食品的腐败变质及其控制

食品的腐败变质及其控制第1章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性2食品保藏的基本原理3栅栏技术4食品保存期限和食品标签第2页,共125页，2024年2月25日，星期天补充：食品腐败变质

腐败变质的概念：是指食品受到各种内、外因素的影响，其原有的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。如鱼肉的腐败、油脂的酸败、果蔬腐烂、粮食的霉变等。腐败变质的原因：食品中的蛋白质、碳水化合物、脂肪等被污染的微生物分解代谢的过程，或自身的酶进行生化过程。第3页,共125页，2024年2月25日，星期天

腐败：是由微生物引起的蛋白质食品发生的变质。

酸败：是脂肪食品发生的变质，特征是产生哈喇味。酸败的原因：微生物产生的酶解作用；或是在外界条件作用下发生的水解过程和脂肪酸的自身氧化，使油脂分解成脂肪酸、醛类和酮类等，食品的色、香、味发生改变，酸败产物醛、酮具毒性，危害健康。第4页,共125页，2024年2月25日，星期天第1章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性2食品保藏的基本原理3栅栏技术4食品保存期限和食品标签第5页,共125页，2024年2月25日，星期天1引起食品腐败变质的主要因素及其特性食品腐败变质因素物理因素：光、温度、水分化学因素：如食品组织内酶的作用生物因素：昆虫、寄生虫、微生物第6页,共125页，2024年2月25日，星期天1.1生物学因素⑴微生物引食品腐败变质的特点微生物分有益微生物、腐败微生物、致病微生物。细菌：食品变质主要由细菌引起，表现为食品的腐败。分解食物中的蛋白质和氨基酸，产生恶臭或异味，无氧时产生有毒物质，引起食物中毒。如肉毒杆菌耐热强，中性环境中100℃数小时不能完全被杀死。第7页,共125页，2024年2月25日，星期天酵母菌：含碳水化合物较多、pH值5.0左右的酸性食品中生长发育良好，蛋白质食品中不生长。易受酵母菌变质的食品有蜂蜜、果冻、酱油、果酒等。

霉菌：易在有氧、水分少的干燥环境中生长，富含淀粉和糖的食品易滋生霉菌。

食品腐败变质大多是细菌、霉菌或酵母菌同时污染的结果。食品的安全性和质量依赖于微生物的初始数量、加工过程的除菌和防止微生物生长的环境控制。第8页,共125页，2024年2月25日，星期天

⑵影响微生物生长发育的主要因子

主要pH值、氧气、水分、温度等因素。

pH值：大多细菌，尤其是病原菌易在中性至微碱性环境中生长，pH4以下不能生长。如果汁饮料等高酸性环境可减少细菌生长。霉菌和酵母菌一般在酸性环境中生长，对于耐酸性，霉菌＞酵母菌＞细菌。微生物对热的耐热性在最适宜的pH值下最强。第9页,共125页，2024年2月25日，星期天微生物生长发育程度与pH值的关系霉菌034567850100生长发育程度细菌酵母菌pH第10页,共125页，2024年2月25日，星期天

微生物对热的抵抗性在最适pH范围内较强，离开最适pH范围，耐酸性变弱，耐热性极强的细菌芽孢也易被杀死。以pH值4.6为界，4.6以上加压高温杀菌，4.6以下常压杀菌。食品高酸性食品：pH＜3.7酸性食品：pH＝3.7～4.6低酸性食品：pH＞4.6第11页,共125页，2024年2月25日，星期天氧气：微生物有好氧、兼性厌氧、厌氧之分。真空包装或用N2、CO2等置换空气，抑制好氧微生物生长。兼性厌氧的酵母菌、葡萄球菌有氧、无氧均生长。厌氧性的肉毒梭状芽孢杆菌在无氧的低酸性(pH值＞4.6)环境中产生毒素，引起食物中毒。第12页,共125页，2024年2月25日，星期天

水分：微生物在食品中的生长繁殖所需水不取决于总含水量，而取决于水分活度(Aw，即wateractivity)，如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差不多(80%左右)，但保藏状况不同。食品中的水分游离水和结合水，微生物只能利用游离水。食品中可被微生物利用的水以水分活度Aw来表示。第13页,共125页，2024年2月25日，星期天游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势(逸度)来反映，食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度Aw。水分逃逸的趋势可以近似地用水的蒸汽压来表示。水分活度(Aw)：食品体系中，内部水蒸气压与同温度下纯水的水蒸气压之比，即：Aw=p/p0

