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食品的腐敗變質(zhì)及控制

§1 食品的腐敗變質(zhì)及控制

問題一：

什么是食品的腐敗變質(zhì)？食品腐敗變質(zhì)有哪些現(xiàn)象？

問題二：

引起食品腐敗變質(zhì)的主要原因是什么？怎樣控制？

食品易受到外來和內(nèi)在因素作用而發(fā)生腐敗

一、定義

食品的腐敗變質(zhì)是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響，造成其原有化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化，降低或失去其營養(yǎng)價值和商品價值的過程。

二、按照變質(zhì)可能性將原料分類

極易腐敗原料（1天~2周）：

肉類和大多數(shù)水果和部分蔬菜。

中等腐敗性原料（2周~2月）：

柑橘、蘋果和大多數(shù)塊根類蔬菜。

穩(wěn)定的原料（2~8月）：

糧食谷物、種子和無生命的原料如糖、淀粉和鹽等。

§2 引起食品腐敗變質(zhì)的主要因素及控制

一、生物學(xué)因素

（一）微生物 

微生物廣泛分布于自然界，食品中不可避免的會受到一定類型和數(shù)量的微生物的污染，造成食品的腐敗與變質(zhì)。而且，由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的。 

微生物引起食品變質(zhì)的特點(diǎn)：

食品種類不同，引起變質(zhì)的微生物種類不同； 

環(huán)境條件不同，變質(zhì)快慢程度不同； 

食品成分發(fā)生變化的同時，產(chǎn)生毒素或致病。

1.引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物

細(xì)菌：

不管食品還是食品原料，在絕大多數(shù)場合，變質(zhì)的主要原因是細(xì)菌引起的。

酵母菌：

在含碳水化合物較多的食品中容易生長發(fā)育。

霉菌：

在有氧的環(huán)境中生長發(fā)育，在富含淀粉和糖的食品中容易滋生霉菌。

2.微生物引起食品腐敗變質(zhì)的化學(xué)過程

（1）食品中蛋白質(zhì)的分解

（2）食品中碳水化合物的分解

（3）食品中脂肪的分解

3.影響微生物生長發(fā)育的主要因子

（1）食品的PH值     

各類微生物都有其最適宜的pH范圍：

耐酸性 霉菌＞酵母菌＞細(xì)菌

（2）食品中的水分

部分食品的水分活度值

（3）營養(yǎng)成分

（4）氧氣

微生物可以分為：好氧性微生物、微需氧微生物、兼性厭氧微生物和厭氧性微生物。

（5）溫度

（二）微生物的控制

1. 加熱殺菌

商業(yè)無菌

殺滅食品中所污染的病原菌、產(chǎn)毒菌以及正常儲存和銷售條件下能生長繁殖、并導(dǎo)致食品變質(zhì)的腐敗菌，從而保證食品正常的貨架壽命。

（1）微生物的耐熱性

影響微生物耐熱性的因素

a.微生物本身的特性

污染的種類：各種微生物的耐熱性各有不同。

芽孢菌>非芽孢菌、霉菌、酵母菌

芽孢菌的芽孢>芽孢菌的營養(yǎng)細(xì)胞

厭氧菌芽孢>需氧菌芽孢

嗜熱菌芽孢的耐熱性最強(qiáng)

污染的數(shù)量：

初始活菌數(shù)越多，全部殺滅所需的時間就越長。

生理狀態(tài)與所處的環(huán)境  

穩(wěn)定生長期的營養(yǎng)細(xì)胞>對數(shù)生長期的營養(yǎng)細(xì)胞

成熟的芽孢>未成熟的芽孢

較高溫度下培養(yǎng)的微生物耐熱性較強(qiáng)

b.食品成分的因素

酸度：pH值偏離中性的程度越大，耐熱性越低。

水分活度：細(xì)菌芽孢在低水分活度時有更高的耐熱性。

殺滅肉毒桿菌在干熱條件下121℃需120min，濕熱條件下121℃，4～10min即可 。

脂肪：脂肪含量高則細(xì)菌的耐熱性會增強(qiáng)。

鹽：低濃度食鹽對微生物有保護(hù)作用，而高濃度食鹽（>8%）則對微生物的抵抗力有削弱作用。

糖：糖的濃度越高，越難以殺死食品中的微生物。

（2）加熱殺菌的方法

巴氏殺菌：殺菌溫度65℃—80℃，主要用于不耐熱的食品。果汁、果酒等

常壓殺菌：指101.325KPa、100℃條件下的殺菌處理。適用于酸性食品的殺菌。PH＜4.5

高壓殺菌：指101.325KPa以上、100℃以上的殺菌。適用于非酸性食品的殺菌。PH＞4.5

（3）殺菌原則

殺菌方法的選擇，一般以PH值4.5為界限

殺菌時一般以該食品中耐熱性最強(qiáng)的細(xì)菌為對象菌

加熱殺菌時應(yīng)充分考慮到食品的熱敏性

2.控制水分活度

降低水分活度的方法： 

去除水分(干制) 

