课程的必备基础，又是一门独立的技术课程，是食品科学和工程专业的必修课。九、“食品贮藏技术”教学方法1.教法（1）全面介绍各种食品贮藏方法的基本原理；重点讲授食品低温保藏和食品罐藏两项技术。（2）贯彻“实用为主，必须、够用、管用为度”的原则，紧紧围绕“面向生产，管理一线需要的高技能人才”的培养目标，根据职业岗位工作任务所需的知识、能力与技术要求，打破课本知识体系，从职业工作出发，强调理论联系实际，达到学即可用的目的。2.学法（1）提高认识1）食品贮藏技术是食品专业技术重要组成部分；2）食品贮藏技术贯穿于食品链的各个环节，从原料采集、生产加工、产品销售、直到餐桌消费之前各个步骤都离不开保藏技术。（2）活学活用。充分利用所学知识拓展知识面，提高解决实际问题的技能。（3）关注发展：了解过去、掌握现在、预备将来。（4）基础理论与实用技术相结合。（5）课内与课外相结合。十、食品贮藏技术课程内容1.引起食品变质腐败的主要因素及其作用；2.食品贮藏的基本原理；3.食品冷藏技术；（1）食品冷藏技术及其发展历史（2）制冷技术（3）冷藏库（4）各类食品的冷加工技术（5冷库的管理（6）冷藏链4.食品的罐藏技术。十一、食品贮藏技术的历史和发展食品贮藏是一种古老的技术。据确切的记载，公元前3000年到公元前1200年间，犹太人经常用从死海里取来的盐贮藏各种食物。中国人和希腊人也在同时代学会用盐腌鱼的方法。这些事实可以看成是腌制贮藏技术的发端。大约公元前1000年时，古罗马人学会了用天然冰雪来保藏龙虾等食物，向时还出现了烟熏贮藏肉类的技术。这说明低温贮藏和烟熏贮藏技术已具雏形。《圣经》中记载了人们利用日光将枣、无花果、杏及葡萄等晒成干果进行贮藏的事情。我国古书中也常出现“焙”字，这些情况表明干藏技术已开始进入人们的日常生活。《北山酒经》中记载了瓶装酒加药密封煮沸后保藏的方法，似乎可以看做是罐藏技术的萌芽。1809年，法国人尼古拉·阿培尔将食品放入玻璃瓶中加木塞密封并加热后，制造出了真正的罐藏食品，成为现代食品贮藏技术的开端。从此，各种现代食品贮藏技术不断问世。1883年前后出现了食品冷冻技术，1908年出现了化学品保藏技术，1918年出现了气调冷藏技术，1943年出现了食品辐照贮藏技术等。现代食品贮藏技术与古代食品贮藏技术的本质区别在于，现代食品保藏技术是在阐明各种贮藏技术所依据的基本原理的基础上，采用人工可控制的技术手段来进行的，因而可以不受时间、气候、地域等因素的限制，大规模、高质量、高效率地实施。食品贮藏技术的发展是不平衡的。它表现在不同食品贮藏技术之间的发展不平衡及同种贮藏技术中不同技术手段之间的发展不平衡。比如，罐藏技术在相当长的一段时间内曾占据着食品贮藏技术的主导地位，但是，随着人们生活水平的逐渐提高，食品保鲜保活技术的开发和广泛应用，罐头食品在色、香、味等方面的缺陷以及相对较高的成本，使罐头工业的发展陷入困境。与此相反，食品低温贮藏技术由于能较好地保存食品的色、香、味及营养价值，并能提供丰富多彩的冷冻食品而逐渐占据了食品工业的主导地位。目前，全世界的冷冻食品正以年平均20％的增长速度持续发展，预计未来的10年内，年总产量已达到6000万吨，品种达3500种，预计未来的十年内，速冻食品的销量将占全部食品销售量的60%以上。另外，在同种贮藏方法的不同技术手段之间也存在明显的发展不平衡的状况，比如罐藏法中金属罐和玻璃罐应用技术的发展缓慢，而塑料罐、软罐头及无菌罐装技术等的发展速度很快，潜力巨大。又如干藏法中普通热风干燥技术的发展处于相对停滞状态，而喷雾干燥和冷冻干燥技术的发展却非常迅速。总之，只有那些能适应现代化生产需要，能为人类提供高质量食品，并且具有合理的生产成本的食品保藏技术才能获得较快发展。食品贮藏作为一种有效利用食品资源，减少食品损耗的重要技术手段，对于缓解当今人口迅速膨胀而导致食物资源相对短缺的状况，具有不可替代的作用。开发更为有效、更为先进的食品贮藏技术是从事食品研究与开发的所有人员义不容辞的义务和责任。教案9月4日授课班级0741.0742班授课时间56节2次(总)课题第一章食品的腐败变质教学目的使学生了解食品腐败变质定义，掌握引起食品腐败变质的因素及其特性，熟悉食品腐败变质危害及鉴定方法教学重点和难点引起食品腐败变质的因素及其特性食品腐败变质危害及鉴定方法课型理论课教法讲授教学过程第一章食品的腐败变质第一节引起食品腐败变质的因素一、生物性因素（一）微生物（二）害虫和啮齿动物二、化学性因素（一）酶的作用（二）非酶作用（三）氧化作用三、物理性因素四、其他因素第二节食品腐败变质危害及鉴定方法一、食品腐败变质的危害二、食品腐败变质的鉴定方法作业1.什么是食品的腐败变质？2.引起食品腐败变质的因素有哪几种？3.微生物引起食品变质的基本条件是什么？4.食品腐败变质的危害？5.食品腐败变质的鉴定方法？任课教师张丽萍第一章食品的腐败与变质第一节引起食品腐败变质的因素食品腐败变质，是指食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。如鱼肉的腐臭、油脂的酸败、水果蔬菜的腐烂和粮食的霉变等。食品的腐败变质原因较多，有生物性因素、化学因素、物理因素。其中由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的，一、生物性因素（一）微生物1.种类：细菌、酵母曲和霉菌三大类。2.微生物引起食品腐败变质的特点（1）细菌：细菌造成的变质，一般表现为食品的腐败，是由于细菌活动分解食物中的蛋白质和氨基酸，产生恶臭或异味的结果。这种现象尤其容易在无空气(氧)的状态下发生，通常还会产生有毒物质，引起食物中毒。产芽孢细菌非常耐热，如肉毒杆菌在中性环境下，100℃（2）酵母菌：在含碳水化合物较多的食品中容易生良发育；而在含蛋白质丰富的食品中一般不生长。容易受酵母菌作用而变质的食品有蜂蜜、果酱、果冻、酱油、果酒等。（3）霉菌：霉菌易在有氧、水分少的干燥环境中生长发育，在富含淀粉和糖的食品中也容易滋生霉菌。由于霉菌的好气性，无氧的环境可抑制其侵害，在水分含量15％以下，可抑制其生长发育。3.影响微生物生长发育的主要因子（1）pH值：微生物的生长发育需要适宜的pH值环境。酸性越强，抑制细菌生长发育的作用越显著。微生物对热的抵抗性(耐热性)在最适宜的发育pH值范围内较强，但离开最适宜的PH值范围则其耐热性变弱。因此，使PH值降低至4.6以下，细菌的生长发育受抑制的同时，其耐热性也变弱，即使是耐热性极强的细菌芽孢，也容易被杀灭。一般以pH值4.6为界限，PH值4．6以上环境宜采用加压高温杀菌，pH值4．6以下环境采用常压(100℃以下)杀菌，PH值4．6以下，霉菌和酵母菌虽能生长发育，但其耐热件较弱，在70—80（2）氧气：微生物可分为好氧性微生物、微需氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧性微生物。好氧性微生物的生长发育需要有氧气，无氧则不能生长发育、如产膜酵母菌、霉菌和部分细菌。利用真空包装或用N2、CO2等置换包装材料内的空气，即可抑制好氧性微生物的活动。微需氧微生物仅需少量的氧就能生长，如乳酸杆菌。兼性厌氧微生物在有氧和无氧的环境中都能生长，如大多数酵母菌、细菌中的葡萄球菌等。厌氧性微生物如肉毒按状芽抱杆菌，能在无氧的低酸性(PH值＞4.6)环境中生长发育并产生毒素，引起食物中毒。（3）水分：水分活度（Aw）是指食品在密闭容器内的水蒸汽压(P)与纯水蒸汽压(Po)之比，即Aw=P/Po。纯水的Aw=1；无水食品的Aw=0，由此可见，食品的Aw值在0-1之间。表1给出了不同微生物类群生长的最低Aw值范围，从表中可以看出，食品的Aw值在O.60以下，则认为微生物不能生长。一般认为食品Aw值在O.64以下，是食品安全贮藏的防霉含水量。微生物生长发育需要自由水分。干制品由于脱去了自由水分，因而能防止细菌、酵母菌和霉菌的生长。通过控制水分活度Aw可防止微生物的生长。水分活度是对微生物和化学反应所能利用的有效水分的估量，不同的微生物，其生长发育所要求的最低AW也不同(图1—2)。一般情况下，大多数细菌要求AW＞0.94，大多数酵母菌要求AW＞0.88，大多数霉菌要求AW＞0.75。微生物对Aw的要求也有例外的情况，而且受环境条件影响。（4）营养成分：大部分食品含有足够的营养物供微生物生长，尤其是含有发酵基质的碳水化合物和蛋白质。糖在低浓度时不能抑制微生物的生长活动，故传统的糖制品要达到较长的储藏期．一般要求糖的浓度在60％以上。（5）温度：适宜的温度可以促进微生物的生长发育，不适宜的温度能减弱其生命活动甚至引起生理机能异常或促使其死亡。根据微生物适应生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性三个类群。大多数致病菌是嗜温性的。嗜冷微生物，可在-10--30℃范围活动，最适生长温度在10—20℃；嗜温微生物，生长温度范围在10一45℃之间，最适生长温度为25—40℃；嗜热微生物，生长温度范围在25—80℃之间，最适生长温度在50—4.微生物引起食品变质的基本条件

