第一节-引起食品腐败变质的主要因素及其特性.doc

食品工艺学概论
第一章 食品腐败变质及其控制
1． 腐败变质
概念： 是指食品受到各种内、外因素的影响，其原有的化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。如鱼肉的腐败、油脂的酸败、果蔬腐烂、粮食的霉变等。
原因： 食品中的蛋白质、碳水化合物、脂肪等被污染的微生物分解代谢的过程，或自身的酶进行生化过程。
2． 腐败： 是由微生物引起的蛋白质食品发生的变质。
食物 + 分解Pro.的微生物 AA + 胺 + 硫化氢等
“哈喇味”人们很熟悉，家里的油、点心等食物放时间久了，就会产生一股又苦又麻、刺鼻难闻的味道，老百姓俗称“哈喇味”。虽然有些难闻，但因食物表面没有变质的迹象，大部分人还是选择把这些食物继续吃掉。但事实上，哈喇味的食物暗藏隐患，危害不小。
大连营养学会常务理事、大连医科大学附属二院营养科主任医师王兴国告诉记者，含油脂较多的油类、糕点、鱼肉类的干腌制品、核桃、花生、瓜子等食物都很容易产生哈喇 味。“这是因为哈喇味是由油脂变质产生的。含油脂的食物若贮存时间太长，在日光、空气、水及温度的作用下，就会被氧化分解、酸败，从而产生异味。”
有哈喇味的食物不仅难闻、难吃，吃了还会影响健康。据日本媒体报道，一家快餐店曾出现过集体中毒事件，原因就是人们吃了有哈喇味的油炸食物。王兴国指出，吃了有哈喇味的食品，可能引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等消化系统症状，长期食用还可能诱发消化道溃疡、脂肪肝等病。此外，油脂变质时产生的过氧化脂自由基还会破坏人体内的酶类，使人体新陈代谢发生紊乱，表现为食欲不振、失眠健忘等。
近来有科学研究发现，食用有哈喇味的食物还可以诱发癌症，美国研究人员曾用出现酸败的食用油喂养动物，结果这些动物不仅出现了消化道肿瘤，还产生了严重的肝脏病变。分析发现，酸败的食物中会产生一种叫丙二醛的致癌物质，该物质会破坏正常细胞，使之衰老、癌变。
有哈喇味的食物，不论直接吃还是烹调再加工后吃，都有可能引起食物中毒或损害食用者的健康。因此，食物一旦出现哈喇味就不能再吃了。平时要避免油炸食品和含油多的食品存放时间过长，最好密封低温保存。
　 3． 酸败： 是脂肪食品发生的变质，特征是产生酸和刺激性的哈喇味。
脂肪食物 + 解脂微生物 脂肪酸 + 甘油及其它产物

酸败的原因：微生物产生的酶解作用；或是在外界条件作用下发生的水解过程和脂肪酸的自身氧化，使油脂分解成脂肪酸、醛类和酮类等，食品的色、香、味发生改变，酸败产物醛、酮具毒性，危害健康。
4. 发酵： 由微生物引起糖类物质的变质。
碳水化合物 + 分解糖类的微生物 有机酸 + 酒精 + 气体

5． 食品腐败变质的鉴定
1) 感官鉴定：以视觉、嗅觉、触觉、味觉来查验食品的色泽、气味、口味，简单灵敏。　
2) 物理鉴定：食品变形、软化。鱼肉类肌肉松弛、弹性差，组织体表发粘等。液态食品出现浑浊、沉淀，表面有浮膜、变稠等。　
3) 化学鉴定：测定微生物代谢的腐败产物，如鱼、虾、肉类常以挥发性氮的含量作评定的化学指标。糖类食品缺氧时常以有机酸含量或pH值变化作为指标。　
4) 微生物鉴定：一般以检验菌落总数和大肠菌群作为判断食品卫生质量的指标。

第一节 引食品腐败变质的主要因素及其特性
n 现代食品加工的三个目标：
①确保加工食品的安全性
②提供高质量的产品
③使食品具有食用的方便性 (延长新鲜产品供应期和货架期，减少厨房操作)

