1、食品安全保藏学艾启俊2012.3绪论“食品保藏”其它相关食品保藏的提法食品贮藏、食品保鲜、食品储藏、食品贮存、食品保存等，至今未见有统一的概念或者提法。各种提法的内涵基本上是一致的即农产品收获后或食品加工后，保持各种产品固有质量的技术手段。通常将贮藏期较短食品的保藏称为保鲜，贮藏期较长食品的保藏称为贮藏，粮食油料的保藏习惯上称为储藏或储存，普通食品的保藏习惯上称为贮存或保存。本书中所言“食品保藏”是指可食性农产品、半成品食品、工业制成品食品等在贮藏、运输、销售及消费中保鲜保质的理沦与实践，既包括鲜活和生鲜食品的贮藏保鲜，也包括食品原辅料、半成品食品和工业制成品食品的贮藏保质。而非专业内部分人士
2、长期固有的“食品保藏”即食品加工制造意义上的保藏，例如，食品脱水干制保藏、食品浓缩保藏、食品发酵保藏、食品罐藏、食品腌制保藏等。食品安全保藏学概述食品保藏是根据各种食品的特性，通过物理的、化学的、生物的或兼而有之的综合措施来控制食品的质量变化，减少食品的数量损失，最大限度地保持食品固有质量的一门科学技术。食品的种类繁多，特性各异，保藏措施及方法也不完全相同。新鲜的果品蔬菜、禽蛋属于有生命的鲜活食品，而且它们的含水量很高（果品 80 左右，蔬菜 90 左右，禽蛋 70 左右），在贮藏中由于呼吸、蒸腾、成熟衰老（禽蛋为陈化）等生理作用而对其质量产生不良影响控制这类食品质量的主要措施是降温、控制高湿
3、度及调节气体成分，有的果品蔬菜还需要结合防腐保鲜剂处理；对于同样具有呼吸作用的小麦、玉米、稻谷、豆类、油菜籽等原粮，由于它们属于低含水量的食品，生活力很弱，温度对其质量变化的影响不像果品蔬菜那样显著，但它们容易吸潮、生霉、生虫，所以保持此类食品质量的主要措施是控制入贮时的安全含水量、保持空气干燥（低湿度）及进行温度控制，因为低温是贮粮最好的办法；对于宰杀后的畜肉、禽肉、鲜鱼等生鲜肉类食品，宰后会发生一系列活跃的生理生化变化而对其品质产生不利影响，加之鲜肉含水量高而易被微生物感染。因此为了抑制鲜肉的酶促变化和微生物活动，长期贮藏时必须采取18的商业冻藏温度，有时还需要控制更低的温度 对于罐头类食
4、品、饮料类食品、无菌袋装食品等工业制成食品，由于它们严密的包装隔绝了食品与环境中O2的接触及微生物的侵染，同时加工中使食品原料中的酶钝化失活，残存的有害微生物被杀灭，O2大部分被脱除，因而此类食品的稳定性很高，更易于保藏，在常温下即能安全地贮藏、运输和销售，在低温下质量能保持得更好。“食品保藏学”则是研究食品在保藏过程中的化学特性、物理特性、生物特性的变化规律或变化趋势，这些变化对食品质量及其保藏性如何产生影响，以及控制食品质量变化应采取的技术措施的一门科学。食品的化学特性是指食品中的水分及其水分活度（Aw）、各种化学成分（碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质、维生素、色素、风味物质、气味物质等）
5、以及食品添加剂在食品中所具有的性质；食品的物理特性主要是指食品的形态、质地、色泽、失重等物理性质；食品的生物特性主要是指食品中的微生物和酶的特性，其次包括食品的生理作用、生化变化以及食品害虫等生物特性。各种食品在保藏过程中，受其内因和外因的共同影响，其质量会发生有规律的或者趋势性的变化。例如，果品蔬菜贮藏中水分含量减少，糖和酸含量降低，果胶质降解等均呈现规律性变化；而食品贮藏中发生的霉变、变色、变性等则有趋势性和环境依附性，即在贮藏条件不良，或者贮藏期过长，或者加工处理不当等因素影响下，食品质量就有发生不良变化的可能。为了保证食品固有的质量，控制不良变化的发生，贮藏中可采用物理的、化学的或生物
6、的技术措施来达到保鲜保质的目的。在食品保藏的各种技术措施中，降温是最重要、最有效、最安全、最普遍的一种技术措施；此外还有调节湿度、控制气体成分、化学药剂处理、合理包装、辐照处理等技术措施。食品保藏中最突出的安全问题是乱用或滥用食品防腐保鲜剂，由此而影响食品的质量安全，这一点在鲜活和生鲜食品的保藏中显得尤为突出。n二、食品安全保藏学的现代发展简况n 诗经 中早有“凿冰冲冲，纳于凌阴”的诗句反映当时人们用天然冰保藏食品的情景。我国劳动人民利用缸瓮、井窖、地沟、上窑洞等简易设施保藏食品的历史悠久，至今这些保藏方式在生产中仍有应用。n19 世纪上半期由于冷媒的出现使食品保藏技术取得了划时代的发展。18
