第四章 食品防腐剂.ppt
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1、1第四章食品防腐剂第四章食品防腐剂 一、教学要求一、教学要求v熟悉食品防腐剂和杀菌剂的定义、分类及引熟悉食品防腐剂和杀菌剂的定义、分类及引起变质的主要原因;起变质的主要原因;v了解常用食品防腐剂和杀菌剂的作用机理;了解常用食品防腐剂和杀菌剂的作用机理;v掌握食品防腐剂和杀菌剂的应用范围、使用掌握食品防腐剂和杀菌剂的应用范围、使用标准和注意事项。标准和注意事项。2二、教学内容二、教学内容第一节第一节 食品防腐与食品防腐剂食品防腐与食品防腐剂第二节第二节 有机防腐剂与无机有机防腐剂与无机防腐剂防腐剂第三节第三节 天然防腐剂天然防腐剂第四节第四节 加工设备与贮运环境消毒剂加工设备与贮运环境消毒剂第五
2、节第五节 水果、蔬菜采后常用的防腐剂水果、蔬菜采后常用的防腐剂3第一节第一节 食品防腐与食品防腐剂食品防腐与食品防腐剂一、一、食品的腐败变质食品的腐败变质二、二、影响食品微生物繁殖的因素影响食品微生物繁殖的因素4成分成分感官性质感官性质食品食品微生物微生物变化变化举例:举例:肉、蛋、鱼腐臭肉、蛋、鱼腐臭 粮食霉变粮食霉变 水果腐烂水果腐烂 油脂酸败油脂酸败环境环境5 食品受到外界有害因素的污染以后,食品原有色、食品受到外界有害因素的污染以后,食品原有色、香、味和营养成分发生了从量变到质变的变化,香、味和营养成分发生了从量变到质变的变化,结果使食品的质量降低或完全不能食用,这个过结果使食品的质量
3、降低或完全不能食用,这个过程称为程称为食品腐败变质食品腐败变质。v 由于习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品由于习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品变质,实际上食品腐败是食品变质的一个方面。变质,实际上食品腐败是食品变质的一个方面。v 造成食品变质的原因较多,有物理的、化学的,造成食品变质的原因较多,有物理的、化学的,也有生物的。也有生物的。6引起食品腐败变质的主要因素引起食品腐败变质的主要因素微生物微生物啮齿动物啮齿动物昆虫昆虫/寄生虫寄生虫食品腐败变质食品腐败变质温度温度水分水分光照光照氧化氧化酶类酶类7v 891011二、影响食品微生物繁殖的因素二、影响食品微生物繁殖的因素1、食品的营养
4、食品的营养 食品含有蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生食品含有蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素和水分等丰富的营养成分,是微生物的良好培养素和水分等丰富的营养成分,是微生物的良好培养基。因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造基。因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造成食品的变质。但由于不同的食品中,上述各种成成食品的变质。但由于不同的食品中,上述各种成分的比例差异很大,而各种微生物分解各类营养物分的比例差异很大,而各种微生物分解各类营养物质的能力不同,这就导致了引起不同食品腐败的微质的能力不同,这就导致了引起不同食品腐败的微生物类群也不同。生物类群也不同。12 2 2、水分、水分 水分是微生
5、物生命活动的必要条件,水分是微生物生命活动的必要条件,微生物细胞组成不可缺少水,细胞内所进行的各种微生物细胞组成不可缺少水,细胞内所进行的各种生物化学反应,均以水分为溶媒。在缺水的环境中,生物化学反应,均以水分为溶媒。在缺水的环境中,微生物的新陈代谢发生障碍,甚至死亡。但各类微微生物的新陈代谢发生障碍,甚至死亡。但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同,因此,食品生物生长繁殖所要求的水分含量不同,因此,食品中的水分含量决定了生长微生物的种类。一般来说,中的水分含量决定了生长微生物的种类。一般来说,含水分较多的食品,细菌容易繁殖;含水分少的食含水分较多的食品,细菌容易繁殖;含水分少的食品,霉菌和
