食品基础冷其技术 9

第二章食品冷藏基础知识◉2.1食品的化学成分◉2.2食品的变质◉2.3食品冷藏的基本原理

第二章食品冷藏基础知识食品的化学成分不仅决定食品的品质和营养价值，还决定食品的性质和变化，食品的性质和变化则是研究食品保藏的主要依据。食品的化学成分的组成结构主要包括蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质、水等营养素，这些影响成分大部分是人体所需，但在低温冷藏冷冻加工过程中这些营养成分常常发生物理、化学变化，影响食品的食用价值和营养价值。比如汁液流失、蛋白质变性等。

导学一、蛋白质蛋白质：结构复杂的高分子含氮化合物蛋白质一切生命的基础，生命是蛋白质的存在形式之一，可以说没有蛋白质就没有生命。除了水以外，蛋白质是人体组织中的第二个主要成分。蛋白质是由氨基酸以肽键连接组成的高分子化合物。构成蛋白质的氨基酸共有20种，如有甘氨酸、赖氨酸、天冬氨酸等。一、蛋白质的分类按营养价值分类：从蛋白质的营养价值考虑，根据其所含氨基酸的种类/数量/比例，蛋白质可分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。按性质分类：按照性质，通常把蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两大类。单纯蛋白质水解时仅分解为氨基酸；结合蛋白质水解时，除了生成氨基酸外，还有其他化合物。按空间形状分类：纤维蛋白和球蛋白根据蛋白质的来源：动物蛋白和植物蛋白一、蛋白质的性质蛋白质

具有水合、溶解、胶凝等性质，蛋白质制品的许多功能特性与上述性质有关。水合作用：通过蛋白质的肽键或有亲水基团的氨基酸侧链同水分子之间的相互作用来实现。蛋白质制品的水吸收作用、溶胀、水合湿润性、持水性、分散性、黏度等功能特性都与水合作用有关。溶解度：与蛋白质的增稠、起泡、乳化和凝胶作用有关。蛋白质变性：分子凝聚并形成有序的蛋白质网络结构的过程称为胶凝作用。胶凝是某些蛋白质的一种很重要的功能性质，不仅可以用来形成固态黏弹性凝胶，而且还能增稠，提高蛋白质的吸水性和颗粒粘结性、乳状液或泡沫的稳定性。与风味结合:蛋白质也具有与风味结合的性质二、糖类糖类化合物是自然界分布广泛、数量最多的有机化合物，是食品的主要组成成分之一。糖是由碳、氢、氧三种元素组成，又称为碳水化合物。糖类的生理功能主要包括：（1）提供能量，膳食中糖类供应量一般占总热能供给量的60%~70%（2）构成机体的重要物质，如由核糖参与构成的喝汤核酸和脱氧核糖核酸对遗传信息起着重要的传递作用等（3）帮助消化：食物中的纤维素属于多糖一类，虽然不能被人体消化，但可刺激促进胃肠收缩蠕动和消化液的分泌，有助于食物消化和防止便秘以及有毒物质积累诱发的结肠癌。二、糖类的种类糖的种类很多，按其分子组成不同及能否水解和水解产物的情况，一般分为单糖、寡糖和多糖。单糖是糖类不能再被水解的最简单的糖分子。寡糖也叫低聚糖，一般由2~20个单糖分子缩合而成，水解后产生单糖。多糖是由几百个单糖分子互相脱水结合而组成的，水解时分解为许多单糖。多糖主要有淀粉、纤维素、果胶物质和糖原等。三、脂类脂肪的主要功能：1.供给和贮存热能，维持体温2.是构成机体组织细胞的成分3.供给必需脂肪酸4.促进脂溶性维生素的吸收5.保护机体，滋润皮肤三、脂类脂肪酸败：是指油脂久置或经过长时间的高温煎炸，经生物、酶、空气中氧的作用而发生变色、气味改变等变化。其导致油脂发生聚合或者裂解，降低营养价值并产生令人不愉快的哈喇味，甚至引起食物慢性、急性中毒。避免：在对食品进行加工冷藏、运输期间，应注意创造干燥、密闭、低温、避光的条件，对油脂产品尽量降低其水分含量，以防止脂肪的水解和酸败。四、维生素维生素是维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，在生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用根据溶解性不同可将维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素两大类。脂溶性维生素：有维生素A、D、E、K水溶性维生素：包涵B族维生素、维生素C。维生素在食品中的含量非常少，经过贮藏运输各个环节后，维生素都会有不同程度的损失。因此，必须考虑食品加工前及加工过程各种条件对维生素含量的影响。五、矿物质（无机盐）维持生命的所有元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物形式存在外，其他的各种元素都是以无机物的形式存在的，统称为无机盐或矿物质。其虽然含量很少，但具有重要的生理功能。按性质分类：分为碱性元素、酸性元素，对应食品称为碱性食品和酸性食品。按量分类：根据元素含量分为常量元素和微量元素。酸性食品酸性食物是依据酸性体质理论而来，而不是指食物直接测试pH值的分类。即食物经过消化后最终形成氮、碳、硫、氯、盐等形成酸根留在体内。如：猪、牛、羊，鸡、鸭、鹅，鱼、虾、蟹以及部分谷物类等都是酸性食物。五、矿物质（无机盐）碱性食品强碱性食品：茶、白菜、柿子、黄瓜、胡萝卜、菠菜、卷心菜、生菜、芋头、海带、柑橘类、无花果、西瓜、葡萄、葡萄干、草莓、板粟、咖啡、葡萄酒等。

