食品保鲜技术第三讲

1、LOGO第三讲第三讲 食品的生物保鲜技术食品的生物保鲜技术摘摘 要要Company Logo第一节 食品的成分与品质第二节 生物保鲜剂第三节 常用生物保鲜技术的保鲜机制第五节 生物保鲜技术的研究及应用第六节 生物保鲜技术的设计开发与发展前景 第四节 主要生物保鲜技术类型第一节第一节 食品的成分与品质食品的成分与品质Company Logo食品安全食品安全食品营养食品营养环境保护环境保护 传统的物理保鲜技术如低温贮藏、辐射贮藏、罐藏等因操作技术、传统的物理保鲜技术如低温贮藏、辐射贮藏、罐藏等因操作技术、 成成本或营养素损失等本或营养素损失等 因素的限制，很难更广泛地推广应用因素的限制，很难更广泛

2、地推广应用目前广泛使用的化学防腐剂如亚硝酸钠、苯甲酸钠等目前广泛使用的化学防腐剂如亚硝酸钠、苯甲酸钠等 都具有一定的毒都具有一定的毒副作用，日益受到消费者的排斥副作用，日益受到消费者的排斥生物保鲜技术具有安全、简便等显著优生物保鲜技术具有安全、简便等显著优 点，其应用范围不断扩大点，其应用范围不断扩大Company Logo第二节第二节 生物保鲜剂生物保鲜剂保鲜剂：防止新鲜食品脱水、氧化、变色、保鲜剂：防止新鲜食品脱水、氧化、变色、腐败的物质。通过喷涂、喷淋、浸泡或涂腐败的物质。通过喷涂、喷淋、浸泡或涂膜与食品的表面而对食品保鲜膜与食品的表面而对食品保鲜Company Logo 生物保鲜技术生

3、物保鲜技术1、定义生物保鲜技术是将某生物保鲜技术是将某些具有抑菌或杀菌活些具有抑菌或杀菌活性的天然物质配制成性的天然物质配制成适当浓度的溶液，通适当浓度的溶液，通过浸渍、喷淋或涂抹过浸渍、喷淋或涂抹等方式应用于食品中等方式应用于食品中，进而达到防腐保鲜，进而达到防腐保鲜的效果。的效果。2、机理一般机理包括：抑制一般机理包括：抑制或杀灭食品中微生物、或杀灭食品中微生物、隔离食品与空气接触、隔离食品与空气接触、延缓氧化作用、调节延缓氧化作用、调节储藏环境的气体组成、储藏环境的气体组成、调节储藏环境的相对调节储藏环境的相对湿度等。湿度等。（一）微生物损害的防止（一）微生物损害的防止（二）控制新鲜果蔬

4、的呼吸作用（二）控制新鲜果蔬的呼吸作用（三）控制果蔬失水萎缩（三）控制果蔬失水萎缩（一）微生物损害的防止（一）微生物损害的防止（二）控制新鲜果蔬的呼吸作用（二）控制新鲜果蔬的呼吸作用1贮藏温度的控制贮藏温度的控制2综合气调控制综合气调控制1贮藏温度的控制贮藏温度的控制2综合气调控制综合气调控制2综合气调控制综合气调控制2综合气调控制综合气调控制（三）控制果蔬失水萎缩（三）控制果蔬失水萎缩第三节第三节 常用生物保鲜技术的保鲜机制常用生物保鲜技术的保鲜机制（一）形成生物膜（一）形成生物膜 （二）竞争作用（二）竞争作用 （三）拮抗作用（三）拮抗作用 （四）稳定和保护食品的有效营养成分（四）稳定和保护

5、食品的有效营养成分 （五）提高果蔬自身的耐储性（五）提高果蔬自身的耐储性（一）形成生物膜（一）形成生物膜（二）竞争作用（二）竞争作用（三）拮抗作用（三）拮抗作用 （四）稳定和保护食品的有效营养成（四）稳定和保护食品的有效营养成分分 （五）提高果蔬自身的耐储性（五）提高果蔬自身的耐储性Company Logo第四节第四节 主要生物保鲜技术类型主要生物保鲜技术类型生物保鲜剂保鲜技术生物保鲜剂保鲜技术抗冻蛋白保鲜技术抗冻蛋白保鲜技术冰核细菌保鲜技术冰核细菌保鲜技术 涂膜保鲜技术涂膜保鲜技术Company Logo涂膜保鲜技术涂膜保鲜技术 涂膜保鲜技术涂膜保鲜技术是在食品表面人是在食品表面人工涂上一层

