食品新产品开发 课件 第三章 第七节 防腐保藏设计

1——3.7防腐保藏设计新产品开发配方设计食品新产品开发——学习目标掌握食品防腐保藏的基本原理以及常用类型；了解防腐剂在食品工业中的应用；能够基于各种食品保藏设计的基本理论知识，进行防腐保藏设计。配方创新设计防腐保藏设计北京市食品办公布了市质监局对酱腌菜质量的抽查结果，包括复兴商业城、家乐福在内的12家商场、超市销售的30种酱腌菜防腐剂超标。主要表现在防腐剂和甜味剂超标。事件1：酱菜防腐剂超标防腐保藏设计配方创新设计事件2：蜜饯防腐剂沈阳市工商局公布蜜饯抽查结果，40%的蜜饯不合格。

不合格蜜饯主要存在三类问题：一是超限量使用防腐剂苯甲酸，人过多食用防腐剂超标的食品将危害身体健康；二是超限量使用甜味剂，主要是由于企业为降低成本使用甜味剂代替食糖造成的；三是二氧化硫残留量超标，主要是因为企业为使产品外观漂亮，在产品中超量使用漂白剂造成的。

防腐保藏设计配方创新设计一、防腐保藏原理

食品配方设计在经过主辅料设计、调色设计、调香设计、调味设计、质构改良设计之后，色、香、味、形兼备，但还需要对其进行防腐保藏设计以实现产品的经济效益最大化。防腐保藏设计配方创新设计主辅料设计调色设计调香设计调味设计质构改良设计防腐保藏设计营养设计一、防腐保藏原理（一）防腐保藏的意义

食品防腐保藏是指在生产到售予消费者所经历的各个环节中，通过杀灭有害微生物或者抑制微生物的生长繁殖，提高耐藏性，并尽量保持其品质（商品价值、营养价值和卫生安全程度等）不降低的保藏方法。防腐保藏设计配方创新设计物理方法加热辐射低温冷藏化学方法添加防腐剂防腐保藏方法（二）食品腐败机理

食品在受到各种内外因素的影响下，会造成其原有化学或物理性质和感官性状发生变质，从而降低或失去其营养价值和商品价值。防腐保藏设计配方创新设计（二）食品腐败机理

造成食品腐败变质的主要原因是微生物作用，其不仅会使食品丧失原有的营养价值，还可能会引起食物中毒。随着社会科技进步，传统的保藏手段，如加热、冷藏等已经不足以满足日常生活需求，添加防腐剂成为了更加简洁有效的防腐保藏方法。防腐保藏设计配方创新设计粮食果蔬肉类海鲜（三）防腐保藏的原理

防腐保藏是抑制有害微生物对食品的破坏，延长食品保藏期。

主要包括三种途径延长保质期：防腐保藏设计配方创新设计防腐剂主要是通过抑制食品中微生物的生长起到防腐作用防止微生物污染食物；灭活有害微生物；降低或者抑制受污染食品中微生物的生长，或使之失活。二、防腐剂类型与应用（一）防腐剂的基本概念指能防止由微生物引起的腐败变质、延长食品保质期的添加剂。防腐保藏设计配方创新设计能在不同情况下抑制腐败作用的发生，特别是在一般灭菌作用不充分时效果持续；基于其抗菌谱或者其抗菌范围选择合适防腐剂；绝大多数的防腐剂只能针对霉菌、细菌和酵母中的一类或者两类有效。几个基本概念食品防腐并不要求在无菌状态下保存，只是要求在保质期内不出现有害微生物迅速繁殖而出现不可控制的状态，也就是说只要保持一个不利于有害微生物的环境条件，从而降低或抑制食品中有害微生物的繁殖就可以。防腐是一门综合工程。防腐保藏设计配方创新设计食品的保质期并不是只有腐败与否这一个指标，它是由色、香、味、形、营养成分多种指标决定的。（二）防腐剂的作用机制防腐保藏设计配方创新设计作用机制作用于微生物的酶系，抑制酶活使微生物蛋白质变性改变细胞膜渗透性（三）防腐剂的分类

化学防腐剂天然防腐剂防腐剂酸型防腐剂

包括苯甲酸、山梨酸及其盐类等无机盐防腐剂

包括硝酸盐、亚硝酸盐和亚硫酸盐类物质动物源天然防腐剂

从某些动物或其代谢物中人工提取的物质，比如鱼精蛋白、溶菌酶等防腐保藏设计配方创新设计酯型防腐剂

对羟基苯甲酸酯类，又称为尼泊金酯类植物源天然防腐剂

从自然界植物的叶、花、果、皮、根、种子等部位提取得到的天然防腐抑菌物质，如香辛料、中草药以及植物精油等微生物源天然防腐剂

目前我国食品添加剂标准只允许乳酸链球菌素和纳他霉素等用于食品防腐（1）酸型防腐剂

a.

