第七章食品保藏技术

第七章 食品保藏技术 第一节 食品的化学保藏 化学保藏不仅局限于防止或延缓由于微生物引起的食品腐败变质，还包括了防止或延缓因氧化作用、酶作用等引起的食品变质。 一般来说按照化学保藏剂的保藏原理的不同，大致可以分为3类，即防腐剂、抗氧化剂和保鲜剂。 一、食品化学保藏原理 （一）防腐剂作用机理 杀菌剂作用机理：氧化型杀菌（强氧化性能，如双氧水、次氯酸盐等）；还原型杀菌（二氧化硫、亚硫酸盐等）；其他（醇 类等）。 抑菌剂作用机理： 有机酸及盐类（山梨酸、苯甲酸、丙酸、亚硝酸盐） 其他小分子有机物（肉桂酸、对羟基苯甲酸酯、香草酚、愈创木酚等） 螯合剂（EDTA） 多肽类（抗菌肽、溶菌酶、鱼精蛋白） 抗生素类（那他霉素等） 多糖类（壳聚糖等） 天然植物提取物（百里香、迷迭香等） 乙烯氧化物（烷化剂） （二）抗氧化剂和脱氧剂作用机理 食品抗氧化剂的作用机理：主要与其还原性有关。 食品脱氧剂作用机理：活性铁粉、连二亚硫酸钠、碱性糖制剂。 （三）保鲜剂作用机理 针对微生物或调节食品（植物）的生理周期。 保鲜剂原料分为：蛋白质、脂类化合物、多糖、树脂。 二、食品化学保藏技术 （一）化学防腐保藏 氧化型杀菌剂： 过氧化氢 器皿和某些食品（袋装豆腐和鲜乳）消毒。 过氧乙酸 车间、工具及容器消毒。 次氯酸盐 车间、工具及容器消毒。 还原型杀菌剂：二氧化硫、亚硫酸盐。 醇类：乙醇、乙二醇、丙二醇等（浓度）。 （二）抗氧化保藏 （三）食品化学保鲜 保鲜剂作用：①减少食品的水分散失；②防止食品氧化；③防止食品变色；④抑制生鲜食品表面微生物的生长；⑤保持食品的风味；⑥保持和增加食品，特别是水果的硬度和脆度；⑦提高食品外观可接受性；⑧减少食品在贮运过程中的机械损伤。 第二节 食品的生物保藏 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，进而达到防腐保鲜的效果 生物保鲜技术的一般机理包括抑制或杀灭食品中的微生物、隔离食品与空气的接触、延缓氧化作用、调节贮藏环境的气体组成以及相对湿度等 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殊的薄膜使食品保鲜的方法 由于新鲜果蔬采收后仍进行着旺盛的呼吸和水分蒸发，采用果蔬涂膜，可适当地抑制果树的呼吸作用和水分蒸发，以及减少病原菌的浸染而造成的腐烂损失 1.涂膜保鲜的发展历史 早在12~13世纪，我国就用蜂蜡来装桔子和柠檬，16世纪开始用脂类涂膜保鲜水果 2.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，可阻止果蔬失水 果蔬的呼吸作用使膜内O2浓度下降，CO2浓度上升。当膜内O2和 CO2浓度符合果蔬贮藏的适宜气体条件，可起到自发气调作用，抑制果蔬呼吸延缓衰老 涂膜对气体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体的分离因子（α）来表示 一般地，含有羟基的分子所形成的涂膜，其α （CO2/O2）＜1，对果蔬保鲜的效果较好。对于α(CO2/O2）＜1的涂膜，其适宜保鲜的果蔬种类依其分离因子不同而异 3.涂膜保鲜的特点 ①发挥气调作用 ②保水防蔫，改善食品的外观品质，提高食品的商品价值 ③具有一定的抑菌性 ④能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤 ⑤可发挥保鲜增效作用 4.涂膜的种类、特性及其保鲜效果 理想的涂膜剂有以下要求： ①有一定的粘度，易于成膜 ②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 ③无毒、无异味，与食品接触不产生对人体有害的物质 （1）多糖类 ①壳聚糖类 甲壳素的脱乙酰产物，属氨基多糖，有良好的成膜性、通透性、保湿性和广谱抗菌性，不溶于水，溶于稀酸 影响壳聚糖涂膜保鲜效果的因素有： 1. 酸：酒石酸和柠檬酸的效果较好 2. 表面活性剂：可改善其黏附性 3. 脱乙酰度 ：脱乙酰度越高，膜抗拉强度越高，通透性越差 4. 增塑剂种类和浓度 ：浓度的增加，透氧性明显上升 ，对膜的透湿性无显著影响 5. 分子量 ：相对分子质量为20万和1万左右防腐效果最好 6. 衍生化反应：N,O-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 7. 金属离子：保鲜效果优于无金属离子的壳聚糖膜 ②纤维素类 羧甲基纤维素（CMC）、甲基纤维素（MC）、羧丙基甲基纤维素（HPMC）、羧丙基纤维素（HPC）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其性能，制MC膜时，溶剂种类和MC的分子量对膜的阻氧性影响很大，环境的相对湿度对纤维素膜透氧性也有很大的影响，当环境湿度升高时，纤维素膜的透氧性急速上升 ③淀粉类 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透过性有显著影响 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 ④魔芋葡甘聚糖 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 改性后魔芋精粉的保鲜效果将得到明显改善 ⑤褐藻酸钠类 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的增加而减小 交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 环境湿度高于95%时，仍能显著地阻止果蔬失水 脂质可显著降低褐藻酸钠膜的透水性 ⑥微生物多糖类 A.