食品微生物課件20.ppt

1、第八章 微生物與食品腐敗變質(zhì),第五節(jié) 食品保藏中的防腐與殺菌措施,主要內(nèi)容：,1、食品低溫抑菌保藏 2、食品加熱滅菌保藏 3、食品的高滲透壓保藏 4、食品的防腐保藏 5、食品的輻射保藏,一、食品低溫抑菌保藏,特點(diǎn)：溫度越低，保藏期越長(zhǎng)。,低溫對(duì)微生物的影響：,降低酶活性。大多數(shù)微生物活動(dòng)降低、休眠，甚至死亡。少數(shù)微生物仍能生長(zhǎng)。 細(xì)胞內(nèi)水分轉(zhuǎn)變?yōu)楸w,引起細(xì)胞脫水,而不能存活。 細(xì)胞內(nèi)形成的冰晶對(duì)微生物細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械性的傷害。 注意 ： 微生物不同，反應(yīng)不同 冷凍速度不同，反應(yīng)不同 冷凍和解凍交替，比一直冷凍更易死亡。 環(huán)境條件不同，反應(yīng)不同：pH低、水分多，死亡快；糖 、鹽、蛋白質(zhì)、脂肪含量

2、高則死亡慢。,冷藏溫度：（ 0 - 7 ）（常用4-8） 嗜冷微生物能緩慢生長(zhǎng)，多數(shù)病原菌不能生長(zhǎng) ，保藏有效期較短。,冷藏：是在010 條件下保藏食品。,1、冷藏,貯藏食品：肉、禽蛋、乳品、果蔬等。,貯藏期一般為幾天到幾月不等。,凍藏溫度：低于0（常用-18） 可以阻止所有微生物的生長(zhǎng)，可進(jìn)行長(zhǎng)期貯藏，但對(duì)食品品質(zhì)有影響。,2、冷凍保藏,冷凍是先將食品凍結(jié)，而后在能保持凍結(jié)狀態(tài)的溫度下貯藏的保藏方法。常用凍藏溫度為-12-23，貯藏期可達(dá)數(shù)月至數(shù)年。,低溫保藏與食品結(jié)構(gòu) 食品冷凍是一個(gè)過程，當(dāng)溫度降至 -1-5，稱冰晶生成帶。若冷凍速度過慢，胞外水相外于冰點(diǎn)而胞內(nèi)水相未達(dá)冰點(diǎn)的時(shí)間則越長(zhǎng)，從

3、而細(xì)胞失水嚴(yán)重，新鮮食品的組織細(xì)胞就會(huì)相應(yīng)破壞嚴(yán)重。,2、冷凍保藏,在冷凍工業(yè)中要求迅速降溫凍結(jié)食品，以最短的時(shí)間通過冰晶生成帶，避免上述現(xiàn)象發(fā)生，即急速冷凍。,3、與低溫保藏有關(guān)的微生物,細(xì)菌芽孢對(duì)冷凍及凍藏抗性最強(qiáng)，冷凍保藏后約有90%的芽孢仍可存活。 真菌的孢子抗凍力較強(qiáng)，干燥的黃曲霉分生孢子速凍和解凍后存活率可達(dá)75%。 酵母菌和G細(xì)菌的抗凍力較強(qiáng)， G細(xì)菌的抗凍力較弱。,二、食品加熱滅菌保藏,概念 熱殺菌是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，是最常用的延長(zhǎng)食品保存期的加工保藏方法。,機(jī)理： 在高溫作用下微生物體內(nèi)的酶、脂質(zhì)體和細(xì)胞膜被破壞，原生質(zhì)構(gòu)造中呈現(xiàn)不均一狀態(tài)，以致蛋白質(zhì)凝固，

