第二章_食品的保藏原理.ppt
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第二章_食品的保藏原理.ppt
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第二章,食品的保藏原理,2,教学目标,全面系统了解生物因子、化学因子、物理因子导致食品变质的基本理论。
掌握控制食品变质的各种物理措施。
掌握化学保藏剂处理、建立食品冷链、食品保藏期限和货架期等方面的知识。
3,Contents,4,一、生物因素
(一)微生物1食品腐败:
细菌将食品中的蛋白质、氨基酸、肽和胨等含氮有机物分解为低分子化合物,是食品带有恶臭气味和厌恶的滋味,并产生毒性。
2食品霉变:
霉菌在富含糖类和淀粉的食品中大量繁殖生长而引起的发霉变质现象。
3食品发酵变质:
食品在保藏或流通过程中被微生物污染后,在微生物分泌的氧化还原酶的作用下,使食品中的糖发生不完全氧化的过程。
第一节引起食品变质的因素,5,
(二)生理生化变化1呼吸作用2蒸腾作用3成熟衰老作用4生鲜肉类的僵直和软化5禽蛋的生理变化6蔬菜的休眠与发芽7粮食的陈化,第一节引起食品变质的因素,6,
(一)、有氧呼吸和无氧呼吸1.有氧呼吸(aerobicrespiration)有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在O2的参与下,将有机物(呼吸底物)彻底分解成CO2和水,同时释放出能量的过程。
C6H12O6+6O26CO2+6H2O2870.2kJ,呼吸底物:
糖、脂肪和蛋白质,常用的呼吸底物是G。
酶,1.1呼吸作用(Respiration),7,2.无氧呼吸(anaerobicrespiration)无氧呼吸是果蔬的生活细胞在缺O2条件下,有机(呼吸底物)不能被彻底氧化,生成乙醛、酒精、乳酸等物质,释放出少量能量的过程。
酒精发酵:
C6H12O62C2H5OH+2CO2226kJ乳酸发酵:
C6H12O62CH3CHOHCOOH197kJ,酶,酶,8,有氧呼吸、无氧呼吸与果蔬贮藏的关系正常情况下,有氧呼吸是植物细胞进行的主要代谢类型,环境中O2的浓度决定呼吸类型,一般高于1%5%进行有氧呼吸,否则进行无氧呼吸。
9,10,无氧呼吸对贮藏不利的原因一方面因为无氧呼吸所提供的能量比有氧呼吸少,消耗的呼吸底物多,加速果蔬的衰老过程;另一方面,无氧呼吸产生的乙醛、乙醇物质在果蔬中积累过多会对细胞有毒害作用,导致果蔬风味的劣变,生理病害的发生,果蔬采后在贮藏过程中应防止产生无氧呼吸。
11,有氧呼吸和无氧呼吸的异同,讨论:
12,
(二)、与呼吸有关的几个概念1.呼吸强度(Respirationintensity):
也称呼吸速率(Respiratoryrate),指一定温度下,一定量的产品进行呼吸时所吸入的氧气或释放CO2的量,一般单位用O2或CO2mg(mL)kg.h(鲜重)来表示。
2.呼吸商(RespirationQuotient,RQ):
也称呼吸系数,它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入O2的体积比。
RQ=VCO2/VO2RQ与呼吸类型、呼吸底物的类型和贮藏温度有关。
13,糖类为呼吸底物时RQ=1C6H12O6+6O26CO2+6H2O,RQ=6/6=1.0脂肪酸为呼吸底物时RQ1C4H6O5+3O24CO2+H2O,RQ=4/3=1.33此外RQ还与环境供O2,脂糖转化等有关。
无O2呼吸RQ1,脂转为糖时RQ1。
14,3.呼吸热(Respirationheat):
呼吸热是呼吸过程中产生的,除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分热量。
每释放1mgCO2相应释放近似10.68J的热量。
4.呼吸温度系数:
在生理温度范围内,温度升高10时呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即为温度系数,用Q10来表示。
它能反映呼吸速率随温度而变化的程度,一般果蔬Q1022.5。
15,一些蔬菜的呼吸温度系数(Q10)与温度范围的关系,16,甜橙在不同温度范围的温度系数(Q10),17,5.呼吸跃变(Respirationclimacteric):
