心智圖資源庫 7食品防腐保藏技術
食品微生物,包含食物保藏、食品的高溫殺菌及嗜熱微生物的特性、食品低溫保藏及嗜冷菌的特性等。
編輯於2024-01-20 17:23:57Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
食品防腐保藏技術
食物保藏
核心:防止污染,殺滅抑制微生物繁殖及延緩組織酵素分解作用
方法:採用物理化學生物學
目的:長期維持營養價值,感官性狀
食品的高溫殺菌及嗜熱微生物的特性
高溫殺菌的原理及方式
原理:高溫導致微生物蛋白質和核酸不可逆的變形或破壞其他成分引起死亡(如細胞膜被熱溶解)
殺菌效果: 消毒,滅菌
溫度範圍:巴氏殺菌,高溫殺菌
乾熱滅菌法
高溫時微生物細胞內的蛋白質凝固變形而達到滅菌的目的
火焰滅菌法:接種工具和受污染的物品
乾熱滅菌法/熱空氣:溫度 160 至 170 攝氏度, 時間為 一 至 兩個 小時
濕熱滅菌法
巴氏滅菌法
應用於不適於高溫處理的食物
通常小於100℃加熱,殺滅致病菌,降低微生物數量為目的的殺菌方式
溫度與時間組合:低溫長時,高溫短時
效果因食品種類不同
低酸性食品ph大於4.6:無芽胞病原菌,如牛奶中的結核桿菌
酸性食品:病源菌➕腐敗菌➕酶
超高溫瞬時滅菌法
UHT:大於攝氏130度,維持3至5秒,殺死營養細胞和耐熱性強的芽孢細菌,適用於液體食品
在攝氏75~85度,預熱4到6分鐘;135至150攝氏度2~3秒
高壓蒸氣滅菌法
原理:將帶有滅菌的物品放在一個密閉的加壓滅菌鍋內,透過加熱,使滅菌鍋格套間的水沸騰而產生蒸汽
殺菌效力好
間歇滅菌法
耐高溫微生物
耐熱菌:生長本身不需高溫,較高溫度殘存
巴氏殺菌後,殘存的微生物有鏈球菌和乳酸桿菌
嗜熱菌:高溫是生長代謝活動必需的,≤40℃時不生長,最適溫度超過攝氏50度,最高溫度超過攝氏70度
食品工業常用的是芽孢桿菌屬,梭狀芽孢桿菌屬以及嗜熱厭氧菌
微生物的熱力致死作用
熱力致死溫度
TDP:表示,特定環境中,一定數量的某種微生物,全部殺死所需的最低溫度。也與時間有關,定量處理時已不使用。
通常指在一定時間內對某種微生物加熱處理,從微生物死亡的最低熱處理溫度開始的各個加熱期的溫度
熱力致死速率曲線
在一定溫度下,加熱時間與微生物殘存數之間關係曲線
熱力致死時間TDT曲線
TDT:在特定條件下和熱力致死溫度下,殺死全部微生物或芽孢所需的最短的熱處理時間
熱力致死時間曲線與環境,微生物種類與數量有關
D值,Z值,F值
D:指數遞減時間,恆定溫度下加熱殺滅90%微生物所需的時間min
測定方法
Z:造成D變化10倍所需改變的溫度值
D降低一個對數週期,需要升高的溫度
溫度提高1Z, D為原來的十分之一
反映了微生物對不同溫度的耐受力
F:熱力殺菌效果相當於121℃條件下的等效殺菌時間
利用熱力致死時間曲線,可將殺菌溫度時間組合換算成攝氏121度時的殺菌時間,以便方便地加以比較
12D:將最耐熱的肉毒梭菌芽胞殘存的可能性降至10的-12次方所需的最小熱處理強度,用於低酸性食物
影響微生物耐熱性的因素
水—肽鍵易斷
水活性高耐熱性差,幹細胞比濕細胞耐熱
脂肪—影響水分活動