弱碱性食品：火腿、鸡蛋、龙虾、章鱼、鱿鱼、荞麦、奶油、豌豆、鳗鱼、河鱼、巧克力、葱、空心粉、炸豆腐等。

五、矿物质（无机盐）六、水水分是食品的主要成分之一，同时它也是决定食品性质和耐藏性的重要元素。水分含量及其存在的性质和状态，对研究食品的冷冻工艺和耐藏性都有重要意义。水在各种食品中的含量相差较大，因生物体的品种、新鲜程度、生长状态等不同而异。食品中水分存在的状态：食品中水分存在状态分为两种，自由水和结合水。自由水

也称游离水，主要存在于细胞间隙，具有水的一切特性，可以结冰，容易汽化，可以溶解糖、酸等成分。结合水

是以氢键的形式与食品中的蛋白质、脂肪、糖类等的活性基团结合在一起的状态食品中所含自由水和结合水的不同特性对于食品的贮藏质量有着重要意义。富含自由水的食品，特别是新鲜水果、蔬菜等，在冻结后细胞结构被冰结晶所破坏，冻结后组织受损程度较为严重。含结合水较多的食品，一般口味较好，质地较佳，而且因冻结而引起的组织损伤的程度较轻，如植物的种子或微生物的孢子，能在很低的温度下保持生命力六、水分与微生物生长繁殖在研究水分与微生物生长繁殖的关系时，用水分活度（Aw）能反映食品贮藏的安全条件。水分活度Aw表征食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度(游离程度)。根据定义，它可以近似等于食品在密闭容器内的水蒸气分压（p）与相同温度下的纯水饱和蒸气压（P0）之比。纯水的Aw=1，绝对干燥食品的Aw=0，食品因其中仍有无机盐和有机物，Aw＜1。Aw反映了食品与水的亲和能力程度，它表示了食品中所含的水作为微生物化学反应和微生物生长的可用价值。六、水分与微生物生长繁殖各种食品都有一定的Aw值，各种微生物的活动和各种化学及生物化学的反应速率也都与Aw值有关系。食品的Aw值和微生物的生长繁殖有密切的关系，食品的Aw值直接影响着食品的贮藏。食品的化学成分包括蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质、水等营养素。在低温冷藏冷冻加工、冷链运输过程中这些营养成分常常发生物理、化学变化，影响食品的食用价值和营养价值。食品的化学成分不仅决定食品的品质和营养价值，而且是研究食品保藏的主要依据。因此，掌握和研究食品的营养成分及其变化是极为重要的。

