食品的腐敗變質(zhì)及控制

食品的腐敗變質(zhì)及其控制 第一章 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1食品的腐敗變質(zhì)及控制 問題一什么是食品的腐敗變質(zhì) 食品腐敗變質(zhì)有哪些現(xiàn)象 問題二引起食品腐敗變質(zhì)的主要原因是什么 怎樣控制 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1 1食品的腐敗變質(zhì) 食品易受到外來和內(nèi)在因素作用而發(fā)生腐敗變質(zhì) 感官品質(zhì)的下降營養(yǎng)價(jià)值的損失安全性的降低 食品壞了 不能食用 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 定義食品的腐敗變質(zhì)是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響 造成其原有化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化 降低或失去其營養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值的過程 1 1食品的腐敗變質(zhì) 食品在保藏過程中的質(zhì)量變化始終存在 目標(biāo) 盡量將變質(zhì)減小到可接受的程度 控制品質(zhì)的下降 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 按照變質(zhì)可能性將原料分類 極易腐敗原料 1天 2周 肉類和大多數(shù)水果和部分蔬菜 中等腐敗性原料 2周 2月 柑橘 蘋果和大多數(shù)塊根類蔬菜 穩(wěn)定的原料 2 8月 糧食谷物 種子和無生命的原料如糖 淀粉和鹽等 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1 2引起食品腐敗變質(zhì)的主要因素及控制 生物學(xué)因素化學(xué)因素物理因素 食品腐敗變質(zhì) 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一生物學(xué)因素 一 微生物微生物廣泛分布于自然界 食品中不可避免的會(huì)受到一定類型和數(shù)量的微生物的污染 造成食品的腐敗與變質(zhì) 而且 由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的 微生物引起食品變質(zhì)的特點(diǎn)食品種類不同 引起變質(zhì)的微生物種類不同 環(huán)境條件不同 變質(zhì)快慢程度不同 食品成分發(fā)生變化的同時(shí) 產(chǎn)生毒素或致病 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 1 引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物細(xì)菌不管食品還是食品原料 在絕大多數(shù)場合 變質(zhì)的主要原因是細(xì)菌引起的 酵母菌在含碳水化合物較多的食品中容易生長發(fā)育 霉菌在有氧的環(huán)境中生長發(fā)育 在富含淀粉和糖的食品中容易滋生霉菌 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 2 微生物引起食品腐敗變質(zhì)的化學(xué)過程1 食品中蛋白質(zhì)的分解 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 2 微生物引起食品腐敗變質(zhì)的化學(xué)過程2 食品中碳水化合物的分解 3 食品中脂肪的分解 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 3 影響微生物生長發(fā)育的主要因子1 食品的PH值 各類微生物都有其最適宜的pH范圍耐酸性霉菌 酵母菌 細(xì)菌 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 食品中的水分 微生物生長繁殖只能利用游離水 水分活度 Aw 食品在密閉容器內(nèi)測得的蒸汽壓 p 與同溫下測得的純水蒸汽壓 p0 之比 描述為 結(jié)合水 游離水 2 食品中的水分 Aw值的范圍在0 1之間 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 部分食品的水分活度值 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 2 食品中的水分 微生物生長與水分活度 霉菌是導(dǎo)致干制品變質(zhì)的常見菌 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 