1
Chap2
保证食品安全的食品加工
2
Food Properties
Food Spoilage and
Food Preservation
涉及内容,食品特征、食品腐败
和食品保藏
3
第一节 前言
4
1,Introduction (1)
Most food is produced
绝大多数的食品是要经过加工处理的
? Once or twice per year at harvests
每年在收获季节，可有一到两次的采收
? Far away from big cities
原料远离城市
5
2,Introduction (2)
Food is needed
“民以食为天”
? Every day
因为我们每天必须摄取一定量的食品
? In urban areas
尤其是在大城市，对食品的质量要求会更高
6
3,Introduction (3)
That is why there is a need for
这就是 为什么对以下两点有需要的原因
? Food preservation ? food industry
食品的保藏 ? 食品工业生产
? Food transportation ? food retail
食品的运输 ? 食品的零售
7
Historically,objectives of food
technologies have been,
自古以来，食品加工技术的目的在于：
? preservation of food
食品获得良好的保藏性
? rendering food more palatable and digestible
食品更加美味可口和容易消化吸收
4,Introduction (4)
8
In modern times,food technologies are applied with
the additional objectives,
在当代，食品加工技术还运用于以下几方面：
? developing new food products
开发新食品
? giving food desired functional properties
赋予食品更多的功效
? improving nutritional and organoleptic quality
提高食品的营养价值和口感
? ensuring safety
保证食品的安全性
5,Introduction (5)
9
6,Introduction (6)
Microorganisms in food are
食品中的微生物
? helpful,for fermentation
有益之处,发酵
? competitive,cause spoilage
竞争性, 导致食品腐败
? hazardous,cause foodborne disease
危害性,导致食源性疾病
10
To understand, 需要了解,
? how different food technologies can be used to prevent
spoilage and/or control hazards in foods
防止食品腐败和（或）控制潜在危害的食品加工技术不同
? the factors (parameters) which influence the process and
thus the safety of the final products
影响加工过程以及终产品安全的各种因素（参数）
? how to monitor these factors 如何监控这些因素
Objective
2,学习目标
11
第二节 保证食品安全的食品加工技术
12
Food technologies can be classified into those that,
食品加工技术可归纳成以下三类：
? render food safe 提高食品的安全性；
? control contaminants i.e,prevent growth of
microorganisms or production of toxin(s)
控制污染，即防止微生物生长或产生毒素
? prevent (re-) contamination 预防（二次）污染
Classes of food technologies
食品加工技术的类型
13
一、提高食品安全性的技术
（ 一）,Heat treatments加热处理
（二）、冷冻
（三）、辐照
（四）、化学消毒
（五）、高压技术
14
二、控制污染的技术
（一）温度（冷持、热持）
（二） pH（ 酸化、发酵）
（ 三）水分活度（盐腌、糖渍、干燥、冷冻）
（四）防腐剂（杀菌素、亚硝酸盐）
15
三、防止再次（二次）污染的技术
（一）包装技术
（二）设备消毒
（三）食品加工设备的卫生设计
16
一、影响食品安全的食品因素
1、温度
2、水分活度
3,pH
4,氧气
17
Temperature 温度
HotCold
C (Minimum) 最低温度
B (Optimum)最适温度
A (Maximum) 最高温度
How temperature affects growth
rate of a bacterial population
1、温度对细菌群落生长速率的影响
18
Growth of S,typhimurium
at different temperatures
不同温度下鼠伤寒沙门氏菌的生长
Time (Days) 天数
Lo
g
N
um
b
er
s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 1 2 3 4 5
25°
20°
15°
10°
19
Temperature range
for growth of pathogens
致病菌生长的温度范围
Temperature° C
Min,Opt,Max.
Salmonella 沙门氏菌 5 35 - 37 47
Campylobacter 弯曲杆菌 30 42 47
E,coli 大肠杆菌 10 37 48
S,aureus 金黄色葡萄球菌 6.5 37 - 40 48
C,botulinum (proteolytic) 10 50
肉毒梭状芽孢杆菌（蛋白质水解型）
C,botulinum (non - proteolytic) 3.3 25 – 37
肉毒梭状芽孢杆菌（非蛋白质水解型）
B,Cereus 蜡状芽孢杆菌 4 30 - 35 48 - 50
20
Temperature ° C
Min,Opt,Max.
Penicillium verrucosum 疣孢青霉 0 20 31
Aspergillus ochraceus 赫曲霉 8 28 37
Aspergillus flavus 黄曲霉 10 32 42
Fusarium moniliforme 串珠镰孢霉 3 25 37
Temperature range for grow of
toxigenic moulds
产毒素霉菌生长的温度范围
21
Mycotoxins in food
食品中的霉菌毒素
Mould 霉菌 Product 产品 Toxin(s) 毒素
Aspergillus flavus cereals,nuts aflatoxin
黄曲霉 谷类，坚果 黄曲霉毒素
Aspergillus parasiticus peanuts
寄生曲霉 花生
Fusarium graminearium cereals deoxynivalenon (DON)
镰刀菌 谷类 脱氧瓜蒌镰菌醇
Fusarium moniliforme cereals fumonism
串珠镰刀菌 谷类 串珠镰刀菌毒素
Aspergillus ochraceus cereals,ochratoxin
赫曲霉 谷类 赭曲霉素
Penicillium verrucosum coffee
疣孢青霉 咖啡
Fusarium graminearum cereals zearalenone
禾谷镰刀菌 谷类 玉米烯酮
22
0°
10°
36.5°
60°
72°
100°
BoilingPoint
沸点
PasteurisingTemperature
巴氏灭菌温度
Freezer 冷 冻
Fridge 冷藏箱
BodyTemperature
体温
Temperature zones
温度范围
SAFETY
安全温度
SAFETY
安全温度
DANGER
危险温度
23
Psychro trophic pathogens
嗜冷致病菌
? L, monocytogenes
单核细胞增生李斯特菌
? Y, enterocolitica
小肠结肠炎耶尔森氏菌
? C, botulinum type
肉毒梭状芽孢杆菌
24
? Water is required for the growth and metabolism of
microorganisms
水是微生物生长和新陈代谢必需的物质
? All the water in foods is not available for microorganisms
并非食品中的水分都能被微生物利用
? The degree of availability of water is measured by water
activity (a w )
用水分活度 a w 衡量有效水分的含量
? Chemical and enzymatic reactions are also affected by
availability of water
化学反应和酶反应也受有效水分的影响
Water activity
2,水分活 度
25
a w is the ratio of water vapour pressure of
food (p) to that of pure water (po) at the
same temperature.
a w指相同温度下，食品的水蒸汽压 P和纯水的蒸
汽压 P0之比。
a w = p/ po
0 < a w < 1
Water activity (definition)
水分活度 a w的定义
26
Water activity (3) 水分活度 a w
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Aw
Reaction rate
反应速率
Lipid oxydation 油脂氧化
Non-enzymatic
Browning 非酶褐变
Enzymatic activity
酶的活力
Growth of:
Moulds 霉菌
Yeasts 酵母
Bacteria 细菌
27
Minimum levels of aW permitting growth
( at near optimum temperatures )
微生物生长必需的最低水分活度 （在接近最适温度下）
Moulds Aspergillus chevalieri 曲霉 0.71
霉菌 Aspergillus ochraceus 曲霉 0.78
Aspergillus flavus 黄曲霉 0.80
Penicillium verrucosum 青霉 0.79
Fusarium moniliforme 串珠镰孢霉 0.87
Yeasts Saccharomyces rouxii 鲁氏酵母 0.62
酵母 Saccharomyces cerevisiae 啤酒酵母 0.90
Bacteria Bacillus cereus 蜡状芽孢杆菌 0.92
细菌 Clostridium botulinum (proteolytic) 0.93
肉毒梭状芽孢杆菌（蛋白水解型）
Clostridium botulinum (non-proteolytic) 0.97
肉毒梭状芽孢杆菌（非蛋白水解型）
Escherichia coli 埃希氏大肠杆菌 0.93
Salmonella 沙门氏菌 0.95
Staphylococcus aureus 葡萄球状杆菌 0.83
28
Range of aW in foods
and their microbial flora
食品中 aW的范围及其微生物菌群
aw range Foods Microbial flora
> 0.98
Fresh meats 鲜肉
Fresh fish 鲜鱼
Fresh fruits 鲜果
Fresh vegetables新鲜的蔬菜
Canned vegetables in brine
罐装盐水蔬菜
Canned fruit in light syrup
(<3.5 % salt,26% sugar)
低盐罐装水果（盐 <3.5%,糖 <26％）
(C,perfringens,
产气荚膜梭菌
Salmonella)
沙门氏菌
(Pseudomonas)
假单孢菌
0.93 -
0.98
Fermented sausages
发酵香肠
Processed cheese
加工干酪
Bread 面包
Evaporated milk 炼乳
Tomato paste 番茄酱
(10% salt,50% sugar)
（ 10％ 盐。 50％糖）
(B,cereus,蜡状杆菌
C,botulinum,肉毒梭菌
Salmonella 沙门氏菌 )
lactobacilli,bacilli and
Micrococci 乳酸菌，
芽孢杆菌，微球菌
29
Range of aW in foodsand and their microbial flora
aw range’
aw范围
Foods
食品
Microbial flora
微生物菌群
S,aureus葡萄球菌
Mycotoxinproducing moulds
能产生霉菌毒素的霉菌
Spoilage yeasts and moulds
腐败性酵母和霉菌
Dry fermented
sausages干燥发酵香肠
Raw ham 生火腿
(17% salt,saturated
sucrose)
（ 盐 17％，饱和蔗糖）
0.6 - 0.85 Xerophilic fungi喜旱真菌
Halophiles 嗜盐生物
Osmophilic yeasts
耐高渗透酵母
Dried fruit 干果
Flour 面粉
Cereals 谷类
Salted fish 咸鱼
Nuts 坚果
< 0.6 No growth but mayremain viable
不生长但能残存于其中
Confectionery糖果
Honey 蜂蜜
Noodles 面条
Dried egg,milk
干燥鸡蛋，牛奶
0.85-0.93
30
aw can be reduced by,
下述三种方法能减小 aw：
? Removing water (drying) 除去水分（烘干）
? Decreasing availability of water by crystalization
(freezing) 通过结晶（冷冻）减少有效水分
? Decreasing availability by binding water with water
binding agents e.g,salt,sugar
利用盐、糖这些亲水试剂与水分子的结合减少有效水分
Water activity (4)
水分活度
31
aw
1.00
0.99
0.98
0.96
0.94
0.92
0.90
0.88
0.86
Concentration of NaCl and glucose
at various aw values (at 25° C)
25° C时 不同浓度食盐和葡萄糖溶液的 aw
% w / w
Glucose 葡萄糖
0.00
8.90
15.74
28.51
37.83
43.72
48.54
53.05
58.45
% w / w
NaCl
0.00
1.74
3.43
6.57
9.38
11.90
14.18
16.28
18.18
32
pH values limiting the growth of pathogens
3,pH抑制致病菌的生长
pH
Min Max.
