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1、2018/9/14,1,第二章食品防腐剂 （Food Preservative）,教学要求 熟悉食品防腐剂的定义、分类及引起变质的主要原因； 了解常用食品防腐剂的作用机理； 掌握食品防腐剂应用范围、使用标准和注意事项。,2018/9/14,2,2018/9/14,3,第一节 食品的腐败变质与影响因素,一、食品的腐败变质 二、影响食品微生物繁殖的因素,2018/9/14,4,一、食品的腐败变质,成分 感官性质,食品,微生物,变化,举例：肉、蛋、鱼腐臭粮食霉变水果腐烂油脂酸败,环境,2018/9/14,5,食品受到外界有害因素的污染以后，食品原有色、香、味和营养成分发生了从量变到质变的变化，结果使
2、食品的质量降低或完全不能食用，这个过程称为食品腐败变质。 由于习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品变质，实际上食品腐败是食品变质的一个方面。造成食品变质的原因较多，有物理的、化学的，也有生物的。,2018/9/14,6,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,食品腐败变质,温度,水分,光照,氧化,酶类,2018/9/14,7,1、食品中碳水化合物的分解其主要变化指标是酸度升高，根据食品种类不同也表现为糖、醇、醛、酮含量升高或产气(CO2)，有时带有这些产物特有的气味。,食品腐败变质所发生的化学变化,2018/9/14,8,2、食品中蛋白质的分解 各种不同的氨基酸分解产生的腐
3、败胺类和其它物质各不相同，甘氨酸产生甲胺，鸟氨酸产生腐胺，精氨酸产生色胺进而分解成吲哚，含硫氨基酸分解产生硫化氢和氨，乙硫醇等。胺类物质、NH3和H2S等具有特异的臭味。,2018/9/14,9,3、食品中脂肪的分解 在解脂酶作用下脂肪分解成甘油和脂肪酸。脂肪酸可进而断链形成具有不愉快味道的酮类或酮酸，不饱和脂肪酸的不饱和键处还可形成过氧化物，脂肪酸也可再分解成具有特殊气味的醛类和醛酸即所谓的“油哈”气味。,2018/9/14,10,4、有害物质的形成微生物产生的毒素分为细菌毒素和真菌毒素，它们能引起食物中毒，有些毒素还能引起人体器官的病变及癌症。,2018/9/14,11,食品腐败变质的危害
4、,（1）产生厌恶感 （2）降低食品的营养价值 （3）引起食物中毒或潜在危害,2018/9/14,12,二、影响食品微生物繁殖的因素,1、食品的营养 食品含有蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素和水分等丰富的营养成分，是微生物的良好培养基。因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造成食品的变质。但由于不同的食品中，上述各种成分的比例差异很大，而各种微生物分解各类营养物质的能力不同，这就导致了引起不同食品腐败的微生物类群也不同。,2018/9/14,13,2、水分 水分是微生物生命活动的必要条件。微生物细胞组成不可缺少水，细胞内所进行的各种生物化学反应，均以水分为溶媒。在缺水的环境中，微生物的新陈代谢
5、发生障碍，甚至死亡。但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量决定了生长微生物的种类。一般来说，含水分较多的食品，细菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌则容易繁殖。,2018/9/14,14,食品中水分以游离水和结合水两种形式存在。微生物在食品上生长繁殖，能利用的水是游离水，因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量（%），而是取决于水分活度（Aw，也称水活性）。因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质，如氨基酸、糖、盐等结合，这种结合水对微生物是无用的。因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。纯水的Aw=1；无水食品的Aw=0，由此可
