食品的腐败变质及控制讲课讲稿

1、食品的腐败变质及控制1. 1 1食品的腐败变质食品的腐败变质v食品易受到外来和内在因素作用而发生腐败变质。食品表面的微生物食品内部的酶空气中的氧感官品质的下降营养价值的损失安全性的降低。食品坏了、不能食用一一.定义定义 v食品的腐败变质是指食品受到各种内外因素的影响，造成其原有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。1. 1食品的腐败变质食品的腐败变质控制品质的下降二二. .按照变质可能性将原料分类按照变质可能性将原料分类v极易腐败原料极易腐败原料（1天天2周周） 肉类和大多数水果和部分蔬菜；v中等腐败性原料中等腐败性原料（2周周2月月） 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜

2、。v稳定的原料稳定的原料（28月月） 粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等。1. 2引起引起食品腐败变质的主要因素及控制食品腐败变质的主要因素及控制v生物学因素生物学因素v化学因素化学因素v物理因素物理因素啮齿动物啮齿动物害虫害虫食品腐败变质食品腐败变质微生物微生物温度温度水分水分光照光照氧化氧化酶类酶类一一 生物学因素生物学因素（一）（一）微生物微生物 微生物广泛分布于自然界，食品中不可避免的会受到一定类型和数量的微生物的污染，造成食品的腐败与变质。而且，由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的。 v 微生物引起食品变质的特点微生物引起食品变质的特点 食品种类不同，引起变质

3、的微生物种类不同； 环境条件不同，变质快慢程度不同； 食品成分发生变化的同时，产生毒素或致病。（一）（一）微生物微生物v1. 1.引起食品腐败变质的主要微生物引起食品腐败变质的主要微生物v细菌细菌 不管食品还是食品原料，在绝大多数场合，变质的主要原因是细菌引起的。v酵母菌酵母菌 在含碳水化合物较多的食品中容易生长发育。v霉菌霉菌 在有氧的环境中生长发育，在富含淀粉和糖的食品中容易滋生霉菌。 （一）（一）微生物微生物2.2.微生物引起食品腐败变质的化学过程微生物引起食品腐败变质的化学过程1）食品中蛋白质的分解（一）（一）微生物微生物2.2.微生物引起食品腐败变质的化学过程微生物引起食品腐败变质的

4、化学过程2）食品中碳水化合物的分解3）食品中脂肪的分解（一）（一）微生物微生物3.影响微生物生长发育的主要因子影响微生物生长发育的主要因子1 1）食品的）食品的PHPH值值 各类微生物都有其最适宜的各类微生物都有其最适宜的pHpH范围范围 耐酸性耐酸性 霉菌酵母菌细菌霉菌酵母菌细菌（一）（一）微生物微生物食品中的水分v微生物生长繁殖只能利用游离水；v水分活度水分活度（Aw） 食品在密闭容器内测得的蒸汽压(p)与同温下测得的纯水蒸汽压(p0)之比。描述为：结合水结合水游离水游离水2 2）食品中的水分）食品中的水分Aw值的范围在01之间。部分食品的水分活度值 Aw食 品0.98鲜肉、鲜鱼、鲜奶、鲜

5、奶油、新鲜果蔬、果汁0.980.93蒸煮肠类、蒸煮火腿、部分加工奶酪、浓缩奶、面包0.930.85干香肠、发酵香肠、牛肉干、生腌火腿、切达干酪、甜炼乳0.850.60甜点、干果、果酱、果冻、咸鱼、某些干酪0.60方便面、糖果和巧克力制品、饼干、休闲食品、干制蔬菜2）食品中的水分）食品中的水分 微生物生长与水分活度微生物类群微生物类群最低最低A Aw w范围范围微生物种类微生物种类最低最低A Aw w值值大多数细菌大多数细菌大多数酵母菌大多数酵母菌大多数霉菌大多数霉菌0.990.99 0.900.900.940.94 0.880.880.940.94 0.730.73嗜盐性细菌嗜盐性细菌嗜干霉菌

6、嗜干霉菌耐高渗酵母耐高渗酵母0.750.750.650.650.600.60（一）（一）微生物微生物3 3）营养成分）营养成分（一）（一）微生物微生物4 4）氧气）氧气 微生物可以分为：好氧性微生物、微需氧微生物、 兼性厌氧微生物和厌氧性微生物。（一）（一）微生物微生物5）温度微生物种类生长温度范围最适生长温度嗜冷微生物-10301020 嗜温微生物1045 2540 嗜热微生物2580 5055 （二）（二）微生物的控制微生物的控制1 1 加热杀菌加热杀菌v商业无菌商业无菌v杀灭食品中所污染的病原菌、产毒菌以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，从而保证食品正常的货架寿命

