弟八章-化學(xué)保鮮技術(shù)省公開課金獎(jiǎng)全國賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第八章食品化學(xué)保鮮技術(shù)防腐劑、殺菌劑、脫氧劑、抗氧化劑1/55第一節(jié)概述食品化學(xué)保鮮是指在食品生產(chǎn)和貯運(yùn)過程中使用化學(xué)試劑（食品添加劑），以提升食品耐藏性和到達(dá)某種加工目標(biāo)。主要作用就是保持或提升食品品質(zhì)和延長食品保藏期。2/55多數(shù)化學(xué)試劑需控制其使用量，只能控制和延緩微生物生長，或只能在短時(shí)間內(nèi)延緩食品化學(xué)改變，所以，這種方法屬于一個(gè)暫時(shí)性或輔助性保藏方法。通常將蛋白質(zhì)變質(zhì)稱之為腐敗，碳水化合物變質(zhì)稱之為發(fā)酵，脂類變質(zhì)稱之為酸敗。能夠用化學(xué)方法或物理方法來預(yù)防有害微生物破壞。利用抑菌或殺菌化學(xué)藥劑稱為防腐劑。3/55食品防腐保鮮含義是在貯藏過程中保持食品固有色、香、味、形及其營養(yǎng)成份，為此而應(yīng)用化學(xué)品稱為防腐保鮮劑。防腐是針對有害微生物。一是預(yù)防微生物造成食品腐爛，二是預(yù)防產(chǎn)毒微生物危害。保鮮是針對食品本身品質(zhì)。依據(jù)化學(xué)保鮮劑保鮮機(jī)理不一樣，可分為：防腐劑、殺菌劑、脫氧劑和抗氧化劑。4/55第二節(jié)食品防腐劑食品防腐劑從狹義上即對微生物主要作用性質(zhì)講，防腐劑是指抑制微生物繁殖物質(zhì)，或稱為抑菌劑，而殺滅微生物物質(zhì)則稱為殺菌劑。5/55一、防腐劑抑菌原理食品防腐劑抑菌作用主要是經(jīng)過改變微生物發(fā)育曲線使微生物發(fā)育停頓在遲緩增殖遲滯期，而不進(jìn)入急劇增殖對數(shù)期，延長微生物繁殖一代所需要時(shí)間，即所謂“靜菌作用”。6/55細(xì)菌引發(fā)食品腐?。杭?xì)菌作用于各類食品，使食品原有色澤喪失，展現(xiàn)各種顏色，發(fā)出腐臭氣味，產(chǎn)生不良滋味。食品霉變現(xiàn)象：霉菌在代謝過程中利用食品中碳水化合物，蛋白質(zhì)為碳源和氮源生長繁殖，同時(shí)使食品外層長霉或顏色改變，且產(chǎn)生顯著霉味。食品發(fā)酵現(xiàn)象：微生物代謝所產(chǎn)生氧化還原酶使食品中糖發(fā)生不完全氧化而引發(fā)變質(zhì)現(xiàn)象。7/55二、食品防腐劑種類、特征及使用（一）食品防腐劑分類食品防腐劑分類和使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，食品防腐劑按照其起源不一樣可分為化學(xué)合成防腐劑和天然防腐劑。（1）化學(xué)合成防腐劑：苯甲酸鈉、山梨酸鉀、二氧化硫、山梨酸、對羥基苯甲酸酯、亞硫酸鹽、丙酸鹽及硝酸鹽和亞硫酸鹽等。（2）天然防腐劑：是生物體分泌或體內(nèi)存在防腐物質(zhì)，經(jīng)人工提取后即可用作食品防腐劑。如含硫芳香油、抗菌素8/55（二）主要化學(xué)合成防腐劑1、苯甲酸及苯甲酸鈉苯甲酸及苯甲酸鈉又稱為安息香酸和安息香酸鈉。其抑菌機(jī)理是妨礙微生物細(xì)胞呼吸系統(tǒng)。