第一章 食品腐败变质因素及其控制

微生物生长的pH范围
微生物
Campylobacter jejuni Vibrio cholerae Vibrio parahaemolyticus Staphylococcus aureus (生长并产肠毒素) Closgridium perfringens Escherichia coli (致病性) Salmonella spp. Bacillus cereus Listeria monocytogenes Aspergillus flavus (生长并产黄曲霉毒素)
2. 化学因素引起的食品变质
2.1 酶引起的食品变质 (1) 氧化酶类 (2)其它酶类 2.2非酶褐变 2.3氧化作用
(1)氧化酶类 多酚氧化酶(phenolase)：多酚类物质被氧化产生 褐变或黑变 反应特点：需要底物（多酚，黄酮，单宁）、酶 （以铜为辅基）、氧的参与 反应反应的抑制：热烫灭酶（80~90℃/2~3min）、 隔氧（浸盐水）、降低pH（浸弱酸液）、浸泡 液中添加还原性物质 脂氧合酶(lipoxygenase)：催化脂肪氧化，破坏不 饱和脂肪酸 特点：反应可在低温下发生，在豆科植物中含量 较高。 其它氧化酶：抗坏血酸氧化酶，过氧化物酶 返回
微生物的滋长引起的食品的败坏的表现：
# 部分细菌生长产生毒素，导致食物中毒，尤其以芽孢杆 菌为主，属于奶热菌，如肉毒杆菌 一些细菌可以分解食物中的蛋白质而产生恶臭、异味。 #一些酵母菌利用食物中的糖类发酵，产酸、产气，使食 物发酸、胀罐等。酵母菌可以在弱酸性（pH<5）的 环境中生长。 #霉菌易在有氧、低水的富含碳水化合物的食品中生长使 食物表面长霉斑，同时也可能产生毒素。
果胶酶（pectic enzyme）：果胶又称多聚半乳糖醛 酸，根据4位上取代的甲基的数目分为高甲氧基果胶 和低甲氧基果胶。 多聚半乳糖醛酸酶：水解果胶的糖苷键，导致果胶 聚合度下降，组织变软 果胶甲酯酶：催化果胶中半乳糖醛酸酯脱甲氧基， 导致组织变硬 特点：细胞壁果胶物质在果胶酶作用下聚合度下 降，果蔬软化，粘度下降，浊度下降。 脂酶（脂肪水解酶，lipase）：催化脂肪分解为甘油 和脂肪酸，引起食品蛤味 特点：存在高脂肪的食品中，低水分含量下反应加 速
三、食品腐败变质因素的控制
微生物的控制
加热/冷却 控制水分活度 控制pH值 烟熏 改变气体成分 使用添加剂 辐照
酶和其他因素的控制
温度对微生物的影响
温度 （℃） 121 116 110 100
对微生物的影响
蒸汽在15—20分钟内杀死所有微生物包括芽孢 蒸汽在30—40分钟内杀死所有微生物包括芽孢 蒸汽在60—80分钟内杀死所有微生物包括芽孢
0.93 – 0.85 0.85 – 0.60 <0.60
部分微生物生长所需的极限aw值
最低aw
>0.987 0.984 0.981 0.98 0.97 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.85 0.80(0.82) 0.80 0.75 0.65 0.60
微生物
Campylobacter jejuni Vibrio Cholerae Vibrio parahaemolyticus Staphylococcus aureus (生长并产肠毒素)
海平面的纯水沸腾温度；很快杀死营养细胞， 但不包括芽孢 82-93 杀死细菌、酵母和霉菌的生长细胞 66-82 嗜热菌生长 60-77 牛奶30分钟巴氏杀菌，杀死所有主要致病菌 （芽孢菌除外）
温度对微生物的影响
温度 （℃） 16-38 10-16 4-10 0 -18 -251
对微生物的影响
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 液氢温度；仍有一些特殊细菌存活
贮藏试验最常使用的固定条件
冷冻：-18℃或更低（RH通常接近100%） 冷藏：0~+5 ℃，最高+8 ℃（RH通常很高） 室温：25℃，RH通常为75% 高温：38℃，RH通常为90% 对照：通常指最佳条件，用于贮藏对照样 品，可能是室温、冷藏温度也可能是冷冻 温度