7、。1 ）微生物的耐热性微生物的耐热性细菌种类最低生长温度/最适生长温度/最高生长温度/嗜热菌嗜温菌嗜冷菌30 455 1510550 7030 45121570 9045 551525影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素va.微生物本身的特性微生物本身的特性 污染的种类、污染的数量、生理状态与所处的环境 。vb.食品成分食品成分 酸度 、水分活度、脂肪、盐、糖、蛋白质、植物杀菌素。vc.热处理条件 温度、时间、时间（3）影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素va.微生物本身的特性微生物本身的特性 污染的种类：各种微生物的耐热性各有不同。 芽孢菌非芽孢菌、霉菌、酵母菌 芽孢菌的芽孢

8、芽孢菌的营养细胞 厌氧菌芽孢需氧菌芽孢 嗜热菌芽孢的耐热性最强 污染的数量： 初始活菌数越多，全部杀灭所需的时间就越长。 生理状态与所处的环境 稳定生长期的营养细胞对数生长期的营养细胞 成熟的芽孢未成熟的芽孢 较高温度下培养的微生物耐热性较强b.食品成分的因素食品成分的因素 酸度：pH值偏离中性的程度越大，耐热性越低；高酸性 3.7 酸性中酸性 低酸性4.55.0pH 3.7高酸性 酸性5.0中酸性 低酸性低酸性酸性4.5 pH值对杀菌效果的影响b.食品成分的因素食品成分的因素v水分活度：细菌芽孢在低水分活度时有更高的耐热性。 杀灭肉毒杆菌在干热条件下121需120min，湿热条件下121，4

9、10min即可 。食品介质致死温度/奶油全乳脱脂乳乳清肉汤7369656361v脂肪：脂肪含量高则细菌的耐热性会增强。 加热时间为10min，埃希杆菌在不同介质中的热致死温度如右表所示。 b.食品成分的因素食品成分的因素v盐：低浓度食盐对微生物有保护作用，而高浓度食盐（8%）则对微生物的抵抗力有削弱作用。v糖：糖的浓度越高，越难以杀死食品中的微生物。 （二）微生物的控制（二）微生物的控制v2 2 ）加热杀菌的方法）加热杀菌的方法v巴氏杀菌：巴氏杀菌：杀菌温度6580，主要用于不耐热的 食品。果汁、果酒等v常压杀菌：常压杀菌：指101.325KPa、100条件下的杀菌处理。适用于酸性食品的杀菌。

10、PH4.5v高压杀菌：高压杀菌：指101.325KPa以上、100以上的杀菌。适用于非酸性食品的杀菌。PH4.5（二）微生物的控制（二）微生物的控制v3 3 ）杀菌原则）杀菌原则v杀菌方法的选择，一般以杀菌方法的选择，一般以PHPH值值4.54.5为界限为界限v杀菌时一般以该食品中耐热性最强的细菌为对象菌杀菌时一般以该食品中耐热性最强的细菌为对象菌v加热杀菌时应充分考虑到食品的热敏性加热杀菌时应充分考虑到食品的热敏性（二）微生物的控制（二）微生物的控制v降低水分活度的方法: 去除水分(干制) 加盐或加糖 控制水分状态（速冻）微生物类群最低Aw范围微生物种类最低Aw值大多数细菌大多数酵母菌大多数

11、霉菌0.99 0.900.94 0.880.94 0.73嗜盐性细菌嗜干霉菌耐高渗酵母0.750.650.602 控制水分活度（二）微生物的控制（二）微生物的控制v 3 PH值的控制降低降低PHPH的方法的方法发酵产酸降低食品的发酵产酸降低食品的PHPH值值加酸型防腐剂加酸型防腐剂适宜的pH值微生物迅速生长繁殖偏离生长的pH值生长繁殖受到抑制 （二）（二）害虫和啮齿动物害虫和啮齿动物 危害性危害性 增加食品的贮藏损耗，污染食品，甚至传染疾病。v害虫：害虫： 种类繁多，分布广，躯体小，体色暗，繁殖快，适应性强。 主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类、螨类。v啮齿动物：啮齿动物： 对食品危害最大的啮齿动物是