白色結(jié)晶或顆粒，略帶安息香氣味，性質(zhì)穩(wěn)定，易溶于水，為廣譜抑菌劑。在低pH值范圍內(nèi)抑菌效果顯著，最適宜pH值為2.5-4.0，pH高于5.4則失去對多數(shù)霉菌和酵母抑菌作用。苯甲酸及鈉鹽作為防腐劑比較安全，解毒過程在肝臟中進(jìn)行，對肝功效衰弱者不太適宜。苯甲酸抑菌作用主要針對酵母菌和霉菌，細(xì)菌只能部分被抑制，對乳酸菌和梭狀芽孢桿菌抑制效果很弱。9/55使用注意事項(xiàng)A:操作人員需要戴口罩，手套等防護(hù)辦法。B：使用該防腐劑應(yīng)將食品ph調(diào)整到2.5-4.0，以充分發(fā)揮防腐劑作用。C：嚴(yán)格控制使用數(shù)量，以確保食品衛(wèi)生安全性。10/55（二）山梨酸及山梨酸鉀山梨酸及山梨酸鉀又稱為花楸酸和花楸酸鉀，其抑菌機(jī)理為妨礙微生物細(xì)胞中脫氫酶系統(tǒng)，并與酶系統(tǒng)中巰基結(jié)合，使各種主要酶系統(tǒng)被破壞，從而到達(dá)抑菌和防腐效果。無色或白色結(jié)晶，無臭或稍有刺鼻氣味，對光、熱穩(wěn)定，久置空氣中輕易氧化變色，山梨酸微溶于水及有機(jī)試劑，加熱至228℃分解，山梨酸鉀易溶于水及乙醇，加熱至270℃分解。山梨酸及其鉀鹽對污染食品霉菌、酵母和好氣性微生物有顯著抑菌作用，但對于能形成芽孢厭氣性微生物和嗜酸乳桿菌抑制作用甚微。防腐效果隨pH值升高而降低。普通屬于無毒型防腐劑，且能提升食品風(fēng)味及質(zhì)量。11/55使用注意事項(xiàng)A易揮發(fā)，食品加熱后再按要求用量添加，以降低揮發(fā)損失。B：操作人員應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡，降低對皮膚和粘膜刺激。C：山梨酸對微生物污染嚴(yán)重食品其防腐效果不顯著。D：預(yù)防氧化，溶解山梨酸時(shí)不能使用銅鐵等容器。E：不易長久與乙醇共存。12/55（三）對羥基苯甲酸酯對羥基苯甲酸酯稱為對羥基安息香酸酯或泊尼金酯，其中對羥基苯甲酸丁酯效果最好。對羥基苯甲酸酯多為白色結(jié)晶，稍有澀味，幾乎無臭，無吸濕性，對光和熱穩(wěn)定，微溶于水，而易溶于乙醇和丙二醇。其抑菌機(jī)理與苯甲酸基本相同，主要使微生物細(xì)胞呼吸酶系統(tǒng)與電子傳遞酶系統(tǒng)活性受抑制，并能破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而起到防腐效果。抑菌作用受pH值影響較小，適用范圍為4-8，以酸性條件下防腐效果很好，屬于廣譜抑菌劑，對霉菌和酵母作用較強(qiáng)。對細(xì)菌中革蘭氏陰性桿菌及乳酸菌作用較弱。是較安全防腐劑。13/55（四）生物防腐劑生物防腐劑是指從植物、動(dòng)植物內(nèi)直接分離出來，或從它們和微生物代謝產(chǎn)物中提取含有防腐作用物質(zhì)，又稱天然防腐劑。普通安全性很好，能滿足人們對食品越來越高要求。14/55A：微生物代謝產(chǎn)物微生物在生長時(shí)能產(chǎn)生一些影響其它微生物生長物質(zhì)——抗生素。只允許乳酸鏈球菌素、尼生素、乳酸菌素、是一些乳酸鏈球菌產(chǎn)生一個(gè)多肽物質(zhì)。乳酸鏈球菌素溶解度伴隨pH升高而下降。能有效抑制革蘭氏陽性菌，對產(chǎn)生孢子革蘭氏陽性菌和枯草芽孢桿菌及嗜熱脂肪芽孢桿菌等有很強(qiáng)抑制作用。