6、酵母菌则容易繁殖。品,霉菌和酵母菌则容易繁殖。13 食品中水分以游离水和结合水两种形式存在。微食品中水分以游离水和结合水两种形式存在。微生物在食品上生长繁殖,能利用的水是游离水,因生物在食品上生长繁殖,能利用的水是游离水,因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量(含水量(%),而是取决于水分活度(),而是取决于水分活度(AwAw,也称水活也称水活性)。因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一性)。因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质,如氨基酸、糖、盐等结合,这种结些可溶性物质,如氨基酸、糖、盐等结合,这种结合水对微生物是无用的
7、。因而通常使用水分活度来合水对微生物是无用的。因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。纯水的表示食品中可被微生物利用的水。纯水的Aw=1Aw=1;无;无水食品的水食品的Aw=0Aw=0,由此可见,食品的,由此可见,食品的AwAw值在值在0 01 1之间。之间。14v下表给出了不同微生物类群生长的最低下表给出了不同微生物类群生长的最低Aw值范围,值范围,从表中可以看出,食品的从表中可以看出,食品的Aw值在值在0.60以下,则认以下,则认为微生物不能生长。一般认为食品为微生物不能生长。一般认为食品Aw值在值在0.64以下,以下,是食品安全贮藏的防霉含水量。是食品安全贮藏的防霉含水量。表
8、:食品中主要微生物类群生长的最低表:食品中主要微生物类群生长的最低AwAw值范围值范围 微生物类群微生物类群 最低最低AwAw值范围值范围 微生物类群微生物类群 最低最低AwAw值值 大多数细菌大多数细菌 0.990.990.90 0.90 嗜盐性细菌嗜盐性细菌 0.75 0.75 大多数酵母菌大多数酵母菌 0.940.940.88 0.88 耐高渗酵母耐高渗酵母 0.600.60大多数霉菌大多数霉菌 0.940.940.73 0.73 干性霉菌干性霉菌 0.650.6515 3 3、pHpH条件条件 各种食品都具有一定的氢离子浓度。各种食品都具有一定的氢离子浓度。根据食品根据食品pHpH值范
9、围的特点,可将食品划分为两大类:值范围的特点,可将食品划分为两大类:酸性食品和非酸性食品。一般规定酸性食品和非酸性食品。一般规定pHpH值在值在4.54.5以上以上者,属于非酸性食品;者,属于非酸性食品;pHpH值在值在4.54.5以下者为酸性食以下者为酸性食品。例如动物食品的品。例如动物食品的pHpH值一般在值一般在5 57 7之间,蔬菜之间,蔬菜pHpH值在值在5 56 6之间,它们一般为非酸性食品;水果的之间,它们一般为非酸性食品;水果的pHpH值在值在2 25 5之间,一般为酸性食品。之间,一般为酸性食品。16 各类微生物都有其最适宜的各类微生物都有其最适宜的pH范围,食品中氢离子范围
10、,食品中氢离子浓度可影响菌体细胞膜上电荷的性质。当微生物细浓度可影响菌体细胞膜上电荷的性质。当微生物细胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改变后,微生物对某些物质的吸收机制会发生改变,变后,微生物对某些物质的吸收机制会发生改变,从而影响细胞正常物质代谢活动和酶的作用,因此从而影响细胞正常物质代谢活动和酶的作用,因此食品食品pH值高低是制约微生物生长,影响食品腐败变值高低是制约微生物生长,影响食品腐败变质的重要因素之一。质的重要因素之一。17 大多数细菌最适生长的大多数细菌最适生长的pHpH值是值是7.07.0左右,酵母菌左右,酵母菌和霉菌生长的
