Galerie de cartes mentales 7 식품 보존 및 보존 기술
식품미생물에는 식품보존, 식품의 고온멸균 및 호열성 미생물의 특성, 식품의 저온보존 및 호온성균의 특성이 포함된다.
Modifié à 2024-01-20 17:23:57식품 보존 및 보존 기술
음식 보존
핵심: 오염 방지, 미생물 번식 억제, 조직 효소 분해 지연
방법: 물리화학적 생물학 이용
목적: 영양가와 감각적 특성을 오랫동안 유지
식품의 고온살균과 호열성 미생물의 특성
고온멸균의 원리와 방법
원리: 고온은 미생물 단백질 및 핵산의 비가역적 변형을 일으키거나 사망을 초래하는 기타 구성요소의 파괴(예: 열에 의해 세포막이 용해됨)를 유발합니다.
살균효과 : 소독, 살균
온도 범위: 저온살균, 고온 살균
건열멸균
고온에서는 미생물 세포의 단백질이 응고되고 변형되어 살균됩니다.
화염 소독: 예방접종 도구 및 오염된 물품
건열멸균/열풍 : 160~170℃, 1~2시간
습열 살균
저온살균
고온 가공에 적합하지 않은 식품에 적용
보통 100°C 이하의 온도로 가열하여 병원성 세균을 사멸시키고 미생물 수를 감소시키는 살균 방법입니다.
온도와 시간의 조합: 저온은 장시간, 고온은 단시간
음식 종류에 따라 효과가 달라요
pH 4.6 이상의 저산성 식품: 우유에 결핵균과 같은 포자 형성 병원균이 없습니다.
산성식품: 병원성 세균 ➕ 부패세균 ➕ 효소
초고온 순간살균 방식
UHT: 섭씨 130도 이상, 3~5초 유지, 영양세포 및 내열성 포자균 사멸, 액체식품에 적합
75~85도에서 4~6분간 예열하고, 135~150도에서 2~3초간 예열하세요.
고압 증기 멸균
원리: 멸균된 물품을 밀폐된 압력멸균솥에 넣고, 멸균솥실의 물을 가열하여 끓여서 증기를 발생시킵니다.
좋은 살균 효과
간헐적인 살균
고온 저항성 미생물
내열성 박테리아: 성장 자체에는 높은 온도가 필요하지 않으며 높은 온도에서도 생존합니다.
저온살균 후 남은 미생물로는 Streptococcus와 Lactobacillus가 있습니다.
호열성 동물: 성장 및 대사 활동을 위해서는 고온이 필요합니다. 최적 온도는 50°C를 초과하고 최대 온도는 70°C를 초과합니다.
식품 산업에서 일반적으로 사용되는 세균은 Bacillus, Clostridium 및 호열성 혐기성 세균입니다.
미생물의 열적 치사율
열 치사 온도
TDP: 특정 환경에서 특정 수의 특정 미생물을 모두 죽이는 데 필요한 최소 온도를 나타냅니다. 이는 시간과도 관련되어 더 이상 정량 처리에 사용되지 않습니다.
일반적으로 특정 미생물이 사멸하는 가장 낮은 열처리 온도부터 시작하여 일정 시간 내에 가열 처리하는 것을 말한다.
열 치사율 곡선
특정 온도에서 가열 시간과 잔류 미생물 수의 관계 곡선
열사시간 TDT 곡선
TDT : 특정 조건 및 열치사온도에서 모든 미생물이나 포자를 사멸시키는데 필요한 가장 짧은 열처리 시간
열사멸 시간 곡선은 환경, 미생물의 종류 및 양과 관련이 있습니다.
D 값, Z 값, F 값
D: 지수적 감소 시간, 일정한 온도에서 가열하여 미생물의 90%를 죽이는 데 필요한 최소 시간
테스트 방법
Z: D를 10배 변경하는 데 필요한 온도 값
D를 하나의 로그 주기만큼 줄이려면 온도를 높여야 합니다.
온도는 1Z만큼 증가하고 D는 원래 값의 10분의 1이 됩니다.
다양한 온도에 대한 미생물의 내성을 반영합니다.
F : 열멸균 효과는 121℃ 이하의 멸균시간과 동일함
열사시간 곡선을 이용하면 살균 온도와 시간의 조합을 섭씨 121도에서의 살균 시간으로 환산해 쉽게 비교할 수 있습니다.
