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1、第二节第二节 食品保存技术食品保存技术一、生物保藏技术的概念一、生物保藏技术的概念 生物保藏技术是将某些具有抑菌或杀菌活性生物保藏技术是将某些具有抑菌或杀菌活性的天然物质配制成适当浓度的溶液，通过浸渍、的天然物质配制成适当浓度的溶液，通过浸渍、喷淋或涂抹等方式应用于食品中，进而达到防腐喷淋或涂抹等方式应用于食品中，进而达到防腐保鲜的效果保鲜的效果 生物保鲜技术的一般机理生物保鲜技术的一般机理包括抑制或杀灭食品包括抑制或杀灭食品中的微生物、隔离食品与空气的接触、延缓氧化中的微生物、隔离食品与空气的接触、延缓氧化作用、调节贮藏环境的气体组成以及相对湿度等作用、调节贮藏环境的气体组成以及相对湿度等二
2、、涂膜保鲜技术二、涂膜保鲜技术 涂膜保鲜技术是在食品表面人工涂上一层特涂膜保鲜技术是在食品表面人工涂上一层特殊的薄膜使食品保鲜的方法殊的薄膜使食品保鲜的方法 1.涂膜保鲜的发展历史涂膜保鲜的发展历史 早在早在1213世纪，我国就用蜂蜡来装桔子和柠世纪，我国就用蜂蜡来装桔子和柠檬，檬，16世纪开始用脂类涂膜保鲜水果世纪开始用脂类涂膜保鲜水果 19世纪，世纪，Harvard和和Harmony提出用明胶涂层提出用明胶涂层保护肉制品及其它食品保护肉制品及其它食品 90年代，无污染易降解的可食用膜的应用越年代，无污染易降解的可食用膜的应用越来越受到人们的关注来越受到人们的关注 目前，涂膜保鲜技术不仅广泛
3、应用于果蔬类目前，涂膜保鲜技术不仅广泛应用于果蔬类保鲜，而且在肉类、水产品等食品中的应用也日保鲜，而且在肉类、水产品等食品中的应用也日益增加益增加 2.涂膜保鲜的机理涂膜保鲜的机理 涂膜是人为形成的一种有一定阻隔性的膜，涂膜是人为形成的一种有一定阻隔性的膜，可阻止果蔬失水可阻止果蔬失水 果蔬的呼吸作用使膜内果蔬的呼吸作用使膜内O2浓度下降，浓度下降，CO2浓浓度上升。当膜内度上升。当膜内O2和和 CO2浓度符合果蔬贮藏的适浓度符合果蔬贮藏的适宜气体条件，可起到自发气调作用，抑制果蔬呼宜气体条件，可起到自发气调作用，抑制果蔬呼吸延缓衰老吸延缓衰老 涂膜对气体的通透性是影响涂膜保鲜效果的涂膜对气体
4、的通透性是影响涂膜保鲜效果的主要因素之一。涂膜对气体的通透性可用膜对气主要因素之一。涂膜对气体的通透性可用膜对气体的分离因子（体的分离因子（）来表示）来表示一般地，含有羟基的分子所形成的涂膜，其一般地，含有羟基的分子所形成的涂膜，其 （CO2/O2）1，对果蔬保鲜的效果较好。对，对果蔬保鲜的效果较好。对于于(CO2/O2）1的涂膜，其适宜保鲜的果蔬种的涂膜，其适宜保鲜的果蔬种类依其分离因子不同而异类依其分离因子不同而异 3.涂膜保鲜的特点涂膜保鲜的特点发挥气调作用发挥气调作用 保水防蔫，改善食品的外观品质，提高食品的保水防蔫，改善食品的外观品质，提高食品的商品价值商品价值具有一定的抑菌性具有一