但乳酸鏈球菌素對革蘭氏陰性菌霉菌和酵母影響則很弱。可用于灌裝食品、植物蛋白食品以及乳肉制品。納他霉素可用于防霉。噴淋在霉菌輕易增殖、暴露于空氣中食品表面時(shí)，有良好抗霉效果。用于發(fā)酵干酪可選擇性地抑制霉菌繁殖而讓細(xì)菌得到正常生長和代謝。15/55B:酶類溶菌酶是已使用防腐劑之一。最適pH為5~9。溶于食鹽水，遇丙酮、乙醇產(chǎn)生沉淀。溶菌酶還是一個(gè)化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定蛋白質(zhì)。溶菌酶能溶解許多細(xì)菌細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜糖蛋白發(fā)生分解，而造成細(xì)菌不能正常生長。溶菌酶對革蘭氏陽性菌、好氣性孢子形成菌、枯草桿菌、地衣型芽孢菌等都有良好抗菌能力。溶菌酶是無毒性蛋白質(zhì)。16/55C：植物中天然抗菌物質(zhì)植物中抗菌物質(zhì)大致能夠分為4類：植物抗毒素類、酚類、有機(jī)酸類和精油類。酚化合物研究要比其它植物多。天然植物中酚類化合物是食品防腐主要因子，有廣譜抗菌能力。在水果和蔬菜中普遍存在檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸和酒石酸等有機(jī)酸。這些有機(jī)酸除了作為酸味劑、抗氧化劑、增效劑外，還含有抗菌能力。17/55第三節(jié)食品殺菌劑食品殺菌劑從廣義上講，含有抗微生物作用物質(zhì)，只有在以足夠濃度與微生物細(xì)胞直接接觸情況下，才能產(chǎn)生作用。食品殺菌劑按其滅菌特征可分為兩大類：氧化型殺菌劑和還原型殺菌劑。18/55一、殺菌劑作用機(jī)理（一）破壞菌體結(jié)構(gòu)1、對細(xì)胞壁作用2、對細(xì)胞膜作用3、對細(xì)胞內(nèi)容作用（二）影響代謝作用和生理活動(dòng)1、殺菌劑對酶體系作用2、抑制呼吸作用3、影響有絲分裂19/55二、食品殺菌劑種類及特征（一）氧化型殺菌劑氧化型殺菌劑包含過氧化物和氯制劑兩類。在食品保藏中慣用有過氧化氫、過氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精以及其它氧化型殺菌劑。20/55（1）、氧化型殺菌劑作用機(jī)理過氧化物和氯制劑是在食品貯藏中慣用氧化劑殺菌劑。能夠有效殺滅食品中微生物。過氧化物主要是經(jīng)過過氧化劑分解時(shí)釋放強(qiáng)氧化能力新生態(tài)氧使微生物氧化致死，而氯制劑則是利用其有效氯成份強(qiáng)氧化作用殺滅微生物。21/55（2）、氧化型殺菌劑種類和特征1.過氧醋酸又稱為過氧乙酸，無色液體，強(qiáng)烈刺鼻氣味，易溶于水。性質(zhì)不穩(wěn)定。強(qiáng)力殺菌劑，對細(xì)菌及其芽孢、真菌和病毒都有較高殺滅效果，尤其在低溫下仍能滅菌。對保護(hù)食品營養(yǎng)成份有主動(dòng)作用。普通使用0.2％濃度滅霉菌，酵母及細(xì)菌。用0.3％可在3分鐘殺死蠟狀芽孢桿菌。用在食品加工車間、工具及容器消毒。過氧醋酸在我國多為殺菌消毒劑，用于食品加工車間、工具及容器消毒。22/552.過氧化氫過氧化氫又稱為雙氧水，無色透明液體，無臭，微有刺激性味道。過氧化氫分解生成氧含有很強(qiáng)氧化作用和殺菌作用，在堿性條件下作用力較強(qiáng)。