12D: 저산성 식품에 사용하기 위해 내열성이 가장 높은 클로스트리디움 보툴리눔 포자의 생존 확률을 10의 12제곱으로 줄이는 데 필요한 최소 열처리 강도
미생물 내열성에 영향을 미치는 요인
물-펩티드 결합은 쉽게 끊어진다
수분활성도가 높고 내열성이 낮으며, 건식전지가 습식전지에 비해 내열성이 우수합니다.
지방 – 수분 활동에 영향을 미칩니다
지방은 내열성을 향상시키며, 장쇄지방산은 단쇄지방산보다 강합니다.
단백질 및 콜로이드 보호
동일한 pH 값, 동일한 세균수에서 단백질과 콜로이드 함량이 높을수록 내열성이 강해집니다. 예를 들어, 영양가 있는 국물은 완두콩 수프보다 내열성이 더 좋습니다.
탄수화물
내열성을 강화하고 수분 활동에 영향을 미칩니다.
소금
수분 활성도를 줄이고 열 저항성을 높입니다. 수분 활성도를 높이고 열 민감도를 높입니다.
Ph
항균 성분
미생물수 : 보호물질 분비
나이: 활동량이 적음
안정상의 내열성은 대수상의 내열성보다 우수합니다. 오래된 포자는 새로운 포자보다 내열성이 더 높습니다.
성장 온도
호열성애자가 싸늘성애자보다 낫다
시간과 온도: 고온은 살균 효과가 좋습니다.
미생물 자체의 내열성
Thermophiles는 내열성이 가장 뛰어납니다.
박테리아가 무포자 박테리아보다 낫다
긍정적인 것이 부정적인 것보다 낫다
구균은 무포자 박테리아보다 낫습니다.
효모와 곰팡이는 민감하며 이들의 포자는 영양체보다 우수하며 경화증은 내열성이 있습니다.
살균 지표균인 포자
통조림 생산, Clostridium botulinum 포자의 비산성 사멸이 표준입니다.
발효 산업에서는 Bacillus stearothermophilus의 포자를 죽이는 것이 표준입니다.
내열기구
박테리아 효소와 단백질은 고온 활성이 가장 좋습니다.
세포막: 장쇄 포화지방산이 풍부하고, 공유결합으로 교차결합된 지질 이중층, 완전한 소수성 내부층이 있음
핵산은 G와 C 함량이 높고 수소 결합도 더 많습니다.
효소의 열 안정성
1차 구조, 증가된 수소 결합, 이온 결합 또는 소수성 결합
발열안정화인자 : 아연칼슘 등 내열성 효소안정제, 열보호제
호열성 박테리아의 응용
발효 산업, 고온 저항, 빠른 성장, 오염 감소
유전자 조작 박테리아의 구축
고온 저항성 효소: DNA 중합효소, 전분, 셀룰로오스, 단백질 분해, 고온 저항성, PH, 내염성
식품의 저온보존과 저온영양균의 특성
냉동보존의 원리와 방법
원칙
효소 활성 및 화학 반응 지연
미생물의 성장과 번식 속도가 감소되거나 완전히 억제됩니다.
낮은 온도는 부패를 방지하거나 늦춘다
동면하다
방법
일반 보관, 저온
10~15, 단기, 야채 및 과일
냉장, 냉장고 온도
-1~8일 또는 주
냉동 보관, 동결 온도
-18 미만이면 성장억제효소가 비활성화됩니다.
Vibrio의 경우 -5°C, Rhodotorula foliaceus의 경우 -34°C
일반적으로 농축 주스, 베이컨, 아이스크림, 과일에 사용됩니다.
저온에 견디는 미생물
호온성 박테리아
성장에는 저온이 필요하다
섭씨 0도에서 20도 사이에서 자라며 0도에서 15도 사이의 최적 온도를 갖는 미생물
일반적으로 바닷물이나 매우 추운 지역에 위치
정신병 내성 박테리아
중온성 박테리아는 냉장식품의 품질을 저하시킵니다.
알칼리게네스, 슈도모나스, 연쇄구균 등 섭씨 0~7도
저온이 미생물의 생리적 기능에 미치는 영향
낮은 대사율
온도저하, 생장속도가 낮음, 지체기간 및 생성시간이 길어짐
저온에서 더 높은 효소 활성: Pseudomonas fragariae는 섭씨 -29도에서 리파제를 생성합니다.
성장률은 온도에 따라 거의 변하지 않습니다.
온도 계수 Q10
온도가 섭씨 10도 올라가면 생화학 반응 속도가 1.5~2.5배 증가합니다.
Q10이 클수록 온도가 성장에 미치는 영향이 더 커집니다.