Escherichia coli 大肠杆菌 4.4 8.5
Salmonella typhi 沙门氏菌 4 - 4.5 8 - 9.6
Bacillus cereus 蜡状芽孢杆状菌 4.9 9.3
Clostridium botulinum 4.6 8.5
肉毒梭状杆菌
Staphylococcus aureus 4 9.8
金黄色葡萄状球菌
Saccharomyces cerevisiae啤酒酵母 2.3 8.6
Aspergillus flavus 曲霉菌 2.0 11.2
Fusarium moniliforme 镰刀菌 2.5 10.7
Penicillium verrucosum 青霉菌 2.0 10.0
33
pH and other factors pH和其它因素
Microorganisms can grow in lab media at a wider range
of pH than would occur in Foods
与在食品中相比，微生物在实验室培养基中能在更宽的 pH范围内生长
Here,other factors come into effect e.g,microbial
competition:
(这里，还存在其它因素的影响，如：微生物的竞争 )
? oxygen tension 氧气的压力
? storage temperature 贮藏温度
? reduced aw 降低 aw
? heat damage to cells during processing
加工过程中的热杀菌
34
pH
Acidification 酸化
?addition of vinegar 添加醋
Fermentation 发酵
?organic acid 有机酸
?competitive exclusion 排除竞争性
?antimicrobial agents 抗菌剂
35
pH of different foods 不同食品的 pH
Approximate pH ranges of some common food
commodities 常见食品的 pH范围
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
pH
Fermented shark发酵鲨鱼
Egg white蛋白
Fish 鱼类
Meat 肉类
Citrus fruits柑桔
Milk 牛奶
Soft drinks软饮料
Flour面粉 Vegetables蔬菜
Beer 啤酒
36
? Heat treatments 加热处理
? Irradiation 辐射
? Disinfection 消毒
? Freezing (parasites only)
冷冻（仅对寄生虫有效）
? High pressure technology 高压技术
Food technologies
that may kill certain microbes
可以杀死某些微生物的食品加工技术
37
Method of heating 加热方法
Cooking 烹调
baking / roasting 烘烤
Boiling 煮沸
Frying 油炸
Grilling 烧烤
Microwave
微波加热
pasteurization
巴氏杀菌
Sterilization
杀菌
Heating medium加热介质
Water 水
Air 空气
Water 水
oil 油
Air 空气
electromagnetic radiation
电磁辐射
heat exchanger / water
热交换器（水作为介质）
steam under pressure
高压蒸汽
二、加热处理
加热方法的分类
38
t
t = D,log No/N
No,Initial number of microorganisms
微生物的原始菌数
N,Number of microorganism at time t
经 t时间热处理后 微生物的残存菌数
Heat resistance is measured by the decimal reduction time D
耐热性是用指数递减时间（ D值）来测定的
-1
-2
-3 D
log N/No
0
T (℃ )
D value D值
39
Heat resistance (1) 耐热性
Vegetative organism 活微生物
Escherichia coli 大肠杆菌
Salmonella spp 沙门氏菌属
Salmonella typhimurium 鼠 伤寒沙门氏菌
Salmonella senftenberg 桑夫顿堡 沙门氏菌
Staphylococcus aureus 葡萄球菌
Listeria monocytogenes 李斯特单胞菌
Campylobacter jejuni 弯曲杆菌
4
1.1
0.1
0.02-0.25
0.056
0.8-1.0
0.2-2.0
D,values (min)
5.0-8.3
65℃55℃ 60℃
40
Heat resistance (2)
C,botulinum type A and B
肉毒梭状芽孢菌 A 型和 B型
C,botulinum type E
肉毒梭状芽孢菌 E型
C,perfringens
产气夹膜 梭状芽孢菌
C,sporogenes
生孢芽孢 梭菌
Bacillus cereus
蜡状芽孢杆菌
50
0.3-20
5
Bacterial
endospores
细菌芽孢
< 1 sec
100℃
0.1-0.2
0.1-1.5
110℃ 121℃
D values (min)
41
Heat resistance ( D-value ) is influenced by many factors,e.g,
耐热性（ D值）受许多因素的影响，例如：
? type or strain of microorganism 微生物的类型或种类
? physico - chemical parameters of the medium e.g,water
activity,pH,composition
培养基 的物理 -化学参数，比如：水分活度、酸碱度以及组
成成分等
? age of the cells or state of growth
细胞的年龄或其生长的状态
Heat resistance (3)
42
Heat resistance (4)
Medium 培养基
Heart infusion broth
(pH = 7.4; aw = 0.99)
Heart infusion broth+ NaCl
(pH = 7.4; aw = 0.90)
Heart infusion broth+ Sucrose
(pH = 7.4; aw = 0.90)
D60 - value
Salmonella senftenberg
沙门氏菌
6.1
2.7
75.2
43
Heat treatment
热处理
Holding temp.
杀菌温度
Minimal lethal temp.
最低热致死温度
Holding time
恒温时间Start of heating effect热处理开始时间
End of
heating effect
热处理结束时间
T
t
44
Effects on proteins and vitamins
对蛋白质和维生素的影响
Protein degradation 蛋白质降解
Non - enzymatic browning 非酶促褐变
Lipase 脂肪
Thiamin 硫胺 (维生素 B1)
Vitamin C 维生素 C
D121 (min)
5
0.4 - 40
1.2 - 1.7
38 - 380
245
45
Pasteurization schemes
1,巴氏杀菌法
Low temperature,63℃ for 30 min
低温 巴氏 杀菌,63℃,保持 30分钟
High temperature:72℃ for 15 sec
高温巴 氏 杀菌,72℃,保持 15秒
Ultra-high temperature:135℃ for 1 sec
超高温巴 氏 杀菌,135℃,保持 1 秒
46
Temperature gradient in hamburger
汉堡包中温度梯度变化图
50
1 0 0
1 5 0
2 0 0
Te mpe r a t ure
(
o
C)
9 0 0 1 8 0 0 2 7 0 0 3 6 0 0 T i m e (s )
Raw m e a t
Crumb
3.5 mm
3 mm
4 mm
c e n t re
s u rf a c e
Co ok e d
zone
Crust
47
Heat is generated by friction of water molecules
under the influence of electromagnetic waves (500
MHz to 10 GHz)
在电磁波的作用下，水分子相互摩擦产生热量
Rapid but non - uniform heating (cold and hot spots)
加热速度快，但不均匀（存在冷点和热点）
Microwave treatmen
2,微波处理
48
Freezing
三,冷冻处理
49
Effective against parasites, 对寄生虫的影响
Critical limit, - 18℃ for minimum 24 to 48 h
临界限,- 18 ℃,至少要保持 24 ~ 48 h，才能杀死寄生虫
No or minimal effect on,
下列情况下，冷冻处理的影响很小或是根本没有
? survival of Bacteria and viruses
残存的细菌和病毒
? enzymatic activity (polyphenol oxidase,lipase)
酶的活性（比如：多酚氧化酶和脂肪酶）
作用：
50
irradiation
四、辐射
51
Gamma rays γ射线
produced during decay of radioactive isotopes Cobalt
60,Cesium 137 Good penetration power
钴 60和铯 137放射性同位数衰变时所产生的能量称为 γ射线，该
射线是波长非常短的电磁波束，能量较高,穿透物质的能力
很强。
High energy electron beams 高能量电子束
produced by accelerators, low penetration
由加速器产生，穿透物质的能力较低
X rays X射线
highest penetration power 穿透物质的能力较 高
Food irradiation (1)
1、食品辐射保藏
52
Low - dose irradiation
低剂量辐射处理
Low – dose 低剂量
(up to 1 kGy)
Inhibition of sprouting
抑制发芽
Insect disinfestation and
parasite disinfection
杀死昆虫和寄生虫
Delay of physiological
processes (e.g,ripening)
延迟生理过程
（比如：过熟）
Products irradiated
被辐射的产品
Potatoes,onions,garlic,etc.