4、細(xì)胞內(nèi)停止因而死亡。,各種微生物的耐熱性各有不同，同一菌種，其耐熱性也因菌株而異，正處于生長(zhǎng)繁殖的微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐熱性較它的芽孢弱。 各種芽孢菌的耐熱性也不盡相同，厭氧菌芽孢的耐熱性較需氧菌芽孢強(qiáng)，嗜熱菌的芽孢耐熱性最強(qiáng)。 微生物的耐熱性，與一定容積中所存在的微生物的數(shù)量有關(guān)。 微生物的種類及數(shù)量取決于原料的狀況（來源及儲(chǔ)運(yùn)過程）、工廠的環(huán)境衛(wèi)生、車間衛(wèi)生、機(jī)器設(shè)備和工器具的衛(wèi)生、生產(chǎn)操作工藝條件、操作人員個(gè)人衛(wèi)生等因素。,加熱滅菌保藏的影響因素：,1、食品的巴氏消毒,常用的三種熱滅菌方法：,2、食品的高溫滅菌,3、超高溫瞬時(shí)滅菌,1、食品的巴氏消毒,條件：6263 30min， 71 15

5、min， 8090 1min。,目的：殺死食品中致腐微生物的營(yíng)養(yǎng)體。,應(yīng)用范圍：牛奶、果汁、啤酒、醬油、食醋等。,巴氏消毒法(pasteurization) 用于牛奶、啤酒、果酒和醬油等不能進(jìn)行高溫滅菌的液體的一種消毒方法，其主要目的是殺死其中無芽孢的病原菌(如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏菌)，而又不影響它們的風(fēng)味。巴氏消毒法是一種低溫消毒法，具體的處理溫度和時(shí)間各有不同。,2、食品的高溫滅菌,煮沸消毒法（常壓滅菌法）： 條件：100，加熱10-30min。 效果：可殺死全部細(xì)菌、真菌，不能殺死孢子。 應(yīng)用范圍：酸性較低的罐頭、果醬等食品。,高溫滅菌指滅菌溫度在100121 范圍內(nèi)的滅菌。,高溫滅

6、菌分為：常壓滅菌法和加壓蒸汽滅菌法。,加壓蒸汽滅菌法： 條件：121 （壓力1kg/cm2），5-20min， 或115，35min。 效果：可殺死全部細(xì)菌，大多數(shù)孢子。 應(yīng)用范圍:肉類、蔬菜、奶制品滅菌。,3、超高溫瞬時(shí)滅菌,超高溫瞬時(shí)滅菌是指通過130150 加熱數(shù)秒鐘進(jìn)行的滅菌。,連續(xù)加壓蒸汽滅菌法： 條件：135-140，5-15s 效果：可基本達(dá)到無菌 應(yīng)用范圍：發(fā)酵工廠培養(yǎng)基及液態(tài)食品奶、果汁、蔬菜汁滅菌。,三、食品的高滲透壓保藏,高濃度的鹽或糖降低了食品的水分活性；高濃度的Na+和Cl-，對(duì)微生物及其酶類也具有毒害和破壞作用，并且使溶液易形成缺氧環(huán)境，因此提高了食品的滲透壓，可抑

7、制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，防止食品腐敗。 耐高滲微生物主要有：高度嗜鹽細(xì)菌（鹽桿菌屬、小球菌屬）、中等嗜鹽細(xì)菌（假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等）、低等嗜鹽細(xì)菌（黃桿菌屬、無色桿菌屬等）、耐糖細(xì)菌（腸膜狀明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、魯氏酵母等）、耐高滲的霉菌（青霉屬、曲霉屬等），這些是我們食品保藏的重點(diǎn)。,常用的兩種高滲透壓保藏方法：,鹽腌保藏和糖漬保藏,1、鹽腌保藏,1、鹽腌保藏,鹽濃度達(dá)到8%10%可以抑制多數(shù)桿菌生長(zhǎng)，15%時(shí)可抑制球菌。 當(dāng)鹽濃度1825%時(shí)通?？赏耆柚刮⑸锷L(zhǎng)，起到保藏效果。,應(yīng)用范圍：咸魚、咸肉、咸蛋、咸菜等。,2、糖漬保藏,糖漬保藏是利用高濃度的糖液抑制微生物生長(zhǎng)繁