（1）食品的基质特性

1）食品的营养成分

食品含有蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素和水分等丰富的营养成分，是微生物的良好培养基。米饭等含糖类较高的食品，易受到曲霉属、根霉属、乳酸菌、啤酒酵母等对碳水化合物分解能力强的微生物的污染而变质；而脂肪含量较高的食品，易受到黄曲霉和假单孢杆菌等分解脂肪能力很强的微生物的污染而发生酸败变质。

2）食品的氢离子浓度

各种食品都具有一定的氢离子浓度。根据食品pH值范围的特点，可将食品划分为两大类：酸性食品和非酸性食品。一般规定pH值在4．5以上者，属于非酸性食品；pH值在4.5以下者为酸性食品。例如动物食品的pH值一般在5～7之间，蔬菜pH值在5～6之间，它们一般为非酸性食品；水果的pH值在2～5之间，一般为酸性食品。

食品的pH值也会因微生物的生长繁殖而发生改变，当微生物生长在含糖与蛋白质的食品基质中，微生物首先分解糖产酸使食品的pH值下降；当糖不足时，蛋白质被分解，pH值又回升。由于微生物的活动，使食品基质的pH值发生很大变化，当酸或碱积累到一定量时，反过来又会抑制微生物的继续活动。

3）食品的水分

水分是微生物生命活动的必要条件，微生物细胞组成不可缺少水，细胞内所进行的各种生物化学反应，均以水分为溶媒。在缺水的环境中，微生物的新陈代谢发生障碍，甚至死亡。但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量决定了生长微生物的种类。一般来说，含水分较多的食品，细菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌则容易繁殖。

表9-1

食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围微生物类群最低Aw值范围微生物类群

最低Aw值大多数细菌0.99～0.90

嗜盐性细菌0.75大多数酵母菌0.94～0.88

耐高渗酵母0.60大多数霉菌

0.94～0.73

干性霉菌

0.654）食品的渗透压

渗透压与微生物的生命活动有一定的关系。绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，只有少数种能在高渗环境中生长，如盐杆菌属（Halobacterium)中的一些种，在20～30%的食盐浓度的食品中能够生活；肠膜明串珠菌能耐高浓度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压，如异常汉逊氏酵母、鲁氏糖酵母、膜毕赤氏酵母等能耐受高糖，常引起糖浆、果酱、果汁等高糖食品的变质。霉菌中比较突出的代表是灰绿曲霉、青霉属、芽枝霉属等。

食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加人不同量的糖或盐，可以形成不同的渗透压。所加的糖或盐越多，则浓度越高，渗透压越大，食品的Aw值就越小。通常为了防止食品腐败变质，常用盐腌和糖渍方法来较长时间地保存食品。

5）食品的存在状态

完好无损的食品，一般不易发生腐败，如没有破碎和伤口的马铃薯、苹果等，可以放置较长时间。如果食品组织溃破或细胞膜碎裂，则易受到微生物的污染而发生腐败变质。（2）微生物

能引起食品发生腐败变质的微生物中，细菌常比酵母菌占优势。在这些微生物中，有病原菌和非病原菌，有芽孢和非芽孢菌，有嗜热性、嗜温性和嗜冷性菌，有好气或厌气菌，有分解蛋白质、糖类、脂肪能力强的菌。1）分解蛋白质类食品的微生物分解蛋白质而使食品变质的微生物，主要是细菌、霉菌和酵母菌，它们多数是通过分泌胞外蛋白酶来完成的。

2）分解碳水化合物类食品的微生物

细菌中能高活性分解淀粉的为数不多，主要是芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的某些种，如枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、淀粉梭状芽孢杆菌等，它们是引起米饭发酵、面包粘液化的主要菌株；能分解纤维素和半纤维素只有芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和八叠球菌属的一些种；但绝大多数细菌都具有分解某些糖的能力，特别是利用单糖的能力极为普遍；某些细菌能利用有机酸或醇类；能分解果胶的细菌主要有芽孢杆菌属、欧氏植病杆菌属、梭状芽孢杆菌属中的部分菌株，它们参与果蔬的腐败。

