第1章 引起食品变质腐败的主要因素及其作用

温度对微生物的影响
温度℃） 121 116
对微生物的影响
蒸汽在15—20分钟内杀死绝大多数微生物包括芽孢 蒸汽在30—40分钟内杀死绝大多数微生物包括芽孢
110
100 82-93 66-82 60-77 16-38 10-16 4-10 0 －18
32
蒸汽在60—80分钟内杀死绝大多数微生物包括芽孢
对食品危害最大的啮齿动物是老鼠。
19
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
二、化学因素
酶的作用
酶促褐变、呼吸作用、……
非酶化学反应 非酶褐变 氧化作用 脂肪、色素、维生素等的氧化。
淀粉老化
与包装容器发生的化学反应 ……
20
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
1、酶的作用
6
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
食品的腐败变质
食品的腐败变质是指食品受到各种内外因素的影响， 造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失 去其营养价值和商品价值的过程。
控制品质的下降 防止腐败的发生
7
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
食品的腐败变质
食品表面的微生物 食品内部的酶 空气中的氧 …… 感官品质的下降 营养价值的损失 安全性的降低 腐败、不能食用
☆
减少食品的浪费
☆
☆
4
提高食品的质量
保障人民的健康
？
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
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。
5
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
13
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
引起食品腐败变质的主要因素
生物因素
化学因素 物理因素
其他
14
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
引起食品腐败变质的主要因素
Microorganism Temperature
微生物
Illumination
温度
光照
Nonenzyme /Oxidation
植物和动物组织的有效贮存期(21℃，天)
食品 牲畜肉 鱼 家禽 干制、腌制、熏制的肉、鱼 水果