7、34 年英国人 Jocob Ferkjng发明了以乙醚为制冷剂的压缩式冷冻机；1860 年法国人 Carre 发明了以氨为制冷剂、以水为吸热剂的吸收式冷冻机；1872 年美国人 David 和 Boyle 发明了以氨为制冷剂的托缩式冷冻机。从此，人工冷源逐渐取代了天然冷源，使食品保藏的技术手段发生了根本性的变革。n近 100 多年来，食品冷藏技术在世界范围内得到了快速发展，在经济发达国家已经普及。目前冷藏技术不仅用于陆地贮藏食品，而且用于陆地、海上、空中运输食品，以及宾馆、饭店、超市、家庭保藏食品，如今已成为与人们生活息息相关的一门科学技术。n进入 20 世纪 50 年代，气调贮藏技术开始应用
8、于苹果的贮藏保鲜，随后扩大到多种水果、蔬菜的贮藏保鲜，目前已推广应用到粮食、鲜肉、禽蛋及许多工业制成品食品贮藏或流通中的保鲜保质。新中国建立以来，随着食品保藏科学技术的发展，食品保藏学也应运而生，并且不断地发展、完善和提高，目前已经发展成为一个比较完整的学科体系。食品保藏学包括粮食油料、果品蔬菜、畜禽肉蛋、水产鱼虾等类食品保藏的分支学科，其中以果品蔬菜保藏分支的发展起步最旱，发展最快，学科体系现在也较完善。根据作者收集的资料及记忆，对果品蔬菜贮藏学近 50 年的出版发行情况按时间顺序记叙于下，从中可大概领略出该学科的发展历程。n为了适应我国食品专业有关食品保藏知识的需要，国内近年已经出版了数本
9、相关的教材和著作。例如，奚国泉等主编的 食品包装与保鲜 （中国商业出版社，1995)；袁惠新等编著的 食品加工与保藏技术 （化学工业出版社，2000);林洪等编著的 水产品保鲜技术 （中国轻工业出版社，2001)；冯志哲主编的 食品冷藏学 （中国轻工业出版社，2001)；王向阳主编的 食品贮藏与保鲜 （浙江科学技术出版社，2002)；刘北林主编的 食品保鲜技术 （中国物资出版社，2003）等。这些著作从不同程度、不同侧面都涉及了食品或农产品贮藏、保鲜、保质方面的内容，为本教材的编写提供了可资借鉴的宝贵资料。n三、我国食品保藏的现状、存在问题及发展战略与对策n（一）我国食品保藏的现状n食品保藏技
10、术自古就有，只是各个历史时期的保藏手段和技术水平不同而已。随着社会的不断进步和科学技术的迅速发展，特别是党的十一届三中全会以来，我国农业生产步人快速、持续、健康发展的轨道，粮食、油料、水果、蔬菜、畜禽、水产等农产品的产量逐年提高，充足的农产品为食品工业的快速发展奠定了良好的物质基础。n由于农产品数量的迅速增加、食品加工制造工业的快速发展以及人们对食品消费水平的提高，食品加工制造企业对农产品原料的质量与安全性的要求已越来越高，广大消费者对农产品及各种食品卫生与质量的要求也在逐年提高，国际市场对我国出口的农产品及食品的卫生与质量的门槛也越来越高。为了迎合国内外市场对农产品及食品质量安全的要求，保护
11、消费者、生产企业、流通企业等的利益，高度重视并着力搞好农产品及食品的保藏工作，应是食品产业中不可缺少的重要环节。长期以来，由于全社会对农产品和食品的贮藏、流通重视不够，使我国食品的贮运设施基础比较薄弱，技术装备比较落后，因而食品的变质损失非常严重。例如，目前我国果品蔬菜的年产量已超过 4 亿 t，损耗率一般为 20 30%，如果损耗率按 25 计，每年全国果品蔬菜的损失量高达 1 亿 t，造成经济损失约 1 000 亿元人民币（按 1 000 元 t 计）；我国粮食总产量目前已超过 5 亿 t，成为世界最大的产粮国，但粮食贮藏中的损耗率却达 10 14%（国有大中型粮库较小型粮库和家庭贮粮的损
12、耗低一些），如果损耗率按 10 计，每年全国的粮食损耗量约为 0.5 亿 t，造成经济损失约 600 亿元人民币（按 1 200 元t 计）；新鲜畜禽鱼肉、禽蛋及各种半成品食品、工业制成品食品的损失浪费也非常惊人。我国人口多，食品的数量基数巨大，政府和社会应重视食品保藏这项关系每一位社会成员生活质量和健康水平的工作，加大食品保藏贮运设施建设投资的力度，提高贮藏管理水平。如将食况贮藏、流通的损耗率降低 12 个百分点，就会产生明显的增收节资效果；降低 35 个百分点，就能带来极显著的经济效益。近 20 多年来，随着我国经济的快速发展和人们生活水平的逐步提高，国内消费者对食品质量（包括卫生质量、感
13、官质量、营养质量及各种附加质量）的要求越来越高。食品冷链是一种低温条件下的物流作业，自 20 世纪 80 年代在我国出现后，在国际国内两个市场强有力的推动下，产业规模发展已非常地快，如今许多鲜活食品、生鲜食品、易变质食品都可通过冷链系统为外销、内贸、宾馆、饭店、超市以及家庭等提供新鲜、优质的食品。n 近年来，我国食品贮藏保鲜技术的快速发展除受国民经济持续健康发展的影响外，也与食品贮藏加工业科研力量的不断增强密切相关。目前，我国从事农产品及食品储藏加工研究与开发的单位有 400 多家，大专院校 100 多所，业务领域包括粮油储藏加工、果蔬贮藏加工、畜产品，贮藏加工、水产品贮藏加工、特产食品加工及