西红柿、洋葱、大蒜等
Cereals and pulses,fresh
and dried fruits,dried fish
and meat,fresh pork
谷物、鲜果、干果以及
干鱼、肉和新鲜猪肉
Fresh fruits and vegetables
新鲜水果和蔬菜
Dose (kGy)
剂量
0.05 - 0.15
0.15 - 0.5
0.5 - 1.0
53
Medium - dose irradiation
中等剂量辐射处理
Medium-dose 1-10 kGy
中等剂量
Dose (kGy)
剂量
Products irradiated
辐射的产品
Extension of shelf-life
延长货价寿命 1.0 - 3.0
Fresh fish,strawberries,
鲜鱼和草莓等
etc.
Elimination of spoilage
and pathogenic消除腐败微
生物和致病菌
microorganisms 1.0 - 7.0
Fresh and frozenseafood,raw or frozen
poultry and meat,etc.
新鲜的和冷冻的海产品以
及冷冻的家禽和肉等
Improving technological
properties of food
提高食品的品质
2.0 - 7.0 Grapes (increasing juiceyield),
dehydratedvegetables (reduced
cooking time),etc.
葡萄（提高出汁率）和脱水
蔬菜（减少烹调时间）等
54
High - dose irradiation
高剂量辐射处理
High-dose (10-50 kGy)
高剂量辐射
Dose (kGy)
剂量
Products irradiated
被辐射的产品
Sometimes industrial
sterilization
(in combination with
mild heat treatment)
有时应用于工业化杀菌
（与轻微加热处理方法结合）
30 - 50
Meat,poultry,seafood,prepared
foods,sterilised
hospital diets
肉、家禽、海产食品和制备
食品、经过杀菌的医院食品
Decontamination of
certain food additives
and ingredients
消除某些食品添加剂和
成分 的污染
10 - 50 Spices,enzyme preparations
调味品和酶的制备
55
Necessary dose
最低剂量
Parasites 寄生虫
1.0 kGy
Bacteria 细菌
1-7 kGy
Viruses 病毒
> 30 kGy
Parasites 寄生虫
G – Bacteria
革兰氏阴性细菌
G + Bacteria,moulds
革兰氏阳性细菌，霉菌
Spores,yeasts孢子和酵母
Viruses 病毒
Sensitivity of microorganisms
微生物的敏感性
+
56
Food irradiation at any dose has been assessed by IAEA,
FAO and WHO as safe 国际原子能组织、国际粮农组织以及
世界卫生组织对各种剂量处理的辐射食品进行了评估，认为它具
有安全性
Macronutrients and essential minerals are not affected by
food irradiation食品辐射处理不影响其中存在的常量营养元素
和必需矿物质
Certain vitamins e.g,thiamine and tocopherols are sensitive,
but the loss is small (10 - 20 % or less) and comparable to
thermal processing or drying 某些维生素，如维生素 B1和维
生素 E,对辐射敏感。但是，与加热和干燥法相比，其损失量很
小（ 10~20 % 或者更少）
Food irradiation (2)
食品辐射处理
57
一、
辐照在保障食品安全中的应用
58
59
（一）在脱水蔬菜中的应用
60
杨宗渠,2003
61
杨宗渠,2003
62
D10值越大越不容易杀死
脱水蔬菜辐照杀菌处理剂量一般为 6kGy左右
63
（二）在肉类保藏中的应用
64
特点：
能杀死肉制品中的致病菌、寄生虫等食源性病原
物
无化学物残留，不损及食品感官指标
对肉制品的营养成分及风味影响小
畜禽肉制品、水产类肉制品中
65
食品辐照保鲜技术，是利用电离辐射产生的射线
穿过食品时以强大的能量将食物表面和内部的
微生物杀死。
延长了食品，特别是肉制品的货架期。
辐照基本不用升温就能达到灭菌的效果
一种冷加工技术
66
优点：
1、最大限度地保持了营养成分
蟹肉辐照后，对氨基酸影响并不显著（使部分蛋
白酶失活，降低了氨基酸的分解。）
67
2、保持肉类食品原有的感官指标
辐照下真空包装和充气包装的无骨猪肉的风味、质
构、香气时，发现在辐照剂量 ≤3.85kGy 时，冷
冻、冷藏猪肉的香气、质构、风味变化影响最小
。
消费者对剂量 ≤2.5kGy辐射猪肉的接受程度与对照
组在汁液、新鲜度、韧度上无任何区别。
8kGy的辐照剂量处理后，真空包装的卤鸭在 5 个月
的保质期中各项感官指标正常。
68
3、辐照杀菌谱广
沙门氏菌
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
旋毛虫
69
应用领域,
冷却肉类食品
熟肉制品
70
应用例子：
微波烤虾：
2kGy辐照处理的微波烤虾在短期（ 1-5d） 贮藏
能保证色泽、品质和滋味；杀菌不彻底
杨性民,2003
71
（三）食品添加剂
72
杨宗渠,2003
73
（四）保健食品
74
75
二、
辐射食品的安全性评价
76
主要内容
（ 1）放射安全性，无可检测放射性和无有害辐射产品
（ 2）微生物安全性，无致病菌及其分泌的毒素
（ 3）营养充足，避免营养价值的过度损失
（ 4）毒理安全性
77
（一）放射安全性
Co-60和 Cs-137发出的射线
小于或等于 10Mev的能量加速的电子流
小于或等于 5Mev的能量的 X-射线
不会产生放射性
78
自由基问题：
电离辐射能诱发食品中的化学反应，例如高反应
活性自由基的形成。
在水分存在的条件下，自由基的寿命很短。
辐射食品在到消费者手中仍含有或存在自由基是
不可能的。
79
香料和调味料中，自由基比较稳定，不会很快消
失。
烹调和罐装 也会产生自由基
80
辐解产物
来源：
食品组分（脂肪，蛋白质，碳水化合物）
影响因素：
辐射食品的水和状态
使用的辐照剂量
辐射时食品的温度
环境氧气
81
1、碳水化合物辐解产物
1、碳水化合物的辐射分解间接来源于：羟基自
由基的间接反应，最初是和 C-H键反应
太少，不值得去关注
脂肪和蛋白质的存在，对碳水化合物的破坏有一
定的保护作用
82
2、蛋白质辐解产物
来源：羟基自由基与氨基酸和蛋白质之间的反应，包括：
脱氨
脱羧
巯基的氧化
二硫键的减少
氨基酸残基的改性
多肽链的裂解和聚合
*形成的少量挥发性物质：苯，甲苯，甲基硫化物，二甲基硫化物，氢硫化
物，乙醛，甲基硫醇和氨水
83
3、脂肪辐解产物
影响因素：
脂肪含量
脂肪酸的性质
吸收的辐射能
温度、氧气的存在与否
*主要产物（不论氧气有或无）：烃，乙醇，醛和酯
，自由脂肪酸，二聚体，氢气，二氧化碳，一氧
化碳。
*当氧气存在时：酮及大量的二聚体
84
4、维生素辐解产物
由各自的初级和次级自由基反应决定
维生素如 A（ 视黄醇）,C（ 抗坏血酸）,E（ 生育酚）
,B12（ 钴铵素）,B1（ 硫胺）,B5（ 烟酸）与许多
有机官能团（包括过氧基团）反应活跃
B6,B2,D3。 B族复合物（泛酸）和 H（ 生物素），对
许多自由基而言，并不活泼，相对比较稳定。
85
牛肉，鸡肉，猪肉的辐解产物从本质上讲是相同的
，辐射的肉中的脂肪含量成为辐解产物数量的决
定性因素
在先后经 γ-射线或电子辐射（大约 -30℃, 56kGy）
,预煮，真空包装的牛肉中检测到 65种挥发性和
不挥发性物质，浓度范围从 1到 700ug/kg,总产
量为 9mg/kg。
86
BFIFC建议，占每天膳食的 0.01%的食品组分（
如调味料），在辐射剂量低于 1kGy处理的食
品和辐射剂量高达 50kGy处理的食品一样，对
于人类消费是安全的而无需进行毒理实验
87
（二） 生物安全性
2到 7kGy的中等剂量的辐射，足以杀死致病菌。
达 50kGy的高辐射剂量可根除有高抗性
Clostridium botulinum的孢子
88
当食品受到的辐射剂量不足以杀菌，一些微生物将存活
下来,其后果：
辐射对食品中微生物菌丛的选择性提高。
2,存活微生物的突变几率提高。
3,重复使用亚致死的辐射剂量从而使对辐射的抗性提高
4,辐射后，微生物的鉴定特征可能发生改变，从而导致
种类或菌株不能正确的鉴别。
5,产毒细菌或霉菌的毒素形成量提高。曾有报导，当
Aspergillus flavus,Asperillus parasiticus的孢
子，或这些孢子形成的菌落经辐射后，黄曲霉毒素
的产量会提高。
89
世界卫生组织认为：
没有理由认为食品辐射与应用于食品加工的常规
技艺有所不同，不需要控制
90
（三） 充足的营养
大量营养素（蛋白质，碳水化合物，脂肪）和微
量营养素（维生素）
----影响食品的营养价值
91
变化的本质和程度依赖于：
食品的类型及其组成
应用的辐射剂量
修饰因素,如温度
处理中氧气的存在与否
以后的处理和储藏
92
对大量营养素的影响
辐射；
10kGy辐射剂量对小麦，玉米，燕麦粉中的氨基
酸没有明显变化。
25kGy时，小麦粉，玉米粉，燕麦粉中蛋氨酸的
损失量分别为 39%,26%,31%。
玉米粉中半胱氨酸的损失量为 33%，但是另外两
种谷物中没有损失。
93
5.0kGy剂量 γ-射线
小麦和玉米中赖氨酸，甲硫氨酸，半胱氨酸，苯丙
氨酸，酪氨酸，异亮氨酸的损失量可达 10%到
20%。
豆类中必需氨基酸的下降总体上比谷物要低
94
预煮的牛肉在温度范围为 -40℃ 到 -9℃,受到辐射剂量
从 47kGy到 71kGy的 γ-射线或电子流辐射，并立即于
室温下储藏 15个月，甲硫氨酸，半胱氨酸，及色氨酸
（这三种氨基酸被认为对电离辐射最敏感）没有明显
的破坏。
蛋白质的利用系数也没有受到影响。
95
微波烤虾：
