第二章食品保藏的基本原理

1、 本章的主要內容及重點本章的主要內容及重點 溫度對食品變質腐敗的抑制作用 水分活度對食品變質腐敗的抑制作用 PH對食品變質腐敗的抑制作用 電離輻射對食品變質腐敗的抑制作用 其他因素對食品變質腐敗的抑制作用 一、溫度與微生物的關系 （一）高溫對微生物的殺滅作用（一）高溫對微生物的殺滅作用 1 1、微生物的耐熱性、微生物的耐熱性 分類：嗜熱菌、中溫性菌、低溫性菌、嗜冷菌分類：嗜熱菌、中溫性菌、低溫性菌、嗜冷菌 產芽孢菌比非芽孢菌耐熱產芽孢菌比非芽孢菌耐熱 芽孢具有較強的耐熱性芽孢具有較強的耐熱性 2 2、影響微生物耐熱性的因素、影響微生物耐熱性的因素 微生物的種類微生物的種類 微生物的生理狀態(tài)微生

2、物的生理狀態(tài) 培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度 熱處理溫度和時間熱處理溫度和時間 初始活菌數初始活菌數 水分活度水分活度 PHPH值值 蛋白質蛋白質 脂肪脂肪 鹽類（取決于鹽的種類和濃度） 糖類（取決于糖的種類和濃度） 其他因素（防腐劑、真空度等） 3、耐熱性的表示方法耐熱性的表示方法 加熱時間與細菌芽孢致死率之關系加熱時間與細菌芽孢致死率之關系 熱力致死速率曲線熱力致死速率曲線 圖圖2-42-4 D D值（指數遞減時間）值（指數遞減時間）在一定的環(huán)境和熱力致死在一定的環(huán)境和熱力致死 溫度下，殺死某細菌群原有殘存活菌數的溫度下，殺死某細菌群原有殘存活菌數的90%90%所需要的加所需要的加 熱時間。熱時間。 D

3、 D值越大，表示細菌死亡速率越慢，細菌的耐熱性就值越大，表示細菌死亡速率越慢，細菌的耐熱性就 越強。越強。 TRTTRT（熱力指數遞減時間）（熱力指數遞減時間）在任何熱力致死條件在任何熱力致死條件 下將細菌或芽孢數減少到原有殘存活菌數的下將細菌或芽孢數減少到原有殘存活菌數的1/101/10n n時所需時所需 要的加熱時間。要的加熱時間。 TRTTRT值本質上與值本質上與D D值相同值相同 TRT=nDTRT=nD 加熱溫度與細菌芽孢致死率之關系加熱溫度與細菌芽孢致死率之關系 熱力致死時間曲線熱力致死時間曲線 圖圖2-52-5 TDT TDT值（熱力致死時間）值（熱力致死時間）在某一恒定溫度條件

4、下，在某一恒定溫度條件下， 將食品中的某種微生物活菌（細菌和芽孢）全部殺死所需將食品中的某種微生物活菌（細菌和芽孢）全部殺死所需 要的時間。要的時間。 TDTTDT值越大，表示細菌的耐熱性就越強。值越大，表示細菌的耐熱性就越強。 Z Z值值指指TDTTDT值變化值變化90%90%（一個對數循環(huán)）所對應的（一個對數循環(huán)）所對應的 溫度變化。溫度變化。 Z Z值小的微生物對溫度的敏感程度高，在高溫下所需值小的微生物對溫度的敏感程度高，在高溫下所需 時間比低溫下所需時間少。時間比低溫下所需時間少。 F F值值在一定的加熱致死溫度（在一定的加熱致死溫度（121.1121.1）下，殺死）下，殺死 一定濃

5、度的微生物所需要的加熱時間。一定濃度的微生物所需要的加熱時間。 F F值可用來比較值可用來比較Z Z值相同的細菌的耐熱性，值相同的細菌的耐熱性， F F值越大則值越大則 表示細菌的耐熱性越強。表示細菌的耐熱性越強。 （二）低溫對微生物的抑制作用（二）低溫對微生物的抑制作用 1 1、微生物的耐冷性、微生物的耐冷性 因微生物的種類而異因微生物的種類而異 （球菌桿菌；酵母霉菌和細菌（球菌桿菌；酵母霉菌和細菌 ） 與培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)時間、冷卻速度、冷卻終溫、與培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)時間、冷卻速度、冷卻終溫、 初始菌數等因素有關初始菌數等因素有關 與食品的與食品的PHPH有關有關 與食品的水分含量有關與食

