第一章食品腐败变质

1、第一章食品的腐败变质,本章主要讨论以下问题： 1、腐败变质与发酵 2、影响食品腐败变质的因素 3、食品腐败变质的主要生物化学过程 及其产物 4、食品腐败变质的常见类型、危害 及其控制,第一节 腐败变质与发酵,基本概念,腐败变质,腐败变质与发酵的比较,发酵,狭义的腐败,广义的腐败,差别,蛋白质,动植物组织,变质（品质变化） 泛指有益或有害变化,有害,食品的腐败变质,指食品在一定的环境因素影响下,由微生物为主的多种因素作用下所发生的食品失去或降低食用价值的一切变化,包括食品成分和感官性质各种变化.,第一节 腐败变质与发酵,基本概念,腐败变质,发酵,腐败变质与发酵的比较,发酵,发酵,狭义的发酵 是指

2、微生物在无氧条件下分解碳水化合物(蔗糖、淀粉类等)产生各种有机酸(乳酸、乙酸等)和乙醇等产物的过程。,广义的发酵 是指人类利用微生物或微生物的成分(如酶)等生产各种产品的有益过程。,乙酸、丙酮、丁醇、氨基酸和酶制剂等的生产,第一节 腐败变质与发酵,基本概念,腐败变质,发酵,腐败变质与发酵的比较,发酵,发酵,区别是：如对人类有益则称之为发酵，无益的则称之为腐败变质。,腐败变质与发酵，从微生物学的观点看都是微生物物质代谢的结果。,牛乳由环境污染细菌产生乳酸等而酸化,牛乳中接种乳酸菌而制成发酵乳和乳酸饮料,第二节 影响食品腐败变质的因素,微生物,食品的特性,环境因素,细菌,酵母,霉菌,假单孢菌属,微

3、球菌属和葡萄球菌属,芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属,肠杆菌科各属,弧菌属和黄杆菌属,嗜盐杆菌属嗜盐球菌属,乳杆菌属和丙酸杆菌属,一般喜欢生活在含糖量较高或含一定盐分的食品上，不能利用淀粉，大多数具有利用有机酸的能力，分解利用蛋白质、脂肪的能力很弱，少数较强。,曲霉属,青霉属,根霉属,毛霉属,其他,第二节 影响食品腐败变质的因素,微生物,食品的特性,环境因素,食品的理化性质,食品的种类,营养组成,基质条件,完整性,水分,PH值,渗透压,较易保存的食品,易保存的食品,易腐败变质的食品,第二节 影响食品腐败变质的因素,微生物,食品的特性,环境因素,阳光和空气,温度和湿度,食品在温度较高的环境中存放可加速

4、微生物的生长繁殖，特别在温度25-40度，相对湿度超过70%时，是大多数微生物生长繁殖的最适宜条件。富含蛋白质的鱼、肉、蛋、豆制品在这种环境中存放，则会发生发粘、发霉、变色、变味甚至发臭。,紫外线、氧的作用可促进油脂氧化和酸败 空气中的氧气可促进好氧性腐败菌的生长繁殖，从而加速食品的腐败变质。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,1、氨基酸的分解 氨基酸通过脱氨基、脱羧基被分解。,在氨基酸脱氨反应中，通过氧化脱氨生成羧酸和-酮酸，直接脱氨则生成不饱和脂肪酸，若还原脱氨生成有机酸。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,1、氨基酸

5、的分解 氨基酸通过脱氨基、脱羧基被分解。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,1、氨基酸的分解 氨基酸通过脱氨基、脱羧基被分解。,脱氨脱羧同时进行 通过加水分解、氧化和还原等方式生成醇、脂肪酸、碳氢化合物和氨、二氧化碳。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,2、胺的分解 腐败中生成的胺类通过细菌的的胺氧化酶被分解最后生成氨、二氧化碳和水。,RCH2NH2 O H2O RCHO H2O2 NH3 （胺 ） 过氧化氢通过过氧化氢酶被分解，同时醛也经过相应酶再分解为二氧化碳和水。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪

6、类,碳水化合物类,3硫醇的生成 硫醇是通过含硫化合物的分解而生成的。例如中硫氨酸被甲硫氨酸脱硫醇脱氨基酶进行如下的分解作用。,CH3SCH2CHNH2COOHH2O 甲硫氨酸 CH3SH NH3 CH3CH2COCOOH 甲硫醇 酮酸,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,4三甲胺的生成,鱼贝类、肉类的正常成分三甲胺氧化物被细菌的三甲胺氧化还原酶还原生成三甲胺，此时细菌需要一些中间代谢产物(有机酸、糖、氨基酸等)作为供氢体。 （CH3)NONADH (CH3)3NNAD 三甲胺,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造