p食品水蒸气压，p0同温下纯水蒸气压。

纯水的Aw=1；无水食品的Aw=0。第14页,共125页，2024年2月25日，星期天水分活度数值的意义：Aw=1的水是自由水(或纯水）,可以被利用的水；Aw<1的水就是指水被结合力固定，数值的大小反映了结合力的多少。Aw越小则指水被结合的力就越大,水被利用的程度就越难；水分活度小的水是难以或不可利用的水。第15页,共125页，2024年2月25日，星期天Aw＞0.94大多数细菌生长繁殖Aw＞0.88大多酵母生长繁殖Aw＞0.75大多霉菌生长繁殖Aw＜0.60一般微生物均不生长繁殖，0.64以下是食品安全贮藏的防霉含水量Aw＜0.8大多数酶的活力受到抑制Aw与微生物生长第16页,共125页，2024年2月25日，星期天微生物的生长发育与水分活度的关系霉菌0.95

0.90.850.80.7550100生长发育程度细菌酵母菌第17页,共125页，2024年2月25日，星期天如新鲜的鱼、肉、水果、蔬菜Aw在0.98～0.99，适合多数微生物生长，易腐败变质。

Aw0.80～0.85之间食品能保存几天；0.72左右保存2至3个月；0.65以下保存1至3年。水分活度是对微生物和化学反应能利用的有效水分的估量。控制水分活度可防止微生物的生长，含水量相等的食品,Aw是否相等?第18页,共125页，2024年2月25日，星期天中间水分食品：即半干食品或软干食品，食品中加入大量糖或多元醇使水活度降到0.85以下，防止酵母菌和霉菌的生长。如葡萄干、枣脯水分活度在0.65～0.85，水分含量介于鲜品和干制品之间。

盐腌和糖腌的原理:利用盐、糖在高浓度时有较高的渗透压，降低水分活度，抑制微生物的生长。糖或盐浓度越高，渗透压越大，食品的Aw值就越小。第19页,共125页，2024年2月25日，星期天第20页,共125页，2024年2月25日，星期天营养成分：食品含足够的营养物供微生物生长，如碳水化合物和蛋白质。低浓度的糖是营养物质，浓度在60%以上抑制微生物生长。温度：不适宜的温度减弱微生物的生命活动，25～30℃下各类微生物均可使食品腐败。微生物分嗜冷性、嗜温性、嗜热性三类，大多致病菌为嗜温性的。第21页,共125页，2024年2月25日，星期天种类热致死条件生长温度/℃温度/℃时间/min最适界限霉菌菌丝605～1025～3015～37孢子65～705～10酵母菌营养细胞55～652～327～2810～35孢子6010～15细菌营养细胞633035～405～45芽孢100以上一般微生物的生长温度与热致死条件第22页,共125页，2024年2月25日，星期天1引起食品腐败变质的主要因素及其特性食品腐败变质因素物理因素：光、温度、水分化学因素：如食品组织内酶的作用生物因素：昆虫、寄生虫、微生物第23页,共125页，2024年2月25日，星期天化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶酚酶或多酚氧化酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶第24页,共125页，2024年2月25日，星期天酶酶的作用多酚氧化酶催化酚类物质的氧化，形成褐色聚合物多聚半乳糖醛酸酶催化果胶中多聚半乳糖醛酸残基之间的糖苷键水解，导致组织软化果胶甲酯酶催化果胶中半乳糖醛酸酯的脱酯作用，可导致组织硬化脂氧合酶催化脂肪氧化，产生臭味和异味抗坏血酸氧化酶催化抗坏血酸氧化，导致营养素的损失叶绿素酶催化叶绿醇环从叶绿素移去，丢失绿色引起食品质量变化的主要酶类及其作用第25页,共125页，2024年2月25日，星期天

大多数食品，尤其是鲜活食品含多种酶类，加工和储藏中，因酶的作用会造成食品的色、香、味和质地发生变化。酶的活性受温度、pH值、水分活度的影响。

加热杀菌的食品，酶的活性被钝化，不必考虑由酶引起的变质。第26页,共125页，2024年2月25日，星期天⑴氧化酶类

酚酶、多酚氧化酶：参与褐变的氧化酶，底物是酚类、单宁物质等，酚酶和多酚氧化酶需铜和氧气参与催化褐变。如马铃薯、苹果加工时出现褐色或黑色，是单宁在氧化酶的作用下形成。第27页,共125页，2024年2月25日，星期天

减轻褐变的方法：钝化酶的活性：热烫、抑制剂处理。果蔬热水漂烫几分钟。抑制剂有SO2、抗坏血酸。改变酶作用的条件：酚酶的最适pH为6～7，低于3.0无活性，加酸控制多酚酶的活力。隔绝O2：将去皮或切开的果蔬浸在清水、糖水或盐水中。第28页,共125页，2024年2月25日，星期天