食品腐败
变质因素
物理因素：温度、水分、光
化学因素：酶的作用、非酶作用、氧化作用
生物学因素：微生物、昆虫、寄生虫、
其他因素：机械损伤、乙烯、外源污染物

一 生物学因素

非细胞结构 : 病毒、亚病毒、噬菌体

u 微生物 原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、
立克次氏体、支原体
细胞结构 ：

真核微生物：真菌（酵母菌、霉菌及病原真菌）、
澡类植物和原生动物

u 原核微生物与真核微生物细胞结构的区别
性状
原核微生物
真核微生物
核
拟核，无核膜、核仁
真正的核，有核膜、核仁
DNA
1条
1至数条，与RNA、组蛋白结合
核糖体
70S
80S(细胞质中)，70S(细胞器重)
细胞分裂
二分裂
有丝分裂、减数分裂
有性生殖
无
有
细胞器
无
线粒体、高基体、内质网等
呼吸链
细胞膜上
线粒体上
细胞壁成分
肽聚糖、磷壁质
多聚糖、几丁质
运动器官
较细的鞭毛（中空管状结构）
较粗的鞭毛或纤毛（9+2结构）
大小
1~10um
10~100um

u 在食品发生腐败变质的过程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品经过彻底灭菌或过滤除菌，则食品长期保藏也不会发生腐败。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦条件适宜，就会引起变质。故微生物的污染是导致食品发生变质的主要根源。
u 微生物分有益微生物、腐败微生物、致病微生物。
u 引起食品腐败变质的微生物种类很多，一般可以分为细菌、酵母菌和霉菌。一般情况下细菌比酵母菌占优势。

1.微生物引食品腐败变质的特点
² 细菌：
ž 食品变质主要由细菌引起，表现为食品的腐败。
ž 分解食物中的蛋白质和氨基酸，产生恶臭或异味，无氧时产生有毒物质，引起食物中毒。
如：肉毒杆菌耐热强，中性环境中100℃数小时不能完全被杀死
² 酵母菌：
ž 在含碳水化合物较多、pH值5.0左右的酸性食品中生长发育良好，
在蛋白质食品中不生长。
易受酵母菌变质的食品有蜂蜜、果冻、酱油、果酒等。
(碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。主要由碳、氢、氧所组成。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物)
² 霉菌：
ž 易在有氧、水分少的干燥环境中生长，富含淀粉和糖的食品易滋生霉菌。无氧环境可抑制霉菌生长
Ø 食品腐败变质大多是细菌、霉菌或酵母菌同时污染的结果。食品的安全性和质量依赖于微生物的初始数量、加工过程的除菌和防止微生物生长的环境控制
2.影响微生物生长发育的主要因子
主要pH值、氧气、水分、温度等因素。
² pH值
ž 三大微生物的耐酸性：霉菌＞酵母菌＞细菌
ž 酸性越强抑制细菌生长的发育的作用越显著
ž 微生物的耐热性随PH值的降低而减弱
1) 大多细菌，尤其是病原菌易在中性至微碱性环境中生长，pH4以下不能生长。如果汁饮料等高酸性环境可减少细菌生长。
2) 霉菌和酵母菌一般在酸性环境中生长
3) 微生物对热的耐热性在最适宜的pH值下最强。微生物对热的抵抗性在最适pH范围内较强，离开最适pH范围，耐酸性变弱，耐热性极强的细菌芽孢也易被杀死。
4) 以pH值4.6为界，4.6以上加压高温杀菌，4.6以下常压杀菌。
食品

高酸性食品：pH＜3.7
酸性食品：pH＝3.7～4.6
低酸性食品：pH＞4.6

5)