12、老鼠。 二二 化学因素化学因素v酶的作用酶的作用 酶促褐变 呼吸作用v非酶褐变非酶褐变 美拉德反应 焦糖化褐变 抗坏血酸氧化引起的褐变 与包装容器发生的化学反应v氧化作用氧化作用（一）（一）酶的作用酶的作用v酶是生物体内的一种特殊蛋白，具有高度的催化活性；酶是生物体内的一种特殊蛋白，具有高度的催化活性；v与食品变质有关的主要酶类：与食品变质有关的主要酶类： 氧化酶、脂肪酶、果胶酶等v酶对食品质量的影响酶对食品质量的影响 多酚氧化酶催化酚类物质氧化，引起褐色聚合物的形成 。 果胶酶促使果蔬植物中的果胶物质分解，使组织软化。 脂肪氧化酶催化脂肪氧化，导致食品产生异味。 抗坏血酸氧化酶催化抗坏血酸氧

13、化，导致营养素的损失。 a.酶促褐变酶促褐变v定义：定义：在酚酶的作用下，使果蔬中的酚类物质氧化而呈现褐色，这种现象称为酶促褐变。v酶促褐变发生的必要条件酶促褐变发生的必要条件： 适当的底物、酶和氧。b.呼吸作用呼吸作用 是在酶的参与下进行的一种缓慢的氧化过程，使食品中复杂的有机物质被分解成简单的有机物质，并放出热量。（一）（一）酶的作用酶的作用1. 1.影响酶作用的环境因素影响酶作用的环境因素 1) 1)温度温度温度/反应速度温度对酶活性的影响一方面酶促反应和一般化学催化反应一样随温度的升高而加速；另一方面，随着温度的升高，酶会受热变性而失活，使反应速度减慢。（一）（一）酶的作用酶的作用1.

14、 1.影响酶作用的环境因素影响酶作用的环境因素 2)PH 2)PH值值891112765431001246最适pHpH酶活力曲线具有最适PH值，酶在最适PH值范围内表现出做大活力。（一）（一）酶的作用酶的作用1. 1.影响酶作用的环境因素影响酶作用的环境因素 3 3）水分活度）水分活度 促进底物活化，使底物能向酶扩散接近。 当水分活度在中等偏上的范围内增大时，酶活性也逐渐增大，相反，减少水分活度则会抑制酶的活性。水分活度与酶的关系水分活度与酶的关系v 不同水分活度下卵磷脂酶对卵磷脂的水解速度不同水分活度下卵磷脂酶对卵磷脂的水解速度（一）（一）酶的作用酶的作用2.酶活性的控制 1 1）加热处理）

15、加热处理 随着温度的升高，酶催化反应加速；随着温度的升高，酶催化反应加速；同时，温度的升高，酶受热变性而同时，温度的升高，酶受热变性而失活，导致反应速度减慢。失活，导致反应速度减慢。 综合两个方面的结果综合两个方面的结果, ,得到最适温度得到最适温度区。区。 大多数酶在3040范围内显示最大活性。温度酶活力曲线影响酶热稳定性的因素影响酶热稳定性的因素va. 酶的种类酶的种类 酶的分子愈大和结构愈复杂，它对高温就愈敏感。vb. 水分含量水分含量 食品水分含量愈低，其中的酶对热的耐性愈高 。vc. 食品成分食品成分 蛋白质、脂肪、碳水化合物等都可能会影响酶的耐热性 。影响酶热稳定性的因素影响酶热稳

16、定性的因素vd. 加热速率 加热速率愈快，热处理后酶活力再生的愈多。 ve. pH值 大多数酶的最适pH值在4.58范围内，超出这一范围，酶的热稳定性降低。食品食品pH值值失活条件失活条件茄子茄子5.03117.2，加热，加热6s 樱桃樱桃3.4677.2，加热加热6s 不同来源的氧化酶的耐热性2.酶活性的控制酶活性的控制v在某一狭窄的pH范围内，酶表现出最大活性。 酶的最适酶的最适pH值值3 3）控制水分活度）控制水分活度 降低食品的水分活度值会抑制酶的活性。 干制、速冻2）控制PH值 （二）（二）非酶作用非酶作用v定义定义 在食品贮藏与加工过程中，常发生与酶无关的褐变作用，称为非酶褐变。v

