食品的腐败变质及其控制

关于食品的腐败变质及其控制第1页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六讨论１．常见食物原料的贮藏期有多长？２．生活中通过哪些方法延长食物的贮藏期？３.食物腐败变质的速度与哪些因素有关？４．造成食物变质的原因是什么？第2页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1.掌握生物学因素、化学因素和物理因素等引起食品的腐败变质及其特性2.食品保存的基本原理3.食品保存的主要方法4.食品质量变化控制的主要途径5.栅栏技术6.食品标签与保藏期限。本章内容重点：第3页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

全世界每年因各种原因所造成腐烂变质的食品占食品年总产量的——国际制冷学会45％！第4页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六☆减少食品的浪费☆提高食品质量☆保障人民的健康？第5页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品的变质及其控制

新鲜的食品含有丰富的营养成分，在常温下(20℃左右)贮存时，极易发生色、香、味的劣变和营养价值降低的现象。如果长时间放置，还会发生腐败，直至完全不能食用，这种变化叫做食品的变质。第6页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

肉、鱼、家禽、水果、叶菜等食品在室温下２天已发生腐败。干制品保藏期长。植物和动物组织的有效贮存期(21℃，天)≥36012720≥360干果叶菜根类植物干种子121212≥36017牲畜肉鱼家禽干制、腌制、熏制的肉、鱼水果一般贮存期食品一般贮存期食品第7页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六现代食品加工有三个主要的目标：①确保加工食品具有安全性；②提供高质量的产品；③使食品具有食用的方便性（延长新鲜产品供应期和货架期、减少厨房操作）。

第8页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品败坏食品变质、变味、变色等一系列现象统称为败坏。生霉、酸败、腐败、浑浊、沉淀、产气、软化、变色、变味等。败坏食品的特征第9页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品在感官性质、营养价值、安全性和美学吸引力等方面均会受不同程度的变质。改变了原有性质和状态，而不符合质量标准食品受物理、化学和微生物变质影响，变质的快慢视食品而定。2022/12/8食品败坏

第10页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2022/12/8食品腐败变质§2-1引起食品腐败变质的主要因素微生物啮齿动物昆虫/寄生虫温度水分光照氧化酶类第11页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六§2-1引起食品腐败变质的主要原因一、生物学因素主要指微生物活动引起的食品败坏，生物因素引起的食品败坏，也叫生物败坏。（一）微生物（细菌、酵母菌和霉菌）生物学因素化学因素物理因素物理化学因素第12页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1.微生物引起食品腐败变质的特点

微生物的特点是种类多，生长繁殖快，代谢能力强，且分布极广。微生物大量存在于空气、水和土壤中，吸着在食品原料、加工用具、容器和工作人员的身体上。这些环节是食品加工中微生物的主要来源。（除了暴露于空气、水或土壤的表面外，健康的植物和动物组织内部是无菌的）第13页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六细菌污染细菌的危害富含分解各种有机物质的酶类，在酶作用下分解食品中的蛋白质、脂肪及碳水化合物，可使食品的感官性能改变，营养价值降低，甚至引起食物严重腐败变质，完全失去食用价值；致病或引起食物中毒。第14页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六细菌污染检测指标菌落总数：以每g或mL或cm3食品中的菌落个数计算，不考虑种类，只代表在一定的条件下（培养温度、时间、营养条件、需氧情况、pH值等）的各种细菌数。大肠杆菌：大肠杆菌包括肠杆菌科的埃希氏菌属、柠檬酸菌属、肠杆菌属和克雷伯菌属，以每100g中的个数计算。细菌污染第15页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六致病菌致病菌为严重危害人体健康的一种指标菌。国家食品卫生标准中明确规定各种食品中均不得检出致病菌。包括沙门氏菌属、变形杆菌属、副溶血性孤菌、致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、链球菌及志贺氏菌等。细菌污染第16页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六霉菌及霉菌毒素污染

有的霉菌对人类有益，如制曲、酿酒、制酱和豆腐乳等都离不开霉菌，但产毒霉菌会给人类带来危害，目前已知的产毒霉菌有曲霉菌属、青霉属、镰刀菌属和其他霉菌属中的一些产毒菌株。产生的毒素约200种。这些霉菌毒素除通过食品引起人类急性、慢性中毒外，还可诱发肿瘤、畸胎及体内遗传物质的突变等。第17页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

食物

有空气 无空气

需氧细菌 厌氧细菌霉菌 酵母酵母

高水分低水分高水分 低水分

需氧细菌霉菌厌氧细菌 霉菌 酵母 酵母

第18页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六因此食品保藏过程中首要的问题是控制污染微生物的生长，以及避免食品保藏过程中微生物的再污染。尤其是原料经加工处理后，生命活动制止，失去天然的抗病性与耐贮性，而加工及成品保藏过程中存在大量微生物污染源，那么这种对微生物的控制就成了食品保藏的关键。第19页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2.影响微生物生长发育的主要因子（1）pH

微生物的生长发育有适宜的pH环境。大多数细菌，尤其是病原微生物，在中性至微碱性繁殖，环境变酸至pH4.0以下其生长活动会受到抑制，如果汁等一些酸性食品和低pH食品，可防止或减少细菌的生长。霉菌和酵母菌则一般能在酸性环境生长发育。第20页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物生长发育程度与pH的关系（真部孝明，1992）第21页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六部分食品的典型pH值pH范围

食品pH低酸（pH7.0-5.5）鲜奶Cheddar奶酪Roquefort奶酪Bacon红肉火腿蔬菜罐头禽肉鱼类虾类黄油马铃薯大米面包6.3-6.55.95.5-5.95.6-6.65.4-6.25.9-6.15.4-6.45.6-6.46.6-6.86.8-7.06.1-6.45.6-6.26.0-6.75.3-5.8第22页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六部分食品的典型pH值pH范围

食品pH中酸（pH5.5-4.5）发酵蔬菜乡村奶酪香蕉青豆3.9-5.14.54.5-5.24.6-5.5酸（pH4.5-3.7）蛋黄酱蕃茄3.0-4.14.0高酸（pH<3.7）泡菜罐头柠檬类水果苹果3.5-3.93.0-3.52.9-3.3第23页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物生长的pH范围

微生物最适pHCampylobacterjejuni（空肠弯曲杆菌）

Vibriocholerae（霍乱弧菌）

Vibrioparahaemolyticus副溶血弧菌

6.5-7.57.67.8-8.6Staphylococcusaureus(生长并产肠毒素)ClosgridiumperfringensEscherichiacoli(致病性)6-7(7-8)7.26-7Salmonellaspp.沙门氏菌

