第一节 食品保藏
一、食品在贮藏过程中的变化
1.食品的营养成分
无论是植物性、动物性或是人造的食品,不管来自农产品、畜产品、水产品还是林产品,都为人类提供维持生存和进行劳作活动的营养成分。不同的食品原料所含的易引起腐败的有机物的比例不同。表2-1所示为各种食品原料的三大营养成分的组成比较。
表2-1 食品原料的主要营养物质组成单位:%
2.食品的腐败变质
食品本身都含固有的营养成分和特有的风味,在加工、流通和贮存过程中会由于本身的质构或外界环境的原因发生物理、化学及生物学等方面的变化而出现失去原有的色、香、味、形和营养的腐败变质现象。如:
(1)采收、加工和运输过程中发生的物理损伤、变形;
(2)霉菌繁殖显现的发霉、变质;
(3)致病细菌侵蚀产生的中毒、感染;
(4)蛋白质变质造成的变性、腐败;
(5)油脂氧化引起的酸败、哈变;
(6)碳水化合物发酵形成的分解、酸馊;
(7)维生素等的破坏显示的变色、串味;
(8)水分的变化引发的干萎、湿胀;
(9)食品成分因酶的作用导致的酶解、褐变;
(10)食品因生物生理变化出现的自溶、溃烂;
(11)昆虫或螨类带来的危害、污染等。
因此,每一种食品都不可能长期保质和存放,而只能有一个有限的自然保质期。在自然条件下,特别是在潮湿和高温的环境中,一般食品的工业生产很难满足食品保鲜货架期和广大消费者所期望保质期的要求。
二、食品腐败变质的主要原因
食品腐败变质的程度和快慢,与食品的种类、组分、贮运条件、存放条件和加工与贮运过程受微生物的感染程度等因素有关。引起新鲜食品腐败变质的原因主要有以下三个方面。
(1)微生物的作用 微生物的感染包括食品原材料在自然界生存环境中带来微生物的一次污染,以及农产品采收后加工成食品至被人们食用之间经受微生物的二次污染。微生物的感染和繁殖会造成食品的严重变质和腐败,甚至产生对人体有害的毒素。
(2)酶的作用 酶是一种特殊蛋白质生物催化剂。它能促使某些化学变化而自身不消耗,并具有专一性。有些酶是食品原料中固有的,有些则是微生物在生长繁殖过程中分泌出来的。如水果和蔬菜中的氧化酶,其催化作用是加速果蔬褐变的主要原因。
(3)环境因素的作用 环境因素是指食品周围环境的温度、湿度、气体的成分和含量等。温度可加速食品的变质;高的湿度会为微生物提供良好的增殖条件;环境中的氧气对食品的影响最大,可产生一系列的反应:非酶促褐变、油脂酸败、维生素破坏等。
上述影响食品品质的因素中,最主要的是微生物的作用。
三、食品保藏的防腐要求
(1)食品保藏方法的演变 人类有史以来,为了生活和健康,一直致力于寻找食品资源和对获得的食品的有效保藏,努力改善食品的贮藏特性和保持食品的品质,延长食物的保存期限。
①日晒、风干、雪藏的原始作业;
②采用民间积累的盐腌、糖渍、醋泡、烟熏等保藏方法的经验积累;
③使用一些对食品和人体无害的天然或化学物质对食品进行处理的化学防腐法;
④采用诸如加热、干燥、气调和冷冻等大规模物理防腐法;
⑤现代的利用化学添加剂和外加物理场辅助综合处理防腐保鲜技术。
(2)食品防腐剂的角色 随着农产品加工和食品工业生产的发展以及食品销售方法的改进,添加天然或化学防腐剂的方法已得到不断的改进。食品防腐剂的需求量和使用量正以惊人的速度逐年增加,在食品添加剂中占有相当大的比例。尽管在采取不添加化学药剂的包装、物理场保鲜技术和高新加工技术系统等方面进行的不断改革,对降低使用食品防腐剂起到很大的促进作用。但在冷藏设备十分普及的欧美发达国家,防腐剂的用量每年的平均增长速度仍达到3%。目前,抗菌防腐剂在保障食品供应方面扮演着重要的角色,在食品保藏中占据主要的地位。