6、特殊的薄膜使食品保工涂上一层特殊的薄膜使食品保鲜的方法。早期主要应用于果蔬鲜的方法。早期主要应用于果蔬类的防腐保鲜，后逐渐扩大适用类的防腐保鲜，后逐渐扩大适用范围。范围。Company Logo 如今，涂膜保如今，涂膜保鲜技术不仅广泛应鲜技术不仅广泛应用于果蔬类保鲜，用于果蔬类保鲜，而且在肉类、水产而且在肉类、水产品等食品中的应用品等食品中的应用也日益增加也日益增加 19世纪，世纪，Harvard和和Harmony提出用明提出用明胶涂层保护肉制品及胶涂层保护肉制品及其它食品。其它食品。 90年代，无污染年代，无污染易降解的可食用膜的易降解的可食用膜的应用越来越受到人们应用越来越受到人们的关注的

7、关注。涂膜保鲜技术涂膜保鲜技术发展历程发展历程 宋元时期，我宋元时期，我国就用蜂蜡覆盖橘国就用蜂蜡覆盖橘柑延长其贮藏时间柑延长其贮藏时间。 明清时期，出明清时期，出现将脂类涂膜保鲜现将脂类涂膜保鲜水果的保藏工艺。水果的保藏工艺。Company Logo涂膜保鲜技术涂膜保鲜技术作用机理作用机理 涂膜是人为形成的一种有一定阻隔性的涂膜是人为形成的一种有一定阻隔性的膜，可阻止果蔬失水。膜，可阻止果蔬失水。 果蔬的呼吸作用使膜内果蔬的呼吸作用使膜内O2浓度下降，浓度下降，CO2浓度上升。当膜内浓度上升。当膜内O2和和 CO2浓度符合果浓度符合果蔬贮藏的适宜气体条件，可起到自发气调作蔬贮藏的适宜气体条件

8、，可起到自发气调作用，抑制果蔬呼吸延缓衰老用，抑制果蔬呼吸延缓衰老 。Company Logo涂膜保鲜技术特点特点发挥气发挥气调作用调作用保水防蔫，改善外观品质，保水防蔫，改善外观品质，提高食品的商品价值提高食品的商品价值具有一定具有一定的抑菌性的抑菌性能够在一定程能够在一定程度上减轻表皮度上减轻表皮的机械损伤的机械损伤可发挥保鲜可发挥保鲜增效作用增效作用Company Logo涂膜的涂膜的主要类型主要类型： 多糖类多糖类蛋白质类蛋白质类脂质类脂质类复合膜类复合膜类壳聚糖壳聚糖淀粉淀粉纤维素纤维素Company Logo壳聚糖：壳聚糖： 甲壳素的脱乙酰产物，属氨基多糖，有甲壳素的脱乙酰产物，属

9、氨基多糖，有良好的成膜性、通透性、保湿性和广谱抗菌良好的成膜性、通透性、保湿性和广谱抗菌性，不溶于水，溶于稀酸性，不溶于水，溶于稀酸 Company Logo壳聚糖涂膜保鲜原理形成了一种形成了一种微气调环境，微气调环境，使果蔬组织使果蔬组织内的内的co2含量含量增加，增加，o2含含量降低量降低降低了果蔬降低了果蔬的呼吸强度，的呼吸强度，减缓果蔬衰减缓果蔬衰老，从而有老，从而有效地延长果效地延长果蔬的采后寿蔬的采后寿命命。 壳聚糖涂膜，壳聚糖涂膜，其膜层具有通其膜层具有通透性、阻水性，透性、阻水性，可以对各种气可以对各种气体分子增加穿体分子增加穿透阻力透阻力Company Logo影响壳聚糖涂膜