果蔬褐变影响外观、风味、降低营养价值。

不含多酚氧化酶的柠檬、桔子、西瓜没有酶促褐变。有些食品的褐变有益，如面包、糕点等焙烤中的非酶褐变生成的焦黄色和由此而产生的香气等。

褐变酶促褐变非酶褐变第29页,共125页，2024年2月25日，星期天化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶酚酶或多酚氧化酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶第30页,共125页，2024年2月25日，星期天

脂氧合酶：主要存在于大豆中，该酶破坏亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等必需脂肪酸；产生游离基损害某些维生素和蛋白质等。脂氧合酶在低温下仍有活力，未漂烫的冷冻蚕豆、青豆长时间冻藏仍有异味、色素损失。其它氧化酶：如过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶，引起食品颜色和风味的变化及营养成分的损失。第31页,共125页，2024年2月25日，星期天化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶酚酶或多酚氧化酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶第32页,共125页，2024年2月25日，星期天脂酶：存在于所有含脂肪的组织中，牛奶、奶油、干果等食品的变质常是脂酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸。果胶酶：主要是多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶。果胶酶水解果胶物质为水溶性的物质，使果实变软。二氧化碳可延缓这种变化。第33页,共125页，2024年2月25日，星期天化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶酚酶或多酚氧化酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶第34页,共125页，2024年2月25日，星期天非酶褐变：食品贮藏及加工发生的与酶无关的褐变作用，常因加热或储藏而发生。非酶褐变美拉德反应引起褐变焦糖化反应引起褐变抗坏血酸氧化引起褐变褐变酶促褐变第35页,共125页，2024年2月25日，星期天美拉德反应：又称羰氨反应，由葡萄糖、果糖等还原糖与氨基酸引起褐变反应。如发酵酱油的黑褐色、醋、啤酒的颜色。还原性的单糖、双糖都能参加这一反应，戊糖最强、已糖次之，双糖最低。由法国化学家L.C.Maillard1912年提出，反应机理十分复杂，最终生成棕色或黑色的物质类黑精或拟黑素。第36页,共125页，2024年2月25日，星期天影响美拉德褐变的因素：温度：升高10℃，反应速度增加3～5倍。含水量：水多褐变快，完全干燥停止。pH：pH值升高加快，碱性环境利于褐变，高酸性环境不利于褐变。氧、光线、金属离子：起促进作用。第37页,共125页，2024年2月25日，星期天防止美拉德反应的措施：

①降低储藏温度，加工过程避免长时间的高温处理。②调节食品的含水量，食品干燥时反应停止。③降低pH至酸性，高酸性不利于反应进行。④用隋性气体置换包装材料中的氧气。

⑤控制转化糖的含量。

⑥添加防褐变剂如亚硫酸盐等。第38页,共125页，2024年2月25日，星期天酚酶或多酚氧化酶化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶美拉德反应引起褐变焦糖化反应引起褐变抗坏血酸氧化引起褐变第39页,共125页，2024年2月25日，星期天焦糖化褐变反应：是糖类物质加热到其熔点以上变成黑褐色物质的现象。一般是140～170℃以上时，因糖发生脱水与降解发生的褐变。糖受强热生成两类物质：一是糖的脱水产物焦糖，另一是挥发性的醛、酮物质。焙烤、油炸食品中控制焦糖化作用，得到悦人的色泽及风味。第40页,共125页，2024年2月25日，星期天

面点烘烤中，美拉德反应是褐变的主体，焦糖化反应也是使面点着色的一个原因。面点中含有一定量的糖类，糖在烘烤的过程中，随温度的升高水分的挥发，糖分逐渐焦化，制品呈现金黄、棕黄等色泽，从而达到面点外观着色的目的。另外，淀粉类食品在高温（＞120℃）烹调下易产生丙烯酰胺。第41页,共125页，2024年2月25日，星期天酚酶或多酚氧化酶化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶美拉德反应引起褐变焦糖化反应引起褐变抗坏血酸氧化引起褐变第42页,共125页，2024年2月25日，星期天

抗坏血酸：抗坏血酸本身是抗氧化剂防止食品褐变，但被氧化放出二氧化碳时，其中间产物会引起食品的褐变。因抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸可与AA发生美拉德反应，生成红褐色产物，且抗坏血酸在缺氧的酸性条件下形成糠醛也可聚合为褐色物质。富含抗坏血酸的柑橘汁、蔬菜常发生褐变。第43页,共125页，2024年2月25日，星期天