采用辐照处理，杀菌效果随剂量增加而显著
辐照对蛋白质、氨基酸总量略有影响
减少幅度为 5%左右
96
剂量为 6kGy,8kGy辐照杀菌能有效降低微波烤虾
腐败微生物含量
常温保存 6个月后，甘氨酸明显降低，造成虾肉鲜
味不足
97
对维生素的影响
敏感性：
水溶性维生素,B1对辐射最敏感，其次是 C，
B6,B2,叶酸，烟酸,B12。
脂溶性维生素,E最易受电离辐射影响，其次是
胡萝卜素，维生素 A,D,K。
98
维生素对辐射的敏感度的影响因素：
食品组分
辐射条件（例如，剂量，温度，氧气的存在与否）
99
杨宗渠,2003
100
降低损失的方法：
排空气法
低温
101
从营养学的观点看，在评估辐射食品的卫生性时，应
考虑到以下几点：
（ 1）营养的损失程度和食品对整个膳食营养摄入量
的贡献
（ 2）食品对一个国家特定地区居民及任何特殊人群
或年龄群的膳食的重要性
（ 3）维生素的积累损失，例如，在整个加工及烹调
过程中
102
（四） 毒理性
FAO/IAEA/WHO专家联合会议认为；
总平均辐射剂量达 10kGy处理过的辐射食品不会
产生任何毒理性危害
动物实验结论
103
人体实验：
1、人体食用辐射剂量为 30kGy处理的食品的 10
个志愿者小组中，临床和实验室检测并没有发
现任何明显的异常
Kraybill报导
104
2、一组年轻男士在食用含有 54种不同的辐射食品
（鱼，肉，水果，蔬菜，谷物食品，杂食）,15
天。
食品的辐射剂量范围为 0.1到 40kGy。
在研究前和研究期间及研究结束后一年进行的身体
检查和实验室临床检测，没有任何与食用辐射食
品有关的负面影响。
105
3、在中国,439个志愿者所参与的 8个实验中，食
用为期 7-15个星期的占膳食总量的 60-66%的辐射
食品（ 0.2-8.0kGy,大米，土豆，花生，蘑菇，
中国腊肠，肉，蔬菜，及普通谷类）。
在实验和对照组中，在临床的毒理检测和外围的血
液淋巴细胞中没发现任何明显的差别 。
106
4、辐射剂量为 25kGy处理的食品，多年来一直
用作 宇航员 或 因免疫系统有缺陷而服用细胞毒
素药物 或 器官移植的病人的 特殊膳食。
没有报导会产生营养方面或毒理方面的负面影响
107
毒性结论：
在良好操作规范条件下，在商业允许的剂量下处
理的辐射食品对人类健康无任何危害
108
三、
辐射食品的检测
109
状况：
目前，没有一种切实可靠的单一程序来检测所有
的辐射食品。
不同的食品建议用不同的方法。
110
检测方法：
1、电子自旋共振光谱
检测：辐射食品所包含的刚性材料如小石头，脱落
的壳，和种子；（最好的方法）
2、热荧光技术
检测：草，香料及干制食品组分；
111
3、来源于脂肪的挥发性碳氢化合物及 2-烷基环丁烷的鉴
定；用于：含脂肪食品
4,o-酪氨酸方法
检测：含蛋白质食品（鸡肉，猪肉，鱼肉，虾）；
5、通过黏度来对香料及香草检测
112
国际上辐照食品的发展特点
近年来，在 FAO/IAEA/WHO 3个国际组织的倡
导下，辐照食品逐步转向商业化，食品辐照技
术正加快向食品工业转移
113
主要特点,
1,从法律上清除了辐照食品国际贸易上的障碍
。
2,进出口食品检疫日益受到重视，特别是溴甲
烷一类化学熏蒸剂因潜在致癌危险而禁用后，
辐照检疫已成为优先技术。对于发展中国家来
说，用辐照处理以提高食品的卫生质量并增强
国际市场的竞争能力已是一种有效方法。
114
3,采用辐照处理以提高食品的卫生质量和减少食
源性疾病的发生已逐步成为人们的共识。
4,食品的辐照技术正积极的向食品工业转移。
5,国际上对辐照食品的批准正转向类别化。
115
管理组织：
联合国粮农组织（ FAO）
国际原子能协会（ IAEA）
世界卫生组织（ WHO）
关于辐射食品召开的几次联合专家会议（ KECFI）
116
目前辐射食品的认可批准情况
世界批准辐射食品供人食用的国家依次为：
前苏联、加拿大、美国
截止 1995年，世界上已有了 38个国家批准辐射
食品。
我国政府自 1984年以来，已批准了 18种辐射食
品
117
Produced by mercury lamps Limited penetration
Useful for destroying microorganism in air,
surfaces and in thin liquid films
Most effective against vegetative bacteria >yeast >
bacterial spores > mould spores
水银灯产生的紫外线具有一定的穿透能力，可有效杀死空气
中、物品 表面 和液体 薄膜 上的微生物。
紫外辐射对活体组织的作用效果如下：
细菌 >酵母 >细菌芽孢 >霉菌孢子
UV – radiation
2,紫外辐射
118
Chemical disinfection
五、化学消毒
119
Example of application
需要消毒的对象
Water 水
Fruits and vegetables
水果和蔬菜
Surfaces and equipment
物质表面和设备
Example of disinfectant agent
消毒剂
chlorine 氯
hypochlorite 次氯酸盐
dioxide 二氧化氯
iodine 碘酒
chloramines 氯胺
ozone 臭氧
消毒剂
120
Efficacy of different disinfectants on pathogens
is measured by the C, t value required to
achieve 99 % reduction or inactivation of
microorganisms
利用 C, t值评价各种消毒剂杀灭致病菌的功效。
C, t值指杀死或钝化 99%微生物。
Disinfection of water
1,水的消毒
121
Organism C.t value (mg.min/l ) for 99% inactivation
by chlorine at 5℃ and pH 6-7
微生物 在 5℃ 和 pH 6~7下，氯化水钝化 99％微生物的
C.t 值 (mg.min/l )
E, coli 大肠杆菌 0.034 - 0.05
Hepatitis A virus 肝炎 A病菌 1.8
Poliovirus type 1 1.1 - 2.5
脊髓灰质炎病毒（类型 1）
Rotavirus 轮状病毒 0.01 - 0.05
G, lamblia cyst 47 - 150
C, parvum 小棒杆菌 7200
Chlorination of water (1) 氯化水处理
122
Efficacity depends on purity,
消毒效率取决于纯度：
Median 半混浊度, < 1 NTU
Maximum in single simple,5 NTU
在纯样品中的最大浊度, 5 NTU
Chlorination of water (2)
（ 2）氯化水处理
123
Chlorination of water (3)
（ 3） 水的消毒
The normal conditions for chlorination,
氯化处理的标准条件：
1） free resid,Chlorine ≥ 0.5 mg / l
残留的游离氯气含量
2） contact time minimum 30 minutes
最低接触时间为 30分钟
3） pH < 8
4） water turbidity < 1 NTU
水的浑浊度
124
To eliminate parasites and decrease
turbidity,chlorination is combined with,
为了消灭寄生虫，减少浑浊度，可将氯化处理
与下述方法结合使用：
Chlorination of water (4)
（ 4） 水的消毒
? coagulation and flocculation 凝固和絮凝
? filtration 过滤
125
Depending on type of
fruits and vegetables
some decrease may be obtained
Not fully effective
根据水果和蔬菜的类型，能有一定的消毒作
用，但并不能达到圆满的效果
Disinfection of fruits and
vegetables
（ 5）水果和蔬菜的消毒处理
126
High pressure technology
六、高压技术
127
? Hydrostatic pressure 1000 Mpa 流体静压
? Destruction of bacteria and fungi (90 % by 400 MPa for 5
min)
在 400 Mpa 下处理 5分钟能杀死 90％的细菌和真菌
? Resistance depends on pH and T
抵抗力取决 pH 和 T
? Acts uniformly and instantaneously
作用力均匀、瞬时
? Spores are resistant and tolerate pressure up to 1200 Mpa
芽孢能够抵抗和忍受的压力高达 1200 Mpa
128
某些说明
L革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌对压力更敏感
棒状菌比球状菌对压力更为敏感
延滞期的细胞比指数期的细胞更具有抗压性
不同菌种和同一菌种的不同菌株对压力敏感性
是不同的 。
129
某些说明
食品体系中的细胞比缓冲溶液中的细胞具有更强
的抗压性 。
在低 PH,高水分活度和有抗菌剂存在的条件
下加压, 能增加细菌的破坏 。
l 随着压力, 加压温度和时间的增加, 细菌
活性丧失量增加, 其中加压时间影响最小 。
l 加压后存活的细胞可能是亚致死损伤, 和
易受不利环境影响 （ 低 PH,抗菌剂, 再加压
,温和加热等 ） 。
130
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
1,抗菌特性
（ 1） 巴氏消毒法 （ 在低压范围内 ）
杀死和损伤细菌细胞, 病毒和噬菌体, 酵母和霉
菌, 和寄生虫和原生动物, 以及诱导细菌孢子
发芽 。
（ 2） 商业消毒 （ 在高压条件下 ）
破坏细菌孢子。
131
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
2,提高质量
