三防止食品腐败变质的措施

第二节
食品腐败变质的控制
一、 食品中腐败微生物的防治与食品保藏技术
食品保藏的原理就是围绕着防止微生物污染、杀灭或抑制微生物生长繁殖以及延缓食品自身组织酶的分解作用，采用物理学、化学和生物学方法，使食品在尽可能长的时间内保持其原有的营养价值、色、香、味等良好的感官性状。

1 食品的低温保藏
2 食品的气调保藏
3 加热杀菌保藏
4 非加热杀菌保藏
5 食品的干燥和脱水保藏
6 食品的化学保藏法
●食品保藏（Food Preservation）
为防止食品腐败变质、延长食品可供食用的期限，对食品进行的加工处理。

●食品保藏原理
●阻止或消除微生物的污染
●抑制微生物的生长和代谢
●杀死微生物
（一）低温保藏 ( low temperature technology)
2. 低温保藏原理
（1）减弱食品中一切化学反应
温度每升降10℃，化学反应速度可增加1倍或少 1/10，越低温度对化学反应速度影响越大。

（2）降低微生物繁殖的速度
（3）使酶活性降低，并使非酶化学反应减弱
（4）降低水的蒸气压，降低水分活性
例：纯水在0℃，-10℃，-20℃，-30℃，
AW分别为1.00，0.907，0.823，和0.75
冷冻和解冻工艺对食品质量的影响
关键：冰晶核
当温度下降–1~-5℃时，叫冰晶生成带（冻结带），形成冰晶核。

（食品中水与冰结合力85%），若缓慢冻时，冰晶核大，数量少，则压破组织细胞，破裂营养成分损失。

合理工艺：急冻、缓化
急冻：指在30分钟之内使食品中心温度降到-5℃以下，或在-5℃冰层以每小时5-20cm速度向食品中心部前进。

（在现代冷冻工业中是指食品在30分钟内迅速下降到-20℃左右。

缓化：是冻结的逆过程。

通常是冻品表面先升温解冻，并与冻品中心保持一定的温度梯度。

由于各种原因，解冻后的食品并不一定能恢复到冻结前的状态。

（缓化：指在0-10℃下完全融解。

)
（二）食品的气调保藏（controlled atmosphere storing, CA )
，
2.气调保藏的方法
根据气调原理可将气调贮藏分为MA（modified atmosphere）和CA(controlled atmosphere)两种。

前者指用改良的气体建立气调系统，在以后贮藏期间不再调整；后者指在贮藏期间，气体的浓度一直控制在某一恒定的值或范围内，这种方法效果更为确切。

要想控制食品的贮藏气体环境，则必须将食品封闭在一定的容器或包装内。

如气调库、气调车、气调垛、气调袋（CAP或MAP）、涂膜保鲜、真空包装和充气包装等。

气调的方法：自然气调法、置换气调法（即氮气、二氧化碳置换包装）、氧气吸收剂封入包装、涂膜气调法、减压（真空）保藏和充气包装等。

（三）加热杀菌保藏
1.微生物的耐热性及影响加热杀菌的因素
微生物具有一定的耐热性。

细菌的营养细胞及酵母菌的耐热性，因菌种不同而有较大的差异。

一般病原菌的耐热性差，通过低温杀菌就可以将其杀死。

细菌的芽孢一般具有较高的耐热性，食品中肉毒梭状芽孢杆菌是非酸性罐头的主要杀菌目标，该菌孢子的耐热性较强，必须特别注意。

一般霉菌及其孢子在有水分的状态下，加热至60℃，保持5~10min既可以被杀死，但在干燥状态下，其孢子的耐热性非常强。

2.加热杀菌的技术
（1）常压杀菌：即100℃以下的杀菌操作，煮沸消毒，巴氏消毒（Pasteurises）:
传统巴氏消毒：60℃ 30分钟
高温瞬间消毒：72℃ -95℃，10-30秒
（2）加压杀菌：100~121℃（绝对压力0.2MPa)处理20-
30Min.
在罐头行业中，常用D值和F值来表示杀菌温度和时间。

F值：一定量细菌在某一温度下，完全杀死所需的时间为F值（以分表示）。

Z值：一个对数周期的加热时间（如由10分钟到 100分钟）所对应的加热温度变化值。

例如：肉毒梭菌芽孢加热致死时间110℃
为35分钟，100℃为350分钟，故其Z值为10℃。

（3）超高温瞬间消毒（UHTST）：利用135-150℃的高温在瞬间（2-8s）加热流体食品物料使之达到商业无菌的要求。

鲜奶UHT杀菌装置
（4）微波杀菌：
微波一般指频率在300-300000MHz的电磁波应用915MHZ 或2450MHZ的微波对食品物料进行加热达到
杀菌和干燥的目的。