影响抗坏血酸氧化褐变因素：①随温度的升高而加快。②

pH在2.0～3.5之间时，随pH值的升高而减慢，pH为3.4的果汁不易发生褐变。防止抗坏血酸褐变的措施：①降低温度。②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。③通过还原基团的络合物，抑制抗坏血酸变为糠醛，防止褐变。第44页,共125页，2024年2月25日，星期天酚酶或多酚氧化酶化学因素酶的作用氧化酶类非酶作用氧化作用脂酶果胶酶脂氧和酶过氧化物酶抗坏血酸氧化物酶美拉德反应引起褐变焦糖化反应引起褐变抗坏血酸氧化引起褐变第45页,共125页，2024年2月25日，星期天氧化作用：富含脂肪的食品酸败，伴有刺激性或酸败臭味产生，引起腹泻或肝脏病症。脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和脂肪酸的双键被氧化生成氢过氧化物，再与臭氧结合成臭氧化物，臭氧化物分解为醛类、酮类及低分子脂肪酸，使食品有哈喇味。氢过氧化物的生成是关键，其性质不稳定，易分解和聚合导致脂肪酸败，且氢过氧化物一旦形成，氧化反应能以连锁方式使其它不饱和脂肪酸迅速变为氢过氧化物，故脂肪氧化酸败是自动氧化过程。第46页,共125页，2024年2月25日，星期天脂肪水解游离脂肪酸(特别是不饱和脂肪酸)双键被氧化氢过氧化物(关键产物)与臭氧结合臭氧化物分解醛类、酮类及低分子脂肪酸

(使食品有哈喇味)

氢过氧化物一旦形成，氧化反应能以连锁方式使其它不饱和脂肪酸迅速变为氢过氧化物。第47页,共125页，2024年2月25日，星期天脂肪氧化酸败的影响因素：温度、光线、金属离子、氧气、水分等。脂肪氧化酸败的防止措施：低温、避光、隔氧、降低水分、减少与金属离子的接触、添加抗氧化剂。

补充：常用的抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)等，毒性很低，与氧化变质的危害相比，添加抗氧化剂更有益于食品的安全性。第48页,共125页，2024年2月25日，星期天食品腐败变质因素物理因素：光、温度、水分化学因素：如食品组织内酶的作用生物因素：昆虫、寄生虫、微生物第49页,共125页，2024年2月25日，星期天

温度：影响食品中的化学变化、酶催化的生化反应以及微生物的生长。温度系数：据范特霍夫规则，温度每升高10℃，化学反应速度增加的倍数，常是2～3倍，以Q10表示。Q10V(t+10)Vt=第50页,共125页，2024年2月25日，星期天

水分：影响食品的营养成分、风味、外观的形态、微生物的生长发育。降低水分活度减少酶促反应、非酶反应、氧化反应、微生物的繁殖。但水分蒸发，果蔬的鲜度和嫩度下降，食品的口感、滋味、香气、色泽和形态结构发生变化。第51页,共125页，2024年2月25日，星期天

光：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。一般要求食品避光储藏，且用不透光的材料包装。紫外线杀灭微生物但会使食品中的脂肪和维生素D发生变化。第52页,共125页，2024年2月25日，星期天第1章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性2食品保藏的基本原理3栅栏技术4食品保存期限和食品标签第53页,共125页，2024年2月25日，星期天2食品保藏的基本原理

食品保藏的基本原理：在食品加工、保藏过程中，杀灭或钝化食品中的微生物；阻止外部微生物的污染和食品中微生物的繁殖；以物理或化学处理阻止酶和非酶化学反应，以保持食品的品质，达到食品保藏的目的。分为：无生机原理、假死原理、不完全生机原理、完全生机原理。第54页,共125页，2024年2月25日，星期天食品保藏原理分类无生机原理假死原理不完全生机原理完全生机原理第55页,共125页，2024年2月25日，星期天

无生机原理：使食品所处的体系处于无生机状态，即商业无菌状态，要求杀灭食品中所污染的病原菌、产毒菌。商业无菌处理后仍可能存在少量的耐热芽孢。假死原理：低温、提高渗透压等措施使微生物的活动受到抑制或生理干燥，酶的活动减弱，处于假死状态或休眠状态。第56页,共125页，2024年2月25日，星期天不完全生机原理：利用某些有益微生物的活动或微生物产生的代谢产物，抑制其它有害微生物的活动。完全生机原理：食品所处的体系处于有生机状态。

食品保藏的原理基本上可分两类：完全或部分杀灭或钝化微生物和酶的活性；抑制微生物的生长和酶反应。第57页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵2.1微生物的控制第58页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.1加热/冷却