3 營養(yǎng)成分 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 4 氧氣微生物可以分為 好氧性微生物 微需氧微生物 兼性厭氧微生物和厭氧性微生物 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 微生物 5 溫度 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 微生物的控制 1加熱殺菌商業(yè)無菌殺滅食品中所污染的病原菌 產(chǎn)毒菌以及正常儲(chǔ)存和銷售條件下能生長繁殖 并導(dǎo)致食品變質(zhì)的腐敗菌 從而保證食品正常的貨架壽命 1 微生物的耐熱性 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 影響微生物耐熱性的因素 a 微生物本身的特性污染的種類 污染的數(shù)量 生理狀態(tài)與所處的環(huán)境 b 食品成分酸度 水分活度 脂肪 鹽 糖 蛋白質(zhì) 植物殺菌素 c 熱處理?xiàng)l件溫度 時(shí)間 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 3 影響微生物耐熱性的因素 a 微生物本身的特性污染的種類 各種微生物的耐熱性各有不同 芽孢菌 非芽孢菌 霉菌 酵母菌芽孢菌的芽孢 芽孢菌的營養(yǎng)細(xì)胞厭氧菌芽孢 需氧菌芽孢嗜熱菌芽孢的耐熱性最強(qiáng)污染的數(shù)量 初始活菌數(shù)越多 全部殺滅所需的時(shí)間就越長 生理狀態(tài)與所處的環(huán)境穩(wěn)定生長期的營養(yǎng)細(xì)胞 對(duì)數(shù)生長期的營養(yǎng)細(xì)胞成熟的芽孢 未成熟的芽孢較高溫度下培養(yǎng)的微生物耐熱性較強(qiáng) 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 b 食品成分的因素 酸度 pH值偏離中性的程度越大 耐熱性越低 低酸性 酸性 4 5 pH值對(duì)殺菌效果的影響 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 b 食品成分的因素 水分活度 細(xì)菌芽孢在低水分活度時(shí)有更高的耐熱性 殺滅肉毒桿菌在干熱條件下121 需120min 濕熱條件下121 4 10min即可 脂肪 脂肪含量高則細(xì)菌的耐熱性會(huì)增強(qiáng) 加熱時(shí)間為10min 埃希桿菌在不同介質(zhì)中的熱致死溫度如右表所示 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 b 食品成分的因素 鹽 低濃度食鹽對(duì)微生物有保護(hù)作用 而高濃度食鹽 8 則對(duì)微生物的抵抗力有削弱作用 糖 糖的濃度越高 越難以殺死食品中的微生物 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 微生物的控制 2 加熱殺菌的方法巴氏殺菌 殺菌溫度65 80 主要用于不耐熱的食品 果汁 果酒等常壓殺菌 指101 325KPa 100 條件下的殺菌處理 適用于酸性食品的殺菌 PH 4 5高壓殺菌 指101 325KPa以上 100 以上的殺菌 適用于非酸性食品的殺菌 PH 4 5 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 微生物的控制 3 殺菌原則殺菌方法的選擇 一般以PH值4 5為界限殺菌時(shí)一般以該食品中耐熱性最強(qiáng)的細(xì)菌為對(duì)象菌加熱殺菌時(shí)應(yīng)充分考慮到食品的熱敏性 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 微生物的控制 降低水分活度的方法 去除水分 干制 加鹽或加糖控制水分狀態(tài) 速凍 2控制水分活度 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 微生物的控制 3PH值的控制 降低PH的方法發(fā)酵產(chǎn)酸降低食品的PH值加酸型防腐劑 為什么 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 害蟲和嚙齒動(dòng)物 危害性增加食品的貯藏?fù)p耗 污染食品 甚至傳染疾病 害蟲 種類繁多 分布廣 軀體小 體色暗 繁殖快 適應(yīng)性強(qiáng) 主要有甲蟲類 蛾類 蟑螂類 螨類 嚙齒動(dòng)物 對(duì)食品危害最大的嚙齒動(dòng)物是老鼠 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二化學(xué)因素 