食品腐败变质.pptx

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1、食品安全学-食品腐败变质,国家高级食品安全管理师国家高级营养保健师食品药品安全协会秘书长主讲人：李哲,食品腐败变质（ Food spoilage),腐败：专指在厌氧菌作用下，蛋白质产生恶臭为主的变化。食品腐败变质：泛指在微生物为主的各种因素作用下，食品降低或失去食用价值的一切变化，即食品失去了商品价值指食品的色泽、气味、滋味及质地出现令人不快的变化，以致不适于人类的食用的现象。包括食品感观性状、营养价值和安全性的各种变化。,第一节引起食品腐败变质的原因,微生物,啮齿动物,昆虫/寄生虫,食品腐败变质,温度,水分,光照,氧化,酶类,一、Microbe effects 微生物作用,常见的腐败菌： B

2、acteria（细菌）： Major Molds（霉菌） ：Minor Yeast（酵母）：Third,（一）来源,微生物引起食物腐败的条件,洗手的重要性,对手部细菌进行取样，培养,未洗前 只用清水洗 使用皂液清洗后 使用消毒剂后 细菌成片生长 仍有成片生长 仍有菌落生长 未见菌落生长,标准洗手方法,掌心对掌心搓擦 手指交错掌心对手背搓擦 手指交错掌心对掌心搓擦,两手互握互搓指背 拇指在掌中转动搓擦 指尖在掌心中搓擦,微生物引起食物腐败的条件,（二）食品基质 1食品的成分：食品的种类很多，其组成及理化性质的不同受微生物污染了后，由于优势菌种不同，可有选择的分解食品成分，并具有特征性。,高蛋白食

3、品 蛋白分解营养成分 高糖食物 发酵产酸 高脂食物 油脂酸败,pH值的高低决定着食品的细菌菌相，是制约微生物并影响食品腐败变质的重要因素之一。 一般食品中细菌最适pH下限值为4.5左右，乳酸杆菌pH为3.34.0，霉菌pH3.0-6.0；酵母以pH4.0-5.8最为适宜。 所以，一般食品pH98%）。,(1)冷冻方式(methods of freezing), 致冷剂冻结(cryogen) 液氮( liquid N2) 沸点-195.8 液态CO2 (liquid CO2 ) 沸点-78.5 固态CO2（干冰）(dry ice) 超低温致冷 还有食盐加冰（按不同的比例达到所需温度） 机械式冷冻

4、 吹风冻结：-30风速45m/s 、1.52m/s（半吹风冷冻） 接触冻结(freezen by touch)：用经冷媒降温后的铝板紧贴 食品上下移动。,（2）冷藏、冷冻对食品微生物及化学过程的影响 (effect of cold storage and freezing), 降低或停止食品中微生物的增殖速度 减弱食品内一般化学反应速度一般来说，每降温 10，化学反应速度可减至原来的 1/21/3。 使食品中酶活力显著下降,冷藏温度与细菌灭死率,冻藏时间与细菌灭死率,各种温度下脂肪分解酶分解脂肪的能力,温度与微生物的生长情况,（3）冷冻工艺对食品质量的影响 (effect of freezin

5、g on food quality), 冰晶对食品的影响 缓慢冷冻(Slow freezing)：-1-5时为冰晶生成带，食品中水分结冰率为85%，食品中水分逐渐形成个别冰晶核。冰晶核将从周围食品中不断吸引水分，使自身体积不断增大。在这个温度带冻结的食品，其细胞与组织结构必将受到增大的冰晶核的挤压而发生机械损伤以至溃破，使食品的组织结构发生变化，以至影响其质量。因此缓慢冷冻的工艺对食品质量会有不良影响。,急速冻结（Quick freezing）：加速降温过程，以最短的时间通过冰晶生成带，在30分钟内食品迅速冻结。如： -30时结冰率达100%，食品中冰晶核数量多，但体积不大，不会发生细胞挤压，

