【正文】 可逆變性 ， 從而破壞正常的代謝秩序 。 如溶菌酶 ， 只有當(dāng)水分含量達(dá)到 ， 才具有微弱的活性；水分 g/g酶蛋白 ， 酶蛋白分子表面才能形成完整的單分子層水；水分 g/g 酶蛋白時(shí) ， 才具有較高的酶活性 。 2．低溫導(dǎo)致微生物活力減弱和死亡的機(jī)理 27 （ 2） 低溫降低水分活度 ?冷凍保存的食品 ， 絕大部分水凍結(jié)成冰 ， 使食物中溶質(zhì)濃度極大提高 ， 水分活度 （ Aw） 下降 。 26 （ 1） 低溫降低微生物的酶活性和代謝活性 ?微生物的生長(zhǎng)繁殖是酶活動(dòng)下物質(zhì)代謝的結(jié)果 。 糞便污染菌類可用作微生物 (衛(wèi)生檢驗(yàn) )指示劑 ，當(dāng)它們的含量超出一定范圍時(shí)即可指示出食物受致毒菌污染 。 不同溫度下微生物繁殖所需要的時(shí)間 溫度 /℃ 繁殖時(shí)間 /h 溫度 /℃ 繁殖時(shí)間 /h 33 5 6 22 1 2 10 12 2 0 20 10 3 3 60 23 微生物菌落能在冷藏期間繁殖的 ， 大多數(shù)屬于嗜冷性菌類 ， 它們?cè)?0℃ 以下環(huán)境中的活動(dòng)有蛋白水解酶 、 脂解酶和醇類發(fā)酵酶等的催化反應(yīng) 。 溫度降低到最低生長(zhǎng)點(diǎn)時(shí) ， 它們就停止生長(zhǎng)并出現(xiàn)死亡 。 由于 有些反應(yīng)過(guò)程可能起相反作用 ， 所以 ， 產(chǎn)品的穩(wěn)定性并不隨溫度的降低而增加 ， 比如面包 ，其新鮮度在 8℃ 以上隨溫度的下降迅速下降 ， 這主要是由于淀粉老化的結(jié)果 。 舉例來(lái)說(shuō) ， 假設(shè)其值為 ， 則當(dāng)溫度從 30℃ 降到10℃ 時(shí) ， 食品中的化學(xué)和生物反應(yīng)速度可減 倍 ， 即允許保藏期約延長(zhǎng) 6倍 。 1．溫度系數(shù) Q10 ??kkQ1010??17 k=AeE/RT 式中： k反應(yīng)的速率系 （ 常 ） 數(shù)； E和 A分別稱為活化能和指前因子 ， 是化學(xué)動(dòng)力學(xué)中極重要的兩個(gè)參數(shù)； R為摩爾氣體常數(shù)； T為熱力學(xué)溫度； Ea表示分子的平均能量； Ec是活化分子具有的最低能量 ， 能量等于或高于 Ec的分子可能產(chǎn)生有效碰撞 。 ―― 食品變質(zhì)為一級(jí)反應(yīng)： lnc/c0=kt，符合阿累尼烏斯方程 ―― 零級(jí)反應(yīng)： c/c0=kt 16 式中： kθ 溫度 θ時(shí)的反應(yīng)速度； kθ +10 溫度為 (θ +10℃ )時(shí)的反應(yīng)速度 。 12 蒸汽壓縮式冷凍機(jī)原理 冷凝器 蒸發(fā)器 高壓高溫區(qū) 低壓低溫區(qū) 膨脹閥 壓縮機(jī) 等溫等壓 等壓 等熵 等焓 13 第 1節(jié) 食品低溫保藏原理 低溫對(duì)反應(yīng)速度的影響 低溫對(duì)微生物的影響 低溫對(duì)酶的影響 低溫對(duì)新鮮食品呼吸代謝的影響 14 一、低溫對(duì)反應(yīng)速度的影響 ?食品冷凍保藏就是利用低溫以控制微生物生長(zhǎng)繁殖和酶活動(dòng)的一種方法 。 11 ? 我國(guó)在 20世紀(jì) 70年代 ， 因外貿(mào)需要冷凍蔬菜 ，冷凍食品開(kāi)始起步 。 ? 20世紀(jì) 60年代，發(fā)達(dá)國(guó)家構(gòu)成完整的冷藏鏈。 ? 20世紀(jì)初 ， 美國(guó)建立了凍結(jié)食品廠 。 ? 1834年 ， Jacob Perkins（ 英 ） 發(fā)明了以乙醚為介質(zhì)的 壓縮式冷凍機(jī) 。 要求盡可能快速凍結(jié) ， 使其中心溫度快速降到 15~18℃ 后 ， 貯藏在 18~23℃ 的凍藏室 。 5 ?冷藏屬于非凍結(jié)貯藏 ， 溫度范圍為 2~15℃ 。 2 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講課學(xué)時(shí)： 14h） ?食品低溫保藏原理 ?食品的冷卻與冷藏工藝 ?食品的凍結(jié)和凍藏工藝 ?低溫處理對(duì)食品質(zhì)量的影響及控制 3 冷藏制品： 1℃ 以上 8℃ 以下儲(chǔ)藏的食品 。1 第 4章 食品低溫處理與保藏 教學(xué)目的和要求： ?熟悉低溫對(duì)食品微生物和酶活性的影響；掌握食品冷藏與凍藏的基本原理 。 凍藏制品： 18℃ 以下儲(chǔ)藏和流通的食品 。 不同種類的食品適宜的冷藏低溫范圍不同 。 凍藏時(shí)間可以達(dá)幾個(gè)月到 1年 ， 甚至更長(zhǎng) 。 ? 1860年 ， Carre（ 法 ） 發(fā)明以氨為介質(zhì) ， 以水為吸收劑的吸收式冷凍機(jī) 。 ? 20世紀(jì) 30年代 ， 出現(xiàn)帶包裝的冷凍食品 。冷凍食品進(jìn)入超市。 ? 80年代 ， 家用冰箱和微波爐的普及 ， 銷售用冰柜和冷藏柜的使用 ， 推動(dòng)了冷凍冷藏食品的發(fā)展；出現(xiàn)冷凍面點(diǎn) 。 ?溫度是物質(zhì)分子或原子運(yùn)動(dòng)能量的度量 ， 當(dāng)物質(zhì)中熱量被去除后 ， 物質(zhì)的動(dòng)能便減少 ， 其組成物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)變緩 。 溫度系數(shù) Q10表示溫度每升高 10℃ 時(shí)反應(yīng)速度所增加的倍數(shù) 。 活化分子具有的最低能量 Ec與分子的平均能量 Ea之差叫活化能 。 注意 ， 在廣泛的溫度范圍內(nèi) ， Q10值是有變化的 ，最常見(jiàn)的是 當(dāng)冷卻或凍結(jié)食品的溫度接近凍結(jié)點(diǎn)時(shí) ， Q10值大大增加 。 20 二、低溫對(duì)微生物的影響 微生物都有一定的正常生長(zhǎng)和繁殖的溫度范圍 。 1．低溫與微生物活動(dòng)的關(guān)系 21 根據(jù)微生物對(duì)溫度的適應(yīng)范圍 ， 將其劃分為四類 ，即嗜冷菌 、 耐冷菌 、 嗜溫菌和嗜熱菌 。 大多數(shù)動(dòng)物性食品 (肉 、 禽 、 魚(yú) )的嗜冷菌主要是好氧性的 ， 如果加以包裝或在厭氧條件下冷卻貯存 (裝滿包裝袋 、 空隙部分抽真空或充二氧化碳 、氮?dú)獾榷栊詺怏w )可顯著地延長(zhǎng)貯藏期 。 通常食物致毒性菌在溫度低于 5℃ 的環(huán)境中即不易生長(zhǎng) ， 而且不產(chǎn)生毒素；毒素一旦產(chǎn)生后 ， 是不能用降低溫度來(lái)使之失去活性的 。因此溫度下降 ， 酶活性隨之下降 ， 物質(zhì)代謝減緩 ，微生物的生長(zhǎng)繁殖就隨之減慢 。 ?一方面導(dǎo)致食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能被微生物利用 ， 另一方面食品中污染的微生物細(xì)胞自身也處于暫時(shí)缺水狀態(tài) ， 致其代謝機(jī)能受到抑制 。 