多数霉菌都有分解简单碳水化合物的能力；能够分解纤维素的霉菌并不多，常见的有青霉属、曲霉属、木霉属等中的几个种，其中绿色木霉、里氏木霉、康氏木霉分解纤维素的能力特别强。分解果胶质的霉菌活力强的有曲霉属、毛霉属、蜡叶芽枝霉等；曲霉属、毛霉属和镰刀霉属等还具有利用某些简单有机酸和醇类的能力。

绝大多数酵母不能使淀粉水解；少数酵母如拟内胞霉属能分解多糖；极少数酵母如脆壁酵母能分解果胶；大多数酵母有利用有机酸的能力。

3）分解脂肪类食品的微生物

分解脂肪的微生物能生成脂肪酶，使脂肪水解为甘油和脂肪酸。一般来讲，对蛋白质分解能力强的需氧性细菌，同时大多数也能分解脂肪。细菌中的假单孢菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属和芽孢杆菌属中的许多种，都具有分解脂肪的特性。

能分解脂肪的霉菌比细菌多，在食品中常见的有曲霉属、白地霉、代氏根霉、娄地青霉和芽枝霉属等。

酵母菌分解脂肪的菌种不多，主要是解脂假丝酵母，这种酵母对糖类不发酵，但分解脂肪和蛋白质的能力却很强。因此，在肉类食品、乳及其制品中脂肪酸败时，也应考虑到是否因酵母而引起。（3）食品的环境条件

1）温度

①低温对微生物生长的影响

低温对微生物生长极为不利，但由于微生物具有一定的适应性，在5℃左右或更低的温度（甚至-20℃有些微生物在很低温度下能够生长，其机理还不完全清楚。但至少可以认为它们体内的酶在低温下仍能起作用。另外也观察到嗜泠微生物的细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，推测可能是由于它们的细胞质膜在低温下仍保持半流动状态，能进行活跃的物质传递。而其它生物则由于细胞膜中饱和脂肪酸含量高，在低温下成为固体而不能履行其正常功能。

②高温对微生物生长的影响

高温，特别在45℃以上，对微生物生长来讲，是十分不利的。在高温条件下，微生物体内的酶、蛋白质、脂质体很容易发生变性失活，细胞膜也易受到破坏，这样会加速细胞的死亡。温度愈高，死亡率也愈高。

2）气体对微生物生长的影响

微生物与O2有着十分密切的关系。一般来讲，在有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长、代谢速度快，食品变质速度也快；缺乏O2条件下，由厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。O2存在与否决定着兼性厌氧微生物是否生长和生长速度的快慢。例如当Aw值是O．86时，无氧存在情况下金黄色葡萄球菌不能生长或生长极其缓慢；而在有氧情况下则能良好生长。