過氧化氫是低毒殺菌消毒劑，可適合用于器皿和一些食品消毒。在食品生產(chǎn)中殘留在食品中過氧化氫，經(jīng)加熱很輕易分解除去。過氧化氫有致癌作用，故食品中不能殘留。23/553.氯又稱液氯、分子氯。氯對細(xì)菌營養(yǎng)細(xì)胞、芽孢、真菌和病毒都有殺滅作用，但對芽孢滅殺能力相對較弱。氯是使用最早水處理劑，含有殺菌譜廣，殺菌能力強(qiáng)，效率高，價(jià)格低廉和殘余氯有連續(xù)殺菌效果等特點(diǎn)。主要用于飲用水生產(chǎn)和水處理中對水消毒，能消除水中致病菌。24/554.次氯酸鈉又稱漂白水，次亞氯酸納。具廣譜殺菌特征，對細(xì)菌營養(yǎng)細(xì)胞、芽孢、病毒、藻類和原蟲類都有殺滅作用，有機(jī)物存在可消耗有效氯，降低殺菌效果。5-50℃范圍內(nèi)，溫度每上升10℃，殺菌效果可提升一倍以上，pH越低，殺菌能力越強(qiáng)。次氯酸鈉慣用水處理殺菌劑，用于生活用水、飲料、泳池用水、冷卻水和廢水等。其消毒劑還用于果蔬、餐具、醫(yī)療器械和設(shè)備消毒。25/555.漂白粉混合物殺菌劑，白色至灰白色粉末或顆粒，性質(zhì)極不穩(wěn)定，吸濕受潮，經(jīng)光和熱作用分解，水中溶解度約為6.9％。漂白粉對細(xì)菌、芽孢、酵母、霉菌及病毒都有強(qiáng)殺滅作用。用作飲用水、食品加工車間、庫房、容器設(shè)備及蛋白等方面消毒劑。26/556.漂白精又稱高度漂白粉，純度高，白色至灰白色粉末或顆粒，性質(zhì)較穩(wěn)定，吸濕性弱，易發(fā)生燃燒或爆炸。在酸性條件下分解，其消毒作用同漂白粉，效果比漂白粉強(qiáng)一倍。27/55(3)氧化型殺菌劑使用注意事項(xiàng)1.過氧化物和氯制劑都是以分解產(chǎn)生新生態(tài)氧或游離氯進(jìn)行殺菌消毒。要求操作人員加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，配戴口罩、手套和防護(hù)眼睛，以保障人體健康與安全。2.依據(jù)殺菌消毒詳細(xì)要求，配制適宜濃度，并確保殺菌劑足夠作用時(shí)間，以到達(dá)殺菌消毒最正確效果。3.依據(jù)殺菌劑理化性質(zhì)，控制殺菌劑貯存條件，預(yù)防因水分、濕度、高溫和光線等原因使殺菌劑分解失效，并防止發(fā)生燃燒、爆炸事故。28/55（二）、還原型殺菌劑還原型防腐劑主要是亞硫酸及其鹽類，國內(nèi)外食品貯藏中慣用品種有二氧化硫、無水亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、保險(xiǎn)粉和焦亞硫酸鈉等。29/55（1）、還原型殺菌劑作用機(jī)理利用亞硫酸還原性消耗食品中氧，使好氣性微生物缺氧致死，同時(shí)，能妨礙微生物生理活動(dòng)中酶活性，從而控制微生物繁殖。亞硫酸屬于酸性殺菌劑，其殺菌作用與藥劑濃度、溫度和微生物種類等相關(guān)，pH值影響尤為顯著。只有食品PH低于3.5，保持較強(qiáng)酸性條件下，亞硫酸分子不發(fā)生電離，殺菌效果最正確。亞硫酸伴隨濃度加大和溫度升高，殺菌作用增強(qiáng)。還原型殺菌劑還含有漂白和抗氧化作用，這能夠引發(fā)一些食品褪色，同時(shí)也能阻止食品顏色褐變。30/55（2）、還原型殺菌劑種類和特征1.二氧化硫

