02食品的腐败变质及其控制.

第1章食品的腐败变质及其控制枣庄学院崔旭海[e-mail]讨论１．常见食物原料的贮藏期有多长？２．生活中通过哪些方法延长食物的贮藏期？３.食物腐败变质的速度与哪些因素有关？４．造成食物变质的原因是什么？1.掌握生物学因素、化学因素和物理因素等引起食品的腐败变质及其特性2.食品保存的基本原理3.食品保存的主要方法4.食品质量变化控制的主要途径5.栅栏技术6.食品标签与保藏期限。本章内容重点：全世界每年因各种原因所造成腐烂变质的食品占食品年总产量的——国际制冷学会45％！☆减少食品的浪费☆提高食品质量☆保障人民的健康？食品的变质及其控制新鲜的食品含有丰富的营养成分，在常温下(20℃左右)贮存时，极易发生色、香、味的劣变和营养价值降低的现象。如果长时间放置，还会发生腐败，直至完全不能食用，这种变化叫做食品的变质。肉、鱼、家禽、水果、叶菜等食品在室温下２天已发生腐败。干制品保藏期长。植物和动物组织的有效贮存期(21℃，天)≥36012720≥360干果叶菜根类植物干种子121212≥36017牲畜肉鱼家禽干制、腌制、熏制的肉、鱼水果一般贮存期食品一般贮存期食品现代食品加工有三个主要的目标：①确保加工食品具有安全性；②提供高质量的产品；③使食品具有食用的方便性（延长新鲜产品供应期和货架期、减少厨房操作）。食品败坏食品变质、变味、变色等一系列现象统称为败坏。生霉、酸败、腐败、浑浊、沉淀、产气、软化、变色、变味等。败坏食品的特征食品在感官性质、营养价值、安全性和美学吸引力等方面均会受不同程度的变质。改变了原有性质和状态，而不符合质量标准食品受物理、化学和微生物变质影响，变质的快慢视食品而定。2020/1/15食品败坏2020/1/15食品腐败变质§2-1引起食品腐败变质的主要因素微生物啮齿动物昆虫/寄生虫温度水分光照氧化酶类§2-1引起食品腐败变质的主要原因一、生物学因素主要指微生物活动引起的食品败坏，生物因素引起的食品败坏，也叫生物败坏。（一）微生物（细菌、酵母菌和霉菌）生物学因素化学因素物理因素物理化学因素1.微生物引起食品腐败变质的特点微生物的特点是种类多，生长繁殖快，代谢能力强，且分布极广。微生物大量存在于空气、水和土壤中，吸着在食品原料、加工用具、容器和工作人员的身体上。这些环节是食品加工中微生物的主要来源。（除了暴露于空气、水或土壤的表面外，健康的植物和动物组织内部是无菌的）细菌污染细菌的危害富含分解各种有机物质的酶类，在酶作用下分解食品中的蛋白质、脂肪及碳水化合物，可使食品的感官性能改变，营养价值降低，甚至引起食物严重腐败变质，完全失去食用价值；致病或引起食物中毒。细菌污染检测指标菌落总数：以每g或mL或cm3食品中的菌落个数计算，不考虑种类，只代表在一定的条件下（培养温度、时间、营养条件、需氧情况、pH值等）的各种细菌数。大肠杆菌：大肠杆菌包括肠杆菌科的埃希氏菌属、柠檬酸菌属、肠杆菌属和克雷伯菌属，以每100g中的个数计算。细菌污染致病菌致病菌为严重危害人体健康的一种指标菌。国家食品卫生标准中明确规定各种食品中均不得检出致病菌。包括沙门氏菌属、变形杆菌属、副溶血性孤菌、致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、链球菌及志贺氏菌等。细菌污染霉菌及霉菌毒素污染有的霉菌对人类有益，如制曲、酿酒、制酱和豆腐乳等都离不开霉菌，但产毒霉菌会给人类带来危害，目前已知的产毒霉菌有曲霉菌属、青霉属、镰刀菌属和其他霉菌属中的一些产毒菌株。产生的毒素约200种。这些霉菌毒素除通过食品引起人类急性、慢性中毒外，还可诱发肿瘤、畸胎及体内遗传物质的突变等。食物有空气无空气需氧细菌厌氧细菌霉菌酵母酵母高水分低水分高水分低水分需氧细菌霉菌厌氧细菌霉菌酵母酵母因此食品保藏过程中首要的问题是控制污染微生物的生长，以及避免食品保藏过程中微生物的再污染。尤其是原料经加工处理后，生命活动制止，失去天然的抗病性与耐贮性，而加工及成品保藏过程中存在大量微生物污染源，那么这种对微生物的控制就成了食品保藏的关键。