一般贮存期 12 12 12 ≥360 17
食品
一般贮存期
干果 叶菜 根类植物 干种子
≥360 12 720 ≥360
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
食品外部原因
• 污染微生物引起的、环境条件（温度、光、氧气）引起 的、机械损伤、外源污染物等
其中主要原因可归纳为： 微生物污染、酶促生化反应、非酶化学反应。
35wenku.baidu.com
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
第一章思考题
什么是食品的变质？ 试述引起食品腐败变质的生物学因素及其特性。 试述引起食品腐败变质的化学因素及其特性。 温度、水分和pH值对食品腐败变质有何影响？ 常见食品的变质主要由哪些因素引起？如何控制？（以 饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料等为例来说 明）
刺激的“哈喇”味 ； 油脂在酶的作用下分解为甘油和脂肪酸，游离脂肪酸进一步氧 化，甘油也被氧化产生异味物质。 脂肪水解过程
油脂酸败的影响因素
温度、光照、氧气分压、水分、金属离子、脂氧合酶等。
维生素的降解、色素的氧化也导致食品的色泽、风味和
营养价值降低。
27
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
变软
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
产生厌恶感 降低食品的营养价值 引起急慢性中毒或潜在危害 食品腐败变质的 危害
11
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
感观鉴定
视觉 味觉 触觉 色泽 气味 口味 组织状态等
12
化学鉴定
pH
挥发性盐基氮 TVB-N 组胺 过氧化值等
物理检验
食品浸出物量 浸出液电导率 折光率 冰点下降 粘度上升 pH改变等变化
水分 水分与微生物生长关系密切，多数化学反应、酶促 生化反应必须在水中进行。 水分的蒸发使鲜活食品的外观萎缩，鲜嫩度下降。 光 脂肪的氧化、色素的褪色、蛋白质的凝固等均会因 光线的照射而促进反应。 氧气 氧直接参与氧化反应对食品的营养成分、色泽、风 味造成损失，同时还是需氧菌生长的必须条件。
酶是生物体内的一种特殊蛋白，具有高度的催化活性；
与食品变质有关的酶类：
脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、氧化酶等。 酶对食品质量的影响 多酚氧化酶催化酚类物质氧化，引起褐色聚合物形成 。 果胶酶促使果蔬植物中的果胶物质分解，使组织软化。 脂肪氧化酶催化脂肪氧化，导致食品产生异味。 抗坏血酸氧化酶催化抗坏血酸氧化，导致营养素损失。
由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的。 引起食品腐败变质的微生物主要是细菌、酵母菌、霉菌。
微生物引起食品变质的特点
食品种类不同，引起变质的微生物种类不同；
环境条件不同，变质快慢程度不同；
食品成分发生变化的同时，产生毒素或致病。
16
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
微生物检验
细菌总数 大肠菌群 致病菌 毒素等
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
按照变质可能性将原料分类 极易腐败原料（1天~2周） 肉类和大多数水果和部分蔬菜； 中等腐败性原料（2周~2月） 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜。 稳定的原料（2~8月） 粮谷类、种子和无生命的原料如糖、淀粉和 盐等。
物质（焦糖或酱色）的过程。
c、抗坏血酸褐变作用 是指抗坏血酸自动氧化分解为糠醛和CO2，而糠醛 与氨基化合物又可发生羰氨反应。 非酶褐变对食品的影响： 颜色变化；营养物质损失：氨基酸、还原糖和抗坏血酸。
26
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
3、氧化作用
脂肪的酸败
自动氧化过程
游离脂肪酸被氧化，生成过氧化物，过氧化物继续分解产生有
b.呼吸作用
呼吸作用是在酶的参与下进行的一种缓慢的氧化过
程，使食品中复杂的有机物质被分解成简单的有机
物质，并放出热量。 有氧呼吸
消耗营养物质， 产生呼吸热 → 温度↑ → 呼吸作用↑→加速衰老
无氧呼吸
消耗营养物质→产生有害物质→机体中毒→加速劣变
23
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
4、淀粉的老化
淀粉老化的机理
在淀粉粒中，淀粉分子彼此排列得非常紧密，即β-淀粉；
淀粉粒与水共同加热——糊化，称为α-淀粉；
在30℃以下温度时，α-化的淀粉部分恢复为β-淀粉。即产生
了淀粉的老化。
影响淀粉老化的因素
水分、温度、pH值、淀粉分子形态、糊化条件和共存物质。
28
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
家禽 浓缩桔汁
18
变黏、产生异味 失去风味
假单胞菌属、产碱菌属 乳杆菌属、明串珠菌属、醋杆菌属
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
2、害虫和啮齿动物
危害性
增加食品的贮藏损耗，污染食品，甚至传染疾病。
害虫：
种类繁多，分布广，躯体小，体色暗，繁殖快，适 应性强。 主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类、螨类。 啮齿动物：
Q10
k( t 10 ) kt
k(t+10)、kt分别表示在(t+10) ℃ 和t℃时的反应速率常数。
由阿雷尼乌斯(Arrhenius)方程可知：
k Ae
31
E /(RT ) E:活化能；R:气体常数；
T:热力学温度；A:频率因子。
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
T的微小变化可导致k的较大改变。
33
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
四、其他因素
机械损伤 乙烯 环境污染
农/兽药残留
滥用添加剂
包装材料
34
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
小结
食品原料属生物材料，导致食品变质腐败的原因错综 复杂，有生物学、化学和物理因素，也可以分为：
食品内部原因
• 酶引起的、自身生命活动引起的、食品成分间相互化学 反应、食品成分的逸散等。
2、非酶化学反应——非酶褐变
定义
在食品贮藏与加工过程中，常发生与酶无关的褐变 作用，称为非酶褐变。
非酶褐变的机制
基本上已知有三种类型的机制在起作用： • 羰氨反应褐变作用 • 焦糖化褐变作用 • 抗坏血酸氧化褐变作用
24
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
a、羰氨反应褐变作用(美拉德反应)
29
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
三、物理因素
物理因素是促进微生物生长繁殖、诱发或加快食品发 生化学反应而引起变质的外在原因。
主要因素有：
温度
水分
光
氧气
30
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
温度 微生物的生长、酶促反应、化学反应等无不受到温度 的制约。 根据范特霍夫（Van’t Hoff）规则,温度与食品成分的 热破坏反应速率以及微生物生长速率的关系均可以用 温度系数表示：
第一章
引起食品变质腐败的主要因素及其作用
1