又稱為亞硫酸酐，在常溫下是一個(gè)無色而含有強(qiáng)烈刺激臭味氣體，對人體有害。輕易溶于水與乙醇。濃度超出20mg/m3，對眼睛和呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激，含量過高則窒息死亡。進(jìn)行熏硫時(shí)要注意防護(hù)和通風(fēng)管理。31/552.無水亞硫酸鈉白色粉末或結(jié)晶，易溶于水，微溶于乙醇，在空氣中能遲緩氧化成硫酸鹽，而喪失殺菌效果。3.亞硫酸鈉又稱為結(jié)晶亞硫酸鈉，無色至白色結(jié)晶，易溶于水，微溶于乙醇。在酸性條件下使用，產(chǎn)生二氧化硫。32/554.保險(xiǎn)粉

學(xué)名為低亞硫酸鈉或連二亞硫酸鈉，白色粉末結(jié)晶，有二氧化硫濃臭，易溶于水，久置空氣中則氧化分解，潮解后能析出硫磺。5.焦亞硫酸鈉

又稱為偏重亞硫酸鈉，白色結(jié)晶或粉末，有二氧化硫濃臭，易溶于水與甘油，微溶于乙醇。含有強(qiáng)烈殺菌作用，可在葡萄防霉保鮮中應(yīng)用。33/55（3）、還原型殺菌劑使用注意事項(xiàng)1.亞硫酸及其鹽類水溶液在放置過程中輕易分解逸散二氧化硫而失效，所以應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配制。2.在實(shí)際應(yīng)用中，需依據(jù)不一樣食品殺菌要求和各亞硫酸殺菌劑有效二氧化硫含量確定殺菌劑用量及溶液濃度，并嚴(yán)格控制食品中二氧化硫殘留量標(biāo)準(zhǔn)，以確保食品衛(wèi)生安全性。3.亞硫酸分解或硫磺燃燒產(chǎn)生二氧化硫是一個(gè)對人體有害氣體，含有強(qiáng)烈刺激性和對金屬設(shè)備腐蝕作用，所以在使用時(shí)應(yīng)做好操作人員和庫房金屬設(shè)備防護(hù)管理工作，以確保人身和設(shè)備安全。34/55第四節(jié)食品抗氧化劑與脫氧劑一、食品抗氧化劑在食品保藏中經(jīng)常添加一些化學(xué)制品，以延緩或阻止氧氣所造成氧化變質(zhì)。這類化學(xué)制品包含有抗氧化劑和脫氧劑。35/55（一）、食品抗氧化劑作用機(jī)理種類繁多，抗氧化作用機(jī)理也不盡相同。以其還原性為理論依據(jù)。（二）、食品抗氧化劑種類和特征1.脂溶性抗氧化劑脂溶性抗氧化劑易溶于油脂，主要用于預(yù)防食品油脂氧化酸敗及油燒現(xiàn)象，慣用種類有丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸酯類及生育酚混合濃縮物等。36/551)丁基羥基茴香醚BHA熱穩(wěn)定性強(qiáng)，可用于焙烤食品抗氧化劑。吸濕性微弱，并含有較強(qiáng)殺菌作用。37/552）二丁基羥基甲苯BHT熱穩(wěn)定性強(qiáng)，對長久貯藏食品和油脂有良好抗氧化效果。基本無毒性38/553）沒食子酸丙酯PG熱穩(wěn)定性強(qiáng)，但易與銅鐵離子作用生成紫色或暗紫色，有一定吸濕性，遇光則分解。在無水油脂中有非常有效抗氧化效果。39/554）生育酚混合濃縮物Ve溶于乙醇，不溶于水，能與油脂完全混溶，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，耐光，耐紫外線和耐輻射性強(qiáng)。