10、保鲜效果的因素：影响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素：v 溶剂酸溶剂酸：酒石酸和柠檬酸的效果较好：酒石酸和柠檬酸的效果较好v 表面活性剂表面活性剂：可改善其黏附性：可改善其黏附性v 脱乙酰度脱乙酰度 ：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差v 增塑剂种类和浓度增塑剂种类和浓度 ：浓度的增加，透氧性明显上升：浓度的增加，透氧性明显上升 ，对膜的透湿性，对膜的透湿性 无显著影响无显著影响v 分子量分子量 ：相对分子质量为：相对分子质量为20万和万和1万左右防腐效果最好万左右防腐效果最好 v 衍生化反应衍生化反应：N,O-羧甲基壳聚糖所形成的膜对气体具有选择通透羧

11、甲基壳聚糖所形成的膜对气体具有选择通透 性，性，特别适合于果蔬保鲜特别适合于果蔬保鲜 v 金属离子金属离子 ：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜 Company Logo生物保鲜剂保鲜技术生物保鲜剂保鲜技术 生物保鲜剂保鲜是通过浸渍、喷淋或混合等方生物保鲜剂保鲜是通过浸渍、喷淋或混合等方式，将生物保鲜剂与食品充分接触，从而使食品保式，将生物保鲜剂与食品充分接触，从而使食品保鲜的方法鲜的方法 生物保鲜剂也称作天然保鲜剂，是直接来源于生生物保鲜剂也称作天然保鲜剂，是直接来源于生物体自身组成成分或其代谢产物，不仅具有良好的物体自身组成成分或其代谢产物，不仅具有良好的抑

12、菌作用，而且一般都可被生物降解，具有无味、抑菌作用，而且一般都可被生物降解，具有无味、无毒、安全等特点无毒、安全等特点 Company Logo植物源生植物源生物保鲜剂物保鲜剂茶多酚：能抑制茶多酚：能抑制G+菌和菌和G-菌，属于广谱性的菌，属于广谱性的抗菌剂抗菌剂大蒜提取物：大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的大蒜提取物：大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份主要抗菌成份 动物源生动物源生物保鲜剂物保鲜剂鱼精蛋白鱼精蛋白: 鱼精蛋白是一种特殊的抗菌肽鱼精蛋白是一种特殊的抗菌肽溶菌酶溶菌酶: 又称细胞壁溶解酶，是一种专门作用又称细胞壁溶解酶，是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶于微生物细胞壁的水解酶

13、微生物源微生物源生物保鲜剂生物保鲜剂乳酸链球菌素（乳酸链球菌素（Nisin） 生物保鲜剂保鲜技术生物保鲜剂保鲜技术 Company Logo 蜂胶具有神奇的抑制和杀灭多种细菌、真 菌、病毒和原虫的能力. 。蜂胶液是良好的成膜剂, 形成的薄膜(仅几微米) 不但可以减少病源生物的侵染, 而且可阻碍果蔬内部与外界气体交换, 抑制果蔬呼吸、降低新陈代谢、减少果蔬表面水分蒸发, 因而可以减少营养物质的消耗能和品质的下降, 起到了防腐保鲜的作用。蜂胶可清除自由基, 起到抗氧化的作用Company Logo 葡萄糖氧化酶是用黑曲霉等经过发酵后制是用黑曲霉等经过发酵后制得的高纯度酶制剂，为淡黄色粉末，它是一种

14、理想得的高纯度酶制剂，为淡黄色粉末，它是一种理想的除氧保鲜剂的除氧保鲜剂 ，可有效防止氧化的发生，对于已经，可有效防止氧化的发生，对于已经部分氧化变质部分氧化变质 的食品也可阻止其进一步氧化。在冷的食品也可阻止其进一步氧化。在冷藏和冷冻条件下葡萄糖氧化酶具有良好的保鲜性能。藏和冷冻条件下葡萄糖氧化酶具有良好的保鲜性能。此外，葡萄糖氧化酶也可直接加入到啤酒及罐装果此外，葡萄糖氧化酶也可直接加入到啤酒及罐装果汁、果酒和水果罐头中，不仅能防止食品氧化变质，汁、果酒和水果罐头中，不仅能防止食品氧化变质，还能有效防止罐装容器的氧化腐蚀还能有效防止罐装容器的氧化腐蚀。 Company Logo 复合生物保