加热杀菌：是无生机原理保藏食品的主要手段，使食品无生机状态，即商业无菌状态。

商业无菌：是指杀灭食品中所污染的病原菌、产毒菌及正常储存和销售条件下能生长繁殖、并导致食品变质的腐败菌，且在保质期内食品不发生变质。商业无菌处理后仍存在少量耐热芽孢。第59页,共125页，2024年2月25日，星期天

“商业无菌”是评价食品安全性的重要技术指标，是一种对终端产品状态的承诺。杀菌：是指杀灭食品中一切微生物的过程，杀菌后食品处于商业无菌状态。运用此原理保藏的食品多为罐头和各种饮料。第60页,共125页，2024年2月25日，星期天⑴微生物的耐热性：超过微生物的生长温度，原生质凝固，酶活性破坏。温度越高、时间越长杀菌效果越好，但食品的色、香、味、组织结构及营养价值会降低。

不同微生物耐热性不同：酵母菌对热敏感，60～66℃几分钟可被杀死，少数霉菌引起食品变质，真正威胁食品的是细菌。所以，杀死细菌的杀菌规程，也能杀酵母菌和霉菌。第61页,共125页，2024年2月25日，星期天高温微生物或嗜热微生物：在45℃以上生长的微生物。嗜热微生物的酶和蛋白质对热稳定性强；细胞膜上富含饱和脂肪酸，饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸能形成更强的疏水键，使膜在高温下保持稳定。低温微生物：在5℃左右或更低的温度(-20℃以下)下仍能生长繁殖、使食品腐败变质的微生物。使冷藏、冷冻食品变质，虽在低温下生长，但代谢缓慢，生长繁殖速度迟缓，故冷藏食品变质的速度慢。这类微生物在低温下生长的机理不清。第62页,共125页，2024年2月25日，星期天细菌种类最低生长温度最适生长温度最高生长温度嗜热菌30～4050～7070～90嗜温菌5～1530～4545～55低温菌－5～525～3030～35嗜冷菌－10～－512～1515～25细菌的耐热性第63页,共125页，2024年2月25日，星期天

⑵加热杀菌的方法

巴氏杀菌：温度65～80℃，适于不耐热高酸性食品，如果汁、果酒。常压杀菌：101.325kPa、100℃，pH＜4.5的高酸性水果罐头、蔬菜中的番茄罐头。

高压杀菌：101.325kPa以上、100℃以上，pH＞4.5的低酸性蔬菜、肉、鱼罐头。第64页,共125页，2024年2月25日，星期天

加热杀菌的3个原则：

①杀菌方法的选择。以pH值4.5为界，pH＜4.5常压杀菌，pH＞4.5高压杀菌。

②杀菌时以食品中耐热性最强的细菌为对象菌。

pH≤4.5考虑耐酸菌的败坏，pH≥4.5考虑肉毒杆菌缺氧条件下的产毒。③加热杀菌时应考虑食品的热敏感性。加热仍是罐头食品杀菌最有效的方法，无可替代。第65页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第66页,共125页，2024年2月25日，星期天

水分活度(Aw)：是某种食品体系中，内部水蒸气压与同温度下纯水的水蒸气压之比，Aw值在0～1之间。Aw=p/p0水分活度与微生物的关系：大多新鲜食品Aw在0.95～1之间。腐败细菌的最低Aw值在0.90以上；肉毒梭菌低于0.95不能生长。某些嗜盐菌0.75时还能生存；有的酵母菌在0.87时还生存；霉菌耐旱性优于细菌，0.80仍能生长，低于0.65生长完全受抑制。第67页,共125页，2024年2月25日，星期天Aw＞0.94大多数细菌生长繁殖Aw＞0.88大多酵母生长繁殖Aw＞0.75大多霉菌生长繁殖Aw＜0.60一般微生物均不生长繁殖，0.64以下是食品安全贮藏的防霉含水量Aw＜0.8大多数酶的活力受到抑制第68页,共125页，2024年2月25日，星期天最普通酵母菌0.601.00.950.90.850.80.750.70.65无限期1～2年干制品1～2个月盐分或糖分含量很高的食品1～2周许多腌肉制品1～2天大部分新鲜食品如鱼、禽、水果和蔬菜耐渗透压酵母菌和霉菌嗜盐细菌最普通霉菌葡萄球菌(需氧)葡萄球菌(厌氧)肉毒杆菌最普通菌水分活度与微生物生长活动的关系第69页,共125页，2024年2月25日，星期天Aw降到0.90时霉菌和酵母菌仍能活动。Aw降到0.8～0.85时，几乎所有食品会在1～2周内腐败变质，霉菌是常见的腐败菌。Aw降到0.75时腐败减缓，降到0.65食品可储藏1～2年,霉菌是干制品的腐败菌。第70页,共125页，2024年2月25日，星期天水分活度与酶的关系：

