第七章 食品化学保藏
第一节 概述
一、化学保藏的概念
食品化学保藏就是在食品生产和储运过
程中运用 化学制品 来提高食品耐藏性，保持
食品品质的一种方法，也就是防止食品变质
和延长保质期。
二、化学保藏的原理
化学保藏就是在食品中添加 化学防腐
剂和抗氧化剂 来抑制微生物的生长和推迟
生化反应的发生，从而达到保藏的目的。
在有限时间内能保持食品原来的品质状态，
属于暂时性保藏。
第二节 化学防腐剂
一、无机类化学防腐剂
? SO2,亚硫酸盐类
? 过氧化氢
? 卤素（氯）
? CO2
? 亚硝酸盐和硝酸盐
1.SO2,亚硫酸盐类
（ 1）漂白作用和还原作用
? 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。
? 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶促褐变。
? 与有色物质作用，如花青素、胡萝卜素等，
常用于苹果、马铃薯、果脯原料的漂白。
（ 2）抑菌作用
? 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的
作用稍差一些。
? 亚硫酸对微生物的抑制效果与其存在状态有
关，亚硫酸分子在防腐上最有效。
? 无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突变
作用。高剂量作用，哺乳动物细胞中可导致染
色体损害，但在适用剂量范围，无损害。
? 对过敏的哮喘者有诱发的可能。
2.过氧化氢
因具有氧化还原作用而具有杀菌效果，
特别对厌氧芽孢杆菌杀灭效果好。工厂用于
无菌包装容器及塑料容器的消毒处理。
3.卤素（氯）
食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用
次氯酸钙（钠）或直接加氯进行消毒。
4.CO2
? 高浓度的 CO2能阻止微生物的生长，高压下，
C02溶解度比常压下高，因而高压下，防腐
能力也大。
? 常和冷藏结合用于水果保鲜、气调保鲜。
5.亚硝酸盐和硝酸盐
二、有机类 化学防腐剂
1.苯甲酸及其钠盐，以及衍生物对羟基
苯甲酸酯
2.山梨酸及其钾盐
3.其它酸类，如丙酸及其钙盐、脱氢醋
酸、双乙酸钠等。
—— 化学防腐剂适用注意点,
（ 1）食品 pH值下降，防腐作用上升；
（ 2）不同防腐剂的抑菌谱不同；
（ 3）不同的防腐剂之间有协同作用；
（ 4）一般比较难溶于水，应先溶解后再添加。
第三节 生物代谢产物
? 抗菌素
? 乳酸链球菌素（ Nisin）
? 纳它链霉素（ Natamycin）
? 植物杀菌素
第四节 抗氧化剂
一、防止食物蛤败的抗氧化剂
? 抗氧化剂主要的作用是截获游离基、切断
游离基反应，阻止过氧化物的产生。
? 目前常用的抗氧化剂有 BHA（ 丁基羟基茴香
醚）,BHT（ 二丁基羟基对甲酚）,PG（ 没
食子酸甲酯）等，主要用于脂肪或多脂类
食品。还有抗坏血酸及其衍生物，异抗坏
血酸及维生素 E等。
? 金属离子会促进氧化，因而添加金属离子
的螯合剂有增效作用，比如柠檬酸、磷酸、
抗坏血酸等。
? 天然的抗氧化剂，如茶多酚等。
二、防止褐变的抗氧化剂
这一类主要是水溶性抗氧化剂，如抗
坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸等。
果蔬的酶促褐变主要是一些酚类被氧化成
醌类，在酶的作用下，偶联成聚合体，出
现褐色素。这类抗氧化剂主要是和氧气作
用，消耗氧气，阻止组织中酚类受到氧化。
—— 使用注意点,
（ 1）防止金属离子，采用螯合剂
（ 2）减少与氧气的接触，充氮
（ 3）避光避热
（ 4）协同作用
食品加工, 保藏新技术
? 高压保藏技术
将食品放入压力传递介质（通常是水）
中，在 100～ 600MPa压力下保持一段时间以
达到加工保藏的目的。 高压保藏引发氢键之
类的弱结合键变化，不破坏分子的基本结构,
在有效杀灭微生物，钝化酶活的同时，使食
品保持原有的色, 香, 味。
? 栅栏技术,联合控制 多种阻碍微生物生长
的因素，如 温度、水分活度,pH值等的复合
作用,以达到延长保藏效果的处理方法。
第八章 食品工业废弃物处理和应用
? 食品工业的三废处理
? 食品工业废弃物的利用
第一节 食品工业的三废处理
一、食品工业废水的特性
—— 有机物和悬浮物含量高，易腐败 。
? 使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁
殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺
氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；
? 促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解,
产生臭气, 恶化水质, 污染环境 。
二、废水的水质污染指标
? 生化需氧量（ BOD）
水中的有机物在好氧性微生物作用下
进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量,用
它来间接表示废水中有机物的含量。实际
测定时采用 20℃ 条件下,5天的 BOD值，单
位 mg/L。
化学需氧量（ COD）
表示废水中有机物在化学氧化过程中所
消耗氧的量。 COD越高，表示废水中有机物
越多。 常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位
mg/L。 COD测定需时短，不受水质限制，可
作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。
COD一般较 BOD高，它们的差值表示不能被微
生物降解的那部分有机物的含量。
? 悬浮固体（ SS）
也称悬浮物，指 不溶于水但悬浮于水中
的固体物,即使在静止条件下也不易沉淀，
是废水的重要污染指标之一。
? 酸度、碱度
一般 用 pH表示 。 pH超过一定范围，对废
水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖
均有很大影响。
三、食品工业废水处理的方法
1.一级处理
主要指预处理,即用机械方法或简单的
化学方法去除水中的固形物,悬浮固体和漂
浮的油脂层,以及初步中和酸、碱度等。一
级处理只能除去 BOD的 30%左右。
2.二级处理
用生物处理法除去可溶性有机物。一般
能除去 90～ 95%的固体悬浮物和 80～ 95%的
BOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出
水水质达到排放标准。