6、品的水分含量有關 與氧氣含量有關與氧氣含量有關 2、低溫對微生物的抑制作用低溫對微生物的抑制作用 與微生物的種類有關與微生物的種類有關 處于生物學零度（繁殖速度為零）的微生物處于生物學零度（繁殖速度為零）的微生物 不能生長繁殖，也不會死亡。不能生長繁殖，也不會死亡。 低溫沖擊（低溫休克）能造成部分微生物死低溫沖擊（低溫休克）能造成部分微生物死 亡亡 緩慢凍結和解凍造成的損傷快速凍結和解緩慢凍結和解凍造成的損傷快速凍結和解 凍凍 （一）高溫對酶活性的鈍化作用及酶的熱變性（一）高溫對酶活性的鈍化作用及酶的熱變性 溫度對酶穩(wěn)定性的影響溫度對酶穩(wěn)定性的影響 圖圖2-82-8 大多數酶的最適溫度范圍為大

7、多數酶的最適溫度范圍為20204040 可以用可以用D D值、值、 F F值和值和Z Z值來表示酶的耐熱性。值來表示酶的耐熱性。 EaEa（反應活化能）（反應活化能）使反應分子由一般分子變成活化分子所使反應分子由一般分子變成活化分子所 需的能量。需的能量。 Q Q10 10（溫度系數） （溫度系數）溫度每增加溫度每增加10K10K時因酶活性變化所增加的時因酶活性變化所增加的 化學反應率?；瘜W反應率。 （二）低溫對酶活性的抑制作用（二）低溫對酶活性的抑制作用 隨著溫度下降，酶的活性降低（圖隨著溫度下降，酶的活性降低（圖2-102-10） 抑制作用因酶的種類不同而有明顯差異抑制作用因酶的種類不同而

8、有明顯差異 對動物（特別是溫血動物）性食品中的酶比植物對動物（特別是溫血動物）性食品中的酶比植物 （特別是低溫環(huán)境下生產的植物）性食品中的酶影（特別是低溫環(huán)境下生產的植物）性食品中的酶影 響大響大 在長期冷藏中，酶的作用仍可使食品變質在長期冷藏中，酶的作用仍可使食品變質 大多數酶的大多數酶的Q Q10 10大約為 大約為2 2 3 3 氧化作用 生理作用 蒸發(fā)作用 機械損害 低溫冷害 一、有關水分活度的基本概念 （一）水分活度（一）水分活度（A AW W） 定義：定義：指某種食品體系中，內部水蒸氣壓與同溫度指某種食品體系中，內部水蒸氣壓與同溫度 下純水蒸氣壓之壓。下純水蒸氣壓之壓。 是對介質內

9、能夠參與化學反應的水分的估量（有效是對介質內能夠參與化學反應的水分的估量（有效 水分）水分） 大多數新鮮食品的大多數新鮮食品的A AW W值在值在0.950.951 1之間，之間，A AW W 0.650.65能能 生長的微生物極少，一般控制生長的微生物極少，一般控制A AW W 0.70.7 受食品的組成、溫度、添加劑的影響受食品的組成、溫度、添加劑的影響 （二）水分吸附等溫線（二）水分吸附等溫線 定義：定義：在恒定溫度下，食品的水分含量與其水分活在恒定溫度下，食品的水分含量與其水分活 度之間的關系。（圖度之間的關系。（圖2-122-12） 與食品的種類有關與食品的種類有關 結合水不能作為溶

10、劑，也難以結冰結合水不能作為溶劑，也難以結冰 單層結合水（單層結合水（A A部分）吸附最牢固，很難去除部分）吸附最牢固，很難去除 截留水（滲透壓、結構維持）水可作為溶劑截留水（滲透壓、結構維持）水可作為溶劑 游離水可作為溶劑，也可結冰，能被微生物和化學游離水可作為溶劑，也可結冰，能被微生物和化學 反應利用反應利用 體相水占生鮮食品總含水量的體相水占生鮮食品總含水量的95%95%左右左右 二、水分活度與微生物的關系 （一）微生物生長和水分活度的關系（一）微生物生長和水分活度的關系 微生物的生長需要一定的水分活度。微生物的生長需要一定的水分活度。 大多數細菌在大多數細菌在A AW W =0.93