14、机械制造等。n同时还有一批从事农产品，及食品标准化检测和信息处理等工作的企事业单位，已基本形成了较为完善的研究开发体系。这些为我国农产品及食品贮藏保鲜业的持续、健康发展提供了充足的人力和技术保证。n总之，改革开放 20 多年来，我国食品保藏的总体水平已有明显的提高，一个较为完整的食品加工保藏、流通体系已见雏形，其综合实力及在国际市场上的竞争力已有所增强。n（二）我国食品保藏存在问题（二）我国食品保藏存在问题n尽管我国食品保藏的总体水平有了显著提高。对缓解农产品的季节性和地区少性过剩起到了一定作用。但是，与世界先进水平相比，我们的差距还很大，存在的问题仍然很多，归纳起来主要有以下几点：低温贮藏运
15、输设施严重不足，冷链系统尚未完全建立，致使许多鲜活易腐食品生产后仍然在常温下贮藏、运输、销售及消费，导致食品的腐烂变质快，损失严重。农业产业化体系不健全，食品生产、贮藏、销售等环节严重脱节，生产者片面追求产量，而忽视了食品的质量及流通性，导致产品的质量低、贮藏性差、货架期短、市场竞争力不强，这点在果品蔬菜生产中表现尤为突出。食品贮藏保鲜的经营规模小，管理水平低，贮藏产品的质量难以保证。食品的市场信息系统和服务体系不健全，加之广大食品生产者和经营者的市场观念还比较薄弱，盲目生产、凭经验贮藏、自找市场的现象非常普遍，往往使大量农产品及鲜活易腐食品因缺乏市场信息或信息不准而不能货畅其流。食品贮藏保鲜
16、中的质量安全问题应值得关注，食品产前的化肥、农药、饲料添加剂等的污染，食品加工中添加剂的污染虽已受到社会的广泛关注，并在着力进行解决。但食品保藏中同样存在类似问题，食品防腐保鲜剂、食品杀虫灭鼠剂、食品贮藏库及环境消毒剂等化学药物的广泛使用，也会对食品及环境造成污染，对食品的质量安全构成威胁。n（三）我国食品保藏发展战略与对策（三）我国食品保藏发展战略与对策 n21 世纪是世界知识经济的时代，是全球经济一体化的时代。面对我国食品保藏中存在的诸多问题和矛盾，必须找准解决问题的着力点，采取相应的战略与对策，使我国食品保藏的技术水平迈上一个新的台阶。n（1）依靠科技创新振兴我国的食品保藏业。n创新是一
17、切事能发展的永恒动力，这其中包括重视食品保藏相关学科的基础研究、加强高新技术成果在食品保藏中的应用研究、强化成熟的高新技术成果在食品保藏中的开发应用、加大对食品保藏科技创新的支持力度等。n（2）按照农业系统工程原理和栅栏技术理念来操纵食品的保藏。n绝大多数食品都来源于农业的种植业、养殖业以及海洋捕捞业获得的产品，产前的生态条件及品种资源状况、产中的管理技术及产后处理措施对食品的质量及保藏性有着至关重要的影响。n食品中微生物的稳定性和安全性是多种因素联合作用即栅栏效应的结果，稳定食品中的栅栏因子可以控制食品的微生物腐败和中毒。n（3）建立配套的市场流通体系和生产服务体系，组建地区性、全国性或国际
18、性的专业合作组织或专业协会。n配套的市场流通体系是以产地为基础，食品贮藏及批发市场为中枢，以集贸市场、超市、商场、配送等零售为网络的现代物流体系。n配套的生产服务体系是以资产为纽带，按照利益共享、风险共担的机制，实行跨地区、跨部门、跨所有制的有效联合，实现产前、产中及产后的全程技术服务、配套生产资料的供应以及产品的市场销售服务。n（4）强化食品的商品质量意识，重视产品的质量与安全，实施绿色食品品牌战略，增强其在国内外市场上的竞争力。当前我国的许多种农产品及食品进入国际市场的主要障碍因素就是农药残留、重金属或病菌超标问题。n参照国际相关标准，并结合我国的实际，制（修）定并实施主要农产品生产、加工
19、、贮藏、流通等技术标准体系，是提高我国食品保藏质量安全、增强市场竞争力的重要举措。n（5）重视对具有食品生产、贮藏加工、质量检测、市场营销等综合素质的专业人才的培养，并加大食品保藏科技知识的推广力度。第一章食品的特性第一章食品的特性 了解食品的化学特性、物理特性、生物特性的内涵及其与食品品质的关系、对食品保藏性的影响，掌握食品贮藏流通中各种特性的变化规律或趋势。第一节食品的化学特性 大多数食品都有着诱人的色、香、味，主要与食品中含有的碳水化合物、蛋白质、维生素、有机酸、矿物质、风味物质和色素等化学物质有关。这些物质在食品保藏过程中，由于各种因素的作用而发生的变化将对食品的安全保藏和品质产生重要
