第2章食品包装原理与方法Word格式.docx
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学反应。
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4.引起食品中蛋白质和氨基酸的变性
氨基酸中因光引起分解的是色氨酸,其溶液经日
光暴晒后着色而变褐,经紫外光照射可生成氨基
丙酸、天冬氨酸、经基邻氨基苯甲酸。
色氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸等如与荧光
物质、维生素B2、荧光黄素等共存时,经日光暴
晒将引起光分解。
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(二)光照对食品渗透规律的影响
光照能使食品内部发生一系列的变化是因其具有很高
的能量。
光照下食品中对光敏感的成分能迅速吸收并转换光
能,从而激发食品内部发生变质的化学反应。
食品对光能吸收量愈多、转移传递愈深、食品变质愈
快、愈严重。
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根据BeerLamber定律,光照食品的密度向内层渗透
的规律为:
食品对光的吸收还与光波波长有关,短波长光(如紫
外光)透入食品的深度较浅,食品所接收的光密度较
少;
反之,长波长光(如红外光)透入食品深度较
深。
光谱图
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(三)包装避光机理和方法
1.避光
要减少或避免光线对食品的影响,主要的防护方法
是:
通过包装将光线遮挡、吸收或反射,减少或避免光线
直接照射食品;
防止某些有利于光催化反应因素,如水分和氧气透过
包装材料,从而起到间接的防护效果。
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根据BeerLamber定律,透过包装材料照射到时食品
表面的光密度为:
I0——食品包装表面的入射光密度
xP——包装材料的厚度
μP——包装材料的吸光系数
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遮光的方法:
(1)玻璃加色处理
(2)采用涂覆遮光层
(3)透明薄膜加入着色剂
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2.遮光
食品包装时,可根据食品和包装材料的吸光特
性,选择一种对食品敏感的光波具有良好效果
的材料作为该食品的包装材料,可有效避免光
对食品质变的影响。
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食品因氧发生的品质变化程度与食品包装及贮藏环境
中的氧分压有关。
下图为亚油酸相对氧化速率随氧分
压的变化规律:
随氧分压的提高而加快。
食品氧化还与食品与氧的
接触面积有关,右图中曲
线2、4、5分别表示了同一
湿度条件下亚油酸与氧气
接触面积不同而产生的不
同氧化结果:
在氧分压和
其他条件相同时,接触面
积越大,氧化速率越高。
亚油酸相对氧化速率与氧分压和接触面积的关系
氧使食品中油脂发生氧化;
氧会使食品中的维生素和多种氨基酸失去营养价值;
氧可加剧食品的氧化褐变反应;
氧可促使微生物繁殖生长,造成食品的腐败变质;
氧气对生鲜果蔬的作用:
可促进生鲜果蔬的呼吸作
用。
食品包装的主要目的之一,就是通过采用适当的包装材料
和一定的技术措施,防止食品中的有效成分因氧而造成品
质劣化或腐败变质。
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三、水分对食品品质的影响
水分对食品品质的影响:
一般食品都含有不同程度的水分,这部分水分是食品
维持其固有性质所必需的。
一些食品中水分含量
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水能促使微生物的繁殖,助长油脂的氧化分解,促使
褐变反映和色素氧化;
水分使一些食品发生某些物理变化,如有些食品受潮
而发生结晶,使食品干结硬化或结块,有些食品因吸
水吸湿而失去脆性和香味等。
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根据食品中所含水分的比例,一般可将食品分为
三大类,用水分活度Aw表示:
Aw>0.85的食品称为湿食品;
Aw=0.6~0.85的食品称为中等含水食品;
Aw<0.6的食品称为干食品。
各种食品的水分活度范
围,表明食品本身抵抗水
分的影响能力的不同。
Aw值越低,越不易发生由
水带来的生物生化性变
质,但吸水性越强,即对
环境湿度的增大越敏感。
控制包装食品环境湿度是
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保证食品品质的关键。
食品在不同含水量时的Aw值
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1.温度升高对食品品质的影响
大多数酶的适宜温度为30~40℃,在一定温度范围
内,食品在恒定水分条件下,温度每升高10℃,许多
酶促和非酶促的化学反应速度加快1倍,其腐变反应
速度加快4-6倍。
