食品微生物課件20.ppt

1、第八章 微生物與食品腐敗變質(zhì),第五節(jié) 食品保藏中的防腐與殺菌措施,主要內(nèi)容：,1、食品低溫抑菌保藏 2、食品加熱滅菌保藏 3、食品的高滲透壓保藏 4、食品的防腐保藏 5、食品的輻射保藏,一、食品低溫抑菌保藏,特點：溫度越低，保藏期越長。,低溫對微生物的影響：,降低酶活性。大多數(shù)微生物活動降低、休眠，甚至死亡。少數(shù)微生物仍能生長。 細胞內(nèi)水分轉(zhuǎn)變?yōu)楸w,引起細胞脫水,而不能存活。 細胞內(nèi)形成的冰晶對微生物細胞產(chǎn)生機械性的傷害。 注意 ： 微生物不同，反應(yīng)不同 冷凍速度不同，反應(yīng)不同 冷凍和解凍交替，比一直冷凍更易死亡。 環(huán)境條件不同，反應(yīng)不同：pH低、水分多，死亡快；糖 、鹽、蛋白質(zhì)、脂肪含量

2、高則死亡慢。,冷藏溫度：（ 0 - 7 ）（常用4-8） 嗜冷微生物能緩慢生長，多數(shù)病原菌不能生長 ，保藏有效期較短。,冷藏：是在010 條件下保藏食品。,1、冷藏,貯藏食品：肉、禽蛋、乳品、果蔬等。,貯藏期一般為幾天到幾月不等。,凍藏溫度：低于0（常用-18） 可以阻止所有微生物的生長，可進行長期貯藏，但對食品品質(zhì)有影響。,2、冷凍保藏,冷凍是先將食品凍結(jié)，而后在能保持凍結(jié)狀態(tài)的溫度下貯藏的保藏方法。常用凍藏溫度為-12-23，貯藏期可達數(shù)月至數(shù)年。,低溫保藏與食品結(jié)構(gòu) 食品冷凍是一個過程，當溫度降至 -1-5，稱冰晶生成帶。若冷凍速度過慢，胞外水相外于冰點而胞內(nèi)水相未達冰點的時間則越長，從

3、而細胞失水嚴重，新鮮食品的組織細胞就會相應(yīng)破壞嚴重。,2、冷凍保藏,在冷凍工業(yè)中要求迅速降溫凍結(jié)食品，以最短的時間通過冰晶生成帶，避免上述現(xiàn)象發(fā)生，即急速冷凍。,3、與低溫保藏有關(guān)的微生物,細菌芽孢對冷凍及凍藏抗性最強，冷凍保藏后約有90%的芽孢仍可存活。 真菌的孢子抗凍力較強，干燥的黃曲霉分生孢子速凍和解凍后存活率可達75%。 酵母菌和G細菌的抗凍力較強， G細菌的抗凍力較弱。,二、食品加熱滅菌保藏,概念 熱殺菌是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，是最常用的延長食品保存期的加工保藏方法。,機理： 在高溫作用下微生物體內(nèi)的酶、脂質(zhì)體和細胞膜被破壞，原生質(zhì)構(gòu)造中呈現(xiàn)不均一狀態(tài)，以致蛋白質(zhì)凝固，

4、細胞內(nèi)停止因而死亡。,各種微生物的耐熱性各有不同，同一菌種，其耐熱性也因菌株而異，正處于生長繁殖的微生物營養(yǎng)細胞的耐熱性較它的芽孢弱。 各種芽孢菌的耐熱性也不盡相同，厭氧菌芽孢的耐熱性較需氧菌芽孢強，嗜熱菌的芽孢耐熱性最強。 微生物的耐熱性，與一定容積中所存在的微生物的數(shù)量有關(guān)。 微生物的種類及數(shù)量取決于原料的狀況（來源及儲運過程）、工廠的環(huán)境衛(wèi)生、車間衛(wèi)生、機器設(shè)備和工器具的衛(wèi)生、生產(chǎn)操作工藝條件、操作人員個人衛(wèi)生等因素。,加熱滅菌保藏的影響因素：,1、食品的巴氏消毒,常用的三種熱滅菌方法：,2、食品的高溫滅菌,3、超高溫瞬時滅菌,1、食品的巴氏消毒,條件：6263 30min， 71 15