水分在中等偏上范围内增大时，酶的活性也逐渐增大，相反，降低Aw则抑制酶的活性。酶起作用必须在最低Aw以上，最低Aw与酶的种类、食品种类、温度及PH值有关。降低水分活度的方法：脱水：如脱水蔬菜、冷冻。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，增加对水分子的约束。添加亲水性物质：如盐、果糖、葡萄糖、甘油、丙二醇等。第71页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第72页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.3控制水分状态----玻璃化储藏理论食品慢速冷冻时：冻结先发生在食品的表面，因水的相变潜热大，食品温度下降很慢，冰晶成核数目较少，细小的晶核又有时间长成粗大的冰晶向食品内部推进。冰晶先在细胞间隙产生，细胞内的水在0℃时呈过冷状态而不结冰，经细胞壁向外扩展，在细胞间隙形成更大的冰晶使细胞脱水，增加细胞局部的机械压力食品组织破坏。第73页,共125页，2024年2月25日，星期天食品快速冷冻时：冰晶体产生的数量多且体积小，组织内水分迁移少，对食品的危害少。如在液氮条件下以每秒几百度的速率高速冷冻，所有溶液都可以迅速通过冰晶区而不发生结晶化过程，成为玻璃化固体，早期也有冰晶存在。

低温保藏食品应具备两个条件：温度要足够低，一般是－18℃以下；温度要稳定。低温下微生物处于假死状态，酶的活动减弱，低温也可降低水分活度。第74页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第75页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.4控制pH大多微生物生长的pH为6.6～7.5，pH小于4.0难以生存，如酸泡菜、糖醋菜均有抑菌作用。微生物生长的pH值不是固定的，如乳酸菌生长的最低pH取决于所用酸的种类，在柠檬酸、盐酸、酒石酸等中生长的最低pH比在乙酸或乳酸中低。微生物细胞膜上的电荷因pH的变化而影响对营养物质的吸收及酶的活性，影响微生物的代谢。改变pH值抑制或杀灭微生物的生长，强酸或强碱也会引起微生物的死亡。第76页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第77页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.4控制渗透压据范特霍夫公式：π=cRT

π渗透压，c浓度，R气体常数，T绝对温度渗透压与浓度成正比，提高渗透压，微生物不能从食品中吸水，造成微生物的生理干燥，使其处于假死或休眠状态。糖制品和腌制品：用高渗原理来保藏食品，如1%盐产生618kPa渗透压，1%蔗糖产生608～709kPa渗透压，微生物的耐压能力为355～1783kPa，10%以上食盐或65%以上食糖对大多数食品具有较强的保藏能力。第78页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第79页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.6烟熏

腌肉常烟熏，烟熏常预先腌制：腌制和烟熏常结合在一起，烟熏也有防止肉类腐败变质的作用。因冷藏技术的发展，烟熏防腐已降为次要的位置，但烟熏味轻淡的制品却有一定的市场。第80页,共125页，2024年2月25日，星期天第81页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第82页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.7改变气体组成

降低氧分压:限制需氧微生物的生长，减少营养成分的氧化损失。如食品保藏中的密封(泡菜腌制时水封口)、脱气(罐头、饮料)、充氮、真空包装等。缺氧时厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。第83页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第84页,共125页，2024年2月25日，星期天补充：食品添加剂食品添加剂：是指为了改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。各国均制定食品添加剂的使用范围和最大使用量，我国的《食品添加剂使用卫生标准》将其分为22类：①防腐剂②抗氧化剂③发色剂④漂白剂⑤酸味剂⑥凝固剂⑦疏松剂⑧增稠剂⑨消泡剂⑩甜味剂⑾着色剂⑿乳化剂⒀品质改良剂⒁抗结剂⒂增味剂⒃酶制剂⒄被膜剂⒅发泡剂⒆保鲜剂⒇香料(21)营养强化剂(22)其他添加剂。第85页,共125页，2024年2月25日，星期天

