食品安全保藏学第一章食品的特性第一节食品的化学特性.

第一章食品的特性了解食品的化学特性、物理特性、生物特性的内涵及其与食品品质的关系、对食品保藏性的影响，掌握食品贮藏流通中各种特性的变化规律或趋势。第一节食品的化学特性大多数食品都有着诱人的色、香、味，主要与食品中含有的碳水化合物、蛋白质、维生素、有机酸、矿物质、风味物质和色素等化学物质有关。这些物质在食品保藏过程中，由于各种因素的作用而发生的变化将对食品的安全保藏和品质产生重要影响。因此，要搞好食品的流通和安全保藏，就必须了解这些化学成分的特性、变化规律及其对食品品质的影响。水分水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水一、水分（一）食品中水的含量及其存在状态多数食品的含水量可达70％或更高。水在生物体中的分布是不均匀的。对动物性食品来说，肌肉、脏器、血液中的含水量最高（70％一80%)，皮肤次之（60％一70%)，骨骼的含水量最低（12％一15％)；对植物性食品来说，不同品种之间、同种植物的不同组织之间、不同的成熟度之间，水分含量也不相同。一般来说叶菜类较根茎类含水量要高得多，营养器官含水量较高（70％一90%)，而繁殖器官含水量较低（12％一15％）。以下含水量最高的是（）ABCD这些是什么？为什么要加工成这样？水在食品中的存在状态主要有哪些？自由水和结合水。那么，这两种“水”有什么区别呢？自由水和普通液态水完全相同，而结合水则是与亲水性物质结合在一起的水，水分子处于束缚状态，蒸发困难，0℃下不结冰。大部分结合水没有溶解其它物质的能力，特别是不能为微生物生长发育所利用。例如，果酱、加糖炼乳等，水分含量很高，但常温下很难腐败，主要是因为水分与大量的糖相结合，大部分水以结合水的状态存在，细菌、霉菌等不能利用这些结合水。水分活度Aw=自由水/结合水自由水和结合水的比例可以用水分活度（Aw）表示，水分活度也可看作食品表面的蒸汽压p与纯水的蒸气压p之比。纯水的水分活度为1.0，水分活度越小，自由水所占比例越小，结合水所占比例越大。（二）水对食品保藏的影响1．水分活度与微生物生长繁殖的关系食品中各种微生物的生长发育不是由含水量决定的，而是由其水分活度决定的，即食品的水分活度决定了食品微生物生长速率及死亡率。不同的微生物在食品中繁殖时对水分活度的要求不同。一般来说，细菌对低水分活度最敏感，酵母次之，霉菌的敏感性最差。当水分活度低于某种微生物生长所需的最低水分活度时，这种微生物就不能生长。Aw0.91以上时，引起食品变质的微生物以细菌为主。水分活度降至0.91以下时，就可以抑制一般细菌的生长。当在食品原料中加人食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，嗜盐菌却能生长，也会造成食品的腐败。有效的抑制方法是在10℃以下的低温中贮藏。Aw0.90以下，食品的腐败主要是由酵母和霉菌引起的，其中Aw0.80以卜的糖浆、蜂蜜和浓缩果汁的败坏主要是由酵母引起的。另外，食品中重要中毒菌生长的最低水分活度在0.86一0.97之间，所以真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度应在0.94以下。2．水分活度与化学反应的关系降低水分活度，可以减少酶促反应、非酶反应、氧化反应等引起的劣变，稳定食品质量。在食品及其原料中还存在着氧化、褐变等化学反应。在高水分活度的食品中，虽然采用漂烫、蒸点等热处理可避免微生物和酶引起的腐败变质，但是化学腐败仍然是不可忽视的危险。化学反应速率与水分活度的关系不仅随着食品的组成、物理状态及其结构而改变，也随大气的组成（特别是氧气的浓度）、温度等因素的变化而变化。3．水分活度与酶作用的关系水分活度小于0.85时，引起食品原料变质的大部分酶的活力受到抑制，如酚氧化酶、过氧化酶、维生素C氧化酶、淀粉酶等。然而，即使水分活度在0.1一0.3这样的低条件下，脂肪氧化酶仍能保持较强活力。如Aw0.15时，脂肪氧化酶仍能分解油脂。同种微生物在不同介质的水溶液中生长需要的水分活度是不同的如金黄色葡萄球菌生长的最低水分活度在乳粉中是0.861在酒精中则是0.9734．