20、影响。因此，要搞好食品的流通和安全保藏，就必须了解这些化学成分的特性、变化规律及其对食品品质的影响。一、水 分（一）食品中水的含量及其存在状态（一）食品中水的含量及其存在状态水几乎存在于所有的食品中，不同种类的食品含水量是不同的，多数食品的含水量可达70 或更高。水在生物体中的分布是不均匀的。对动物性食品来说，肌肉、脏器、血液中的含水量最高（70 一80%)，皮肤次之（60 一70%)，骨骼的含水量最低（12 一15)；对植物性食品来说，不同品种之间、同种植物的不同组织之间、不同的成熟度之间，水分含量也不相同。一般来说叶菜类较根茎类含水量要高得多，营养器官含水量较高（70 一90%)，而繁殖器
21、官含水量较低（12 一15）。主要食品及食品原料的含水量见表1 一l 所示。水在食品中的存在状态主要有两种：自由水和结合水。自由水和普通液态水完全相同，而结合水则是与亲水性物质结合在一起的水，水分子处于束缚状态，蒸发困难，0 下不结冰。大部分结合水没有溶解其它物质的能力，特别是不能为微生物生长发育所利用。例如，果酱、加糖炼乳等，水分含量很高，但常温下很难腐败，主要是因为水分与大量的糖相结合，大部分水以结合水的状态存在，细菌、霉菌等不能利用这些结合水。自由水和结合水的比例可以用水分活度（Aw）表示，水分活度也可看作食品表面的蒸汽压p 与纯水的蒸气压p之比。纯水的水分活度为1.0，水分活度越小，自
22、由水所占比例越小，结合水所占比例越大。（二）水对食品保藏的影响（二）水对食品保藏的影响1 水分活度与微生物生长繁殖的关系 食品中各种微生物的生长发育不是由含水量决定的，而是由其水分活度决定的，即食品的水分活度决定了食品微生物生长速率及死亡率。不同的微生物在食品中繁殖时对水分活度的要求不同。一般来说，细菌对低水分活度最敏感，酵母次之，霉菌的敏感性最差。表1 一2 所示为各类微生物生长所需的最低水分活度。当水分活度低于某种微生物生长所需的最低水分活度时，这种微生物就不能生长。Aw 0.91 以上时，引起食品变质的微生物以细菌为主。水分活度降至0.91 以下时，就可以抑制一般细菌的生长。当在食品原料
23、中加人食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，嗜盐菌却能生长，也会造成食品的腐败。有效的抑制方法是在10 以下的低温中贮藏。Aw 0.90 以下，食品的腐败主要是由酵母和霉菌引起的，其中Aw 0.80 以卜的糖浆、蜂蜜和浓缩果汁的败坏主要是由酵母引起的。另外，食品中重要中毒菌生长的最低水分活度在0.86 一0.97 之间，所以真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度应在0.94 以下。2 水分活度与化学反应的关系 大多数化学反应必须在水中才能进行，离子反应也需要自由水进行离子化或水化作用，很多化学反应和生物化学反应还必须有水的参与。许多由酶催化的反应，水除了起一种反应物的作用外
24、，还作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化作用促使酶和底物活化。降低水分活度，可以减少酶促反应、非酶反应、氧化反应等引起的劣变，稳定食品质量。在食品及其原料中还存在着氧化、褐变等化学反应。在高水分活度的食品中，虽然采用漂烫、蒸点等热处理可避免微生物和酶引起的腐败变质，但是化学腐败仍然是不可忽视的危险。化学反应速率与水分活度的关系不仅随着食品的组成、物理状态及其结构而改变，也随大气的组成（特别是氧气的浓度）、温度等因素的变化而变化。需要指出的是，水分活度在0.7 一0.9 的范围内，食品的一些重要化学反应，如脂类氧化、羰氨反应、维生素分解等的反应速率都达到最大，这时食品变质受化学变化的影响增大
25、。当食品的水分活度进一步增大到0.9 时，食品中的各种化学反应速率大都呈下降趋势。3 水分活度与酶作用的关系水分活度小于0.85 时，引起食品原料变质的大部分酶的活力受到抑制，如酚氧化酶、过氧化酶、维生素C 氧化酶、淀粉酶等。然而，即使水分活度在0.1 一0.3 这样的低条件下，脂肪氧化酶仍能保持较强活力。如Aw 0.15时，脂肪氧化酶仍能分解油脂。同种微生物在不同介质的水溶液中生长需要的水分活度是不同的如金黄色葡萄球菌生长的最低水分活度在乳粉中是0.861 在酒精中则是0.973 4 水分活度与食品质构的关系 水分活度对干燥和半干燥食品的质构有较大的影响。当水分活度从0.2 一0.3 增大到