Bacilluscereus（蜡状芽孢杆菌）

Listeriamonocytogenes7-7.56-77.0Aspergillusflavus(生长并产黄曲霉毒素)5-8第24页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六好氧性（aerobic）微生物微需氧（microaerophylic）微生物兼性厌氧（anaearobically）微生物厌氧性（anaerobic）微生物。（2）氧气第25页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六好氧性（aerobic）微生物好氧性微生物的生长发育需要有空气（O2），无氧则不能生长发育，包括产膜酵母、霉菌和部分细菌。利用真空包装或用N2、CO2等置换包装内的空气，可抑制好氧微生物的活动。第26页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微需氧微生物仅需少量的氧就能生长，如乳酸杆菌（lactobacilli）；兼性厌氧微生物在有氧和无氧的环境都能生长，如大多数酵母菌，细菌中的葡萄球菌属等；厌氧性微生物如肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridiumbotulinum），能在无氧的非酸性（pH>4.6）环境生长发育并产毒，引起食物中毒。

第27页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（3）水分微生物生长发育需要自由水分。干制品由于脱去了有效水分，能防止细菌、酵母菌和霉菌的生长。不同的微生物，其生长发育所要求的最低Aw也不同（图）第28页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物的生长发育与水分活度的关系（真部孝明，1992）第29页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六中间水分食品中湿食品（Intermediatemoisturefoods）通过添加大量糖或多元醇使水分活度降至0.85以下并包装，水分含量在20—40%，不需冷藏的食品，可防止酵母和霉菌的生长。盐藏、糖藏是利用其高浓度时具有较高的渗透压，降低了水分活度，从而抑制微生物的生长。

第30页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（4）营养成分大部分食品含有足够的营养提供微生物生长。尤其是含有发酵基质的碳水化合物和蛋白质。糖在低浓度时不能抑制微生物的生长活动。故传统的糖制品要达到较长的贮藏期，一般要求糖的浓度要在60%以上。第31页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（5）温度

适宜的温度可以促进微生物的生长发育，不适宜的温度能减弱其生命活动甚至引起不正常或促使其死亡。根据微生物适应生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、低温菌、嗜温性和嗜热性四个类群。第32页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六细菌的耐热性

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30～40℃50～70℃70～90℃嗜温菌5～15℃30～45℃45～55℃低温菌-5～5℃25～30℃30～35℃嗜冷菌-10～-5℃12～15℃15～25℃第33页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六温度对微生物的影响温度（℃）对微生物的影响121蒸汽在15—20分钟内杀死所有微生物包括芽孢116蒸汽在30—40分钟内杀死所有微生物包括芽孢110蒸汽在60—80分钟内杀死所有微生物包括芽孢100海平面的纯水沸腾温度；很快杀死营养细胞，但不包括芽孢82-93杀死细菌、酵母和霉菌的生长细胞66-82嗜热菌生长60-77牛奶30分钟巴氏杀菌，杀死所有主要致病菌（芽孢菌除外）第34页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六温度对微生物的影响温度（℃）对微生物的影响16-38大多数细菌、酵母和霉菌生长旺盛10-16大多数微生物生长迟缓4-10嗜冷菌适度生长，个别致病菌生长0水结冰；普通微生物停止生长-18细菌休眠-251液氢温度；仍有一些特殊细菌存活第35页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物活动引起食品败坏的特征外观：生霉、产气、变味、浑浊、腐败、酸败等；质量：失去食用价值，有的病原微生物还会致病，有的产毒菌甚至产毒；败坏速度快。

控制有害微生物的活动是食品保存的首要任务。第36页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（二）害虫和啮齿动物

1、害虫

害虫对于食品贮藏的危害性很大，它不仅是某些食品贮藏损耗加大的直接原因，而且由于害虫的繁殖、迁移，以及它们所遗弃的粪便、皮壳和尸体等还会严重污染食品，使食品丧失商品价值。

第37页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六特点害虫的种类多，分布广，并且躯体小，体色暗，繁殖快，适应性强，多隐居于缝隙、粉屑或食品组织内部，所以一般食品的仓库中都有可能有害虫存在。目前对食品危害性大的害虫主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类和螨类。

如危害禾谷类粮食及其加工品、水果蔬菜的干制品等主要是象虫科的米象、谷象、玉米象等甲虫类。第38页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六害虫防治的方法加强食品仓库和食品本身的清洁卫生管理，消除害虫的污染和匿藏滋生的环境条件；通过环境因素中的某些物理因子（如温度、水分、氧、放射线等）的作用达到防治害虫的目的，如高温、低温杀虫，高频加热或微波加热杀虫，辐射杀虫，气调杀虫等；利用机械的力量和震动筛或风选设备使因震动呈假死状态的害虫分离出来，达到机械除虫和杀虫；利用高效、低毒、低残留的化学药剂或熏蒸剂杀虫。第39页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2、啮齿动物——鼠类

鼠类是食性杂、食量大、繁殖快和适应性强的影响食品贮藏的啮齿动物。鼠类对食品的危害很大，鼠类有咬啮物品的特性，对包装食品及其他包装物品均能危害。鼠类还能传播多种疾病。鼠类排泄的粪便、咬食物品的残渣也能污染食品和贮藏环境，使之产生异味，影响食品卫生，危害人体健康。防治鼠类要防鼠和灭鼠相结合。第40页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六防鼠的方法建筑防鼠法，即利用建筑物本身与外界环境的隔绝性能，防止鼠类侵入库内使食品免受鼠害的；食物防鼠法，是通过加强食品包装和贮藏食品容器的密封性能等，断绝鼠类食物的来源，达到防鼠的目的；药物及仪器防鼠法，是利用某些化学药物产生的气味或电子仪器产生的声波，刺激鼠类的避忌反应，达到防鼠的目的。第41页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六灭鼠的方法化学药剂灭鼠法，是利用灭鼠毒饵的灭鼠剂、化学绝育剂、熏蒸剂等毒杀或驱避鼠类；器械灭鼠法，是利用力学原理以机械捕杀鼠类，如捕鼠铗等。第42页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六二、化学因素1、酶的作用酶是生物体的一种特殊蛋白质，具有高度的催化活性，能降低反应的活化能。绝大多数食品来源于生物界，尤其是鲜活和生鲜食品，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藏过程中，由于酶的作用，特别是氧化酶类、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、味和质地的变化。