11、=0.93時即不能生長。時即不能生長。 通常大多數霉菌的最低通常大多數霉菌的最低A AW W 為為0.80.8左右，而耐干霉菌在左右，而耐干霉菌在 A AW W 降低到降低到0.70.7以下仍可生長。以下仍可生長。 大多數酵母菌的最低生長大多數酵母菌的最低生長A AW W 在在0.880.880.910.91之間。之間。 受基質組成、溫度、氧氣、受基質組成、溫度、氧氣、PHPH值等因素的影響。值等因素的影響。 （二）微生物的耐熱性和水分活度的關系（二）微生物的耐熱性和水分活度的關系 受環(huán)境水分活度的影響受環(huán)境水分活度的影響 高濕條件下微生物的耐熱性降低高濕條件下微生物的耐熱性降低 霉菌孢子的耐

12、熱性隨霉菌孢子的耐熱性隨A AW W 的降低而呈增大的傾向的降低而呈增大的傾向 （三）細菌芽孢的形成及毒素的產生和水分活度的（三）細菌芽孢的形成及毒素的產生和水分活度的 關系關系 細菌芽孢的形成比生長所需的水分活度要高細菌芽孢的形成比生長所需的水分活度要高 水分活度低于某個程度時，毒素的產生量會急劇降水分活度低于某個程度時，毒素的產生量會急劇降 低甚至不產生毒素低甚至不產生毒素 三、水分活度與酶的關系 必須控制水分活度在最低必須控制水分活度在最低A AW W 以上酶才能起催化作用。以上酶才能起催化作用。 當水分活度在中等偏上范圍內增大時，酶活性也逐當水分活度在中等偏上范圍內增大時，酶活性也逐

13、漸增大。漸增大。 一般在低一般在低A AW W 時，酶的穩(wěn)定性較高。時，酶的穩(wěn)定性較高。 四、水分活度與其他變質因素的關系 中濕食品（中濕食品（A AW W= 0.6= 0.60.80.8）最易發(fā)生非酶褐變。）最易發(fā)生非酶褐變。 當當A AW W= 0.2= 0.20.50.5時，脂類的氧化速度最小，過低或時，脂類的氧化速度最小，過低或 過高氧化速度都會加快；當過高氧化速度都會加快；當A AW W 超過超過0.80.8時，氧化速時，氧化速 度降低。度降低。 一、PH與微生物的關系 絕大多數微生物的最適絕大多數微生物的最適PHPH在在6.66.67.57.5之間。之間。 霉菌能適應的霉菌能適應的

14、PHPH范圍最大，細菌能適應的范圍最大，細菌能適應的PHPH范圍最范圍最 小，酵母菌介于二者之間。小，酵母菌介于二者之間。 腐敗細菌的最低耐受腐敗細菌的最低耐受PHPH通常在通常在4.04.0以上。以上。 微生物的最適微生物的最適PHPH受其他因素的影響（酸的種類、鹽受其他因素的影響（酸的種類、鹽 等）。等）。 PHPH值常常作為食品殺菌強度的主要依據。值常常作為食品殺菌強度的主要依據。 二、PH與酶的關系 酶的活性受其所處環(huán)境酶的活性受其所處環(huán)境PHPH值的影響。值的影響。 偏離其最適偏離其最適PHPH范圍，酶的活性將降低。范圍，酶的活性將降低。 酶的最適酶的最適PHPH受多種因素的影響（酶

15、的種類、溫度、受多種因素的影響（酶的種類、溫度、 反應時間、底物性質及濃度反應時間、底物性質及濃度）。）。 注意可逆失活對食品質量的影響。注意可逆失活對食品質量的影響。 圖圖2-182-18 等電點附近的等電點附近的PHPH條件下，酶的熱穩(wěn)定性最好。條件下，酶的熱穩(wěn)定性最好。 三、PH與其他變質因素的關系 蛋白質類食品在中性到堿性的蛋白質類食品在中性到堿性的PHPH范圍內加熱，容易范圍內加熱，容易 產生產生NHNH3 3及及H H2 2S S等化合物。等化合物。 當當PH6.3PH6.3以上時，魚、貝類罐頭易產生磷酸鎂銨結晶，以上時，魚、貝類罐頭易產生磷酸鎂銨結晶， 影響產品質量。影響產品質量