6、食品内部结构不会发生损伤和破溃。 冷冻食品的融解过程不合理也会影响食品质量，最好的方法是缓解，缓解可使融解的食品汁液能充分恢复到原来的物理状态，这样就能保持食品固有的鲜味。, 对蛋白质的影响 食品的降温过程对蛋白质会发生变性的影响，其影响程度与降温速度和最后温度有关。速度越慢，温度越低，变性越严重。 在-20下冻结，经6-12个月蛋白质不分解，但可发生变性，此种变性对人体利用蛋白质并无影响。,脂肪：脂肪易发生酸败，-23时脂肪几乎不酸败碳水化合物：无变化，只有部分蔗糖变成转化糖矿物质：只要食品汁液不外流，实际上没有损失 VB1、VB2、VA在冷藏前处理时有损失，VC温度越低越小，-20以下长时

7、间不减少冰结时食品容积变化，冻结对溶质重新分布的影响，食品干燥，变棕，风味改变 ，冻伤,（4）冷藏冷冻的卫生要求 (hygienic requirement),对不耐藏食品选择适宜的低温范围。食品从生产到消费的整个商业网中应一直处于适宜低温下，即保持冷链（cold chain）。其基本理论依据是食品 在一定温度(temperature) 经一定时间(time) 质量容许度(tolerance) 为此，各食品企业根据自己的需要，经调查研究，编制包括生产经营食品的TTT图表，用来监测食品的正确低温工艺要求。, 冷藏冷冻原料与工艺卫生要求： 原料应尽量保持新鲜、干净、质优 用冷水、冰制冷时，一定要符

8、合饮用水标准，天然冰取冰点必须是周围环境无污染源，特别要防止天然冰融解的水污染食品。 各类型冷藏设备必须有可靠的控制装置，保证致冷温度，防止冷媒外溢。 冷藏车船、冷库要防鼠、防霉、除臭，及时除霜，冷库墙粉刷时加1.5%NaF防霉。 防止冻藏食品的干缩，也防结露现象。,（5）常见食品适宜冷藏冷冻保藏条件,附表 一些常见食品的适宜冷藏条件,续表 一些常见食品的适宜冷藏条件,2、高温杀菌保藏与食品卫生质量,（1）高温杀菌保藏与微生物耐热能力 基本原理：破坏微生物体内的酶、脂质体（liposome）和细胞膜，是原生质构造呈现不均一状态，以致蛋白质凝固，细胞内一切反应停止。 一种理想的食品防腐和保藏方法

9、。,由于不同的微生物本身结构和细胞组成、性质有所不同，因此对热的敏感性不一，即有不同的耐热性。当微生物所处的环境温度超过了微生物所适应的最高生长温度，一切较敏感的微生物会立即死亡； 另一些对热抵抗力较强的微生物虽不能生长，但尚能生存一段时间。在食品工业中，微生物耐热性的大小常借几种数值来表示。, 热力致死时间（Thermal Death Time, TDT）,在特定的条件和特定的温度下，杀死一定数量的微生物所需时间，这时间即为热力致死时间。 The time required to kill a known population of microorganisms in a specific

10、suspension at a particular temperature is referred to as thermal death time (TDT). 不同的微生物热力致死时间不同。,在一定温度和条件下，活菌数减少一个对数周期所需的时间，即细菌死亡90%所需的时间。或者说该菌在该温度条件下90%递减时所需的时间（分）即为D值。 例如：含有某种细菌的悬液含菌数为105/ml，在100（212）的水浴温度中，活菌降至104/ml时所需的时间为10分钟，该菌的D值即为10分钟，也即D100=10分。由于同一菌株在不同的温度条件下D值是不同的，故D值要说明加热温度（在右下角注明），常用D

11、r来表示。其值越大，说明某细菌的耐热性越强。用D值便于比较细菌加热死亡速度。,D值（decimal time reduction value , or decimal reduction time）,附表 不同微生物的Dr值, Z值,一个对数周期的加热时间（10分100分）所对应的加热温度变化值称为Z值。(The Z-value is the increase or decrease in temperature required to reduce or increase the decimal reduction time by one decimal)或者说，在加热致死曲线中，时间降低一