水分活度与食品质构的关系水分活度对干燥和半干燥食品的质构有较大的影响。当水分活度从0.2一0.3增大到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度和黏着性增加。水分活度为0.4一0.5时，肉干的硬度及耐嚼性最大。增加水分含量，肉干的硬度及耐嚼性都降低。要保持饼干、爆玉米花及油炸土豆片的脆性，避免糖粉、乳粉以及速溶咖啡结块、变硬发黏，都需要使产品保持一定的水分活度。要保持干燥食品的理想性质，水分活度不能超过0.3一0.5。对含水量较高的食品（蛋糕、面包等），为了避免失水变硬，需要保持相当高的水分活度。将一些食品（如火腿、牛肉、蛋奶冻、豌豆）的水分活度从0.70提高到0.99时，能获得更令人满意的食品质构。一些新鲜果蔬等食品水分的蒸发会导致外观萎缩，使鲜度和嫩度下降。一些组织疏松的食品，因干耗也会产生干缩僵硬或质量损耗。对于超过安全水分含量的食品，会导致微生物的大量繁殖和其它质量劣变现象。二、食品中的天然物质（一）碳水化合物碳水化合物又称糖类，它和蛋白质、脂肪合称三大类营养物质。根据其结构和性质，糖类可以分为单糖、低聚糖和多糖。小麦、玉米、大米中碳水化合物的含量均占干物质的60％一70%，甘薯中约占总干物质的89.7%，马铃薯中约占总于物质的82.6%，黄豆中约占28.3%，绿豆中约占58.8％。水果、蔬菜也是人类经常食用的一大类食物，而水果、蔬菜的干物质绝大部分是碳水化合物。1．碳水化合物的分类和存在（l）单糖类单糖是糖的基本单位，不能再水解。自然界的单糖以含有四个、五个或六个碳原子者最为普遍，食品中以戊糖和己糖较多，尤以己糖分布最广。戊糖在自然界中大都以多糖的成分而存在，如阿拉伯糖存在于半纤维素中，稻草、木材中含有木糖的成分。戊糖不能被人体吸收。食品中最重要的己糖有三种，即葡萄糖、果糖和半乳糖。（2）低聚糖类在低聚糖类中以两分子单糖结合而成的双糖最为重要，常见的双糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖。（3）多糖类由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的聚合物称为多糖。多糖具有两种结构，即直链多糖和支链多糖。由相同的糖组成的多糖称为均匀多糖，如纤维素、直链淀粉以及支链淀粉，它们均是由D一吡喃葡萄糖组成。由两种或多种不同的单糖组成的多糖称为非均匀多糖，或称为杂多糖。植物光合作用的最终产物是多糖，所以多糖广泛存在于自然界，作为动植物的营养贮存物质或结构物质。常见的多糖有淀粉、糖原、纤维素及果胶质等。2.碳水化合物在食品保藏中的变化及对保藏性的影响大多数天然植物食品如蔬菜、水果中所含单糖和低聚糖是较少的，不同成熟度的同种植物中各类糖的含量也不相同。粮食作物一般在成熟后收获，主要是为了使果实中的单糖和低聚糖尽可能多地转化为淀粉。水果一般在完全成熟前采摘，是为了在贮藏和销售期间，与后熟有关的酶促过程使贮藏淀粉转变成糖，原果胶转变为可溶性果胶，水果的质地逐渐变软，口感逐渐改善。宰后动物肉中的糖原通过糖酵解生成乳酸，肌肉pH降低，当达到肌动球蛋白的等电点时，蛋白质因酸变性而凝固，导致肌肉硬度增加，从而失去伸展性变得僵硬，这时期称为肉的僵直期。此时，肉的持水性差，风味低劣，不宜作为肉制品的原料。僵直状态的持续时间（僵直期）与动物种类、宰前状态（与糖原含量有关）等因素有关。宰后肌肉中糖原的分解代谢，在肉与肉制品的贮藏与加工中有重要意义。碳水化合物对食品保藏性的影响主要表现在以下几个方面：(l）对颜色和风味的影响食品在油炸、焙烤等加工或贮藏过程中，还原糖（主要是葡萄糖）与游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，这种反应被称为美拉德反应。羰氨反应在食品的加工和长期贮藏中共遍存在。焙烤面包产生的金黄色、啤酒的黄褐色、酱与酱油的棕色、原料挂糊上浆经油炸后的金黄色等，都是羰氨反应的结果。(2）延长食品的保质期高浓度糖类可以通过增加渗透压、抗氧化等作用来延长食品的保质期。在果酱、甜炼乳等含糖食品中，因为糖的存在增加了渗透压，可以抑制微生物的生长繁殖，从而有效地延缓食品的变质过程，提高食品的保藏性。