11、和霉菌生长的pHpH值范围较宽,因而非酸性食品适合值范围较宽,因而非酸性食品适合于大多数细菌及酵母菌、霉菌的生长;细菌生长下于大多数细菌及酵母菌、霉菌的生长;细菌生长下限一般在限一般在4.54.5左右,左右,pHpH值值3.33.34.04.0以下时只有个别以下时只有个别耐酸细菌,如乳杆菌属尚能生长,故酸性食品的腐耐酸细菌,如乳杆菌属尚能生长,故酸性食品的腐败变质主要是酵母和霉菌的生长。败变质主要是酵母和霉菌的生长。18 另外,食品的另外,食品的pH值也会因微生物的生长繁殖而发生值也会因微生物的生长繁殖而发生改变,当微生物生长在含糖与蛋白质的食品基质中,改变,当微生物生长在含糖与蛋白质的食品基
12、质中,微生物首先分解糖产酸使食品的微生物首先分解糖产酸使食品的pH值下降;当糖不值下降;当糖不足时,蛋白质被分解,足时,蛋白质被分解,pH值又回升。由于微生物的值又回升。由于微生物的活动,使食品基质活动,使食品基质pH值发生很大变化,当酸或碱积值发生很大变化,当酸或碱积累到一定量时,反过来又会抑制微生物的继续活动。累到一定量时,反过来又会抑制微生物的继续活动。19 4 4、温度、温度 根据微生物对温度的适应性,可将微根据微生物对温度的适应性,可将微生物分为三个生理类群,即嗜冷、嗜温、嗜热三大生物分为三个生理类群,即嗜冷、嗜温、嗜热三大类微生物。每一类群微生物都有最适宜生长的温度类微生物。每一类
13、群微生物都有最适宜生长的温度范围,但这三群微生物又都可以在范围,但这三群微生物又都可以在20203030之间之间生长繁殖,当食品处于这种温度的环境中,各种微生长繁殖,当食品处于这种温度的环境中,各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变质。生物都可生长繁殖而引起食品的变质。20 低温对微生物生长的影响。低温对微生物生长极为低温对微生物生长的影响。低温对微生物生长极为不利,但由于微生物具有一定的适应性,在不利,但由于微生物具有一定的适应性,在55左右或更低左右或更低的温度(甚至的温度(甚至-20-20以下)下仍有少数微生物能生长繁殖,以下)下仍有少数微生物能生长繁殖,使食品发生腐败变质,我们称这类微生
14、物为使食品发生腐败变质,我们称这类微生物为低温微生物低温微生物。低温微生物是引起冷藏、冷冻食品变质的主要微生物。食低温微生物是引起冷藏、冷冻食品变质的主要微生物。食品在低温下生长的微生物主要有:假单孢杆菌属、黄色杆品在低温下生长的微生物主要有:假单孢杆菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属等革兰氏阴性无芽孢杆菌;小球菌属、菌属、无色杆菌属等革兰氏阴性无芽孢杆菌;小球菌属、乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属等革乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属等革兰氏阳性细菌;假丝酵母属、隐球酵母属、圆酵母属、丝兰氏阳性细菌;假丝酵母属、隐球酵母属、圆酵母属、丝孢酵母属等酵母菌;青霉属、芽枝霉属、
15、葡萄孢属和毛霉孢酵母属等酵母菌;青霉属、芽枝霉属、葡萄孢属和毛霉属等霉菌。食品中不同微生物生长的最低温度见下表。属等霉菌。食品中不同微生物生长的最低温度见下表。21食食 品品 微微 生生 物物1 1生长最低生长最低温度(温度()食食 品品微微 生生 物物生长最低生长最低温度(温度()猪猪 肉肉 细菌细菌-4-4乳乳细菌细菌-1-10 0牛牛 肉肉 霉菌、酵母菌、细菌霉菌、酵母菌、细菌-1-11.61.6冰淇凌冰淇凌细菌细菌-10-10-3-3羊羊 肉肉霉菌、酵母菌、细菌霉菌、酵母菌、细菌-5-5-1-1大大 豆豆霉菌霉菌-6.7-6.7火火 腿腿细菌细菌1 12 2豌豌 豆豆霉菌、酵母菌霉菌、