12、个对数周期（缩短90/100加热时间）所需要升高的温度（），这个升高的温度称之为Z值。, F值,一定数量的细菌在某一温度下完全杀死所需的时间为F值，以分来表示。(The F-value is the time required to kill a known population of microorganisms at a given temperature)在右下角注明温度，常以Fr表示，以此用于杀菌程度的评价。,（2）加热杀菌技术(heat sterilization technologies),一般采用的温度为112121左右，蒸气压力为0.56 1Kg/cm2，灭菌时间为2030分钟

13、的灭菌方法。 The method with which microorganisms is sterilized under high temperature (112121) and pressure (0.56Kg/cm2 1Kg/cm2)for 2030 minutes 可使繁殖和芽胞型细菌被杀灭，起到长期保藏食品的目的。罐头类食品一般采用这种方法。,A 高温灭菌法(high temperature process),B 巴氏消毒法(pasteurization),只能杀灭繁殖型微生物，不能杀芽胞，所以说是一种不完全灭菌的加热方法 低温长时间消毒法（low temperature lo

14、ng time，LTLT） 温度范围为6268，30分钟，这种方法主要是适用于不宜用高温灭菌，可用较低的温度进行消毒，如：啤酒、酒、牛奶、干酪、果汁、蛋品、蜂蜜、糖浆等食品。 高温短时消毒法（high temperature short time，HTST），也叫高温瞬间消毒 温度为71.7，时间为15分钟。 两种灭菌效果相同。,（ultra high temperature process，UHT）即温度120150，时间13秒。这种方法的优点是不仅能杀灭大量细菌，而且对嗜高温的细菌芽胞也能杀灭，还能保证食品质量。这种方法多用于牛奶消毒。,C 超高温消毒法,这是高频电磁波，波长1mm到1m。

15、不同的食品可采用不同的微波频率达到消毒的目的。原理:一般认为微生物在微波磁场的作用下,由于吸收微波的能量而产生热效应,导致死亡,和微波造成的分子加速运动而使细胞内部受损致死。,D 微波加热灭菌（microwave heating）,(3)高温工艺对食品质量的影响(effect of thermal treatment on food quality),A 对蛋白质的影响(effect on protein) 一般情况下，食物蛋白质经加热发生理化性质的变化，如变性，肽链散开，酶失去活性等，氮溶解指数下降，保水力降低。但经加热的蛋白质: 易被蛋白酶催化水解，从而利于吸收； 含氮浸出物（游离氨基酸、

16、嘌呤、嘧啶等）增加，从而增加 了食品的感官性状（香味、美味）； 加热温度大于190以上，会使得蛋白质食物中的色氨酸、谷 氨酸发生裂解，产生杂环胺类化合物。近来研究表明，此类化合物 对啮齿类动物均具有不同程度的致癌性，活化后具有致突变性， 有些甚至比AFB1还要强。,B 对油脂的影响(effect on lipid),如果加热在160180或更高（250）可使油脂发生氧化，产生过氧化物，或分解成低分子，或聚合成高分子，使油脂理化性质发生变化，不仅具有一定的毒性，而且还会破坏食品中其它成分，影响食品的营养价值。,C 对碳水化合物的影响(effect on carbohydrate), 淀粉的化即糊

17、化 淀粉粒结晶被破坏、膨润与水结合、粘度增加，是淀粉性食品生熟的标志，不同的食物其糊化温度不同。如： 大米 玉米 小麦 马铃薯 63.6 86.2 87.3 64.5 淀粉的热处理化程度是高温工艺关注的问题之一。, 淀粉的老化（aging）即回生，亦称淀粉变硬变脆现象。淀粉老化是以结晶为核的一种淀粉凝集现象，实际上是淀粉结构发生变化结晶化或老化。 常见米、面的熟食品如米饭、馒头、面包冷后或放后变硬，经加热后又复原，在一定条件下，老化 糊化。 淀粉老化与食品中水分、pH值、盐类及结构有关，水分越多，pH值越高，盐浓度越大，不易老化。在食品工艺中，应用抗老化剂可防止食品老化，提高食品质量。, 褐变