小结◉2.1食品的化学成分◉2.2食品的变质◉2.3食品冷藏的基本原理

第二章：食品冷藏基础知识食品的化学成分包括蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质、水等营养素。在低温冷藏冷冻加工、冷链运输过程中这些营养成分常常发生物理、化学变化，影响食品的食用价值和营养价值。食品变质是指食品发生物理变化使外形变化，以及在以微生物为主的作用下所发生的腐败变质，包括食品成分与感官性质的各种酶性、非酶性变化及夹杂物污染，从而使食品降低或丧失食用价值的一切变化。引起食品变质的污染种类主要由：生物因素、化学因素、物理因素及其他因素。食品变质的原因主要由微生物、酶及其他非酶因素。上节回顾由微生物引起的变质由酶引起的变质由非酶引起的变质本节内容一、由微生物引起的变质

微生物是导致食品腐败变质的主要原因，是由于微生物在食品内生长繁殖，致使食品发生变质。由于食品中含有大量的水分和多种营养成分，最适于细菌、霉菌和酵母菌等微生物的生长繁殖。微生物在在生活过程中可以分泌出各种毒害物质和酶类物质，这些物质促进食品发生分解、破坏细胞壁，透入细胞内部，将细胞中的高分子物质分解为低分子物质。微生物中特别是腐败微生物的存在，是使食品变质的主要原因。一、由微生物引起的变质-污染食物途径微生物污染食品的途径分为内源性污染和外源性污染内源性污染

指凡是作为食品原料的动植物体在生活过程中，由于本身带有的微生物而造成食品的污染称为内源性污染，也称第一次污染。外源性污染

是指食品在生产加工、运输、贮藏、销售、食用过程中，通过水、空气、人、动物、机械设备及用具等而使食品发生微生物污染称外源性污染，也称第二次污染二、酶引起的变质酶是生物体内的一种特殊蛋白质，能降低反应的活化能，具有高度的催化活性。