8、殖。,與食品鹽相比，蔗糖必須比食品鹽用量大4倍以上的濃度，才能達(dá)到與食鹽相同的效果。 含50%的糖液可以抑制絕大部多數(shù)酵母和細(xì)菌生長(zhǎng)，65%70%的糖液可以抑制多種霉菌，70%80%的糖液能抑制幾乎所有的微生物生長(zhǎng)。,應(yīng)用范圍：甜煉乳、果脯、蜜餞、果醬等,三、食品的防腐保藏,食品防腐劑：具有抑制或殺死微生物的作用，并可用于食品防腐保藏的化學(xué)物質(zhì)稱。防腐劑可分為殺菌劑和抑菌劑。,食品化學(xué)保藏：就是在食品生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中適當(dāng)采用化學(xué)制品來提高食品的耐藏性和盡可能保持食品原有品質(zhì)的一種方法，也就是防止食品變質(zhì)和延長(zhǎng)保質(zhì)期（shelf-life）。,概念：,抑菌劑在使用限量范圍內(nèi)，其抑菌作用主要是通過

9、改變微生物生長(zhǎng)曲線(見圖7-1)，使微生物的生長(zhǎng)繁殖停止在緩慢繁殖的適應(yīng)期，即圖中的AB段，而不進(jìn)入急劇增殖的對(duì)數(shù)期，即圖中的CD段，從而延長(zhǎng)微生物繁殖一代所需要的時(shí)間，即起到所謂的“靜菌作用”。,抑菌劑,殺菌劑和抑菌劑的最大區(qū)別是，殺菌劑在其使用限量范圍內(nèi)能通過一定的化學(xué)作用殺死微生物，使之不能侵染食品，造成食品變質(zhì)。 殺菌劑按其滅菌特性可分為三類：氧化型殺菌劑、還原型殺菌劑和其它殺菌劑。,殺菌劑,食品防腐劑應(yīng)具備的條件：,（1）本身應(yīng)該經(jīng)過充分的毒理學(xué)鑒定，證明在使用限量范圍內(nèi)對(duì)人體無害； （2）對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分不應(yīng)有破壞作用，也不應(yīng)影響食品的質(zhì)量及風(fēng)味； （3）添加于食品后能被分析鑒定出

10、來。 （4）少量使用就有效； （5）不會(huì)與生產(chǎn)設(shè)備和包裝容器等發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)； （6）熱敏性不能太強(qiáng)，否則受熱易分解失效； （7）大量使用時(shí)不污染環(huán)境等。,1、山梨酸及其鹽類,山梨酸又名花揪酸，為無色針狀或白色粉末狀結(jié)晶，無臭或稍有刺激臭，耐光耐熱，但在空氣中長(zhǎng)期放置易被氧化變色，防腐效果也有所降低。山梨酸難溶于水而易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。山梨酸鉀極易溶于水，也易溶于高濃度蔗糖和食鹽溶液，因而在生產(chǎn)上被廣泛使用。,山梨酸和山梨酸鉀的作用機(jī)理,- 損害微生物細(xì)胞中脫氫酶系統(tǒng)； - 使分子中的共軛雙鍵氧化，產(chǎn)生分解和重排。 - 主要目標(biāo)菌：霉菌、酵母菌及其他好氣性菌 - 不能抑制：芽孢形成厭氧菌、

11、嗜酸乳桿菌。,注意：在有少量霉菌存在的介質(zhì)中，山梨酸和山梨酸鉀表現(xiàn)出抑菌作用，甚至還會(huì)表現(xiàn)出殺菌效力。但霉菌污染嚴(yán)重時(shí)，它們會(huì)被霉菌作為營(yíng)養(yǎng)物攝取，不僅沒有抑菌作用，相反會(huì)促進(jìn)食品的腐敗變質(zhì)。,山梨酸和山梨酸鉀的作用條件,山梨酸和山梨酸鉀屬于酸型防腐劑，以未解離的分子起抑菌作用，其防腐效果隨pH值降低而增強(qiáng)，但適宜的pH值范圍比苯甲酸廣，以pH值6的介質(zhì)中使用為宜。,山梨酸（鉀）使用范圍和使用量,山梨酸是一種不飽和脂肪酸，能在人體內(nèi)參與正常的代謝活動(dòng)，最后被氧化成CO2和H2O，故國(guó)際上公認(rèn)其為無害的食品防腐劑。山梨酸的ADI值（每日允許攝入量，Acceptable daily intake）