(3)对食品防腐剂的要求 现在,广大消费者希望所有食品都能常年供应,而且要保持新鲜,没有感染病原体,并有相当长的货架期。也就是说,人们对食品防腐剂的高效性、广谱性、方便性和安全性提出了更高的要求。
四、食品的防腐与灭菌
由于对食品品质影响最主要的因素是微生物的作用,因此大多数食品防腐剂的主要作用是抑制或延缓引起食品腐败的微生物的繁殖、阻止污染食品的致病菌的生长。
1.防腐与保藏
(1)食品防腐(Antisepsis) 食品防腐是指在食品存放过程采取的防止或抑制微生物生长繁殖的措施,也称抑菌。能防止食品或食品原配料腐败变质,延缓或抑制微生物增殖作用的食品添加剂,被称为防腐剂(Preservative,Antiseptic Substance)。防腐剂作为一种食品保藏剂,可以是人工化学合成的或是天然存在的物质。
(2)食品保藏(Preservation) 食品保藏是指在食品存放期间为了保持食品的质量而采取措施的过程。从防止与抑制食品在贮藏过程中的质量变化和保持食品品质的角度看,防腐剂又可称为保藏剂(Preservatives)。防腐剂有时也与抗氧化剂(Antioxidants)一起被称为保鲜剂。这类物质,在我国一般被统称为防腐保鲜剂。
2.消毒与灭菌
(1)灭菌(Sterilization) 灭菌是指杀灭食品等物体上包括病原微生物和非病原微生物等所有微生物的过程。即使是从商品角度对某些食品提出的不很严格的灭菌要求——商业灭菌(Commercial Sterilization),其抗菌程度也比防腐的要求高得多。商业灭菌是指食品经过杀菌处理后,按规定的检测方法,在所检食品中没有检出活的微生物,或者仅能检出极少数的在食品保藏过程中不能生长繁殖的非病原微生物。
(2)消毒(Disinfection) 消毒则指用物理、化学或生物学的方法杀死病原微生物的过程。具有消毒作用的物质称为消毒剂。一般的消毒剂在常用的浓度下只对无芽孢的菌体有杀菌作用,对于芽孢菌,则需要提高消毒剂的浓度或延长作用时间。
3.抑菌与杀菌
(1)抑菌(Antibacterial Activity)食品工业所说的抑菌是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法或过程。抑菌是为了防腐,要防腐就必须抑菌。因而,用于食品防腐的防腐剂也称作抑菌剂。从对微生物作用的角度来说,防腐剂可称为抗微生物剂(Antimicrobial Agents),它与杀菌剂(Antibacterial Agents)和防霉剂(Antimold Agents)在作用强度上有程度的区别,但没有绝对严格的界限。其抑制微生物或杀灭细菌的作用效果可因微生物性质的不同和环境条件的不同而异。如在一定浓度下显示抑菌作用的防腐剂,当浓度提高或与微生物接触长时间后,防腐剂对微生物的抑菌作用可能随剂量和作用时间的改变而转化为杀菌作用。实际上,抑菌作用和杀菌作用只是抗菌程度的差别,可将抑菌作用和杀菌作用统称为抗菌作用。
(2)杀菌(Sterilization) 通常所说的杀菌则泛指灭菌和消毒,如说牛奶的杀菌是指消毒,罐头食品的杀菌则指商业灭菌。在现代食品加工过程中彻底杀灭有害微生物具有重大的意义,杀菌操作是食品防腐保质和食品安全的一个必不可少的保障。
(3)无菌(Asepsis) 无菌则是指经消毒灭菌后没有活的微生物存在的状态。如防止微生物污染的无菌室,微生物实验室中的无菌操作技术,食品加工的无菌包装、无菌空气等。