第 11章 食品的防腐保鲜第一节 化学方法一、基本概念
1、食品防腐保鲜化学剂的类型
作为食品加工的原料
安全无毒
添加量较大
改变食品的原有风味
作为食品防腐添加剂
安全无毒
添加量小
不改变食品原有风味第一节 化学方法一、基本概念
2、食品防腐保鲜化学剂的作用机理
构造不利于微生物生长的基质环境
使微生物的细胞膜通透性增加，细胞内物质容易流失
抑制微生物细胞中某些关键酶类的活性
破坏微生物细胞遗传物质或影响其功能第一节 化学方法二,pH调节
主要微生物类群的基本 pH适应范围微生物类群最低生长 pH值 最适生长
pH值最高生长 pH值一般 极端 一般 极端细菌 3.5～ 4
1
氧化硫硫杆菌 6.5～ 7.5 9.5
11
副溶血性弧菌放线菌 4 7.5～ 8 10
酵母菌、霉菌 1.5 5～ 6 11
第一节 化学方法二,pH调节
影响食品 pH防腐的因素
食品本身的属性
pH值的范围
调节 pH的化学剂种类
其他防腐手段的联合应用第一节 化学方法二,pH调节
应用实例
酸菜和泡菜
酸乳
保鲜湿面第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
防腐机理
破坏细胞膜的通透性
干扰酶的功能
毒性
大白鼠口服 LD50为 2.53g/kg
ADI值＝ 0－ 5mg/kg
人体内不积蓄第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
抑菌效果及影响因素微生物种类 pH3.0 PH4.5 PH5.5
黑曲霉 0.013 0.1 <0.2
黑根霉 0.013 0.05 <0.2
酿酒酵母 0.013 0.05 0.2
苯甲酸在不同 pH值条件下的最低抑菌浓度（％）
微生物种类 pH3.0 PH4.5 PH5.5
黑曲霉 0.013 0.1 <0.2
黑根霉 0.013 0.05 <0.2
酿酒酵母 0.013 0.05 0.2
汉逊酵母 0.013 0.05 <0.2
乳酸链球菌 / 0.025 0.2
肠膜明串珠菌 / 0.05 0.4
苯甲酸在不同 pH值条件下的最低抑菌浓度（％）
第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
允许使用量添加剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注苯甲酸或苯甲酸钠碳酸饮料 0.2
以苯甲酸计，塑料桶装浓缩果蔬汁的最大使用量不得超过 2 g/kg；苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，
以苯甲酸计，不得超过最大使用量。（苯甲酸钠折合苯甲酸的系数为 1g苯甲酸钠相当于 0.847g苯低盐酱菜、酱类、蜜饯 0.5
葡萄酒、果酒、软糖 0.8
酱油、食醋、果汁（果味）型饮料、
添加剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注苯甲酸或苯甲酸钠碳酸饮料 0.2
以苯甲酸计，塑料桶装浓缩果蔬汁的最大使用量不得超过 2 g/kg；苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，
以苯甲酸计，不得超过最大使用量。（苯甲酸钠折合苯甲酸的系数为 1g苯甲酸钠相当于 0.847g苯甲酸）
低盐酱菜、酱类、蜜饯 0.5
葡萄酒、果酒、软糖 0.8
酱油、食醋、果汁（果味）型饮料、
果酱（不包括罐头）
1.0
食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁 2.0
第一节 化学方法三,有机酸
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
防腐机理
破坏细胞膜的功能
破坏酶的功能（含巯基酶）
毒性
大白鼠口服山梨酸的 LD50为 7360 mg/kg体重
（食盐为 5000mg/kg体重）
ADI值＝ 0－ 25mg/kg
在人和其它动物体内像其它脂肪酸一样被降解、代谢第一节 化学方法三,有机酸
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
抑菌效果及影响因素最低抑菌浓度（％）
三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
允许使用量
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
允许使用量使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注肉、鱼、蛋、禽类制品 0.075
山梨酸与山梨酸钾同时使用时，以山梨酸计，不得超过最大允许使用量。果蔬类保鲜、碳酸饮料 0.2
胶原蛋白、肠衣、低盐酱菜 0.5
酱类、蜜饯、果汁（味）型饮料、果冻 0.5
葡萄酒、果酒 0.6
食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁 2.0
酱油、食醋、果酱、氢化植物油、软糖、鱼干制品、即食豆制食品、糕点、馅、面包、蛋糕、
月饼、即食海蜇、乳酸菌饮料
1.0
第一节 化学方法三,有机酸
3,丙酸及丙酸盐
防腐机理
具有与苯甲酸相似的抗菌机理
可挥发，有熏蒸杀菌作用
毒性
大白鼠经口服的 LD50为 2600mg/kg体重
可通过正常代谢被利用，无积累性
3,丙酸及丙酸盐
允许使用量防腐剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注丙酸 粮食 1.8 1997年增补丙酸钙生面湿制品 0.25
以丙酸计。生面湿制品指切面、馄饨皮面包、食醋、酱油、糕点、
豆制品 2.5
丙酸钠糕点 2.5
以丙酸计。应用时使用
3％～ 5％的水溶液，加工前必须洗净。
杨梅罐头加工工艺 50.0
第一节 化学方法三,有机酸
4,双乙酸钠
防腐机理
具有与苯甲酸相似的抗菌机理
毒性
大白鼠经口服的 LD50为 4.96g/kg体重
FAO和 WHO推荐的 ADI值为 0－ 15mg/kg
体重
美国政府 1993年撤除了双乙酸钠的 ADI值限制第一节 化学方法三,有机酸
4,双乙酸钠
允许使用量防腐剂 使 用 范 围最大使用量
g/kg
备 注双乙酸钠谷物、即食豆制品 1.0
膨化食品调味料 8.0 1997年增补
HO－ － COOR
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
分子式
防腐机理抗菌特性与苯酚相似，可破坏细胞膜功能，
使蛋白质变性，可抑制细胞呼吸酶系及电子传递酶系四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
主要特性项 目尼泊金酯种类甲酯 乙酯 丙酯 丁酯 庚酯溶解特性
(g/100g)
水
10℃
25℃
80℃
0.20
0.25
2
0.07
0.17
0.86
0.025
0.05
0.30
0.005
0.02
0.15
/
0.0015
/
乙醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
52
18
0.5
70
/
/
95
18
0.1
210
/
/
/
/
/
丙二醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
22
2.7
0.3
22
/
/
25
/
/
26
0.9
0.06
/
/
/
花生油 (25℃ ) 0.5 1 1.4 5 /
小鼠经口 LD50（ g/kg体重） 8 6 6.3 13.2 /
抑菌效果（苯酚系数） 3 8 17 32 /
四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
主要特性项 目尼泊金酯种类甲酯 乙酯 丙酯 丁酯 庚酯溶解特性
(g/100g)
水
10℃
25℃
80℃
0.20
0.25
2
0.07
0.17
0.86
0.025
0.05
0.30
0.005
0.02
0.15
/
0.0015
/