加鹽或加糖

控制水分狀態(tài)（速凍）

3.PH值的控制

降低PH的方法：

發(fā)酵產(chǎn)酸降低食品的PH值

加酸型防腐劑

4.柵欄技術(shù)

（1）柵欄技術(shù)的概念

通過聯(lián)合控制多種阻礙微生物生長的因素，以減少食品腐敗，保證食品衛(wèi)生與安全性的技術(shù)措施。

（2）柵欄因子

能擾亂微生物內(nèi)平衡機(jī)制的加工技術(shù)；

常用的柵欄因子：高溫處理（F）、低溫冷藏（t） 、酸化（pH）、低水分活度（Aw）、降低氧化還原電勢（Eh）、添加防腐劑（Pres） 、競爭性菌群（c·f）等。

此外，還有輻射、超高壓處理、微波、超聲波、紫外線、酶制劑、保鮮膜等。

（3）柵欄技術(shù)與微生物的內(nèi)平衡

微生物的內(nèi)平衡是微生物處于正常狀態(tài)下內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定和統(tǒng)一，并且具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，只有其內(nèi)環(huán)境處于穩(wěn)定的狀態(tài)下，微生物才能生長繁殖。

柵欄因子針對微生物細(xì)胞中的不同目標(biāo)進(jìn)行攻擊，如細(xì)胞膜、酶系統(tǒng)、pH值、水分活性值、氧化還原電位等，這樣就可以從多個方面打破微生物的內(nèi)平衡，而實(shí)現(xiàn)柵欄因子的交互效應(yīng)。 

把柵欄因子及其交互作用，形成微生物不能逾越的柵欄之效果稱為柵欄效應(yīng)。

（4） 柵欄技術(shù)內(nèi)涵的擴(kuò)展

初始的柵欄技術(shù)主要是針對控制由微生物引起的食品腐敗變質(zhì)，然而僅僅考慮控制微生物而不顧及食品質(zhì)量的保藏方法是不完善的。因此實(shí)際上柵欄因子的作用不僅局限于控制微生物引起的腐敗變質(zhì)，也可延伸到抑制酶的活性 、改善食品品質(zhì)、延長貨架期等方面。

（5）柵欄技術(shù)在食品中的應(yīng)用

①柵欄技術(shù)在鮮肉保藏中的應(yīng)用

傳統(tǒng)方法：冷凍

缺點(diǎn)：成本高，影響肉的品質(zhì)

柵欄技術(shù)：水分活度、PH、防腐劑、低溫處理、較高溫滅菌、真空包裝等，其中最有效的是：水分活度(aw)。

②在新鮮果蔬加工中的應(yīng)用

從原料選擇、加工、包裝到配送、銷售，每一環(huán)節(jié)都應(yīng)直接或間接地采取“柵欄”措施，以達(dá)到預(yù)期的保存目的。

柵欄因子：溫度控制、適宜的清洗消毒劑、pH、水分活性、氣體成分、臭氧、輻照、包裝。

在抑制楊桃切片貯存期發(fā)生的褐變反應(yīng)以及營養(yǎng)成分改變的工藝中，就是以pH作為主要柵欄因子，采用檸檬酸和抗壞血酸的有效結(jié)合調(diào)節(jié)其切片表面的pH，并同時利用無氧包裝、低溫貯存等輔助性柵欄因子，達(dá)到了有效抑制楊桃切片發(fā)生褐變的效果。

③柵欄技術(shù)在食品包裝中的應(yīng)用

食品包裝本身就是一個非常重要的柵欄因子。

用于包裝過程的柵欄因子有：抽真空、充入特殊氣體、氣調(diào)包裝等。真空與充氮包裝將阻隔氧氣作為首要目標(biāo)，氣調(diào)包裝主要控制、調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)的氧氣和二氧化碳的濃度，并將其穩(wěn)定在一個狹小范圍內(nèi)。

在包裝過程中調(diào)節(jié)溫度、壓強(qiáng)等柵欄因子，也同樣可以增強(qiáng)包裝的柵欄功效。

用作食品包裝的材料很少具有防腐性或抗氧化性，或能吸收C2H4、O2、水蒸氣等。

添加?xùn)艡谝蜃樱好撗鮿⒎栏瘎?、抗氧化劑、吸濕劑、C2H4吸收劑等。

02

乳酸鏈球菌素 Nisin

一、產(chǎn)品簡介

乳酸鏈球菌素（Nisin）是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽抗菌類物質(zhì)，由34個氨基酸組成。分子式C143H230N42O37S7，相對分子質(zhì)量3510。