（ 1） 提高果汁, 果酱和果冻的口感 。
（ 2） 改善水果产品和蛋黄的色泽 。
（ 3） 使肉嫩化 。
（ 4） 促进奶酪成熟 。
（ 5） 促进食品成分的反应 。
132
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
3,蛋白质改性
（ 1） 促进富含蛋白质食品的凝胶, 结构改变和
卷曲 。
（ 2） 使酶, 过敏原和毒素失活 。
（ 3） 使血液中的血红蛋白变色 。
（ 4） 增加蛋白质对酶活的敏感性 。
133
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
4,相变
（ 1） 迅速均匀地解冻食品 。
（ 2） 在 -20℃ 下贮存解冻食品 。
（ 3） 由于淀粉凝胶使种子和谷粒软化
（ 4）由于脂质熔点升高,调和巧克力,
134
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
5,气溶性和除杂
（ 1） CO2的饱和水溶液 。
（ 2）除去食品中的空气。
135
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
6,其他各方面的应用
（ 1） 增加细胞成分, 例如酶, 溶质和水等的抽
出物
（ 2） 使食品成分成凝结 。
（ 3） 食品表面用可食用膜, 和油脂胶囊包覆 。
（ 4）在吮吸贝类食品时，打开贝壳。
136
特点：
不破坏食品中的小分子物质，例如：维生素、矿
物质、风味物质和许多色素
137
Vacuum packaging
真空包装
Applied for fresh meat in combination
with refrigeration
结合 冷藏方法用于鲜肉保藏
Vacuum packaging
七,真空包装
138
Antimicrobial agents
八,抗菌剂
? Curing salts e.g nitrites
食品加工用盐，如：亚硝酸盐
? Bacteriocins e.g,Nisin
细菌素，如：尼生素
? Gas,e.g CO2 气体，如,CO2
? Organic acids / salts e.g benzoic,sorbic and
propionic acid
有机酸或盐，如：安息香酸，山 梨 酸和丙酸
139
Modified atmosphere packaging(MAP)
九,气调包装
20% to 40% carbon dioxide,20％～ 40％
二氧化碳含量
80% to 60% nitrogen,80%~60%
氮气的含量
combined with cold storage
与冷藏相结合
140
Smoking
十,烟熏
Combination of several factors,
几个因素的共同作用
? heat treatment 热处理
? drying 干燥
? antimicrobial agent in the smoke
烟雾中的抗菌剂
141
十一,超临界流动相挤压（ SCFX）
一项新颖的食品加工技术
增加食品中潜在的新鲜度
改善食品质构, 色泽, 风味
应用：即食谷类, 意大利面食, 糖果类产品等
科内尔大学发明
142
SCFX的特点
低于 100 oc的温度：防止传统湿度下的瞬间膨胀；
相对较缓的去水条件：原料保持 30-40%的相对湿度
既保护了热不稳定成分, 又减少了挤压舱和螺杆的磨
损 。
注入的超临界 co2主要是使淀粉产生一定量的泡沫体,
以保证产品在干燥后能具有 2-16倍的膨胀率 。
143
SCFX工艺优于蒸汽挤压技术
低剪切力
低操作温度
产品的无孔表面
微孔尺寸
分布的高度均一性
144
十二、其他新型加工技术
脉冲电场, X—射线
脉冲光, 紫外线
振荡磁场, 微波和无线电波频率
超声波, 欧姆加热和感应加热
高电压,组合
Resource from Book:Novel process and
control technologies in the food industries
145
Combinations of
food technologies
十三,食品工艺的组合
Combined technologies
组合工艺
? Milk pasteurization and aseptic packaging
牛奶的巴氏杀毒和无菌包装
? Hurdle technologies 栅栏技术
? fermentation,smoking
发酵，烟熏
? Refrigerated processed food of
extended durability (REPFED)
冷藏加工食品的长期保存
146
THE END！
Chap2
保证食品安全的食品加工
2
Food Properties
Food Spoilage and
Food Preservation
涉及内容,食品特征、食品腐败
和食品保藏
3
第一节 前言
4
1,Introduction (1)
Most food is produced
绝大多数的食品是要经过加工处理的
? Once or twice per year at harvests
每年在收获季节，可有一到两次的采收
? Far away from big cities
原料远离城市
5
2,Introduction (2)
Food is needed
“民以食为天”
? Every day
因为我们每天必须摄取一定量的食品
? In urban areas
尤其是在大城市，对食品的质量要求会更高
6
3,Introduction (3)
That is why there is a need for
这就是 为什么对以下两点有需要的原因
? Food preservation ? food industry
食品的保藏 ? 食品工业生产
? Food transportation ? food retail
食品的运输 ? 食品的零售
7
Historically,objectives of food
technologies have been,
自古以来，食品加工技术的目的在于：
? preservation of food
食品获得良好的保藏性
? rendering food more palatable and digestible
食品更加美味可口和容易消化吸收
4,Introduction (4)
8
In modern times,food technologies are applied with
the additional objectives,
在当代，食品加工技术还运用于以下几方面：
? developing new food products
开发新食品
? giving food desired functional properties
赋予食品更多的功效
? improving nutritional and organoleptic quality
提高食品的营养价值和口感
? ensuring safety
保证食品的安全性
5,Introduction (5)
9
6,Introduction (6)
Microorganisms in food are
食品中的微生物
? helpful,for fermentation
有益之处,发酵
? competitive,cause spoilage
竞争性, 导致食品腐败
? hazardous,cause foodborne disease
危害性,导致食源性疾病
10
To understand, 需要了解,
? how different food technologies can be used to prevent
spoilage and/or control hazards in foods
防止食品腐败和（或）控制潜在危害的食品加工技术不同
? the factors (parameters) which influence the process and
thus the safety of the final products
影响加工过程以及终产品安全的各种因素（参数）
? how to monitor these factors 如何监控这些因素
Objective
2,学习目标
11
第二节 保证食品安全的食品加工技术
12
Food technologies can be classified into those that,
食品加工技术可归纳成以下三类：
? render food safe 提高食品的安全性；
? control contaminants i.e,prevent growth of
microorganisms or production of toxin(s)
控制污染，即防止微生物生长或产生毒素
? prevent (re-) contamination 预防（二次）污染
Classes of food technologies
食品加工技术的类型
13
一、提高食品安全性的技术
（ 一）,Heat treatments加热处理
（二）、冷冻
（三）、辐照
（四）、化学消毒
（五）、高压技术
14
二、控制污染的技术
（一）温度（冷持、热持）
（二） pH（ 酸化、发酵）
（ 三）水分活度（盐腌、糖渍、干燥、冷冻）
（四）防腐剂（杀菌素、亚硝酸盐）
15
三、防止再次（二次）污染的技术
（一）包装技术
（二）设备消毒
（三）食品加工设备的卫生设计
16
一、影响食品安全的食品因素
1、温度
2、水分活度
3,pH
4,氧气
17
Temperature 温度
HotCold
C (Minimum) 最低温度
B (Optimum)最适温度
A (Maximum) 最高温度
How temperature affects growth
rate of a bacterial population
1、温度对细菌群落生长速率的影响
18
Growth of S,typhimurium
at different temperatures
不同温度下鼠伤寒沙门氏菌的生长
Time (Days) 天数
Lo
g
N
um
b
er
s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 1 2 3 4 5
25°
20°
15°
10°
19
Temperature range
for growth of pathogens
致病菌生长的温度范围
Temperature° C
Min,Opt,Max.