乙醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
52
18
0.5
70
/
/
95
18
0.1
210
/
/
/
/
/
丙二醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
22
2.7
0.3
22
/
/
25
/
/
26
0.9
0.06
/
/
/
花生油 (25℃ ) 0.5 1 1.4 5 /
小鼠经口 LD50（ g/kg体重） 8 6 6.3 13.2 /
抑菌效果（苯酚系数） 3 8 17 32 /
熔点（ ℃ ） 127 116 96 68 48
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
抗菌特性微生物种类完全抑菌所需的尼泊金酯最低浓度（ mg/kg）
甲酯 乙酯 丙酯 丁酯黑曲霉 1000 400 200 200
产黄青霉 500 250 125 63
黑根霉 500 250 125 63
白色假丝酵母 1000 500 250 125
蜡状芽孢杆菌 2000 1000 125 63
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
添加标准种类 使用范围最大使用量
（ g/kg）
备注尼泊金乙酯
（对－羟基苯甲酸乙酯）
果蔬保鲜食醋碳酸饮料果汁（味）型饮料、
果酱（不包括罐头）、
酱油、酱料糕点馅
0.012
0.10
0.20
0.25
0.5（单用或混合用总量）
0.20
以对
－
羟基苯甲酸尼泊金丙酯
（对－羟基苯甲酸丙酯）
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
1,食盐和食糖
抗菌机理
提高基质的渗透压
氯离子和钠离子对酶有抑制作用
降低溶氧
食糖可提高基质的渗透压
分子量小的糖防腐效果更好第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
1,食盐和食糖
抗菌效果
1％以下无效
1～ 3％可导致微生物生长暂时性抑制
10～ 15％大多数微生物被完全抑制
20％以上基本上可抑制所有微生物的生长
蔗糖浓度达 50％以上才能抑制微生物的生长第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
剂型名称 分子式 有效 SO2（％） 水溶解度（ g/100ml）
二氧化硫 SO2 100 11（ 20℃ ）
亚硫酸钾 K2 SO3 33 25（ 20℃ ）
亚硫酸钠 Na2 SO3 50.8 28（ 40℃ ）
结晶亚硫酸钠 Na2 SO3·7H2O 25.4 24（ 20℃ ）
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
抗菌机理
作用于蛋白质中的巯基
与细胞组织及代谢物中的羰基起反应
降低了基质的氧化还原电位，可使好氧性微生物的生长受到抑制第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
毒性
无致癌作用
对鼠的长期无作用剂量相当于 42～
179mgSO2/(kg·d)
FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会提出的 ADI值为 0.7mgSO2/(kg·d)
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
抗菌机理
可与细胞内的铁－硫酶系，如铁氧还蛋白、氢化酶等接合并抑制其功能第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
影响因素
pH值
加热处理
微生物类群第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
毒性
很容易与仲胺反应生成具有致癌性的亚硝胺
与二甲胺反应时会形成致癌力极强的二甲基亚硝胺
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
应用范围与用量种类 使用范围最大使用量
g/kg
备注硝酸钠（钾） 肉制品 0.50
残留量以亚硝酸钠计，肉类罐头不得超过 0.05g/kg；肉制品不得超过
0.03g/kg
亚硝酸钠（钾）
腌制畜、禽肉罐头、
肉制品
0.15
第一节 化学方法六,天然抗菌物质
1,酶
溶菌酶
溶解细菌的细胞壁；最适条件,pH6～ 7,50℃
葡萄糖氧化酶
造成无糖或无氧的环境
过氧化氢的作用第一节 化学方法六,天然抗菌物质
2,多糖
壳聚糖
本身难以被分解
较好的成膜性，可阻挡微生物感染
氨基碱性多糖对大肠杆菌等敏感菌有较强抑菌作用第一节 化学方法六,天然抗菌物质
3,天然香料和风味物质
常见天然物质中的抗菌素
大蒜：大蒜素
丁香：丁香酚
桂皮：桂皮醛
八角：茴香醚
薄荷：薄荷脑
有抗菌效果的风味物质
丁二酮
香芹酮
苯甲醛
香草醛
第一节 化学方法六,天然抗菌物质
3,天然香料和风味物质
影响因素
与基质混合抗菌作用的效果大于基质表面
天然物质的效果大于提取物
在食品中使用的抑菌效果低于培养基中试验的效果
抗真菌的效果大于抗细菌的效果
抗 G＋ 菌的效果大于抗 G－ 菌的效果第一节 化学方法七,抗生素
1,基本要求
对抗菌对象具有杀灭作用
能被降解成无害的物质
不应被食品成分或微生物代谢物钝化
不刺激抗性菌株的出现
医疗或饲料中使用的抗生素不应在食品中使用第一节 化学方法七,抗生素
2,我国目前允许在食品中使用的抗生素种类 使用范围最大使用量
g/kg 备注乳酸链球菌素罐头、植物蛋白饮料 0.20
乳制品、肉制品 0.50
乳酪、肉制品（肉汤、西式火腿）、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面、易发霉食品
0.20～ 0.30 混悬液喷雾或浸泡残留量小于 10mg/kg
1997年增补第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
理化性质
产生的微生物：乳酸链球菌
基本构成,34个氨基酸
溶解特性,pH下降溶解度升高
稳定性：低 pH下稳定,可被蛋白酶水解
与其他抗生素的关系：不产生交叉抗药性第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
抗菌对象及特点
对 G+细菌，特别是芽孢有较强抑菌效果
具有抑菌和杀菌效果
不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
抗菌机理（学说）
抑制肽聚糖等物质的合成
与敏感菌细胞膜中某些酶的巯基发生作用
能消耗敏感细胞的质子驱动力
可导致 K＋ 从胞浆中流出,ATP的泄漏第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
毒性
能在肠道中被无害地降解
1969年 FAO／ WHO批准其为食品添加剂
1994年 FAO／ WHO规定其 ADI值为
330001U／ kg,LD50为 7g／ kg
第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
防腐剂复合的效果
增效作用
等效作用
拮抗作用第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
应用实例试验菌和条件 防腐剂 山梨酸 苯甲酸 尼泊金酯大肠杆菌（ E,coli）
pH=6
二氧化硫 0 ＋ 0～＋
山梨酸 0 0～－
苯甲酸 0
啤酒酵母（ S,cerevisive）
pH=5
二氧化硫 0～＋
山梨酸 － 0～－
第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
有关法规问题
加拿大规定在同一食品中不能同时使用某些添加剂
英国,新加坡等国规定在同一食品中使用几种防腐剂时必须减量
我国规定,复合物中各单项物质必须符合国家规定的使用范围和使用量第一节 化学方法八,复合化学物质
2,微生物产生的复合抗菌物
应用实例
发酵奶制品
发酵肉制品