第43页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酶酶的作用多酚氧化酶催化酚类物质的氧化，生成褐色聚合物聚半乳糖醛酸酶催化果胶中聚半乳糖醛酸残基之间相连的醣苷键水解，导致组织软化果胶甲酯酶催化果胶中半乳糖醛酸酯的脱酯作用脂氧合酶催化脂肪氧化，导致臭味和异味抗坏血酸氧化酶催化抗坏血酸氧化，导致营养质量的损失叶绿素酶﹡催化植醇从叶绿素中移去引起食品质量变化的主要酶类及其作用

酚→醌→聚合酶促褐变第44页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2、非酶作用

（1）非酶褐变

美拉德反应焦糖化反应抗坏血酸氧化美拉德反应第45页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（2）其它非酶反应氧化还原反应：Fe+H2S→FeS+H2,含硫氨酸含量高的原料，加热时如胱氨酸和半胱氨酸分解，产生硫化氢，如禽蛋类罐头；微生物活动产生H2S氧化反应：脂肪自动氧化、类胡萝卜素氧化等；置换反应：

Fe+H+→Fe2++H2，可使食品产生金属味；引起罐壁腐蚀，进而造成食品败坏；沉淀：多与Ca2+有关，最常见的如水。但柑橘罐头经常见到白色沉淀，原因是橙皮苷沉淀，非化学反应所致；芦笋罐头为芦丁所致变色：如Fe2+遇酚类物质变黑。象桃、苹果、藕、绿茶加工中应特别注意；金属离子与花色素反应，颜色变深。第46页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六①大多数情况下引起食品变色、变味。与生物败坏不同的是，化学败坏后的食品一般不会失去其食用价值，但其质量降低；②化学败坏一般是成批发生。在防止了有害微生物活动的前提下，有效地防止化学败坏就成了食品质量保持的关键。

3、化学败坏的特点：第47页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六三、物理因素1、温度温度与食品防腐保鲜的关系①温度影响化学反应的速度和程度；

温度系数Q10②温度与微生物活动有关；③温度升高后，可能引起某些食品质量的降低；④温度影响到鲜活食品，特别是果品、蔬菜的呼吸强度。第48页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六①引起果蔬加工品的褪色，如光解叶绿素、花青素等。2、光④引起温度升高。③光可催化过氧化物的形成，使食品成份氧化，导致异味产生；②促进营养物质损失，如维生素、类胡萝卜素（光催化反式变顺式，颜色变浅，效价降低）等；山楂罐头：紫红色→砖红色→褐色SunstruckFlavor第49页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六压力的变化对罐头类食品影响较大①杀菌时由于压力的剧烈变化，引起“跳盖”现象，使容器密封性降低，造成了微生物侵染的机会，产生败坏；②压力变化时可使罐头产生物理性胀罐。

3、压力第50页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六①湿度过大，干制品易吸水返潮，糖制品也会因吸潮而引起表面糖浓度降低，降低了抑制微生物的效应，引起败坏；②湿度过小，糖制品会因失水而引起表面糖浓度增大，产生返砂现象。

4、湿度第51页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六物理因素通常是通过引起化学反应或改变了食品的保存环境而导致微生物活动而引起食品败坏的。物理因素

所以，物理败坏的症状与其引起的相应的化学败坏或生物败坏有关。有的失去食用价值，有的仅丧失其商品价值。化学因素生物因素食品败坏第52页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六四、物化胶化因素

有些食品为胶体不稳定体系，由于物理化学或胶体化学变化的原因，导致食品解体，或出现质量败坏症状。

如乳及其饮料、浑浊果汁、果肉饮料等食品。第53页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

所以，对于带电颗粒，存在着吸附、沉淀的必然过程，在果蔬加工品中，对于一些热力学不稳定体系，如果颗粒分散或乳化的不好，则会在保质期内发生沉淀，引起败坏。颗粒越小，稳定性越好，一般应在1-100μm范围内，才会保持较长的稳定期。

第54页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六物化因素引起的败坏也不会失去食品的食用价值，但感官质量下降，丧失商品价值。

第55页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六引起食品败坏的各种因素并非孤立的，而常常是彼此影响，互相联系的。尽管如此，在某一特定条件下，必然有一主导原因，只有查清这些败坏原因，才能采取相应措施，保证食品长期保存，所以，在加工和保存过程中，要：①防止和消灭有害微生物的活动②延缓和阻止不利化学变化的发生③创造适宜的加工品保存环境第56页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六小结败坏类型外观症状食品质量败坏特点生物败坏生霉、产气、变味、浑浊、腐败、酸败等失去食用价值，有的致病、产毒败坏速度快化学败坏食品变色、变味营养成分损失，具一定食用价值成批发生物理败坏引发生物或化学败坏有的具食用价值，有的失去食用价值与环境有关物理化学败坏食品稳定结构发生改变具食用价值，但感官质量降低成批发生

生霉、产气、变味、浑浊、腐败、酸败等生物

败坏失去食用价值，有的致病、产毒败坏速度快化学败坏食品变色、变味营养成分损失，具一定食用价值成批发生物理败坏引发生物或化学败坏有的具食用价值，有的失去食用价值与环境有关物化败坏食品稳定结构发生改变具食用价值，但感官质量降低成批发生第57页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六§2-2食品保藏的基本原理

对于化学性败坏，一般只能在加工过程中将其限制到最小的程度，但不容易根除；对于物理性败坏，只要加工操作规范、贮存环境适宜，一般对食品的保存也构不成威胁。真正影响食品保存的，就是微生物的活动，因此，食品的保存原理，主要是针对生物败坏提出来的，其保存方法，也是针对杀灭或抑制微生物的活动。第58页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

创造商业无菌的环境，使食品中的微生物处于无生机状态。

采取措施使微生物处于抑制（假死）状态，同时使酶失活，措施一旦解除，微生物又可恢复活动。

利用某些有益微生物的活动，或利用这些微生物代谢所产生的物质抑制有害微生物的活动。

保持生鲜食物缓慢的正常的生命活动。（低温贮藏）无生机原理假死原理不完全生机原理完全生机原理二、食品保藏方法及控制食品保藏的生物学原理第59页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1.制生原理又称无生机原理，即停止保藏食品中的任何生命活动的方法。它是运用无菌原理，通过热处理、微波、辐射、过滤等工艺处理食品，使食品中的腐败菌数量减少或消灭到使食品长期保存所允许的最低限度来保证食品安全性的一种方法。罐藏是将食品经排气、密封、杀菌保存在不受外界微生物污染的容器中的方法，一般可达到长期保存（13年）的目的。乳类的高温瞬时灭菌处理、密封等工艺过程也是长期贮存的必要手段第60页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2．假死原理又称回生原理，即利用某些物理化学因素抑制所保藏的鲜食品的生命过程及其危害者—微生物的活动，这是一种暂时性的保藏措施。冷冻保藏（如速冻食品等）高渗透压保藏（如腌制品、糖制品和干制品等）