5、定的抑菌性能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤可发挥保鲜增效作用可发挥保鲜增效作用 4.涂膜的种类、特性及其保鲜效果涂膜的种类、特性及其保鲜效果 理想的涂膜剂有以下要求：理想的涂膜剂有以下要求：有一定的粘度，易于成膜有一定的粘度，易于成膜形成的膜均匀、连续，具有良好的保质保鲜作形成的膜均匀、连续，具有良好的保质保鲜作用，并能提高果蔬的外观水平用，并能提高果蔬的外观水平无毒、无异味，与食品接触不产生对人体有害无毒、无异味，与食品接触不产生对人体有害的物质的物质 （1）多糖类）多糖类 壳聚糖类壳聚糖类 甲壳素的脱乙酰产物，属氨基多糖，有良好的甲壳素的脱乙酰产物，属氨
6、基多糖，有良好的成膜性、通透性、保湿性和广谱抗菌性，不溶于成膜性、通透性、保湿性和广谱抗菌性，不溶于水，溶于稀酸水，溶于稀酸 影响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素有：影响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素有： 酸：酒石酸和柠檬酸的效果较好酸：酒石酸和柠檬酸的效果较好 表面活性剂：可改善其黏附性表面活性剂：可改善其黏附性 脱乙酰度脱乙酰度 ：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差通透性越差 增塑剂种类和浓度增塑剂种类和浓度 ：浓度的增加，透氧性明显：浓度的增加，透氧性明显上升上升 ，对膜的透湿性无显著影响，对膜的透湿性无显著影响 分子量分子量 ：相对分子质量为：相对分子质量为20
7、万和万和1万左右防腐万左右防腐效果最好效果最好 衍生化反应：衍生化反应：N,O-羧甲基壳聚糖所形成的膜对羧甲基壳聚糖所形成的膜对气体具有选择通透性，特别适合于果蔬保鲜气体具有选择通透性，特别适合于果蔬保鲜 金属离子金属离子 ：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜膜 纤维素类纤维素类 羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMC）、甲基纤维素）、甲基纤维素（MC）、羧丙基甲基纤维素（）、羧丙基甲基纤维素（HPMC）、羧丙）、羧丙基纤维素（基纤维素（HPC）均溶于水并具有良好的成膜性）均溶于水并具有良好的成膜性 纤维素类膜透湿性强，常与脂类复合以改善纤维素类膜透湿性强，常与脂类复
8、合以改善其性能其性能 制制MC膜时，溶剂种类和膜时，溶剂种类和MC的分子量对膜的的分子量对膜的阻氧性影响很大阻氧性影响很大 环境的相对湿度对纤维素膜透氧性也有很大环境的相对湿度对纤维素膜透氧性也有很大的影响，当环境湿度升高时，纤维素膜的透氧性的影响，当环境湿度升高时，纤维素膜的透氧性急速上升急速上升 淀粉类淀粉类 直链淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明状直链淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明状 可食膜成分中脂类和增塑剂对膜的透过性有可食膜成分中脂类和增塑剂对膜的透过性有显著影响显著影响 淀粉经改性生成的羟丙基淀粉所成膜阻氧性淀粉经改性生成的羟丙基淀粉所成膜阻氧性非常强，但阻湿性极低非常强，但阻湿性极低 魔