如果温度过高,酶会变性,会引起食品变质的化学反应
速率变慢;
各种微生物有其生长所需的温度范围,超
过此范围就会停止生长或终止生命,而大部分腐败菌
属于嗜温性微生物。
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温度并非越低越好
温度的升高还会破坏食品的内部组织结构,严重破坏
其品质。
过度受热会使食品中蛋白质变性,破坏维生素特别是
含水食品中的维生素C,或因失水而改变物性,失去
食品应有的物态和外形。
多数果蔬的温度每上升10℃时,化学反应速率增加
2~3倍,加速果蔬变质。
因此,无论是微生物引起的食品变质,或者是由酶以
及非酶引起的变质,温度降低,都可以延缓、减弱它们
的作用,从而减缓食品的变质过程。
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2.低温对食品品质的影响
低温冻结可对食品内部组织结构和品质产生破坏作
冻结会导致液体食品变质:
如将牛乳冻结,乳浊液
即受到破坏,脂肪分离出来,牛乳变性而凝固。
易受冷损害的食品不需极度冻结,如许多果蔬采收
后其细胞的生命过程要求适当的温度条件,在一般
冷藏温度4℃下保存。
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(一)食品中的主要微生物
与食品有关的微生物种类很多,这里仅举出常见的、
具有代表性的食品微生物菌属。
1.细菌
细菌在食品中的繁殖会引起食品的腐败、变质、变色
而不能食用,其中有些细菌还能引起人的食物中毒。
常见的有肠类弧菌、葡萄球菌、沙门氏菌、肉毒杆
菌、致病大肠杆菌等。
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(2)沙门氏菌
来源:
生食和烹饪不完全的食物。
症状:
胃痛、腹泻、流鼻涕、畏寒、发烧,甚至休
克。
潜伏期:
一般为12~36h,短者6h,长者48~72h。
存活:
生长最适温度为35~37℃,最适pH为7.2~7.4。
在水中可活2~3周,在土壤中可过冬。
杀灭:
在100℃水中立即死亡,在80℃水中2min死
亡,60℃水中5min死亡。
盐浓度在9%以上会致死沙
门氏菌。
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(1)肉毒杆菌:
也称肉毒梭状芽孢杆菌
产芽孢——强耐热性,正常加热温度下存活。
厌氧生长,在真空包装、罐头食品和其他缺氧包装环
境下生长。
产生强烈的神经麻痹毒素——肉毒毒素,有A、B、
C、D、E、F、G七种毒素类型。
常见中毒的食品:
加热不当的罐装食品;
半加工的食
品(如:
熏制、腌制和发酵食品)。
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(3)金黄色葡萄球菌
流鼻涕、腹泻、痉挛。
病情重时,由于剧
烈呕吐和腹泻,可引起大量失水而发生外周循环
衰竭和虚脱。
烹饪可杀死葡萄球菌,但对其毒素无影响,毒素
耐热、耐低温、抗冷冻。
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(4)李斯特菌
广泛分布于自然界。
在4℃条件下可缓慢生长。
较
少致死,但有潜在致死能力。
突发性,有流感症状,发烧、头痛、背
痛、有时伴有腹泻。
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第二节包装食品的微生物及其控制
一、环境因素对食品微生物的影响
影响微生物生长繁殖的环境因素主要有:
水分、温
度、氧气和pH。
1.水分
水分是微生物生长繁殖的必要条件,大部分细菌在水
分活度0.90以上的环境中生长活跃,大部分霉菌在水
分活度0.80以上的环境中繁殖。
降低水分活度的方法:
干燥、添加盐糖等小分子物
质。
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2、真菌
食品中常见的真菌属主要为霉菌和酵母。
霉菌在自然界中分布极广、种类繁多,常以寄生或腐
生的方式生长在阴暗、潮湿和温暖的环境中。
霉菌有发达的菌丝体,其营养来源主要是糖、少量的
氮和无机盐,因此极易在粮食和各种淀粉类食品中生
长繁殖。
大多数霉菌对人体无害,许多霉菌在酿造或制药工业
在被广泛利用。
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(二)微生物对食品的污染
作为食品原料的动植物在自然界环境中生活,本身已
带有微生物,这就是微生物的一次污染。
食品原料从自然界采集到加工成食品,最后被人们食
用,整个过程中所经受的微生物污染,称为食品的二
次污染。
食品二次污染过程包括运输、加工、贮存、流通和销
售。
采用科学有效的包装技术和方法避免或减缓这种有害
影响,保证食品在流通过程中的质量稳定,更有效地
延长食品保质期。
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食品中水分活度与微生物生长
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Aw范
围
0.91~
0.87
在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
许多酵母(假丝酶
母、球拟酵母、汉
逊酶母)小球菌
在此水分活度范围内的
食品