2.影响微生物生长发育的主要因子（1）pH微生物的生长发育有适宜的pH环境。大多数细菌，尤其是病原微生物，在中性至微碱性繁殖，环境变酸至pH4.0以下其生长活动会受到抑制，如果汁等一些酸性食品和低pH食品，可防止或减少细菌的生长。霉菌和酵母菌则一般能在酸性环境生长发育。微生物生长发育程度与pH的关系（真部孝明，1992）部分食品的典型pH值pH范围食品pH低酸（pH7.0-5.5）鲜奶Cheddar奶酪Roquefort奶酪Bacon红肉火腿蔬菜罐头禽肉鱼类虾类黄油马铃薯大米面包6.3-6.55.95.5-5.95.6-6.65.4-6.25.9-6.15.4-6.45.6-6.46.6-6.86.8-7.06.1-6.45.6-6.26.0-6.75.3-5.8部分食品的典型pH值pH范围食品pH中酸（pH5.5-4.5）发酵蔬菜乡村奶酪香蕉青豆3.9-5.14.54.5-5.24.6-5.5酸（pH4.5-3.7）蛋黄酱蕃茄3.0-4.14.0高酸（pH3.7）泡菜罐头柠檬类水果苹果3.5-3.93.0-3.52.9-3.3微生物生长的pH范围微生物最适pHCampylobacterjejuni（空肠弯曲杆菌）Vibriocholerae（霍乱弧菌）Vibrioparahaemolyticus副溶血弧菌6.5-7.57.67.8-8.6Staphylococcusaureus(生长并产肠毒素)ClosgridiumperfringensEscherichiacoli(致病性)6-7(7-8)7.26-7Salmonellaspp.沙门氏菌Bacilluscereus（蜡状芽孢杆菌）Listeriamonocytogenes7-7.56-77.0Aspergillusflavus(生长并产黄曲霉毒素)5-8好氧性（aerobic）微生物微需氧（microaerophylic）微生物兼性厌氧（anaearobically）微生物厌氧性（anaerobic）微生物。（2）氧气好氧性（aerobic）微生物好氧性微生物的生长发育需要有空气（O2），无氧则不能生长发育，包括产膜酵母、霉菌和部分细菌。利用真空包装或用N2、CO2等置换包装内的空气，可抑制好氧微生物的活动。微需氧微生物仅需少量的氧就能生长，如乳酸杆菌（lactobacilli）；兼性厌氧微生物在有氧和无氧的环境都能生长，如大多数酵母菌，细菌中的葡萄球菌属等；厌氧性微生物如肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridiumbotulinum），能在无氧的非酸性（pH4.6）环境生长发育并产毒，引起食物中毒。（3）水分微生物生长发育需要自由水分。干制品由于脱去了有效水分，能防止细菌、酵母菌和霉菌的生长。不同的微生物，其生长发育所要求的最低Aw也不同（图）微生物的生长发育与水分活度的关系（真部孝明，1992）中间水分食品中湿食品（Intermediatemoisturefoods）通过添加大量糖或多元醇使水分活度降至0.85以下并包装，水分含量在20—40%，不需冷藏的食品，可防止酵母和霉菌的生长。盐藏、糖藏是利用其高浓度时具有较高的渗透压，降低了水分活度，从而抑制微生物的生长。（4）营养成分大部分食品含有足够的营养提供微生物生长。尤其是含有发酵基质的碳水化合物和蛋白质。糖在低浓度时不能抑制微生物的生长活动。故传统的糖制品要达到较长的贮藏期，一般要求糖的浓度要在60%以上。（5）温度适宜的温度可以促进微生物的生长发育，不适宜的温度能减弱其生命活动甚至引起不正常或促使其死亡。根据微生物适应生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、低温菌、嗜温性和嗜热性四个类群。