7、成的食品腐败变质的鉴定,(1)感官试验 感官试验是以人的视觉、嗅觉、触觉、味觉来查验食品初期腐败变质的方法，比较简单。食品初期腐败时，产生一种腐败臭(胺臭、氨臭、酒精臭、酸败臭、刺激臭、霉臭、粪便臭、酯臭等)，颜色发生变化(退色、变色、着色、失去光泽等)，出现变软、变黏等现象；食品味道淡薄，有异味、无味，有刺激性等。 人的嗅觉刺激阈值在空气中的浓度（mol/L）为：氨2.14x10-8、 三甲胺5.01xl0-9、 硫化氢1.9110-10、 粪臭素1.29X10-10。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,(2)活菌数的

8、测定和TTC试验 检查食品中的活菌数是判定食品腐败的有效方法。发酵食品含有许多微生物，这时不能仅凭活苗菌数来了解腐败程度。活菌数的测定虽然培养时间长，不方便，但要调查腐败的过程却是不可缺少的。一般食品中的活菌数达到l08g时，则可认为处于初期腐败阶段。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,TTC(氯化三苯四唑)试验 是测定食品中细菌繁殖程度的一种简便的酶化学方法。具体方法为：将0.2TTC(2，3，5-氯化三苯四唑)注入食品，如每克样品存在有几百万至千万及更多细菌时,其脱氢酶使食品中基质物质氧化TTC作为氢的接受体而被还原

9、，形成红色的甲(formazan) 所以根据变红的程度就可以判别腐败的程度。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,(3)化学检查法 检查的对象是腐败时产生的氨、胺类等腐败生成物，有时pH的变化也可作为参考。 挥发性盐基总氮（TVBN）； 系指肉、鱼类样品浸出掖在弱碱性条件下与水蒸气一起蒸馏出来的总氟量，该指标现已列人我国食品卫生标准。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,三甲胺： 三甲胺是构成挥发性盐基总氮的主要胺类之一，鱼虾等水产品腐败时的常见产物，

10、是季胺类含氮物经微生物还原产生的。把被检体用蒸馏法或扩散法分离后，用气相色谱法进行定量，或者以简便法把三甲胺制成碘的复盐，用二氯乙烯抽取测定。 新鲜鱼肉中没有三甲胺初期腐败时，其量可达46mg100g,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,组胺： 在鱼贝类的腐败过程中，通过细菌的组氨酸脱羧酶使组氨酸脱胺生成组胺。鱼肉中的组胺达到410mg100g，就会发生变态反应性的食物中毒。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,K值： K值是指ATP分解的低级产物肌苷

11、（HxR）和次黄漂呤(Hx)占ATP系列分解产物 ATP+ADP+AMP+IMP+ HxR+ Hx的百分比，主要适用于鉴定鱼类早期腐败。 若K=20说明鱼体绝对新鲜， K=40鱼体开始有腐败迹象。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,PH的变化： 随着食品的腐败，其pH发生变化。含碳水化合物多的食品，由于细菌生长使有机物发酵产酸pH降低，其他食品则不尽相同。腐败细菌不会使PH完全降低，有时还会慢慢上升。一般来说，腐败开始时食品的PH略微降低，随后上升，多呈现V字形变动。由于食品的种类、加工方法、微生物不同，pH的变动有很大

12、差别，所以一般不用pH作为初期腐败的指标。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,5蛋白质分解造成的食品腐败变质的鉴定,(4)物理指标 食品腐败的物理指标，主要是根据蛋白质分解时低分子物质增多这一现象，先后测定食品浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点、粘度及pH等指标，其中肉浸液的粘度测定尤为敏感，能反映腐败变质的程度。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,食用油脂与食品中脂肪的腐败程度，受脂肪的饱和程度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化物以及铜、铁、镍等金属离子的影响。油脂本身的脂肪酸不饱和度和油料动植物残渣等，均有促进油脂腐败的

13、作用。油脂腐败的化学反应主要是油脂自身氧化过程，其次是加水水解。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,油脂的自身氧化基本经过三个阶段。,1起始反应 脂肪酸(RH)在能量(如紫外线)作用下产生自由基。,2传播反应 自由基使其他基团氧化生成新的自由基，循环往复，不断氧化。,3终结反应 在抗氧化物作用下，自由基消失，氧化过程终结，产生一些相应产物。,在这一系列氧化过程中，主要的分解产物是氢过氧化物、羰基化合物如醛类、酮类、低分子脂肪酸、醇类、酯类等，还有如脂肪酸聚合物、缩合物等如二聚体、三聚体等。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类