酶的作用酶促褐變呼吸作用非酶褐變美拉德反應(yīng)焦糖化褐變抗壞血酸氧化引起的褐變與包裝容器發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)氧化作用 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 酶的作用 酶是生物體內(nèi)的一種特殊蛋白 具有高度的催化活性 與食品變質(zhì)有關(guān)的主要酶類 氧化酶 脂肪酶 果膠酶等酶對(duì)食品質(zhì)量的影響多酚氧化酶催化酚類物質(zhì)氧化 引起褐色聚合物的形成 果膠酶促使果蔬植物中的果膠物質(zhì)分解 使組織軟化 脂肪氧化酶催化脂肪氧化 導(dǎo)致食品產(chǎn)生異味 抗壞血酸氧化酶催化抗壞血酸氧化 導(dǎo)致營養(yǎng)素的損失 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 a 酶促褐變 定義 在酚酶的作用下 使果蔬中的酚類物質(zhì)氧化而呈現(xiàn)褐色 這種現(xiàn)象稱為酶促褐變 酶促褐變發(fā)生的必要條件 適當(dāng)?shù)牡孜?酶和氧 b 呼吸作用是在酶的參與下進(jìn)行的一種緩慢的氧化過程 使食品中復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)被分解成簡單的有機(jī)物質(zhì) 并放出熱量 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 酶的作用 1 影響酶作用的環(huán)境因素1 溫度 一方面酶促反應(yīng)和一般化學(xué)催化反應(yīng)一樣隨溫度的升高而加速 另一方面 隨著溫度的升高 酶會(huì)受熱變性而失活 使反應(yīng)速度減慢 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 酶的作用 1 影響酶作用的環(huán)境因素2 PH值 具有最適PH值 酶在最適PH值范圍內(nèi)表現(xiàn)出做大活力 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 酶的作用 1 影響酶作用的環(huán)境因素3 水分活度促進(jìn)底物活化 使底物能向酶擴(kuò)散接近 當(dāng)水分活度在中等偏上的范圍內(nèi)增大時(shí) 酶活性也逐漸增大 相反 減少水分活度則會(huì)抑制酶的活性 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 水分活度與酶的關(guān)系 不同水分活度下卵磷脂酶對(duì)卵磷脂的水解速度 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 一 酶的作用 2 酶活性的控制 1 加熱處理隨著溫度的升高 酶催化反應(yīng)加速 同時(shí) 溫度的升高 酶受熱變性而失活 導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢 綜合兩個(gè)方面的結(jié)果 得到最適溫度區(qū) 大多數(shù)酶在30 40 范圍內(nèi)顯示最大活性 溫度 酶活力曲線 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 影響酶熱穩(wěn)定性的因素 a 酶的種類酶的分子愈大和結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜 它對(duì)高溫就愈敏感 b 水分含量食品水分含量愈低 其中的酶對(duì)熱的耐性愈高 c 食品成分蛋白質(zhì) 脂肪 碳水化合物等都可能會(huì)影響酶的耐熱性 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 影響酶熱穩(wěn)定性的因素 d 加熱速率加熱速率愈快 熱處理后酶活力再生的愈多 e pH值大多數(shù)酶的最適pH值在4 5 8范圍內(nèi) 超出這一范圍 酶的熱穩(wěn)定性降低 不同來源的氧化酶的耐熱性 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 2 酶活性的控制 在某一狹窄的pH范圍內(nèi) 酶表現(xiàn)出最大活性 酶的最適pH值3 控制水分活度降低食品的水分活度值會(huì)抑制酶的活性 干制 速凍 2 控制PH值 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 二 非酶作用 定義在食品貯藏與加工過程中 常發(fā)生與酶無關(guān)的褐變作用 稱為非酶褐變 非酶褐變的機(jī)制基本上已知有三種類型的機(jī)制在起作用 美拉德反應(yīng)焦糖化褐變作用抗壞血酸氧化褐變作用 1 非酶褐變 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1 