6、见，食品的Aw值在01之间。,2018/9/14,15,下表给出了不同微生物类群生长的最低Aw值范围，从表中可以看出，食品的Aw值在0.60以下，则认为微生物不能生长。一般认为食品Aw值在0.64以下，是食品安全贮藏的防霉含水量。,表：食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围,2018/9/14,16,3、pH条件 各种食品都具有一定的氢离子浓度。根据食品pH值范围的特点，可将食品划分为两大类：酸性食品和非酸性食品。一般规定pH值在4.5以上者，属于非酸性食品；pH值在4.5以下者为酸性食品。例如动物食品的pH值一般在57之间，蔬菜pH值在56之间，它们一般为非酸性食品；水果的pH值在25之间
7、，一般为酸性食品。,2018/9/14,17,各类微生物都有其最适宜的pH范围，食品中氢离子浓度可影响菌体细胞膜上电荷的性质。当微生物细胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改变后，微生物对某些物质的吸收机制会发生改变，从而影响细胞正常物质代谢活动和酶的作用，因此食品pH值高低是制约微生物生长，影响食品腐败变质的重要因素之一。,2018/9/14,18,大多数细菌最适生长的pH值是7.0左右，酵母菌和霉菌生长的pH值范围较宽，因而非酸性食品适合于大多数细菌及酵母菌、霉菌的生长；细菌生长下限一般在4.5左右，pH值3.34.0以下时只有个别耐酸细菌，如乳杆菌属尚能生长，故酸性食品的腐败变质主
8、要是酵母和霉菌的生长。,2018/9/14,19,另外，食品的pH值也会因微生物的生长繁殖而发生改变。当微生物生长在含糖与蛋白质的食品基质中，微生物首先分解糖产酸使食品的pH值下降；当糖不足时，蛋白质被分解，pH值又回升。由于微生物的活动，使食品基质pH值发生很大变化，当酸或碱积累到一定量时，反过来又会抑制微生物的继续活动。,2018/9/14,20,4、温度 根据微生物对温度的适应性，可将微生物分为三个生理类群，即嗜冷、嗜温、嗜热三大类微生物。每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围，但这三群微生物又都可以在2030之间生长繁殖，当食品处于这种温度的环境中，各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变
9、质。,2018/9/14,21, 低温对微生物生长的影响。低温对微生物生长极为不利，但由于微生物具有一定的适应性，在5左右或更低的温度（甚至-20以下）下仍有少数微生物能生长繁殖，使食品发生腐败变质，我们称这类微生物为低温微生物。低温微生物是引起冷藏、冷冻食品变质的主要微生物。食品在低温下生长的微生物主要有：假单孢杆菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属等革兰氏阴性无芽孢杆菌；小球菌属、乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属等革兰氏阳性细菌；假丝酵母属、隐球酵母属、圆酵母属、丝孢酵母属等酵母菌；青霉属、芽枝霉属、葡萄孢属和毛霉属等霉菌。食品中不同微生物生长的最低温度见下表。,2018/9/14,
10、22,表：食品中微生物生长的最低温度,2018/9/14,23, 高温对微生物生长的影响。高温，特别在45以上的高温，对微生物生长来讲，是十分不利的。在高温条件下，微生物体内的酶、蛋白质、脂质体很容易发生变性失活，细胞膜也易受到破坏，这样会加速细胞的死亡。温度愈高，死亡率也愈高。然而，在高温条件下，仍然有少数微生物能够生长。通常把凡能在45以上温度条件下进行代谢活动的微生物，称为高温微生物或嗜热微生物。,2018/9/14,24,嗜热微生物之所以能在高温环境中生长，是因为它们具有与其他微生物所不同的特性，如它们的酶和蛋白质对热稳定性比中温菌强得多；它们的细胞膜上富含饱和脂肪酸。由于饱和脂肪酸比
11、不饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键，从而使膜能在高温下保持稳定；它们生长曲线独特，和其他微生物相比，延滞期、对数期都非常短，进入稳定期后，迅速死亡。在食品中生长的嗜热微生物，主要是嗜热细菌，如芽孢杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌；梭状芽孢杆菌属中的肉毒梭菌、热解糖梭状芽孢杆菌、致黑梭状芽孢杆菌；乳杆菌属和链球菌属中的嗜热链球菌、嗜热乳杆菌等。霉菌中纯黄丝衣霉耐热能力也很强。,2018/9/14,25,在高温条件下，嗜热微生物的新陈代谢活动加快，所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度也比其他微生物快，因而使食品发生变质的时间缩短。由于它们在食品中经过旺盛的生长繁殖后，很容易死亡，所以在实