14、,水解作用如脂肪在细菌脂肪酶的作用下加水生成游离脂肪酸、甘油及其不完全分解产物的甘油一酯、甘油二酯等。,脂肪自身氧化以及加水分解所产生的复杂分解产物，使食品油脂或食品中脂肪带有若干明显特征：,氧化值上升，这是脂肪腐败最早期的指标,酸度上升，羰基(醛酮)反应阳性,脂肪酸的分解必然影响其固有的碘价(值)、凝固点(溶点)、比重、折光指数、皂化价等，使其发生变化。,第三节 食品腐败变质的生化过程及产物,蛋白质类,脂肪类,碳水化合物类,含碳水化合物较多的食品在细菌、酵母和霉菌所产生的相应酶作用下发生分解或酵解，生成各种碳水化合物的低级产物，如醇类、羧酸、醛、酮、二氧化碳和水。,1醇类发酵 例如酵母、细菌

15、利用碳水化合物能生成乙醇、高级脂肪醇和二氧化碳；耐高渗透压酵母利用碳水化合物会产生甘油；丙酮丁醇梭状芽孢杆菌发酵过程生成丁醇。,2羧酸生成 乳酸菌利用碳水化食物发酵乳酸； 醋酸杆菌发酵生成乙酸； 根霉利用淀粉发酵产生乳酸和乙醇。,3.生成醛酮 丙酮丁醇梭状芽孢杆菌发酵过程生成丙酮；酵母酒精发酵中会产生副产物乙醛。,第四节 食品腐败变质的常见类型、危害及其控制,食品腐败变质的常见类型,1变黏 腐败变质食品变质主要是由于细菌生长代谢形成的多糖所致，常发生在以碳水化合物为主的食品中。常见的使食品变黏的微生物有：黏液产碱杆菌、产碱杆菌、无色杆菌属、乳酸杆菌、明串珠菌等，少数酵母也会使食品腐败变黏。,2

16、变酸 食品变酸常发生在碳水化合物为主的食品和乳制品中。食品变酸主要是由于腐败微生物生长代谢产酸所致，主要的微生物包括：醋酸菌属，丙酸菌属，假单孢菌属，微球菌属，乳酸链球菌属和乳酸杆菌科各属细菌等；少数霉菌如根霉也会利用碳水化合物产酸，从而造成食品腐败变质。,3变臭 食而变臭主要是由于细卤分解蛋白质为主的食品产生有机胺、氨气、硫醇和粪臭素等所致。常见的分解蛋白质的细菌有：梭状芽孢杆菌属，变形杆菌属属，芽孢杆菌属等。假单抱菌属、芽孢杆菌属。,第四节 食品腐败变质的常见类型、危害及其控制,食品腐败变质的常见类型,4发霉和变色 食品发霉主要发生在碳水化合物为主的食品。使食品变色除霉菌生长代谢引起的色素

17、分泌外，还有细菌的作用。如嗜盐菌属，黏质沙门氏菌，玫瑰色微球菌，荧光假单胞菌，黄细菌属，黄色微球菌，黑色假单胞菌和变形杆菌属的细曲等均可控食品腐败产生色变。,5变浊 变浊发生在液体食品。食品变浊是一种复杂的变质现象，发生于各类食品中。酵母菌(球拟酵母、假丝酵母利啤酒醉母)在高酸性罐藏食品中生长能引起汁液浑浊和沉淀；酵母菌的酒精发酵能引起果汁的混浊；肉汁类液体食品的浑浊主要由细菌引起。,6变软 变软主要发生于水果蔬菜及其制品。变软的原因是水果蔬菜内的果胶质等物质被微生物分解。分解果胶的微生物包括：细菌如胡萝卜软腐欧氏杆菌、软腐欧氏杆菌、环状芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌；霉菌如黑曲霉、米曲霉、灰绿青霉、