26、0.65 时，大多数半干或干燥食品的硬度和黏着性增加。水分活度为0.4 一0.5 时，肉干的硬度及耐嚼性最大。增加水分含量，肉干的硬度及耐嚼性都降低。要保持饼干、爆玉米花及油炸土豆片的脆性，避免糖粉、乳粉以及速溶咖啡结块、变硬发黏，都需要使产品保持一定的水分活度。要保持干燥食品的理想性质，水分活度不能超过0.3 一0.5。对含水量较高的食品（蛋糕、面包等），为了避免失水变硬，需要保持相当高的水分活度。将一些食品（如火腿、牛肉、蛋奶冻、豌豆）的水分活度从0.70 提高到0.99 时，能获得更令人满意的食品质构。一些新鲜果蔬等食品水分的蒸发会导致外观萎缩，使鲜度和嫩度下降。一些组织疏松的食品，因干
27、耗也会产生干缩僵硬或质量损耗。对于超过安全水分含量的食品，会导致微生物的大量繁殖和其它质量劣变现象。二、食品中的天然物质（一）碳水化合物（一）碳水化合物碳水化合物又称糖类，它和蛋白质、脂肪合称三大类营养物质。小麦、玉米、大米中碳水化合物的含量均占十物质的60 一70%，甘薯中约占总干物质的89.7%，马铃薯中约占总于物质的82.6%，黄豆中约占28.3%，绿豆中约占58.8。水果、蔬菜也是人类经常食用的一大类食物，而水果、蔬菜的干物质绝大部分是碳水化合物。根据其结构和性质，糖类可以分为单糖、低聚糖和多糖。1 碳水化合物的分类和存在（l）单糖类 单糖是糖的基本单位，不能再水解。自然界的单糖以含有
28、四个、五个或六个碳原子者最为普遍，食品中以戊糖和己糖较多，尤以己糖分布最广。戊糖在自然界中大都以多糖的成分而存在，如阿拉伯糖存在于半纤维素中，稻草、木材中含有木糖的成分。戊糖不能被人体吸收。食品中最重要的己糖有三种，即葡萄糖、果糖和半乳糖。（2）低聚糖类在低聚糖类中以两分子单糖结合而成的双糖最为重要，常见的双糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖。（3）多糖类由10 个以上单糖通过糖苷键连接而成的聚合物称为多糖。多糖具有两种结构，即直链多糖和支链多糖。由相同的糖组成的多糖称为均匀多糖，如纤维素、直链淀粉以及支链淀粉，它们均是由D 一吡喃葡萄糖组成。由两种或多种不同的单糖组成的多糖称为非均匀多糖，或称为杂多糖。
29、植物光合作用的最终产物是多糖，所以多糖广泛存在于自然界，作为动植物的营养贮存物质或结构物质。常见的多糖有淀粉、糖原、纤维素及果胶质等。2.碳水化合物在食品保藏中的变化及对保藏性的影响 大多数天然植物食品如蔬菜、水果中所含单糖和低聚糖是较少的，不同成熟度的同种植物中各类糖的含量也不相同。粮食作物一般在成熟后收获，主要是为了使果实中的单糖和低聚糖尽可能多地转化为淀粉。水果一般在完全成熟前采摘，是为了在贮藏和销售期间，与后熟有关的酶促过程使贮藏淀粉转变成糖，原果胶转变为可溶性果胶，水果的质地逐渐变软，口感逐渐改善。宰后动物肉中的糖原通过糖酵解生成乳酸，肌肉pH降低，当达到肌动球蛋白的等电点时，蛋白质
30、因酸变性而凝固，导致肌肉硬度增加，从而失去伸展性变得僵硬，这时期称为肉的僵直期。此时，肉的持水性差，风味低劣，不宜作为肉制品的原料。僵直状态的持续时间（僵直期）与动物种类、宰前状态（与糖原含量有关）等因素有关。宰后肌肉中糖原的分解代谢，在肉与肉制品的贮藏与加工中有重要意义。碳水化合物对食品保藏性的影响主要表现在以下几个方面：(l）对颜色和风味的影响 食品在油炸、焙烤等加工或贮藏过程中，还原糖（主要是葡萄糖）与游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，这种反应被称为美拉德反应。羰氨反应在食品的加工和长期贮藏中共遍存在。焙烤面包产生的金黄色、啤酒的黄褐色、酱与酱油的棕色、原料挂糊上
31、浆经油炸后的金黄色等，都是羰氨反应的结果。糖类在没有氨基化合物存在的情况下，当加热温度超过它的熔点时，即发生脱水或降解，然后进一步缩合生成黏稠状的黑褐色产物，这类反应称为焦糖化反应。焦糖化反应的结果生成两类物质，一类是糖脱水聚合产物，俗称焦糖或酱色；另一类是降解产物，主要是一些挥发性的醛、酮等。它们能给食品带来令人愉悦的色泽和风味，但若控制不当，也会给食品带来不良影响。(2）延长食品的保质期 高浓度糖类可以通过增加渗透压、抗氧化等作用来延长食品的保质期。在果酱、甜炼乳等含糖食品中，因为糖的存在增加了渗透压，可以抑制微生物的生长繁殖，从而有效地延缓食品的变质过程，提高食品的保藏性。糖的浓度越高，