12、际中，若不及时进行分离培养，就会失去检出的机会。高温微生物造成的食品变质主要是酸败，由微生物分解糖类产酸而引起。,2018/9/14,26,5、渗透压 渗透压与微生物的生命活动有一定的关系。如将微生物置于低渗溶液中，菌体吸收水分发生膨胀，甚至破裂；若置于高渗溶液中，菌体则发生脱水，甚至死亡。一般来讲，微生物在低渗透压的食品中有一定的抵抗力，较易生长，而在高渗食品中，微生物常因脱水而死亡。当然不同微生物种类对渗透压的耐受能力大不相同。,2018/9/14,27,绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，只有少数种能在高渗环境中生长，如盐杆菌属中的一些种，在20%30%的食盐浓度的食品中能够生活；
13、肠膜明串珠菌能耐高浓度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压，如异常汉逊氏酵母、鲁氏糖酵母、膜毕赤氏酵母等能耐受高糖，常引起糖浆、果酱、果汁等高糖食品的变质。霉菌中比较突出的代表是灰绿曲霉、青霉属、芽枝霉属等。食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加人不同量的糖或盐，可以形成不同的渗透压。所加的糖或盐越多，则浓度越高，渗透压越大，食品的Aw值就越小。通常为了防止食品腐败变质，常用盐腌和糖渍方法来较长时间地保存食品。,2018/9/14,28,第二节 食品防腐剂及其作用机理,一、食品防腐剂的定义防腐剂是能防止由微生物的作用引起食品腐败变质，延长食品保存期的一种食品添加剂。,2018/9/
14、14,29,防腐剂应该符合以下标准： （1）合理使用对人体健康无害（不影响消化道菌群，在消化道内可降解为食物的正常成分，不影响药物特别是抗菌素的使用）； （2）在低浓度下仍有抑菌作用； （3）本身无刺激性气味和异味； （4）性质稳定，在一定时期内有效，使用及分解后无毒，如对食品热处理时不产生有害成分。 （5）5价格合理，使用方便。 苯甲酸钠 山梨酸钾 尼泊金酯 乳酸链菌素（肽）10 30 100 1700,￥ / kg,2018/9/14,30,二、食品防腐剂的分类,1、按照食品防腐剂抗微生物的作用性质，可将其分为杀菌剂和抑菌剂。 杀菌作用和抑菌作用常常不易严格区分。（浓度、温度、不同种类的微
15、生物）两者统称为防腐剂,2018/9/14,31,2、按防腐剂的组成和结构分类 （1）有机化学防腐剂：苯甲酸及盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸盐类。 （2）无机化学防腐剂：亚硫酸及盐类、二氧化硫、硝酸盐及亚硝酸盐等。,2018/9/14,32,三、防止微生物危害食品的主要途径和控制方法,途径： 首先，防止微生物污染食物； 第二，灭活有害微生物； 第三，降低或者抑制受污染食品中微生物的生长，或使之失活。,2018/9/14,33,控制方法,（1）加热杀菌法； （2）低温保藏法； （3）脱水干燥法； （4）增加渗透压法； （5）化学添加剂保藏法； （6）提高食品氢离子浓度； （7）辐照
16、食品保藏法。,2018/9/14,34,食品的防腐方法概览,晒干、盐渍、糖渍、酒泡、发酵等,罐藏 、脱水、真空干燥、喷雾干燥、冻冻干燥、速冻冷藏、 真空包装、无菌包装、高压杀菌、电阻热杀菌、辐照杀菌、电子束杀菌等。,传统法：品质差，适用范围窄； 后 者：投资、能耗高，品质风格受影响。,物理保藏法,传统的食品保藏方法,工业化和高科技的方法,物理法的缺陷,化学保藏法,在下列情况下考虑采用防腐剂：当一些食品不能采用冷、热处理方法加工时；作为物理保藏方法的一个补充以减轻其处理的强度，同时使产品的质构、感官或其他方面的质量得到提高。,2018/9/14,35,气调保鲜法：正规叫法应该是控制气体保鲜法，也称为CA保鲜法。此方法最成功的例子是气调保鲜苹果。 气调把果菜周围空气中的主要气体成分进行人工调节，创造一个新的气体环境。 如果同时利用低温的抑制作用，双重保鲜。 土方法有一种叫做自发气调保鲜，把一定数量的果菜密封在一定空间如塑料袋中，由果菜的呼吸，形成具有抑制作用的新环境,