16、酵母菌-4-46.76.7腊腊 肠肠细菌细菌5 5苹苹 果果霉菌霉菌0 0熏熏 肉肉细菌细菌-10-10-5-5葡萄汁葡萄汁酵母菌酵母菌0 0鱼贝类鱼贝类细菌细菌-4-4-7-7浓桔汁浓桔汁酵母菌酵母菌-10-10草草 莓莓霉菌、酵母菌、细菌霉菌、酵母菌、细菌-6.5-6.50.30.3表:食品中微生物生长的最低温度表:食品中微生物生长的最低温度 22 高温对微生物生长的影响。高温,特别在高温对微生物生长的影响。高温,特别在4545以上的高温,对微生物生长来讲,是十分不利以上的高温,对微生物生长来讲,是十分不利的。在高温条件下,微生物体内的酶、蛋白质、脂的。在高温条件下,微生物体内的酶、蛋白质
17、、脂质体很容易发生变性失活,细胞膜也易受到破坏,质体很容易发生变性失活,细胞膜也易受到破坏,这样会加速细胞的死亡。温度愈高,死亡率也愈高。这样会加速细胞的死亡。温度愈高,死亡率也愈高。然而,在高温条件下,仍然有少数微生物能够然而,在高温条件下,仍然有少数微生物能够生长。通常把凡能在生长。通常把凡能在4545以上温度条件下进行代谢以上温度条件下进行代谢活动的微生物,称为高温微生物或嗜热微生物。活动的微生物,称为高温微生物或嗜热微生物。23 嗜热微生物之所以能在高温环境中生长,是因为它们具嗜热微生物之所以能在高温环境中生长,是因为它们具有与其他微生物所不同的特性,如它们的酶和蛋白质对热稳有与其他微
18、生物所不同的特性,如它们的酶和蛋白质对热稳定性比中温菌强得多;它们的细胞膜上富含饱和脂肪酸。由定性比中温菌强得多;它们的细胞膜上富含饱和脂肪酸。由于饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键,从而于饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键,从而使膜能在高温下保持稳定;它们生长曲线独特,和其他微生使膜能在高温下保持稳定;它们生长曲线独特,和其他微生物相比,延滞期、对数期都非常短,进入稳定期后,迅速死物相比,延滞期、对数期都非常短,进入稳定期后,迅速死亡。亡。在食品中生长的嗜热微生物,主要是嗜热细菌,如芽孢在食品中生长的嗜热微生物,主要是嗜热细菌,如芽孢杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆
19、菌;梭状芽孢杆杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌;梭状芽孢杆菌属中的肉毒梭菌、热解糖梭状芽孢杆菌、致黑梭状芽孢杆菌属中的肉毒梭菌、热解糖梭状芽孢杆菌、致黑梭状芽孢杆菌;乳杆菌属和链球菌属中的嗜热链球菌、嗜热乳杆菌等。菌;乳杆菌属和链球菌属中的嗜热链球菌、嗜热乳杆菌等。霉菌中纯黄丝衣霉耐热能力也很强。霉菌中纯黄丝衣霉耐热能力也很强。24 在高温条件下,嗜热微生物的新陈代谢活动加在高温条件下,嗜热微生物的新陈代谢活动加快,所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度快,所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度也比其他微生物快,因而使食品发生变质的时间缩也比其他微生物快,因而使食品发生变质的时间缩
20、短。由于它们在食品中经过旺盛的生长繁殖后,很短。由于它们在食品中经过旺盛的生长繁殖后,很容易死亡,所以在实际中,若不及时进行分离培养,容易死亡,所以在实际中,若不及时进行分离培养,就会失去检出的机会。高温微生物造成的食品变质就会失去检出的机会。高温微生物造成的食品变质主要是酸败,由微生物分解糖类产酸而引起。主要是酸败,由微生物分解糖类产酸而引起。25 5 5、渗透压、渗透压 渗透压与微生物的生命活动有一定渗透压与微生物的生命活动有一定的关系。如将微生物置于低渗溶液中,菌体吸收水的关系。如将微生物置于低渗溶液中,菌体吸收水分发生膨胀,甚至破裂;若置于高渗溶液中,菌体分发生膨胀,甚至破裂;若置于高