16、。 在酸性或強酸性條件下腌制食品，亞硝酸鹽易生成在酸性或強酸性條件下腌制食品，亞硝酸鹽易生成 亞硝胺。亞硝胺。 一、有關輻射的基本概念 （一）輻射線的種類及其特性（一）輻射線的種類及其特性 種類：種類：X X射線、射線、射線、射線、射線、射線、射線。射線。 X X射線：波長在射線：波長在100 100 150nm150nm之間的電磁波。穿透能力強，但效之間的電磁波。穿透能力強，但效 率低。（一般不用作食品殺菌）率低。（一般不用作食品殺菌） 射線：高速運動的氦核，電離作用強，穿透力弱。（不用作射線：高速運動的氦核，電離作用強，穿透力弱。（不用作 食品殺菌）食品殺菌） 射線：高速運動的電子束，但電

17、離作用比射線：高速運動的電子束，但電離作用比射線弱，穿透力射線弱，穿透力 比比射線強。射線強。 射線：波長非常短的電磁波束，穿透能力強，但電離作用比射線：波長非常短的電磁波束，穿透能力強，但電離作用比 射線、射線、射線弱。射線弱。 （二）輻射的計量單位（二）輻射的計量單位 倫琴倫琴 電子伏特電子伏特 物理倫琴當量或輪普物理倫琴當量或輪普 拉德拉德 格瑞格瑞 二、電離輻射與微生物的關系 （一）電離輻射的殺菌作用（一）電離輻射的殺菌作用 直接破壞微生物遺傳因子的代謝，導致其死亡。直接破壞微生物遺傳因子的代謝，導致其死亡。 （直接作用）（直接作用） 輻照產生自由基，抑制微生物生長。（間接作用）輻照產

18、生自由基，抑制微生物生長。（間接作用） 電離輻射的不同目的。電離輻射的不同目的。 表表2-82-8 （二）影響輻射殺菌效果的因素（二）影響輻射殺菌效果的因素 放射線的種類。電離密度越大的，殺菌效果越好放射線的種類。電離密度越大的，殺菌效果越好 照射劑量。照射效果依賴于照射強度照射劑量。照射效果依賴于照射強度 微生物的種類。革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌微生物的種類。革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌 產芽孢菌不產芽孢菌產芽孢菌不產芽孢菌 最初污染程度。最初污染程度大則殺菌效果差最初污染程度。最初污染程度大則殺菌效果差 介質的組成。降低殺菌效果：蛋白質、氨基酸、葡萄糖、甘油類、介質的組成。降低殺菌效果：蛋白質、

19、氨基酸、葡萄糖、甘油類、 硫化氫類、亞硫酸鹽類、抗壞血酸鹽等硫化氫類、亞硫酸鹽類、抗壞血酸鹽等 增加殺菌效果：亞硝酸鹽、維生素增加殺菌效果：亞硝酸鹽、維生素k k、無機鹵素化、無機鹵素化 合物、酚的鹵代物、氯仿、含水三氯乙醛等合物、酚的鹵代物、氯仿、含水三氯乙醛等 氧氣。有氧條件可增強輻射效果，即降低抗輻射能力氧氣。有氧條件可增強輻射效果，即降低抗輻射能力 食品的物理狀態(tài)。脫水和凍結食品的抗輻射能力更強食品的物理狀態(tài)。脫水和凍結食品的抗輻射能力更強 菌齡。緩慢生長期抗輻射能力最強，進入對數期后逐漸降低菌齡。緩慢生長期抗輻射能力最強，進入對數期后逐漸降低 三、電離輻射與酶的關系 破壞蛋白質的結構