茁霉多糖 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，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，但同杀虫剂共用具有良好的杀菌、防病毒侵染和防腐防病作用 B. NPS多糖 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，是一种很好的果蔬涂膜保鲜剂 （2）蛋白质类 ①小麦面筋蛋白 小麦面筋蛋白膜柔韧、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性差 当小麦面筋蛋白膜中脂类含量为干物质含量的20%时，透水率显著下降 小麦面筋蛋白制膜液的pH值应控制在5 ②大豆分离蛋白 大豆分离蛋白制膜液的pH值应控制在8 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 ③玉米醇溶蛋白 所形成的膜具有良好的阻氧性和阻湿性 （3）脂质类 ①蜡类 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 已商业化生产的蜡类涂膜剂有中国林业科学研究院林产化学工业研究所的紫胶涂料、中国农业科学院的京2B系列膜剂、北京化工研究所的CFW果蜡 ②天然树脂 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，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，易溶解，成膜后光泽自然 ③油脂 油脂具有油腻性，主要成分是脂肪酸的甘油酯，不溶于水 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，可以达到长期保鲜的目的 （4）复合膜类 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 涂膜保鲜时必须注意以下几方面的问题： ① 研制出不同特性的膜以适用于不同品种食品的需求 ② 准确测量膜的气体渗透特性 ③ 准确测量目标果蔬的果皮与果肉的气体及水分扩散特性 ④ 分析待贮果蔬内部气体组分 ⑤ 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 5.涂膜保鲜的方法 （1）浸涂法 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 （2）刷涂法 用软毛刷蘸上涂料液，在果实上辗转涂刷，使果皮上涂一层薄薄的涂膜料 （3）喷涂法 用机器在果实表面喷上一层均匀而极薄的涂料 三、生物保鲜剂保鲜技术 生物保鲜剂保鲜是通过浸渍、喷淋或混合等方式，将生物保鲜剂与食品充分接触，从而使食品保鲜的方法 生物保鲜剂也称作天然保鲜剂，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 1.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、酮类、酚类、酯类物质 （1）茶多酚 能抑制G+菌和G-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，大多在50~500mg/kg之间，符合食品添加剂用量的一般要求 （2）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 大蒜辣素的抗菌机理：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作用，是目前发现的具有抗真菌作用植物中效力最强的一种 2.动物源生物保鲜剂 （1）鱼精蛋白（protamine） 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。相对分子质量较小，大约为4000~10000，由30个左右的氨基酸组成，精氨酸占其氨基酸组成的2/3以上，加热不凝固，等电点在10~12之间，带正电荷 ①抑菌机理 A.鱼精蛋白作用于微生物细胞壁，破坏了细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，通过破坏细胞对营养物质的吸收来起抑菌作 （2）溶菌酶（lysozyme）