3.三级处理（深度处理）
进一步除去二级处理未能除去的污染物质,
其中包括微生物未能降解的有机物,磷和氮等
能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使
用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭
过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重
缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水
的水体作为水源时才考虑。
（一）物理法
常用于废水的一级处理或预处理,它既
可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、
生物处理的预处理方法。 常用的物理处理
法有,沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、
重力分离及蒸发浓缩等。 物理法简单,经济,
但往往不能达到理想的处理效果,还需要配
合使用其他方法。
（二）化学处理法
借助于化学反应的作用,以去除或回收
废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回
收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除
金属离子,氧化某些有机物等目的。 常用的
化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和
法、氧化还原法等。 由于化学处理法常需
采用化学药剂和材料,处理费用较高。
（三）物理化学处理法
利用传质过程,分离废水中溶解性物质,
回收有用成分,使废水得到深度处理,常用
的物理化学处理法有 浮选、汽提、吹脱、
萃取、吸附、电渗析等。
（四）生物处理法
利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶
解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害
的物质。 生物处理法是食品废水整个处理
过程的关键。按起作用的微生物对氧的要
求不同，可分为 好氧生物处理 和 厌氧生物
处理。
1.好氧生物处理法
? 在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中
呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁
被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物
先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外
酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入
细菌细胞内。
? 进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用
下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如 CO2、
H20,NO3－, NH3,PO43－ 和 SO42－ 等，同时放出能
量。
? 细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，
将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，
合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。
?要求废水中有机物应有一定浓度，以 BOD计，
一般应为 100～ 500mg/L。 BOD与其主要营养物
氮和磷的比例关系为 BOD:N:P=100:5:1。要求
废水的 pH为 6～ 9。
?常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原
生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的
是 细菌 。
1.好氧生物处理法
? 活性污泥法
向富含有机物并有微生物的废水中不
断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，
一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有
很强的 分解有机物 的能力，称之为 活性污
泥 。利用活性污泥处理废水的方法就是活
性污泥法。
? 生物膜法
好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物
的条件下迅速繁殖起来，在介质 (滤料或转盘 )
表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生
物膜。因此称之为生物膜法。
2.厌氧生物处理法
也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在
厌氧条件 下,利用微生物对有机物进行降
解 的过程。消化过程分两个阶段进行，即
酸性发酵 和 碱性发酵 阶段。
? 酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在 产酸
菌 的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、
丁酸、醇、氨和硫化物等。
? 碱性发酵阶段：参与作用的微生物是 甲烷菌,
代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、
氢、硫化氢等。
3.厌氧－好氧生物处理法
4.自然生物处理法
? 生物氧化塘
利用水中自然存在的微生物和藻类，对
有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或
人工池塘。
? 土地处理系统
利用土壤及其中的微生物和植物根系对
污染物的综合净化能力处理食品工业废水，
同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物,
牧草或树木生长与增产的系统设施。
第二节 食品工业废弃物的利用
一、食品工业废水的利用
? 利用废水生产单细胞蛋白（ SCP）
? 利用废水生产能源
二、食品加工固体废物的利用
? 饲料应用
? 食品和食品添加剂