脂肪會增強耐熱性,長鏈脂肪酸強於短鏈脂肪酸
蛋白質和膠體保護
相同的pH值以及同菌數的條件下,蛋白質和膠體含量越高,耐熱性越強 。 如營養肉湯的耐熱性比豌豆濃湯好
碳水化合物
增強耐熱性,影響水活性
鹽
降低水活性耐熱增強,增加水活性對熱敏感
Ph
抑菌成分
微生物數量:分泌保護性物質
菌齡:活性低
穩定期耐熱性優於對數期 老齡孢子耐熱性優於 新孢子
生長溫度
嗜熱菌優於嗜冷菌
時間溫度:溫度高殺菌效果好
微生物自身的耐熱性
嗜熱菌最耐熱
芽胞菌優於非芽胞菌
陽性優於陰性
球菌優於非芽胞菌
酵母,黴菌敏感,其孢子優於營養體,菌核耐熱
芽孢作為滅菌指示菌
罐頭生產,非酸性殺滅肉毒梭菌芽孢為標準
發酵業,殺滅嗜熱脂肪芽孢桿菌的孢子為標準
耐熱機理
菌體酵素和蛋白質高溫活性最佳
細胞膜:長鏈飽和脂肪酸多 ,脂質雙層共價交聯,有完整的疏水內層
核酸G和C含量高,較多氫鍵
酵素的熱穩定性
一級結構,氫鍵,離子鍵或疏水鍵增加
促熱穩定因子:耐熱酵素穩定劑如鈣鋅,熱保護劑
嗜熱菌的應用
發酵工業,耐高溫,生長快,減少污染
基因工程菌構建
耐高溫酵素:DNA聚合酶,降解澱粉,纖維素,蛋白質 ,耐高溫,PH,鹽耐受力強
食品低溫保藏及嗜冷菌的特性
低溫保藏的原理及方法
原理
酵素活性及化學反應延緩
微生物生長繁殖速度降低或完全受抑
低溫防止或減緩腐敗
休眠
方法
普通貯藏,寒冷溫度
10~15,短期,蔬菜水果
冷藏,冰箱溫度
-1~8數天或數週
凍藏,冷凍溫度
小於-18,生長停止酵素失活
弧菌為攝氏-5度,葉生紅酵母為-34℃
一般用於濃縮果汁,培根,冰淇淋,水果
耐受低溫的微生物
嗜冷菌
低溫是生長必需
0到攝氏20度生長,最適溫度在攝氏零至15℃的微生物
一般處於海水或極寒地帶
耐冷菌
中溫菌,使冷藏食品變質
0~7攝氏度,如產鹼桿菌,假單胞菌屬,鏈球菌
低溫對微生物生理機能的影響
代謝速率低
溫度下降,生長速率低,延緩期和代時延長
低溫時較高酵素活:草莓假單胞菌-29攝氏度產脂肪酶
生長速率隨溫度變化小
溫度係數Q10
溫度上升10攝氏度,生化反應速度增加的倍數,一般介於1.5至2.5
Q 10越大,溫度對生長的影響越顯著
細胞膜輸送溶質更有效—膜功能
嗜溫菌
低溫影響溶質攝入
蛋白質構象改變,導致透膜蛋白失活
細胞質膜結構變化,透膜酶的活力下降
缺少主動運輸能量
耐冷菌
抗冷性糖輸送體系
含有較高含量的不飽和脂肪酸
低溫下,輸送透膜酶活力高
冷休克蛋白
耐冷菌具有較大的細胞
鞭毛合成更有效
營養要求高
增氧有利:好氧或兼性厭氧
冷凍對微生物的影響
冷凍對微生物的影響
凍結時猝死後逐漸死亡
略低於冰點溫度死亡最快,尤其是攝氏-2度,更低反而減慢,-20攝氏度非常緩慢
存活的微生物在貯藏過程中逐漸死亡
冷休克:溫度驟降,活菌大量死亡
冷休克與培養溫度有關
假單胞菌30℃培養時冷凍敏感,攝氏10度時不敏感
微生物對冷凍的抵抗力
球菌優於陰性桿菌
金葡球菌和梭狀芽孢桿菌遠優於沙門氏菌
內生孢子和毒素無影響
部分耐冷菌和嗜冷菌的特性
不飽和脂肪酸增加
低溫增加
假單胞菌的條件致病菌高達59~72%,存活率強
假絲酵母十攝氏度比二十五攝氏度多50%
