01 腐败微生物与食品保藏.ppt

第1页：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

• 生物性因素：微生物、啮齿动物、昆虫与寄生虫
• 理化因素：温度、水分、光照与氧化作用
• 酶学因素：食品自身酶类引起的分解与变质

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第33页：感官鉴定的四类指标与典型表现

第34页：化学鉴定的指标与测定方法

原文将「K值」与「pH的变化」并列且文字粘连，K值通常指ATP降解产物比值指标，已按通行定义列出，建议对照原课件核实。

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第36页：物理指标：浸出物量与粘度变化

物理指标

食品的物理指标主要依据蛋白质分解时低分子物质增多这一现象，测定食品浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点下降与粘度上升等指标，其中肉浸液的粘度测定尤为敏感，能反映腐败变质的程度。

第37页：微生物检验：菌落总数与卫生质量判定

微生物检验

对食品进行微生物菌数测定，可以反映食品被微生物污染的程度及是否发生变质；同时它也是判定食品生产一般卫生状况以及食品卫生质量的一项重要依据。

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第89页：微波的概念与波段划分

微波的概念与性质

• 微波是指波长约1m～10mm的电磁波
• 常分为米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段
• 具有波动特性，沿直线传播
• 微波能量具有空间分布性质
• 能量以交变的电场和磁场互相感应的形式传输

第90页：微波应用范畴与技术特点

微波应用范畴和特点

• 工业上广泛应用915MHz（美国用896MHz）和2450MHz两个频率
• 加热效率高，节约能源
• 加热速度快，易控制
• 不同食品成分对微波能有不同的选择吸收性
• 具有水分调平作用
• 有利于保证产品质量
• 微波加热设备体积较小，占用厂房面积小

第91页：微波加热技术的发展概况

微波加热的发展概况

微波加热用于工业开始于二十世纪七十年代末，能源成本的提高促使人们寻找更有效的工业加热和干燥方法；微波作为热源具有加热速度快、能量利用率高的特点，因此微波加热技术和微波炉应用获得迅速发展。美国、日本、中国均在设备与应用研究上各有进展，但其工业应用仍处于不断发展中，能源成本、技术难度及某些综合性因素仍制约着微波能的推广应用。

第92页：微波杀菌原理：介电加热与极化作用

微波杀菌的基本原理

• 食品微波处理主要利用微波的热效应
• 水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物等都属于电介质
• 电介质吸收微波能使介质温度升高，这一过程称为介电加热
• 离子极化：溶液中的离子在电场作用下获得动能并相互碰撞转化为热
• 偶极子转向：分子正负电荷重心不重合，在交变电场中反复转向而生热

第93页：微波对微生物的热效应与非热效应

微波对微生物的作用

• 热效应：使微生物快速升温，菌体蛋白质变性、活体死亡
• 热效应：微生物生命活动受到严重干扰，无法繁殖
• 热效应：细胞膜破裂，生理活性物质变性而失去生理功能
• 热效应：破坏微生物的生存繁殖条件而导致其死亡
• 非热效应：光化学反应
• 非热效应：场力效应
• 非热效应：电磁共振效应
• 非热效应：影响遗传物质DNA的含量

第94页：微波辐射安全标准与防护措施

微波杀菌的安全性及其相关问题

• 微波对人体的影响
• 微波辐射的安全标准
• 批量系统（间接式装置）的安全技术措施
• 连续生产系统的安全技术措施
• 家用微波炉与工业微波炉的防护要求

第95页：微波在食品中的应用实例

微波在食品中的应用实例

• 微波热风干燥炸马铃薯条
• 微波膨化爆玉米花
• 微波烘烤面包
• 微波灭菌

第96页：美国微波食品发展大事记

第97页：日本微波加热技术发展大事记

第98页：我国微波加热技术的应用进展

我国微波加热技术的应用进展

在我国，无论微波加热用磁控管及各种加热器的设计与研究、电源设备及控制系统的改进、材料特性的研究，还是微波在食品、皮革、木材、烟叶、纸板、纺织品、中药材、粮食、纤维等行业的应用都取得了可喜的成绩。微波促使白酒陈化，利用微波加热进行干燥、杀虫、杀菌等技术已得到广泛应用，国产微波加热、干燥、杀菌设备或生产线也达到较高技术水平。