发酵蔬菜第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调的一般方法
降低氧气的浓度
结合密闭和自然降氧
抽真空
涂膜隔离氧气
化学剂吸氧
填充其他非氧气体
提高二氧化碳的浓度第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调对微生物的影响
低氧气浓度的影响
降低微生物的呼吸强度
抑制霉菌孢子的萌发及菌丝的生长时间（ d）
孢子数 × 103/g 黄曲霉毒素 B1（ μ g/kg）
空气 氮气 空气 氮气
0 10.5 10.5 － －
7 10 7 8.03 －
14 18 4.9 80.0 －
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调对微生物的影响
二氧化碳及其浓度的影响
5～ 20％时 CO2可抑制延滞期微生物
40％ CO2可抑制对各生长期微生物
CO2对厌氧菌或兼性厌氧菌影响少第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
鲜肉
利用气调包装延长鲜肉货架寿命：
O2/CO2,75％ /25％
储藏温度：－ 1℃ 。
鲜肉保鲜时抑菌的二氧化碳浓度低限为 15％
货架寿命可达两个月第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
果蔬
低的 O2含量,2～ 5％
适当的 CO2含量,2～ 5％
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
粮食
密闭自然降氧
化学吸氧剂辅助降氧
燃烧辅助降氧
生物发酵辅助降氧
充二氧化碳
分子筛富氮
真空包装第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
臭氧
一般性质相 对分子质量 48
密 度为 1.658
分 解后仍转变成氧气常 温空气中半衰期 20～ 50min,水中半衰期约为 16min
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
臭氧的产生大 规模产生主要通过紫外辐射或电晕放电第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
杀菌机理可 引起细胞活性物质的氧化,变性,失活
毒性一 般无残留,应用安全大 量吸入有毒害作用可 觉察浓度 0.02 mg/kg
空 气允许浓度 0.1 mg/kg
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
杀菌效果霉菌种类臭氧浓度
（ mg/l）
处理时间
（ min）
杀菌率
（％）
毛霉（ Mucor sp.） 3.9-10.7 10-20 96
枝孢霉（ Cladosporium sp.） 23 30 100
链隔孢霉（ Alternaria sp.） 3.9-10.7 10-20 96
镰孢霉（ Fusarium sp.） 15.5 20 100
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
应用实例
水处理
果蔬保鲜
空气净化
粮食防霉保鲜（国家,十五,攻关项目）
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
环氧乙烷
理化性质
化学式：
－ 10.8℃ 液态，常温下气体
强烷基化试剂，杀菌力强第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
环氧乙烷
应用
食品包装材料
一次性医疗器械
果干、坚果、香料
疫病小麦（ TCK小麦的处理）
毒性
有致癌性
有破坏大气采用层作用，国际 Pic公约限制第三节 物理学方法一、低温防腐许多微生物能存活，
少数微生物能生长可杀灭敏感菌，微生物一般不能生长，但有些能存活低酸性蔬菜、肉类罐头完全杀菌的温度范围 一些罐藏水果、带汁腌制品的热处理温度杀灭微生物营养细胞的温度，
随温度增高，杀菌时间缩短在该温度范围，微生物将快速生长，有些微生物将产毒有些 细菌 能在此温度下生长，引起食源性疾病冷藏温度，一些腐败菌和致病菌可缓慢生长 冷冻温度，大多数微生物不生长，但可以存活
℃
第三节 物理学方法一、低温防腐
（一）冷藏
冷藏条件下食品微生物的特点
生长速率下降
延滞期延长
冷育菌可增加
形态和生理可发生变化温度对典型嗜温微生物延滞期的影响
0
20
40
60
80
100
120
140
160
10 15 20 25 30 35 40
温度（℃）
延滞期（h
）
第三节 物理学方法一、低温防腐
1、冷藏
危害冷藏食品的冷育菌
细菌：假单孢杆菌
霉菌：青霉、毛霉、枝孢霉、葡萄孢霉
酵母：球拟酵母、假丝酵母、红酵母
一般食品的冷藏防腐第三节 物理学方法一、低温防腐
粮食的冷藏
粮食冷藏的种类
自然冷却
强制通风
强制制冷第三节 物理学方法一、低温防腐
1、冷藏
粮食的冷藏
粮食冷藏的微生物学特点
基本温度,15℃ 以下
危害菌：青霉、枝孢霉
影响因素,? 粮食的品质
粮仓的保温性能
粮仓的气密性
粮堆的温差第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
冷冻对微生物的影响
完全抑制生长
对细胞产生损伤
物理性
化学性
不能对食品产生灭菌或消毒的作用第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
影响微生物在冷冻中存活的因素
冷冻速率
à3?ù?è ′ó 3| ·ú ′ μ? ó°?ì
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 4 8
10 20 70
100 500
1000
10000
à3?ù?ê ￡¨ / m i n ￡§
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第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
影响微生物在冷冻中存活的因素
解冻的影响
– 长时间的解冻过程有可能导致食品变质
– 解冻食品表面水分增加有利于微生物活动
–
第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
冷冻食品的储藏稳定性
－ 10℃ 以下可基本抑制微生物的活动
长期储藏的冷冻温度应低于－ 18℃
–
–
鲜牛肉冻结温度与冻结水比例的关系
0
99.8%
97%98%
70%
0
20
40
60
80
100
-20 -15 -10 -5 0
冷冻温度（℃）
冻结水（％）
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
（一）微生物的热致死的一般规律
微生物的伤亡速度
N＝ N0·e－ kt lgN＝ lgN0－
–
kNdtdNkNdtdN －＝或＝－,
tk303.2
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
（二）热处理的主要参数
D值
十倍减少时间 (Decimal Reduction Time)，即杀死 90％
微生物所需的时间，或活菌数减少一个对数周期所需的杀菌时间
D＝
其中,Dr 特指温度 121.1℃ 时的 D值
k
303.2
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
Z值
引起 D值变化十倍所需改变的温度有了 Z值可以对不同温度的热加工过程进行效果比较例,
假设某种细菌的 Z＝ 8℃,则 60℃ 处理 3分钟与
68℃ 处理 0.3分钟及 52℃ 热处理 30分钟可达到相同的热处理效果 。
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值
在特定温度下使活菌数减少一定百分数所需的时间
F＝ D·(lgN0－ lgN)
例,某食品中已知肉毒梭菌的带菌量为个／单位,要使食品经处理后达到每 107单位中活菌的出现概率不超过 1个,问至少需要多长的杀菌时间?