我国允许在食品上应用的防腐剂共28种，分以下4类：⑴苯甲酸及其盐类；

⑵山梨酸及其盐类；

⑶丙酸盐；

⑷对羟基苯甲酸酯。第86页,共125页，2024年2月25日，星期天使用防腐剂应注意的问题：①特定的防腐剂在特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防腐剂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，食品败坏常不是一种细菌引起，应研究防腐剂的抑菌谱，以便混合使用。第87页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第88页,共125页，2024年2月25日，星期天α射线由多种放射性物质发射出的α粒子流，电离能力很强，穿透能力很小；一张纸就能阻挡。β射线由放射性原子核发出的电子流。能穿透皮肤引起放射性伤害电离能力比α射线小，穿透能力比α射线大。γ射线电离能力比α.β小，穿透能力比α.β大。穿透能力极强，是原子核内所发出的电磁波，天然核素是γ射线主要来源，能穿透人体造成危害。X射线电离能力小，穿透力高，但小于γ射线。是带电粒子与物质交互作用产生的高能光量子。用于医学和工业上，也被用于癌症治疗中破坏癌细胞。X射线是人造辐射的最大来源，对人体有一定伤害。第89页,共125页，2024年2月25日，星期天第90页,共125页，2024年2月25日，星期天

用于食品辐照保藏的射线：主要是γ和β射线。中子有诱生或使元素放射活化的能力，不能使用。

允许使用的放射源：主要有60Co；137Cs；不超过10Mev的加速电子；X射线源，其束能不超过5Mev。第91页,共125页，2024年2月25日，星期天辐照用于食品保藏的原理：直接作用：急速运动的带电粒子冲击生物材料的分子复合物，复合物的生物功能受到改变或破坏。

间接作用：含水物料受到辐照时发生部分水分子电离，形成高度活泼的水合电子、氢自由基和氢氧自由基。这些游离基和有机体的分子接触进行反应，引发氧化还原反应。第92页,共125页，2024年2月25日，星期天辐照耐贮杀菌：剂量1kGy以下，防止土豆、洋葱发芽，推迟水果成熟，杀死寄生虫或虫卵，替代气调储藏。食品辐照类型辐照阿氏杀菌：剂量10kGy以上，杀死所有细菌、病毒，常温下储藏。辐照巴氏杀菌：剂量1～10kGy，杀死无芽孢致病菌，3℃以下储藏。第93页,共125页，2024年2月25日，星期天辐照保藏的特点：不破坏食品外形。节约能源。比巴氏杀菌、常压杀菌少许多。杀菌后食品温度不升高。可能导致食品感官品质的恶化，辐照食品安全、卫生问题有待研究。第94页,共125页，2024年2月25日，星期天加热/冷却微生物的控制控制水分活度控制水分状态(冷冻)控制pH控制渗透压烟熏改变气体成分使用添加剂辐照微生物发酵第95页,共125页，2024年2月25日，星期天2.1.10微生物发酵

不完全生机原理：利用某些有益微生物的活动，或利用微生物产生的代谢产物，抑制其它有害微生物的活动。如乳酸发酵、酒精发酵、醋酸发酵等，乳酸达0.7%以上，醋酸1%～2%，酒精10%以上。第96页,共125页，2024年2月25日，星期天2.2.1酶活性的控制

酶与食品质量：酶与食品的耐贮性、抗病性、果蔬品质变坏、营养成分损失等有关。影响食品质量的酶有氧化酶、脂酶、果胶酶。氧化酶有多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶。为使食品长期保藏，要求原料中所有的酶都失活，或被抑制。第97页,共125页，2024年2月25日，星期天食品的4种褐变反应非酶褐变美拉德反应焦糖化反应抗坏血酸氧化：有时由酶催化酶促褐变：多酚氧化酶有氧时，将酚类物质氧化，造成酶促褐变。第98页,共125页，2024年2月25日，星期天

酶促褐变的3个条件：底物、酶和氧气。完整组织中的多酚氧化酶与底物分开，无褐变。如绿茶加工过程中的杀青就是利用高温钝化酶的活性，短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿叶绿汤的品质特点。红茶加工过程中的发酵就是激化酶的活性，促使茶多酚物质在多酚氧化酶的催化下发生氧化聚合反应，生成茶黄素、茶红素等氧化产物，形成红茶红叶红汤的品质特点。

第99页,共125页，2024年2月25日，星期天减轻酶促褐变的方法：钝化酶的活性：热烫、抑制剂处理。果蔬热水漂烫几分钟。抑制剂有SO2、抗坏血酸。改变酶作用的条件：酚酶的最适PH为6～7，低于3.0无活性，加酸控制多酚酶的活力。隔绝O2：将去皮或切开的果蔬浸在清水、糖水或盐水中。第100页,共125页，2024年2月25日，星期天

果胶酶与果蔬质构：果胶酶使果胶物质降解，组织软化。不利于果蔬保持新鲜的质构，不利于维持浑浊果汁的浑浊稳定性。若保持果胶良好的状态需钝化果胶酶的活性。若保持澄清果汁的透明状态，需加果胶酶水解果胶。第101页,共125页，2024年2月25日，星期天脂肪氧合酶与食品风味：脂肪氧合酶：催化不饱和脂肪酸氧化生成短链脂肪酸，食品产生异味。如豆类冻藏中产生“豆腥味”与脂肪氧化酶有关。对胡萝卜素、叶黄素、叶绿素有漂白作用。