冷凍食品中凍結(jié)水的比例取決于食品類型和凍藏溫度 。 ?慢速凍結(jié)過(guò)程 ， 大冰晶體的形成還可能使細(xì)胞質(zhì)膜甚至整個(gè)細(xì)胞遭到機(jī)械性破壞 ， 導(dǎo)致細(xì)胞死亡 。 ?此外 ， 冷凍導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氣體如 O2和 CO2的減少 ，O2損失會(huì)抑制耗氧菌的呼吸 。 ?嗜冷菌和耐冷菌容易在冷藏和冷凍食品中存活 。 一種粉紅酵母 ， 在 34℃ 還能生長(zhǎng) 。 ?4℃ 比 15℃ 的致死率高； 10℃ 比 20℃ 對(duì)微生物致死力強(qiáng)；低于 20℃ 以下的溫度 ， 微生物死亡率很低 。 凍結(jié)時(shí) ， 降溫越慢 ， 微生物的死亡率越高 。 34 結(jié)合狀態(tài)和過(guò)冷狀態(tài) 急劇冷卻時(shí) ， 如果水分能迅速轉(zhuǎn)化成過(guò)冷狀態(tài) ，避免結(jié)晶形成固態(tài)玻璃體 ， 就有可能避免因介質(zhì)內(nèi)水分結(jié)冰所遭受的破壞作用 。 微生物只是處于休眠狀態(tài)而不易死亡 。 36 （ 3） 食品的成分與性質(zhì) （ 介質(zhì) ） ?高水分和低 pH值的介質(zhì)會(huì)加速微生物的死亡 。 冰激凌的組成成分是微生物的良好抗凍保護(hù)劑 ， 特別是大量脂肪形成了對(duì)微生物起保護(hù)作用的屏障 。 ?交替凍結(jié)和解凍 ： 理論上講會(huì)加速微生物的死亡 ， 但實(shí)際效果并不顯著 。 肉毒桿菌在 16℃ 能存活一年以上 ， 其毒素的毒性在79℃ 可保持 2個(gè)月 ， 在 16℃ 可保持 14個(gè)月 。 肉毒桿菌在 16℃ 能存活一年以上 ， 其毒素的毒性在79℃ 可保持 2個(gè)月 ， 在 16℃ 可保持 14個(gè)月 。 曾用 18個(gè)菌株作試驗(yàn) ， 發(fā)現(xiàn)室溫解凍時(shí)凍玉米中有 8個(gè)菌株會(huì)產(chǎn)生毒素 ， 但若解凍溫度降低至~10℃ ， 則無(wú)毒素出現(xiàn) 。 ?細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性的調(diào)控；低溫誘導(dǎo)飽和脂肪酸向不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化 。 ?肉制品的病原菌主要有腸球菌 、 腸桿菌 、 芽孢桿菌 、 沙門(mén)氏菌 、 李斯特菌和某些耶爾森氏菌；水產(chǎn)品中的病原菌還包括副溶血性弧菌 。 ?冷藏或冷凍前除菌處理；注意生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生條件 ， 減少生產(chǎn)過(guò)程的污染源；采用恰當(dāng)?shù)馁A藏溫度 ， 避免在冷藏或凍藏過(guò)程中病原菌的生長(zhǎng)或產(chǎn)毒；低溫解凍 ， 解凍后立即食用等；才能有效避免低溫處理食品引起病原菌中毒的風(fēng)險(xiǎn) 。 也就是說(shuō)溫度每下降 10℃ ， 酶活性就削弱 1/2~1/3 。 46 當(dāng)食品貯藏溫度低于玻璃化溫度 (Tg)時(shí) ， 可以完全抑制酶活性 。 由于水的凍結(jié) ， 游離水含量降低 ， 增加了酶和底物的濃度 ， 在一定程度上有利于加速酶促反應(yīng) 。 不同種類 、