苯甲酸

防腐机理破坏细胞膜的通透性；干扰酶的功能。特点一种广谱抗微生物试剂；对酵母菌、霉菌、部分细菌作用效果很好。防腐保藏设计配方创新设计使用注意事项

由于苯甲酸在水中溶解度低，故实际多是加适量的碳酸钠或碳酸氢钠，用90℃以上热水溶解。若必须使用苯甲酸，可先用适量乙醇溶解后再用。苯甲酸最适抑菌pH值为2．5－4．0。pH值低时抑菌能力提高，但在酸性溶液中其溶解度降低，故不能单靠提高酸性来提高其抑菌活性。苯甲酸在酱油、清凉饮料中与对羟基苯甲酸酯类一起使用，效果更好。1.化学防腐剂防腐机理特点防腐保藏设计配方创新设计破坏细胞膜的功能；抑制脱氢酶系统。国际上应用最广的防腐剂；对霉菌、酵母菌和许多好气菌都有抑制作用，但对厌气性芽孢形成菌与嗜酸乳杆菌几乎无效；广泛用于干酪、酸乳酪、面包点心制品、果汁、果酱、果蔬汁饮料。b.山梨酸对羟基苯甲酸酯防腐保藏设计配方创新设计是破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性；抑制微生物细胞的呼吸酶系和电子传递酶的活性。可以在较宽的pH值范围内使用并且效果较好；其毒性相对较低；选用这些酯类中的两种或两种以上混合使用，仿佛效果更佳。（2）酯型防腐剂防腐机理特点防腐保藏设计配方创新设计（3）无机盐防腐剂特点

无机盐类防腐剂既能运用在食品的持久保藏过程中，也能够有效提升食品的色泽。比如，亚硝酸盐防腐剂不仅能够有效限制微生物的生长繁殖，还能为食物提色，保持色泽鲜艳，主要应用于肉类食物的腌制过程中的防腐和护色。毒性亚硝酸盐是食品添加剂中毒性最强的物质之一；被人体摄入后，可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白，使之失去携氧功能，严重的情况下会导致窒息；在一定条件下，它还可以转化为一种强致癌物亚硝胺；硝酸盐的毒性主要是由于被还原为亚硝酸盐导致。防腐保藏设计配方创新设计（1）动物源天然防腐剂动物源天然防腐剂是从某些动物或其代谢物中人工提取的物质，比如鱼精蛋白、溶菌酶等。a.鱼精蛋白主要在鱼类（如鲑鱼、鳟鱼、鲱鱼等）成熟精子细胞核中作为和DNA结合的核精蛋白存在；安全性高、防腐性能好、热稳定性高；具有很高的营养性和功能性。b.溶菌酶通过破坏细胞壁中的β-1,4糖苷键，使细胞壁多糖分解导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解；对革兰氏阳性菌、地衣型芽孢杆菌、枯草杆菌等有抗菌作用，而对人体细胞无害；能促进婴儿肠道双歧乳酸杆菌增殖；是婴儿食品、饮料的优良添加剂。

2.天然防腐剂防腐保藏设计配方创新设计（2）植物源天然防腐剂

从自然界植物的叶、花、果、皮、根、种子等部位提取得到的天然防腐抑菌物质，如香辛料、中草药以及植物精油等，因此具有更强的安全性。目前这类防腐剂主要被运用在瓜果蔬菜以及牛羊肉等食物的防腐中。a.香辛料具有广谱抑菌性；各提取物间还存在着抑菌性的协调增效作用。b.中草药我国中草药资源丰富。c.植物精油从芳香草本植物的花、叶、根、皮、种子或果实中高度浓缩提取；芳香物质提取物，可作为天然的防腐剂。如丁香油中含有丁香酚、鞣质等活性成分，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉等具有广谱抑菌性。防腐保藏设计配方创新设计（3）微生物源天然防腐剂a.乳酸链球菌素（nisin）

理化性质产生的微生物：乳酸链球菌；基本构成：34个氨基酸；溶解特性：pH下降溶解度升高；稳定性：低pH下稳定，可被蛋白酶水解；与其他抗生素的关系：不产生交叉抗药性。抗菌机理干扰细胞膜的正常功能，引起膜电位下降、细胞膜渗透和营养流失，导致腐败菌死亡。特点安全无毒、无副作用，食用后很快就会被水解成氨基酸；对食品的色、香、味、口感等无不良影响。b.纳他霉素理化性质由纳塔链霉菌起始菌株产生的天然抗真菌化合物；是依靠其内酯环结构和真菌细胞膜上的甾醇化合物结合，形成抗生素-甾醇化合物，从而破坏真菌细胞质膜的结构。防腐保藏设计配方创新设计随着消费者健康意识的提高，在未来的食品防腐保鲜工业中，天然防腐剂或将成为食品防腐保鲜的主要方法。（二）防腐剂复配防腐保藏设计配方创新设计