预防：热烫处理。第102页,共125页，2024年2月25日，星期天酶和其它因素控制酶活性的控制加热处理控制pH控制水分活度其它因素控制压力湿度物理、化学因素第103页,共125页，2024年2月25日，星期天加热：以热水或蒸气热烫钝化酶，大多酶最适温度30～40℃。超过最适温度酶的失活速度超过催化速度。不同酶的耐热性不同，过氧化物酶在100℃下几分钟仍不失活，常用过氧化物酶是否失活来判断巴式杀菌和热烫是否充分。控制pH：酶只在最适pH值下表现最大活性，如将pH降至3.0以下，可避免多酚氧化酶的褐变。控制水分活度：Aw过低酶促反应不能进行。酶在湿热条件下比在干热条件下更易失活，钝化酶的活性应在干燥或冷冻前进行，因Aw低时酶的稳定性高。第104页,共125页，2024年2月25日，星期天2食品保藏的基本原理

食品保藏的基本原理：在食品加工、保藏过程中，杀灭或钝化食品中的微生物；阻止外部微生物的污染和食品中微生物的繁殖；以物理或化学处理阻止酶和非酶化学反应，以保持食品的品质，达到食品保藏的目的。

分为：无生机原理、假死原理、不完全生机原理、完全生机原理。第105页,共125页，2024年2月25日，星期天第1章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性2食品保藏的基本原理3栅栏技术4食品保存期限和食品标签第106页,共125页，2024年2月25日，星期天3.1栅栏技术的提出德国的食品学家Leistner(1976)把食品防腐方法或原理归为不同的栅栏因子(障碍因子、障碍技术)，如：高温处理(F)、低温冷藏(t)、降低水分活度(Aw)、酸化(pH)、降低氧化还原电势(Eh)、添加防腐剂(Pres)、竞争性菌群及辐照等。第107页,共125页，2024年2月25日，星期天栅栏技术概念(或基本原理)：运用不同的栅栏因子，科学合理地组合起来，发挥其协同作用，从不同的侧面抑制引起食品腐败的微生物，形成对微生物的多靶攻击，从而改善食品品质，保证食品的卫生安全性的技术。各栅栏因子针对细胞的不同目标进行攻击，如细胞膜、酶系统等，实现栅栏因子的交互效应。应用多个低强度的栅栏因子比单个高强度的栅栏因子更益于食品的保质。第108页,共125页，2024年2月25日，星期天

栅栏效应：

在食品保藏的数个栅栏因子中，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”，使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。第109页,共125页，2024年2月25日，星期天

例1：理想化的栅栏效应模式，6个栅栏因子同等强度，食品安全卫生。

例2：较为实际型栅栏效应模式，起主要作用的是Aw和Pres，即干燥脱水和添加防腐剂。例3：初始菌数低的食品栅栏效应模式，如无菌包装的鲜肉，只需少数几个栅栏因子即可抑菌防腐。第110页,共125页，2024年2月25日，星期天例4和例5：初始菌数多或营养丰富的食品栅栏效应模式。微生物具有较强的生长势，各栅栏因子未能控制住微生物活动而使食品变质。例6：经过热处理而杀菌不完全的食品栅栏效应模式。芽孢未受到致死性损伤，但生存力减弱，只需较少栅栏因子即能有效抑制其生长。

例7：是栅栏顺序模式，Pres随时间推移作用减弱，Aw成为保证食品保藏性的决定因子。第111页,共125页，2024年2月25日，星期天例8：是栅栏协同作用模式，栅栏因子之间有协同作用关键是因子的选配是否得当。

总之：Aw、pH值、t、Pres等栅栏因子的交互控制微生物的腐败、产毒或有益发酵，任何单一因子都不足以抑制微生物的危害。栅栏技术在食品加工和保藏中早已被广泛应用，如果蔬罐头加工中，降低pH能达到降低杀菌温度(F)和缩短杀菌时间的目的。只是没从栅栏技术的概念上来认识。第112页,共125页，2024年2月25日，星期天第1章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性2食品保藏的基本原理3栅栏技术4食品保存期限和食品标签第113页,共125页，2024年2月25日，星期天4.1.1食品保存期限的概念大多食品在储藏和流通中发生化学、物理和生物变化，食品质量下降的程度随时间的延长而增大。必须对食品的储藏和流通规定一个合理的保存期限。食品保存期限：是指食品进入流通和消费领域之后，至其