3）湿度对微生物生长的影响

Aw值反映了溶液和作用物的水分状态，而相对湿度则表示溶液和作用物周围的空气状态。当两者处于平衡状态时，Aw×（二）害虫和啮齿动物(1)害虫害虫对于食品储藏的危害性很大，它不仅是某些食品储藏损耗加大的直接原因，而且由于害虫的繁殖、迁移，以及它们所遗失的排泄物、皮壳和尸体等还会严重污染食品，使食品丧失商品价值。害虫的种类多，分布广，并且躯体小，体色暗，繁殖快，适应性强，多隐居于缝隙、粉屑或食品组织内部，所以一般食品的仓库中都有可能有害虫存在。日前对食品危害性大的害虫主要有甲虫类、娥类、蟑螂类和瞒类。如危害禾谷类粮食及其加工品、水果蔬菜的干制品等主要是象虫科的米象、谷象、玉米象等甲虫类。防治害虫的方法，可以从以下几个方面着手：加强食品仓库和食品本身的清洁卫生管理，消除害虫的污染和匿藏滋生的环境条件；通过环境因素中的某些物理因子(如温度、水分、氧、放射线等)的作用达到防治害虫的目的，如高温、低温杀虫，高频加热或微波加热杀虫，辐射杀虫，气调杀虫等；利用机械的力量和震动筛或风选设备使因震动呈假死状态的害虫分离出来，达到机械除虫和杀虫的目的；利用高效、低毒、低残留的化学药剂或熏蒸剂杀虫。(2)啮齿动物鼠类是食性杂、食量大、繁殖快和适应性强的啮齿动物。鼠类对食品的危害很大，鼠类有咬啮物品的特性，对包装食品及其他包装物品均有危害。鼠类还能传播多种疾病。鼠类排泄的粪便、咬食物品的残渣也能污染食品和储藏环境．使之产生异昧，影响食品卫生，危害人体健康。防治鼠害要防鼠和灭鼠相结合。防鼠的方法有：建筑防鼠法，即利用建筑物本身与外界环境的隔绝性能，防止鼠类进入库内使食品免受鼠害；食物防鼠法，是通过加强食品包装和储藏食品容器的密封性能等，断绝鼠类食物的来源，达到防民的目的；药物及仪器防民法，是利用某些化学药物产生的气味或电子仪器产生的声波，刺激鼠类的避忌反应，达到防鼠的目的。灭鼠的方法有：化学药剂灭鼠法，是利用灭鼠毒饵的灭鼠剂、化学绝育剂、熏蒸剂等毒杀或驱避鼠类；器械灭鼠法，是利用力学原理以机械捕杀鼠类，如捕鼠铗等。二、化学性因素（一）酶的作用1.酶酶是生物体的一种特殊蛋白质，具有高度的催化活性，能降低反应的活化能。绝大多数食品来源于生物界，尤其是鲜活和生鲜食品，体内存在着具有催化活性的多种酶类，因此食品在加工和储藏过程中由于酶的作用，特别是氧化酶类、水解酶类的催化会发生多种多样的酶促反应，造成食品色、香、味和质地的变化。2.与食品变质有关的酶类（1）氧化酶类1）酚酶：食品在加工和储藏中常出现褐变或黑变，如莲藕、马铃薯、香蕉、苹果、桃、枇杷等果实，剥皮或切分后，出现褐色或黑色，这是由于果蔬中含有的单宁物质，在氧化酶类的作用下发生氧化变色的结果2）脂氧合酶：脂氧合酶存在于各种植物尤其是豆科植物中，以大豆的含量最高。3）其他氧化酶类，如过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶等也会引起食品颜色和风味的变化及营养成分的损失。（2）脂酶脂酶存在于所有含脂肪的组织中，如哺乳动物体内有胰脂酶。胰脂酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸。牛奶、奶油、干果类等含脂食品的变质常常是由于其中所含脂酶的作用使游离脂肪酸增加所致。（3）果胶酶果胶酶主要有多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶。果胶物质是所有高等植物细胞壁和细胞间层中的成分，也存在于细胞汁液中，对于水果、蔬菜的食用质量有很大影响。（二）非酶作用1.美拉德反应由葡萄糖、果糖等还原性糖与氨基酸引起的褐变反应称为美拉德反应，也称为羰氨反应。发酵酱油的黑褐色即基于此反应。美拉德反应所引起的褐变反应，与氨基化合物和糖的结构有密切关系。含氮化合物中的胺、氨基酸中的盐基性氨基酸反应活性较强，糖类中凡具有还原性的单糖、双糖(麦芽糖、乳糖)都能参加这一反应，其中反应活性以戊糖(木糖)最强。己糖次之，双糖最低。褐变的速度随温度升高而加快，温度每上升10℃反应速度增加3—5倍。食品的水分含量高则反应速度加快，如果食品完全脱水干燥则反应趋于停止。但干制品吸湿受潮时会促进褐变反应。美拉德反应在酸性和碱性介质中都能进行，但在碱性介质中更容易发生，一般是随介质的pH值升高而反应加快，因此高酸性介质不利于美拉德反应进行。氧、光线及铁、铜等金属离子都能促进美拉德反应。防止美拉德反应引起的褐变可以采取如下措施：降低储藏温度；调节食品水分含量，降低食品PH值，使食品变为酸性；用惰性气体置换食品包装材料中的氧气；控制食品转化糖的含量；添加防褐变剂如亚硫酸盐等。2.抗坏血酸氧化引起的褐变抗坏血酸属于抗氧化剂，对于防止食品的褐变具有一定的作用。但当抗坏血酸被氧化放出二氧化碳时，它的一些中间产物又往往会引起食品的褐变，这是由于抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸进而与氨基酸发生美拉德反应生成红褐色产物，以及抗坏血酸在缺氧的酸性条件下形成糠醛并进一步聚合为褐色物质的结果。在富含抗坏血酸的柑橘汁和蔬菜中有时会发生抗坏血酸氧化引起的褐变现象。抗坏血酸氧化褐变与温度、pH值有较密切的关系，一般随温度的升高而加剧。pH值的范围在2.0-3.5之间的果汁，随pH值的升高氧化褐变速度减慢，反之则褐变加快，pH值为3．4的果汁不易发生褐变。防止抗坏血酸氧化褐变，除了降低产品温度以外还可以用亚硫酸盐溶液处理产品，抑制葡萄糖转变为5-羟甲基糠醛，或通过还原基团的络合物抑制抗坏血酸变为糠醛，从而防止褐变。3.食品成分与包装容器的反应食品成分与包装容器的反应，如与金属罐的金属离子反应也会引起食品变质。含酸量高的原料做成果汁时容易使罐壁的锡溶出，如菠萝、番茄等要特别注意。桃、葡萄等含花青素的食品罐藏时、与金属罐壁的锡、铁反应，颜色从紫红色变成褐色。此外，甜玉米、芦笋、绿豆等以及鱼肉、畜禽肉加热杀菌时产生的硫化物，常会与铁、锡反应产生紫黑色、黑色物质。单宁物质含量较多的果蔬，也容易与金属罐壁起反应而变色。罐藏这类食品时，应使用涂料罐，以防止变色。（三）氧化作用氧化作用会引起富含脂肪的食品酸败，同时伴随有刺激性或酸败臭味产生，导致食品不能食用。若食用了这些变质的油脂，会引起腹泻，严重者会出现肝脏病症。脂肪的氧化酸败，主要是脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和游离脂肪酸的双键容易被氧化，生成过氧化物并进一步分解的结果。这些过氧化物大多数是氢过气化物，同时也有少量的环状结构的过氧化物，若与臭氧结合则形成臭氧化物。它们的性质极不稳定，容易分解为醛类、酮类以及低分子脂肪酸类等，使食品带有哈喇味。在氧化型酸败变化过程中，氢过氧化物的生成是关链步骤，这不仅是由于它的性质不稳定，容易分解和聚合而导致脂肪酸败，而且还由于一旦生成氢过氧化物后，氧化反应便以连锁方式使其他不饱和脂肪酸迅速变为氢过氧化物，因此脂肪氧化型酸败是一个自动氧化的过程。三、物理性因素1.温度温度升高引起食品的腐败变质，主要表现在影响食品中发生的化学变化和酶催化的生物化学反应速度以及微生物的生长发育程度等。根据范特霍夫规则：温度每升高10℃，化学反应的速度增加2—4倍。这是由于温度的升高，反应速度常数k值增大的缘故。在生物科学和食品科学中，范特霍夫规则常用Q10由于温度对反应物的浓度和反应级数影响不大，主要影响反应速度常数k，故Q10又可表示为：当然，温度对化学反应速度的影响是复杂的，反应速度常数k不是温度的单一函数。阿雷尼乌斯用活化能的概念解释温度升高化学反应速度加快的原因：由于在一般的温度范围内，对于某一化学反应，A和E不随温度的变化而改变，而反应速度常数k与绝对温度T成指数关系，可见T的微小变化都会导致k值的较大改变。故降低食品的环境温度，就能降低食品中的化学反应速度，延缓食品的质量变化，延长储藏寿命。2.水分水分不仅影响食品的营养成分、风味物质和外观形态的变化，而且影响微生物的生长发育，因此食品的水分含量，特别是水分活度，与食品的质量有十分密切的关系。很多化学反应和生物化学反应还必须有水分子参与，许多由酶催化的反应，水除了起一种反应物的作用外，还作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化作用促使酶和底物活化。因此，降低水分活度，可以减少如上所述的酶促反应、非酶反应、氧化反应等引起的劣变，稳定食品的质量。由于水分的蒸发，一些新鲜果蔬等食品会导致外观萎缩，使鲜皮和嫩度下降。一些组织疏松的食品，因干耗也会产生干缩僵硬或质量损耗。3.光光线照射也会促进化学反应。如脂肪的氧化、色素的消退、蛋白质的凝固等反应均会因光线的照射而加速。清酒等放置在光照的场所，从淡黄色变成褐色。所以一般要求食品避光储藏，或用不透光的材料包装。紫外线能杀灭微生物，但也会使食品中的脂肪和维生素D发生变化。四、其他因素1.机械损伤：果蔬在采收、贮运、加工前等环节处理不当，会产生机械性损伤，如表面损伤、碰撞擦伤、震动擦伤等，机械伤害不仅使外观受影响，而且还会加速水分损失，刺激较高的呼吸和乙烯产生率，促成腐烂的发生。例如，枇杷采收时从树上跌落，造成创伤，成为酶催化多酚类物质氧化的基础，很快发生褐变。机械损伤还使微生物的侵染更容易。2.乙烯：乙烯是促进成熟和衰老的一种植物激素，控制生长、衰老的许多方面，痕量就有生理活性。乙烯的产生率，通常在下列情况下增加：成熟采收、物理伤害、病害人侵、温度升高到30℃3.外源污染物：近年来，外源污染物影响食品的质量，引起食品的安全性问题，受到全球性的高度重视。外源污染物包括环境污染、农药残留、滥用添加剂、包装材料等多个方面。综上所述，引起食品腐败变质的原因是多方面的，而且常常是多种因素作用的结果。重要的是对各种因素了解清楚，掌握其特性，找出相应的防止措施，应用于不同的产品及其加工食品。第二节食品腐败变质的化学过程一、食品中蛋白质的分解