12、為025mg/kg。,用量均以山梨酸計(jì)，1g山梨酸鉀相當(dāng)于0.752g山梨酸,2、丙酸及其鹽類,作為食品防腐劑使用的丙酸鹽通常是丙酸鈉和丙酸鈣，兩者均為白色的結(jié)晶顆?；蚪Y(jié)晶性粉末，無臭或略有異臭，易溶于水。,丙酸為無色透明液體，有刺激性氣味， 可與水混溶。,丙酸是食品中的正常成分，也是人體代謝的中間產(chǎn)物，丙酸鹽不存在毒性問題，故ADI無需作特殊規(guī)定。丙酸已廣泛用于面包、糕點(diǎn)、果凍、醬油、醋、豆制品等的防霉。在以上食品中，丙酸鹽（以丙酸計(jì)）的最大使用量為2.5g/kg。,丙酸鹽作用條件：,屬酸性防腐劑，在pH值較低的介質(zhì)中抑菌作用強(qiáng)（最低抑菌濃度在pH值5.0時(shí)為0.01%，在pH值6.5時(shí)為0

13、.5%）。丙酸鹽對(duì)霉菌，需氧芽孢桿菌或革蘭氏陰性桿菌有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)引起食品發(fā)粘的菌類如枯草桿菌抑菌效果好，對(duì)防止黃曲霉毒素的產(chǎn)生有特效，但是對(duì)酵母菌幾乎無效。根據(jù)這一特性，丙酸鹽常用于面包和糕點(diǎn)的防霉。,3、SO2和亞硫酸鹽,亞硫酸及其鹽類: 亞硫酸是強(qiáng)還原劑，具有漂白和抗氧化作用。 作用： 減少植物組織中的氧氣，抑制褐變反應(yīng)。 抑制氧化酶的活性，比如多酚氧化酶。 可與有色物質(zhì)作用而漂白，比如花青素、胡蘿卜素等用于蘋果、馬鈴薯、果脯原料等。 用于防止非酶褐變，如藕、土豆片等。 可以強(qiáng)烈抑制霉菌、好氣性細(xì)菌，對(duì)酵母的作用稍差一些。,亞硫酸對(duì)微生物的抑制效果與其存在狀態(tài)有關(guān)，亞硫酸分子在防腐

14、上最有效。亞硫酸鹽易溶于水，溶于水后產(chǎn)生亞硫酸而起殺菌防腐作用。由于使用方便而在生產(chǎn)中比較多用。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、無水亞硫酸鈉（Na2SO3）、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）和低亞硫酸鈉（Na2S2O4）。燃燒硫磺熏蒸可以生成亞硫酸，也同樣起到殺菌防腐作用。,亞硫酸的殺菌作用機(jī)理,亞硫酸的殺菌作用機(jī)理是消耗食品中的O2，使好氣性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活動(dòng)中酶的活性（主要是破壞蛋白質(zhì)中的二硫鍵） 。 亞硫酸對(duì)細(xì)菌的殺滅作用強(qiáng)，對(duì)酵母菌的作用弱。,亞硫酸的殺菌作用條件,亞硫酸屬于酸性防腐劑，以其未解離的分子起殺菌作用。 影響因素： pH: pH值3.5時(shí)

15、，不電離，效果佳 濃度和溫度：越高作用越強(qiáng)。 水溶液放置過程中易分解逸散SO2而降低效果，建議現(xiàn)用現(xiàn)配。,亞硫酸的殺菌使用范圍和使用量,SO2的ADI值為00.7mg/kg。亞硫酸及其鹽類主要用于葡萄酒和果酒的防腐，最大使用量以SO2計(jì)為0.25g/kg，產(chǎn)品中SO2的殘留量不得超過0.05g/kg。,4、硝酸鹽和亞硝酸鹽,硝酸鹽和亞硝酸鹽是肉制品中常用的添加劑，主要作用在于使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色。此外還有防腐作用，可抑制引起肉類變質(zhì)的微生物生長(zhǎng)，尤其是對(duì)梭狀肉毒芽孢桿菌等耐熱性芽孢的發(fā)芽有很強(qiáng)的抑制作用；還有抗氧化和增進(jìn)風(fēng)味的作用。,硝酸鹽包括硝酸鈉和硝酸鉀，亞硝酸鹽包括亞硝酸鈉和亞硝酸鉀，