9、芋葡甘聚糖魔芋葡甘聚糖 所成膜在冷热水及酸碱中均稳定所成膜在冷热水及酸碱中均稳定 膜的透水性受添加亲水物质或疏水物质的影膜的透水性受添加亲水物质或疏水物质的影响，添加亲水性物质，则透水性增强，添加疏水响，添加亲水性物质，则透水性增强，添加疏水性物质，则透水性减弱性物质，则透水性减弱 改性后魔芋精粉的保鲜效果将得到明显改善改性后魔芋精粉的保鲜效果将得到明显改善 褐藻酸钠类褐藻酸钠类 具有良好的成膜性，但阻湿性有限具有良好的成膜性，但阻湿性有限 膜厚度对抗拉强度影响不大，但透湿性随着膜厚度对抗拉强度影响不大，但透湿性随着膜厚度的增加而减小膜厚度的增加而减小 交联膜的性质明显优于非交联膜，环氧丙烷交
10、联膜的性质明显优于非交联膜，环氧丙烷和钙双重交联膜的性能最好和钙双重交联膜的性能最好 环境湿度高于环境湿度高于95%时，仍能显著地阻止果蔬时，仍能显著地阻止果蔬失水失水 脂质可显著降低褐藻酸钠膜的透水性脂质可显著降低褐藻酸钠膜的透水性 微生物多糖类微生物多糖类 A.茁霉多糖茁霉多糖 具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鲜剂具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鲜剂 不同分子量的茁霉多糖都有较好的保水作用，不同分子量的茁霉多糖都有较好的保水作用，尤其以高分子量的茁霉多糖效果更好尤其以高分子量的茁霉多糖效果更好 茁霉多糖不具有杀菌、抑菌作用，但同杀虫茁霉多糖不具有杀菌、抑菌作用，但同杀虫剂共用具有良好的杀菌
11、、防病毒侵染和防腐防病剂共用具有良好的杀菌、防病毒侵染和防腐防病作用作用 B. NPS多糖多糖 在果蔬表面成膜后无色、无味，肉眼很难看在果蔬表面成膜后无色、无味，肉眼很难看出，光泽性明显增强，有打蜡的效果，是一种很出，光泽性明显增强，有打蜡的效果，是一种很好的果蔬涂膜保鲜剂好的果蔬涂膜保鲜剂 （2）蛋白质类）蛋白质类小麦面筋蛋白小麦面筋蛋白 小麦面筋蛋白膜柔韧、牢固，阻氧性好，但小麦面筋蛋白膜柔韧、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性差阻水性和透光性差 当小麦面筋蛋白膜中脂类含量为干物质含量当小麦面筋蛋白膜中脂类含量为干物质含量的的20%时，透水率显著下降时，透水率显著下降 小麦面筋蛋白制膜液的小
12、麦面筋蛋白制膜液的pH值应控制在值应控制在5 大豆分离蛋白大豆分离蛋白 大豆分离蛋白制膜液的大豆分离蛋白制膜液的pH值应控制在值应控制在8 大豆分离蛋白膜的透氧率低、透水率高，因大豆分离蛋白膜的透氧率低、透水率高，因而常与糖类、脂类复合后使用而常与糖类、脂类复合后使用 玉米醇溶蛋白玉米醇溶蛋白 所形成的膜具有良好的阻氧性和阻湿性所形成的膜具有良好的阻氧性和阻湿性 （3）脂质类）脂质类蜡类蜡类 成膜性好，对水分有较好的阻隔性。其中石成膜性好，对水分有较好的阻隔性。其中石蜡最为有效，蜂蜡其次蜡最为有效，蜂蜡其次 已商业化生产的蜡类涂膜剂有中国林业科学已商业化生产的蜡类涂膜剂有中国林业科学研究院林产
13、化学工业研究所的紫胶涂料、中国农研究院林产化学工业研究所的紫胶涂料、中国农业科学院的京业科学院的京2B系列膜剂、北京化工研究所的系列膜剂、北京化工研究所的CFW果蜡果蜡天然树脂天然树脂 醇溶性虫胶成膜性好、干燥快、有光泽、在醇溶性虫胶成膜性好、干燥快、有光泽、在空气中稳定、不溶于水、溶于乙醇和碱性溶液，空气中稳定、不溶于水、溶于乙醇和碱性溶液，适合作为涂膜保鲜剂使用适合作为涂膜保鲜剂使用 我国云南玉溪产的虫胶品质好，杂质少，易我国云南玉溪产的虫胶品质好，杂质少，易溶解，成膜后光泽自然溶解，成膜后光泽自然 油脂油脂 油脂具有油腻性，主要成分是脂肪酸的甘油油脂具有油腻性，主要成分是脂肪酸的甘油酯，