肉、鱼、禽蛋和豆制品等富含蛋白质的食品，主要是以蛋白质分解为其腐败变质特征。由微生物引起蛋白质食品发生的变质，通常称为腐败。

蛋白质在动、植物组织酶以及微生物分泌的蛋白酶和肽链内切酶等的作用下，首先水解成多肽，进而裂解形成氨基酸。氨基酸通过脱羧基、脱氨基、脱硫等作用进一步分解成相应的氨、胺类、有机酸类和各种碳氢化合物，食品即表现出腐败特征。二、食品中脂肪的分解

1.油脂的自身氧化

油脂的自身氧化是一种自由基（游离基）氧化反应，其过程主要包括：脂肪酸（RCOOH）在热、光线或铜、铁等因素作用下，被活化生成不稳定的自由基R—、H—，这些自由基与O2生成过氧化物自由基；接着自由基循环往复不断地传递生成新的自由基，在这一系列的氧化过程中，生成了氢过氧化物、羰基化合物（如醛类、酮类、低分子脂酸、醇类、酯类等）、羟酸以及脂肪酸聚合物、缩合物（如二聚体、三聚体等）。

2.脂肪水解

脂肪酸败也包括脂肪的加水分解作用，产生游离脂肪酸、甘油及其不完全分解的产物。如甘油一酯、甘油二酯。

脂肪酸可进而断链而形成具有不愉快味道的酮类或酮酸；不饱和脂肪酸的不饱和键可形成过氧化物；脂肪酸也可再氧化分解成具有特臭的醛类和醛酸，即所谓的“哈喇”气味。这就是食用油脂和含脂肪丰富的食品发生酸败后感官性状改变的原因。三、食品中碳水化合物的分解

食品中的碳水化合物包括纤维素、半纤维素、淀粉、糖元以及双糖和单糖等。含这些成份较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。在微生物及动植物组织中的各种酶及其它因素作用下，这些食品组成成分被分解成单糖、醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水等低级产物。由微生物引起糖类物质发生的变质，习惯上称为发酵或酵解。

第三节食品腐败变质危害及鉴定方法一、食品腐败变质的危害1.食品感官品质下降。腐败变质的食品，色、香、味、形等感官性状发生变化，无法食用。2.营养价值下降或丧失。

食品往往是动植物的一部分，其本身所含的酶可以将食品的大分子成分分解，如植物的采后呼吸与动物的自溶等。因此，理论上，只要时间足够长，既使没有微生物，食品也会发生分解而变质。但这一过程会很长，微生物的出现，大大加速了食品腐败变质的进程。这是因为细菌、霉菌等微生物体积小，不能直接摄取蛋白质、多糖、甘油三酯等大分子物质，只有通过向胞外分泌分解酶，将大分子成分分解为小分子物质，才能摄取供菌体生长的碳源、氮源等营养。而食品则在微生物胞外酶的作用下，发生以大分子成分降解为特征的腐败变质。3.食品安全性降低。1）诱发食物中毒有的食品被致病菌污染后，一方面在适宜的温度、水分、pH和营养条件下大量繁殖，使食品含有大量致病菌，当人体摄入一定数量的活菌后造成食物中毒；另一方面有些污染菌在食品中繁殖并产生毒素，引起食物中毒。2）引起食源性传染病

有些致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌等，在污染食品后可在食品中存活一定时间，若食用前未采取杀菌措施，则可因食入活体致病菌而引起食源性传染病。常见的通过食品传播的细菌性传染病有：痢疾、伤寒、霍乱等。4.造成经济损失