大多數(shù)的牛乳中存在乳酸鏈球菌素。

分子結(jié)構(gòu)式

（一）Nisin水溶性

Nisin的水溶性隨著溶液pH值的降低而升高：

        pH=2.5時，其溶解度為110mg/mL；

        pH=5.0時，其溶解度為40mg/mL；

        pH=7.0時，幾乎不溶；

乳酸鏈球菌素最好的溶劑為0.02mol/L的鹽酸。

（二）Nisin水溶液穩(wěn)定性

Nisin的穩(wěn)定性與溶液的pH值有關(guān)：

如在pH=3.0以下，加熱至115.6℃  30min，活性基本沒有損失，Nisin的耐酸、耐熱性能優(yōu)良。

（三）Nisin抑菌性

（四）Nisin安全性

大鼠經(jīng)口服LD50約為7000mg/kg體重，ADI為0～0.875mg/kg體重。實(shí)際無毒性。 

乳酸鏈球菌素是多肽，食用后在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸，不會改變腸道內(nèi)正常菌群，以及引起常用其他抗菌素會出現(xiàn)的抗藥性，更不會與其他抗菌素出現(xiàn)交叉抗性。

（五）乳酸鏈球菌素能增加一些細(xì)菌對熱的敏感性，而且它在小范圍內(nèi)也有輔助殺菌作用，因此在食品中加入少量乳酸鏈球菌素就能降低滅菌溫度、縮短食品滅菌時間，使食品較好地保持原有營養(yǎng)成分、風(fēng)味、色澤和延長貯存時間。

GB2760中規(guī)定的使用范圍

二、乳酸鏈球菌素在食品中的應(yīng)用實(shí)例

（一）在乳及乳制品中的應(yīng)用：

1.巴氏消毒奶：添加100mg/kg Nisin:，在4℃下貯存，保質(zhì)期達(dá)到7天，第14天微生物總數(shù)才超標(biāo)，而對照組只有3天的保質(zhì)期。

2.軟雪糕奶漿：將50～100mg/kg的乳酸鏈球菌素添加到軟雪糕奶漿中，可達(dá)到在4℃的環(huán)境中保鮮12天以上，有效的延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期。

（二）在肉制品中的應(yīng)用：

（三）在水產(chǎn)品中的應(yīng)用：

（四）在調(diào)味品中的應(yīng)用：

1.醬油：在醬油中添加50～100mg/L的乳酸鏈球菌素，就能有效的抑制醬油中的腐敗細(xì)菌，達(dá)到防腐保鮮目的。

2.大豆醬：在37℃條件下，當(dāng)乳酸鏈球菌素的添加量在100～300mg/kg時，可有效抑制豆醬中的腐敗菌，防止豆醬在存放、銷售過程中的再發(fā)酵、沉淀、變質(zhì)。

（五）在罐頭制品中的應(yīng)用：

1.灌裝蘑菇罐頭：添加100mg/kgNisin，將原殺菌溫度121℃維持25min，縮短為121℃維持6min，樣品在37℃下貯存35天 ，空白組樣品敗壞率達(dá)到13%，添加Nisin的樣品敗壞率為零。

2.雞汁鮑魚罐頭：添加300mg/kg的Nisin，殺菌公式為10min-15min-反/118℃,鮑魚產(chǎn)品的感官評分最高 ，可以達(dá)到較好的防腐抑菌效果。

（六）在飲料中的應(yīng)用：

1.速溶茶： Nisin 可以有效抑制速溶茶中耐熱芽孢和 TAB 的生長。添加量達(dá)到 100 mg/L 時，完全滅菌的溫度由 131 ℃降低至 121 ℃，抑菌率達(dá)到100%。

2.酒精飲料：在啤酒中，乳酸鏈球菌素能使啤酒花對嗜熱菌的殺菌作用增強(qiáng)，在發(fā)酵過程中，剩余的乳酸鏈球菌素仍能抑制細(xì)菌繁殖，而對啤酒酵母的發(fā)酵特性無任何不良影響。

（七）在方便濕面中的應(yīng)用：

方便濕面：在方便濕面中添加100～150mg/L的乳酸鏈球菌素，就能有效的抑制方便濕面中的腐敗微生物的生長，延長濕面制品的保質(zhì)期。

（八）在蛋制品中的應(yīng)用：

在鹵蛋制品中添加50～110mg/mg的乳酸鏈球菌素就能夠很好的抑制腐敗微生物的生長，延長鹵蛋制品的保質(zhì)期。 

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