5、min， 8090 1min。,目的：殺死食品中致腐微生物的營養(yǎng)體。,應(yīng)用范圍：牛奶、果汁、啤酒、醬油、食醋等。,巴氏消毒法(pasteurization) 用于牛奶、啤酒、果酒和醬油等不能進行高溫滅菌的液體的一種消毒方法，其主要目的是殺死其中無芽孢的病原菌(如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏菌)，而又不影響它們的風味。巴氏消毒法是一種低溫消毒法，具體的處理溫度和時間各有不同。,2、食品的高溫滅菌,煮沸消毒法（常壓滅菌法）： 條件：100，加熱10-30min。 效果：可殺死全部細菌、真菌，不能殺死孢子。 應(yīng)用范圍：酸性較低的罐頭、果醬等食品。,高溫滅菌指滅菌溫度在100121 范圍內(nèi)的滅菌。,高溫滅

6、菌分為：常壓滅菌法和加壓蒸汽滅菌法。,加壓蒸汽滅菌法： 條件：121 （壓力1kg/cm2），5-20min， 或115，35min。 效果：可殺死全部細菌，大多數(shù)孢子。 應(yīng)用范圍:肉類、蔬菜、奶制品滅菌。,3、超高溫瞬時滅菌,超高溫瞬時滅菌是指通過130150 加熱數(shù)秒鐘進行的滅菌。,連續(xù)加壓蒸汽滅菌法： 條件：135-140，5-15s 效果：可基本達到無菌 應(yīng)用范圍：發(fā)酵工廠培養(yǎng)基及液態(tài)食品奶、果汁、蔬菜汁滅菌。,三、食品的高滲透壓保藏,高濃度的鹽或糖降低了食品的水分活性；高濃度的Na+和Cl-，對微生物及其酶類也具有毒害和破壞作用，并且使溶液易形成缺氧環(huán)境，因此提高了食品的滲透壓，可抑

7、制微生物的生長和繁殖，防止食品腐敗。 耐高滲微生物主要有：高度嗜鹽細菌（鹽桿菌屬、小球菌屬）、中等嗜鹽細菌（假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等）、低等嗜鹽細菌（黃桿菌屬、無色桿菌屬等）、耐糖細菌（腸膜狀明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、魯氏酵母等）、耐高滲的霉菌（青霉屬、曲霉屬等），這些是我們食品保藏的重點。,常用的兩種高滲透壓保藏方法：,鹽腌保藏和糖漬保藏,1、鹽腌保藏,1、鹽腌保藏,鹽濃度達到8%10%可以抑制多數(shù)桿菌生長，15%時可抑制球菌。 當鹽濃度1825%時通常可完全阻止微生物生長，起到保藏效果。,應(yīng)用范圍：咸魚、咸肉、咸蛋、咸菜等。,2、糖漬保藏,糖漬保藏是利用高濃度的糖液抑制微生物生長繁

8、殖。,與食品鹽相比，蔗糖必須比食品鹽用量大4倍以上的濃度，才能達到與食鹽相同的效果。 含50%的糖液可以抑制絕大部多數(shù)酵母和細菌生長，65%70%的糖液可以抑制多種霉菌，70%80%的糖液能抑制幾乎所有的微生物生長。,應(yīng)用范圍：甜煉乳、果脯、蜜餞、果醬等,三、食品的防腐保藏,食品防腐劑：具有抑制或殺死微生物的作用，并可用于食品防腐保藏的化學物質(zhì)稱。防腐劑可分為殺菌劑和抑菌劑。,食品化學保藏：就是在食品生產(chǎn)和儲運過程中適當采用化學制品來提高食品的耐藏性和盡可能保持食品原有品質(zhì)的一種方法，也就是防止食品變質(zhì)和延長保質(zhì)期（shelf-life）。,概念：,抑菌劑在使用限量范圍內(nèi)，其抑菌作用主要是通過

9、改變微生物生長曲線(見圖7-1)，使微生物的生長繁殖停止在緩慢繁殖的適應(yīng)期，即圖中的AB段，而不進入急劇增殖的對數(shù)期，即圖中的CD段，從而延長微生物繁殖一代所需要的時間，即起到所謂的“靜菌作用”。,抑菌劑,殺菌劑和抑菌劑的最大區(qū)別是，殺菌劑在其使用限量范圍內(nèi)能通過一定的化學作用殺死微生物，使之不能侵染食品，造成食品變質(zhì)。 殺菌劑按其滅菌特性可分為三類：氧化型殺菌劑、還原型殺菌劑和其它殺菌劑。,殺菌劑,食品防腐劑應(yīng)具備的條件：,（1）本身應(yīng)該經(jīng)過充分的毒理學鑒定，證明在使用限量范圍內(nèi)對人體無害； （2）對食品的營養(yǎng)成分不應(yīng)有破壞作用，也不應(yīng)影響食品的質(zhì)量及風味； （3）添加于食品后能被分析鑒定出