据国际制冷学会调查，全世界每年因各种原因所造成腐烂变质的食品占食品年总产量的45%。无论因食品腐败变质而造成的食品废弃，还是诱发人类疾病都会伴随着一定的经济损失，据WHO统计，每年全球仅因食品腐败变质而造成的经济损失就多大几百亿美元。二、食品腐败变质的鉴定方法1.感官鉴定以视觉、嗅觉、触觉、味觉来查验食品的色泽、气味、口味，简单灵敏。2.物理鉴定食品变形软化。鱼肉类肌肉松弛、弹性差，组织体表发粘等，液体食品出现浑浊沉淀，表面有浮膜，变稠等。3.化学鉴定测定微生物代谢的腐败产物。如鱼虾肉类常以挥发性氮的含量做评定的化学指标。糖类食品缺氧时常以有机酸含量或pH值变化作为指标。4.微生物鉴定一般以检验菌落总数和大肠菌群作为判断食品卫生质量的指标。教案9月6日授课班级0741.0742班授课时间56节3次(总)课题第三章食品贮藏原理教学目的使学生了解栅栏技术的概念，掌握微生物的控制方法和酶的控制方法教学重点和难点微生物的控制方法和酶的控制方法课型理论课教法讲授教学过程第三章食品贮藏原理一、微生物的控制1.加热2.控制水分活度3.控制水分状态4.控制pH值5.控制渗透压6.烟熏7.改变气体组成8.使用添加剂9.辐照10.微生物发酵二、酶活性的控制1.酶与食品质量2.酶的控制3.其他因素的控制三、栅栏技术任课教师张丽萍第二章食品贮藏原理一、微生物的控制1.加热／冷却（1）微生物的耐热性不同的微生物具有不同的生长温度范围。酵母菌均对热敏感，最适生长温度25—30℃，60—66℃条件下几分钟即可被杀死。就食品杀菌而言，真正具有威胁的微生物是细菌，因此，一般都将细菌作为杀菌对象。如果制定的杀菌规程能杀灭细菌，则酵母菌、霉菌可一同被杀灭。根据细菌的耐热性，可把其分为4种类型(表1—(2)加热杀菌的方法①巴氏杀菌法：杀菌温度65—80℃②常压杀菌法：指l01．325kPa、100℃条件下的杀菌处理。常压杀菌适用于高酸性食品的杀菌，即pH值小于4．5的食品才能采用常压杀菌，如水果罐头。蔬菜罐头中，只有番茄的pH值小于4.5③高压杀菌：指101．325kPa以上、100℃以上的杀菌，此杀菌方法主要适用于低酸性食品(pH值＞4．5)(3)杀菌原则①杀菌方法的选择，一般以pH值4.5为界限。②杀菌时一般以该食品中耐热性最强的细菌为对象菌。③加热杀菌时应充分考虑到食品的热敏感性。2.控制水分活度（1）水分活度与微生物生长的关系大部分最重要的食品腐败细菌所需要的最低AW值都在0.90以上；大多数新鲜食品的水分活度在0.99以上，对各种微生物的生长都很适宜。降低水分活度可以增加食品的防腐能力和保藏性，但随着水分的去除，特别是单分子层结合水的脱出，食品因其他原因导致的变质现象会越来越严重，因此生产上一般控制脱水食品的水分活度在L0.70以下即可。（2）水分活度和微生物耐热性的关系微生物的耐热性因所处环境水分活度不同而有差异。例如，将嗜热脂肪芽孢杆菌的冻结干燥芽孢置于不同相对湿度的空气中加热，结果表明水分活度在0.2—0.4时，其耐热性最高，在水分活度0.8—1.0之间，其耐热性随水分活度的下降而降低．其原因尚未明确。水分活度与酶的关系酶的活性与水分活度之间存在一定的关系。当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大；相反．降低水分活度则抑制酶的活性。酶要起作用，必须在最低水分活度以上才行。最低水分活度与酶的种类、食品种类、温度及pH值等有关。降低水分活度的方法降低水分活度目前已成为重要的食品保藏方法之一，在生产中有着广泛的应用。降低水分活度的方法主要有：①脱水：如脱水蔬菜、冷冻；②通过化学修饰或物理修饰，使食品中原来隐蔽的亲水基团裸露出来，以增加对水分子的约束；②添加亲水性物质(降水分活性剂)：这样的物质有三类，盐(氯化钠、乳胶钠)、糖(呆糖、葡萄糖)和多元醇(甘油、丙二醇、山梨醇等)。3.控制水分状态——玻璃化储藏理论在通常的食品冷冻加工过程中，冻结首先发生在食品的表面。由于水的相变潜热很大，因此食品温度下降很慢，这就导致冰晶成核数目较少，而细小的晶核又有时间得以长大成粗大的冰晶，并向食品内部缓慢推进。这种冰晶首先在细胞间隙之间产生，而细胞内的水在0℃4.控制pH值每一种微生物的生长繁殖都需要适宜的pH值。5.控制渗透压渗透就是溶剂从低浓度溶液经过半渗透膜向高浓度溶液扩散的过程。半渗透膜是只允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜。细胞膜、羊皮膜等都是半透膜。所有细胞都能渗水，这是在渗透压差作用下发生的现象。在渗透压的作用下，电解质也能渗透，但和水相比，它们通过细胞膜的速度就比较慢。通常所说的溶液渗透压是从溶液整体来说的，实际上渗透压是在溶质而不是在溶液的作用下才能形成。渗透压可以用范特霍夫公式表示，π＝cRT式中：π为渗透压(Pa)c为溶质的量浓度(mol．L-1)；R为气体常数(8．314×103Pa·L·mol-1·K-1)；T为绝对温度(K)。应用高渗原理保藏的食品主要有糖制品和腌制品。如1％食盐可以产生618kPa的渗透压，1％蔗糖可以产生608—709kPa的渗透压，1％葡萄糖可以产生122kPa的渗透压，而微生物的耐压能力一般仅为355——l783kPa，故10％以上的食盐或65%以上的食糖对于绝大多数食品具有较强的保藏能力。6.烟熏腌制和烟熏经常相互紧密地结合在一起，在生产中先后相继进行，即腌肉常烟熏，烟熏肉必须预先腌制。烟熏像腌制一样也具有防止肉类腐败变质的作用。但是，由于冷藏技术的发展，烟熏防腐巳降为次要的位置，但烟熏味轻淡的腌制品却成为消费者在膳食中添加的花色品种。现在，烟熏技术已成为生产具行特种风味制品的加工方法。7.改变气体组成采用改变气体组成的方法，降低氧分压，一方面可以限制需氧微生物的生长，另一方面对以减少营养成分的氧化损失，如食品生产及保藏中密封(如泡菜腌制时水封口)、脱气(罐头、饮料)、充氮、真空包装等。新含气调理食品，采用低强度的杀菌处理(加工处理)减菌，如蔬菜、肉类和水产品每克原料含菌105—106个，经减菌处理，使之降至10—102个，然后改变气体组成，抽出氧气，充人氮气，置换率达到99％，食品保藏效果较好，货架期可达到6—12个月。8.使用添加剂（1）化学药剂的杀菌作用按其作用的方式可分为两大类，即（2）原理化学药物对微生物的作用过程，首先是药剂与微生物细胞膜接触，吸附并穿过细胞膜而进入原生质，导致微生物生理活性受到抑制或死亡。杀菌剂如卤素类、过氧化物类、乙醇类、双胍类(洗必太)、醛类(福尔马林)、酚类(石碳酸)，除极少数外，一般不允许直接应用于食品，多用于车间、工具的消毒处理。(3)使用防腐剂必须注意以下几个问题①一定的防腐剂须在一定的条件和指定的食品中使用；②食品腐败变质后使用无效；③有的防腐剂有异味，添加后不能影响食品原有的风味；④防腐剂不能超量使用；⑤没有一种防腐剂能抑制或杀死所有细菌，而食品败坏往往不是某一种细菌引起的，故需要研究防腐剂的抑菌谱，以便混合使用。9.辐照辐射线通常是指α、β、γ射线。α射线是从原子核中射出的带2个质子和2个中子的离子流，带正电，由于其质量比电子大很多，通过物质时极易使其中原子电离而损失能量(每行进1cm产生4万对离子对)，穿透力弱，一张纸就可以阻挡它，其在空气中的行程只有几厘米。