查表可知：肉毒梭菌 Dr＝ 0.21
最少杀菌时间,F＝ 0.21（ lg105－ lg 10-7） ＝ 2.25min
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值如果要改变温度,可利用下式计算 D值如肉毒梭菌 D115＝ 0.21× ＝ 0.84
上例的最少杀菌时间为：
F＝ 0.84（ lg105－ lg 10-7） ＝ 10.08min
Z TT10 · r －＝ rDD
10610
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值食品采用商业无菌处理的原因：
食品中有些腐败菌,如致黑梭菌
(Cl,nigrificans),其 D值为 Dr＝ 2.0-3.0，
比肉毒梭菌的 D值还高十多倍 (相同温度下 )，
要到达完全杀菌的时间极长,实际食品加工时无法达到第三节 物理学方法三、干燥防腐
（一）干燥食品的储藏和防腐
食品干燥后微生物仍能长期稳定地存在
干燥食品的储藏安全性由,水活度,决定
防止干燥食品吸湿后超过,临界水分,
（二）中湿食品的储藏和防腐食 品 aw范围 食 品 aw范围果干糕点冰冻食品部分糖果商品糕点馅部分谷物产品果料蛋糕
0.60-0.75
0.60-0.90
0.60-0.90
0.60-0.65
0.65-0.71
0.65-0.75
0.73-0.83
糖，糖浆蜂蜜浓缩果汁果酱甜炼乳发酵香肠 (部分 )
成熟奶酪 (部分 )
0.60-0.75
0.75
0.79-0.84
0.80-0.91
0.83
0.83-0.87
0.96
第三节 物理学方法三、干燥防腐
（二）中湿食品的储藏和防腐
– 细菌
G＋ 菌不能繁殖
G－ 菌中的球菌,一些产芽孢菌及乳酸菌可繁殖
主要的健康危害菌是金黄 色葡萄球菌第三节 物理学方法三、干燥防腐
（二）中湿食品的储藏和防腐
– 霉菌
中湿食品变质的主要危害菌
表面吸湿可加速变质过程
需要化学防腐剂辅助防霉第三节 物理学方法三、干燥防腐
（三）粮食的防霉
1、影响粮食储藏稳定性的因素
粮食的品质和杂质
粮堆的温差
堆粮的高度
粮食的自然吸湿
粮食自身的呼吸及昆虫的活动
微生物在粮食中的演替作用第三节 物理学方法三、干燥防腐
（三）粮食的防霉
3、粮食霉变发展的控制
霉变初期可通过翻动粮面,通风等措施使整仓或局部粮食降温,降水
比较严重的霉变应及时采取倒仓,凉晒,烘干等措施处理
高剂量的磷化氢等熏蒸剂处理可有效杀灭霉菌四、辐射处理食品种类 辐射源 剂量 (kGy) 效 果粮食鱼类罐头熏制鱼桔 子树 莓杨莓汁番 茄鸡 肉牛 肉猪 肉火 腿鲜猪肉
60Co γ 射线
γ 射线
γ 射线
0.5～ 1兆电子伏电子射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
0.10-1.0
15-20
50
1.5-2.0
0.03-0.04
2.0
3.0-4.0
0.002-0.007
0.035-0.045
0.035-0.04
0.03-0.042
0.015
达到灭菌预期效果完全灭菌完全灭菌、长期保藏表面杀菌好，提高保藏性微生物量显著减少，延长保藏时间 3-4天杀灭霉菌防止腐烂，延长保藏时间 4-12天灭菌保藏灭菌保藏灭菌保藏灭菌保藏保藏两个月高能电子束高能电子束电子束处理塔第三节 物理学方法四、辐射处理常见食品允许的辐照剂量（ 摘引自,GB14891.1～ 9－ 1997）
食品种类 允许总体平均吸收剂量（ kGy）
熟畜禽肉 ≦ 8.0
花粉 ≦ 8.0
干果、果脯 0.4～ 1.0
香辛料 ≦2.0
第三节 物理学方法四、辐射处理
影响食品辐射处理效果的因素
辐射剂量率
食品接受辐射处理时的状态
氧气
用其它物理方法复合处理第三节 物理学方法五、高压处理
食品高压杀菌原理
破坏微生物细胞膜
抑制酶的活性
促使细胞内 DNA变性第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
压力的大小和加压时间
300MPa以上可杀灭细菌,霉菌,酵母菌
病毒对压力较敏感
芽孢细菌对高压的抗性较强
延长加压时间可提高杀菌效果第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
加压方式
连续式和间歇式
恒压和变压
第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
温度
低温可提高效果
高温下也可提高效果
微生物的种类和特性
对数期的微生物对压力反应更敏感
G+比 G-菌更抗压力
孢子或芽孢更抗压第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
食物本身的组成
大分子物质有缓冲保护作用
水活度
基质水活度高时杀菌效果提高第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
脉冲电场的发生机理和处理方法第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
脉冲电场杀菌的机理
加大膜的电位差,提高膜的通透性
膜通透性增加可导致膜上出现小孔,强度降低
细胞膜上的小孔在振荡效应的作用下可发生崩溃第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
影响脉冲电场杀菌效果的因素
微生物类群及生理状态
– G-菌对脉冲电场较敏感
– 营养细胞更敏感
– 对数期的细胞敏感性强 。
第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
影响脉冲电场杀菌效果的因素
电场强度
一定范围内呈正比
处理温度
升温有助于提高效果
脉冲频率
提高频率杀菌效果更好
食品基质的 pH值
非中性 pH可杀菌效果第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲磁场杀菌
1、食品防腐保鲜化学剂的类型
作为食品加工的原料
安全无毒
添加量较大
改变食品的原有风味
作为食品防腐添加剂
安全无毒
添加量小
不改变食品原有风味第一节 化学方法一、基本概念
2、食品防腐保鲜化学剂的作用机理
构造不利于微生物生长的基质环境
使微生物的细胞膜通透性增加，细胞内物质容易流失
抑制微生物细胞中某些关键酶类的活性
破坏微生物细胞遗传物质或影响其功能第一节 化学方法二,pH调节
主要微生物类群的基本 pH适应范围微生物类群最低生长 pH值 最适生长
pH值最高生长 pH值一般 极端 一般 极端细菌 3.5～ 4
1
氧化硫硫杆菌 6.5～ 7.5 9.5
11
副溶血性弧菌放线菌 4 7.5～ 8 10
酵母菌、霉菌 1.5 5～ 6 11
第一节 化学方法二,pH调节
影响食品 pH防腐的因素
食品本身的属性
pH值的范围
调节 pH的化学剂种类
其他防腐手段的联合应用第一节 化学方法二,pH调节
应用实例
酸菜和泡菜
酸乳
保鲜湿面第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
防腐机理
破坏细胞膜的通透性
干扰酶的功能
毒性
大白鼠口服 LD50为 2.53g/kg
ADI值＝ 0－ 5mg/kg
人体内不积蓄第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
抑菌效果及影响因素微生物种类 pH3.0 PH4.5 PH5.5
黑曲霉 0.013 0.1 <0.2
