食品化学保藏.ppt

1、第七章 食品化学保藏,主讲人：王 伟,一、食品化学保藏的基本概念和原理,1、食品化学保藏就是在食品生产、贮藏和运输过程中使用化学和生物制品(食品添加剂)来提高食品的耐藏性以及尽可能保持食品原有品质的措施。,化学制品是指成分明确，结构清楚，从化学工业中生产出来的制品。 化学防腐剂、生物代谢物和抗氧化剂的使用是食品化学保藏中的主要问题。,二、食品化学保藏的原理,食品化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和抗氧化剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，从而达到保藏的目的。,它是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态，属于暂时性保藏。,防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭细菌严重污染的食品，利用化

2、学防腐剂才有效。抗氧化剂也是如此，需在化学反应尚未发生前添加。,化学保藏并不能改善低质食品的品质，即如果食品腐败变质和氧化反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。,三、食品腐败变质的原因,微生物作用； 氧化作用； 自溶酶的作用； 可见光和紫外线等辐射线； 压力、冷冻、脱水、非酶褐变、氧化和还原反应等也同样会导致食品变质。,四、食品化学保藏的优点 简便 经济 五、化学保藏存在的问题 暂时性保藏 用量大，同时带来异味 不能改善低质食品的品质 环境污染和食用安全问题,第一节 食品添加剂和防腐剂的使用问题,一、基本概念 1.食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以

3、及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。,2.食品防腐剂是指能抑制微生物引起的腐败变质、延长食品保藏期的一类食品添加剂，有时也被称为抗菌剂。它的主要作用是抑制食品中微生物的繁殖。,食品添加剂与食品配料的区别,食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理评价，用量比较大，一般在3%以上，如盐、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉等。 食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的ADI值(每日允许摄入量)。,二、使用的注意事项,1、使用前的注意事项 食品中使用的化学添加剂或防腐剂必须对人体无毒害； 必须经过足够时间的动物生理、药理和生物化学试验。,2、确定使用量应考虑的问题 应对加有添加剂的食品

4、或多种食品消费量作出充分的估计； 动物试验中表明生理正常现象开始出现偏差时的最低使用量； 对所有各类消费者健康的任何危害性降低到最低程度时，保证完全适宜的极限。,3、使用时应注意的质量问题,少量使用时就能达到防止腐败变质或改善品质的要求； 不会引起食品发生不可逆性的化学变化，并且不致于会使食品出现异味； 不会和生产设备及容器等发生化学反应； 不允许使用食品添加剂后导致食品内营养素的大量损耗。,第二节 食品化学防腐剂,一、概述 作为抗微生物剂应该具有显著的杀菌或抑菌作用，而这种作用应只针对有害微生物，对人体肠道内有益微生物菌群的活动应没有影响，也不妨碍胃肠道内酶类的作用。,二、食品化学防腐剂的分

5、类,按照抗微生物的程度可以将食品防腐剂分为杀菌剂和狭义范围的防腐剂(或称保鲜剂)。 具有杀菌作用的物质称为杀菌剂，而仅具有抑菌作用的物质称为防腐剂。 二者关系：无严格界限，与浓度有关。,它能抑制微生物生长，延续食品腐败变质，称为化学防腐剂，如苯甲酸、山梨酸、丙酸、亚硝酸盐。 能阻止或延续食品中成分被氧化的反应，称为抗氧化剂，如BHA、BHT、VE等。 利用化学制品来抑制酶的添加剂则不常用。,按照来源分类： 化学(合成)防腐剂 无机防腐剂 有机防腐剂 生物(天然)防腐剂,三、化学(合成)防腐剂,(一)无机防腐剂 二氧化硫(SO2) 二氧化碳(CO2) H2O2 卤素：次氯酸 硝酸盐和亚硝酸盐,1

6、、SO2的作用,漂白和还原作用 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶的性变，比如多酚氧化酶的反应。 用于防止非酶褐变，如藕、土豆片等。,可与有色物质比如花青素、胡萝卜素等作用而漂白，常用于苹果、马铃薯、果脯原料等。 抑制昆虫、细菌作用 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的作用稍差一些。SO2对霉菌的影响远远大于酿酒酵母。,SO2对微生物的作用机理 与双硫键的还原、羰基化合物的形成、和酮基的反应、对呼吸作用的抑制等有关。,亚硫酸对微生物的抑制效果与其含量的关系,不同SO2含量的效果 0.1%0.2%：显示出防腐剂的保藏作用； 0.01%：大肠杆菌停止生长； 0.3