15、鲜剂是将多种生物保鲜剂混合或与动植将多种生物保鲜剂混合或与动植物防腐剂混合配成物防腐剂混合配成,可增强抗菌作用。如将可增强抗菌作用。如将Nisin与与EDTA或其他表面活性剂配合使用或其他表面活性剂配合使用,可扩大其抗菌谱可扩大其抗菌谱,能抑制革兰能抑制革兰氏阴性菌氏阴性菌;将溶菌酶与甘氨酸混合使用将溶菌酶与甘氨酸混合使用,其防腐效果则远高其防腐效果则远高于单独使用溶菌酶于单独使用溶菌酶;将将Nisin与纳他霉素配合使用可使抑与纳他霉素配合使用可使抑菌互补菌互补;将红曲霉与衣康酸混合使用将红曲霉与衣康酸混合使用,防腐效果增强防腐效果增强.Company LogoNisin简介简介 Nisin的

16、分子结构的分子结构 Nisin是一种含有是一种含有34个氨基酸的多肽，个氨基酸的多肽，N端为异亮氨酸，端为异亮氨酸，C末端为赖氨酸，分子质量末端为赖氨酸，分子质量为为3510Da(道尔顿道尔顿)Nisin在食品中的在食品中的应用：应用：乳制品：延长保存乳制品：延长保存期，缩短杀菌时间期，缩短杀菌时间肉类食品：代替部分肉类食品：代替部分硝酸盐和亚硝酸盐硝酸盐和亚硝酸盐啤酒、果酒、烈性乙啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精饮料醇等酒精饮料 ：抑制：抑制G+菌菌 生物保鲜剂保鲜技术生物保鲜剂保鲜技术Company Logo 抗冻蛋白抗冻蛋白（antifreeze protein，AFP）是一类能够抑制冰晶生长

17、，能以非依数形式是一类能够抑制冰晶生长，能以非依数形式降低水溶液的冰点，但不影响其熔点的特殊降低水溶液的冰点，但不影响其熔点的特殊蛋白质蛋白质 抗冻蛋白保鲜技术抗冻蛋白保鲜技术Company Logo热滞活性热滞活性 抗冻蛋白的特性抗冻蛋白的特性改变冰晶改变冰晶的生长方的生长方式式抑制冰晶抑制冰晶的重结晶的重结晶 抗冻蛋白能抗冻蛋白能特异地吸附于冰特异地吸附于冰晶表面，阻止冰晶表面，阻止冰晶生长，非依数晶生长，非依数性降低溶液冰点，性降低溶液冰点，但不影响其熔点，但不影响其熔点，导致熔点与冰点导致熔点与冰点之间出现差异。之间出现差异。 抗冻蛋白分子抗冻蛋白分子与冰晶表面相互作与冰晶表面相互作用

18、导致水分子在晶用导致水分子在晶格表面外层的排列格表面外层的排列顺序发生改变，冰顺序发生改变，冰核会变得沿着核会变得沿着c轴轴以骨针形、纤维状以骨针形、纤维状生长，形成对称的生长，形成对称的双六面体金字塔形双六面体金字塔形冰晶冰晶 抗冻蛋白可以阻抗冻蛋白可以阻止冰晶的重结晶，止冰晶的重结晶，所形成的晶粒体所形成的晶粒体积小而且比较均积小而且比较均匀，防止组织因匀，防止组织因冰晶增大而产生冰晶增大而产生机械性损伤机械性损伤 抗冻蛋白保鲜技术抗冻蛋白保鲜技术Company Logo鱼类中的抗冻蛋白鱼类中的抗冻蛋白抗冻糖蛋白（抗冻糖蛋白（AFGP）型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）型抗冻蛋白（型抗冻蛋