黑根霉 0.013 0.05 <0.2
酿酒酵母 0.013 0.05 0.2
苯甲酸在不同 pH值条件下的最低抑菌浓度（％）
微生物种类 pH3.0 PH4.5 PH5.5
黑曲霉 0.013 0.1 <0.2
黑根霉 0.013 0.05 <0.2
酿酒酵母 0.013 0.05 0.2
汉逊酵母 0.013 0.05 <0.2
乳酸链球菌 / 0.025 0.2
肠膜明串珠菌 / 0.05 0.4
苯甲酸在不同 pH值条件下的最低抑菌浓度（％）
第一节 化学方法三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
允许使用量添加剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注苯甲酸或苯甲酸钠碳酸饮料 0.2
以苯甲酸计，塑料桶装浓缩果蔬汁的最大使用量不得超过 2 g/kg；苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，
以苯甲酸计，不得超过最大使用量。（苯甲酸钠折合苯甲酸的系数为 1g苯甲酸钠相当于 0.847g苯低盐酱菜、酱类、蜜饯 0.5
葡萄酒、果酒、软糖 0.8
酱油、食醋、果汁（果味）型饮料、
添加剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注苯甲酸或苯甲酸钠碳酸饮料 0.2
以苯甲酸计，塑料桶装浓缩果蔬汁的最大使用量不得超过 2 g/kg；苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，
以苯甲酸计，不得超过最大使用量。（苯甲酸钠折合苯甲酸的系数为 1g苯甲酸钠相当于 0.847g苯甲酸）
低盐酱菜、酱类、蜜饯 0.5
葡萄酒、果酒、软糖 0.8
酱油、食醋、果汁（果味）型饮料、
果酱（不包括罐头）
1.0
食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁 2.0
第一节 化学方法三,有机酸
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
防腐机理
破坏细胞膜的功能
破坏酶的功能（含巯基酶）
毒性
大白鼠口服山梨酸的 LD50为 7360 mg/kg体重
（食盐为 5000mg/kg体重）
ADI值＝ 0－ 25mg/kg
在人和其它动物体内像其它脂肪酸一样被降解、代谢第一节 化学方法三,有机酸
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
抑菌效果及影响因素最低抑菌浓度（％）
三,有机酸
1、苯甲酸及其钠盐
允许使用量
2,山梨酸（ Sorbic acid）及山梨酸钾
允许使用量使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注肉、鱼、蛋、禽类制品 0.075
山梨酸与山梨酸钾同时使用时，以山梨酸计，不得超过最大允许使用量。果蔬类保鲜、碳酸饮料 0.2
胶原蛋白、肠衣、低盐酱菜 0.5
酱类、蜜饯、果汁（味）型饮料、果冻 0.5
葡萄酒、果酒 0.6
食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁 2.0
酱油、食醋、果酱、氢化植物油、软糖、鱼干制品、即食豆制食品、糕点、馅、面包、蛋糕、
月饼、即食海蜇、乳酸菌饮料
1.0
第一节 化学方法三,有机酸
3,丙酸及丙酸盐
防腐机理
具有与苯甲酸相似的抗菌机理
可挥发，有熏蒸杀菌作用
毒性
大白鼠经口服的 LD50为 2600mg/kg体重
可通过正常代谢被利用，无积累性
3,丙酸及丙酸盐
允许使用量防腐剂 使 用 范 围允许使用量
g/kg 备 注丙酸 粮食 1.8 1997年增补丙酸钙生面湿制品 0.25
以丙酸计。生面湿制品指切面、馄饨皮面包、食醋、酱油、糕点、
豆制品 2.5
丙酸钠糕点 2.5
以丙酸计。应用时使用
3％～ 5％的水溶液，加工前必须洗净。
杨梅罐头加工工艺 50.0
第一节 化学方法三,有机酸
4,双乙酸钠
防腐机理
具有与苯甲酸相似的抗菌机理
毒性
大白鼠经口服的 LD50为 4.96g/kg体重
FAO和 WHO推荐的 ADI值为 0－ 15mg/kg
体重
美国政府 1993年撤除了双乙酸钠的 ADI值限制第一节 化学方法三,有机酸
4,双乙酸钠
允许使用量防腐剂 使 用 范 围最大使用量
g/kg
备 注双乙酸钠谷物、即食豆制品 1.0
膨化食品调味料 8.0 1997年增补
HO－ － COOR
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
分子式
防腐机理抗菌特性与苯酚相似，可破坏细胞膜功能，
使蛋白质变性，可抑制细胞呼吸酶系及电子传递酶系四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
主要特性项 目尼泊金酯种类甲酯 乙酯 丙酯 丁酯 庚酯溶解特性
(g/100g)
水
10℃
25℃
80℃
0.20
0.25
2
0.07
0.17
0.86
0.025
0.05
0.30
0.005
0.02
0.15
/
0.0015
/
乙醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
52
18
0.5
70
/
/
95
18
0.1
210
/
/
/
/
/
丙二醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
22
2.7
0.3
22
/
/
25
/
/
26
0.9
0.06
/
/
/
花生油 (25℃ ) 0.5 1 1.4 5 /
小鼠经口 LD50（ g/kg体重） 8 6 6.3 13.2 /
抑菌效果（苯酚系数） 3 8 17 32 /
四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
主要特性项 目尼泊金酯种类甲酯 乙酯 丙酯 丁酯 庚酯溶解特性
(g/100g)
水
10℃
25℃
80℃
0.20
0.25
2
0.07
0.17
0.86
0.025
0.05
0.30
0.005
0.02
0.15
/
0.0015
/
乙醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
52
18
0.5
70
/
/
95
18
0.1
210
/
/
/
/
/
丙二醇
（ 25℃ ）
100%
50%
10%
22
2.7
0.3
22
/
/
25
/
/
26
0.9
0.06
/
/
/
花生油 (25℃ ) 0.5 1 1.4 5 /
小鼠经口 LD50（ g/kg体重） 8 6 6.3 13.2 /
抑菌效果（苯酚系数） 3 8 17 32 /
熔点（ ℃ ） 127 116 96 68 48
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
抗菌特性微生物种类完全抑菌所需的尼泊金酯最低浓度（ mg/kg）
甲酯 乙酯 丙酯 丁酯黑曲霉 1000 400 200 200
产黄青霉 500 250 125 63
黑根霉 500 250 125 63
白色假丝酵母 1000 500 250 125
蜡状芽孢杆菌 2000 1000 125 63
第一节 化学方法四、酯类