세포막은 용질을 보다 효율적으로 운반합니다. - 막 기능
중온성 박테리아
낮은 온도는 용질 흡수에 영향을 미칩니다
투과성 막 단백질의 불활성화로 이어지는 단백질 구조 변화
세포질막 구조의 변화 및 막 투과 효소의 활성 감소
활성 수송 에너지 부족
정신병 내성 박테리아
내한성 설탕 전달 시스템
불포화지방산 함량이 높아
저온에서는 수송 투과막 효소 활성이 높습니다.
저온 충격 단백질
정신병 내성 박테리아는 더 큰 세포를 가지고 있습니다
편모 합성이 더 효율적입니다.
높은 영양 요구 사항
산소화는 유익합니다: 유산소성 또는 조건성 무산소성
동결이 미생물에 미치는 영향
동결이 미생물에 미치는 영향
동결 중 급사 후 점진적인 사망
영하 약간 낮은 온도, 특히 섭씨 -2도에서 사망이 가장 빠르고, 섭씨 -20도에서는 매우 느리게 진행됩니다.
살아남은 미생물은 보관 중 점차 사멸합니다.
저온 쇼크: 온도가 갑자기 떨어지고 살아있는 박테리아가 대량으로 죽습니다.
저온 충격은 배양 온도와 관련이 있습니다
슈도모나스는 30°C에서 배양할 때 동결에 민감하지만 10°C에서 배양할 때는 민감하지 않습니다.
미생물의 동결 저항성
구균은 음성 간균보다 낫습니다.
황색포도상구균과 클로스트리듐은 살모넬라균보다 훨씬 우수합니다.
내생포자와 독소는 효과가 없습니다.
일부 정신병성 및 정신영양성 박테리아의 특성
불포화지방산 증가
저온 증가
슈도모나스의 조건부 병원성 세균은 59~72%에 달하며 생존력이 강합니다.
칸디다는 섭씨 25도보다 섭씨 10도에서 50% 더 활동적입니다.
지질 응고 이론: 불포화지방산의 합성이 증가함에 따라 지질은 저온에서도 액체와 액체를 유지하여 세포막 기능을 보장합니다.
높은 수준의 다당류를 합성하여 끈적하게 만듭니다.
저온 생산: 덱스트란, 점성 우유, 점성 반죽
부패: 빵이 끈적해지고, 우유가 끈적해지고, 고기가 끈적해진다.
Leuconostoc과 Pediococcus glucan 합성효소는 온도가 섭씨 30도 이상일 때 비활성화됩니다. 유산균: 온도에 민감한 글루칸 합성효소
색소 형성
열에 민감한 효소인 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens), 프롤로스포리움 고구마
다수의 해양 호온성/호온성 박테리아가 색소를 분비합니다.
일부 곰팡이 및 효모
호열성 생물은 색소를 분비하지 않습니다.
기판의 다양한 활용
포도당 발효, 자당 발효
온도에 민감한 수소화효소 합성 시스템
호온성 박테리아의 응용
중온성 세균에 의한 오염을 줄이는 발효식품
리파제와 프로테아제는 식품과 세제에 사용됩니다. 맥주 가공, 치즈 숙성
약과 식품에 사용
식품의 화학적 보존
식품의 저장 안정성을 향상시키고 본래의 품질을 최대한 유지하기 위해 방부제, 항산화제, 노화방지제, 갈변방지제 등의 첨가물을 사용하는 방안
방부제 개요
원리: 세포막에 작용하여 세포막의 투과성을 증가시키고, 내용물을 넘치게 하며, 호흡 사슬을 파괴하고, 효소 시스템을 방해하고, 단백질을 응고 및 변성시키며, 생존과 번식을 방해합니다.
기능을 위한 조건
항균 스펙트럼: 억제된 미생물 유형
환경적 요인
항생 물질
이는 미생물의 2차 대사산물로 효율성이 높고 독성이 없으며 미생물을 억제하거나 죽이는 데 널리 사용됩니다.
니신
34개의 아미노산으로 구성된 소수성의 양전하를 띤 작은 펩타이드
무독성 천연 방부제, 식품에 부작용 없음
원리: 세포벽을 파괴하고, 투과성을 증가시키며, 내용물 누출을 방지하고, 세포벽의 펩티도글리칸 합성을 억제하여 세포막과 인지질 합성을 차단합니다.
항균 효과
곰팡이, 음성 및 유효하지 않음, EDTA로 킬레이트화한 후 음성
양성 억제, 포자 발아 강력 억제
역할을 하는 요소
낮은 PH, 높은 용해도, 강한 안정성, 부식 방지용 Ph 4.5 미만;
애플리케이션
생선 통조림, 주류 등
나타마이신
스트렙토미세스, 발효방법
곰팡이, 효모 억제
빵집, 소시지, 음료, 잼에 사용됩니다.