第61页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六３.有效假死原理又称不完整生机原理，即用创造有利于食品保藏微生物的发育条件来抑制食品中有害微生物的繁殖的方法,是运用发酵原理进行食品保藏的一种方法，又称发酵保藏法。即利用某些有益微生物生长繁殖过程中积累的代谢产物，来抑制其它有害微生物的活动。酸奶是利用乳酸菌来抑制其他有害菌的生长发酵法制得的各种酒类泡菜、酸黄瓜腌制时用3%7%盐液抑制腐败菌而让乳酸菌生长，乳酸的浓度达到0.6%0.8%时又进一步抑制腐败菌和酶的活动应用防腐剂保藏方法，即利用防腐剂杀死或防止食品中微生物的生长和繁殖第62页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

4.促生原理又称完全生机原理，即保持被保藏食品的生命过程，利用生活着的动物的天然免疫性和植物的抗病性来对抗微生物活动的方法。这是一种维持食品最低生命活动的保藏方法

果蔬的气调保藏和冷藏第63页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（二）食品的保藏方法当人类获取食物的能力提高并有多余的食物后，便开始注意如何保存它们。伴随着保藏方法的开发，人们又不断研究食品保藏原理。这样，在与大自然的斗争中、在顽强的生存过程中，人类有意无意地发现了许多延长食品保藏期的方法。食品干藏、食品冷冻保藏、食品罐藏、食品辐射保藏、食品烟熏和腌渍保藏、食品化学保藏、食品气调保藏等。核心就是利用高温、冷冻、干燥，提高食品酸度、盐渍和糖渍，烟熏改变气体成分、添加化学添加剂、辐射等手段控制微生物；利用加热控制酶的活性。在实际应用中，各种保藏方法应综合、有机地配合使用，以达到最佳贮存效果。第64页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品保藏的控制因素一、微生物的控制1、加热/冷却加热杀菌是利用无生机原理保存食品的一种主要手段。加热后要使食品所处的体系处于无生机状态，即商业无菌状态。

商业无菌（commercialsterilization）是指杀灭食品中所污染的病原菌、产毒菌以及正常贮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。

杀菌（sterilization）是指杀死食品中微生物的工艺操作，包括其营养体、病原体、非病原体、部分芽孢。第65页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1）微生物的耐热性

不同的微生物具有不同的生长温度范围。超过其生长范围的高温，使微生物细胞原生质由于加热作用而凝固，酶活性遭到破坏，微生物死亡。一般来说，温度越高，时间越长，杀菌效果越好，但这常常导致食品色、香、味、组织结构及营养价值的降低。

第66页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酵母菌对热敏感，最适生长温度25～30℃，60～66℃条件下几分钟即可杀死。因此，加热杀菌后的食品中一般不会存在酵母菌；只有少数霉菌对食品的杀菌具有实际意义，如纯黄丝衣霉能引起某些果汁、罐头的变质，但其孢子的耐热性远比细菌弱；就食品杀菌而言，真正具威胁的微生物是细菌，因此，一般将细菌作为杀菌对象。

第67页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六一般微生物的生长温度与热致死条件

种类热致死条件生长温度/℃温度/℃时间/min最适界限霉菌菌丝605～1025～3015～37孢子65～705～10酵母营养细胞55～652～327～2810～35孢子6010～15细菌营养细胞633035～405～45芽孢100以上

芽孢具有较强的耐热性，但其机理迄今仍未完全搞清楚。有人认为原生质脱水、矿化作用及热适应性是其主要原因，其中原生质的脱水作用对芽孢的耐热性最为重要。芽孢的原生质由一层富含Ca2+和吡啶二羧酸的细胞质膜包裹，Ca2+和吡啶二羧酸形成凝胶状的钙—吡啶二羧酸盐络合物。

第68页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六不形成芽孢的细菌大多在70℃经10～15分钟即可全部杀死，而有芽孢的细菌需经80～100℃以上几分钟之后才能杀死。由于芽孢表面结构坚实，传热缓慢，所含水分较少，且其原生质胶体具有较高的抗热性，因而杀死细菌芽孢的温度必须更高。至于那些嗜热性芽孢，则需100℃以上更长的时间才能杀死，如嗜热脂肪芽孢杆菌D121.1℃=4～50分钟，D100℃=714分钟。第69页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2）加热杀菌的方法①巴氏杀菌法（Pasteurization）：杀菌温度65～80℃②常压杀菌法：指1个大气压、100℃条件下的杀菌处理。③高压杀菌法：指1个大气压以上，100℃以上的杀菌。

第70页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六3)杀菌原则

①杀菌方法选择界限，一般以pH值4.5为界；②杀菌时一般以该食品条件下耐热性最强的细菌为对象菌；③必须充分考虑到食品得热敏感性。

第71页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六pH值≤4.5时，应考虑耐酸菌败坏的可能，故工业上常以少数耐酸芽孢杆菌（如巴氏固氮梭状芽孢杆菌、酪酸芽孢杆菌）作为杀菌对象菌，其D100=0.1～0.5分钟。在番茄罐头中，可能出现耐热性更强的凝结芽孢杆菌（D100=30～270分钟，D121.1=0.01～0.07分钟），造成番茄罐头平酸败坏。酸性的食品中一般不会出现耐热性更强的细菌，如肉毒杆菌、噬热脂肪芽孢杆菌等。

第72页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六pH＞4.5时，应考虑肉毒杆菌存在的可能。（肉毒杆菌在pH4.8以上、缺氧条件下繁殖并分泌毒素）。因此，凡是低酸性食品都必须接受能杀死肉毒杆菌的杀菌操作规程。由于肉毒杆菌不易获得，且有一定的危险性，工业上常以（生芽孢梭状芽孢杆菌）代替肉毒杆菌，作为杀菌对象菌。其D121.1=0.84～

2.6min。第73页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六加热杀菌对食品的色、香、味及组织难免会有一些不良影响，但到目前为止，加热杀菌仍然是罐头食品杀菌最有效、最方便的方法，还没有哪一种新的方法可以完全替代。