14、不溶于水酯，不溶于水 借助乳化剂和机械力作用，将互不相溶的油借助乳化剂和机械力作用，将互不相溶的油和水制成乳状液体制剂，涂覆果实，可以达到长和水制成乳状液体制剂，涂覆果实，可以达到长期保鲜的目的期保鲜的目的 （4）复合膜类）复合膜类 复合膜是由多糖类、蛋白质类、脂质类中的复合膜是由多糖类、蛋白质类、脂质类中的两种或两种以上物质经一定处理而成的涂膜两种或两种以上物质经一定处理而成的涂膜 如：如：由由HPMC与棕榈酸和硬脂酸组成的双层与棕榈酸和硬脂酸组成的双层膜，透湿性比膜，透湿性比HPMC膜减少约膜减少约90% 由多糖与蛋白质组成的复合天然植物保由多糖与蛋白质组成的复合天然植物保鲜剂膜具有良好的
15、保鲜效果鲜剂膜具有良好的保鲜效果 TAL Pro-long（英国）：（英国）： 由蔗糖脂肪酸酯、由蔗糖脂肪酸酯、CMC-Na和甘油一酯或甘和甘油一酯或甘油二酯组成。油二酯组成。Superfresh是其改进型，含是其改进型，含60%的的蔗糖酯、蔗糖酯、26%的的CMC-Na、14%的双乙酰脂肪酸的双乙酰脂肪酸单酯单酯 OED（日本）：（日本）： 由由10份蜂蜡、份蜂蜡、2份朊酪、份朊酪、1份蔗糖酯组成份蔗糖酯组成 涂膜保鲜时必须注意以下几方面的问题：涂膜保鲜时必须注意以下几方面的问题： 研制出不同特性的膜以适用于不同品种食品的研制出不同特性的膜以适用于不同品种食品的需求需求 准确测量膜的气体渗透
16、特性准确测量膜的气体渗透特性 准确测量目标果蔬的果皮与果肉的气体及水分准确测量目标果蔬的果皮与果肉的气体及水分扩散特性扩散特性 分析待贮果蔬内部气体组分分析待贮果蔬内部气体组分 根据果蔬的品质变化，对涂膜的性质进行适当根据果蔬的品质变化，对涂膜的性质进行适当调整，以达到最佳保鲜效果调整，以达到最佳保鲜效果5.涂膜保鲜的方法涂膜保鲜的方法（1）浸涂法）浸涂法 将涂料配成适当浓度的溶液，将果实浸入，将涂料配成适当浓度的溶液，将果实浸入，蘸上一层薄薄的涂料后，取出晾干即成蘸上一层薄薄的涂料后，取出晾干即成（2）刷涂法）刷涂法 用软毛刷蘸上涂料液，在果实上辗转涂刷，使用软毛刷蘸上涂料液，在果实上辗转涂
17、刷，使果皮上涂一层薄薄的涂膜料果皮上涂一层薄薄的涂膜料（3）喷涂法）喷涂法 用机器在果实表面喷上一层均匀而极薄的涂料用机器在果实表面喷上一层均匀而极薄的涂料 目前普遍用涂膜机（打蜡机）涂膜，涂膜机目前普遍用涂膜机（打蜡机）涂膜，涂膜机由清洗、擦吸干燥、喷涂、低温干燥、分级和包由清洗、擦吸干燥、喷涂、低温干燥、分级和包装等部分联合组成装等部分联合组成 三、生物保鲜剂保鲜技术三、生物保鲜剂保鲜技术 生物保鲜剂保鲜生物保鲜剂保鲜是通过浸渍、喷淋或混合等是通过浸渍、喷淋或混合等方式，将生物保鲜剂与食品充分接触，从而使食方式，将生物保鲜剂与食品充分接触，从而使食品保鲜的方法品保鲜的方法 生物保鲜剂生物保