7、%：酵母菌才会受到损害。,亚硫酸对微生物的毒性强度(防腐作用)与它在食品中存在状态的关系,亚硫酸分子在防腐上最为有效，若形成离子(HSO3-或SO32-)或呈结合状态，其作用降低； 当pH3.5时，亚硫酸保持分子状态，浓度在0.03%0.08%能抑制微生物生长活动； 当pH7时，无抑制作用。,SO2处理的方法 熏法：在密闭室内燃烧硫磺粉； 浸渍法：在一定浓度的亚硫酸或亚硫酸盐溶液中放入原料进行浸渍； 直接加入法：将亚硫酸或亚硫酸盐的预定量直接加入酿酒的果汁、保藏的果汁、果泥或其他加工品内。,SO2处理果蔬干制品的优点 能保护营养素和防止变色； 能有效地控制微生物和昆虫的活动； 硫处理的果蔬干制

8、品进行复水时，只要用沸水煮或加热处理就能将大部分SO2清除掉。,毒理学评价及可能的危害,无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突变作用，高剂量下，哺乳动物细胞中可导致染色体损害，但在当前的适用剂量下，对多数人无害。 危害：主要对过敏的哮喘者有诱发的可能。,2、双氧水(H2O2),因具有氧化还原作用而具有杀菌效果，特别对厌氧芽孢杆菌杀灭效果更好。浓度为1%或更低一些就已具有杀菌效力。 工厂用于无菌包装容器及塑料容器的消毒处理。,3、卤族,消毒原理次氯酸的作用 加氯处理时，水中存在能和氯反应并使它失去杀菌效力的物质，例如H2S和有机杂质等，只有这些物质全部和氯结合，即满足了水本身需氯量而有残余游离氯出

9、现后，才具有有效的杀菌能力或抑制微生物生长活动的能力，此时水的加氯处理达到了转折点即氯的转效点。 各种水因其有机质和干扰物质含量不同，它们的转折点也不同。,pH较低时，氯的杀菌效力可提高。 饮料、冷却、清洗食品和设备以及其它过程中用水，直接加氯、次氯酸盐或氯胺进行消毒。 食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用次氯酸钙(钠)或直接加氯进行消毒。,4、二氧化碳(CO2),高浓度CO2能抑制微生物的生长； CO2对微生物并无毒害的影响，只是由于pH的改变或缺氧环境的形成，才能影响微生物的生长。,应用,碳酸饮料的防腐：在高压下，CO2溶解度比常压下大，因而高压下，防腐能力也大。 气调保鲜：CO2也常和冷

10、藏结合在一起而形成气调保鲜。,肉类鱼类产品：高浓度的CO2可明显抑制腐败微生物的生长，抑菌效果随CO2浓度的升高而增强。,果蔬制品：用二氧化碳贮藏果蔬可以导致成熟的合成反应，抑制酶的活动，减少挥发性物质的产生，干扰有机酸的代谢，减弱果胶物质的分解，抑制果实的脱绿，改变糖的比例。,5、硝酸盐或亚硝酸盐,原理：硝酸盐或亚硝酸盐都有延迟微生物生长的作用，许多细菌中所含有的酶能活化这两种化合物，从而成为氧化剂。,在原来缺氧环境中，它们的存在就会形成较高的氧化还原势，因而就会出现和有氧环境相似的条件。由于大量细菌适宜在氧化还原势低的环境中生长，于是它们的生长就受到硝酸盐和亚硝酸盐的干扰。,两者都有延迟微

11、生物生长的作用，前者由于要靠酶转化成亚硝酸盐而起作用，所以用量要大一些。 抑制梭状芽孢杆菌。 硝酸盐的有效浓度应低于0.2%。,亚硝酸盐的有效浓度则低于0.02%。 腌肉时还需07的冷藏温度配合才能及时防止哈败。此时，亚硝酸盐则用于固定肌红蛋白而导致腌肉发色。,(二)有机防腐剂,酸及其盐 苯甲酸及其盐、酯 脂肪酸 山梨酸 醇类 乙醇 乙二醇,1、酸,一般细菌能在pH 4.510范围内生长； 酵母和霉菌比细菌耐酸性强，在pH1.5时还能生长； 食品中常加酸或发酵形成酸，提高风味，也具有一定的防腐能力。,苯甲酸及其盐、酯,苯甲酸钠和苯甲酸铵只有在酸性介质中才会有效， pH值从7.0下降到3.5，防

