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      食品防腐變質(zhì)的包裝技術(shù)研究

      放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-09-15

      1. 食品的腐敗與變質(zhì) 
       
             微生物廣泛分布于自然界,食品中不可避免的會(huì)受到一定類型和數(shù)量的微生物的污染,當(dāng)環(huán)境條件適宜時(shí),它們就會(huì)迅速生長(zhǎng)繁殖,造成食品的腐敗與變質(zhì),不僅降低了食品的營(yíng)養(yǎng)和衛(wèi)生質(zhì)量,而且還可能危害人體的健康。
          
            食品腐敗變質(zhì)(food spoilage),是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響,造成其原有化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化,降低或失去其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值的過程。如魚肉的腐臭、油脂的酸敗、水果蔬菜的腐爛和糧食的霉變等。   

            食品的腐敗變質(zhì)原因較多,有物理因素、化學(xué)因素和生物性因素,如動(dòng)、植物食品組織內(nèi)酶的作用,昆蟲、寄生蟲以及微生物的污染等。其中由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的,故本章只討論有關(guān)由微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問題。

      1.1微生物引起食品變質(zhì)的基本條件 

          食品加工前的原料,總是帶有一定數(shù)量的微生物;在加工過程中及加工后的成品,也不可避免地要接觸環(huán)境中的微生物,因而食品中存在一定種類和數(shù)量的微生物。然而微生物污染食品后,能否導(dǎo)致食品的腐敗變質(zhì),以及變質(zhì)的程度和性質(zhì)如何,是受多方面因素的影響。一般來說,食品發(fā)生腐敗變質(zhì),與食品本身的性質(zhì)、污染微生物的種類和數(shù)量以及食品所處的環(huán)境等因素有著密切的關(guān)系,而它們?nèi)咧g又是相互作用、相互影響的。
       
      1.1.1食品的基質(zhì)特性 

            ⑴食品的營(yíng)養(yǎng)成分 

           食品含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無機(jī)鹽、維生素和水分等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,是微生物的良好培養(yǎng)基。因而微生物污染食品后很容易迅速生長(zhǎng)繁殖造成食品的變質(zhì)。但由于不同的食品中,上述各種成分的比例差異很大,而各種微生物分解各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力不同,這就導(dǎo)致了引起不同食品腐敗的微生物類群也不同,如肉、魚等富含蛋白質(zhì)的食品,容易受到對(duì)蛋白質(zhì)分解能力很強(qiáng)的變形桿菌、青霉等微生物的污染而發(fā)生腐;米飯等含糖類較高的食品,易受到曲霉屬、根霉屬、乳酸菌、啤酒酵母等對(duì)碳水化合物分解能力強(qiáng)的微生物的污染而變質(zhì);而脂肪含量較高的食品,易受到黃曲霉和假單孢桿菌等分解脂肪能力很強(qiáng)的微生物的污染而發(fā)生酸敗變質(zhì)。

             ⑵ 食品的氫離子濃度 

           各種食品都具有一定的氫離子濃度。根據(jù)食品pH值范圍的特點(diǎn),可將食品劃分為兩大類:酸性食品和非酸性食品。一般規(guī)定pH值在4.5以上者,屬于非酸性食品;pH值在4.5以下者為酸性食品。例如動(dòng)物食品的pH值一般在5~7之間,蔬菜pH值在5~6之間,它們一般為非酸性食品;水果的pH值在2~5之間,一般為酸性食品。

            各類微生物都有其最適宜的pH范圍,食品中氫離子濃度可影響菌體細(xì)胞膜上電荷的性質(zhì)。當(dāng)微生物細(xì)胞膜上的電荷性質(zhì)受到食品氫離子濃度的影響而改變后,微生物對(duì)某些物質(zhì)的吸收機(jī)制會(huì)發(fā)生改變,從而影響細(xì)胞正常物質(zhì)代謝活動(dòng)和酶的作用,因此食品pH值高低是制約微生物生長(zhǎng),影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。

           大多數(shù)細(xì)菌最適生長(zhǎng)的pH值是7.0左右,酵母菌和霉菌生長(zhǎng)的pH值范圍較寬,因而非酸性食品適合于大多數(shù)細(xì)菌及酵母菌、霉菌的生長(zhǎng);細(xì)菌生長(zhǎng)下限一般在4.5左右,pH值3.3~4.0以下時(shí)只有個(gè)別耐酸細(xì)菌,如乳桿菌屬尚能生長(zhǎng),故酸性食品的腐敗變質(zhì)主要是酵母和霉菌的生長(zhǎng)。

           另外,食品的pH值也會(huì)因微生物的生長(zhǎng)繁殖而發(fā)生改變,當(dāng)微生物生長(zhǎng)在含糖與蛋白質(zhì)的食品基質(zhì)中,微生物首先分解糖產(chǎn)酸使食品的pH值下降;當(dāng)糖不足時(shí),蛋白質(zhì)被分解,pH值又回升。由于微生物的活動(dòng),使食品基質(zhì)的pH值發(fā)生很大變化,當(dāng)酸或堿積累到一定量時(shí),反過來又會(huì)抑制微生物的繼續(xù)活動(dòng)。
       