18、鲜剂也称作天然保鲜剂，是直接来源也称作天然保鲜剂，是直接来源于生物体自身组成成分或其代谢产物，不仅具有于生物体自身组成成分或其代谢产物，不仅具有良好的抑菌作用，而且一般都可被生物降解，具良好的抑菌作用，而且一般都可被生物降解，具有无味、无毒、安全等特点有无味、无毒、安全等特点 1.植物源生物保鲜剂植物源生物保鲜剂 许多植物中都存在抗菌物质，主要是醛类、许多植物中都存在抗菌物质，主要是醛类、酮类、酚类、酯类物质酮类、酚类、酯类物质（1）茶多酚）茶多酚 能抑制能抑制G+菌和菌和G-菌，属于广谱性的抗菌剂菌，属于广谱性的抗菌剂 最小抑菌浓度随菌种不同而差异较大，大多最小抑菌浓度随菌种不同而差异较大，
19、大多在在50500mg/kg之间，符合食品添加剂用量的一之间，符合食品添加剂用量的一般要求般要求 （2）大蒜提取物）大蒜提取物 大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份 大蒜辣素的抗菌机理大蒜辣素的抗菌机理：分子中的氧原子与细菌：分子中的氧原子与细菌中半胱氨结合使之不能转变为胱氨酸，从而影响细中半胱氨结合使之不能转变为胱氨酸，从而影响细菌体内的氧化还原反应的进行菌体内的氧化还原反应的进行 大蒜对多种球菌、霉菌有明显的抑制和杀菌大蒜对多种球菌、霉菌有明显的抑制和杀菌作用，是目前发现的具有抗真菌作用植物中效力最作用，是目前发现的具有抗真菌作用植物中效力最强的
20、一种强的一种 茶多酚茶多酚动物源生物保鲜剂动物源生物保鲜剂 （1）鱼精蛋白（）鱼精蛋白（protamine） 鱼精蛋白是一种特殊的抗菌肽，是存在于许鱼精蛋白是一种特殊的抗菌肽，是存在于许多鱼类中的成熟精细胞中的一种球形碱性蛋白。多鱼类中的成熟精细胞中的一种球形碱性蛋白。相对分子质量较小，大约为相对分子质量较小，大约为400010000，由，由30个个左右的氨基酸组成，精氨酸占其氨基酸组成的左右的氨基酸组成，精氨酸占其氨基酸组成的2/3以上，加热不凝固，等电点在以上，加热不凝固，等电点在1012之间，带正之间，带正电荷电荷 抑菌机理抑菌机理 A.鱼精蛋白作用于微生物细胞壁，破坏了细鱼精蛋白作用于
21、微生物细胞壁，破坏了细胞壁的合成以达到其抑菌效果胞壁的合成以达到其抑菌效果 B.鱼精蛋白作用于微生物细胞质膜，通过破鱼精蛋白作用于微生物细胞质膜，通过破坏细胞对营养物质的吸收来起抑菌作用坏细胞对营养物质的吸收来起抑菌作用 制备方法制备方法 鱼精置于稀硫酸溶液中，抽取出鱼精蛋白和鱼精置于稀硫酸溶液中，抽取出鱼精蛋白和混杂蛋白，然后在抽出液中加入有机溶剂沉淀，混杂蛋白，然后在抽出液中加入有机溶剂沉淀，将沉淀溶于温水中，再冷却即析出鱼精蛋白。或将沉淀溶于温水中，再冷却即析出鱼精蛋白。或用聚膦酸盐使硫酸或盐酸抽出液中的鱼精蛋白以用聚膦酸盐使硫酸或盐酸抽出液中的鱼精蛋白以磷酸盐形式沉淀出来，然后将沉淀溶
22、解在高浓度磷酸盐形式沉淀出来，然后将沉淀溶解在高浓度的硫酸铵中，分解为精蛋白硫酸盐的硫酸铵中，分解为精蛋白硫酸盐 纯化方法一般采用葡聚糖凝胶柱色谱法纯化方法一般采用葡聚糖凝胶柱色谱法 鱼精蛋白对经过热处理后的食品具有较好的鱼精蛋白对经过热处理后的食品具有较好的保存效果保存效果 鱼精蛋白的鱼精蛋白的最小抑菌浓度最小抑菌浓度因菌种不同而异因菌种不同而异 对于同一种菌类来说，微生物所处的新陈代对于同一种菌类来说，微生物所处的新陈代谢状况也会影响鱼精蛋白的效果谢状况也会影响鱼精蛋白的效果B.食品的食品的pH 鱼精蛋白在鱼精蛋白在pH6.0以上时具有明显的抗菌活性以上时具有明显的抗菌活性 C.所含盐类及