² 氧气
微生物有好氧、兼性厌氧、厌氧之分。
ž 好氧性菌—— 产膜酵母菌、霉菌、部分细菌
① 产膜酵母菌：葡萄酒最经常染的菌是酒花菌，就是液面长膜长毛。酒花菌病害是由产膜酵母产生的。病害开始形成时是光滑的轻而薄的膜，时间长了逐渐加厚，有时还较硬，膜上面还有许多皱纹。这种膜能够将酒面全部盖满，在膜的下面，最初是非常透明的，随着病害的发展，老的一层膜会破裂。在酒瓶内受到摇动，会分成无数白色的小片颗粒下沉、布满酒中，造成酒液混浊。特别是在红葡萄酒发生这种病害时，薄膜的颜色多数为白中带红、难看的土灰色，酒的颜色没有改变。
病害初期的葡萄酒，风味基本不改变，但时间长了以后，特别是这种病害在最严重时，酒中可以闻到一种不愉快的怪味（乙醛味CH3CHO）、青梗气味和油耗味等。酒的滋味也会变淡，酒度略降低，酒体衰弱平淡，后味短。
这些产膜酵母到处可以生存，多数是在葡萄破碎时和其他细菌一同进入发酵罐中，在有氧环境下和SO2偏低时，它就会大量繁殖，潜伏在酒中，给以后的生产带来麻烦。
ž 兼性厌氧菌——葡萄球菌、大多数酵母菌
① 葡萄球菌 ：金葡萄球菌为例。金葡菌可引起皮肤和软组织感染、败血症、肺炎、心内膜炎、脑膜炎、骨髓炎、食物中毒等，此外尚可导致心包炎、乳突炎、鼻窦炎、中耳炎、中毒性休克综合征等。金葡球菌污染淀粉类食物(如剩饭、粥、米面等)、牛奶及奶制品、鱼、肉、蛋等食品后，可在室温下(22℃左右)大量繁殖而产生耐热的肠毒素(外毒素)，100℃，30min只能杀灭金葡菌而不能破坏毒素，后者可引起恶心、呕吐、中上腹痛、腹泻等症状。当皮下组织和毛囊被金葡菌感染时，则可有疖的形成，常见于颈、腋下、臀部及大腿等处，复发多见。青霉素类、红霉素对其有治疗作用。
肉食品加工预防金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌的来源，通过卫生方面：严格工作人员本身的卫生，衣着要穿特定工作服，并注意紫外线杀菌、个人卫生方面 着手（头发遮起来，不留长指甲，勤洗澡）；工作人员的走动：进入操作间要洗手消毒等操作，并且要规划人行道，工作人员在操作见不得乱走。 防止包装过程的二次污染。3 做一个模拟实验，从鲜肉开始，并且对加工设备、包装、用水，成品进行微生物培养，看哪个环节出了问题。 有些工厂微波杀菌时，机器的传感器易失真，显示数据与实际不符；或者包装上杀菌不彻底。
ž 厌氧菌—— 肉毒梭状芽孢杆菌
① 肉毒梭状芽孢杆菌：所有菌株发酵葡萄糖，形成含有醋酸和酪酸化产物。水解明胶，每一菌株都产生内毒毒素。根据毒素抗原性的差异。水解明胶，每一菌株都产生内毒素。根据毒素抗原性的差异，分为A、B、C（C1和C2）、D、E、F、G7型。A、B、E和F型能引起人体肉毒中毒症。C型和D型只引起人类以外的动物的中毒。G型在被特殊噬菌体溶化后才产生毒素。广泛存在于土壤、海洋和淡水等中。A型肉毒杆菌除皱，少量，(Botox)是一种神经毒素，作用于周围运动N末梢的神经肌肉接头处，阻断乙酰胆碱在突触后膜的作用，从而影响肌肉收缩，A型肉毒毒素不阻断神经兴奋的传播,神经和肌肉都没有兴奋性和传导性的损害,这种作用称为化学去神经作用。注射后肌收缩在6小时后减弱，7天后完全麻痹，维持3-6个月。
大多由植物性食品（主要是豆、谷类发酵食品，如豆酱、喜鼓、面酱等），也有鱼类、蔬菜罐头等引起。肉毒中毒以对称性脑神经损害的症状为特征，先出现视力模糊、眼睑下垂、眼球震颤等，同时出现语言障碍、咀嚼与吞咽困难、头下垂、四肢无力等。因肉毒毒素对热不稳定，在100℃加热10～20min或80℃加热45～60min，可以破坏。发现中毒，应及早治疗，愈早愈好
我国引起中毒的食品大多是家庭自制的发酵食品，如豆瓣酱、豆酱、豆豉、臭豆腐等，有少数发生于各种不新鲜肉、蛋、鱼类食品。日本以鱼制品引起中毒者较多，美国以家庭自制罐头、肉和乳制品引起中毒者为多，欧洲多见于腊肠、火腿和保藏的肉类。
肉毒梭菌存在于土壤、江河湖海的淤泥沉积物、尘土和动物粪便中，其中土壤是重要污染源。土壤表层的肉毒梭菌附着于农作物上，家畜、家禽、鸟类、昆虫也能传播肉毒梭菌。食品在加工、贮藏过程中被肉毒梭菌污染，并产生毒素，食前对带有毒素的食品又未加热或未充分加热，因而引起中毒。