12、腐能力可增加510倍。 只有未离解酸才有防腐力，而苯甲酸盐的离子对酵母实际上并无作用。,0.05%苯甲酸就具有防腐能力，而苯甲酸盐则要0.07%0.10%才具有防腐能力。 食品内苯甲酸含量达0.1%时，有异味(辛辣味)出现。,苯甲酸用于食品防腐对人体产生毒害作用很小，因为它和人体肾脏内甘氨酸反应能形成马尿酸，而马尿酸对人体无害，能从人体排掉。,苯甲酸盐以及衍生物,食品防腐时一般用苯甲酸钠或苯甲酸铵。 其衍生物：对羟基苯甲酸酯，对于细菌、霉菌都有非常明显的作用，其抗菌活性依赖于链长度。一般随链长度增长对革兰氏阳性菌作用要比阴性菌强。,不同浓度苯甲酸盐和pH对多态鲁氏酵母糖利用率的影响,脂肪酸,含

13、有114个碳原子的脂肪酸为有效的霉菌抑制剂，双键的存在增加了它的防霉能力，但支链相反会降低它的效力。 许多脂肪酸具有特殊的气味，比如有不愉快的气味。,丙酸、丙酸钙,有效地抑制引起食品发粘的菌类 特别适用于面包等焙烤食品的防腐。 丙酸及其盐是谷物、饲料储藏中最有效的有机酸类防腐剂，在美国，被认为是安全的食品防腐剂，广泛用于面包和加工干酪，在我国，广泛用于糕点、饼干、面包等。,丙酸盐也可以用于包装材料表面，以防止食品表面长霉。 丙酸可直接用于处理果蔬，不仅可以控制霉菌生长，还有抑制细菌的作用。,山梨酸,属于不饱和六碳脂肪酸 CH3一CHCH一CHCH一COOH 作用 无毒害 对霉菌有较强的抑制作用

14、：能抑制霉菌内脱氢酶系的作用，从而阻止霉菌的生长。霉菌污染轻微时，山梨酸除了能抑制它的生长外，甚至能显示杀菌的作用。,对厌氧菌无效 pH值越低，抗菌作用越强 在微生物数量过高的情况下，发挥不了作用,2、醇类,乙醇：是细胞蛋白质的凝固剂，它的浓度在50%70%之间具有最强的杀菌作用，浓度较高或较低则成为防腐剂。 用酒保藏，如酒浸杨梅、醉蟹等。 甲醇有毒，在食品中不能应用，烟熏中会有微量甲醇渗入食品内，但因其量极微，还不足以达到有害的程度。,乙二醇(甘醇),当空气遭到污染时用12ppm浓度的乙二醇就能取得较好的效果，例如处理房间或仓库消毒，但用于食品效果不大。,(三)生物代谢产物,某些微生物在新陈

15、代谢中能产生一种对其它微生物有杀害作用的物质，称为抗菌素。例如：金霉素、氯霉素和土霉素都是放线菌的代谢产物，枯草杆菌素是枯草杆菌的代谢产物，乳酸链球菌素Nisin是乳酸链球菌的代谢产物。,抗菌素的抗菌效能为普通化学防腐剂的1001000倍。 抗菌作用有选择性，青霉素只对格兰氏阳性菌(G+)有效。链霉素只对格兰氏阴性菌(G)有效。土霉素对G+和G都有效。但有一点要注意，微生物可能会逐渐产生耐药性。,1、食品保藏对使用抗菌素的要求,抗菌素经口服后必须对人体不会产生毒害，最好通过人体代谢就能消化掉，至少能消化成惰性物质后从人体排泄掉。 人类食品中使用抗菌素应有充分的理由，即无其他更切实可行的保藏方法