问题一

什么是食品的变质？

问题二

食品变质腐败有哪些现象？

问题三

引起食品变质腐败的主要原因是什么？
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
2
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45％！ ——国际制冷学会
3
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
5、与包装容器发生的化学反应
罐头内壁的电化学腐蚀
阴极：2H+2e→H2↑ 阴极：2H+2e→H2↑ 阴极：2H+2e→H2↑
阳极：Fe →
Fe2++2e
阳极：Fe → Fe2++2e 阳极：Fe → Fe2++2e
有氧存在时：O2 4H 4e 2H 2O
花青素与金属罐壁铁、锡的反应从紫红色 变为褐色；含硫蛋白质与 锡、铁反应产生紫黑色物质；单宁与铁、铜离子反应产生紫黑色等。
羰氨反应是食品中的氨基与羰基经缩合、聚合生成 黑色素(也叫类黑精)和某些风味物质的反应 。 影响羰氨反应的因子 基质的浓度和水分 pH值 温度
褐变抑制剂
25
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
b、焦糖化褐变作用
是指糖类受高温（150℃至200℃）影响发生降解作
用，降解后的物质经聚合、缩合生成粘稠状的黑色
海平面的纯水沸腾温度；很快杀死营养细胞，但不包括芽孢 杀死细菌、酵母和霉菌的生长细胞
嗜热菌生长
牛奶30分钟巴氏杀菌，杀死所有主要致病菌（芽孢菌除外） 大多数细菌、酵母和霉菌生长旺盛 大多数微生物生长迟缓 嗜冷菌适度生长，个别致病菌生长 水结冰；普通微生物停止生长 细菌休眠
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
霉变和酸败 产生粘液发酵呈粉红 色发霉 软腐病、炭疽病、青 霉病、黑霉菌腐烂 变酸、变黏、产生异 味、变绿色
微 生 物
沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、 变形杆菌、黄曲霉、毛霉、青霉、镰刀霉 产气肠杆菌、酵母属 接合酵母属 玫瑰色微 球菌 、曲霉属 、青霉属 根霉属、欧文氏杆菌属 、葡萄孢属、黑曲 霉 、假单胞菌属 假单胞菌属、微球菌属、乳杆菌属 明串珠 菌属
发霉的豆瓣
8
腐败的禽肉
腐烂的苹果
酸败的食用油
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
举例——食品在保藏过程中的变质
腐败变质的表现
蛋白质的分解
脂肪的氧化
碳水化合物发酵产酸
淀粉的老化
果蔬呼吸、蒸发、后熟
9
……
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
食品腐败变质的常见类型
变黏
变酸
变臭
发霉和变色
变浊
10
Enzyme
Food Deterioration
酶类
食品腐败变质
非酶/氧化
Water
Others
Vermin/Rodent
水分
15
其它
损伤、残留有 害物、乙烯
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
害虫/啮齿动物
一、生物学因素
1、微生物
微生物广泛分布于自然界，食品中不可避免的会受到一定类
型和数量的微生物的污染，造成食品的腐败与变质。而且，
影响微生物生长发育的主要因子
pH ：一般以pH4.6为界限选择杀菌条件 氧气 ：好氧、兼性厌氧、厌氧 水分 ：控制水分活度Aw 温度 ：嗜冷性、嗜温性、嗜热性 营养物质
17
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
部分食品腐败类型和引起腐败的微生物
食 品
糕点 糖浆 新鲜果蔬 新鲜肉
腐败类型
21
……
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用
a.酶促褐变
定义
在酚酶的作用下，使果蔬中的酚类物质氧化而呈现 褐色，这种现象称为酶促褐变。
酶促褐变的机制
酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的 结果。
酶促褐变发生的必要条件：
适当的酚类底物、多酚氧化酶和氧。
22
第一章引起食品变质腐败的主要原因及其作用