10、來。 （4）少量使用就有效； （5）不會與生產(chǎn)設(shè)備和包裝容器等發(fā)生不良化學反應(yīng)； （6）熱敏性不能太強，否則受熱易分解失效； （7）大量使用時不污染環(huán)境等。,1、山梨酸及其鹽類,山梨酸又名花揪酸，為無色針狀或白色粉末狀結(jié)晶，無臭或稍有刺激臭，耐光耐熱，但在空氣中長期放置易被氧化變色，防腐效果也有所降低。山梨酸難溶于水而易溶于乙醇等有機溶劑。山梨酸鉀極易溶于水，也易溶于高濃度蔗糖和食鹽溶液，因而在生產(chǎn)上被廣泛使用。,山梨酸和山梨酸鉀的作用機理,- 損害微生物細胞中脫氫酶系統(tǒng)； - 使分子中的共軛雙鍵氧化，產(chǎn)生分解和重排。 - 主要目標菌：霉菌、酵母菌及其他好氣性菌 - 不能抑制：芽孢形成厭氧菌、

11、嗜酸乳桿菌。,注意：在有少量霉菌存在的介質(zhì)中，山梨酸和山梨酸鉀表現(xiàn)出抑菌作用，甚至還會表現(xiàn)出殺菌效力。但霉菌污染嚴重時，它們會被霉菌作為營養(yǎng)物攝取，不僅沒有抑菌作用，相反會促進食品的腐敗變質(zhì)。,山梨酸和山梨酸鉀的作用條件,山梨酸和山梨酸鉀屬于酸型防腐劑，以未解離的分子起抑菌作用，其防腐效果隨pH值降低而增強，但適宜的pH值范圍比苯甲酸廣，以pH值6的介質(zhì)中使用為宜。,山梨酸（鉀）使用范圍和使用量,山梨酸是一種不飽和脂肪酸，能在人體內(nèi)參與正常的代謝活動，最后被氧化成CO2和H2O，故國際上公認其為無害的食品防腐劑。山梨酸的ADI值（每日允許攝入量，Acceptable daily intake）

12、為025mg/kg。,用量均以山梨酸計，1g山梨酸鉀相當于0.752g山梨酸,2、丙酸及其鹽類,作為食品防腐劑使用的丙酸鹽通常是丙酸鈉和丙酸鈣，兩者均為白色的結(jié)晶顆?；蚪Y(jié)晶性粉末，無臭或略有異臭，易溶于水。,丙酸為無色透明液體，有刺激性氣味， 可與水混溶。,丙酸是食品中的正常成分，也是人體代謝的中間產(chǎn)物，丙酸鹽不存在毒性問題，故ADI無需作特殊規(guī)定。丙酸已廣泛用于面包、糕點、果凍、醬油、醋、豆制品等的防霉。在以上食品中，丙酸鹽（以丙酸計）的最大使用量為2.5g/kg。,丙酸鹽作用條件：,屬酸性防腐劑，在pH值較低的介質(zhì)中抑菌作用強（最低抑菌濃度在pH值5.0時為0.01%，在pH值6.5時為0

13、.5%）。丙酸鹽對霉菌，需氧芽孢桿菌或革蘭氏陰性桿菌有較強的抑制作用，對引起食品發(fā)粘的菌類如枯草桿菌抑菌效果好，對防止黃曲霉毒素的產(chǎn)生有特效，但是對酵母菌幾乎無效。根據(jù)這一特性，丙酸鹽常用于面包和糕點的防霉。,3、SO2和亞硫酸鹽,亞硫酸及其鹽類: 亞硫酸是強還原劑，具有漂白和抗氧化作用。 作用： 減少植物組織中的氧氣，抑制褐變反應(yīng)。 抑制氧化酶的活性，比如多酚氧化酶。 可與有色物質(zhì)作用而漂白，比如花青素、胡蘿卜素等用于蘋果、馬鈴薯、果脯原料等。 用于防止非酶褐變，如藕、土豆片等。 可以強烈抑制霉菌、好氣性細菌，對酵母的作用稍差一些。,亞硫酸對微生物的抑制效果與其存在狀態(tài)有關(guān)，亞硫酸分子在防腐

14、上最有效。亞硫酸鹽易溶于水，溶于水后產(chǎn)生亞硫酸而起殺菌防腐作用。由于使用方便而在生產(chǎn)中比較多用。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、無水亞硫酸鈉（Na2SO3）、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）和低亞硫酸鈉（Na2S2O4）。燃燒硫磺熏蒸可以生成亞硫酸，也同樣起到殺菌防腐作用。,亞硫酸的殺菌作用機理,亞硫酸的殺菌作用機理是消耗食品中的O2，使好氣性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活動中酶的活性（主要是破壞蛋白質(zhì)中的二硫鍵） 。 亞硫酸對細菌的殺滅作用強，對酵母菌的作用弱。,亞硫酸的殺菌作用條件,亞硫酸屬于酸性防腐劑，以其未解離的分子起殺菌作用。 影響因素： pH: pH值3.5時