? 提取利用疗效成分
第一节 概述
一、化学保藏的概念
食品化学保藏就是在食品生产和储运过
程中运用 化学制品 来提高食品耐藏性，保持
食品品质的一种方法，也就是防止食品变质
和延长保质期。
二、化学保藏的原理
化学保藏就是在食品中添加 化学防腐
剂和抗氧化剂 来抑制微生物的生长和推迟
生化反应的发生，从而达到保藏的目的。
在有限时间内能保持食品原来的品质状态，
属于暂时性保藏。
第二节 化学防腐剂
一、无机类化学防腐剂
? SO2,亚硫酸盐类
? 过氧化氢
? 卤素（氯）
? CO2
? 亚硝酸盐和硝酸盐
1.SO2,亚硫酸盐类
（ 1）漂白作用和还原作用
? 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。
? 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶促褐变。
? 与有色物质作用，如花青素、胡萝卜素等，
常用于苹果、马铃薯、果脯原料的漂白。
（ 2）抑菌作用
? 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的
作用稍差一些。
? 亚硫酸对微生物的抑制效果与其存在状态有
关，亚硫酸分子在防腐上最有效。
? 无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突变
作用。高剂量作用，哺乳动物细胞中可导致染
色体损害，但在适用剂量范围，无损害。
? 对过敏的哮喘者有诱发的可能。
2.过氧化氢
因具有氧化还原作用而具有杀菌效果，
特别对厌氧芽孢杆菌杀灭效果好。工厂用于
无菌包装容器及塑料容器的消毒处理。
3.卤素（氯）
食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用
次氯酸钙（钠）或直接加氯进行消毒。
4.CO2
? 高浓度的 CO2能阻止微生物的生长，高压下，
C02溶解度比常压下高，因而高压下，防腐
能力也大。
? 常和冷藏结合用于水果保鲜、气调保鲜。
5.亚硝酸盐和硝酸盐
二、有机类 化学防腐剂
1.苯甲酸及其钠盐，以及衍生物对羟基
苯甲酸酯
2.山梨酸及其钾盐
3.其它酸类，如丙酸及其钙盐、脱氢醋
酸、双乙酸钠等。
—— 化学防腐剂适用注意点,
（ 1）食品 pH值下降，防腐作用上升；
（ 2）不同防腐剂的抑菌谱不同；
（ 3）不同的防腐剂之间有协同作用；
（ 4）一般比较难溶于水，应先溶解后再添加。
第三节 生物代谢产物
? 抗菌素
? 乳酸链球菌素（ Nisin）
? 纳它链霉素（ Natamycin）
? 植物杀菌素
第四节 抗氧化剂
一、防止食物蛤败的抗氧化剂
? 抗氧化剂主要的作用是截获游离基、切断
游离基反应，阻止过氧化物的产生。
? 目前常用的抗氧化剂有 BHA（ 丁基羟基茴香
醚）,BHT（ 二丁基羟基对甲酚）,PG（ 没
食子酸甲酯）等，主要用于脂肪或多脂类
食品。还有抗坏血酸及其衍生物，异抗坏
血酸及维生素 E等。
? 金属离子会促进氧化，因而添加金属离子
的螯合剂有增效作用，比如柠檬酸、磷酸、
抗坏血酸等。
? 天然的抗氧化剂，如茶多酚等。
二、防止褐变的抗氧化剂
这一类主要是水溶性抗氧化剂，如抗
坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸等。
果蔬的酶促褐变主要是一些酚类被氧化成
醌类，在酶的作用下，偶联成聚合体，出
现褐色素。这类抗氧化剂主要是和氧气作
用，消耗氧气，阻止组织中酚类受到氧化。
—— 使用注意点,
（ 1）防止金属离子，采用螯合剂
（ 2）减少与氧气的接触，充氮
（ 3）避光避热
（ 4）协同作用
食品加工, 保藏新技术
? 高压保藏技术
将食品放入压力传递介质（通常是水）
中，在 100～ 600MPa压力下保持一段时间以
达到加工保藏的目的。 高压保藏引发氢键之
类的弱结合键变化，不破坏分子的基本结构,
在有效杀灭微生物，钝化酶活的同时，使食
品保持原有的色, 香, 味。
? 栅栏技术,联合控制 多种阻碍微生物生长
的因素，如 温度、水分活度,pH值等的复合
作用,以达到延长保藏效果的处理方法。
第八章 食品工业废弃物处理和应用
? 食品工业的三废处理
? 食品工业废弃物的利用
第一节 食品工业的三废处理
一、食品工业废水的特性
—— 有机物和悬浮物含量高，易腐败 。
? 使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁
殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺
氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；
? 促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解,
产生臭气, 恶化水质, 污染环境 。
二、废水的水质污染指标
? 生化需氧量（ BOD）
水中的有机物在好氧性微生物作用下
进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量,用
它来间接表示废水中有机物的含量。实际
测定时采用 20℃ 条件下,5天的 BOD值，单
位 mg/L。
化学需氧量（ COD）
表示废水中有机物在化学氧化过程中所
消耗氧的量。 COD越高，表示废水中有机物
越多。 常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位
mg/L。 COD测定需时短，不受水质限制，可
作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。
COD一般较 BOD高，它们的差值表示不能被微
生物降解的那部分有机物的含量。
? 悬浮固体（ SS）
也称悬浮物，指 不溶于水但悬浮于水中
的固体物,即使在静止条件下也不易沉淀，
是废水的重要污染指标之一。
? 酸度、碱度
一般 用 pH表示 。 pH超过一定范围，对废
水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖
均有很大影响。
三、食品工业废水处理的方法
1.一级处理
主要指预处理,即用机械方法或简单的
化学方法去除水中的固形物,悬浮固体和漂
浮的油脂层,以及初步中和酸、碱度等。一
级处理只能除去 BOD的 30%左右。
2.二级处理
用生物处理法除去可溶性有机物。一般
能除去 90～ 95%的固体悬浮物和 80～ 95%的
BOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出
水水质达到排放标准。