非酶褐變 美拉德反應(yīng)是食品中的氨基與羰基經(jīng)縮合 聚合生成黑色素 也叫類黑精 和某些風(fēng)味物質(zhì)的反應(yīng) 影響羰氨反應(yīng)的因子水分pH值溫度 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1 非酶褐變 焦糖化褐變作用是指糖類受高溫 150 至200 影響發(fā)生降解作用 降解后的物質(zhì)經(jīng)聚合 縮合生成粘稠狀的黑色物質(zhì) 焦糖或醬色 的過程 抗壞血酸褐變作用是指抗壞血酸自動(dòng)氧化分解為羰基化合物和CO2 而羰基化合物與氨基化合物又可發(fā)生羰氨反應(yīng) 非酶褐變對(duì)食品的影響顏色變化 營養(yǎng)物質(zhì)損失 氨基酸 還原糖和抗壞血酸 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 2 與包裝容器發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 含酸量高的原料做成果汁時(shí)容易使罐壁的錫溶出菠蘿 番茄含花青素的食品罐藏時(shí) 與金屬罐壁的錫 鐵反應(yīng)桃 葡萄硫化物與錫 鐵反應(yīng)發(fā)生變色玉米 蘆筍 綠豆 魚肉 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 三 氧化作用 脂肪的酸敗油脂在酶的作用下分解為甘油和脂肪酸 游離脂肪酸進(jìn)一步氧化 甘油也被氧化產(chǎn)生異味物質(zhì)游離脂肪酸被氧化 生成過氧化物 過氧化物繼續(xù)分解產(chǎn)生有刺激的 哈喇 味 油脂酸敗的影響因素溫度 光照 氧氣 水分 抗氧化物質(zhì)等 脂肪水解過程 自動(dòng)氧化過程 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 三物理因素 物理因素是促進(jìn)微生物生長繁殖 誘發(fā)或加快食品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起變質(zhì)的外在原因 主要因素有 溫度水分光氧氣機(jī)械損傷 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 三物理因素 溫度微生物的生長 酶促反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)等無不受到溫度的制約 根據(jù)范特霍夫 Van tHoff 規(guī)則 溫度與食品成分的熱破壞反應(yīng)速率以及微生物生長速率的關(guān)系均可以用溫度系數(shù)表示 k t 10 kt分別表示在 t 10 和t 時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù) 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 三物理因素 水分水分與微生物生長關(guān)系密切 多數(shù)化學(xué)反應(yīng) 酶促生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行 水分的蒸發(fā)使鮮活食品的外觀萎縮 鮮嫩度下降 光脂肪的氧化 色素的褪色 蛋白質(zhì)的凝固等均會(huì)因光線的照射而促進(jìn)反應(yīng) 氣體環(huán)境乙烯氧氣其他因素機(jī)械損傷外源污染物 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 小結(jié) 食品原料屬生物材料 導(dǎo)致食品變質(zhì)腐敗的原因錯(cuò)綜復(fù)雜 有生物學(xué) 化學(xué)和物理因素 也可以分為 食品內(nèi)部原因酶引起的 自身生命活動(dòng)引起的 食品成分間相互化學(xué)反應(yīng) 食品成分的逸散等 食品外部原因污染微生物引起的 環(huán)境條件 溫度 光 氧氣 引起的 機(jī)械損傷 外源污染物等其中主要原因可歸納為 微生物污染 酶促生化反應(yīng) 非酶化學(xué)反應(yīng) 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 四基于保藏原理的基本手段 維持食品最低生命活動(dòng)的保藏法冷藏 氣調(diào) 抑制微生物活動(dòng)的保藏方法冷凍 干制 腌制 防腐劑 利用發(fā)酵原理的保藏方法發(fā)酵 腌制 運(yùn)用無菌原理的保藏方法罐藏 輻射 無菌包裝 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 打破內(nèi)平衡 五柵欄技術(shù) 沒有任何一種單一的保藏措施是完美無缺的 必須采用綜合保藏技術(shù) 