（5）远红外线加热杀菌：远红外线是指波长为2.5-1000μm的电磁波。

食品的很多成分对3-10μm的远红外线有强烈的吸收，因此食品往往选择这一波段的远红外线加热。

远红外线加热具有热辐射率高，热损失少，加热速度快，传热效率高，食品受热均匀，不会出现局部加热过度或夹生现象，食物营养成分损失少等特点。

(6)欧姆杀菌:是一种新型杀菌的加热方法，它借通入电流使食品内部产生热量达到杀菌的目的。

对于颗粒物料，很好地克服瞬间加热不均、加热较慢的缺点。

目前，英国APV Baker公司已制造出工业化规模的欧姆加热设备，可使高温瞬时技术推广应用于含颗粒（粒径高达25mm）食品的加工。

自1991年以来，在英国、日本、法国和美国已将该技术及设备应用于低酸或高酸性食品的加工。

欧姆杀菌的优点
不需要传热面，热量在固体产品内部产生，适合于处理含大颗粒固体产品和高粘度，热敏性、导热系数低的食品；系统操作连续、平稳、易于自动化控制；维护费用、操作费用低等优点。

欧姆加热杀菌工业设备
（四）非加热杀菌保藏
非加热杀菌（冷杀菌）是相对于加热杀菌而言，无需对物料进行加热，利用其他灭菌机理杀灭微生物，避免了食品成分因热而被破坏。

冷杀菌的方法：放射线辐照杀菌、超声波杀菌、放电杀菌、高压杀菌、紫外线杀菌、磁场杀菌、臭氧杀菌等。

1.辐照（或辐射）杀菌
是利用一定剂量的波长极短的电离射线对食品进行杀菌。

在食品杀菌常用的射线有χ－射线、γ－射线和电子射线。

电子射线主要由电子加速器中获得，χ－射线由χ－射线发生器产生，γ－射线主要由放射性同位素获得，常用的放射线同位素有60Co和137Cs。

γ－射线的穿透力很强，适合于完整食品及各种包装食品的内部杀菌处理，电子射线的穿透力较弱，一般用于小包装食品或冷冻食品的杀菌，特别适用于对食品的表面杀菌处理。

辐射杀菌的机理
射线辐射对食品的作用分为初级和次级，初级是微生物细胞间质受高能电子射线照射后发生的电离作用和化学作用。

次级是水分经辐射和发生电离作用而产生各种游离基和过氧化氢再与细胞内其它物质作用。

这两种作用会阻碍微生物细胞内的一切活动，从而导致微生物细胞死亡。

2.超声波杀菌
声波在20KHz以上都为超声波，对细菌的破坏作用主要是强烈的机械震荡作用，使细胞破裂、死亡；超声波作用于液体物料，产生空化效应，空化泡剧烈收缩和崩溃的瞬间，泡内会产生几百兆帕的高压、强大的冲击波及数千度的高温，对微生物会产生粉粹和杀灭作用、加热和氧化作用。

利用超声的灭菌原理，可用于食具的消毒灭菌及护士的洗手消毒等。

日本生产的超声食具清洗机及护士洗手消毒器是实例，它们采用超声餐具清洗机，以清除和杀灭餐具中的细菌及大肠杆菌菌落。

护士洗手用的超声消毒器，频率为28kHz，洗手用声强为0.75W/cm2，器械消毒用的声强为0.1 W/cm2。

3.高压放电杀菌
采用电源一般为脉冲电压，高压脉冲电场产生常用LG震荡电路，产生强度为15~100KV/cm，脉冲为1~100kHz，放电频率1~20Hz。

脉冲放电杀菌是电化学效应、冲击波空化效应、电磁效应和热效应等综合作用结果，并以电化学效应和冲击波空化效应为主要作用。

可使细胞膜穿孔；液体介质电离产生臭氧，微量的臭氧可有效杀灭微生物。

高压放电的效果取决于电场强度、脉冲宽度、电极种类、液体食品的电阻、PH值、微生物种类以及原始污染程度等因素。

4.高压杀菌
将食品物料以某种方式包装以后，置于高压
200MPa以上（2000多个大气压）装置中加压，使微生物的形态、结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，进而使微生物的生理机能丧失或发生不可逆变化而致死，达到灭菌、长期安全保存的目的。

（1）高压对微生物影响（2）高压对食品成分的影响
（3）高压杀菌的应用
明治屋食品公司将草莓、猕猴桃、苹果酱软包装后，在室温下以400~600MPa的压力处理10~30min，不仅达到了杀菌的目的，而且促进了果实、砂糖、果胶的胶凝过程和糖液向果肉的渗透，保持了果实原有的色泽、风味、具有新鲜水果的口感，维生素C的保留量也大大提高。