3.三级处理（深度处理）
进一步除去二级处理未能除去的污染物质,
其中包括微生物未能降解的有机物,磷和氮等
能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使
用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭
过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重
缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水
的水体作为水源时才考虑。
（一）物理法
常用于废水的一级处理或预处理,它既
可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、
生物处理的预处理方法。 常用的物理处理
法有,沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、
重力分离及蒸发浓缩等。 物理法简单,经济,
但往往不能达到理想的处理效果,还需要配
合使用其他方法。
（二）化学处理法
借助于化学反应的作用,以去除或回收
废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回
收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除
金属离子,氧化某些有机物等目的。 常用的
化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和
法、氧化还原法等。 由于化学处理法常需
采用化学药剂和材料,处理费用较高。
（三）物理化学处理法
利用传质过程,分离废水中溶解性物质,
回收有用成分,使废水得到深度处理,常用
的物理化学处理法有 浮选、汽提、吹脱、
萃取、吸附、电渗析等。
（四）生物处理法
利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶
解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害
的物质。 生物处理法是食品废水整个处理
过程的关键。按起作用的微生物对氧的要
求不同，可分为 好氧生物处理 和 厌氧生物
处理。
1.好氧生物处理法
? 在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中
呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁
被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物
先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外
酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入
细菌细胞内。
? 进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用
下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如 CO2、
H20,NO3－, NH3,PO43－ 和 SO42－ 等，同时放出能
量。
? 细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，
将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，
合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。
?要求废水中有机物应有一定浓度，以 BOD计，
一般应为 100～ 500mg/L。 BOD与其主要营养物
氮和磷的比例关系为 BOD:N:P=100:5:1。要求
废水的 pH为 6～ 9。
?常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原
生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的
是 细菌 。
1.好氧生物处理法
? 活性污泥法
向富含有机物并有微生物的废水中不
断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，
一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有
很强的 分解有机物 的能力，称之为 活性污
泥 。利用活性污泥处理废水的方法就是活
性污泥法。
? 生物膜法
好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物
的条件下迅速繁殖起来，在介质 (滤料或转盘 )
表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生
物膜。因此称之为生物膜法。
2.厌氧生物处理法
也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在
厌氧条件 下,利用微生物对有机物进行降
解 的过程。消化过程分两个阶段进行，即
酸性发酵 和 碱性发酵 阶段。
? 酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在 产酸
菌 的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、
丁酸、醇、氨和硫化物等。
? 碱性发酵阶段：参与作用的微生物是 甲烷菌,
代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、
氢、硫化氢等。
3.厌氧－好氧生物处理法
4.自然生物处理法
? 生物氧化塘
利用水中自然存在的微生物和藻类，对
有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或
人工池塘。
? 土地处理系统
利用土壤及其中的微生物和植物根系对
污染物的综合净化能力处理食品工业废水，
同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物,
牧草或树木生长与增产的系统设施。
第二节 食品工业废弃物的利用
一、食品工业废水的利用
? 利用废水生产单细胞蛋白（ SCP）
? 利用废水生产能源
二、食品加工固体废物的利用
? 饲料应用
? 食品和食品添加剂
? 提取利用疗效成分