18、(browning reactions) : 酶促褐变是在多酚氧化酶作用下，使食品中酚类物质氧化所产生的红棕色现象（酚类变为醌类），(Polymerization of some reaction products of the enzyme polyphenol oxidase.)如苹果、梨及某些蔬菜（土豆、茄子）中含有儿茶酚、咖啡酸、绿原酸等多酚类物质，易氧化，使颜色发生变化。,非酶促褐变系指食品中糖、醛、酮的羰基与氨基酸、蛋白质发生反应，产生褐变，称为美拉德反应（maillard reaction）或称为羰氨反应 这种反应可使食品的颜色变深（棕色），如炼乳、果汁制品、脱水水果、酱油等的棕

19、色物质。食品褐变既可增强食品的风味，又可恶化食品的颜色，所以在工业上可根据食品加工的目的决定是否利用羰氨反应，可以向食品中加入一些物质以阻止褐变，如NaCl、CaCl2、硫脲、-SH化物（半胱氨酸）。,其他影响(effect on others) 不同的食物，会有不同的感官性质变化。 防止食品腐败变质的方法还有脱水干燥保藏、腌（糖渍、盐渍）、薰、辐照等保藏方法。,3、脱水干燥保藏,原理: 为将食品中的水分降至微生物繁殖所必需的水分以下，水分活性aw在0.6以下，一般微生物均不易生长。,Minimum levels of aW permitting growth ( at near optimu

20、m temperatures )微生物生长必需的最低水分活度（在接近最适温度下）,MouldsAspergillus chevalieri 曲霉0.71霉菌Aspergillus ochraceus 曲霉0.78Aspergillus flavus 黄曲霉0.80Penicillium verrucosum 青霉0.79Fusarium moniliforme 串珠镰孢霉0.87YeastsSaccharomyces rouxii 鲁氏酵母0.62酵母Saccharomyces cerevisiae 啤酒酵母0.90BacteriaBacillus cereus 蜡状芽孢杆菌0.92细菌Clo

21、stridium botulinum (proteolytic) 0.93 肉毒梭状芽孢杆菌（蛋白水解型）Clostridium botulinum (non-proteolytic) 0.97 肉毒梭状芽孢杆菌（非蛋白水解型） Escherichia coli 埃希氏大肠杆菌0.93Salmonella 沙门氏菌0.95Staphylococcus aureus 葡萄球状杆菌0.83,Range of aW in foods and their microbial flora食品中aW的范围及其微生物菌群,aw range,Foods,Microbial flora,0.98,Fresh m

22、eats 鲜肉 Fresh fish 鲜鱼Fresh fruits 鲜果Fresh vegetables新鲜的蔬菜Canned vegetables in brine 罐装盐水蔬菜 Canned fruit in light syrup (3.5 % salt, 26% sugar)低盐罐装水果（盐3.5%，糖26）,(C. perfringens,产气荚膜梭菌 Salmonella)沙门氏菌,(Pseudomonas)假单孢菌,0.93 - 0.98,Fermented sausages 发酵香肠Processed cheese加工干酪Bread 面包Evaporated milk 炼乳To

23、mato paste 番茄酱(10% salt, 50% sugar)（10盐。50糖）,(B. cereus, 蜡状杆菌C. botulinum, 肉毒梭菌Salmonella 沙门氏菌)lactobacilli, bacilli andMicrococci 乳酸菌，芽孢杆菌，微球菌,aw range aw范围,Foods食品,Microbial flora微生物菌群,Mycotoxinproducing moulds 能产生霉菌毒素的霉菌Spoilage yeasts and moulds 腐败性酵母和霉菌,Dry fermented sausages干燥发酵香肠Raw ham 生火腿 (