32、则渗透压越大，抑菌效果越显著。对于蔗糖溶液，1 一10 的糖液能影响某些微生物的生长；50 的糖液能抑制绝大多数酵母和细菌的生长；65 一70 糖液可抑制许多霉菌；70 80 的糖液能阻止所有微生物生长。糖的分子质量越小，抑菌效果越大。此外，很多糖如饴糖、淀粉搪浆等具有还原性。含有这些糖的食品，可以有效地延缓油脂的氧化变质，从而延长食品的保质期。(3）为微生物提供碳源 在生产发酵性食品如面包、酸奶等时，常用蔗糖、饴糖、淀粉糖浆等来补充微生物的碳源，促进微生物的生长繁殖，以改善加工过程和提高食品的风味和品质。(4）保留食品中的挥发性物质，提高食品的风味 蔗糖、乳糖、葡萄糖、麦芽糖等小分子糖类在溶
33、液中分子间通过氢键联合，形成一个较稳定的能捕捉易挥发性物质分子的网络，因此，具有吸附易挥发性物质分子的能力；（二）脂质1.脂类的分类和存在 脂质包括油脂和类脂化合物，它不溶于水，而溶于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂中。99 的动物和植物脂类是脂肪酸甘油酯。一般将呈固态的称为“脂”，呈液态的称为“油”。但脂类的固态和液态随温度而发生变化，因此脂和油这两个名称通常是可以互换使用的。食品的含脂量因种类而异，常见食品的含脂量如表l 一3 所示。根据分子组成和结构特点，脂质可分为三类：单纯脂质：脂肪酸与醇类形成的酯化物，如动植物油脂；复合脂质：单纯脂与非脂质成分的结合物，如磷脂、糖脂等；衍生脂质：各种脂质的分
34、解衍生产物，如脂肪酸、糖脂、磷脂等。2 脂类对食品保藏性的影响 (l）油脂的氧化 天然油脂暴露在空气中会自发进行氧化作用，出现酸臭和变苦的现象，称为酸败或哈败。脂肪的氧化酸败，主要是脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和游离脂肪酸的双键容易被氧化，生成过氧化物并进一步分解的结果。变质的油脂，会引起腹泻，严重者会出现肝脏病症。在氧化酸败变化过程中，氢过氧化物的生成是关键步骤，这不仅是由于它的性质不稳定，容易分解和聚合而导致脂肪酸酸败，而且还由于一旦生成氢过氧化物后，氧化反应便以连锁方式使其它不饱和脂肪酸迅速变为氢过氧化物。因此，脂肪氧化型酸败是一个自动氧化的过程。脂肪的自动氧化过程可分为诱发期、增殖
35、期和终止期。对于脂肪自动氧化酸败的防止，应该在诱发期即自由基刚刚形成时，添加抗氧化剂阻断自动氧化的连锁反应，才能得到良好的效果。当大量自由基出现，脂肪自动氧化已进入增殖期时，采取防止措施也难以奏效。脂肪与氧结合的能力取决于脂肪酸的不饱和程度、共存物氧化的活化剂（天然食品色素、微量的重金属及热和光）或者抑制剂的相互作用。高级不饱和脂肪酸对于氧的作用特别敏感，（鱼油、植物油）在保存时，如有氧存在，则会迅速氧化而产生令人不愉快的风味和臭味。饱和脂肪酸也能自发氧化，但速度较慢。含油脂食品的货架寿命常决定于油脂的氧化速度。因此，含油脂食品在储存过程中应采取低温、避光、隔绝氧气、降低水分、减少与金属离子的
36、接触、添加抗氧化剂等措施，以防止或减轻脂肪氧化酸败对食品产生的不良影响。(2）油脂氧化对食品保藏性的影响 谷物中的脂肪大多存在于胚和种皮中，胚乳中的含量较少，一般不超过1%。在面制品中，不饱和脂肪酸的存在对产品的保存期有较大的影响，例如无油饼于，虽然其脂肪含量很低，但由于不饱和脂肪酸的存在经常会引起哈败。面粉的含脂量越低越好，否则在贮藏过程中会产生陈宿味及苦味。对于小麦面粉来说，其所含的微量脂肪对改变面粉的筋力有一定的作用。在面粉的贮藏过程中，脂肪受脂肪酶的作用所产生的不饱和脂肪酸可使面筋弹性增大，延伸性及流变性变小，结果会使弱筋面粉变成中筋面粉，中筋面粉变成强筋面粉。在动物体内脂肪分布很广，
37、一般家畜休内脂肪含量为其体重的10 一20%，肥育阶段可高达30 以上。动物脂肪中一般含有硬脂酸、软脂酸、油酸及少量其它脂肪酸。此外，脂肪中还含有磷脂，磷脂暴露在空气中极易氧化变色，且产生异味，加热会促进其变化。例如猪肉、牛肉中的脑磷脂在加热时，会产生强烈的鱼腥味。磷脂变黑时，伴有酸败现象，严重影响肉和肉制品的质量。固醇和固醇脂也广泛存在于动物体中，每100g瘦猪肉、牛肉和羊肉中含有总胆固醇70 一75mg。鱼类组织中有较多的脂肪，存在于皮下组织、肠间膜、脏器间的结缔组织、肝脏、头盖腔中，内脏中脂肪含量以肝脏为最多。从肌肉组织看，一般是腹肉比背肉、颈肉比尾肉、表层肉比内层肉、血合肉比普通肉的脂