21、渗溶液中,菌体则发生脱水,甚至死亡。一般来讲,微生物在低渗则发生脱水,甚至死亡。一般来讲,微生物在低渗透压的食品中有一定的抵抗力,较易生长,而在高透压的食品中有一定的抵抗力,较易生长,而在高渗食品中,微生物常因脱水而死亡。当然不同微生渗食品中,微生物常因脱水而死亡。当然不同微生物种类对渗透压的耐受能力大不相同。物种类对渗透压的耐受能力大不相同。26 绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长,只有绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长,只有少数种能在高渗环境中生长,如盐杆菌属中的一些种,在少数种能在高渗环境中生长,如盐杆菌属中的一些种,在20%20%30%30%的食盐浓度的食品中能够生活;肠膜
22、明串珠菌能的食盐浓度的食品中能够生活;肠膜明串珠菌能耐高浓度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压,耐高浓度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压,如异常汉逊氏酵母、鲁氏糖酵母、膜毕赤氏酵母等能耐受如异常汉逊氏酵母、鲁氏糖酵母、膜毕赤氏酵母等能耐受高糖,常引起糖浆、果酱、果汁等高糖食品的变质。霉菌高糖,常引起糖浆、果酱、果汁等高糖食品的变质。霉菌中比较突出的代表是灰绿曲霉、青霉属、芽枝霉属等。中比较突出的代表是灰绿曲霉、青霉属、芽枝霉属等。食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加人不同量的糖或盐,可以形成不同的渗透压。所加的糖或人不同量的
23、糖或盐,可以形成不同的渗透压。所加的糖或盐越多,则浓度越高,渗透压越大,食品的盐越多,则浓度越高,渗透压越大,食品的AwAw值就越小。值就越小。通常为了防止食品腐败变质,常用盐腌和糖渍方法来较长通常为了防止食品腐败变质,常用盐腌和糖渍方法来较长时间地保存食品。时间地保存食品。27三、食品防腐剂的作用(讨论)三、食品防腐剂的作用(讨论)v定义定义:为食品防腐和食品加工、储运的需要,而加为食品防腐和食品加工、储运的需要,而加入食品中的化学合成物质或天然物质。入食品中的化学合成物质或天然物质。v是具有杀死某些微生物或抑制其生长作用的物质。是具有杀死某些微生物或抑制其生长作用的物质。(广义)(广义)v
24、用途用途:主要用于糕点、果汁、乳制品、鲜果品、粮:主要用于糕点、果汁、乳制品、鲜果品、粮食、肉类、蔬菜等食品的防腐保鲜。食、肉类、蔬菜等食品的防腐保鲜。28v防腐剂应该符合以下标准防腐剂应该符合以下标准:v1 1)合理使用对人体健康无害;)合理使用对人体健康无害;v2 2)不影响消化道菌群;)不影响消化道菌群;v3 3)在消化道内可降解为食物的正常成分;)在消化道内可降解为食物的正常成分;v4 4)不影响药物特别是抗菌素的使用;)不影响药物特别是抗菌素的使用;v5 5)对食品热处理时不产生有害成分。)对食品热处理时不产生有害成分。29v食品中为什么要使用食品防腐剂?食品中为什么要使用食品防腐剂
25、?v防止食品因微生物引起的腐败变质,使食品在防止食品因微生物引起的腐败变质,使食品在一般的自然环境中具有一定的保存期。一般的自然环境中具有一定的保存期。30v在现代食物加工中,只有具有相当的保藏食品能力才有可能适应消费者的需求。v所以,食品都必须使用适当的防腐技术。v食品防腐剂的用途:v广义地说,就是减少、避免人类的食品中毒。狭义地说,是防止微生物作用而阻止食品腐败的有效措施之一。31食品防腐剂的作用机理食品防腐剂的作用机理v破坏微生物细胞膜的结构或者改变细胞膜的渗透性,使微生物体内的酶类和代谢产物逸出细胞外,导致微生物正常的生理平衡被破坏而失活。v防腐剂与微生物的酶作用,如与酶的琉基作用,破
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