取样时间表的设定
短SL产品：SL不超过7天的冷藏食品，每 天取样 中SL产品：SL不超过3周的常温食品，取 样时间如下：0，7，14，19，21，25天 长SL产品：SL长达1年的货架稳定产品， 取样时间如下：每月一次或者0，1，2， 3，6，12，18个月
内在因素 外在因素 消费者处理和作用 商业考虑
影响食品货架期的内在因素
原料：载菌量 产品组成和配方：油的质量 产品结构：发酵香肠中的菌落分布 产品制造：水分、颜色、风味、油脂转移 氧化还原电位（Eh）：即食常温贮藏肉制品
a w值
pH（总酸度）
影响食品货架期的外部因素
加工：原料前处理、粉碎、分离、混合、热
Closgridium perfringens Escherichia coli (致病性)
Salmonella spp. Bacillus cereus Listeria monocytogenes
大多数细菌 大多数酵母菌
Aspergillus flavus (生长并产黄曲霉毒素)
大多数霉菌 嗜盐菌 耐干菌 耐渗透压酵母菌
低酸 （pH7.0-5.5）
部分食品的典型pH值
pH范围
中酸 （ pH5.5-4.5 ）
食 品
发酵蔬菜 乡村奶酪 香蕉 青豆 蛋黄酱 蕃茄 泡菜罐头 柠檬类水果 苹果
pH
3.9-5.1 4.5 4.5-5.2 4.6-5.5 3.0-4.1 4.0 3.5-3.9 3.0-3.5 2.9-3.3
酸 （ pH4.5-3.7 ） 高酸 （ pH<3.7）
外观
物理感觉
质构 风味
食品质量
营养质量 卫生质量 耐储藏性
一、质量因素
（一）物理因素 1. 外观因素 （1）大小形状 （2）颜色、色泽 （3）一致性 2. 质构因素 包括新鲜状态、加工过程、加工以后的 一些因素 3. 风味因素 （1）味觉和香味 （2）色泽与质构对风味也有影响
(二)、营养因素 （三）、卫生因素 （四）、耐储藏性
部分食品的水分活度值
aw
>0.98 0.98 – 0.93
食 品
鲜肉、鲜鱼、鲜奶、鲜奶油 新鲜果蔬、果汁 蒸煮肠类、蒸煮火腿 Cheddar及部分加工奶酪、浓缩奶 面包 干香肠、发酵香肠、牛肉干、生腌火腿、 Cheddar成熟奶酪、甜炼乳 甜点、干果、果酱、果冻、咸鱼、某些干酪 方便面、糖果和巧克力制品 饼干、休闲食品如马铃薯片、膨化食品 干制蔬菜
部分食品的典型pH值
pH范围 食 品
鲜奶 Cheddar奶酪 Roquefort奶酪 Bacon 红肉 火腿 蔬菜罐头 禽肉 鱼类 虾类 黄油 马铃薯 大米 面包
pH
6.3-6.5 5.9 5.5-5.9 5.6-6.6 5.4-6.2 5.9-6.1 5.4-6.4 5.6-6.4 6.6-6.8 6.8-7.0 6.1-6.4 5.6-6.2 6.0-6.7 5.3-5.8
五、食品保存期限及货架
1、何为食品货架期（shelf life, SL）？ 2、哪些因素影响食品SL？ 3、确定食品SL需要哪些资源？ 4、如何建立确定食品SL的贮藏试验？ 5、食品SL的确定程序是怎样的？
食品货架期的定义
指食品在完成生产/加工或包装之 后，在特定的贮藏条件下保持其安 全性和可接受质量的时间长短。 （IFST，1993）
食品货架期的内容
食品的微生物货架期 食品的化学货架期 食品的感官货架期 食品的货架期应反映以上不同 方面的综合效应
食品货架期的标注
保存期（“use by” date）
易产生微生物腐败变质且在短时间贮 藏后可能引起健康损害的食品
保质期（“best before” date）
适于除上述情况之外的其他食品
贮藏条件
（英国）必须标注“保存期”的食品种类
乳制品，包括含乳甜食 蒸煮产品，如即食肉类、三明治等 熏制或腌制即食肉类或鱼类，如蒸煮火腿、熏 三文鱼片等 调理即食食品，如蔬菜沙拉、凉拌菜等 未经煮制或经部分煮制的面制品，如比萨饼 含有肉、禽、鱼肉未经煮制的任何食品 真空包装或气调包装的生鲜调理食品
影响食品货架期的因素
如啤酒泡沫稳定性 柑橘汁浑浊稳定性 油脂蛤败