20、，導致蛋白質變性，酶失活。破壞蛋白質的結構，導致蛋白質變性，酶失活。 純酶的稀溶液對輻射很敏感，若增加濃度則必須增純酶的稀溶液對輻射很敏感，若增加濃度則必須增 加輻照劑量。加輻照劑量。 水溶液中酶的輻照敏感性隨溫度的升高而增加。水溶液中酶的輻照敏感性隨溫度的升高而增加。 -SH-SH基團的存在能增加對輻射的敏感性。基團的存在能增加對輻射的敏感性。 有水存在時，酶的失活程度較高。有水存在時，酶的失活程度較高。 氧的存在會增強酶對輻射的敏感性。氧的存在會增強酶對輻射的敏感性。 酶存在的環(huán)境條件越復雜，酶的輻射敏感性越低。酶存在的環(huán)境條件越復雜，酶的輻射敏感性越低。 一、高壓 高壓保藏是指將包裝食品

21、置于高壓高壓保藏是指將包裝食品置于高壓(100(1001000MPa 1000MPa ） 下處理，以延長食品保質期的一種保藏方法。下處理，以延長食品保質期的一種保藏方法。 大多數微生物能夠在大多數微生物能夠在202030MPa30MPa下生長，但超過下生長，但超過 50MPa50MPa時則受到抑制。時則受到抑制。 一般高壓可降低微生物的生長繁殖速度，特高壓可一般高壓可降低微生物的生長繁殖速度，特高壓可 引起微生物的死亡。引起微生物的死亡。 100100300MPa300MPa的壓力引起的蛋白質變性是可逆的，的壓力引起的蛋白質變性是可逆的， 300MPa300MPa以上則是不可逆的。以上則是不可

22、逆的。 二、滲透壓 提高食品的滲透壓可抑制微生物的生長，甚至死亡。提高食品的滲透壓可抑制微生物的生長，甚至死亡。 大多數微生物的耐壓能力為大多數微生物的耐壓能力為3553551783KPa1783KPa。 當鹽濃度為當鹽濃度為1%1%3%3%時，大多數微生物受到抑制。時，大多數微生物受到抑制。 10%10%以上的食鹽或以上的食鹽或65%65%以上的食糖濃度下，大多數微以上的食糖濃度下，大多數微 生物不能生長。生物不能生長。 三、煙熏 常與食品的腌漬保藏相結合。常與食品的腌漬保藏相結合。 一般用于動物食品的制作。一般用于動物食品的制作。 熏煙中的酚、醛、有機酸等具有較強的殺菌和抗氧熏煙中的酚、醛

23、、有機酸等具有較強的殺菌和抗氧 化作用?；饔?。 熏煙的抑菌作用僅限于食品表面。熏煙的抑菌作用僅限于食品表面。 四、氣體成分 降低氧氣含量（降低氧氣含量（21%2%21%2%6%6%）或提高二氧化碳含量）或提高二氧化碳含量 （0.03%3%0.03%3%以上），可抑制果蔬的呼吸作用。以上），可抑制果蔬的呼吸作用。 MAMA法（包裝前抽真空，然后充入惰性氣體）常用于法（包裝前抽真空，然后充入惰性氣體）常用于 無呼吸功能的食品貯存。無呼吸功能的食品貯存。 低溫配合氣調貯藏，效果更好。低溫配合氣調貯藏，效果更好。 五、發(fā)酵 主要有乳酸發(fā)酵、乙醇發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等。主要有乳酸發(fā)酵、乙醇發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等。

24、 代謝產物要有一定的濃度代謝產物要有一定的濃度( (乳酸乳酸0.7%0.7%以上；醋酸以上；醋酸1%1% 2%2%；乙醇；乙醇10%10%以上）。以上）。 改善食品風味及質構。改善食品風味及質構。 六、包裝 （一）食品的包裝與材料（一）食品的包裝與材料 對包裝食品的保護性對包裝食品的保護性 足夠的機械強度足夠的機械強度 合適的加工特性合適的加工特性 衛(wèi)生和安全性衛(wèi)生和安全性 方便性方便性 經濟性經濟性 （二）食品包裝對食品保藏的影響（二）食品包裝對食品保藏的影響 防止微生物及其引起的食品變質防止微生物及其引起的食品變質 防止化學因素引起的食品變質防止化學因素引起的食品變質 防止物理因素引起的食品變質防止物理因素引起的食品變質 防止機械損壞防止機械損壞 防盜與防偽防盜與防偽 （三）隔絕性食品包裝（三）隔絕性食品包裝 食品的防氧包裝食品的防氧包裝 采用防氧包裝材料，主要有真空包裝、脫氧采用防氧包裝材料，主要有真空包裝、脫氧 包裝、