所以，热杀菌必须考虑到来源于食品和微生物两个方面的要求。

第74页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2、控制水分活度

微生物经细胞壁从外界摄取营养物质并向外界排泄代谢物时都需要水作为溶剂或媒介质，水分是微生物生长活动必需的物质。第75页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六但只有游离水分才能够被细菌、酶和化学反应所触机，此即为有效水分，可以用水分活度来估量。因此，水分活度就是对介质内能够参与化学反应的水分的估量，并随其在食品内部各微小范围内的环境而不同。第76页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六两种食品的绝对水分可以相同，但水分活度不一定相同。虽然水分活度并不是食品的绝对水分，却常用于衡量微生物忍受干燥程度的能力。第77页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六水分活度（Aw）是指某种食品体系中，组成内部水蒸汽压与同温度下纯水蒸汽压之比，即：

ρAw=ρ0式中，ρ——食品的水蒸汽压

ρ0——同温下纯水的蒸汽压第78页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六图1.2.1水分活度与微生物生长活动的关系

1）水分活度与微生物生长的关系第79页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六部分食品的水分活度值aw

食品>0.98鲜肉、鲜鱼、鲜奶、鲜奶油新鲜果蔬、果汁0.98–0.93蒸煮肠类、蒸煮火腿Cheddar及部分加工奶酪、浓缩奶面包0.93–0.85干香肠、发酵香肠、牛肉干、生腌火腿、Cheddar成熟奶酪、甜炼乳0.85–0.60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、休闲食品如马铃薯片、膨化食品干制蔬菜第80页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六部分微生物生长所需的极限aw值最低aw

微生物>0.9870.9840.981CampylobacterjejuniVibrioCholeraeVibrioparahaemolyticus0.980.970.95Staphylococcusaureus(生长并产肠毒素)ClosgridiumperfringensEscherichiacoli(致病性)0.940.930.92Salmonellaspp.BacilluscereusListeriamonocytogenes0.910.850.80(0.82)0.80大多数细菌大多数酵母菌Aspergillusflavus

(生长并产黄曲霉毒素)大多数霉菌0.750.650.60嗜盐菌耐干菌耐渗透压酵母菌第81页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六降低水分活度可以增加食品的防腐能力，即食品的保藏性增强，但随着水分的解除，特别是单分子层结合水的脱出，食品的变质现象会越来越严重，因此生产上一般控制脱水食品水分活度0.7即可。注意防腐与变质的关系Why?第82页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2）水分活度和微生物耐热性的关系微生物的耐热性因所处环境水分活度不同而有差异。例如，将嗜热脂肪芽孢杆菌的冻结干燥芽孢置于不同相对湿度的空气中加热，结果表明水分活度在0.2～0.4时，其耐热性最高，在水分活度0.8～1.0之间，其耐热性随水分活度的下降而降低，其原因尚未明确；霉菌孢子的耐热性则随水分活度的降低而呈增大的倾向。

第83页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六3）水分活度与酶的关系

酶的活性与水分活度之间存在一定的关系。当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大；相反，降低水分活度则抑制酶的活性。酶要起作用，必须在最低水分活度以上才行。最低水分活度与酶的种类、食品种类、温度及pH值有关。第84页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六4）降低水分活度的方法

①脱水：如脱水蔬菜、冷冻；②通过化学修饰或物理修饰，使食品中原来隐蔽的亲水基团裸露出来，以增加对水分子的约束；③添加亲水性物质（降水分活性剂）：这样的物质有三类，盐（氯化钠、乳酸钠）、糖（果糖、葡萄糖）和多元醇（甘油、丙二醇、山梨醇等）。第85页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六3控制水分状态——玻璃化贮藏理论常规冻结过程的危害：冰晶的形成与细胞脱水在足够快的冷却条件下，如在液氮下以每秒几百度的速率高速冷却，所有溶液都可以迅速通过冰晶区而不发生结晶化过程，成为玻璃化固体。最初认为玻璃化过程没有发生结晶，是无定形的，但经偏振光或X光测定，早期仍有冰晶存在。运用此法的基本条件：温度足够低，一般在-18℃以下；温度需要稳定。第86页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六4、控制pH每一种微生物的生长繁殖都需要适宜的pH值。一般地，绝大多数微生物在pH值6.6～7.5的环境中生长繁殖速度最快，而在pH值小于4.0的环境中难以生长。通常腐败细菌的最低耐受pH值大都在4.0以上，因此，pH值4.0以下时，能抑制绝大多数微生物的生长繁殖。如酸泡菜含酸量0.4～0.8%，糖醋菜含酸量1～2%，均产生了明显的抑菌作用。第87页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六表1.2.2微生物生长与pH值的关系

微生物最低pH值最高pH值最适pH值大肠杆菌沙门氏菌志贺氏菌枯草杆菌金黄葡萄球菌肉毒杆菌产气夹膜芽孢梭菌霉菌酵母乳酸菌4.34.04.54.54.04.85.40～1.51.5～2.53.29.59.69.68.59.88.28.711.08.510.46.0～8.06.8～7.27.06.0～7.57.06.57.03.8～6.04.0～5.86.5～7.0第88页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物生长的pH值范围并不是一成不变的，它还要取决于其它因素的影响；在超过其生长的pH值范围的酸碱环境中，微生物的生长繁殖受到抑制，甚至会死亡，其原因在于影响了微生物酶系统的功能和细胞营养物质的吸收；（细胞膜电性、酶活性）

第89页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六强酸或强碱均可引起微生物蛋白质和核酸水解，从而破坏微生物的酶系统和细胞结构，引起微生物死亡；改变食品介质的pH值从而抑制或杀灭微生物，是用某些酸作为防腐剂来保藏食品的基础。第90页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六5、控制渗透压提高食品的渗透压，使附着的微生物无法从食品中吸取水分，因而不能生长繁殖，并且在渗透压大时，还能使微生物内部的水分反渗透出来，造成微生物的生理干燥，使其处于假死状态或休眠状态，从而使食品得以长期保存。第91页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六范特霍夫公式л=CRT

△л=△CRT第92页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六微生物的生长发育与食盐浓度的关系（真部孝明，1992）

第93页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

应用高渗原理保存的食品主要有糖制品和腌制品。如1%食盐可以产生618082Pa的渗透压，1%蔗糖可以产生60795～70927Pa的渗透压，1%葡萄糖可以产生121590Pa的渗透压

微生物耐压能力一般仅为354637～1692127Pa，故10%以上的食盐或65%以上的食糖对于绝大多数食品具有较强的保存能力。第94页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六6、烟熏腌制和烟熏经常相互紧密地结合在一起，在生产中先后相继进行，即腌肉常烟熏，烟熏肉必须预先腌制。烟熏像腌制一样也具有防止肉类腐败变质的作用。烟熏的目的：