第99页：微波对生物体的主要效应

微波对生物体的主要效应

本页以图示方式列出微波对生物体的主要效应（原文标注共6项），具体条目标题位于图中，源文件未提取到文字，建议对照原课件补充。

第100页：各国微波辐射的安全标准

各国微波辐射的安全标准

本页列出各国微波辐射的安全标准，具体限值以图示呈现，源文件未提取到数值，建议对照原课件补充。

第101页：电热杀菌（欧姆杀菌）的概念与原理

电热杀菌的概念与技术特点

电热杀菌亦称欧姆杀菌，利用电极将电流通过物体，由于阻抗损失、介质损耗等的存在，最终使电能转化为热能，使食品内部产生热量而达到杀菌的目的。其使用交流电的频率为50～60Hz，由电极将电流直接导入食品，由食品自身的介电性质产生热量，加热通过产品自我传导，电穿透深度无限制。

第102页：电热杀菌的优缺点

电热杀菌的优点

• 可消毒颗粒直径在1寸以上的物料
• 对颗粒机械损伤最小
• 产品内部颗粒统一加热
• 可避免物料受到过度热处理
• 能处理含80%以上固体的物料
• 设备污染最小
• 减少产品营养、色泽和风味的损失

电热杀菌的缺点

• 过程依靠产品的传导性对产品加热
• 不能用于脂肪、油、酒精、骨或冰的处理

第103页：电热杀菌适用物料的电导率要求

加工物料特性

• 电热加热的适用性由食品物料的电导率来决定
• 大多数能用泵输送、溶解有盐类离子且含水量在30%以上的食品都可用电阻加热来杀菌
• 适于高颗粒密度、高粘度的食品物料的杀菌处理
• 最适合无菌包装产品
• 脂肪、糖、油、未添加盐的处理水等非离子化食品不适用该技术

第104页：电热杀菌适用的加工品种

第105页：电热杀菌的杀菌机理

电热杀菌的作用机理

• 电流通过食品时，食品中的极性分子在电极极性高频变化下不断旋转摩擦而生热，达到杀死活菌体的作用
• 通电两电极间的菌体细胞受到所加电场的作用，导致细胞膜破坏而灭菌
• 可将液状食品中的大肠杆菌、酵母菌、芽孢杆菌杀灭

第106页：电热加热器与小型电热杀菌生产线

电热杀菌技术的应用设备

• 电热加热器
• 小型电热杀菌生产线

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第114页：栅栏理论与技术内容提要

栅栏理论与技术

• 栅栏技术与微生物的内平衡
• 食品中的防腐保质栅栏因子
• 栅栏技术与食品的品质
• 食品综合防腐保鲜理论和技术

第115页：微生物的内平衡与栅栏因子

栅栏技术与微生物的内平衡

微生物的内平衡是微生物处于正常状态下内部环境的稳定和统一，并具有一定的自我调节能力，只有其内环境处于稳定状态下微生物才能生长繁殖。食品要达到可贮性与卫生安全性，其内部必须存在能够阻止所含腐败菌和病原菌生长繁殖的因子，这些因子通过临时和永久性地打破微生物的内平衡，从而抑制微生物的致腐与产毒、保持食品品质，这些因子被称为栅栏因子。

第116页：食品防腐常用栅栏因子

食品中的防腐保质栅栏因子

• 温度（高温杀菌或低温冷藏）
• pH（酸化处理）
• 水分活度Aw（干燥、盐渍、糖渍）
• 氧化还原电位Eh（真空、气调包装）
• 防腐剂（化学或生物防腐剂）

第117页：栅栏因子与食品品质的关系

栅栏技术与食品的品质

• 栅栏技术既保证食品的微生物稳定性，也与食品品质密切相关
• 食品中存在的栅栏因子将影响其可贮性、感官品质、营养品质、工艺特性和经济效益
• 同一栅栏因子的强度不同，对产品的作用也可能是相反的

第118页：栅栏技术示意图

食品综合保藏技术栅栏技术示意图

本页为食品综合保藏技术的栅栏技术（hurdle technology）示意图，以多个栅栏因子的组合直观表示食品的保藏性，说明各因子协同作用共同抑制微生物，建议对照原图理解因子间的叠加关系。