1,尼泊金酯（化学名：对羟基苯甲酸酯）
添加标准种类 使用范围最大使用量
（ g/kg）
备注尼泊金乙酯
（对－羟基苯甲酸乙酯）
果蔬保鲜食醋碳酸饮料果汁（味）型饮料、
果酱（不包括罐头）、
酱油、酱料糕点馅
0.012
0.10
0.20
0.25
0.5（单用或混合用总量）
0.20
以对
－
羟基苯甲酸尼泊金丙酯
（对－羟基苯甲酸丙酯）
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
1,食盐和食糖
抗菌机理
提高基质的渗透压
氯离子和钠离子对酶有抑制作用
降低溶氧
食糖可提高基质的渗透压
分子量小的糖防腐效果更好第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
1,食盐和食糖
抗菌效果
1％以下无效
1～ 3％可导致微生物生长暂时性抑制
10～ 15％大多数微生物被完全抑制
20％以上基本上可抑制所有微生物的生长
蔗糖浓度达 50％以上才能抑制微生物的生长第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
剂型名称 分子式 有效 SO2（％） 水溶解度（ g/100ml）
二氧化硫 SO2 100 11（ 20℃ ）
亚硫酸钾 K2 SO3 33 25（ 20℃ ）
亚硫酸钠 Na2 SO3 50.8 28（ 40℃ ）
结晶亚硫酸钠 Na2 SO3·7H2O 25.4 24（ 20℃ ）
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
抗菌机理
作用于蛋白质中的巯基
与细胞组织及代谢物中的羰基起反应
降低了基质的氧化还原电位，可使好氧性微生物的生长受到抑制第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
2,二氧化硫与亚硫酸盐
毒性
无致癌作用
对鼠的长期无作用剂量相当于 42～
179mgSO2/(kg·d)
FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会提出的 ADI值为 0.7mgSO2/(kg·d)
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
抗菌机理
可与细胞内的铁－硫酶系，如铁氧还蛋白、氢化酶等接合并抑制其功能第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
影响因素
pH值
加热处理
微生物类群第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
毒性
很容易与仲胺反应生成具有致癌性的亚硝胺
与二甲胺反应时会形成致癌力极强的二甲基亚硝胺
第一节 化学方法五,食糖与无机盐类
3,硝酸盐和亚硝酸盐
应用范围与用量种类 使用范围最大使用量
g/kg
备注硝酸钠（钾） 肉制品 0.50
残留量以亚硝酸钠计，肉类罐头不得超过 0.05g/kg；肉制品不得超过
0.03g/kg
亚硝酸钠（钾）
腌制畜、禽肉罐头、
肉制品
0.15
第一节 化学方法六,天然抗菌物质
1,酶
溶菌酶
溶解细菌的细胞壁；最适条件,pH6～ 7,50℃
葡萄糖氧化酶
造成无糖或无氧的环境
过氧化氢的作用第一节 化学方法六,天然抗菌物质
2,多糖
壳聚糖
本身难以被分解
较好的成膜性，可阻挡微生物感染
氨基碱性多糖对大肠杆菌等敏感菌有较强抑菌作用第一节 化学方法六,天然抗菌物质
3,天然香料和风味物质
常见天然物质中的抗菌素
大蒜：大蒜素
丁香：丁香酚
桂皮：桂皮醛
八角：茴香醚
薄荷：薄荷脑
有抗菌效果的风味物质
丁二酮
香芹酮
苯甲醛
香草醛
第一节 化学方法六,天然抗菌物质
3,天然香料和风味物质
影响因素
与基质混合抗菌作用的效果大于基质表面
天然物质的效果大于提取物
在食品中使用的抑菌效果低于培养基中试验的效果
抗真菌的效果大于抗细菌的效果
抗 G＋ 菌的效果大于抗 G－ 菌的效果第一节 化学方法七,抗生素
1,基本要求
对抗菌对象具有杀灭作用
能被降解成无害的物质
不应被食品成分或微生物代谢物钝化
不刺激抗性菌株的出现
医疗或饲料中使用的抗生素不应在食品中使用第一节 化学方法七,抗生素
2,我国目前允许在食品中使用的抗生素种类 使用范围最大使用量
g/kg 备注乳酸链球菌素罐头、植物蛋白饮料 0.20
乳制品、肉制品 0.50
乳酪、肉制品（肉汤、西式火腿）、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面、易发霉食品
0.20～ 0.30 混悬液喷雾或浸泡残留量小于 10mg/kg
1997年增补第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
理化性质
产生的微生物：乳酸链球菌
基本构成,34个氨基酸
溶解特性,pH下降溶解度升高
稳定性：低 pH下稳定,可被蛋白酶水解
与其他抗生素的关系：不产生交叉抗药性第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
抗菌对象及特点
对 G+细菌，特别是芽孢有较强抑菌效果
具有抑菌和杀菌效果
不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
抗菌机理（学说）
抑制肽聚糖等物质的合成
与敏感菌细胞膜中某些酶的巯基发生作用
能消耗敏感细胞的质子驱动力
可导致 K＋ 从胞浆中流出,ATP的泄漏第一节 化学方法七,抗生素
3,乳酸链球菌素 （ nisin）
毒性
能在肠道中被无害地降解
1969年 FAO／ WHO批准其为食品添加剂
1994年 FAO／ WHO规定其 ADI值为
330001U／ kg,LD50为 7g／ kg
第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
防腐剂复合的效果
增效作用
等效作用
拮抗作用第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
应用实例试验菌和条件 防腐剂 山梨酸 苯甲酸 尼泊金酯大肠杆菌（ E,coli）
pH=6
二氧化硫 0 ＋ 0～＋
山梨酸 0 0～－
苯甲酸 0
啤酒酵母（ S,cerevisive）
pH=5
二氧化硫 0～＋
山梨酸 － 0～－
第一节 化学方法八,复合化学物质
1,复合化学防腐剂
有关法规问题
加拿大规定在同一食品中不能同时使用某些添加剂
英国,新加坡等国规定在同一食品中使用几种防腐剂时必须减量
我国规定,复合物中各单项物质必须符合国家规定的使用范围和使用量第一节 化学方法八,复合化学物质
2,微生物产生的复合抗菌物
应用实例
发酵奶制品
发酵肉制品
发酵蔬菜第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调的一般方法
降低氧气的浓度
结合密闭和自然降氧
抽真空
涂膜隔离氧气
化学剂吸氧
填充其他非氧气体
提高二氧化碳的浓度第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调对微生物的影响
低氧气浓度的影响
降低微生物的呼吸强度
抑制霉菌孢子的萌发及菌丝的生长时间（ d）
孢子数 × 103/g 黄曲霉毒素 B1（ μ g/kg）
空气 氮气 空气 氮气
0 10.5 10.5 － －
7 10 7 8.03 －
14 18 4.9 80.0 －