23、其浓度所含盐类及其浓度 食品中各种盐类浓度的提高，鱼精蛋白的抑食品中各种盐类浓度的提高，鱼精蛋白的抑菌性会相应降低。同等浓度条件下二价盐类比一菌性会相应降低。同等浓度条件下二价盐类比一价盐类对细菌的保护作用更好价盐类对细菌的保护作用更好D.环境温度环境温度 大多数食品加工时采用的温度对鱼精蛋白的大多数食品加工时采用的温度对鱼精蛋白的抑菌作用影响不大抑菌作用影响不大 在食品中应用需注意的问题在食品中应用需注意的问题 应用中一般将鱼精蛋白与其它防腐剂或保鲜应用中一般将鱼精蛋白与其它防腐剂或保鲜方法结合使用方法结合使用 鱼精蛋白与甘氨酸、醋酸钠、乙醇、单甘油鱼精蛋白与甘氨酸、醋酸钠、乙醇、单甘油酯混
24、合使用时，抗菌作用有相乘的效果酯混合使用时，抗菌作用有相乘的效果 使用大豆卵磷脂等乳化剂与鱼精蛋白复配，使用大豆卵磷脂等乳化剂与鱼精蛋白复配，可解决鱼精蛋白在食品介质中溶解性的问题可解决鱼精蛋白在食品介质中溶解性的问题l 肉制品肉制品 、水果、水产品、面制品：防腐保鲜、水果、水产品、面制品：防腐保鲜 l 酵母：经溶菌酶处理后，在培养过程中氮核蛋酵母：经溶菌酶处理后，在培养过程中氮核蛋白质的释放量增加，提高了酵母蛋白利用率白质的释放量增加，提高了酵母蛋白利用率 l 壳聚糖：降解为低分子量壳聚糖：降解为低分子量 单独使用溶菌酶作为防腐保鲜剂使用有一定单独使用溶菌酶作为防腐保鲜剂使用有一定的局限性，
25、需要添加其他的成分来促进防腐效果。的局限性，需要添加其他的成分来促进防腐效果。在实际应用时，常与甘氨酸联用在实际应用时，常与甘氨酸联用 乳制品：延长保存期，缩短杀菌时间乳制品：延长保存期，缩短杀菌时间 肉类食品：代替部分硝酸盐和亚硝酸盐，肉类食品：代替部分硝酸盐和亚硝酸盐，抑制肉毒梭状芽孢杆菌产生肉毒素，还可抑制肉毒梭状芽孢杆菌产生肉毒素，还可以降低亚硝胺对人体的危害以降低亚硝胺对人体的危害 啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精饮料啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精饮料 ：抑：抑制制G+菌菌 在肉类食品冷藏中的应用在肉类食品冷藏中的应用 Payne等发现，用抗冻蛋白溶液处理过的肉等发现，用抗冻蛋白溶液处理过的肉
26、类冻藏后，冰晶的大小会明显减小类冻藏后，冰晶的大小会明显减小 Steven研究表明，屠宰前研究表明，屠宰前1h或或24h注射抗冻注射抗冻蛋白的羊肉，在蛋白的羊肉，在-20下贮藏下贮藏216周，汁液流失周，汁液流失和冰晶大小均受到抑制，且屠宰前和冰晶大小均受到抑制，且屠宰前24h进行注射进行注射的羊肉中的冰晶更小的羊肉中的冰晶更小 在冷冻乳制品中的应用在冷冻乳制品中的应用 将抗冻蛋白添加到冷冻乳制品中（如冰淇淋）将抗冻蛋白添加到冷冻乳制品中（如冰淇淋）抑制其冰晶重结晶现象以提高冷冻乳制品质量是抑制其冰晶重结晶现象以提高冷冻乳制品质量是目前抗冻蛋白在食品中应用最成功的方面目前抗冻蛋白在食品中应用最成功的方面 抗冻蛋白的应用方法抗冻蛋白的应用方法：常压浸泡食品材料常压浸泡食品材料真空灌注抗冻蛋白真空灌注抗冻蛋白