16、以硝酸鈉和亞硝酸鈉在生產(chǎn)中比較常用。硝酸鈉和亞硝酸鈉為無色、無臭結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，味咸并且稍有苦味，有吸濕性，易溶于水。,硝酸鹽和亞硝酸鹽使用范圍和使用量,硝酸鹽和亞硝酸鹽的毒性都比較強(qiáng)，以亞硝酸鹽的毒性更強(qiáng)，是一種劇藥（注：藥物學(xué)中將毒性較強(qiáng)的物質(zhì)稱為劇藥）。所以其使用范圍和用量都有比較嚴(yán)格的限制。硝酸鹽和亞硝酸鹽的ADI分別為05mg/kg和00.2mg/kg。,5、乳酸菌素,天然有機(jī)防腐劑也稱天然防腐劑，是由生物體分泌或者體內(nèi)存在的具有抑菌作用的物質(zhì)，經(jīng)人工提取或者加工而成為食品防腐劑。,乳酸菌素屬天然防腐劑中的一種。,乳酸鏈球菌素又稱乳酸菌肽（Nisin），是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽

17、物質(zhì)（C143H230N42O37S7），商品名稱為乳酸鏈球菌制劑，由乙醇結(jié)晶制得。該產(chǎn)品對(duì)革蘭氏陽性菌有抑制作用，可用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。對(duì)革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母菌一般無抑制作用。,乳酸鏈球菌素的安全性高，ADI為33,000IU/kg。用于罐裝食品、植物蛋白食品防腐的最大用量為0.2g/kg，乳制品和肉制品的最大用量為0.5g/kg。一般用量控制在2.5100mg/kg。,應(yīng)用范圍：罐頭、果蔬、肉、魚、乳等。,五、食品的輻射保藏,食品的輻射保藏是是利用射線照射食品，滅菌、殺蟲，抑制鮮活食品的生命活動(dòng)，從而達(dá)到防霉、防腐、延長(zhǎng)食品貨架期目的的一種食品保藏方法。,食品輻射的特點(diǎn)：,1

18、）“冷殺菌”，對(duì)食品品質(zhì)無影響； 2）射線穿透力強(qiáng)，具有良好的保鮮效果； 3）輻照處理食品能耗低； 4）對(duì)環(huán)境的污染小。,食品輻射分為下列三類： 低劑量輻照、中等劑量輻照、大劑量輻照,食品輻射的基本原理,食品輻照時(shí)，射線把能量或電荷傳遞給食品以及食品上的微生物和昆蟲，引起的各種效應(yīng)會(huì)造成它們體內(nèi)的酶鈍化和各種損傷會(huì)迅速影響其整個(gè)生命過程，導(dǎo)致代謝、生長(zhǎng)異常、損傷擴(kuò)大直至生命死亡。而食品則不同，除了鮮活食品之外均不存在著生命活動(dòng)，鮮活食品的新陳代謝也處在緩慢的階段，輻射所產(chǎn)生的影響是進(jìn)一步延緩了它們后熟的進(jìn)程，符合儲(chǔ)藏的需要。,影響輻射保藏的因素,1、照射量及其單位,照射量（Exposure）是用來量度X射線或g射線在空氣中電離能力的物理量，其單位為倫琴（R）。,2. 吸收劑量、劑量率及其單位,被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收量，其單位為拉德(rad)或戈瑞(Gy)。,3.食品中微生物的種類,水分含量低時(shí)，對(duì)食品的輻射效應(yīng)和對(duì)微生物的殺滅作用比含水分高時(shí)要小。高氧含量能加速被照