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调对微生物的影响
二氧化碳及其浓度的影响
5～ 20％时 CO2可抑制延滞期微生物
40％ CO2可抑制对各生长期微生物
CO2对厌氧菌或兼性厌氧菌影响少第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
鲜肉
利用气调包装延长鲜肉货架寿命：
O2/CO2,75％ /25％
储藏温度：－ 1℃ 。
鲜肉保鲜时抑菌的二氧化碳浓度低限为 15％
货架寿命可达两个月第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
果蔬
低的 O2含量,2～ 5％
适当的 CO2含量,2～ 5％
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐一,气调防腐
气调在食品中的应用实例
粮食
密闭自然降氧
化学吸氧剂辅助降氧
燃烧辅助降氧
生物发酵辅助降氧
充二氧化碳
分子筛富氮
真空包装第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
臭氧
一般性质相 对分子质量 48
密 度为 1.658
分 解后仍转变成氧气常 温空气中半衰期 20～ 50min,水中半衰期约为 16min
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
臭氧的产生大 规模产生主要通过紫外辐射或电晕放电第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
杀菌机理可 引起细胞活性物质的氧化,变性,失活
毒性一 般无残留,应用安全大 量吸入有毒害作用可 觉察浓度 0.02 mg/kg
空 气允许浓度 0.1 mg/kg
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
杀菌效果霉菌种类臭氧浓度
（ mg/l）
处理时间
（ min）
杀菌率
（％）
毛霉（ Mucor sp.） 3.9-10.7 10-20 96
枝孢霉（ Cladosporium sp.） 23 30 100
链隔孢霉（ Alternaria sp.） 3.9-10.7 10-20 96
镰孢霉（ Fusarium sp.） 15.5 20 100
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二,气态杀菌剂
臭氧
应用实例
水处理
果蔬保鲜
空气净化
粮食防霉保鲜（国家,十五,攻关项目）
第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
环氧乙烷
理化性质
化学式：
－ 10.8℃ 液态，常温下气体
强烷基化试剂，杀菌力强第二节 气体成分调节和气态杀菌剂处理防腐二、气态杀菌剂
环氧乙烷
应用
食品包装材料
一次性医疗器械
果干、坚果、香料
疫病小麦（ TCK小麦的处理）
毒性
有致癌性
有破坏大气采用层作用，国际 Pic公约限制第三节 物理学方法一、低温防腐许多微生物能存活，
少数微生物能生长可杀灭敏感菌，微生物一般不能生长，但有些能存活低酸性蔬菜、肉类罐头完全杀菌的温度范围 一些罐藏水果、带汁腌制品的热处理温度杀灭微生物营养细胞的温度，
随温度增高，杀菌时间缩短在该温度范围，微生物将快速生长，有些微生物将产毒有些 细菌 能在此温度下生长，引起食源性疾病冷藏温度，一些腐败菌和致病菌可缓慢生长 冷冻温度，大多数微生物不生长，但可以存活
℃
第三节 物理学方法一、低温防腐
（一）冷藏
冷藏条件下食品微生物的特点
生长速率下降
延滞期延长
冷育菌可增加
形态和生理可发生变化温度对典型嗜温微生物延滞期的影响
0
20
40
60
80
100
120
140
160
10 15 20 25 30 35 40
温度（℃）
延滞期（h
）
第三节 物理学方法一、低温防腐
1、冷藏
危害冷藏食品的冷育菌
细菌：假单孢杆菌
霉菌：青霉、毛霉、枝孢霉、葡萄孢霉
酵母：球拟酵母、假丝酵母、红酵母
一般食品的冷藏防腐第三节 物理学方法一、低温防腐
粮食的冷藏
粮食冷藏的种类
自然冷却
强制通风
强制制冷第三节 物理学方法一、低温防腐
1、冷藏
粮食的冷藏
粮食冷藏的微生物学特点
基本温度,15℃ 以下
危害菌：青霉、枝孢霉
影响因素,? 粮食的品质
粮仓的保温性能
粮仓的气密性
粮堆的温差第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
冷冻对微生物的影响
完全抑制生长
对细胞产生损伤
物理性
化学性
不能对食品产生灭菌或消毒的作用第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
影响微生物在冷冻中存活的因素
冷冻速率
à3?ù?è ′ó 3| ·ú ′ μ? ó°?ì
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 4 8
10 20 70
100 500
1000
10000
à3?ù?ê ￡¨ / m i n ￡§
′?
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￡¨￡￥
￡§
′
第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
影响微生物在冷冻中存活的因素
解冻的影响
– 长时间的解冻过程有可能导致食品变质
– 解冻食品表面水分增加有利于微生物活动
–
第三节 物理学方法一、低温防腐
2、冷冻
冷冻食品的储藏稳定性
－ 10℃ 以下可基本抑制微生物的活动
长期储藏的冷冻温度应低于－ 18℃
–
–
鲜牛肉冻结温度与冻结水比例的关系
0
99.8%
97%98%
70%
0
20
40
60
80
100
-20 -15 -10 -5 0
冷冻温度（℃）
冻结水（％）
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
（一）微生物的热致死的一般规律
微生物的伤亡速度
N＝ N0·e－ kt lgN＝ lgN0－
–
kNdtdNkNdtdN －＝或＝－,
tk303.2
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
（二）热处理的主要参数
D值
十倍减少时间 (Decimal Reduction Time)，即杀死 90％
微生物所需的时间，或活菌数减少一个对数周期所需的杀菌时间
D＝
其中,Dr 特指温度 121.1℃ 时的 D值
k
303.2
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
Z值
引起 D值变化十倍所需改变的温度有了 Z值可以对不同温度的热加工过程进行效果比较例,
假设某种细菌的 Z＝ 8℃,则 60℃ 处理 3分钟与
68℃ 处理 0.3分钟及 52℃ 热处理 30分钟可达到相同的热处理效果 。
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值
在特定温度下使活菌数减少一定百分数所需的时间
F＝ D·(lgN0－ lgN)
例,某食品中已知肉毒梭菌的带菌量为个／单位,要使食品经处理后达到每 107单位中活菌的出现概率不超过 1个,问至少需要多长的杀菌时间?