38、肪含量高。同一鱼种由于季节、年龄、生殖腺成熟度、营养状态等不同，脂肪含量变化很大。脂肪的蓄积形式因鱼种而不同，如秋刀鱼、沙丁鱼的脂肪主要蓄积在肌肉中，特别是蓄积在皮下组织中，而肝脏中的脂肪较少。鳕鱼、鲨鱼等的肝脏中蓄积了很多的脂肪，肌肉中却很少。鱼类脂肪的显著特点是其高不饱和度，因此，含脂多的鱼类极易在贮藏过程中发生酸败或油烧等变质现象。另外，生物体内各种类脂主要作为生物膜的基本结构成分。有些类脂如异戊二烯类脂等，主要作为生理活性物质，有些蜡质则分布在生物表面起保护作用，所有这些脂类统称为结构脂。结构脂含量较低，但比较稳定，不像贮存脂那样含量大幅度变化。（三）蛋白质1 蛋白质的分类蛋白质主要由
39、氨基酸组成。按其化学组成，可将蛋白质分为两类，一类是单纯蛋白质，其完全水解产物只有a 一氨基酸；另一类是结合蛋白质，是由单纯蛋白质与耐热的非蛋白质物质结合而成的。各类蛋白质的特点及分布见表l 一4。2 蛋白质的变化及其对食品保藏性的影响(1）蛋白质在加工和贮藏过程中的变化 大多数食品蛋自质经适度的热处理(60 一90 ，lh 或更短时间）时产生变性。蛋白质变性后失去溶解性，这会损害那些与溶解度有关的功能性质。从营养学和加工学的角度来看，温和的热处理所引起的变化一般是有利的。例如，热烫可使酶失去活性，酶失活能防止食品色泽、质地、气味的不利变化，以及纤维素含量的降低。植物中存在的大多数天然蛋白质毒
40、素或抗营养因子，都可通过加热使之钝化或变性。另一方面，过度的热处理也会发生某些不利的营养反应。例如，对蛋白质食品进行热处理时，会引起氨基酸的脱硫、脱二氧化碳、脱氨等反应，从而降低干重、氮及硫含量，甚至影响其营养价值并产生有害物质。食品的低温贮藏对蛋白质变化的影响比较复杂。低温处理有两种方法，一是冷藏，即将温度控制在稍高于冰点之上，蛋白质较稳定，微生物生长受到控制；二是冷冻及冻藏，若控制得好，蛋白质的营养价值不会降低。但肉类食品经冷冻与解冻，组织及细胞膜破坏，酶被释放出来，活力增加，致使蛋白质分解，而且蛋白质的不可逆结合，代替了水和蛋白质间的结合，使蛋白质的质构发生变化，保水性也降低。尽管如此，
41、冷冻对蛋白质的营养价值影响很小。蛋白质在冷冻条件下的变性程度与冻结速度有关，冻结速度越慢则蛋白质变性越严重。食品脱水的目的在于减轻质量，增加稳定性，以便于保藏。但对蛋白质有许多不利的变化。以自然的温热空气干燥，脱水后的肉类、鱼类会变得坚硬、萎缩且回复性差，口感坚韧而失去原有风味。而真空干燥和喷雾干燥对蛋白质品质变化影响较小。碱处理会降低蛋白质的营养价值，尤其在加热过程中更严重。(2）蛋白质对食品保藏性的影响 食品在油炸、焙烤等加工或贮藏过程中，普遍存在美拉德反应。参与该反应的物质不仅有氨基酸，还有肽类和蛋白质。反应所形成的缩聚产物是棕色的多聚化合物，称为黑色素。温度、水分、pH、相互作用成分的
42、质和量的组成、共存的盐、维生素、挥发性醛及 其它化合物等因素，对于色素的形成都有很大影响。蛋白质在加工过程中易发生变性而凝固、沉淀，这一现象在饮料和清汁类罐头的加工中经常遇到，在等电点附近更易发生。蛋白质与单宁物质能够产生絮凝，利用这一性质可以对果蔬汁进行澄清。蛋白质和氨基酸与产品的风味有很大关系，许多氨基酸、肽是多种风味的呈味物质。（四）矿物质 与维生素和氨基酸不同，热、光、氧化剂、极端pH 及其它能影响有机营养素的因素一般不会破坏矿物元素。食品中矿物质的种类及其含量变化很大，它取决于植物生长的土壤成分或动物的饲料性质，以及食品的加工方法等。后者可导致矿物质的损失，如水溶性物质的沥滤，原料整
43、理时丢弃掉的某些部分，食物的高度精制等。谷物制粉过程中，所有的矿物质均有大量损失。矿物质也影响着食品的一些性质，例如某些矿物质能显著地改变食品的颜色、质构、风味和稳定性。（五）维生素 1 脂溶性维生素的存在与保藏中的变化 脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E 和维生素K。人体易缺乏，需要强化的是维生素A 和维生素D，近年来维生素E 的强化也很受重视。维生素A 主要存在于动物性食物中，以动物肝脏、肾脏含量最高，其次是蛋黄、牛乳、鱼及鱼肝油等。在植物性食物中，主要是富含胡萝卜素的蔬菜，如胡萝卜、菠菜、番茄等。胡萝卜素在人体内转化为维生素A，是维生素A 的重要来源。在氧的作用下维生素A 被迅
44、速破坏，但在缺氧时甚至加热至120 一130 也仍可被保留。酸败的脂肪或高度不饱和脂肪酸含量高的脂肪能够引起维生素A 的氧化。维生素D 在鱼肝油、奶油、沙丁鱼等动物性食品中含量多，植物中的麦角固醇和动物中的7 一脱氢胆固醇都是维生素D 的母体，经紫外线照射则分别转变成维生素D、维生素D，维生素D 是此类维生素的总称。维生素D 对于高温是稳定的。维生素E 在小麦、玉米胚芽中含量较多，大豆和肝、蛋等中也广泛存在。烹调加工降低了植物油和小麦粉中维生素E 的含量。绿色植物（如菌芭、菠菜、甘蓝等），富含维生素K。2 水溶性维生素的存在与保藏中的变化 水溶性维生素包括维生素C 和B 族维生素，它们易在贮藏