Salmonella 沙门氏菌 5 35 - 37 47
Campylobacter 弯曲杆菌 30 42 47
E,coli 大肠杆菌 10 37 48
S,aureus 金黄色葡萄球菌 6.5 37 - 40 48
C,botulinum (proteolytic) 10 50
肉毒梭状芽孢杆菌（蛋白质水解型）
C,botulinum (non - proteolytic) 3.3 25 – 37
肉毒梭状芽孢杆菌（非蛋白质水解型）
B,Cereus 蜡状芽孢杆菌 4 30 - 35 48 - 50
20
Temperature ° C
Min,Opt,Max.
Penicillium verrucosum 疣孢青霉 0 20 31
Aspergillus ochraceus 赫曲霉 8 28 37
Aspergillus flavus 黄曲霉 10 32 42
Fusarium moniliforme 串珠镰孢霉 3 25 37
Temperature range for grow of
toxigenic moulds
产毒素霉菌生长的温度范围
21
Mycotoxins in food
食品中的霉菌毒素
Mould 霉菌 Product 产品 Toxin(s) 毒素
Aspergillus flavus cereals,nuts aflatoxin
黄曲霉 谷类，坚果 黄曲霉毒素
Aspergillus parasiticus peanuts
寄生曲霉 花生
Fusarium graminearium cereals deoxynivalenon (DON)
镰刀菌 谷类 脱氧瓜蒌镰菌醇
Fusarium moniliforme cereals fumonism
串珠镰刀菌 谷类 串珠镰刀菌毒素
Aspergillus ochraceus cereals,ochratoxin
赫曲霉 谷类 赭曲霉素
Penicillium verrucosum coffee
疣孢青霉 咖啡
Fusarium graminearum cereals zearalenone
禾谷镰刀菌 谷类 玉米烯酮
22
0°
10°
36.5°
60°
72°
100°
BoilingPoint
沸点
PasteurisingTemperature
巴氏灭菌温度
Freezer 冷 冻
Fridge 冷藏箱
BodyTemperature
体温
Temperature zones
温度范围
SAFETY
安全温度
SAFETY
安全温度
DANGER
危险温度
23
Psychro trophic pathogens
嗜冷致病菌
? L, monocytogenes
单核细胞增生李斯特菌
? Y, enterocolitica
小肠结肠炎耶尔森氏菌
? C, botulinum type
肉毒梭状芽孢杆菌
24
? Water is required for the growth and metabolism of
microorganisms
水是微生物生长和新陈代谢必需的物质
? All the water in foods is not available for microorganisms
并非食品中的水分都能被微生物利用
? The degree of availability of water is measured by water
activity (a w )
用水分活度 a w 衡量有效水分的含量
? Chemical and enzymatic reactions are also affected by
availability of water
化学反应和酶反应也受有效水分的影响
Water activity
2,水分活 度
25
a w is the ratio of water vapour pressure of
food (p) to that of pure water (po) at the
same temperature.
a w指相同温度下，食品的水蒸汽压 P和纯水的蒸
汽压 P0之比。
a w = p/ po
0 < a w < 1
Water activity (definition)
水分活度 a w的定义
26
Water activity (3) 水分活度 a w
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Aw
Reaction rate
反应速率
Lipid oxydation 油脂氧化
Non-enzymatic
Browning 非酶褐变
Enzymatic activity
酶的活力
Growth of:
Moulds 霉菌
Yeasts 酵母
Bacteria 细菌
27
Minimum levels of aW permitting growth
( at near optimum temperatures )
微生物生长必需的最低水分活度 （在接近最适温度下）
Moulds Aspergillus chevalieri 曲霉 0.71
霉菌 Aspergillus ochraceus 曲霉 0.78
Aspergillus flavus 黄曲霉 0.80
Penicillium verrucosum 青霉 0.79
Fusarium moniliforme 串珠镰孢霉 0.87
Yeasts Saccharomyces rouxii 鲁氏酵母 0.62
酵母 Saccharomyces cerevisiae 啤酒酵母 0.90
Bacteria Bacillus cereus 蜡状芽孢杆菌 0.92
细菌 Clostridium botulinum (proteolytic) 0.93
肉毒梭状芽孢杆菌（蛋白水解型）
Clostridium botulinum (non-proteolytic) 0.97
肉毒梭状芽孢杆菌（非蛋白水解型）
Escherichia coli 埃希氏大肠杆菌 0.93
Salmonella 沙门氏菌 0.95
Staphylococcus aureus 葡萄球状杆菌 0.83
28
Range of aW in foods
and their microbial flora
食品中 aW的范围及其微生物菌群
aw range Foods Microbial flora
> 0.98
Fresh meats 鲜肉
Fresh fish 鲜鱼
Fresh fruits 鲜果
Fresh vegetables新鲜的蔬菜
Canned vegetables in brine
罐装盐水蔬菜
Canned fruit in light syrup
(<3.5 % salt,26% sugar)
低盐罐装水果（盐 <3.5%,糖 <26％）
(C,perfringens,
产气荚膜梭菌
Salmonella)
沙门氏菌
(Pseudomonas)
假单孢菌
0.93 -
0.98
Fermented sausages
发酵香肠
Processed cheese
加工干酪
Bread 面包
Evaporated milk 炼乳
Tomato paste 番茄酱
(10% salt,50% sugar)
（ 10％ 盐。 50％糖）
(B,cereus,蜡状杆菌
C,botulinum,肉毒梭菌
Salmonella 沙门氏菌 )
lactobacilli,bacilli and
Micrococci 乳酸菌，
芽孢杆菌，微球菌
29
Range of aW in foodsand and their microbial flora
aw range’
aw范围
Foods
食品
Microbial flora
微生物菌群
S,aureus葡萄球菌
Mycotoxinproducing moulds
能产生霉菌毒素的霉菌
Spoilage yeasts and moulds
腐败性酵母和霉菌
Dry fermented
sausages干燥发酵香肠
Raw ham 生火腿
(17% salt,saturated
sucrose)
（ 盐 17％，饱和蔗糖）
0.6 - 0.85 Xerophilic fungi喜旱真菌
Halophiles 嗜盐生物
Osmophilic yeasts
耐高渗透酵母
Dried fruit 干果
Flour 面粉
Cereals 谷类
Salted fish 咸鱼
Nuts 坚果
< 0.6 No growth but mayremain viable
不生长但能残存于其中
Confectionery糖果
Honey 蜂蜜
Noodles 面条
Dried egg,milk
干燥鸡蛋，牛奶
0.85-0.93
30
aw can be reduced by,
下述三种方法能减小 aw：
? Removing water (drying) 除去水分（烘干）
? Decreasing availability of water by crystalization
(freezing) 通过结晶（冷冻）减少有效水分
? Decreasing availability by binding water with water
binding agents e.g,salt,sugar
利用盐、糖这些亲水试剂与水分子的结合减少有效水分
Water activity (4)
水分活度
31
aw
1.00
0.99
0.98
0.96
0.94
0.92
0.90
0.88
0.86
Concentration of NaCl and glucose
at various aw values (at 25° C)
25° C时 不同浓度食盐和葡萄糖溶液的 aw
% w / w
Glucose 葡萄糖
0.00
8.90
15.74
28.51
37.83
43.72
48.54
53.05
58.45
% w / w
NaCl
0.00
1.74
3.43
6.57
9.38
11.90
14.18
16.28
18.18
32
pH values limiting the growth of pathogens
3,pH抑制致病菌的生长
pH
Min Max.