绝大多数食品来源于生物界，尤其是鲜活食品和生鲜食品，在其体内存在着具有催化活性的多种酶类，因此食品在加工和贮存过程中，由于酶的作用，特别是由于氧化酶类、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、味和质地变化。另外，微生物也能够分泌导致食品发酵、酸败和腐败的酶类，与食品本身的酶类一起作用，加速食品变质腐败的发生。与食品变质有关的酶主要是脂肪酶、蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、过氧化物酶、多酚氧化酶等。因酶的作用引起的食品腐败变质现象中较为常见的是果蔬的褐变、虾的黑变、脂肪的水解和氧化以及鱼类、贝类的自溶作用和果蔬的软烂等。二、酶引起的变质引起食品质量变化的主要酶类及其作用见表1-3所示酶的活性受温度、PH、水分活度等因素的影响。如果条件控制得当，那么酶的作用通常不会导致食品腐败，经过热杀菌的加工食品，酶的活性被钝化，可以不考虑由酶的作用引起的变质。三、由非酶引起的变质在食品存放过程中，除了微生物、酶的作用导致食品腐败变质外，还有非酶作用导致的其他变质，主要包括食品中的营养成分的化学作用，食品本身的生化作用，及其他物理作用导致的变质。三、由非酶引起的变质——氧化作用当食品中含有较多不饱和脂肪酸、维生素等不饱和化合物，在贮藏、加工及运输等过程中又经常和空气接触时，氧化作用将成为食品变质的主要因素。会导致食品的色泽、风味变差，营养价值降低及生理活性丧失，甚至会生成有害物质。这些变质现象容易出现在干制食品、盐腌食品及长期冷藏而又包装不良的食品中，应予以重视。所以食品在贮藏过程中应采用低温、避光、隔绝氧气、控制水分等措施，通过减少食品在贮藏中与金属离子的接触，或通过添加抗氧化剂等，来防止或减轻脂肪氧化酸败对食品产生的不良影响。三、由非酶引起的变质——呼吸作用呼吸作用系指由于水果、蔬菜的固有的呼吸作用的不断加强，而逐渐消耗体内的养分致使食品变质。以食品是否有生活机能，将食品分为生体食品和非生体食品。生体食品的最大特征是具有呼吸作用，非生体食品无呼吸作用。呼吸作用是生体食品质量降低和变质的主要因素。1.生体食品在收获后，没有营养成分和水分的供给，却由于呼吸作用使体内的营养成分逐渐下降，而易于被微生物侵入2.由于呼吸作用而产生水分，降低了果蔬的致密性，造成果蔬萎焉及蛋类干耗或贴壳3.由于呼吸作用产生成分的分解，引起果蔬成熟、过熟和软化等，而失去正常果蔬的风味4.在呼吸的同时还伴有热量的产生，使贮藏环境温度升高，加快了食品成分的变化5.另外由于呼吸作用，使贮藏库中CO2的浓度增高，O2减少，又会影响呼吸及正常的生理活动6.果蔬在成熟过程中的呼吸会产生乙烯气体，加速了果蔬的后熟；蛋类在贮藏时放出的CO2使蛋的pH值变化，蛋白变稀，加速了蛋的质量变化。在对果蔬进行贮藏时，应抑制果蔬的呼吸作用。三、由非酶引起的变质——非酶褐变非酶褐变主要有美拉德反应引起的褐变、焦糖化反应引起的褐变以及抗坏血酸氧化引起的褐变等。由葡萄糖、果糖等还原型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。由于褐变和温度、pH值、氧、光线、金属离子等有关。因此防止美拉德反应褐变可以通过降低贮藏温度、调节水分含量、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、控制食品中转化糖的含量、添加防褐变剂如亚硫酸盐等方法。三、由非酶引起的变质——其他因素虫害和鼠类对于食品保藏也有很大的危害性，它们不仅是食品保藏损耗加大的直接原因，而且由于害虫和鼠类的繁殖迁移，以及它们排泄的粪便、分泌物、遗弃的皮壳和尸体等还会污染食品，甚至传染疾病，因而使食品的卫生质量受损，严重者甚至丧失商品价值，造成巨大的经济损失。此外，还包括机械损伤、环境污染、农药残留、滥用添加剂和包装材料等，这些因素引起的食品变质现象不但普遍存在，而且十分重要。食品变质是指食品发生物理变化使外形变化，以及在以微生物为主的作用下所发生的腐败变质，包括食品成分与感官性质的各种酶性、非酶性变化及夹杂物污染，从而使食品降低或丧失食用价值的一切变化。食品变质的原因主要由微生物、酶及其他非酶因素。小结◉2.1食品的化学成分◉2.2食品的变质◉2.3食品冷藏的基本原理第二章：食品冷藏基础知识食品变质的原因多种多样，采用低温加工的方法可使食品的生化反应速度大大减慢，微生物、酶类及食品基质中的活性受到抑制，使食品可以在较长时间内贮藏而不变质，这就是食品低温贮藏食品的基本原理。食品在变质过程中的矛盾是复杂的，活性食品和非活性食品因其在性质上有很大差异而不同。上节回顾活性食品低温冷藏原理非活性食品低温冷藏原理本节内容一、非活性食品低温冷藏原理非活性食品腐败变质的主要原因是微生物的作用和酶的作用。主要矛盾是微生物侵入和食品抗病性的矛盾。因为非活性食品没有生命力，它们的生物体与细胞都死亡了，故不能控制引起食品变质的酶的作用，也不能抵抗引起食品变质的微生物的作用，因此对细菌的抵抗力不大，细菌一旦染上去，很快就会繁殖起来，最后使食品变质。因此，降低温度可以减弱生物体内酶的活性，延缓自身的生化降解反应过程，并抑制微生物的繁殖。这也是低温贮藏食品的基本原理。一、非活性食品低温冷藏原理1.抑制微生物的生长繁殖