45、过程中发生氧化或水解反应而丧失。维生素C 又称杭坏血酸，具有较强的还原性，故在食品工业中广泛用作抗氧化剂。在水溶液中易氧化，但在酸性溶液中较稳定。在食品中含有维生素C 氧化酶，可使维生素C 分解而失效，可通过加热使酶钝化来保护维生素C。维生素C 在高温下也易被破坏。维生素C 在新鲜水果和蔬菜中大量存在，尤以猕猴桃、刺梨等含量最丰富。B 族维生素包括维生素B、维生素B、维生素B、维生素B等。维生素B又称硫胺素，为白色结晶，对热不太稳定，在碱液中易分解，能促进碳水化合物的代谢，构成辅酶成分。维生素B在酸性介质中对于加热和氧化是相当稳定的，但在碱性条件下加热时易被破坏。维生素B对热及酸稳定，但易受光
46、线作用而分解。食品罐藏、缓慢冷冻及脱水都会导致维生素B的损耗。含维生素B丰富的食物有酵母、肝、乳、蛋、豆类、发芽种子等。维生素B又称为毗哆醇，对热、酸、碱稳定，但在中性介质中，易受光的作用而被破坏，许多动植物食品（如干酵母、米糠、谷类胚芽等）中都存在维生素B。维生素B主要存在于肝、肾等动物性脏器中，其分子中含有钴元素，参与人体造血作用。采后果蔬和屠宰后动物肌肉中留存的酶，会导致维生素含量的变化。细胞受损后释放出来的氧化酶和水解酶，可改变维生素的不同化学构型之问的比例。六）色素物质食品中固有的天然色素一般是指在新鲜原料中肉眼能看到的有色物质，或者本来无色而经过化学反应后能呈现颜色的物质。天然色素
47、一般对光、热、pH、氧气等条件敏感，它们的变化会导致食品在加工 贮存中变色或褪色。下面介绍几种对食品的质量和保藏性有重要影响的食品色素。1 叶绿素叶绿素是存在于植物体内的一种绿色色素，它使蔬菜和末成熟果实呈现绿色。叶绿素是由叶绿酸、叶绿醇和甲醇共部分组成的酷，有叶绿素扛和叶绿素b 两种。叶绿素在植物内与蛋白质复合共同形成叶绿体。叶绿素在长时间的光辐照后会变为无色。叶绿素在热作用下不稳定，由于与叶绿素共存的蛋白质受热凝固，使叶绿素游离于植物休中，同时细胞中的有机酸也释放出来，少量有机酸足以使叶绿素变成脱镁叶绿素，从而失去鲜绿色而变成黄褐色。2 血红素血红素是肉类红色的主要来源，主要存在于肌肉与血
48、液的红血球中，它以复合蛋白的形式存在，分别称为肌红蛋白和血红蛋白。动物屠宰放血后，由于肌体对肌肉组织供氧中止，新鲜肉中的肌红蛋白则保持为还原状态，使肌肉的颜色呈稍暗的紫红色。鲜肉存放在空气中，肌红蛋白和血红蛋白与氧结合形成鲜红的氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白。他们本身比较稳定，鲜红色可以保持相当长的时间。随着肉的贮藏时间延长或在有氧的条件下加热，血红素中的称“Fe被氧化为Fe3 斗，则生成黄褐色的变性肌红蛋白。但在缺氧条件下贮存时，则因球蛋白的弱氧化作用又将Fe,还原为Fe，斗，因而又变成粉红色，成为血色质。肌红蛋白及血红蛋白还能与一氧化氮作用，生成红色的亚硝基肌红蛋白及亚硝基血红蛋白，它们受热可
49、生成稳定而鲜红的亚硝基肌色素原。亚硝基肌红蛋白对于氧和热的作用远比氧合肌红蛋自稳定，肉食品加T 正是利用这个原理来保持肉制的鲜艳颜色。冻肉的颜色在保藏过程中逐渐变暗，上要是由于血红素的氧化以及表面水分的蒸发而使色素浓度增加。冻藏温度越低则颜色的变化越小，在一80 一50 变色儿乎不再发生。3 类胡萝卜素主要存在于蔬菜、黄色和红色水果及其它绿色植物，卜，在蛋黄、甲壳类、金鱼和鱿鱼等动物休卜也存在。类胡萝卜素是从浅黄到深红色的脂溶性色素，在植物体!，多与脂肪酸结合成醋的形式存在，并与l 汁绿素和蛋自质共同结合成色素蛋白。通常叶绿素存在较多时，类胡萝卜素的含量也较多，因此在深绿色叶子中含有较多的类胡
50、萝卜素。类胡萝卜素对热较稳定，加热时不易被破坏。但由于含较多的双键，易被氧化变成褐色，尤其是pll 和水分较低时更容易氧化。天然类胡萝卜素大多以结合态存在，比较稳定，例如胡萝卜存放和加工时不易变色。从各种原料中提取的类胡萝卜素系列天然食用色素，现已广泛用于食异着色。4 花青素花青素以搪育的形式存在于植物的细胞液中，广泛地分布于植物的花、叶、茎、果实中。花青素的色泽随结构中经基数目的增加，颜色向紫蓝色增强的方向变化；结构中随甲氧基数目增多，颜色向红色变化。花青素的颜色可随环境的pH 而异，在酸性条件下呈红色，微碱性时呈紫色，在碱性扫呈紫色或蓝色。果实在成熟过程，!，由f pH 的变化，使果实出现