Escherichia coli 大肠杆菌 4.4 8.5
Salmonella typhi 沙门氏菌 4 - 4.5 8 - 9.6
Bacillus cereus 蜡状芽孢杆状菌 4.9 9.3
Clostridium botulinum 4.6 8.5
肉毒梭状杆菌
Staphylococcus aureus 4 9.8
金黄色葡萄状球菌
Saccharomyces cerevisiae啤酒酵母 2.3 8.6
Aspergillus flavus 曲霉菌 2.0 11.2
Fusarium moniliforme 镰刀菌 2.5 10.7
Penicillium verrucosum 青霉菌 2.0 10.0
33
pH and other factors pH和其它因素
Microorganisms can grow in lab media at a wider range
of pH than would occur in Foods
与在食品中相比，微生物在实验室培养基中能在更宽的 pH范围内生长
Here,other factors come into effect e.g,microbial
competition:
(这里，还存在其它因素的影响，如：微生物的竞争 )
? oxygen tension 氧气的压力
? storage temperature 贮藏温度
? reduced aw 降低 aw
? heat damage to cells during processing
加工过程中的热杀菌
34
pH
Acidification 酸化
?addition of vinegar 添加醋
Fermentation 发酵
?organic acid 有机酸
?competitive exclusion 排除竞争性
?antimicrobial agents 抗菌剂
35
pH of different foods 不同食品的 pH
Approximate pH ranges of some common food
commodities 常见食品的 pH范围
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
pH
Fermented shark发酵鲨鱼
Egg white蛋白
Fish 鱼类
Meat 肉类
Citrus fruits柑桔
Milk 牛奶
Soft drinks软饮料
Flour面粉 Vegetables蔬菜
Beer 啤酒
36
? Heat treatments 加热处理
? Irradiation 辐射
? Disinfection 消毒
? Freezing (parasites only)
冷冻（仅对寄生虫有效）
? High pressure technology 高压技术
Food technologies
that may kill certain microbes
可以杀死某些微生物的食品加工技术
37
Method of heating 加热方法
Cooking 烹调
baking / roasting 烘烤
Boiling 煮沸
Frying 油炸
Grilling 烧烤
Microwave
微波加热
pasteurization
巴氏杀菌
Sterilization
杀菌
Heating medium加热介质
Water 水
Air 空气
Water 水
oil 油
Air 空气
electromagnetic radiation
电磁辐射
heat exchanger / water
热交换器（水作为介质）
steam under pressure
高压蒸汽
二、加热处理
加热方法的分类
38
t
t = D,log No/N
No,Initial number of microorganisms
微生物的原始菌数
N,Number of microorganism at time t
经 t时间热处理后 微生物的残存菌数
Heat resistance is measured by the decimal reduction time D
耐热性是用指数递减时间（ D值）来测定的
-1
-2
-3 D
log N/No
0
T (℃ )
D value D值
39
Heat resistance (1) 耐热性
Vegetative organism 活微生物
Escherichia coli 大肠杆菌
Salmonella spp 沙门氏菌属
Salmonella typhimurium 鼠 伤寒沙门氏菌
Salmonella senftenberg 桑夫顿堡 沙门氏菌
Staphylococcus aureus 葡萄球菌
Listeria monocytogenes 李斯特单胞菌
Campylobacter jejuni 弯曲杆菌
4
1.1
0.1
0.02-0.25
0.056
0.8-1.0
0.2-2.0
D,values (min)
5.0-8.3
65℃55℃ 60℃
40
Heat resistance (2)
C,botulinum type A and B
肉毒梭状芽孢菌 A 型和 B型
C,botulinum type E
肉毒梭状芽孢菌 E型
C,perfringens
产气夹膜 梭状芽孢菌
C,sporogenes
生孢芽孢 梭菌
Bacillus cereus
蜡状芽孢杆菌
50
0.3-20
5
Bacterial
endospores
细菌芽孢
< 1 sec
100℃
0.1-0.2
0.1-1.5
110℃ 121℃
D values (min)
41
Heat resistance ( D-value ) is influenced by many factors,e.g,
耐热性（ D值）受许多因素的影响，例如：
? type or strain of microorganism 微生物的类型或种类
? physico - chemical parameters of the medium e.g,water
activity,pH,composition
培养基 的物理 -化学参数，比如：水分活度、酸碱度以及组
成成分等
? age of the cells or state of growth
细胞的年龄或其生长的状态
Heat resistance (3)
42
Heat resistance (4)
Medium 培养基
Heart infusion broth
(pH = 7.4; aw = 0.99)
Heart infusion broth+ NaCl
(pH = 7.4; aw = 0.90)
Heart infusion broth+ Sucrose
(pH = 7.4; aw = 0.90)
D60 - value
Salmonella senftenberg
沙门氏菌
6.1
2.7
75.2
43
Heat treatment
热处理
Holding temp.
杀菌温度
Minimal lethal temp.
最低热致死温度
Holding time
恒温时间Start of heating effect热处理开始时间
End of
heating effect
热处理结束时间
T
t
44
Effects on proteins and vitamins
对蛋白质和维生素的影响
Protein degradation 蛋白质降解
Non - enzymatic browning 非酶促褐变
Lipase 脂肪
Thiamin 硫胺 (维生素 B1)
Vitamin C 维生素 C
D121 (min)
5
0.4 - 40
1.2 - 1.7
38 - 380
245
45
Pasteurization schemes
1,巴氏杀菌法
Low temperature,63℃ for 30 min
低温 巴氏 杀菌,63℃,保持 30分钟
High temperature:72℃ for 15 sec
高温巴 氏 杀菌,72℃,保持 15秒
Ultra-high temperature:135℃ for 1 sec
超高温巴 氏 杀菌,135℃,保持 1 秒
46
Temperature gradient in hamburger
汉堡包中温度梯度变化图
50
1 0 0
1 5 0
2 0 0
Te mpe r a t ure
(
o
C)
9 0 0 1 8 0 0 2 7 0 0 3 6 0 0 T i m e (s )
Raw m e a t
Crumb
3.5 mm
3 mm
4 mm
c e n t re
s u rf a c e
Co ok e d
zone
Crust
47
Heat is generated by friction of water molecules
under the influence of electromagnetic waves (500
MHz to 10 GHz)
在电磁波的作用下，水分子相互摩擦产生热量
Rapid but non - uniform heating (cold and hot spots)
加热速度快，但不均匀（存在冷点和热点）
Microwave treatmen
2,微波处理
48
Freezing
三,冷冻处理
49
Effective against parasites, 对寄生虫的影响
Critical limit, - 18℃ for minimum 24 to 48 h
临界限,- 18 ℃,至少要保持 24 ~ 48 h，才能杀死寄生虫
No or minimal effect on,
下列情况下，冷冻处理的影响很小或是根本没有
? survival of Bacteria and viruses
残存的细菌和病毒
? enzymatic activity (polyphenol oxidase,lipase)
酶的活性（比如：多酚氧化酶和脂肪酶）
作用：
50
irradiation
四、辐射
51
Gamma rays γ射线
produced during decay of radioactive isotopes Cobalt
60,Cesium 137 Good penetration power
钴 60和铯 137放射性同位数衰变时所产生的能量称为 γ射线，该
射线是波长非常短的电磁波束，能量较高,穿透物质的能力
很强。
High energy electron beams 高能量电子束
produced by accelerators, low penetration
由加速器产生，穿透物质的能力较低
X rays X射线
highest penetration power 穿透物质的能力较 高
Food irradiation (1)
1、食品辐射保藏
52
Low - dose irradiation
低剂量辐射处理
Low – dose 低剂量
(up to 1 kGy)
Inhibition of sprouting
抑制发芽
Insect disinfestation and
parasite disinfection
杀死昆虫和寄生虫
Delay of physiological
processes (e.g,ripening)
延迟生理过程
（比如：过熟）
Products irradiated
被辐射的产品
Potatoes,onions,garlic,etc.
西红柿、洋葱、大蒜等
Cereals and pulses,fresh
and dried fruits,dried fish
and meat,fresh pork
谷物、鲜果、干果以及
干鱼、肉和新鲜猪肉
Fresh fruits and vegetables
新鲜水果和蔬菜
Dose (kGy)
剂量
0.05 - 0.15
0.15 - 0.5
0.5 - 1.0
53
Medium - dose irradiation
中等剂量辐射处理
Medium-dose 1-10 kGy
中等剂量
Dose (kGy)
剂量
Products irradiated
辐射的产品
Extension of shelf-life
延长货价寿命 1.0 - 3.0
Fresh fish,strawberries,
鲜鱼和草莓等
etc.
Elimination of spoilage
and pathogenic消除腐败微
生物和致病菌
microorganisms 1.0 - 7.0
Fresh and frozenseafood,raw or frozen
poultry and meat,etc.
新鲜的和冷冻的海产品以
及冷冻的家禽和肉等
Improving technological
properties of food
提高食品的品质
2.0 - 7.0 Grapes (increasing juiceyield),
dehydratedvegetables (reduced
cooking time),etc.