二、 食品的变质及影响因素
• 变质的概念：包括品质下降、营养价值、安全 性和审美感觉的下降 • 影响因素 1. 生物因素 2. 化学因素 3. 物理因素
引起食品腐败变质的主要因素
微生物
氧化 光照
啮齿动物
食品腐败变质
昆虫/寄生虫
温度 酶类
水分
1. 生物因素引起的食品腐败变质
非酶促褐变：
美拉德反应（羰胺反应） 特点：温度越高反应速度越快，金属及光、氧促进反应，碱 性环境有利于反应，水分含量高则促进。（如酱油色泽的 产生） 控制：低温、低湿、低pH、低氧、低还原糖、添加防褐变剂 焦糖化反应（可溶性糖高温焦化，产生褐色色泽及特殊的香 味） 抗坏血酸氧化 它本身具有防褐变的能力，但当其被氧化为脱氢抗坏血酸后 又可与氨基酸发生美拉德反应引起褐变。 控制：低pH，低温 单宁类物质与包装材料的金属离子反应引起变色，如铜、铁 离子与单宁作用产生紫黑色，花青素与锡、铁反应，颜色 为紫红到褐色，肉类与铁、锡产生紫黑和黑色物质等。
氧化作用：
脂肪的自动氧化……产生游离脂肪酸，进一步氧 化为过氧化物，再分解为低分子醛、酮及小分 子脂肪酸，产生蛤味。 影响因素：光、氧、金属离子、水分、温度等
3 物理因素引起的食品变质
温度 水分 其它因素
温度
温度升高可以加快食品中化学反应、酶催化引起的生化反应 及加快微生物的生长速度。 对化学反应的影响 范特霍夫（Van’t Hoff）提出：温度每升高10℃，化学反应 速度增加2~4倍，称为范特霍夫规则，以Q10 表示，也称 温度系数（temperature cofficient） Q10=V(t+10)/Vt ＝k(t+10)/kt k=A·e-E/RT k与绝对温度T呈指数关系 对酶反应的影响 在一定温度范围：温度提高，反应速度增加 超过酶的适宜温度，酶失活，反应受抑制或停止 对微生物的影响 在一定范围，温度与微生物的生长速度也以Q10表示，Q10 在1.5~2.5之间。
处理、干燥、烘烤、油炸、冷却、冷冻等，按 照HACCP确定CCPs
卫生：执行GMP 包装材料和包装体系：MAP 贮存、流通、零售展示：光照、温度波
动、湿度，TTI开发和利用
食品货架期的测定需要哪些资 源？
ຫໍສະໝຸດ Baidu人员
具有相应知识，有一定经验 能够计划、执行或监督SL评估过程 分析获得的数据、信息，解释结果
最适pH
6.5-7.5 7.6 7.8-8.6 6-7 (7-8) 7.2 6-7 7-7.5 6-7 7.0 5-8
四. 食品的保藏原理与方法 4.1 保藏原理
• 无生机原理 • 假死原理 • 不完全生机原理 • 完全生机原理
4.2 针对微生物引起的变质的保藏方法 栅栏技术（hurdle technology）示意图
食品货架期测定
常见的试验项目包括以下全部或其 中几种：
- 微生物检验包括挑战试验 - 化学分析 - 物理测试、测量及分析
在任何情况下都应包括：感官评价
食品货架期的实际测定
短SL产品 中SL产品 长SL产品
确定食品货架期的程序
产品分析 加工工艺流程描述 SL变化机理分析 SL确定 — 贮藏试验 保证承诺的SL — HACCP手段
设施
相应的贮藏设施 微生物检验条件 化学分析条件 感官评价设施
管理
确保SL试验系统、定时 确保相关部门和人员间信息畅通
如何建立测定食品货架期 的贮藏试验？
确定以下内容
贮藏条件的选择 供贮藏试验的取样时间表及样品量
进行货架期试验
贮藏试验的条件选择
最佳条件：最理想的温度、湿度、光照 等条件。获得的是最理想的SL数据 典型条件或平均条件：产品最常经历的 条件。获得的是大多数情况下适用于大 批量生产的产品的SL数据 最坏条件：产品可能遇到的极端条件。 获得的是最保守的SL数据
第一章 食品腐败变质因素 及其控制
本章学习要求
了解食品变质的含义及引起食品变质的因素 掌握食品保藏的基本原理 了解控制食品质量变化的主要途径 了解栅栏技术的原理 了解保存期限的估算
食品质量?
• 质量的定义：食品好的程度，包括口感、外观、营 养价值等。或者将质量看成是构成食品特征及可接 受性的要素