在实际应用中，由于不同的防腐剂的抗菌谱不同，且食品中可能存在多类微生物，而一些不同的防腐剂间具有协同作用，复合应用可扩大抗菌范围，提高防腐效果。复配型防腐剂克服单一防腐剂防腐效力的局限性，扩大了抑菌范围和效力；保证了各种单体成分含量远低于国家标准，安全性提高；更加经济、使用方便。泡椒类食品（三）抗氧化剂在食品防腐中的应用防腐保藏设计配方创新设计

抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。按来源可分为合成抗氧化剂和天然抗氧化剂。为什么加工食品需要加入抗氧化剂？食物中的成分，主要是色素，酚类黄酮等植物成分，还有油脂类等，很容易被空气中的氧气所氧化；为了使产品在生产和储存过程中保持原有的色香味，就需要加入某些抗氧化剂。

有哪些食物需要加入抗氧化剂？防腐保藏设计配方创新设计1、合成抗氧化剂防腐保藏设计配方创新设计

很多常用的合成抗氧化剂都是酚类化合物，如丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）和叔丁基对苯二酚（TBHQ）。在高温下不稳定而使应用受到限制，与BHA合并使用可明显提高抗氧化效果。二丁基羟基甲苯（BHT）对热稳定，遇铁、铜离子不形成有色物质，但在见光或碱性条件下可呈粉红色。对大多数油脂，尤其是植物油，TBHQ具有比BHA等更好的抗氧化能力。叔丁基对苯二酚(TBHQ)抗氧化性优于BHA及BHT，而且低毒，使用安全性高，与铜、铁等金属离子反应变色的特性，所以在使用时应避免使用铜、铁等金属容器。没食子酸丙酯（PG)热稳定性好，因此可以在油煎或焙烤条件下使用。另外BHA对动物性脂肪的抗氧化作用较强，而对不饱和植物脂肪的抗氧化作用较差。丁基羟基茴香醚（BHA）合成抗氧化剂2、天然抗氧化剂（1）生育酚类

维生素E的水解产物，作为婴儿食品、疗效食品、强化食品等的抗氧化剂和营养强化剂，具有重要的意义。（2）抗坏血酸及其衍生物

本身极容易被氧化，能降低介质中的含氧量，即通过除去介质中的氧而延缓油脂等氧化反应的发生，因此是一类氧的清除剂。防腐保藏设计配方创新设计

天然抗氧化剂分布广泛，在植物、微生物、真菌类，甚至在动物某些组织内都有存在。绝大部分的天然抗氧化剂都属于酚类物质，比如生育酚类、抗坏血酸及其衍生物、迷迭香提取物、茶多酚提取物、甘草提取物和植酸等。（3）迷迭香提取物

高效、无毒，其抗氧化能力主要来自于内含的二萜酚类物质，含有邻酚结构，抗氧化能力强于BHA。（4）茶多酚

安全性好，作为抗氧化剂可使用于油炸食品、方便面、鱼和肉制品、糕点、含脂类酱料等食品中。防腐保藏设计配方创新设计（5）甘草提取物

有较强的清除氧自由基的作用，并能从低温到高温发挥其强的抗氧化性。甘草黄酮类化合物除具有抗氧化作用外，还可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌生长。可用于油脂、油炸食品、腌制鱼、肉制品、饼干、方便面和含油食品的抗氧化。防腐保藏设计配方创新设计（6）植酸

从植物种籽中提取的一种有机磷类化合物，在高温下受热易分解，需低温避光储存。促进氧化作用的金属离子螯合而使之失去活性，同时释放出氢，破坏自氧化过程中产生的过氧化物，使之不能继续形成醛、酮等产物，而产生良好的抗氧化性。在食品中主要用于对虾保鲜、油脂、果蔬制品、肉制品以及饮料等的抗氧化。防腐保藏设计配方创新设计（四）栅栏技术栅栏技术机制为利用调节食品中的各种有效因子，以其各因子的交互作用来控制腐败菌生长繁殖，提高食品的品质、安全和储藏性。起控制作用的因子，称作栅栏因子。栅栏因子包括温度、pH值、Aw、氧化还原电位、气调、包装、压力、辐照、物理加工法、微结构、竞争性菌群、防腐剂。防腐保藏设计配方创新设计栅栏效应揭示了食品保藏的基本原理。在食品中，温度、Aw、pH值等栅栏因子的联合或协同作用，对抑制微生物生长、繁殖、产毒起着关键的作用，任何单一因子都不足以抑制微生物