糖的浓度越高，则渗透压越大，抑菌效果越显著。对于蔗糖溶液，1％一10％的糖液能影响某些微生物的生长；50％的糖液能抑制绝大多数酵母和细菌的生长；65％一70％糖液可抑制许多霉菌；70％～80％的糖液能阻止所有微生物生长。糖的分子质量越小，抑菌效果越大。此外，很多糖如饴糖、淀粉搪浆等具有还原性。含有这些糖的食品，可以有效地延缓油脂的氧化变质，从而延长食品的保质期。(3）为微生物提供碳源在生产发酵性食品如面包、酸奶等时，常用蔗糖、饴糖、淀粉糖浆等来补充微生物的碳源，促进微生物的生长繁殖，以改善加工过程和提高食品的风味和品质。(4）保留食品中的挥发性物质，提高食品的风味蔗糖、乳糖、葡萄糖、麦芽糖等小分子糖类在溶液中分子间通过氢键联合，形成一个较稳定的能捕捉易挥发性物质分子的网络，因此，具有吸附易挥发性物质分子的能力；一、脂肪1、油就等同是脂肪，这句话对吗？2、油脂暴露在空气中会发生什么变化？对食品产生什么影响？食用了对人有什么影响？3、在油脂储存过程中，采用什么办法可以减轻油脂变化对食品产生的不良影响呢？（二）脂质1.脂类的分类和存在脂质包括油脂和类脂化合物，它不溶于水，而溶于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂中。99％的动物和植物脂类是脂肪酸甘油酯。一般将呈固态的称为“脂”，呈液态的称为“油”。但脂类的固态和液态随温度而发生变化，因此脂和油这两个名称通常是可以互换使用的。食品的含脂量因种类而异，常见食品的含脂量如表l一3所示。根据分子组成和结构特点，脂质可分为三类：①单纯脂质：脂肪酸与醇类形成的酯化物，如动植物油脂；②复合脂质：单纯脂与非脂质成分的结合物，如磷脂、糖脂等；③衍生脂质：各种脂质的分解衍生产物，如脂肪酸、糖脂、磷脂等。2．脂类对食品保藏性的影响(l）油脂的氧化天然油脂暴露在空气中会自发进行氧化作用，出现酸臭和变苦的现象，称为酸败或哈败。脂肪的氧化酸败，主要是脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和游离脂肪酸的双键容易被氧化，生成过氧化物并进一步分解的结果。变质的油脂，会引起腹泻，严重者会出现肝脏病症。在氧化酸败变化过程中，氢过氧化物的生成是关键步骤，这不仅是由于它的性质不稳定，容易分解和聚合而导致脂肪酸酸败，而且还由于一旦生成氢过氧化物后，氧化反应便以连锁方式使其它不饱和脂肪酸迅速变为氢过氧化物。因此，脂肪氧化型酸败是一个自动氧化的过程。脂肪的自动氧化过程可分为诱发期、增殖期和终止期。对于脂肪自动氧化酸败的防止，应该在诱发期即自由基刚刚形成时，添加抗氧化剂阻断自动氧化的连锁反应，才能得到良好的效果。当大量自由基出现，脂肪自动氧化已进入增殖期时，采取防止措施也难以奏效。脂肪与氧结合的能力取决于脂肪酸的不饱和程度、共存物——氧化的活化剂（天然食品色素、微量的重金属及热和光）或者抑制剂的相互作用。高级不饱和脂肪酸对于氧的作用特别敏感，（鱼油、植物油）在保存时，如有氧存在，则会迅速氧化而产生令人不愉快的风味和臭味。饱和脂肪酸也能自发氧化，但速度较慢。含油脂食品的货架寿命常决定于油脂的氧化速度。因此，含油脂食品在储存过程中应采取低温、避光、隔绝氧气、降低水分、减少与金属离子的接触、添加抗氧化剂等措施，以防止或减轻脂肪氧化酸败对食品产生的不良影响。(2）油脂氧化对食品保藏性的影响谷物中的脂肪大多存在于胚和种皮中，胚乳中的含量较少，一般不超过1%。在面制品中，不饱和脂肪酸的存在对产品的保存期有较大的影响，例如无油饼于，虽然其脂肪含量很低，但由于不饱和脂肪酸的存在经常会引起哈败。面粉的含脂量越低越好，否则在贮藏过程中会产生陈宿味及苦味。对于小麦面粉来说，其所含的微量脂肪对改变面粉的筋力有一定的作用。在面粉的贮藏过程中，脂肪受脂肪酶的作用所产生的不饱和脂肪酸可使面筋弹性增大，延伸性及流变性变小，结果会使弱筋面粉变成中筋面粉，中筋面粉变成强筋面粉。在动物体内脂肪分布很广，一般家畜休内脂肪含量为其体重的10％一20%，肥育阶段可高达30％以上。动物脂肪中一般含有硬脂酸、软脂酸、油酸及少量其它脂肪酸。此外，脂肪中还含有磷