1）形成特种烟熏风味；

2）防止腐败变质；

3）发色；

4）防止氧化。第95页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六熏烟中的酚、醛、酸等物质都具有杀菌作用。熏烟中的酚具有抗氧化作用。由于冷冻保藏技术的发展，烟熏防腐已降为次要的位置，但烟熏味轻淡的腌制品却成为消费者在膳食中添加的花色品种，现在，烟熏技术已成为生产具有特种风味制品的加工方法。第96页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六7、改变气体组成采用改变气体条件的方法，降低氧分压，一方面可以限制需氧微生物的生长，另一方面可以减少营养成分的氧化损失。如食品生产及保藏中密封（如泡菜腌制时水封口）、脱气（罐头、饮料）、充氮、真空包装等第97页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六新含气调理食品，采用低强度的杀菌处理（加工处理）减菌，如蔬菜、肉类和水产品每克原料含菌105-106个，经减菌处理，使之降至10-102个，然后改变气体条件，抽出氧气，充入氮气，置换率达到99%，食品保存效果较好，货架期可达到6-12个月。

第98页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六8、使用添加剂使用添加剂即是利用化学药剂保存食品的方法。通常在食品保藏过程中使用的添加剂主要有防腐剂和抗氧化剂。第99页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六化学药剂杀菌

抑菌剂阻碍微生物发育（抑菌）抑真菌剂抑芽孢剂杀菌剂杀灭微生物（杀菌）杀霉菌剂杀孢子剂第100页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六杀菌剂如卤素类、过氧化物类、乙醇类、双胍类（洗必太）、醛类（福尔马林）、酚类（石碳酸），除极少数外，一般不允许直接应用于食品，多用于车间、工具的消毒处理。抑菌剂，在食品上应用较多，如防腐剂，我国允许使用29种，美国有50多种，日本有40多种，包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对羟基苯甲酸酯等四大系列最为常用。第101页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1）原理化学药物对微生物的作用过程，首先是药剂与微生物细胞膜接触，吸附并穿过细胞膜而进入原生质，导致微生物生理活性受到抑制或死亡。化学杀菌的机理主要在于：防腐剂作用于遗传物质或遗传微粒结构；作用于细胞壁或细胞膜系统；作用于酶或功能蛋白。第102页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2）使用防腐剂必须注意以下几个问题

A.一定的防腐剂须在一定的条件和指定的食品中使用；

B.食品腐败变质后使用无效；

C.有的防腐剂有异味，添加后不能影响食品原有的风味；

D.防腐剂不能超量使用；

E.没有一种防腐剂能杀死所有细菌，而食品败坏往往不是某一种细菌，故需要研究防腐剂的抑菌谱，以便混合使用。第103页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六9、冷杀菌（1）辐照利用辐射线杀灭微生物和酶。辐射杀菌紫外线杀菌超声波杀菌超高压杀菌原理：γ-射线（Co60）波长0.12A以下，穿透力极强，可穿透25-40cm包装物，其杀菌机理在于：产生诱发辐射，干扰细胞正常代谢；破坏细胞内膜，引起酶系统紊乱而致死；水分经辐射后离子化，再作用于微生物。第104页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六特点如巴氏杀耗能230千瓦/时，常压杀菌耗能300千瓦/时，辐射杀菌仅需6.3千瓦/时节约能源；杀菌后不升温杀菌效果好，不破坏食品外型但辐射后，有些酶可能不会失活（需5倍以上微生物剂量），因而可能导致食品感官品质的恶化。第105页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（2）紫外线杀菌

波长1800～4000A，其中杀菌力最强的为2500～2650A。生产上多以2537A作为紫外线杀菌的波长。第106页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六原理：紫外线能引起微生物细胞原生质的光化学反应，使原生质变性，导致微生物死亡，且紫外线能使氧气电离，产生臭氧离子，可使微生物因氧化而致死。因此紫外线杀菌只能在有氧的情况下才能发挥其作用。第107页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六杀菌特点：A.紫外线杀菌时间短，且无需升高食品温度，理论上，30-50秒可杀灭微生物营养，数分钟可杀灭孢子体但紫外线非高能射线，其穿透力较弱，任何阻碍其透过的因素，都可能导致其杀菌能力降低，如尘埃、水汽、包装容器等。空气中含800-900个/cm3尘粒时，杀菌效果降低20-30%；RH由33%升高至56%时，杀菌效果降低2/3第108页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六B.杀灭表面微生物的能力强，一般用于生产车间、工具的消毒处理。10-15cm2用30瓦紫外灯1只（热阴极型，波长为2537A的紫外线占95%）也可用于水处理，其杀菌效果与水层深度有很大的关系第109页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六水层深度与紫外线穿透能力（2600A）

蒸馏水深（cm）02.51530穿透力（%）100988776C.紫外线杀菌后，产生臭氧味。第110页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（3）超声波杀菌（20KHz以上）

原理：超声波能引起物质质点振动，其产生的加速度可以达到重力加速度的几十倍至几百倍，因而可以破坏物质结构，导致微生物细胞分裂成碎片而死亡。此法可用于液体食品杀菌，对于罐头食品则不大适宜。因为某些细菌芽孢对超声波抵抗力很强，不能达到杀菌的目的。第111页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六（4）超高压杀菌：超高压杀菌技术是90年代的热门技术，被认为是最具有潜力的杀菌技术。使用压力为100～1000MPa（通常为200MPa以上）。用超高压处理时，在液体介质中的食品物料体积被压缩，超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能使形成的生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化，使蛋白质凝固、淀粉等变性，使酶失活或激活，使细菌、寄生虫、病毒等生物被杀死。超高压技术也可用来改善食品的组织结构或生成新型食品。

第112页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品杀菌时所用的超高压力一般在为200～600MPa之间，多种生物体经200MPa以上加压处理即会出现生长迟缓，甚至死亡。一般情况下，寄生虫的杀灭和其它生物体相近，只要低压处理即可杀死，病毒在稍低的压力下即可失活，无芽孢细菌、酵母、霉菌的营养体在300～500MPa压力下可被杀死，而芽抱杆菌属和梭状芽孢杆菌属的芽孢对压力比其营养体具有更强的抵抗力，需采用更高的压力才会被杀灭。压力处理的时间与压力成反比，压力越高，则处理所需的时间越短。

第113页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六原理：高压破坏微生物的细胞膜，抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制。超高压杀菌技术是先将食品填充于塑料等柔软的容器中并密封，放入到有净水的高压容器中，给容器内部施加100-1000Mpa（一般200Mpa以上）的压力，在高压下可杀灭微生物，使蛋白质变性，淀粉糊化，酶失活等。第114页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六应用情况