任何微生物都有一定正常的生长和繁殖温度范围，在最适温度范围内微生物生长和繁殖速度最快，温度降低，其活力减弱，当温度降至其最低生长温度时，其新陈代谢活动几乎停止，处于休眠状态，甚至死亡。低温导致微生物活力减弱的原因：一方面在低温下微生物酶活性下降，当温度降至-25～-20℃时，微生物细胞内所有酶反应几乎完全停止。另一方面，微生物细胞内原生质黏度增加，胶体吸水性下降，蛋白质发生不可逆凝固。2.抑制酶的活性

酶是有生命机体组织内的一种特殊蛋白质，富有生物催化剂的使命。酶的活动和温度有密切的关系。温度对酶的活性影响很大，高温可导致酶的活性丧失，低温处理虽然会使酶的活性下降，但不完全丧失。一般来说，温度降低到-18℃才能比较有效地抑制酶的活性，但温度回升后酶的活性会重新恢复，甚至较低温处理前的活性还高，从而加速食品的变质，故对于低温处理的食品往往需要在低温处理前进行灭酶处理，防止食品品质变坏。二、活性食品低温冷藏原理活性食品主要指新鲜的水果、蔬菜以及动物性食品中的各种禽蛋。植物性食品采收之后，仍然是有生理机能的有机体，其利用自身的有机物进行呼吸，在贮藏过程中继续进行一系列复杂的生理活动，包括呼吸生理、酶催化代谢生理、蒸发生理、成熟衰老生理、低温伤害生理和休眠生理，这些生理活动影响着植物性食品的贮藏性和抗病性，另外还有外源性因素：微生物的污染繁殖。因此，必须进行有效的调控。二、活性食品低温冷藏原理——1.抑制微生物生长繁殖植物性食品采收后，不可避免的会遭受微生物的污染，这些污染微生物在合适的环境条件和营养下，会大量繁殖引起食品腐败变质。采用低温冷藏抑制微生物生长繁殖的原理，可以起到很好的保藏食品的作用。二、活性食品低温冷藏原理——2.控制呼吸作用呼吸作用是植物性食品贮藏中最重要的生理活动，也是产品采收后最主要的代谢过程，它制约和影响着其他的生理过程。合理的利用和控制呼吸作用对植物性食品贮藏是至关重要的。影响呼吸强度的因素很多，主要包括食品种类、成熟度、食品存放环境的湿度、空气成分、温度。温度是影响食品保藏过程中呼吸强度的主要因素，在一定温度范围内，随着温度的升高而增强，一般在0℃左右时，酶的活性极低，呼吸很弱，跃变型果实的呼吸高峰得以推迟，甚至不出现呼吸峰；在0～35℃之间，多数产品温度每升高10℃，呼吸强度增大1～1.5倍，高于35℃时，呼吸作用各种酶的活性受到抑制，呼吸经初期的上升之后就大幅度的降低。因此，贮藏中尽可能维持较低的呼吸，将果实的呼吸作用抑制到最低限度。不同品种的食品对低温的适应能力各不相同，贮藏中应根据不同种类、品种对低温的耐受性，在不发生冷害的前提下，尽量降低贮藏温度，同时还要保持温度的稳定。二、活性食品低温冷藏原理——3.降低乙烯含量果实停止生长后还要进行一系列变化逐渐形成固有的色香味和质地特征，通常将生理成熟到完熟达到最佳食用品质的过程叫成熟（包括生理成熟和完熟）。乙烯是促进果实成熟衰老的主要激素物质，在食品贮藏过程中看，常采用降低温度来避免和减少乙烯的作用，控制食品后熟和衰老。因为低温贮藏可以降低果实的呼吸强度，减少食品的呼吸消耗。对呼吸跃变型的产品而言，降低温度，不但可以降低其呼吸强度，还可