15、，不電離，效果佳 濃度和溫度：越高作用越強。 水溶液放置過程中易分解逸散SO2而降低效果，建議現(xiàn)用現(xiàn)配。,亞硫酸的殺菌使用范圍和使用量,SO2的ADI值為00.7mg/kg。亞硫酸及其鹽類主要用于葡萄酒和果酒的防腐，最大使用量以SO2計為0.25g/kg，產(chǎn)品中SO2的殘留量不得超過0.05g/kg。,4、硝酸鹽和亞硝酸鹽,硝酸鹽和亞硝酸鹽是肉制品中常用的添加劑，主要作用在于使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色。此外還有防腐作用，可抑制引起肉類變質(zhì)的微生物生長，尤其是對梭狀肉毒芽孢桿菌等耐熱性芽孢的發(fā)芽有很強的抑制作用；還有抗氧化和增進風味的作用。,硝酸鹽包括硝酸鈉和硝酸鉀，亞硝酸鹽包括亞硝酸鈉和亞硝酸鉀，

16、以硝酸鈉和亞硝酸鈉在生產(chǎn)中比較常用。硝酸鈉和亞硝酸鈉為無色、無臭結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，味咸并且稍有苦味，有吸濕性，易溶于水。,硝酸鹽和亞硝酸鹽使用范圍和使用量,硝酸鹽和亞硝酸鹽的毒性都比較強，以亞硝酸鹽的毒性更強，是一種劇藥（注：藥物學中將毒性較強的物質(zhì)稱為劇藥）。所以其使用范圍和用量都有比較嚴格的限制。硝酸鹽和亞硝酸鹽的ADI分別為05mg/kg和00.2mg/kg。,5、乳酸菌素,天然有機防腐劑也稱天然防腐劑，是由生物體分泌或者體內(nèi)存在的具有抑菌作用的物質(zhì)，經(jīng)人工提取或者加工而成為食品防腐劑。,乳酸菌素屬天然防腐劑中的一種。,乳酸鏈球菌素又稱乳酸菌肽（Nisin），是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽

17、物質(zhì)（C143H230N42O37S7），商品名稱為乳酸鏈球菌制劑，由乙醇結(jié)晶制得。該產(chǎn)品對革蘭氏陽性菌有抑制作用，可用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。對革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母菌一般無抑制作用。,乳酸鏈球菌素的安全性高，ADI為33,000IU/kg。用于罐裝食品、植物蛋白食品防腐的最大用量為0.2g/kg，乳制品和肉制品的最大用量為0.5g/kg。一般用量控制在2.5100mg/kg。,應(yīng)用范圍：罐頭、果蔬、肉、魚、乳等。,五、食品的輻射保藏,食品的輻射保藏是是利用射線照射食品，滅菌、殺蟲，抑制鮮活食品的生命活動，從而達到防霉、防腐、延長食品貨架期目的的一種食品保藏方法。,食品輻射的特點：,1

18、）“冷殺菌”，對食品品質(zhì)無影響； 2）射線穿透力強，具有良好的保鮮效果； 3）輻照處理食品能耗低； 4）對環(huán)境的污染小。,食品輻射分為下列三類： 低劑量輻照、中等劑量輻照、大劑量輻照,食品輻射的基本原理,食品輻照時，射線把能量或電荷傳遞給食品以及食品上的微生物和昆蟲，引起的各種效應(yīng)會造成它們體內(nèi)的酶鈍化和各種損傷會迅速影響其整個生命過程，導致代謝、生長異常、損傷擴大直至生命死亡。而食品則不同，除了鮮活食品之外均不存在著生命活動，鮮活食品的新陳代謝也處在緩慢的階段，輻射所產(chǎn)生的影響是進一步延緩了它們后熟的進程，符合儲藏的需要。,影響輻射保藏的因素,1、照射量及其單位,照射量（Exposure）是用來量度X射線或g射線在空氣中電離能力的物理量，其單位為倫琴（R）。,2. 吸收劑量、劑量率及其單位,被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收量，其單位為拉德(rad)或戈瑞(Gy)。,3.食品中微生物的種類,水分含量低時，對食品的輻射效應(yīng)和對微生物的殺滅作用比含水分高時要小。高氧含量能加速被照