第119页：预报微生物学理论与技术提要

预报微生物学理论与技术

• 预报微生物学的作用
• 微生物预报技术的应用
• 食品综合防腐保鲜理论和技术

第120页：预报微生物学的概念

预报微生物学理论

所谓预报微生物学，是指借助计算机的微生物数据库，在数字模型基础上，在确定的条件下，快速对重要微生物的生长、存活和死亡进行预测，从而确保食品在生产、运输和贮存过程中的安全和稳定，打破传统微生物检验受时间约束而结果滞后的特点。微生物数据库和数字模型是微生物预报技术的必要条件。

第121页：预报微生物学的作用

预报微生物学的作用

• 预测产品的货架期和安全性
• 减少产品开发的时间和资金耗费
• 对加工工艺的操作进行客观评估
• 对加工工序和储藏控制的食物引起的结果进行评估

第122页：预测微生物学的研究内容与方法

预测微生物学主要内容和研究方法

• 研究内容：微生物生长和致死两个方面
• 研究方法之一：研究在不同条件下微生物的生长情况
• 研究方法之二：研究在真实的配送环境中，随着环境因素的改变食品可能出现的情况

第123页：栅栏技术的研究进展与应用内容

栅栏技术的研究内容

• 栅栏技术的研究进展
• 栅栏技术在食品中的应用
• 水产风味食品
• 水产食品中的栅栏因子
• 栅栏技术在水产食品的应用设想

第124页：栅栏技术的发展历程

栅栏技术的发展历程

• 1976年Leistner和Roble在德国肉类研究中心提出「栅栏效应」
• 现代栅栏技术与危害分析与关键点控制技术（HACCP）相结合
• 现代栅栏技术与微生物预报技术（Predictive Microbiology）共同发展

第125页：栅栏因子的类型与具体因子

第126页：栅栏效应与微生物内平衡

栅栏效应（Hurdle Effect）

• 食品的保藏性实质取决于微生物
• 通过栅栏因子打破微生物的内平衡
• 栅栏效应模式分为理论化与实际型两种

第127页：多靶共效防腐技术

多靶共效防腐技术（Multitarget Preservation）

• 温和而有效的保藏方法
• 不同栅栏因子协同作用
• 扰乱微生物体内多个方面的动态平衡
• 通过温和加工保证产品的感官质量

第128页：栅栏技术在香肠类肉制品中的应用

栅栏技术在香肠类肉制品中的应用

• 针对导致肉腐败变质的微生物污染和脂肪酸败设置栅栏
• 意大利蒙特拉香肠、德国布里道香肠：降低水分活度aw
• 荷兰格德斯香肠：降低pH值至5.4～5.6（葡萄糖醛酸内酯）并真空包装
• 中国传统腊肠：迅速降低水分活度
• 台湾腊肠（aw＝0.94）：添加3.5％乳酸钠和0.1％醋酸钠

第129页：肉制品栅栏因子组合实例

其他肉制品的栅栏因子组合

• 天然肠衣：降低水分活度并进行辐射处理
• 中等水分羊肉串：降低水分活度、真空包装、γ-辐射
• 膏状肉类香精：反应性产品aw＜0.76、酶解物aw＜0.74，配合气调、无菌包装、低温保存与辐射
• 重组肉干：降低水分活度、真空包装或添加吸氧剂防霉，100℃/2min微波加热或68℃/30min巴氏杀菌

第130页：鲜切果蔬的栅栏因子与质量控制

栅栏技术在果蔬生产中的应用

• 鲜切片类产品的突出问题：褐变、营养成分降解
• pH值：柠檬酸和抗坏血酸有效结合调节表面pH值（A.Weller等，1997）
• 气体：无氧包装
• 温度：低温贮存

第131页：印度农家干酪Paneer的栅栏因子模式

Paneer为印度传统农家干酪型乳制品，添加番茄酱、洋葱和香辛料后在室温（35℃）下2天内即腐败；建立上述两种栅栏因子模式后，品质与食品安全在常温下可良好保持数周。