β射线是高能电子，带负电，质量小，速度大，穿透能力比α粒子强，可在空气中穿行200cm(每行进lcm产生150对离子对)。γ射线是非离子电磁辐射，是原子核由高能态跃迁到低能态时放出的一种光子流，其在磁场中不偏转(α射线偏转)，可穿透铅板(图l—5)。用于食品辐照保藏的主要是γ和β射线。中子因有诱生或使元素放射活化的能力，一般不用于食品的辐照保藏。根据辐射剂量及目的的不同，食品辐照有以下3种类型(1)辐照阿氏杀菌所使用的剂量可以将食品中所有的细菌和病毒杀死，密封保藏的食品经辐照阿氏杀菌后，可以在常温下储藏。剂量范围为10kGy以上。(2)辐照巴氏杀菌所使用的辐射剂量可以杀死无芽孢的致病菌，可以减少引起食品腐败变质的微生物数量。经辐照巴氏杀菌的食品应储存在3℃以下。剂量范围为1—10kCy(3)辐照耐贮杀菌可以防止土豆和洋葱等蔬菜的发芽，推迟水果的成熟，杀死寄生虫或昆虫虫卵，替代气凋储藏或烟熏法，以减少对人体的危害。所用剂量通常在lkGy以下。目前辐照处理在香料防腐和蔬菜储藏保鲜上应用较多，如抑制大蒜、洋葱、马铃薯发芽等。10.微生物发酵利用某些有益微生物的活动，或利用这些微生物产生和积累的代谢产物，抑制其他有害微生物的活动，称为不完全生机原理。如利用乳酸菌进行乳酸发酵、酵母菌进行酒精发酵、醋酸菌进行醋酸发酵等等，在食品生产中应用较为广泛。利用此方法保藏食品，其代谢物的积累需达到一定程度方可，如乳酸需0.7％以上，醋酸1％一2％，酒精10％以上。酶和其他因素的控制酶活性的控制（1）酶与食品质量保持①多酚氧化酶与果蔬食品褐变在食品中基本存在有4种褐变反应，即美拉德反应、焦糖化、抗坏血酸氧化和酶促褐变。前3种在本质上是非酶反应(抗坏血酸氧化有时由酶催化)。酶促反应对于果蔬来说，是非常重要的，在有氧的情况下，多酚氧化酶可将酚类物质氧化，造成酶促褐变。酶促褐变需要3个条件，即底物、酶和氧气。在完整的组织中，多酚氧化酶同底物是分离的，因此，褐变不会发生。当组织破碎且暴露在空气中时，由于酚在多酚氧化酶的作用下氧化成醌，然后又快速地通过聚合作用形成褐色素或黑色素，导致褐变。②果胶酶与果蔬质构果胶酶(包括果胶裂解酶、果胶酸裂解酶和果胶酯酶)，存在于高等植物和微生物中，能促使果胶物质降解，引起植物组织软化，由于果胶物质是较高等植物胞间层和初生壁的结构单元，因此，它们的聚合度和酯化度的变化将改变水果和蔬菜在后熟、采收后的保藏加工中的质构。③脂肪氧合酶与食品风味脂肪氧合酶广泛地存在于植物和动物中，它包括各种不同的酶，它们能以同功酶的形式存在于同一植物中。同脂肪自动氧化一样，脂肪氧合酶催化不饱和脂肪酸的氧化，生成短链脂肪酸．也会导致食品产生异味。如由水解产生的短链脂肪酸是导致鲜乳产生“哈喇味”的重要原因。豆类冻藏过程中产生的异味、大豆加工过程中产生的“豆腥味”、大麦储藏过程中产生的“纸板”味等皆与脂肪氧合酶的活动有关。另外，脂肪氧合酶对某些色素具有漂白作用，如使β—胡萝卜素和叶黄素共氧化，而使它的正常底物过氧化，对叶绿素具有漂白作用。因此，为了将脂肪氧合酶的活性降至最低，在加工前的热烫处理是必要的。（2）酶的控制①加热处理酶的活性和稳定性与温度之间有密切的关系。在较低的温度范围内，随着温度的升高，酶活性也增加。通常，大多数酶在30—40℃的范围内显示最大的活性，而高于此范围的温度将使酶失活。酶催化反应速度和酶失活速度与温度之间的关系可用温度系数Q10来表示。酶催化反应速度的Q10一般为2—3，而酶失活速度的Q10在临界温度范围内可达100。随着温度的提高，酶反应速度和失活速度同时增加，但由于其在临界温度范围内的Q10②控制pH值酶的活性受其所处环境pH值的影响，只有在某个狭窄的pH值范围内时，酶才表现出最大活性，则该pH值就是酶的最适pH值。在低于或高于最适pH值的环境中，酶的活性将降低甚至会丧失。但是，酶的最适pH值并非酶的属性。它不仅与酶的属性有关，而且还随温度、反应时间、底物的性质及浓度、缓冲液的性质及浓度、介质的离子强度和酶的纯度等因素的变化而改变。③控制水分活度水分活度对酶促反应的影响主要表现在：在足够高的水分活度下，有最大的酶促反应；在足够低的水分活度下，酶促反应不能进行；在不同的水分活度下，产生不同的最终产物积累值。因此，当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大，相反，减小水分活度则会抑制酶的活性。例如食品干制、速冻，正是利用了低水分活区控制酶的活性。2.其他因素的控制(1)压力压力是影响罐头食品保藏的重要因素之一。例如杀菌时由于压力的剧烈变化，引起“跳盖”现象，使容器密封性降低，造成了微生物侵染的机会，产生败坏；外界压力变化，当大气压力降低时，特别是一些大型罐头，在杀菌操作或异地保藏、运输时，可使罐头产生物理性胀罐。发生物理性胀罐后不影响罐头内在质量，但其感官质量变劣，并且不能从外部感官状态上与化学性胀罐或微生物胀罐区别，造成检验和销售上的困难。(2)湿度环境湿度过大，干制品易吸水返潮，糖制品也会因吸潮而引起表面糖浓度降低，减弱了抑制微生物的效应，引起败坏；环境湿度过小，糖制品会因矢水而引起表面糖浓度增大，产生返砂现象。(3)物理化学因素对于带电颗粒，存在着吸附、沉淀的必然过程。在食品中，一些热力学不稳定体系，如浑浊果汁、果肉饮料、蛋白质饮料等，如果颗粒分散或乳化得不好，则会在保质期内发生沉淀，引起变质。控制物理化学因素引起的食品变质现象，可以采用下列措施：使浑浊体系有一定的强度，尽可能减小颗粒与汁液间的密度差；尽可能减小果肉颗粒的大小，颗粒越小，稳定性越好，一般应在1—100μm范围内，才会保持较长的稳定期。物化因素引起的变质不一定会使食品失去食用价值，但会使感官质量下降，包括外观和口感。三、栅栏技术1.栅栏技术的提出栅栏技术应用于食品保鲜是德国肉类研究中心Leistner(1976)提出的，他把食品防腐的方法或原理归结为高温处理(F)、低温冷藏(t)、降低水分活度(Aw)、酸化(pH值)、降低氧化还原电势〔Eh)、添加防腐剂(Pres)、竞争性菌群及辐照等因子的作用，将这些因子称为栅栏因子。国内也有将栅栏技术和栅栏因子相应译为障碍技术和障碍因子。栅栏效应在保藏食品的数个栅栏因子中，它们单独或相互作用，形成特有的防止食品腐败变质的“栅栏”(hurdle)，使存在于食品中的微生物不能逾越这些“栅栏”，这种食品从微生物学角度考虑是稳定和安全的，这就是所谓的栅栏效应(hurdleeffect)。通过图l—7中的几个示意图，可以比较形象、全面地认识和理解栅栏效应。例1：理想化栅栏效应模式。某一食品内含同等强度的6个栅栏因子，即图中所示的抛物线几乎为向样高度，残存的微生物最终未能逾越这些栅栏。因此，该食品是可储藏的，并且是卫生安全的。例2：较为实际型栅栏效应模式。这种食品的防腐是基于几个强度不同的栅栏因子，其中起主要作用的栅栏因子是Aw和Prcs，即干燥脱水和添加防腐剂，储藏低温、酸化和氧化还原电势为较次要的附加栅栏因子。例3：初始菌数低的食品栅栏效应模式。例如无菌包装的鲜肉，只需少数栅栏因子即可有效地抑菌防腐。