查表可知：肉毒梭菌 Dr＝ 0.21
最少杀菌时间,F＝ 0.21（ lg105－ lg 10-7） ＝ 2.25min
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值如果要改变温度,可利用下式计算 D值如肉毒梭菌 D115＝ 0.21× ＝ 0.84
上例的最少杀菌时间为：
F＝ 0.84（ lg105－ lg 10-7） ＝ 10.08min
Z TT10 · r －＝ rDD
10610
第三节 物理学方法二、高温杀菌防腐
F值食品采用商业无菌处理的原因：
食品中有些腐败菌,如致黑梭菌
(Cl,nigrificans),其 D值为 Dr＝ 2.0-3.0，
比肉毒梭菌的 D值还高十多倍 (相同温度下 )，
要到达完全杀菌的时间极长,实际食品加工时无法达到第三节 物理学方法三、干燥防腐
（一）干燥食品的储藏和防腐
食品干燥后微生物仍能长期稳定地存在
干燥食品的储藏安全性由,水活度,决定
防止干燥食品吸湿后超过,临界水分,
（二）中湿食品的储藏和防腐食 品 aw范围 食 品 aw范围果干糕点冰冻食品部分糖果商品糕点馅部分谷物产品果料蛋糕
0.60-0.75
0.60-0.90
0.60-0.90
0.60-0.65
0.65-0.71
0.65-0.75
0.73-0.83
糖，糖浆蜂蜜浓缩果汁果酱甜炼乳发酵香肠 (部分 )
成熟奶酪 (部分 )
0.60-0.75
0.75
0.79-0.84
0.80-0.91
0.83
0.83-0.87
0.96
第三节 物理学方法三、干燥防腐
（二）中湿食品的储藏和防腐
– 细菌
G＋ 菌不能繁殖
G－ 菌中的球菌,一些产芽孢菌及乳酸菌可繁殖
主要的健康危害菌是金黄 色葡萄球菌第三节 物理学方法三、干燥防腐
（二）中湿食品的储藏和防腐
– 霉菌
中湿食品变质的主要危害菌
表面吸湿可加速变质过程
需要化学防腐剂辅助防霉第三节 物理学方法三、干燥防腐
（三）粮食的防霉
1、影响粮食储藏稳定性的因素
粮食的品质和杂质
粮堆的温差
堆粮的高度
粮食的自然吸湿
粮食自身的呼吸及昆虫的活动
微生物在粮食中的演替作用第三节 物理学方法三、干燥防腐
（三）粮食的防霉
3、粮食霉变发展的控制
霉变初期可通过翻动粮面,通风等措施使整仓或局部粮食降温,降水
比较严重的霉变应及时采取倒仓,凉晒,烘干等措施处理
高剂量的磷化氢等熏蒸剂处理可有效杀灭霉菌四、辐射处理食品种类 辐射源 剂量 (kGy) 效 果粮食鱼类罐头熏制鱼桔 子树 莓杨莓汁番 茄鸡 肉牛 肉猪 肉火 腿鲜猪肉
60Co γ 射线
γ 射线
γ 射线
0.5～ 1兆电子伏电子射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
γ 射线
0.10-1.0
15-20
50
1.5-2.0
0.03-0.04
2.0
3.0-4.0
0.002-0.007
0.035-0.045
0.035-0.04
0.03-0.042
0.015
达到灭菌预期效果完全灭菌完全灭菌、长期保藏表面杀菌好，提高保藏性微生物量显著减少，延长保藏时间 3-4天杀灭霉菌防止腐烂，延长保藏时间 4-12天灭菌保藏灭菌保藏灭菌保藏灭菌保藏保藏两个月高能电子束高能电子束电子束处理塔第三节 物理学方法四、辐射处理常见食品允许的辐照剂量（ 摘引自,GB14891.1～ 9－ 1997）
食品种类 允许总体平均吸收剂量（ kGy）
熟畜禽肉 ≦ 8.0
花粉 ≦ 8.0
干果、果脯 0.4～ 1.0
香辛料 ≦2.0
第三节 物理学方法四、辐射处理
影响食品辐射处理效果的因素
辐射剂量率
食品接受辐射处理时的状态
氧气
用其它物理方法复合处理第三节 物理学方法五、高压处理
食品高压杀菌原理
破坏微生物细胞膜
抑制酶的活性
促使细胞内 DNA变性第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
压力的大小和加压时间
300MPa以上可杀灭细菌,霉菌,酵母菌
病毒对压力较敏感
芽孢细菌对高压的抗性较强
延长加压时间可提高杀菌效果第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
加压方式
连续式和间歇式
恒压和变压
第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
温度
低温可提高效果
高温下也可提高效果
微生物的种类和特性
对数期的微生物对压力反应更敏感
G+比 G-菌更抗压力
孢子或芽孢更抗压第三节 物理学方法五、高压处理
高压杀菌及影响因素
食物本身的组成
大分子物质有缓冲保护作用
水活度
基质水活度高时杀菌效果提高第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
脉冲电场的发生机理和处理方法第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
脉冲电场杀菌的机理
加大膜的电位差,提高膜的通透性
膜通透性增加可导致膜上出现小孔,强度降低
细胞膜上的小孔在振荡效应的作用下可发生崩溃第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
影响脉冲电场杀菌效果的因素
微生物类群及生理状态
– G-菌对脉冲电场较敏感
– 营养细胞更敏感
– 对数期的细胞敏感性强 。
第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲电场杀菌
影响脉冲电场杀菌效果的因素
电场强度
一定范围内呈正比
处理温度
升温有助于提高效果
脉冲频率
提高频率杀菌效果更好
食品基质的 pH值
非中性 pH可杀菌效果第三节 物理学方法六、脉冲电场和脉冲磁场杀菌处理
脉冲磁场杀菌