17、非酶褐变的机制非酶褐变的机制 基本上已知有三种类型的机制在起作用： 美拉德反应 焦糖化褐变作用 抗坏血酸氧化褐变作用1.非酶褐变非酶褐变1.非酶褐变非酶褐变v美拉德反应美拉德反应 是食品中的氨基与羰基经缩合、聚合生成黑色素(也叫类黑精)和某些风味物质的反应 。 v影响羰氨反应的因子影响羰氨反应的因子 水分 pH值 温度1.非酶褐变非酶褐变v 焦糖化褐变作用焦糖化褐变作用 是指糖类受高温（150至200）影响发生降解作用，降解后的物质经聚合、缩合生成粘稠状的黑色物质（焦糖或酱色）的过程。v 抗坏血酸褐变作用抗坏血酸褐变作用 是指抗坏血酸自动氧化分解为羰基化合物和CO2，而羰基化合物与氨基化合物又

18、可发生羰氨反应。非酶褐变对食品的影响颜色变化；营养物质损失：氨基酸、还原糖和抗坏血酸。2.与包装容器发生的化学反应与包装容器发生的化学反应v含酸量高的原料做成果汁时容易使罐壁的锡溶出含酸量高的原料做成果汁时容易使罐壁的锡溶出 菠萝、番茄v含花青素的食品罐藏时，与金属罐壁的锡、铁反应含花青素的食品罐藏时，与金属罐壁的锡、铁反应 桃、葡萄v硫化物与锡、铁反应发生变色硫化物与锡、铁反应发生变色 玉米、芦笋、绿豆、鱼肉（三）（三）氧化作用氧化作用v脂肪的酸败脂肪的酸败 油脂在酶的作用下分解为甘油和脂肪酸，游离脂肪酸进一步氧化，甘油也被氧化产生异味物质 游离脂肪酸被氧化，生成过氧化物，过氧化物继续分解产

19、生有刺激的“哈喇”味 ；。v油脂酸败的影响因素 温度、光照、氧气、水分、抗氧化物质等。脂肪水解过程自动氧化过程三三 物理因素物理因素v物理因素是促进微生物生长繁殖、诱发或加快食品发物理因素是促进微生物生长繁殖、诱发或加快食品发生化学反应而引起变质的外在原因。生化学反应而引起变质的外在原因。v主要因素有：主要因素有： 温度 水分 光 氧气 机械损伤三三 物理因素物理因素v温度 微生物的生长、酶促反应、化学反应等无不受到温度的制约。 根据范特霍夫（Vant Hoff）规则,温度与食品成分的热破坏反应速率以及微生物生长速率的关系均可以用温度系数表示：ttkkQ)10(10k(t+10)、kt分别表示

20、在(t+10) 和t时的反应速率常数。三三 物理因素物理因素v水分水分 水分与微生物生长关系密切，多数化学反应、酶促生化反应必须在水中进行。 水分的蒸发使鲜活食品的外观萎缩，鲜嫩度下降。v光光 脂肪的氧化、色素的褪色、蛋白质的凝固等均会因光线的照射而促进反应。v 气体环境 乙烯 氧气v其他因素其他因素 机械损伤v 外源污染物小结小结v食品原料属生物材料，导致食品变质腐败的原因错综复杂，有生物学、化学和物理因素，也可以分为： 食品内部原因 酶引起的、自身生命活动引起的、食品成分间相互化学反应、食品成分的逸散等。 食品外部原因 污染微生物引起的、环境条件（温度、光、氧气）引起的、机械损伤、外源污染

21、物等v其中主要原因可归纳为：其中主要原因可归纳为： 微生物污染、酶促生化反应、非酶化学反应。四四 基于保藏原理的基本手段基于保藏原理的基本手段v维持食品最低生命活动的保藏法 冷藏、气调v抑制微生物活动的保藏方法 冷冻、干制、腌制、防腐剂v利用发酵原理的保藏方法 发酵、腌制v运用无菌原理的保藏方法 罐藏、辐射、无菌包装打破内平衡打破内平衡五五 栅栏技术栅栏技术v没有任何一种单一的保藏措施是完美无缺的，必须采用综合保藏技术。目前保藏研究的主要理论依据是栅栏因子理论。腐败菌和病原菌腐败菌和病原菌栅栏因子栅栏因子栅栏因子保持食品品质保持食品品质抑制腐败与产毒抑制腐败与产毒五五 栅栏技术栅栏技术v1.栅