除了普通油脂食品外，還是透明包裝食品理想抗氧化劑。Ve對獨(dú)有和其它動(dòng)植物油有穩(wěn)定作用。40/552.水溶性抗氧化劑水溶性抗氧化劑主要用于預(yù)防食品氧化變色，慣用種類是抗壞血酸類抗氧化劑。另外，還有許各種，如異抗壞血酸及其鈉鹽、植酸、茶多酚及氨基酸類、肽類、香莘料和糖苷、糖醇類抗氧化劑等。41/55抗壞血酸為白色微黃色結(jié)晶、細(xì)?；蚍勰?，無臭，帶酸味，熱穩(wěn)定性差，在空氣中氧化變黃色，易溶于水和乙醇，作為啤酒、無酒精飲料、果汁抗氧化劑，能預(yù)防褐色變色及品質(zhì)劣變。還能夠作為α-生育酚增效劑，預(yù)防動(dòng)物油脂氧化酸敗，還是一個(gè)防癌物質(zhì)，抗壞血酸及其鈉鹽對人體無毒害?？箟难嵩诤芏嗍称分杏米骺寡趸瘎?，包含加工做水果，蔬菜，肉，魚，干果以及飲料等。抗壞血酸對于抑制加工過水果和蔬菜褐變非常有效。還能夠有效預(yù)防新鮮或加工過肉制品褪色，預(yù)防烹調(diào)過肉制品腐敗。延緩全脂牛乳氧化產(chǎn)生氣味。還能夠再瓶裝和罐裝碳酸飲料中，用作氧去除劑，預(yù)防飲料變味和變色。42/553.其它抗氧化劑除了上述抗氧化劑外，還原糖、柚皮苷、大豆抗氧化肽、植物黃酮及異黃酮類物質(zhì)、單糖-氨基酸復(fù)合物(美拉德反應(yīng)產(chǎn)物)、二氫楊梅素、一些植物提取物等都含有抗氧化效果，其中有一些在正處于試驗(yàn)和研究之中，有一些在則已投入實(shí)際應(yīng)用。43/55（三）、食品抗氧化劑使用注意事項(xiàng)1.食品抗氧化劑使用時(shí)機(jī)要恰當(dāng)抗氧化劑應(yīng)在氧化酸敗誘發(fā)期之前添加才能充分發(fā)揮抗氧化劑作用。2.抗氧化劑與增效劑并用增效劑是配合抗氧化劑使用并能增加抗氧化劑效果物質(zhì)。這種現(xiàn)象稱為“增效作用”。3.對影響抗氧化劑還原性諸原因加以控制：光、氧氣、溫度、金屬離子及物質(zhì)分散狀態(tài)等。44/55二、食品脫氧劑脫氧劑又稱為游離氧吸收劑(FOA)或游離氧驅(qū)除劑(FOS)，它是一類能夠吸除氧物質(zhì)。當(dāng)脫氧劑隨食品密封在同一包裝容器中時(shí)，能經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)吸除容器內(nèi)游離氧及溶存于食品氧，并生成穩(wěn)定化合物，從而預(yù)防食品氧化變質(zhì)，同時(shí)利用所形成缺氧條件也能有效地預(yù)防食品霉變和蟲害。45/55脫氧劑不一樣于作為食品添加劑抗氧化劑，它不直接加入食品中，而是在密封容器中與外界呈隔離狀態(tài)，吸除氧和預(yù)防氧化改變。46/55（一）、食品脫氧劑種類和作用機(jī)理脫氧劑種類繁多，基本能夠分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。每一大類中又包含各種類型脫氧劑。當(dāng)前在食品貯藏上廣泛應(yīng)用有三類：特制鐵粉、連二亞硫酸鈉、堿性糖制劑。47/551.特制鐵粉特制鐵粉由特殊處理鑄鐵粉及結(jié)晶碳酸鈉、金屬鹵化物和填充劑混合組成，特制鐵粉為主要成份。粉粒徑在300μm以下，比表面積為0.5m3·g-1以上，呈褐色粉末狀。脫氧作用機(jī)理是特制鐵粉先與水反應(yīng)，再與氧結(jié)合，最終生成穩(wěn)定氧化鐵。