脂質固化理論:不飽和脂肪酸合成的增加,脂質在低溫下,維持液態與流動動態,確保細胞膜功能
合成高水平的多醣,髮黏
低溫生產:右旋糖酐,黏稠奶,黏稠生麵團
腐敗:麵包發黏,黏牛奶,肉變黏
明串珠菌和片球菌在溫度高於攝氏30度時,葡聚醣合成酶失活 乳桿菌:熱敏性葡聚醣合成酶
色素的形成
黏質沙雷氏菌,其熱敏性酶,靈菌地瓜
大量海洋嗜/耐冷菌分泌色素
部分黴菌和酵母菌
嗜熱菌不分泌色素
對底物的不同利用
發酵葡萄糖,發酵蔗糖
氫化酶合成體系,對溫度敏感
嗜冷菌的應用
發酵食品,減少嗜溫菌的污染
脂酶和蛋白酶用於食品和洗滌劑 啤酒處理,乳酪成熟
應用於醫藥和食品
食品的化學保藏
使用添加劑提高食品的耐藏性和盡可能保持原有品質的措施 ,如防腐劑,抗氧化劑,抗老化劑,抗褐變等
防腐劑概述
原理:作用於細胞膜,細胞膜通透性上升,內容物溢出,呼吸鏈斷裂;幹擾酵素系,破壞正常的新陳代謝;使蛋白質凝固和變性,幹擾生存和繁殖
發揮作用條件
抑菌譜:抑制的微生物種類
環境因素
抗生素
是微生物的次級代謝物,高效,無毒,適用性廣,用於抑製或殺死微生物
乳酸鏈球菌素Nisin
34個氨基酸組成的疏水,帶正電荷的小胜肽
無毒的天然防腐劑,對食品無不良影響
原理:破壞細胞壁,增大通透性,內容外洩;抑制細胞壁肽聚醣合成,使細胞膜及磷脂合成受阻
抑菌作用
真菌,陰性無效,與EDTA螯合後抑制陰性
抑制陽性,強烈抑制芽胞萌發
發揮作用的影響因素
PH低,溶解度大,穩定性強;Ph小於4.5防腐;合併使用
應用
如,罐頭,魚類製品和酒精飲料
納它黴屬Natamycin
鏈黴菌屬,發酵法
抑制黴菌,酵母菌
應用於焙烤,香腸,飲料和果醬
枯草菌素
32個aa組成短勝肽,對酸穩定,耐熱性強,抑制陽性
抗菌性:山梨酸鹽優於苯甲酸鹽優於丙酸鹽
苯甲酸/鹽及對羥基苯甲酸酯
機理:未解離態
穿透細胞膜進入細胞,幹擾膜的通透性,抑制膜對胺基酸的吸收
幹擾酶的功能,如呼吸酶系
生長受阻
苯甲酸—安息香酸
白色針狀結晶,穩定化合物,微溶於水易溶於乙醇
抑菌活性與pH密切相關
Ph低抑菌效果強,適宜pH為2.5~4 Ph中性效果微弱
主要作用於酵母菌和黴菌,酵母最優,細菌效力弱
毒性
9至15小時肝臟受損
苯甲酸在人體內會與甘胺酸反應產生馬尿酸 剩餘的與葡萄糖酸反應生成葡萄糖甘酸,這些物質在體內不會積累,是安全防腐劑
苯甲酸納
白色顆粒或粉末,易溶於水
主要作用於黴菌和酵母菌
應用於果汁,軟性飲料,蕃茄醬
對羥基苯甲酸酯—尼泊金酯
P H敏感度低:酸性中性,在8.0是有一定效果
抑菌譜廣:完全抑制陰性陽性
抑制黴菌優於酵母菌,陰性菌和乳酸菌弱
山梨酸及鹽
無色針狀結晶或粉末,易溶於酒精, 其鹽易溶於水,光熱穩定,易氧化著色
作用特點
一般以鈣鹽,納鹽,鉀鹽的形式應用
酸型防腐劑:Ph影響防腐效果
抑菌作用
機理
和苯甲酸與巰基結合,破壞酵素作用
真菌抑制劑:黴菌,酵母菌
好氣性腐敗菌無效:金黃色葡萄球菌,沙門氏菌,假單胞菌 乳酸菌無效
丙酸鹽
黴菌抑制劑
應用於麵包,蛋糕,乳酪
親脂酸
低酸性食品較好作用
機制:未解離分子具抗菌活性
硝酸鹽和亞硝酸鹽
亞硝酸鈉和硝酸鈉作用
保持肉的紅色