² 水分
ž 食品中的水分：结合水，不易流动的水 ，自由水
ž 微生物生长发育只能利用自由水。
如：干制品脱去了自由水，可防止细菌、酵母菌、霉菌的生长
ž 微生物在食品中的生长繁殖所需水不取决于总含水量，而取决于水分活度(Aw，即water activity)
水分活度Aw 是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。
食品中的水以3种不同的状态存在，，但实际上除了自由水，其他状态的水都是以不同的舒服状态存在，我们介绍了不同水分测定的方法，但单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标，因为食品在存放过程中，经常会有腐败变质发生，其原因固然与食品中的水分含量有关，但是却与腐败变质程度不成正比，因为相同的含水量却有不同的腐败变质现象，为了更好说明食品中水分存在的状态，更好的阐明食品水分含量与食品贮藏性能之间的关系，引入Aw这个概念
i. Aw= f/f0 ≈ p/p0 = ERH / 100
f 溶液中水的逸度 （逸度是溶剂从溶液中逃离的趋势）
f0 纯水逸度
P 食品水蒸气压，
p0 同温下纯水蒸气压。
ERH 平衡相对湿度 (指食品中的水分蒸发达到平衡时，即单位时间脱离食品的摩尔数= 返回食品的摩尔数时，食品上方恒定的水蒸汽分压与此温度下水的饱和蒸汽压的比值，乘以100后的整数表示)
ii. 水分含量、水分活度、 平衡相对湿度 概念不同
水分含量： 是食品中水的总质量，即 一定量的食品中水的质量分数
水分活度： 反映了食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。
在同一食品中，水分含量越大，则水分活度值越高；但不同食品，即使水分含量相同，水分活度往往却不同
平衡相对湿度： 食品周围的空气状态
iii. 水分活度数值的意义：
Aw=1的水是自由水(或纯水）,可以被利用的水；
Aw<1的水就是指水被结合力固定，数值的大小反映了结合力的多少。
Aw越小则指水被结合的力就越大,水被利用的程度就越难；
水分活度小的水是难以或不可利用的水。
iv. 在食品中，水分活度的意义
① Aw 影响食品的色、香、味和组织结构等品质
食品中的各种化学，生物化学变化对水分活度都有一定的要求。想酶促褐变反应（促进黑色素，如土豆氧化变色），美拉德反应等，都会随着水分活度的提高而让反应达到最大植
② Aw 影响食品的保藏稳定性
微生物是导致食品腐败变质的主要因素，而微生物的生长繁殖与水分活度有密不可分的关系

ž 中间水分食品：即半干食品或软干食品，
食品中加入大量糖或多元醇使水活度降到0.85以下，防止酵母菌和霉菌的生长。如葡萄干、枣脯水分活度在0.65～0.85，水分含量介于鲜品和干制品之间。
盐腌和糖腌的原理: 利用盐、糖在高浓度时有较高的渗透压，降低水分活度，抑制微生物的生长。糖或盐浓度越高，渗透压越大，食品的Aw值就越小

² 营养成分 ：
食品含足够的营养物供微生物生长，如碳水化合物和蛋白质。低浓度的糖是营养物质，浓度在60%以上抑制微生物生长。
² 温度：
适宜的温度可以促进微生物的生长发育，不适宜的温度减弱微生物的生命活动，甚至引起生理机能异常或促使其死亡。
25～30℃下各类微生物均可使食品腐败。
微生物分嗜冷性、嗜温性、嗜热性三类，大多致病菌为嗜温性的。
² 害虫和啮齿动物：
1) 害虫
主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类和螨类。不仅影响损耗食品，且其排泄物、尸体会污染食品，使食品丧失商品价值
防治方法：加强卫生、仓库和卫生管理，采用各种物理、化学、生物的方法杀死害虫
2) 啮齿动物
ž 危害最大的是啮齿动物是老鼠。
i. 老鼠食性杂，食量大、繁殖快适应性强
ii. 鼠类有咬啮动物的特性，对食品、包括包装食品及其他包装物品有危害
iii. 鼠类的粪便，以及咬食后的残渣也能污染食品和储藏环境
iv. 鼠类传播多种疾病
ž 防鼠的方法：
i. 建筑防鼠法
ii. 食物防鼠法
iii. 药物和仪器防鼠法
ž 灭鼠的方法：
i. 化学灭鼠法
ii. 器械灭鼠法
二 化学因素
1.酶作用

2.非酶作用

3 氧化作用

三 物理因素

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