             ⑶ 食品的水分 

           水分是微生物生命活動(dòng)的必要條件,微生物細(xì)胞組成不可缺少水,細(xì)胞內(nèi)所進(jìn)行的各種生物化學(xué)反應(yīng),均以水分為溶媒。在缺水的環(huán)境中,微生物的新陳代謝發(fā)生障礙,甚至死亡。但各類微生物生長(zhǎng)繁殖所要求的水分含量不同,因此,食品中的水分含量決定了生長(zhǎng)微生物的種類。一般來說,含水分較多的食品,細(xì)菌容易繁殖;含水分少的食品,霉菌和酵母菌則容易繁殖。

           食品中水分以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。微生物在食品上生長(zhǎng)繁殖,能利用的水是游離水,因而微生物在食品中的生長(zhǎng)繁殖所需水不是取決于總含水量(%),而是取決于水分活度(Aw,也稱水活性)。因?yàn)橐徊糠炙桥c蛋白質(zhì)、碳水化合物及一些可溶性物質(zhì),如氨基酸、糖、鹽等結(jié)合,這種結(jié)合水對(duì)微生物是無用的。因而通常使用水分活度來表示食品中可被微生物利用的水。

            水分活度(Aw)是指食品在密閉容器內(nèi)的水蒸汽壓(P)與純水蒸汽壓(P0)之比,即Aw=P/P0 。純水的Aw=1;無水食品的Aw=0,由此可見,食品的Aw值在0-1之間。表1給出了不同微生物類群生長(zhǎng)的最低Aw值范圍,從表中可以看出,食品的Aw值在O.60以下,則認(rèn)為微生物不能生長(zhǎng)。一般認(rèn)為食品Aw值在O.64以下,是食品安全貯藏的防霉含水量。

      表9-1  食品中主要微生物類群生長(zhǎng)的最低Aw值范圍

      微生物類群    最低Aw值范圍    微生物類群    最低Aw值
      大多數(shù)細(xì)菌    0.99~0.90    嗜鹽性細(xì)菌    0.75
      大多數(shù)酵母菌    0.94~0.88    耐高滲酵母    0.60
      大多數(shù)霉菌    0.94~0.73    干性霉菌    0.65

           新鮮的食品原料,例如魚、肉、水果、蔬菜等含有較多的水分,Aw值一般在O.98~0.99,適合多數(shù)微生物的生長(zhǎng),如果不及時(shí)加以處理,很容易發(fā)生腐敗變質(zhì)。為了防止食品變質(zhì),最常用的辦法,就是要降低食品的含水量,使Aw值降低至O.70以下,這樣可以較長(zhǎng)期地進(jìn)行保存。許多研究報(bào)道,Aw值在O.80~O.85之間的食品,一般只能保存幾天;Aw值在O.72左右的食品,可以保存2至3個(gè)月;如果Aw在0.65以下,則可保存1至3年。 
      在實(shí)際中,為了方便也常用含水量百分率來表示食品的含水量,并以此作為控制微生物生長(zhǎng)的一項(xiàng)衡量指標(biāo)。例如為了達(dá)到保藏目的,奶粉含水量應(yīng)在8% 以下,大米含水量應(yīng)在13% 左右,豆類在15% 以下,脫水蔬菜在14~20% 之間。這些物質(zhì)含水量百分率雖然不同,但其Aw值約在0.70以下。

             ⑷ 食品的滲透壓 

           滲透壓與微生物的生命活動(dòng)有一定的關(guān)系。如將微生物置于低滲溶液中,菌體吸收水分發(fā)生膨脹,甚至破裂;若置于高滲溶液中,菌體則發(fā)生脫水,甚至死亡。一般來講,微生物在低滲透壓的食品中有一定的抵抗力,較易生長(zhǎng),而在高滲食品中,微生物常因脫水而死亡。當(dāng)然不同微生物種類對(duì)滲透壓的耐受能力大不相同。

            絕大多數(shù)細(xì)菌不能在較高滲透壓的食品中生長(zhǎng),只有少數(shù)種能在高滲環(huán)境中生長(zhǎng),如鹽桿菌屬(Halobacterium)中的一些種,在20~30%的食鹽濃度的食品中能夠生活;腸膜明串珠菌能耐高濃度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受較高的滲透壓,如異常漢遜氏酵母(Hansenula anomala)、魯氏糖酵母(Saccharomyces rouxii)、膜畢赤氏酵母(Pichia membranafaciens)等能耐受高糖,常引起糖漿、果醬、果汁等高糖食品的變質(zhì)。霉菌中比較突出的代表是灰綠曲霉(Aspergillus glaucus)、青霉屬、芽枝霉屬等。

          食鹽和糖是形成不同滲透壓的主要物質(zhì)。在食品中加人不同量的糖或鹽,可以形成不同的滲透壓。所加的糖或鹽越多,則濃度越高,滲透壓越大,食品的Aw值就越小。通常為了防止食品腐敗變質(zhì),常用鹽腌和糖漬方法來較長(zhǎng)時(shí)間地保存食品。 (待續(xù))

       
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