发酵香肠、松蛋糕、干
的干酪,人造奶油、含
65%(质量分数)蔗糖(饱
和)或15%氯化钠的食
品
氏酵母)
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2.温度
微生物生存的温度范围较广(-10~90℃),根据适
宜繁殖的温度范围微生物可分为:
嗜冷微生物(0℃
以下)、嗜温微生物(0~55℃)和嗜热微生物
(55℃以上)。
食品在贮藏、运输和销售过程中所处的环境温度一般
在55℃以下,正处在嗜温性和嗜冷性细菌生长繁殖的
范围,一般在20~30℃时细菌的繁殖最快。
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4.pH
适合微生物生长的pH范围为1~11。
一般食品微
生物得以繁殖的pH范围:
细菌3.5~9.5(最适
pH7左右),霉菌和酵母2~11(最适pH6左
右)。
大多数食品均呈酸性,酸性条件不利于微生物的
生长,适当控制食品的pH也能控制微生物的生长
繁殖。
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3.氧气
氧气的存在有利于需氧细菌的繁殖,且繁殖速
度与氧分压有关。
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二、包装食品的微生物变化
1.因包装发生的环境变化对食品微生物的影响
食品经过包装后能防止来自外部微生物的污染,同对
包装内部环境也会发生变化,其中的微生物相也会因
此而变化。
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以肉为例,生鲜肉经包装后其内部环境的O2和
CO2的构成比例不断发生变化,这是因食品上微
生物及肉组织细胞的呼吸而使O2减少、CO2增
加,包装内环境的气相变化反过来又会影响食品
中的微生物相,即需氧性细菌比例下降,厌氧性
细菌比例上升。
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2.包装食品可能引起的微生物二次污染
微生物对包装食品的污染,可分为被包装食品本身的
污染和包装材料污染两方面。
在食品加工制造过程中的各个工艺环节,如果消毒不
严或杀菌不彻底,均有二次污染的可能。
包装材料较易发生真菌污染,特别是纸制包装品和塑
料包装材料,在包装容器制品的制造和贮运期间,会
受到环境空气中微生物的直接污染和器具的沾污。
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霉菌对食品的污染
连接:
雀巢奶粉污染事件
2005年11月22日,瑞士雀巢食品集团在欧洲四国——
法国、葡萄牙、西班牙及意大利召回一批婴儿牛奶,
原因是雀巢集团几天前对在意大利销售的一批婴儿牛
奶做抽样检查时发现,这批牛奶包装材料的印刷上含
有一种名为异丙基噻吨酮(ITX)的化学物质,这种
化学物质已经渗入牛奶中。
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三、包装食品的微生物控制
(一)包装食品的加热杀菌
绝大多数微生物在20~40℃的温度范围内生长迅
速,高温可以达到杀菌效果,因而大部分包装食品
都要进行加热杀菌后才能流通和销售。
加热杀菌方法可分为湿热杀菌和干热杀菌法。
湿热杀菌:
是利用热水和蒸汽直接加热包装食品以
达到杀菌目的,这是一种最常用的杀菌方法;
干热杀菌:
是利用热风、红外线、微波等加热食品
以达到杀菌目的。
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1.微生物的耐热性
(1)微生物耐热性的表示方法
D值:
在所指定的温度下,杀死90%微生物所需的时
间(min)。
F值:
在一定温度下,杀灭一定数量微生物所需要的
时间。
Z值:
在加热致死时间曲线中,加热时间缩短90%,
所需升高的温度,或者说杀菌时间变化10倍,相应的
温度变化值。
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部分微生物在湿热下的耐热性
61
2.pH对加热杀菌的影响
pH对加热杀菌有很大的影响,当食品含酸量高时,
杀菌强度可降低。
如番茄汁或橙汁,就不需要高度加
热,因为酸可提高热杀菌能力。
不同pH下破坏食品中肉毒杆菌孢子的杀菌温度和时间
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4.加热杀菌方法
低温杀菌法(巴氏杀菌):
是对食品中存在的微生
物进行部分杀菌的加热方法。
通常使用100℃以下的
温度。
由于低温杀菌后,食品中的菌残存较多,为延长货架
期,再使用冷藏、发酵、加入添加剂、脱氧等加工技
术。
该法主要适用于pH4.5以下的酸性食品及采用较
强加热处理会明显导致品质降低的食品。
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(2)影响微生物耐热的因素
食品成分:
高浓度糖液对细菌孢子有保护作用;
淀粉和蛋白质也有保护微生物的作用;
油脂对微生物及其孢子的保护作用较大,除了直接保
护作用外,还能阻止湿热渗透;
水分是一种有效的传热介质,它能渗入微生物细胞和
孢子中,因而一定温度条件下湿热比干热更具有致死
性。