서브틸리신
32 aa는 짧은 펩타이드로 산에 안정하고 내열성이 강하며 양성반응을 억제합니다.
항균 특성: 소르베이트는 벤조에이트 및 프로피오네이트보다 우수합니다.
벤조산/염 및 파라벤
메커니즘: 해리되지 않은 상태
세포막을 관통하여 세포 안으로 들어가 막의 투과성을 방해하고 막에 의한 아미노산의 흡수를 억제합니다.
호흡 효소 시스템과 같은 효소의 기능을 방해합니다.
성장 둔화
벤조산-벤조산
흰색 바늘 모양의 결정, 안정한 화합물, 물에 약간 용해되고 에탄올에 쉽게 용해됨
항균 활성은 pH와 밀접한 관련이 있습니다
낮은 Ph와 강력한 항균효과, 적합한 pH는 2.5~4 Ph 중성 효과가 약함
주로 효모와 곰팡이에 작용하며 효모가 가장 좋고 세균은 약하다
독성
9~15시간 간 손상
벤조산은 인체 내에서 글리신과 반응하여 히푸르산을 생성합니다. 나머지는 글루콘산과 반응하여 글루코글리산을 형성합니다. 이러한 물질은 체내에 축적되지 않으며 안전한 방부제입니다.
벤조산 나트륨
백색의 과립 또는 분말로 물에 쉽게 용해됨
주로 곰팡이, 효모에 작용
주스, 청량음료, 케첩에 사용됩니다.
파라벤-파라벤
낮은 pH 민감도: 산성 및 중성, 8.0에서 특정 효과 발생
광범위한 항균 스펙트럼: 음성 및 양성을 완전히 억제합니다.
곰팡이 억제 효과는 효모보다 우수하지만 음성균과 유산균에는 약하다.
소르빈산과 소금
무색의 바늘 모양의 결정 또는 분말로 알코올에 쉽게 용해되며, 그 소금은 물에 쉽게 녹고, 빛과 열에 안정하며, 쉽게 산화되고 착색됩니다.
기능적 특성
일반적으로 칼슘염, 나트륨염, 칼륨염의 형태로 사용됩니다.
산성형 방부제 : Ph가 방부효과에 영향을 미칩니다
항균 효과
기구
벤조산 및 설프하이드릴 그룹과 결합하여 효소 작용을 파괴합니다.
곰팡이 억제제: 곰팡이, 효모
호기성 부패균에는 효과적이지 않음: 황색포도상구균, 살모넬라균, 슈도모나스균 유산균은 효과가 없습니다
프로피오네이트
곰팡이 억제제
빵, 케이크, 치즈에 사용
친유성산
저산성 식품이 더 효과적이다
메커니즘: 해리되지 않은 분자에는 항균 활성이 있습니다.
질산염과 아질산염
아질산나트륨 및 질산나트륨 효과
고기를 빨갛게 유지하세요
국가 표준에 따르면 질산 나트륨과 질산 칼륨만 색상 보호제로 사용할 수 있으며 일부 육류 제품에만 사용할 수 있습니다.
발색 메커니즘은 산성 조건에서 니트로소 그룹이 미오글로빈과 결합하여 니트로소화 미오글로빈을 형성한다는 것입니다.
풍미 개발
작용하는 미생물
일부 부패성 독소 생성 박테리아를 억제합니다.
페리고 인자(아질산염이 배지와 반응하여 항균 효과 발생): 아질산염을 특정 배지에서 가열하면 항보툴리눔 인자 또는 억제제가 생성되어 항균 효과가 약 10배 증가합니다. 또는 억제제를 ~라고 합니다.
클로스트리듐(Clostridium): 클로스트리듐 보툴리눔(Clostridium botulinum), 클로스트리듐 퍼프린젠스(Clostridium perfringens)
고농도의 황색포도상구균, 유산균, 장내 세균은 뚜렷한 억제 효과가 없습니다.
산성 조건에서는 항균 효과가 더 좋습니다.
사용 범위
육류 제품, 고기 통조림
아질산염 독성
아질산염
보통 독성, 0.2는 중독을 일으킬 수 있음, 3g은 사망을 유발할 수 있음
정상 헤모글로빈을 메트헤모글로빈으로 변화시켜 산소 운반 기능을 상실하고 조직 저산소증을 유발합니다.