19、白（AFP-）型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）型抗冻蛋白（型抗冻蛋白（AFP-）Hyperactive-AFP 昆虫中的抗冻蛋白：昆虫中的抗冻蛋白：甲虫抗冻蛋白甲虫抗冻蛋白云杉蚜虫抗冻蛋白云杉蚜虫抗冻蛋白毛虫抗冻蛋白毛虫抗冻蛋白 抗冻蛋白保鲜技术抗冻蛋白保鲜技术Company Logov抗冻蛋白在食品中的抗冻蛋白在食品中的作用机理:降低食品材料的冰降低食品材料的冰点点,减少食品材料中可冻结水的含量减少食品材料中可冻结水的含量,从而减少食从而减少食品材料因水结成冰的相变而引起的体积膨胀品材料因水结成冰的相变而引起的体积膨胀,对细对细胞的损坏也就降低了胞的损坏也就降低了.v抗冻蛋白的抗冻蛋白的应

20、用方法,一是常压浸泡食品材料一是常压浸泡食品材料,二二是真空灌注抗冻蛋白是真空灌注抗冻蛋白作用机理作用机理应用方法应用方法Company Logo抗冻蛋白的应用v一.食品运输和储藏中的应用v二.在肉类食品冷藏中的应用v三.在冷冻乳制品中的应用Company Logo食品运输和储藏中的应用食品运输和储藏中的应用普通运输和储藏普通运输和储藏:温度较低温度较低,在解冻过程中对细胞的在解冻过程中对细胞的机械损伤和溶质损伤大机械损伤和溶质损伤大,特别对果蔬汁液流失特别对果蔬汁液流失,软烂软烂,失去原有的形态失去原有的形态抗冻蛋白技术保藏抗冻蛋白技术保藏:温度要求不高温度要求不高,提高冻结产品的提高冻结产

21、品的质量质量Company Logo在肉类食品冷藏中的应用在肉类食品冷藏中的应用 用抗冻蛋白溶液处理过的肉类冻藏后用抗冻蛋白溶液处理过的肉类冻藏后,冰晶大小会冰晶大小会明显减少明显减少.在一定时间内液汁流失受到抑制在一定时间内液汁流失受到抑制.原因原因是抗冻蛋白以一定的方式于肌肉组织结合是抗冻蛋白以一定的方式于肌肉组织结合,在肌肉在肌肉中的扩散需要一定的时间中的扩散需要一定的时间Company Logo在冷冻乳制品中的应用在冷冻乳制品中的应用 将抗冻蛋白添加到冷乳制品中抑制其冰晶重结晶将抗冻蛋白添加到冷乳制品中抑制其冰晶重结晶现象以提高冷乳制品质量是目前抗冻蛋白在食品现象以提高冷乳制品质量是目

22、前抗冻蛋白在食品中应用最成功的方面中应用最成功的方面.Company Logo 冰核细菌是一类广泛附生于植物表面尤其是叶冰核细菌是一类广泛附生于植物表面尤其是叶表面，能够在表面，能够在 -5 -2范围内诱发植物结冰发生霜范围内诱发植物结冰发生霜冻的微生物。冰核细菌的显著特征是能产生冰核活冻的微生物。冰核细菌的显著特征是能产生冰核活性很强的特异性冰蛋白。冰核是一类能够引起水由性很强的特异性冰蛋白。冰核是一类能够引起水由液态变为固态的物质，细菌的冰核是一类蛋白质，液态变为固态的物质，细菌的冰核是一类蛋白质，称为冰蛋白。各种冰核细菌的冰核活性是由冰核蛋称为冰蛋白。各种冰核细菌的冰核活性是由冰核蛋白基

23、因决定的白基因决定的 冰核细菌保鲜技术冰核细菌保鲜技术Company Logo3、2、1、冰核蛋白的冰核蛋白的存在形式存在形式分布在天然冰核细菌的外膜上分布在天然冰核细菌的外膜上以无细胞冰核的形式自发分泌以无细胞冰核的形式自发分泌到培养基中到培养基中冰核基因经克隆后，在大肠杆菌中冰核基因经克隆后，在大肠杆菌中表达，有的结合在内膜上；有的以表达，有的结合在内膜上；有的以包含体形式存在包含体形式存在 冰核细菌保鲜技术冰核细菌保鲜技术Company Logo在食品工业中的应用：在食品工业中的应用：（1）在食品冷冻保鲜中的应用）在食品冷冻保鲜中的应用 将一定浓度的冰核菌液喷于待冷冻的食品上，可将一定浓