例4和例5：初始菌数多或营养丰富的食品栅栏效应模式。微生物具有较强生长势能，各栅栏因子未能控制住微生物活动而使食品腐败变质；必须增强现有栅栏因子或增加新的因子，才能达到有效的防腐。例6：经过热处理而又杀菌不完全的食品栅栏效应模式。细菌芽孢尚未受到致死性损伤，但生存力已经减弱，因而只需较少而且作用强度较低的栅栏因子，就能有效地抑制其生长。例7：栅栏顺序作用模式。在不同食品中，微生物的稳定性是通过加工及储藏过程中各栅栏因子之间以不同顺序作用来达到。本例为发酵香肠栅栏效应顺序，Pres栅栏随时间推移作用减弱，Aw栅栏成为保证产品保藏性的决定性因子。例8：栅栏协同作用模式。食品的栅栏因子之间具有协同作用，即2个或2个以上因子的协同作用强于多个因子单独作用的累加，关键是协同因子的选配是否得当。3.栅栏技术的应用长期以来，栅栏技术在食品加工和保藏中就己被广泛地应用，人们只是没有从栅栏技术的概念来认识问题，而是将多个栅栏因子自觉或不自觉地融汇于经验式的食品加工与保藏中。自从20世纪70年代栅栏理论提出后，相继有许多研究与实践表明，栅栏技术不但可用于食品加工和保藏中的微生物控制，还可用于食品加工、保藏中的工艺改造以及新产品开发。例如肉制品在储存过程中要降低能耗，可以考虑用耗能少的因子(如Aw和pH值等)替代耗能大的因子t，因为抑制食品微生物的栅栏因子在一定程度上可以相互替换。再例如果蔬罐头加工中，可通过降低pH值，达到降低杀菌温度(F)和缩短杀菌时间的目的。栅栏因子的合理组合应是既能抑制微生物活动，又尽可能地改进产品的感官质量、营养性和经济效益。栅栏技术在国内外被广泛、成功地应用于肉类加工，而且在果蔬加工、果蔬储藏保鲜、粮食及其半成品储藏、食品包装等领域已有一定的研究与实践。可以预见，随着人们对栅栏理论研究的深化和栅栏技术在生产中的成功应用，栅栏理论与技术将成为食品加工与保藏的重要指导依据。思考题1.试述引起食品腐败变质的生物学因素及其特性。2.试述引起食品腐败变质的化学因素及其特性。3.温度和水分对食品的腐败变质有何影响?4.食品保藏的基本原理是什么?5.如何根据食品腐败变质的症状判断食品败坏的原因，制定相应的防治措施？6.栅栏技术的基本原理是什么?食品生产和保藏过程中如何应用栅栏技术?教案9月15日授课班级0741.0742班授课时间56节4次(总)课题第三章食品低温贮藏技术及其发展历史教学目的使学生了解食品低温贮藏技术内容，熟悉食品低温贮藏原理，掌握食品冷却、冷藏、冻结、冻藏、解冻及T．T．T的概念教学重点和难点食品低温贮藏原理T．T．T的概念课型理论课教法讲授教学过程第三章食品低温贮藏技术及其发展史第一节食品低温贮藏技术及发展历史一、食品低温贮藏技术二、食品冷藏技术的发展史第二节食品低温贮藏原理一、低温抑制微生物的生长繁殖二、低温抑制酶活性三、低温抑制食品原料的生理生化作用第三节食品低温贮藏技术概论一、食品的冷却二、食品的冷藏三、食品的冻结四、食品冻藏五、食品解冻六、冻结食品的TTT概念作业1.食品低温贮藏技术内容有哪些？2.食品低温贮藏原理是什么？3.说出食品冷却、冷藏、冻结、冻藏、解冻及目的和温度。4.解释T．T．T的概念。任课教师张丽萍食品的低温贮藏技术及其发展历史第一节食品冷藏技术的发展历史一、食品冷藏技术食品低温贮藏技术是一门运用人工制冷技术来降低温度以加工和保藏食品的科学。食品低温贮藏技术的优点：最大限度地保持食品的新鲜状态和风味；最大限度地延长保存期，使营养成分损失最少；适用性强，质量好，安全卫生。二、食品冷藏技术的发展史1.历史悠久（1）公元前一千多年，《诗经》中“凿冰冲冲，纳于凌阴”记录的是贮藏天然冰，用冰雪贮藏食品的情况。（2）古汉书记载：“有屋一百四十间，下有冰室，室有数井，井深十五丈，用于藏冰及石墨……”可见用冰雪贮藏食品的规模之大。（3）元朝《马可波罗行记》中介绍我国13世纪用冰保存鲜肉，制造冰酪等冷食的技术。（4）19世纪上半叶，冷藏技术因冷源的改进，出现划时代的发展。1834年，英国人发明了用乙醚为制冷剂的冷冻机；1860年，法国人发明了以氨为制冷剂、水为吸收剂的吸收式制冷机。从此人工冷源逐步代替了天然冷源，使食品冷藏技术手段发生了根本性的变革。（5）人工制冷机起初只用来制冰，再用冰去冷藏食品，制冷手段虽然改进，但冷藏技术无大变化。冰的温度成了食品低温保藏的极限，不能满足食品冷藏期限的要求。（6）1877~1878年，法国人为了解决牛羊肉长途运输，开始使用氨制冷剂直接冻结和冷藏牛羊肉，既省了放冰位置，又增加了保存食品的数量，而且可以对温度进行调整，增加保存时间。从此食品工业采用冷冻机直接冻结保藏食品的方法迅速推广。（7）19世纪后，制冷和冷藏技术有了重大进展。①冷冻食品的形状改进：有整体冻结牛羊肉改为分割冻结，提高了冻结速度和质量，增加了花色，节约能源。②冻结方式改进：采用吹风冻结装置，金属平板直接接触食品装置使冻结温度更均匀。③制冷装置改进：利用液态氮、CO2直接喷洒冻结，温度更低，速度更快，质量更好。④认识冷藏链的重要性：1948年~1958年十年间，美国人研究发现温度波动对食品冷藏质量的不良影响，提出建立冷藏连，保证冷藏食品在连续不变的低温条件下保存到消费者食用为止。2.现状——发展迅速（1）品种繁多：起初是牛羊肉，1930年有冷冻蔬菜，1945年有冷冻果汁，1950年有速冻食品。近15年来，冷冻食品品种包括水产、畜肉、家禽、果蔬、乳品五大类，600多种，几乎覆盖所有主副食。（2）产量剧增：我国1983年，冷库容量仅有193万吨，1990年达到260万吨。目前我国大小冷库星罗棋布，遍布城乡，库容量约为800万吨。（3）冷藏连基本形成：目前我国冷库容量800万吨，冷藏汽车3.5万辆，冷藏船10万吨位，各类铁路冷藏列车8000辆。（4）人才倍增：研究这门学问的专家学者愈来愈多，大专院校也相继开设了这门专业课。食品低温贮藏技术将在食品工业领域中独树一帜。3.未来——前景广阔（1）食品物流产业不断发展壮大，促进食品冷藏技术的发展与研究。如：食品中蛋白质的变化、脂肪的氧化、维生素的损失、食品色泽、嫩度、鲜度变化等，都将成为今后冷藏技术攻克的技术重点。（2）解决食品原料季节性生产与常年消费，生产与消费空间上的矛盾，食品冷藏技术必将发挥重要作用。第二节食品低温贮藏原理食品低温保藏就是利用低温来控制微生物生长繁殖、酶活动及其他非酶变质因素的一种方法。低温对微生物的影响温度对微生物的生长繁殖影响很大。根据微生物对温度的耐受程度，可将微生物分为嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌3种类型，在每一类群适应生长的温度范围内，可包括最适生长温度和最高生长温度(表2—1)。冻结或冰冻介质最易促使微生物死亡。食品经冷冻并维持在-18二、低温对酶活性的影响食品中的许多反应都是在酶的催化下进行的，而酶的活性(即催化能力)和温度有密切关系。大多数酶的适宜活动温度为30-50℃。随着温度的升高或降低，酶的活性均下降(图2—1)。酶的活性因温度而发生的变化常用温度系数Q10式中：Q10为温度每增加10K时因酶活性变化所增加的化学反应率；K1为温度T时酶活性所导致的化学反应率；K2为温度增加到T十10K时酶活性所导致