第132页：国内外水产品加工现状

水产品加工现状

• 世界水产品年产量约1亿吨，约10%因变质而丢弃、30%用作动物饲料，供人类食用仍不充分
• 我国淡水渔业产量占总渔获量的40％左右
• 水产品加工产品出口量急剧增加，如生鱼片、调味鱼干、烤鳗、模拟蟹肉、鱼肝油制品
• 加工的基础理论与应用基础科学研究薄弱，深精加工和综合利用能力较低
• 淡水鱼及海水低值鱼的加工还处于较低层次

第133页：传统与新型水产加工品特点

水产食品特点

• 传统水产加工品：罐藏品、腌制品、晒干制品，品种单调且档次低，质地粗硬、感官质量差
• 新型水产加工品以低值水产品为原料，如鱼卷、鱼饼、鱼丸等，营养丰富、价格便宜
• 模拟蟹肉、人造虾仁等风味独特且可调
• 鱿鱼丝、鱼松等附加值高

第134页：水分含量与水分活度对水产制品的影响

水分含量和水分活度（aw）

• 水分活度反映制品中水分存在的状态及微生物对水分的可利用性
• 水分含量高影响经济效益与产品品质，芽孢杆菌生长受抑制而球菌易生长，需设置其他栅栏
• 高水分扇贝制品：Aw＝0.90、水分45％、85℃～90℃杀菌
• 即食龙虾：Aw＝0.90、水分36％、真空包装、常压杀菌

第135页：pH值对水产制品贮藏效果的影响

水产品大多为低酸性食品，细菌的最适pH值为6～7，适当调低pH值可显著延长制品货架期。

第136页：水产制品杀菌处理与温度控制

杀菌处理

• 温度过高、时间过长会导致口感软糜、风味不佳、色泽变深、包装袋卷曲变形
• 高水分扇贝调味干制品：真空包装后低温处理
• 减少杀菌前初菌数，杀菌温度85～90℃、时间30～40分钟
• 残留少量芽孢菌和耐热性强的球菌，需结合其他栅栏因子

第137页：氧化还原值与防腐剂栅栏因子

氧化还原值与防腐剂

• 控制需氧性芽孢杆菌属的生长
• 高水分调味干制品采用高阻隔性深拉伸包装材料与真空包装机，保质期达6个月以上
• 热力杀菌不足、水分活度高的制品配合使用防腐剂
• 国际允许的无害防腐剂：Nisin和乳酸钠（南美白对虾温和加工）

第138页：低值鱼蛋白高附加值利用途径

低值鱼蛋白的高附加值利用

• 现有技术：鱼粉、水解鱼蛋白、鱼糜制品等
• 新技术新产品：低值鱼肉蛋白质重组——热塑挤压重组
• 新产品研发：风味系列食品（中等水分食品）
• 关键问题：保藏期长往往伴随食用质量下降（质地粗硬），需合理设计栅栏因子

第139页：水产食品栅栏模式的研究路线

栅栏技术在水产食品中应用的设想

1. 确定研究目标：感官特性与货架寿命
2. 制定技术路线和工艺流程
3. 分析确定关键栅栏因子
4. 选择适当栅栏因子的交互模式
5. 设置栅栏限值
6. 采集试验数据、进行统计分析
7. 建立产品的保质栅栏模式

第140页：参考文献

参考文献

• Leistner L. 1994、2000年关于栅栏技术（hurdle technology）的经典文献
• 赵志峰等：栅栏技术及其在食品加工、调理食品中的应用（食品工业科技2002、食品科学2004）
• 孟岳成：食品保藏的障碍技术（食品科学1992）
• 曾凯宏、阚建全：栅栏技术及其在肉、肉制品中的应用（保鲜与加工2001）
• 王卫：栅栏技术在肉食品开发中的应用（食品科学1997）
• Chawla等：采用栅栏技术制备的货架稳定肉制品与天然肠衣（Food Control 2004、2006）
• 许钟、杨宪时：调味扇贝半干制品适宜水分含量的研究（水产学报1998）
• 杨宪时、许钟：高水分扇贝调味干制品保质栅栏的模式及其强度（水产学报2000）
• 古应龙、杨宪时：南美白对虾温和加工即食制品栅栏因子的优化设置（食品科技2006）

第141页：致谢

致谢

本课件结束页：谢谢各位老师、同学，请批评指正。