18、蜡叶芽枝霉、大毛霉等。,第四节 食品腐败变质的常见类型、危害及其控制,食品腐败变质的危害,产生厌恶感 降低 营养价值 引起中毒 或 潜在危害,如蛋白质在分解过程中可以产生合机胺、硫化氢、硫醇、吲跺、粪臭素等，细菌和霉菌在繁殖过程中能产生色素， 脂肪腐败的“哈喇”味和碳水化合物分解后产生的特殊气味,由于食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物腐败变质后结构发生变化,(1)急性毒性 (2)慢性毒性或潜在危害 甚至可以表现为致癌、致畸、致突变的作用。,第四节 食品腐败变质的常见类型、危害及其控制,食品腐败变质的控制原理与方法,原理： 1、阻止或消除微生物的污染； 2、抑制微生物的生长和代谢； 3、杀死微生物。

19、,脱水干燥 辐照,低温保藏法 增加渗透压 提高氢离子浓度 脱水干燥,加热杀菌法 提高氢离子浓度 辐照 化学添加剂,低温保藏的原理： 1、低温可以降低或抑制食品中微生物的增殖速度。 A、一般微生物的生长特点为： 10以下，大为减弱；104.5缓慢，低于0，有些虽能生长但不能分解蛋白质和脂肪，对碳水化合物发酵能力也较弱。 例如：肉毒杆菌，增殖的温度为10，沙门氏菌和葡萄球菌温度为6.7。,B、有些嗜冷菌耐冷菌对低温有耐受性。 例如：荧光假单胞菌，酵母菌和霉菌在0以下仍然生长，繁殖，有的在-6-10缓慢生长。 为什么在低温下就抑制生长繁殖？ 这主要与水分活性有关： 纯水：0、-10、-20、-30

20、AW：1.0、 0.907、 0.823、 0.750 低温对微生物的影响，必须清楚的认识到：低温只是抑制微生物的生长，并不是杀死微生物。,2、抑制食品中酶的活力并能降低食品内一切化学反应速度； 低温可减弱食品中本身的酶的活力；同时也减弱污染微生物产生的酶类。 一般情况下，酶的反应速度随度的变化而变化。温度上升，反应加快，温度下降反应减弱，酶的最适宜的温度为10-40之间，一般为37，低温只是抑制酶的活性，但不是使酶失活，它仍然有活性。,脂酶在-35有活性。糖原酶在-79还有催化作用。 一般温度每升高或降低10，化学反应，增加1倍，或减至1/2。 低温对食品的作用主要用于保藏，低温食品的保藏是

21、有限的，不是无限的，时间长即变质了。,冷冻与解冻对食品卫生质量的影响： 1、冷冻对食品营养素的影响 1）蛋白质 ：-20冻结，6-12个月，蛋白质变性，但不分解，对人体利用蛋白质无影响。 2）脂肪 ：脂肪在冷藏时易酸败， -12、10周（2个半月）明显酸化，30周达到高峰。脂肪性维生素A随之破坏。 -23脂肪不变化。,3）碳水化合物 很少变化，有部分蔗糖转 化为糖，对营养价值没有影响。 4）矿物质 只要汁液不外流，实际没有损失。 5）维生素： B1、B2损失极微，蔬菜水果中 的维生素C，温度越低变化越少， -20以下不减少，-40无变化， 豌豆，龙虾菜，Vc含量在-2010 个月无变化，-18

22、度减少很低，-12度减少明显。 -9度六个月减少一半。,2、冷冻与解冻对食品结构的影响； 食品在冷藏及解冻过程中，不发生感官性质的改变，但常由于冷冻方式的不同，影响组织的结构变化。 食品的冷冻和解冻是两大变化过程： 1）急冻；指30分钟内使食品降至-5以下，或-5冰层以每小时以5-20厘米的速度向食品中心推进。 冷冻速度不同使食品结构变化不同。这与食品中的水分形成冰晶有关。 实验中发现：冷冻温度、时间不同，食品中的水分冰晶变化不同：,食品冷冻时冰晶的形成： 冷冻是一个由液态转变成固态的过程。在这一过程中，冰晶的形成与温度和时间有关，当冷冻缓慢时，在冰晶生成带滞留的时间长，那么就会出现冰晶体积大，压迫周围组织，使食品细胞组织受伤破裂，未结冰水向冰晶集中，造成食品局部脱水，成分浓缩，PH改变。同时体积增加9%。,2）解冻：食品冷冻以后，解冻。 解冻时温度、时间不同，食品的组织结构变化不同。 148小时，汁液损失1.76%； 1025小时，汁液损失3.27%，组织状态完全恢复。 2520小时，汁液损失4.20%，组织状态大部分恢复。,急速解冻：急速升温，解冻食品，食品体积突然变化，溶解水来不及被食品细胞吸收，自由水增多。汁液外流，降低食品的质量。 缓慢解冻：