아질산나트륨이 아질산염으로 전환되면 아민과 결합하여 암을 유발할 수 있는 니트로사민을 형성합니다.
소금과 설탕 및 미생물 특성
원칙
삼투압을 높이고, 미생물 플라스모이드를 분리하고, 수분 활성을 감소시키고, 용존 산소를 감소시키고, 호기성 미생물을 억제합니다.
다양한 미생물의 내염성
5% 미만이면 세균이 자랄 수 있고, 5%를 초과하면 곰팡이가 자랄 수 있습니다.
20% 이상은 주로 효모 성장입니다.
할로박테리아: 장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)과 같은 박테리아의 성장에는 특정 농도의 소금이 필요합니다.
내염성 박테리아: 내성이 있지만 소금, 락토바실러스 및 일부 곰팡이가 없어도 더 잘 자랍니다.
설탕
설탕을 6배 더 많이 넣으면 소금과 같은 효과가 나타납니다
박테리아는 민감하고 효모와 곰팡이는 고장에 저항력이 있습니다.
기타 항균제
항산화제: 식품 산화를 방지하거나 지연시킵니다.
맛
향신료: 알리신, 정향
지방산과 에스테르
미생물의 식품 방사선 보존 및 방사선 저항 특성
저온 살균 저온 살균
재료 온도를 높이지 않고 미생물을 죽입니다.
방사선 멸균 : 방사선을 조사하여 유통기한을 연장하는 기술
목적: 살충, 살균, 새싹억제 및 소독
정상적인 생리적 징후와 생체의 다양한 활동의 유지는 원자 수준의 안정성에 달려 있습니다. 전리 방사선의 초고에너지는 생체 분자의 화학 결합을 파괴하고 분자의 특성을 변화시키며 생명체에 손상을 줄 수 있습니다.
고에너지 광선 유형
자외선: 200-275 나노미터, 단파 살균 자외선, 단백질과 핵산에 흡수되고 침투력이 약하며 표면 유기체를 죽이고 DNA 손상을 유발하는 데 적합합니다.
핵산에 작용하여 치명적인 돌연변이를 일으킴
공기를 통해 전달되며 표면과 공기를 살균할 수 있습니다.
갈아 바수다
강력한 침투력, 발사 처리
Y선
강력한 침투력과 넓은 적용 범위
엑스레이
고 에너지
원칙
고에너지 광선을 이용해 생체 기능을 파괴하고, 단백질을 변성시키며, 화학적 변화를 일으킵니다.
물 분자의 해리 및 생물학적 활성 물질의 부동태화
이황화물 수소 결합 절단
단백질 탈아미노화 및 탈카르복실화, 지방 산화, 탄수화물이 더 안정적입니다.
영향을 미치는 요인
미생물 방사선 저항
바이러스는 방사선에 가장 강한 저항력을 가지고 있습니다.
포자는 효모보다 낫고 곰팡이와 박테리아보다 낫습니다.
부정적인 것보다 긍정적인 것이 낫고, 슈도모나스, 플라보박테리움은 민감하다.
독소는 효과가 없습니다
D 값: 식품 내 미생물의 90%를 죽이는 데 필요한 방사선량
방사선 저항을 나타냅니다.
저온, 큰 D 값 고온, 작은 D 값
박테리아 수
많을수록 강하다
중간
단백질 보호, 완충제 민감성
산소
진공 효과가 더 좋습니다.
건강 상태
줄기세포는 젖은 세포보다 좋고, 냉동세포는 더 좋다
방사선살균형
방사선 부식 방지
부패균 제거 및 생리기능 조절
방사선 살균
저온살균, 유통기한 연장, 중간 용량
방사선 살균
상업적인 불임, 실온에서 장기 보관, 고용량, 완전 살균을 달성할 수 있습니다.
방사선 조사가 식품 품질에 미치는 영향
불리한
색깔이 변하다, 맛이 변하다
높은 아미노산 손실률
과일과 채소의 연화를 유발합니다.
이점
살균효과가 뚜렷하며 내부 유해생물 깊숙이 침투합니다.
방부제가 필요하지 않으며 비식품 물질 잔류물도 없습니다.
에너지 절약, 연속운전, 정확한 제어
열 발생이 적고 음식 본래의 맛을 최대한 유지합니다.
품질에 거의 영향을 미치지 않으며, 저선량 조사로 눈에 띄는 감각 변화가 발생하지 않습니다.
조사된 식품 안전
기타 저온살균 방법
초음파
고압
고전압 방전
건조 보존 및 대기 제어 보존 p327, p320
종합적인 방부 및 보존 이론 및 기술 p330