细菌的耐热性细菌种类最低生长温度最适生长温度最高生长温度嗜热菌30～40℃50～70℃70～90℃嗜温菌5～15℃30～45℃45～55℃低温菌-5～5℃25～30℃30～35℃嗜冷菌-10～-5℃12～15℃15～25℃温度对微生物的影响温度（℃）对微生物的影响121蒸汽在15—20分钟内杀死所有微生物包括芽孢116蒸汽在30—40分钟内杀死所有微生物包括芽孢110蒸汽在60—80分钟内杀死所有微生物包括芽孢100海平面的纯水沸腾温度；很快杀死营养细胞，但不包括芽孢82-93杀死细菌、酵母和霉菌的生长细胞66-82嗜热菌生长60-77牛奶30分钟巴氏杀菌，杀死所有主要致病菌（芽孢菌除外）温度对微生物的影响温度（℃）对微生物的影响16-38大多数细菌、酵母和霉菌生长旺盛10-16大多数微生物生长迟缓4-10嗜冷菌适度生长，个别致病菌生长0水结冰；普通微生物停止生长-18细菌休眠-251液氢温度；仍有一些特殊细菌存活微生物活动引起食品败坏的特征外观：生霉、产气、变味、浑浊、腐败、酸败等；质量：失去食用价值，有的病原微生物还会致病，有的产毒菌甚至产毒；败坏速度快。控制有害微生物的活动是食品保存的首要任务。（二）害虫和啮齿动物1、害虫害虫对于食品贮藏的危害性很大，它不仅是某些食品贮藏损耗加大的直接原因，而且由于害虫的繁殖、迁移，以及它们所遗弃的粪便、皮壳和尸体等还会严重污染食品，使食品丧失商品价值。特点害虫的种类多，分布广，并且躯体小，体色暗，繁殖快，适应性强，多隐居于缝隙、粉屑或食品组织内部，所以一般食品的仓库中都有可能有害虫存在。目前对食品危害性大的害虫主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类和螨类。如危害禾谷类粮食及其加工品、水果蔬菜的干制品等主要是象虫科的米象、谷象、玉米象等甲虫类。害虫防治的方法加强食品仓库和食品本身的清洁卫生管理，消除害虫的污染和匿藏滋生的环境条件；通过环境因素中的某些物理因子（如温度、水分、氧、放射线等）的作用达到防治害虫的目的，如高温、低温杀虫，高频加热或微波加热杀虫，辐射杀虫，气调杀虫等；利用机械的力量和震动筛或风选设备使因震动呈假死状态的害虫分离出来，达到机械除虫和杀虫；利用高效、低毒、低残留的化学药剂或熏蒸剂杀虫。2、啮齿动物——鼠类鼠类是食性杂、食量大、繁殖快和适应性强的影响食品贮藏的啮齿动物。鼠类对食品的危害很大，鼠类有咬啮物品的特性，对包装食品及其他包装物品均能危害。鼠类还能传播多种疾病。鼠类排泄的粪便、咬食物品的残渣也能污染食品和贮藏环境，使之产生异味，影响食品卫生，危害人体健康。防治鼠类要防鼠和灭鼠相结合。防鼠的方法建筑防鼠法，即利用建筑物本身与外界环境的隔绝性能，防止鼠类侵入库内使食品免受鼠害的；食物防鼠法，是通过加强食品包装和贮藏食品容器的密封性能等，断绝鼠类食物的来源，达到防鼠的目的；药物及仪器防鼠法，是利用某些化学药物产生的气味或电子仪器产生的声波，刺激鼠类的避忌反应，达到防鼠的目的。灭鼠的方法化学药剂灭鼠法，是利用灭鼠毒饵的灭鼠剂、化学绝育剂、熏蒸剂等毒杀或驱避鼠类；器械灭鼠法，是利用力学原理以机械捕杀鼠类，如捕鼠铗等。二、化学因素1、酶的作用酶是生物体的一种特殊蛋白质，具有高度的催化活性，能降低反应的活化能。绝大多数食品来源于生物界，尤其是鲜活和生鲜食品，体内存在着具有催化活性的多种酶类，因此食品在加工和贮藏过程中，由于酶的作用，特别是氧化酶类、水解酶类的催化会发生多种多样的酶促反应，造成食品色、香、味和质地的变化。酶酶的作用多酚氧化酶催化酚类物质的氧化，生成褐色聚合物聚半乳糖醛酸酶催化果胶中聚半乳糖醛酸残基之间相连的醣苷键水解，导致组织软化果胶甲酯酶催化果胶中半乳糖醛酸酯的脱酯作用脂氧合酶催化脂肪氧化，导致臭味和异味抗坏血酸氧化酶催化抗坏血酸氧化，导致营养质量的损失叶绿素酶﹡催化植醇从叶绿素中移去引起食品质量变化的主要酶类及其作用酚→醌→聚合酶促褐变2、非酶作用（1）非酶褐变美拉德反应焦糖化反应抗坏血酸氧化美拉德反应（2）其它非酶反应氧化还原反应：Fe+H2S→FeS+H2,含硫氨酸含量高的原料，加热时如胱氨酸和半胱氨酸分解，产生硫化氢，如禽蛋类罐头；微生物活动产