16、可供使用。 和其他方法比较，使用抗菌素特别有利。 抗菌素对腐败菌具有较广的抗菌作用。,使用方便、成本低廉，并且有可靠的控制和检验方法。 长期使用于食品保藏，不至于为治疗疾病时使用抗菌素带来不良后果。例如肉、乳等能延长贮藏时间的最有效的抗菌素为金霉素。,2、生物代谢产物种类,乳酸链球菌素(Nisin)：抗菌谱比较窄，只能杀死革兰氏阳性菌，特别是孢子，对阴性菌、酵母和霉菌均无作用，一般10mg/kg就有效。目前用于干酪等乳制品、罐头制品、乙醇饮料。 纳它链霉素(Natamycin)：对酵母和霉素有效，对细菌无效。,应用,抗菌素可通过浸泡法、喷洒法、抗菌素冰块保藏法以及家畜饲养法或注射法应用于保藏食

17、品。,植物杀菌素,植物性杀菌素主要是挥发性物质，其杀菌作用是在直接接触下发生的。 已经做过研究的植物：芥菜、芥菜籽、辣根、香辛料等。,第三节 抗氧化剂,处在空气中的食品在氧的作用下就会出现严重变质的现象。 食品中主要成分有蛋白质、糖类和脂肪，含有脂肪的食品在空气中就会发生氧化反应。 食品中的胡萝卜素和Vc含量在氧的氧化作用下也会减少，而且还会产生褐变。,一、防止食品哈败用的抗氧化剂,食物酸败是指油脂、含油食品、肉类食品等由于受到空气、水分、微生物、酶、热、光等的作用而氧化或水解，产生异味的现象。 食物中油脂酸败可以分为三种类型：氧化型酸败(油脂自动氧化)、酮型酸败、水解型酸败。,氧化和水解是导

18、致脂肪哈败的主要原因。 氧化：对氧化性哈败有影响的因素有空气、光线、热、重金属、离子、水分以及天然抗氧化剂的存在；,水解：不饱和脂肪酸因有不饱和链存在，极易氧化，若有合适的催化剂存在或在脂肪氧化酶催化下，长链的不饱和脂肪酸就会裂解成短链的脂肪酸。短链脂肪酸具有不愉快的特殊气味，以至于出现脂肪氧化所产生的哈败味。,油溶性抗氧化剂主要防止食品酸败，特别是氧化型酸败。 主要有BHT、BHA、PG和维生素E等，起延长脂肪贮藏期的作用。,防止食品氧化的措施,加抗氧化剂 避光 排气 充氮 密封 杀菌 降温 脱水,为什么包装材料用绿色？,控制光线也是延缓哈败的一种措施。紫外线以及光谱中的蓝色光极易被脂肪所吸

19、收，从而促进了酸败作用，而波长处在49005800 的草绿色光线，并不会使脂肪哈败。,二、防止褐变的抗氧化剂,主要是水溶性抗氧化剂，如抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸等。 这类抗氧化剂在无脂食品里主要是和氧气作用，消耗掉氧气，阻止组织中酚类被氧化。,果蔬产生褐变原因,不少果蔬组织在切割、去皮、切片和磨碎后极易出现酶促褐变现象。 果蔬多酚物质和氧气直接接触后，首先与果蔬外层潮湿面上的抗氧化剂(抗坏血酸)反应，当抗坏血酸全部被氧化掉后，果蔬多酚物质就会在多酚氧化酶催化下发生氧化和呈色反应，即酚类物质被氧化成醌类，在酶的进一步作用下，偶联成聚合体，出现褐色素，从而形成褐变。,预防方法,0.1%抗坏血酸溶液就能控制褐变； 加入柠檬酸可使抗坏血酸增效； 临时控制变色可浸渍于盐溶液内。,第四节 食品涂膜剂(保鲜剂),一、涂膜剂(保鲜剂)基本概念 为了防止生鲜食品脱水、氧化、变色、腐败、变质等而在其表面进行涂膜的物质称为涂膜剂(保鲜剂)。,二、食品上使用可食性涂膜的目的,减少食品的水分散失。 防止食品氧化。 防止食品变色。 抑制生鲜食品表面微生物的生长。 保持食品的风味不散失。 增加食品特别是水果的硬度。 提高食品的外观可接受性。 减少食品在贮运过程中的机械损伤。,三、通透性,通透性是涂膜的主要