1899年德国化学家RereHite发现450MPa可延长牛奶的保质期，20世纪80年代重新认识，1991年日本明知屋（Meidiya）推出7种高压果酱（400～500MPa，10min），法国帕卡公司（Pokka）公司也同时推出高静压杀菌柚子汁；1992年，美国FMC公司、英国CampdenFood&Dring

公司开始商业化高压杀菌食品的工艺设备研究，1993年推出多种高压设备，1993年法国推出低酸食品。第115页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六超高压杀菌技术的特点

利用超高压对食品杀菌，是一个纯物理过程，具有瞬间压缩、作用均匀、操作安全、温度升高值小、耗能低、污染少、利于环保的特点。

超高压杀菌技术的优点

用超高压技术处理食品，可达到高效杀菌的目的，且对食品中的维生素、色素和风味物质等低分子化合物的共价键无明显影响，从而使食品能较好地保持原有的色、香、味、营养和保健功能，这是超高压技术的突出优点，也是超高压技术与其它常规食品杀菌技术的主要不同之处。

第116页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六二、酶和其它因素的控制1、酶活性的控制食品中存在的酶对食品的质量有较大的影响。新鲜果蔬耐贮性和抗病性的强弱直接与它们代谢过程中的各种酶有关系，同时，在食品加工过程中，酶也是引起果蔬品质变坏和营养成分损失的重要因素。常见的影响食品质量的酶有氧化酶如多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶、脂肪氧化酶和水解酶如果胶酶等。合理控制和利用这些酶，是食品贮藏加工中进行各种处理的基础。第117页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六食品中的酶在经过加工处理后，有的因破坏而失去活性，有的被抑制，有些仍可能正常起作用，有些可能被激活。但为了食品能长期保存，则要求原料中所有的酶失活，或活性被抑制。（请参考食品化学相关章节内容）第118页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1）酶与食品质量保持①多酚氧化酶（PPO）与果蔬食品褐变在食品中基本存在有四类褐变反应，即美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化和酶促褐变。前三种在本质上是非酶反应（抗坏血酸氧化有时由酶催化）。酶促反应对于果蔬来说，是非常重要的，在有氧的情况下，多酚氧化酶可将酚类物质氧化，造成褐变。

第119页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六②果胶酶（Pectinase)与果蔬质构果胶酶（包括果胶裂解酶、果胶酸裂解酶和果胶酯酶）存在于高等植物和微生物中，能促使果胶物质降解，引起植物组织软化。由于果胶物质是高等植物胞间层和初生壁的结构单元，因此，它们的聚合度和酯化度的变化将改变水果和蔬菜在后熟、采收后的保藏加工中的质构。第120页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

果胶的水解对于保持新鲜果蔬食品的质构、维持浑浊果汁的浑浊稳定性以及某些食品加工过程中促进凝胶的形成极为不利。因此，食品加工中的某些过程需要钝化果胶酶的活性，以保持果胶良好的状态，避免对食品带来不利的影响。第121页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

而在澄清果汁的加工过程中，由于果胶的存在会导致浑浊物质的产生，则需要通过外加果胶酶水解果胶，以保持澄清果汁的澄清透明状态。第122页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六③脂肪氧合酶(LOX)与食品风味脂肪氧合酶广泛地存在于植物和动物中，它包括了各种不同的酶，它们能以同功酶的形式存在于同一植物中。同脂肪自动氧化一样，脂肪氧合酶催化不饱和脂肪酸的氧化，生产短链脂肪酸，也会导致食品产生异味。如由水解产生的短链脂肪酸是导致鲜乳产生“哈味”的重要原因；豆类冻藏过程中产生的异味、大豆加工过程中产生的“豆腥味”、大麦贮藏过程中产生的“纸板”味等皆与脂肪氧合酶的活动有关。第123页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六另外，脂肪氧合酶对某些色素具有漂白作用，如使β-胡萝卜素和叶黄素共氧化；对叶绿素具有漂白作用。因此，为了将脂肪氧合酶的活性降至最低，在加工前的热烫处理是必要的。第124页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2)酶的控制①加热处理酶的热失活相关于但不同于蛋白质的热变性。酶失活涉及到酶活力的损失，取决于酶活性部位的本质，有的酶失活需要完全变性，而有的在很小变性的情况下就导致酶失活。

第125页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酶的活性和稳定性与温度之间有密切的关系。在较低的温度范围内，随着温度的升高，酶活性也增加。通常，大多数酶在30～40℃的范围内显示最大的活性，而高于此范围的温度将使酶失活。第126页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酶催化反应速度和酶失活速度与温度之间的关系可用温度系数Q10来表示。酶催化反应速度的一般为2～3，而酶失活速度的Q10在临界温度范围内可达100。随着温度的提高，酶反应速度和失活速度同时增加，但由于其在临界温度范围内的Q10不同，因此，超过某个关键性的温度下，失活的速度将会超过催化反应速度。此时的温度即为酶反应的最适温度。第127页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酶的耐热性因种类而有较大的差异。如牛肝的过氧化氢酶在35℃时即不稳定，而核糖核酸酶在100℃下，其活力仍可保持几分钟。过氧化物酶是存在于食品中比较耐热的一种酶，大多数过氧化物酶可在100℃下忍受10分钟仍不会完全失活。因此，在食品加工过程中，时常根据过氧化物酶是否失活来判断巴氏杀菌和热烫是否充分。第128页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六某些酶类如过氧化物酶、碱性磷酸酶和脂酶等，在热钝化后的一段时间内，其活性可以部分地再生。这些酶的再生是因为加热可将酶分为溶解性和不溶解性的成分，从而导致酶的活性部分从变性蛋白质中分离出来。有人曾发现有17种蔬菜必须要延长其热烫时间才能防止过氧化物酶的再生，因此，为了防止酶活性的再生，必须采用更高的热烫温度或延长热处理时间。第129页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六在食品加工过程中，通常采用热水或蒸汽热烫的方法来钝化酶。第130页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六②控制pH值