某些果蔬在成熟过程中,呼吸强度突然升高,达到一个最高峰,之后下降,达到一个最低点,这种现象,称呼吸跃变。
18,果实呼吸曲线的变化模式,19,呼吸跃变型果实(respirationclimactericfruit),也称呼吸高峰型果实。
此类果蔬在成熟期出现的呼吸强度上升到最高值,随后就下降。
苹果、梨、杏、无花果、香蕉、番茄、猕猴桃等,20,非呼吸跃变型果实(non-respirationclimactericfruit),采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平缓,不形成呼吸高峰,这类果实称为非呼吸跃变型果实。
柑桔、葡萄、樱桃、菠萝、荔枝、黄瓜,草莓等,21,跃变型果实非跃变型果实,22,呼吸跃变型与非跃变型代表性果蔬跃变型:
苹果,香蕉,洋梨,猕猴桃,番茄等。
非跃变型:
柑橘,葡萄,菠萝,草莓,樱桃等。
呼吸跃变型与非跃变型果蔬的主要生理差异跃变型:
产生大量C2H4,有明显后熟变化,对外源C2H4敏感。
非跃变型:
对以上反应均不明显。
第三节食品的生物特性,23,不同乙烯浓度对果实呼吸的影响,24,跃变型与非跃变型果蔬的特性比较,25,外部因素
(1)温度
(2)气体的分压(氧气、二氧化碳、乙烯)(3)含水量(4)机械损伤(5)其他:
涂膜、包装、避光、辐照和生长调节剂处理,内部因素
(1)种类与品种
(2)成熟度,(三)、影响呼吸强度的因素,26,蔬菜:
生殖器官(花)营养器官(叶)贮藏器官(块根块茎)水果:
浆果(番茄、葡萄)核果(桃、李)仁果(苹果、梨)同类产品:
晚熟品种早熟品种夏季成熟品种秋冬成熟品种南方生长北方生长,
(1)种类与品种,27,果实种类对呼吸强度的影响,鳄梨档案:
又称牛油果,原产中美洲,全世界热带和亚热带地区均有种植,但以美国南部、危地马拉、墨西哥及古巴栽培最多。
中国的广东、福建、台湾、云南及四川等地均有少量栽培。
核果大,肉质,通常梨形、卵形或近球形,黄绿色或红棕色。
果肉柔软似乳酪,色黄,风味独特,含多种维生素、丰富的脂肪和蛋白质,钠、钾、镁、钙等含量也高。
28,幼嫩组织呼吸强度高,成熟产品呼吸强度弱;跃变型果实与非跃变型果实的区别块茎、鳞茎类蔬菜休眠期呼吸强度降至最低,休眠期后重新上升。
(2)成熟度,29,香蕉果实后熟过程中呼吸与温度的关系,
(1)温度,一定温度范围内,温度低,呼吸强度亦低,温度高,呼吸强度也高;变温比恒温的呼吸强度高。
30,氧浓度高,呼吸强度大;反之,氧浓度低、呼吸强度也低;氧浓度过低会造成无氧呼吸;果蔬贮藏一般不推荐使用低于2的氧浓度;二氧化碳浓度越高,呼吸代谢强度越低;过高的二氧化碳浓度会伤害果蔬;乙烯能加速果蔬后熟衰老,
(2)气体的分压,31,果蔬在水分不足时,呼吸作用减弱;在一定限度内,呼吸速率随组织的含水量增加而提高,在干种子中特别明显;在含水量高的植物中,外界空气中的相对湿度对其呼吸强度的影响也明显,在一定限度内的相对湿度愈高,呼吸强度愈小。
(3)含水量,32,植物组织受伤害,呼吸作用就会加强创伤呼吸(healingrespiration)果蔬的组织在受到机械损伤时呼吸速率显著增高的现象叫愈伤呼吸或称创伤呼吸。
(4)机械损伤,33,(四)、呼吸作用对果蔬贮藏的影响,积极作用(从果蔬具有的耐贮性和抗病性的角度考虑)提供代谢所需要的能量产生代谢中间产物呼吸的保卫反应,34,呼吸作用增强,导致更多有机物质分解消耗,改变果蔬品质;产生呼吸热,导致果蔬品质劣变;随着能量耗尽,衰老加速;降低风味品质,消极作用(从呼吸作用消耗有机物质的角度),因此,果蔬贮藏过程中,在保证果蔬正常的呼吸代谢的基础上,采取一切可能的措施降低呼吸强度,才能延长贮藏寿命。
35,蒸腾作用指植物水分从体内向大气中散失的过程。
与一般水分蒸发不同,植物本身对其有很大影响。
1.2蒸腾作用,36,
(一)、失重和失鲜失重:
自然损耗,包括水分和干物质的损失。
失鲜:
产品质量的损失,表面光泽消失,形态萎蔫,失去外观饱满、新鲜和脆嫩的质地,甚至失去商品价值。
果蔬萎蔫,37,一些蔬菜在贮藏中的失重率(%),38,一些水果在贮藏中的失重率(%),39,导致失重和失鲜;破坏果蔬正常的代谢过程;降低耐贮性和抗病性;部分果蔬采后适度失水可抑制代谢,延长贮藏期。