目前保藏研究的主要理論依據(jù)是柵欄因子理論 柵欄因子 柵欄因子 柵欄因子 保持食品品質(zhì) 抑制腐敗與產(chǎn)毒 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 五柵欄技術(shù) 1 柵欄技術(shù)的概念 通過聯(lián)合控制多種阻礙微生物生長的因素 以減少食品腐敗 保證食品衛(wèi)生與安全性的技術(shù)措施 2 柵欄因子能擾亂微生物內(nèi)平衡機(jī)制的加工技術(shù) 常用的柵欄因子 高溫處理 F 低溫冷藏 t 酸化 pH 低水分活度 Aw 降低氧化還原電勢(shì) Eh 添加防腐劑 Pres 競爭性菌群 c f 等 此外 還有輻射 超高壓處理 微波 超聲波 紫外線 酶制劑 保鮮膜等 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 3 柵欄技術(shù)與微生物的內(nèi)平衡 微生物的內(nèi)平衡是微生物處于正常狀態(tài)下內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定和統(tǒng)一 并且具有一定的自我調(diào)節(jié)能力 只有其內(nèi)環(huán)境處于穩(wěn)定的狀態(tài)下 微生物才能生長繁殖 柵欄因子針對(duì)微生物細(xì)胞中的不同目標(biāo)進(jìn)行攻擊 如細(xì)胞膜 酶系統(tǒng) pH值 水分活性值 氧化還原電位等 這樣就可以從多個(gè)方面打破微生物的內(nèi)平衡 而實(shí)現(xiàn)柵欄因子的交互效應(yīng) 把柵欄因子及其交互作用 形成微生物不能逾越的柵欄之效果稱為柵欄效應(yīng) 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 柵欄因子能使各因子強(qiáng)度下降 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響小 不同的柵欄因子 在保持食品穩(wěn)定性方面可互相促進(jìn)柵欄技術(shù)的目標(biāo) 阻止微生物的生長和繁殖 而不是殺滅 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 4柵欄技術(shù)內(nèi)涵的擴(kuò)展 初始的柵欄技術(shù)主要是針對(duì)控制由微生物引起的食品腐敗變質(zhì) 然而僅僅考慮控制微生物而不顧及食品質(zhì)量的保藏方法是不完善的 因此實(shí)際上柵欄因子的作用不僅局限于控制微生物引起的腐敗變質(zhì) 也可延伸到抑制酶的活性 改善食品品質(zhì) 延長貨架期等方面 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 1 柵欄技術(shù)在鮮肉保藏中的應(yīng)用傳統(tǒng)方法 冷凍缺點(diǎn) 成本高 影響肉的品質(zhì)柵欄技術(shù) 水分活度 PH 防腐劑 低溫處理 較高溫滅菌 真空包裝等 其中最有效的是 水分活度 aw 5 柵欄技術(shù)在食品中的應(yīng)用 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 5 柵欄技術(shù)在食品中的應(yīng)用 2 在新鮮果蔬加工中的應(yīng)用從原料選擇 加工 包裝到配送 銷售 每一環(huán)節(jié)都應(yīng)直接或間接地采取 柵欄 措施 以達(dá)到預(yù)期的保存目的 柵欄因子 溫度控制 適宜的清洗消毒劑 pH 水分活性 氣體成分 臭氧 輻照 包裝 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 在抑制楊桃切片貯存期發(fā)生的褐變反應(yīng)以及營養(yǎng)成分改變的工藝中 就是以pH作為主要柵欄因子 采用檸檬酸和抗壞血酸的有效結(jié)合調(diào)節(jié)其切片表面的pH 并同時(shí)利用無氧包裝 低溫貯存等輔助性柵欄因子 達(dá)到了有效抑制楊桃切片發(fā)生褐變的效果 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 3 柵欄技術(shù)在食品包裝中的應(yīng)用 食品包裝本身就是一個(gè)非常重要的柵欄因子 用于包裝過程的柵欄因子有 抽真空 充入特殊氣體 氣調(diào)包裝等 真空與充氮包裝將阻隔氧氣作為首要目標(biāo) 氣調(diào)包裝主要控制 調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)的氧氣和二氧化碳的濃度 并將其穩(wěn)定在一個(gè)狹小范圍內(nèi) 在包裝過程中調(diào)節(jié)溫度 壓強(qiáng)等柵欄因子 也同樣可以增強(qiáng)包裝的柵欄功效 第一章食品的腐敗變質(zhì)及其控制 用作食品包裝的材料很少