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3.加热杀菌温度和时间组合
加热杀菌温度和时间密切相关,即温度越高,破坏微
生物所需的时间越短。
虽然温度和时间是破坏微生物
所需要的,但在破坏微生物作用上,同样有效的不同
温度-时间组合对食品的损害作用远远不同。
在杀菌温度-时间组合中,高温对微生物的致死至关
重要,但对损害食品色泽、风味、质地、营养价值等
更重要的因素是时间长短,而不是温度。
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高温短时杀菌:
主要是指食品经100℃以上,130℃以
下的杀菌处理。
主要应用于pH>
4.5的低酸性食品的杀菌。
可以在杀灭
有害致病菌的同时,尽量减少对食品成分和质量的损
害。
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超高温瞬时灭菌法:
将物料在连续流动的状态下,经
热交换器加热至135~150℃保持几秒钟,以达到商业
无菌水平,然后迅速冷却到一定温度后再进行无菌灌
装,以最大限度地减少产品在物理、化学及感观上的
变化。
商业无菌:
杀灭在正常的商品管理条件下的贮运销售
期间有碍人类健康的细菌。
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(二)低温贮藏
各种生鲜食品和经过加工的食品都含有较高的水分,
在常温下短时间内就会因微生物的大量繁殖面腐败变
质,采用低温贮藏会降低腐败反应速率。
低温贮藏主要包括冷藏和冻藏。
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(三)辐照防腐
食品辐照处理:
是利用放射源散射的放射能作用于食
品,使食品中的微生物和酶钝化而达到抑制或杀灭微生
物的目的。
目前,食品辐射处理常用γ射线和β粒子线,由于其穿
透力和不会在食品中产生显著的热量,故被称为食品的
“冷杀菌”。
γ射线具有穿透力强、可辐射到食品深处且较为均匀等
优点,现广泛应用于包装食品的辐射杀菌处理。
β粒子穿透力弱,只能用于食品等表面或薄膜及片状食
品的辐射处理。
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杀菌温度对牛乳杀菌时间、褐变、营养的关系
68
常用的冷藏方法
(1)低温与真空并用
(2)低温与CO2并用
(3)低温与放射杀菌并用
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1.辐射作用机理
细胞中维持生命现象的各种生物化学物质是以溶解于水
的状态存在,当高能量辐射线通过时,水分子被改变而
获得高度易反应的氢基和羟基,再与水中的氧起反应,
并广泛与其他有机、无机分子和能溶解或悬浮于水中的
离子起反应。
辐射反应的结果:
使生物化学活性物质被
钝化,细胞生活机能被破坏,代谢作用损伤扩大。
辐射保藏中,微生物和酶被钝化,但食品其他成分同样
会受到辐射水解产生游离基而使其品质劣化。
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2.辐射对微生物的作用
微生物接受辐射后本身发生的反应,可使微生物
死亡。
细胞内蛋白质、DNA受损,即DNA分子碱基发生分解
或氢键断裂等,由于DNA分子本身受到损伤而致使
细胞死亡——“直接击中学说”。
细胞内膜受损,膜由蛋白质和磷脂组成,这些分子
的断裂造成细胞膜泄漏,酶释放出来,酶功能紊
乱,干扰微生物代谢,使新陈代谢中断,从而使微
3.辐射食品的卫生安全性
由于辐射处理能改变食品和包装的化学分子,且足
够剂量还会导致放射性,因此辐射食品的安全与卫生
性涉及以下三个方面:
辐射处理对食品营养价值的影
响;
辐射可能产生的毒性物质和有害放射性;
在辐射
食品中产生致癌物质的可能性。
各国对食品辐射处理总是加以严格控制,要求在对任
何新的食品资源作辐射加工和流通之前,必须经食品
与药物管理机构立案和批准。
生物死亡
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4.食品辐射处理特点:
优点:
杀死微生物效果显著,剂量可根据需要进行调节。
一定的剂量(<5kGy)照射不会使食品发生感官上
的明显变化。
即使使用高剂量(>
10kGy)照射,食品中总的化
学变化也很微小。
没有非食品物质残留。
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缺点:
经过杀菌剂量的照射,一般情况下,酶不能完全被
钝化。
经辐射处理后,食品所发生的化学变化从量上来讲
虽然是微乎其微的,但敏感性强的食品和经高剂量
照射的食品可能会发生不愉快的感官性质变化。
这
些变化是因游离基的作用而产生的。
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产生的热量极少,可以忽略不计,可保持食品原有
的特性。
在冷冻状态下也能进行辐射处理。
放射线的穿透能力强、均匀、瞬间即逝,而且对其
辐照过程可以进行准确控制。
食品进行辐照处理时,对包装无严格要求。
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三、包装
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