(二)、失水对代谢和贮藏的影响,40,甜菜组织脱水同水解酶活性的关系,试验材料活组织中蔗糖酶的活性(蔗糖mg/10g组织/h)酵解程度合成水解合成/水解率新鲜甜菜29.82.810.644.3脱水6.5%的甜菜27.04.56.09.6脱水15%的甜菜9.46.12.410.6,41,萎蔫对甜菜腐烂率的影响,42,(三)、蒸腾失水的影响因素,43,不同种类的果蔬随温度变化的蒸腾特性,44,1湿度的管理:
直接增加库内空气湿度或增加产品外部小环境的湿度;2温度的管理:
采用低温贮藏;3蒸发抑制剂的涂被:
蜡、塑料乳剂。
(四)、控制果蔬蒸腾失水的措施,45,1.3成熟与衰老,果实发育过程可分为三个主要阶段,即生长、成熟和衰老。
46,
(一)、果蔬成熟与衰老的相关概念,果实生长的最后阶段,在此阶段,果实完成了细胞、组织、器官分化发育的最后阶段,充分长成时,也称为“绿熟”或“初熟”。
生理成熟(maturation),47,果实停止生长后还要进行一系列生物化学变化逐渐形成本产品固有的色、香、味和质地特征,然后达到最佳的食用阶段。
完熟(ripening),通常将果实达到生理成熟到完熟过程都叫成熟。
48,是个体发育的最后阶段,果肉组织开始分解,其生理上发生一系列不可逆的变化,最后导致细胞崩溃及整个器官死亡的过程。
衰老(senescence),49,50,成熟与衰老的机制,激素与果蔬成熟的关系乙烯对果蔬成熟衰老的影响,果蔬成熟与衰老取决于抑制或促进成熟与衰老两类激素的平衡。
目前,国际上公认的植物激素有五大类。
生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(BA)属生长激素,促进果蔬生长,抑制成熟与衰老。
脱落酸(ABA)和乙烯(ethylene)是衰老激素,促进果蔬成熟与衰老。
51,乙烯(ethylene):
最有效的催熟致衰剂,是植物激素中分子结构最简单的一种激素,在正常生理条件下呈气态。
果蔬采后一系列成熟、衰老现象都与乙烯有关。
激素与果蔬成熟的关系,52,1901年俄国植物学家Neljubow首先发现乙烯能引起黄化豌豆苗三重反应(下胚轴伸长、横向扩大、变短粗)。
1910年卡辛斯(Cousins)发现橘子产生的气体能催熟同船混装的香蕉。
1934年加利(Gane)获得植物组织确实能产生乙烯的化学证据。
1935年美国克罗克(W.Crocker)提出乙烯可能是一种内源激素。
1959年,伯格(S.P.Burg)等测出了未成熟果实中有极少乙烯产生,随着果实的成熟,乙烯量不断增加。
1965年乙烯被国际上公认为植物天然激素。
乙烯的发现:
53,乙烯的生物合成途径,前体为蛋氨酸(Met),直接前体为1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)。
Met经过Met循环,形成5-甲硫腺苷(MTA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC),前者通过循环再生Met,而ACC则在ACC氧化酶的催化下氧化生成乙烯。
54,S-腺苷蛋氨酸(SAM),1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC),5-甲硫腺苷(MTA),蛋氨酸,甲硫基核糖,55,蛋氨酸(Met)蛋氨酸腺苷转移ES-腺苷蛋氨酸(SAM)ACC合成酶1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)乙烯形成酶乙烯,干旱、成熟衰老、伤害IAA、水涝,氨氧基乙酸(AOA),缺氧、解偶联剂、自由基、CO2,成熟,MACC,O2,抑制合成,诱导合成,乙烯基甘氨酸(AVG),56,跃变型果实成熟期间自身能产生乙烯,只要有微量乙烯,足以启动果实成熟,随后内源乙烯迅速增加,达到释放高峰,此期间乙烯累积在组织的浓度可高达10100mg/kg。
对多数跃变型果实,乙烯高峰常出现在呼吸高峰之前或与之同步,只有在内源乙烯达到启动成熟的浓度之前采用相应的措施,抑制内源乙烯的大量产生和呼吸跃变,才能延缓果实的后熟,延长产品贮藏期。
非跃变型果实成熟期间自身不产生乙烯或产量极低,因此后熟过程不明显。
内源乙烯对果
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