根據國標只有(亞)硝酸鈉和硝酸鉀可以作為護色劑使用,且僅能用於部分肉製品
顯色機制是在酸性條件下,亞硝基和肌紅蛋白結合生成了亞硝化肌紅蛋白
風味形成
作用的微生物
抑制一些腐敗產毒菌
Perigo因子(亞硝酸鹽與介質生成有抑菌作用的反應物):當亞硝酸鹽在特定介質中加熱時,產抗肉毒因子或抑制劑,使抑菌效果提高約十倍,這種抗肉毒因子或抑制劑稱為~
梭狀芽孢桿菌:肉毒桿菌,產氣莢膜梭菌
高濃度的金黃色葡萄球菌,乳酸菌,腸道細菌無明顯抑制效果
酸性條件下抗菌效果較好
使用範圍
肉類製品,肉罐頭
亞硝酸鹽的毒性
亞硝酸鹽
中等毒性,0.2可能引起中毒,3g能致死
使正常血紅素變成高鐵血紅素,使其失去攜帶氧的功能,使組織缺氧
亞硝酸鈉轉變為亞硝酸時,與胺結合,形成亞硝胺會致癌
食鹽和糖及微生物特性
原理
提高滲透壓,使微生物質壁分離,水活性下降,減少溶氧,好氧性微生物受抑
各種微生物耐鹽性
小於5%細菌可以生長,5%以上主要時黴菌生長
大於20%主要是酵母菌生長
嗜鹽菌:一定濃度鹽是菌體生長所必需的 ,如副溶血弧菌
耐鹽菌:耐受,但無鹽長得更好,乳桿菌和一些黴菌
糖
六倍糖產生與鹽同樣效果
細菌敏感,酵母,黴菌耐高滲透壓
其他抗菌劑
抗氧化劑:阻止或延遲食品氧化
風味劑
香料:蒜素,丁香
脂肪酸和酯
食品輻射保藏與微生物的耐輻射特性
冷滅菌 cold sterilization
殺死微生物的同時不會造成物料溫度的升高
輻射殺菌:放射線輻照以延長保藏期的技術
目的:殺蟲殺菌抑芽消毒
生命體維持正常的生理徵像以及各種活動都是依賴原子層面的穩定,電離輻射的所具有的超高能量可以破壞生物分子的化學鍵,使分子性質改變,對生物體構成損傷
高能量射線種類
紫外線:200-275奈米,短波滅菌紫外線,被蛋白和核酸吸收,穿透力弱,適合殺表面生物,造成D NA損傷
作用於核酸,引起致死突變
穿透空氣傳播,可做表面和空氣的滅菌
B射線
穿透力較強,發射治療
Y射線
穿透力強,應用廣
x射線
能量高
原理
利用高能量射線,破壞生活機能,使蛋白質變性,發生化學變化
水分子解離,生物活性物質鈍化
二硫鍵氫鍵斷裂
蛋白質脫氨脫羧,脂肪氧化,碳水化合物較穩定
影響因素
微生物耐輻射能力
病毒最耐輻射
芽胞優於酵母菌優於黴菌和細菌
陽性優於陰性,假單胞菌,黃桿菌敏感
毒素無效
D值:殺死食品中90%的微生物所需的輻照劑量
代表耐輻射能力
溫度低D值大 溫度高D值小
菌數
多則強
介質
蛋白質保護,緩衝液敏感
氧氣
真空效果更好
物理狀態
幹細胞優於濕細胞,冰凍細胞強
輻照殺菌類型
輻照防腐
以消滅腐敗菌,調節生理功能
輻照消毒
巴氏殺菌,延長保藏期,中等劑量
輻照滅菌
可達到商業無菌,常溫下長期貯藏,高劑量,完全殺菌
輻照對食品品質的影響
不利
變色,變味
胺基酸損失率高
引起蔬果的軟化
優點
殺菌效果明顯,深入內部有害生物
無需添加防腐劑,沒有非食品物質殘留
節約能源,可連續進行,準確控制
產生熱量少,最大程度保持食品原有風味
對品質影響小,小劑量照射不會發生感官上明顯變化
輻照食品安全性
其他冷殺菌方法
超音波
高壓
高壓放電
乾燥保藏與氣調保藏p327,p320
綜合防腐保鮮理論與技術p330