22、栏技术的栅栏技术的概念：概念： 通过联合控制多种阻碍微生物生长的因素，以减少食品腐败，保证食品卫生与安全性的技术措施。v2.栅栏因子栅栏因子 能扰乱微生物内平衡机制的加工技术； 常用的栅栏因子：高温处理（F）、低温冷藏（t） 、酸化（pH）、低水分活度（Aw）、降低氧化还原电势（Eh）、添加防腐剂（PresPres） 、竞争性菌群（c cf f）等。 此外，还有辐射、超高压处理、微波、超声波、紫外线、酶制剂、保鲜膜等。3.栅栏技术与微生物的内平衡栅栏技术与微生物的内平衡 v微生物的内平衡是微生物处于正常状态下内部环境的稳定和统一，并且具有一定的自我调节能力，只有其内环境处于稳定的状态下，微生物

23、才能生长繁殖。v栅栏因子针对微生物细胞中的不同目标进行攻击，如细胞膜、酶系统、pH值、水分活性值、氧化还原电位等，这样就可以从多个方面打破微生物的内平衡，而实现栅栏因子的交互效应。 v把栅栏因子及其交互作用，形成微生物不能逾越的栅把栅栏因子及其交互作用，形成微生物不能逾越的栅栏之效果称为栅栏效应。栏之效果称为栅栏效应。p栅栏因子能使各因子强度下降，对产品质量影响小；栅栏因子能使各因子强度下降，对产品质量影响小；p不同的栅栏因子，在保持食品稳定性方面可互相促进不同的栅栏因子，在保持食品稳定性方面可互相促进p栅栏技术的目标：阻止微生物的生长和繁殖，而不是杀灭。栅栏技术的目标：阻止微生物的生长和繁殖

24、，而不是杀灭。4 4 栅栏技术内涵的扩展栅栏技术内涵的扩展v初始的栅栏技术主要是针对控制由微生物引起的食品腐败变质，然而仅仅考虑控制微生物而不顾及食品质量的保藏方法是不完善的。因此实际上栅栏因子的作用不仅局限于控制微生物引起的腐败变质，也可延伸到抑制酶的活性 、改善食品品质、延长货架期等方面。1 1）栅栏技术在鲜肉保藏中的应用）栅栏技术在鲜肉保藏中的应用传统方法传统方法：冷冻：冷冻缺点缺点：成本高，影响肉的品质：成本高，影响肉的品质栅栏技术栅栏技术：水分活度、：水分活度、PHPH、防腐剂、低温处理、较、防腐剂、低温处理、较高温灭菌、真空包装等，其中最有效的是：水分活高温灭菌、真空包装等，其中最

25、有效的是：水分活度度(aw)(aw)。5.5.栅栏技术在食品中的应用栅栏技术在食品中的应用5.5.栅栏技术在食品中的应用栅栏技术在食品中的应用2 2）在新鲜果蔬加工中的应用）在新鲜果蔬加工中的应用p从原料选择、加工、包装到配送、销售，每一环节从原料选择、加工、包装到配送、销售，每一环节都应直接或间接地采取都应直接或间接地采取“栅栏栅栏”措施，以达到预期的措施，以达到预期的保存目的。保存目的。p栅栏因子：温度控制、适宜的清洗消毒剂、栅栏因子：温度控制、适宜的清洗消毒剂、pHpH、水、水分活性、气体成分、臭氧、辐照、包装分活性、气体成分、臭氧、辐照、包装p 在抑制杨桃切片贮存期发生的褐变反应以及营

26、养成分改变的工艺中，就是以pH作为主要栅栏因子，采用柠檬酸和抗坏血酸的有效结合调节其切片表面的pH，并同时利用无氧包装、低温贮存等辅助性栅栏因子，达到了有效抑制杨桃切片发生褐变的效果。3.栅栏技术在食品包装中的应用栅栏技术在食品包装中的应用p食品包装本身就是一个非常重要的栅栏因子。食品包装本身就是一个非常重要的栅栏因子。p用于包装过程的栅栏因子有：用于包装过程的栅栏因子有：抽真空、充入特殊气体、抽真空、充入特殊气体、气调包装等。气调包装等。真空与充氮包装将阻隔氧气作为首要目标，真空与充氮包装将阻隔氧气作为首要目标，气调包装主要控制、调节包装袋内的气调包装主要控制、调节包装袋内的氧气和二氧化碳氧气和二氧化碳的的浓度，并将其稳定在一个狭小范围内。浓度，并将其稳定在一个狭小范围内。p在包装过程中调节温度、压强等栅栏因子，也同样可在包装过程中调节温度、压强等栅栏因子，也同样可以增强包装的栅栏功效以增强包装的栅栏功效p用作食品包装的材料很少具有防腐性或抗氧化用作食品包装的材料很少具有防腐性或抗氧化性，或能吸收性，或能吸收C C2 2H H4