酶的活性受其所处环境pH值的影响，只有在某个狭窄的pH值范围内时，酶才表现出最大活性，则该pH值就是酶的最适pH值。在低于或高于最适pH值的环境中，酶的活性将降低甚至会丧失。但是，酶的最适pH值并非酶的属性。它不仅与酶的属性有关，而且还随反应温度、反应时间、底物的性质及浓度、缓冲液的性质及浓度、介质的离子强度和酶的纯度等因素的变化而改变。第131页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六第132页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六由于pH值的控制与酶的活力有关，因此，在加工过程中，能将pH控制到最大限度地提高酶反应速度，或防止酶反应的发生，或抑制酶反应。例如，将体系的pH值降低到3.0以下，就能有效地避免多酚氧化酶引起的酶褐变反应，从而保护食品的色泽。第133页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六③控制水分活度水分活度对酶促反应的影响主要表现在：在足够高的水分活度下，有最大的酶反应；在足够低的水分活度下，酶反应不能进行；在不同的水分活度下，产生不同的最终产物积累值。因此，当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大；相反，减小水分活度则会抑制酶的活性。例如食品干制、速冻，正是利用了低水分活度控制酶的活性。第134页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六酶的稳定性也与水分活度有着较密切的关系。一般在水分活度低时，酶的稳定性较高，这也说明，酶在湿热条件下比在干热条件下更容易失活。因此，在食品干燥、速冻加工时，如果要钝化酶的活性，需要在干燥或冷冻以前进行。第135页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六2、其它因素的控制1）压力：罐头食品保藏——合理的工艺与操作压力2）湿度：干制品、糖制品——妥善包装3）物理化学因素：使浑浊体系有一定黏度；尽可能减小颗粒与汁液间密度差；尽可能减小果肉颗粒的大小（均质）。总之，根据食品变质的原因和保藏的原理，即可采取相应的工艺措施，以达到食品长期保藏的目的。各种食品保藏的方法都是创造一种控制有害因素的条件，而食品加工则在寻求食品最佳的保藏方法中逐步完善。第136页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六§2-3栅栏技术（HurdleTechnology）

一、栅栏技术概念的提出

栅栏技术应用于食品保藏是德国肉类研究中心Leistner（1976）提出的，他把食品防腐的方法或原理归结为高温处理（F）、低温冷藏（t）、降低水分活度（Aw）、酸化（pH）、降低氧化还原电势（Eh）、添加防腐剂（Pres）、竞争性菌群及辐照等因子的作用，将这些因子称为栅栏因子（HurdleFactor）。国内也有将栅栏技术和栅栏因子相应译为障碍技术和障碍因子。第137页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六二、栅栏效应在保藏食品的数个栅栏因子中，它们单独或相互作用，形成特有的防止食品腐败变质的“栅栏”（hurdle），使存在于食品中的微生物不能逾越这些“栅栏”，这种食品从微生物学角度考虑是稳定和安全的，这就是栅栏效应（hurdleeffect）。

第138页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六栅栏效应模示图

第139页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例1：理论化栅栏效应模式。某一食品内含同等强度的6个栅栏因子，即图中所示的抛物线几乎为同样高度，残存的微生物最终未能逾越这些栅栏。因此，该食品是可贮藏的，并且是卫生安全的。

第140页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六

例2：较为实际型栅栏效应模式。这种食品的防腐是基于几个强度不同的栅栏因子，其中起主要作用的栅栏因子是Aw和Pres，即干燥脱水和添加防腐剂，贮藏低温、酸化和氧化还原电势为较次要的附加栅栏因子。第141页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例3：初始菌数低的食品栅栏效应模式。例如无菌包装的鲜肉，只需少数栅栏因子即可有效地抑菌防腐。第142页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例4和例5：初始菌数多或营养丰富的食品栅栏效应模式。微生物具有较强生长势能，各栅栏因子未能控制住微生物活动而使食品腐败变质；必须增强现有栅栏因子或增加新的因子，才能达到有效的防腐。第143页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例6：经过热处理而又杀菌不完全的食品栅栏效应模式。细菌芽孢尚未受到致死性损伤，但生存力已经减弱，因而只需较少而且作用强度较低的栅栏因子，就能有效地抑制其生长。第144页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例7：栅栏顺序作用模式。在不同食品中，微生物的稳定性是通过加工及贮藏过程中各栅栏因子之间以不同顺序作用来达到。本例为发酵香肠栅栏效应顺序，Pres栅栏随时间推移作用减弱，Aw栅栏成为保证产品保藏性的决定性因子。

第145页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六例8：栅栏协同作用模式。食品的栅栏因子之间具有协同作用，即两个或两个以上因子的协同作用强于多个因子单独作用的累加，关键是协同因子的选配是否得当。

第146页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六栅栏效应揭示了食品保藏的基本原理。对于一种稳定性高、保藏性好的食品，t、Aw、pH、Pres等栅栏因子的联合或复杂的交互作用，对抑制微生物生长、繁殖、产毒起着关键的作用，任何单一因子都不足以抑制微生物的危害。食品防腐可利用的栅栏因子很多，但就每一类食品而言，起重要作用的因子可能只有几个，应通过科学分析和经验积累，准确地把握其中的关键因子。第147页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六最初从栅栏技术的概念上来理解食品的加工和保藏，似乎仅局限于控制引起食品腐败变质的微生物，后来逐渐将栅栏因子的作用扩大到抑制酶活性、改善食品的质量以及延长货架期等方面。事实上，世界上没有那一种食品在加工和保藏中只考虑抑制微生物而不顾及其质量。第148页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六三、栅栏技术与食品的品质

从栅栏技术的概念上理解食品防腐技术，似乎侧重于保证食品的微生物稳定性，然而栅栏技术还与食品的品质密切相关。食品中存在的栅栏因子将影响其可贮性、感官品质、营养品质、工艺特性和经济效益。同一栅栏因子的强度不同，对产品的作用也可能是相反的。例如在发酵香肠中，pH值需降至一定的限度才能有效抑制腐败菌，但过低则对感官质量不利。因而在实际应用中，各种栅栏因子应科学合理地搭配组合，其强度应控制在一个最佳的范围。

第149页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六四、栅栏技术的应用自从20世纪70年代栅栏理论提出后，栅栏技术在国内外被广泛、成功地应用于肉类加工，而且在果蔬加工、果蔬贮藏保鲜、粮食及其半成品储藏、食品包装等领域已有一定的研究与实践。可以预见，随着人们对栅栏理论研究的深化和栅栏技术在生产中的成功应用，栅栏理论与技术将成为食品加工与保藏的重要指导依据。第150页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六§2-4食品保藏期限和食品标签一、食品保藏期限食品在贮藏和流通过程中，其质量都会发生变化，这些变化包括化学的、物理的和生物的变化。食品质量变化的特点表现为复杂性、自身的无序化、不可逆性和逐渐累积性，质量下降的程度随着时间的延长而增大。因此，为了保证食品的质量安全和消费者的健康，就必须对食品的贮藏和流通规定一个比较合理的保藏期限。

第151页，共194页，2022年，5月20日，19点33分，星期六1、食品保藏期限的概念除了高度酒等极少数食品在贮藏和流通中质量逐渐有所提高外，绝大多数食品的质量总体呈现下