24、17% salt, saturated sucrose) （盐17，饱和蔗糖）,0.6 - 0.85,Xerophilic fungi喜旱真菌,Halophiles 嗜盐生物Osmophilic yeasts 耐高渗透酵母,Dried fruit 干果Flour 面粉Cereals 谷类Salted fish 咸鱼Nuts 坚果, 0.6,No growth but may remain viable 不生长但能残存于其中,Confectionery糖果Honey 蜂蜜Noodles 面条Dried egg, milk 干燥鸡蛋，牛奶,0.85-0.93,S. aureus葡萄球菌,食品中主要

25、微生物类群生长的最低Aw值范围,4、食品的高渗透压保藏,（1）.提高酸度,增加食品的渗透压，使微生物因失水而代谢停止。,提高食品的氢离子浓度，可向食品中加酸或加乳酸菌进行酸发酵。,（2）.盐腌保藏 （3）.糖渍保藏,5、食品的化学防腐保藏,山梨酸及其盐类 丙酸 硝酸盐和亚硝酸盐 乳菌素 苯甲酸、苯甲酸钠和对羟基苯甲酸酯 溶菌酶,原理：一些化学添加剂可以对微生物细胞产生“毒害”作用，抑制微生物的生长繁殖。注意事项：用在食品中的化学添加剂需符合食品添加剂的有关规定，不能超过使用限值。,6、食品的辐射保藏,原理:用60Co (137Cs)产生的r射线以及电子加速器产生的10兆电子伏（Mev）以下的电

26、子束照射食品，使食品中微生物失活或者代谢活动减慢，达到食品保鲜及长期保存的目的。,辐照剂量用戈瑞(Gy)或千戈瑞(kGy)来计量，1 Gy等于1 kg物质吸收1 J的能量,优点：食品营养素损失少 灭菌防腐，确保食品食用安全，减少化学熏染及添加 剂，延长货架寿命； 可用于减少谷物，调料，干果，新鲜水果和蔬菜的虫害 和侵袭； 抑制根茎薯类发芽； 延迟收割期后水果的成熟； 停止肉和鱼中的寄生虫传染病的活动； 延长家禽，肉，鱼，贝类等的货架寿命； 净化禽类和牛肉； 缺点：这种技术可以引起辐照食品的物理、化学变化和生物变化，从而影响食品的营养价值和感官特性,辐照食品,辐照与食品质量（1）营养素的损失与其

27、它方法类似（2）辐照食品在常规剂量下不产生感生射线（3）10 KGY以下剂量辐照的食品，经动物试验 与 人体观察结果都是安全的，未发现辐照 食品产 生任何毒性物质（4）辐照食品本身不存在放射性污染问题 10 KGY以上剂量辐照，食品可产生感官性 质变化， 出 现所谓辐照嗅。,辐照食品的卫生管理 我国现有法规： 辐照食品的人体试食试验暂行规程 辐照食品卫生管理暂行规定 辐照食品国家卫生标准,三、酶及其他腐败因素的控制,食品的内源酶各种动植物体中都含有多种酶物质，因此酶也是动植物天然食品的组成成分。 磷酸化酶、乳酸脱氢酶等糖酵解酶的作用下，肌肉中糖原分解成为乳酸，使其pH下降 ；果胶酶、多酚氧化酶

28、,良好操作规范 GMP,1先决条件：合适的加工环境、工厂建筑、道路、行程、地表供水系统、废物处理等；2设施：制作空间、贮藏空间、冷藏空间、冷冻空间的供给；排风、供水、排水、排污、照明等设施；合适的人员组成等；3加工、储藏、分配操作：物质购买和贮藏；机器、机器配件、配料、包装材料、添加剂、加工辅助品的使用及合理性；成品外观、包装、标签和成品保存；成品仓库、运输和分配；成品的再加工；成品申请、抽检和试验，良好的实验室操作等；4卫生和食品安全检测：特殊的储藏条件，热处理、冷藏、冷冻、脱水、化学保藏；清洗计划、清洗操作、污水管理、害虫控制；个人卫生和操作；外来物控制、残存金属检测、碎玻璃检测以及化学物质检测等；5管理职责：提供资源、管理和监督、质量保证和技术人员；人员培训；提供卫生监督管理程序；满意程度；产品撤消等。,