高压技术与其他技术相结合的应用
从目前主要是研究在低温范围内的高压技术及应用高压技术与其他技术相结合来处理食品。

Schlueter 等人提出用高压冻结和高压解冻的方法来取代现有食品冻结和解冻的方法，生产出高品质的冻藏食品。

●神田幸忠采用经此方法在－18℃ 200MPa冻结豆腐在常温下解冻不会出现汁液流失和豆腐变形，保持了豆腐原有的感官品质。

●Fuchigami等人对在压力200~400MPa的高压条件下有较地改善冻结豆腐的质构。

（五）食品的干燥脱水保藏
1.原理：
降低食品的含水量（水活性），使微生物得不到充足的水而不能生长。

细菌要求的最低Aw较高，在0.94~0.99;霉菌要求的最低Aw为0.73~0.94，酵母要求的最低Aw为0.88~0.94，干制食品的防霉Aw值要达到0.64以下（含水量
12%~14%以下）才较为安全。

干燥和脱水方法
自然干燥：晒干，晾干，阴干
人工干燥：加压：膨化干燥
常压：自然通风、热风、喷雾、被膜、泡
沫、干燥剂、冻结、微波、超声波
（六）食品的化学保藏法
化学保藏法包括：盐藏、糖藏、醋藏、酒藏和防腐剂保藏等。

盐藏和糖藏都是根据提高食物的渗透压来抑制微生物的活动，醋和酒在食物中达到一定浓度时也能抑制微生物的生长繁殖，防腐剂能抑制微生物酶系的活性以及破坏微生物细胞的膜结构。

1.盐藏：食盐为食物的15%-20%
2.糖藏：一般微生物在糖浓度超过50%时生长便受到抑制。

但有些耐透性强的酵母和霉菌，在糖浓度高达70%以上尚可生长。

3.防腐剂保藏
防腐剂按其来源和性质分成：
有机防腐剂：苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢醋酸及其盐类、对羟基苯钾酸酯类、丙酸盐类、双乙酸钠、邻苯基苯酚、联苯、噻苯咪唑等。

此外还包括天然的细菌素、溶菌酶、海藻糖、甘露聚糖、壳聚糖、辛辣成分等。

无机防腐剂：过氧化氢、硝酸盐和亚硝酸盐、二氧化碳、亚硫酸盐和食盐等。

（1）天然食品防腐剂——乳酸链球菌肽：
又称乳酸链球菌素，是从乳酸链球菌发酵产物中提取的一类多肽化合物，食入胃肠道易被蛋白酶所分解，因而是一种安全的天然食品防腐剂。

是目前唯一允许作为防腐剂在食品中使用的细菌素。

（2）苯甲酸、苯甲酸钠和对羟基苯甲酸酯：
（3）山梨酸和山梨酸钾：
（4）双乙酸钠（SDA）：
（5）邻苯基苯酚（OPP）和邻苯酚钠（SOPP）：
（6）联苯：
（7）噻苯咪唑：
（8）溶菌酶：
（9）海藻糖：
（10）甘露聚糖：
（11）壳聚糖：
（12）过氧化氢：
（13）硝酸盐和亚硝酸盐：
二、食品综合防腐保鲜理论与技术
1 栅栏理论与技术
食品要达到可贮性与卫生安全性，
其内部必须存在能够阻止食品所含腐
败菌和病原菌生长繁殖的因子，这些
因子通过临时和永久性地打破微生物
的内平衡，从而抑制微生物的致腐与
产毒，保持食品品质。

这些因子被称
为栅栏因子。

这些因子及其互作效
应决定了食品的微生物稳定性，这就
是栅栏效应。

“栅栏”技术
C（沸水）的温度下，需要6.44小时才能达
C时品质（营养、质地、色泽等）
C的温度6.44小时或C的温度3分钟）对品质产生的影响迥然不同
C时）。

低温
1. 冷藏
▪对大多数食品而言，理想温度为0o C － 4o C
●短期保鲜（数天至数周）
●优质的产品质量（新鲜、最低程度的加工、真空）
●减慢微生物生长、呼吸、酶反应/化学反应速度
●一些病原体仍能生长（例如：肉毒杆菌（ E型）、李斯特氏杆菌）
2. 冷冻
●通常温度为-18o C至-30o C
●品质取决于产品、时间和温度 ●长期保鲜（数月至数年）
●阻止微生物生长和呼吸
●减慢化学反应速度
●须有精良包装
）
降低水活性（a
w
●a w是水的 “可用性"
●微生物生长、酶反应/化学反应需要水
●干藏（脱水）或（加溶质）将食品扎紧
●通常a w越低，保鲜期限越长
酸性增加（pH值降低）
●酸性减缓腐败菌和病原体的生长
●pH 值在4.5以下，不会孳生病原体，也不会生出孢子（例如果汁和泡菜）
●pH 值高于4.5，必须灭菌，保证耐储存性
●pH 值低于4.5，可用巴氏法灭菌。