24、度的冰核菌液喷于待冷冻的食品上，可在在-5 -2条件下贮藏条件下贮藏（2）在食品冷冻浓缩中的应用）在食品冷冻浓缩中的应用 将冰核细菌或其活性成分应用在冷冻浓缩中，可将冰核细菌或其活性成分应用在冷冻浓缩中，可以在零下较高温度条件下迅速形成大体积冰晶以在零下较高温度条件下迅速形成大体积冰晶 冰核细菌保鲜技术冰核细菌保鲜技术其他种类其他种类一、利用菌体次生代谢产物保鲜一、利用菌体次生代谢产物保鲜二、利用多糖类物质进行保鲜二、利用多糖类物质进行保鲜三、利用抗菌肽保鲜三、利用抗菌肽保鲜四、生物酶保鲜四、生物酶保鲜五、微生物菌体保鲜五、微生物菌体保鲜六、具抑杀菌作用的生物物质提取物保鲜六、具抑杀菌作用的生

25、物物质提取物保鲜七、选育耐储品种七、选育耐储品种一、利用菌体次生代谢产物保鲜一、利用菌体次生代谢产物保鲜二、利用多糖类物质进行保鲜二、利用多糖类物质进行保鲜三、利用抗菌肽保鲜三、利用抗菌肽保鲜四、生物酶保鲜四、生物酶保鲜五、微生物菌体保鲜五、微生物菌体保鲜 六、生物物质提取的物保鲜六、生物物质提取的物保鲜七、选育耐储品种七、选育耐储品种七、选育耐储品种七、选育耐储品种第五节第五节 生物保鲜技术的研究及应用生物保鲜技术的研究及应用一、对次生代谢物保鲜作用的研究与应用一、对次生代谢物保鲜作用的研究与应用二、对多糖类物质的具体应用二、对多糖类物质的具体应用三、对抗菌肽的研究和具体应用三、对抗菌肽的研

26、究和具体应用四、对生物酶的具体应用四、对生物酶的具体应用五、微生物菌体保鲜的研究及应用五、微生物菌体保鲜的研究及应用六、生物物质提取物保鲜的相关研究及应用六、生物物质提取物保鲜的相关研究及应用七、耐储品种选育方面的研究现状七、耐储品种选育方面的研究现状八、复合应用生物保鲜技术八、复合应用生物保鲜技术一、对次生代谢物保鲜作用的研究与应用一、对次生代谢物保鲜作用的研究与应用1木霉发酵液木霉发酵液 2生物保鲜液生物保鲜液fb-313 的应用研究的应用研究1木霉发酵液木霉发酵液（1）制取木霉发酵液）制取木霉发酵液 （2）样品处理）样品处理 （3）贮藏期管理）贮藏期管理（4）贮藏效果）贮藏效果（1）制取

27、木霉发酵液）制取木霉发酵液（2）样品处理）样品处理 （3）贮藏期管理）贮藏期管理（4）贮藏效果）贮藏效果2生物保鲜液生物保鲜液fb-313 的应用研究的应用研究 2生物保鲜液生物保鲜液fb-313 的应用研究的应用研究二、对多糖类物质的具体应用二、对多糖类物质的具体应用（一）壳聚糖（一）壳聚糖（NOCC）（二）普鲁兰多糖（二）普鲁兰多糖（三）魔芋多糖（三）魔芋多糖（一）壳聚糖（一）壳聚糖（NOCC）1壳聚糖的性质及保鲜机理壳聚糖的性质及保鲜机理2壳聚糖在果蔬保鲜方面的应用壳聚糖在果蔬保鲜方面的应用1壳聚糖的性质及保鲜机理壳聚糖的性质及保鲜机理1壳聚糖的性质及保鲜机理壳聚糖的性质及保鲜机理1壳聚糖的性质及保鲜机理壳聚糖的性质及保鲜机理2壳聚糖在果蔬保鲜方面的应用壳聚糖在果蔬保鲜方面的应用（1）单独应用壳聚糖进行的保鲜研究）单独应用壳聚糖进行的保鲜研究（2）壳聚糖