葡萄（提高出汁率）和脱水
蔬菜（减少烹调时间）等
54
High - dose irradiation
高剂量辐射处理
High-dose (10-50 kGy)
高剂量辐射
Dose (kGy)
剂量
Products irradiated
被辐射的产品
Sometimes industrial
sterilization
(in combination with
mild heat treatment)
有时应用于工业化杀菌
（与轻微加热处理方法结合）
30 - 50
Meat,poultry,seafood,prepared
foods,sterilised
hospital diets
肉、家禽、海产食品和制备
食品、经过杀菌的医院食品
Decontamination of
certain food additives
and ingredients
消除某些食品添加剂和
成分 的污染
10 - 50 Spices,enzyme preparations
调味品和酶的制备
55
Necessary dose
最低剂量
Parasites 寄生虫
1.0 kGy
Bacteria 细菌
1-7 kGy
Viruses 病毒
> 30 kGy
Parasites 寄生虫
G – Bacteria
革兰氏阴性细菌
G + Bacteria,moulds
革兰氏阳性细菌，霉菌
Spores,yeasts孢子和酵母
Viruses 病毒
Sensitivity of microorganisms
微生物的敏感性
+
56
Food irradiation at any dose has been assessed by IAEA,
FAO and WHO as safe 国际原子能组织、国际粮农组织以及
世界卫生组织对各种剂量处理的辐射食品进行了评估，认为它具
有安全性
Macronutrients and essential minerals are not affected by
food irradiation食品辐射处理不影响其中存在的常量营养元素
和必需矿物质
Certain vitamins e.g,thiamine and tocopherols are sensitive,
but the loss is small (10 - 20 % or less) and comparable to
thermal processing or drying 某些维生素，如维生素 B1和维
生素 E,对辐射敏感。但是，与加热和干燥法相比，其损失量很
小（ 10~20 % 或者更少）
Food irradiation (2)
食品辐射处理
57
一、
辐照在保障食品安全中的应用
58
59
（一）在脱水蔬菜中的应用
60
杨宗渠,2003
61
杨宗渠,2003
62
D10值越大越不容易杀死
脱水蔬菜辐照杀菌处理剂量一般为 6kGy左右
63
（二）在肉类保藏中的应用
64
特点：
能杀死肉制品中的致病菌、寄生虫等食源性病原
物
无化学物残留，不损及食品感官指标
对肉制品的营养成分及风味影响小
畜禽肉制品、水产类肉制品中
65
食品辐照保鲜技术，是利用电离辐射产生的射线
穿过食品时以强大的能量将食物表面和内部的
微生物杀死。
延长了食品，特别是肉制品的货架期。
辐照基本不用升温就能达到灭菌的效果
一种冷加工技术
66
优点：
1、最大限度地保持了营养成分
蟹肉辐照后，对氨基酸影响并不显著（使部分蛋
白酶失活，降低了氨基酸的分解。）
67
2、保持肉类食品原有的感官指标
辐照下真空包装和充气包装的无骨猪肉的风味、质
构、香气时，发现在辐照剂量 ≤3.85kGy 时，冷
冻、冷藏猪肉的香气、质构、风味变化影响最小
。
消费者对剂量 ≤2.5kGy辐射猪肉的接受程度与对照
组在汁液、新鲜度、韧度上无任何区别。
8kGy的辐照剂量处理后，真空包装的卤鸭在 5 个月
的保质期中各项感官指标正常。
68
3、辐照杀菌谱广
沙门氏菌
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
旋毛虫
69
应用领域,
冷却肉类食品
熟肉制品
70
应用例子：
微波烤虾：
2kGy辐照处理的微波烤虾在短期（ 1-5d） 贮藏
能保证色泽、品质和滋味；杀菌不彻底
杨性民,2003
71
（三）食品添加剂
72
杨宗渠,2003
73
（四）保健食品
74
75
二、
辐射食品的安全性评价
76
主要内容
（ 1）放射安全性，无可检测放射性和无有害辐射产品
（ 2）微生物安全性，无致病菌及其分泌的毒素
（ 3）营养充足，避免营养价值的过度损失
（ 4）毒理安全性
77
（一）放射安全性
Co-60和 Cs-137发出的射线
小于或等于 10Mev的能量加速的电子流
小于或等于 5Mev的能量的 X-射线
不会产生放射性
78
自由基问题：
电离辐射能诱发食品中的化学反应，例如高反应
活性自由基的形成。
在水分存在的条件下，自由基的寿命很短。
辐射食品在到消费者手中仍含有或存在自由基是
不可能的。
79
香料和调味料中，自由基比较稳定，不会很快消
失。
烹调和罐装 也会产生自由基
80
辐解产物
来源：
食品组分（脂肪，蛋白质，碳水化合物）
影响因素：
辐射食品的水和状态
使用的辐照剂量
辐射时食品的温度
环境氧气
81
1、碳水化合物辐解产物
1、碳水化合物的辐射分解间接来源于：羟基自
由基的间接反应，最初是和 C-H键反应
太少，不值得去关注
脂肪和蛋白质的存在，对碳水化合物的破坏有一
定的保护作用
82
2、蛋白质辐解产物
来源：羟基自由基与氨基酸和蛋白质之间的反应，包括：
脱氨
脱羧
巯基的氧化
二硫键的减少
氨基酸残基的改性
多肽链的裂解和聚合
*形成的少量挥发性物质：苯，甲苯，甲基硫化物，二甲基硫化物，氢硫化
物，乙醛，甲基硫醇和氨水
83
3、脂肪辐解产物
影响因素：
脂肪含量
脂肪酸的性质
吸收的辐射能
温度、氧气的存在与否
*主要产物（不论氧气有或无）：烃，乙醇，醛和酯
，自由脂肪酸，二聚体，氢气，二氧化碳，一氧
化碳。
*当氧气存在时：酮及大量的二聚体
84
4、维生素辐解产物
由各自的初级和次级自由基反应决定
维生素如 A（ 视黄醇）,C（ 抗坏血酸）,E（ 生育酚）
,B12（ 钴铵素）,B1（ 硫胺）,B5（ 烟酸）与许多
有机官能团（包括过氧基团）反应活跃
B6,B2,D3。 B族复合物（泛酸）和 H（ 生物素），对
许多自由基而言，并不活泼，相对比较稳定。
85
牛肉，鸡肉，猪肉的辐解产物从本质上讲是相同的
，辐射的肉中的脂肪含量成为辐解产物数量的决
定性因素
在先后经 γ-射线或电子辐射（大约 -30℃, 56kGy）
,预煮，真空包装的牛肉中检测到 65种挥发性和
不挥发性物质，浓度范围从 1到 700ug/kg,总产
量为 9mg/kg。
86
BFIFC建议，占每天膳食的 0.01%的食品组分（
如调味料），在辐射剂量低于 1kGy处理的食
品和辐射剂量高达 50kGy处理的食品一样，对
于人类消费是安全的而无需进行毒理实验
87
（二） 生物安全性
2到 7kGy的中等剂量的辐射，足以杀死致病菌。
达 50kGy的高辐射剂量可根除有高抗性
Clostridium botulinum的孢子
88
当食品受到的辐射剂量不足以杀菌，一些微生物将存活
下来,其后果：
辐射对食品中微生物菌丛的选择性提高。
2,存活微生物的突变几率提高。
3,重复使用亚致死的辐射剂量从而使对辐射的抗性提高
4,辐射后，微生物的鉴定特征可能发生改变，从而导致
种类或菌株不能正确的鉴别。
5,产毒细菌或霉菌的毒素形成量提高。曾有报导，当
Aspergillus flavus,Asperillus parasiticus的孢
子，或这些孢子形成的菌落经辐射后，黄曲霉毒素
的产量会提高。
89
世界卫生组织认为：
没有理由认为食品辐射与应用于食品加工的常规
技艺有所不同，不需要控制
90
（三） 充足的营养
大量营养素（蛋白质，碳水化合物，脂肪）和微
量营养素（维生素）
----影响食品的营养价值
91
变化的本质和程度依赖于：
食品的类型及其组成
应用的辐射剂量
修饰因素,如温度
处理中氧气的存在与否
以后的处理和储藏
92
对大量营养素的影响
辐射；
10kGy辐射剂量对小麦，玉米，燕麦粉中的氨基
酸没有明显变化。
25kGy时，小麦粉，玉米粉，燕麦粉中蛋氨酸的
损失量分别为 39%,26%,31%。
玉米粉中半胱氨酸的损失量为 33%，但是另外两
种谷物中没有损失。
93
5.0kGy剂量 γ-射线
小麦和玉米中赖氨酸，甲硫氨酸，半胱氨酸，苯丙
氨酸，酪氨酸，异亮氨酸的损失量可达 10%到
20%。
豆类中必需氨基酸的下降总体上比谷物要低
94
预煮的牛肉在温度范围为 -40℃ 到 -9℃,受到辐射剂量
从 47kGy到 71kGy的 γ-射线或电子流辐射，并立即于
室温下储藏 15个月，甲硫氨酸，半胱氨酸，及色氨酸
（这三种氨基酸被认为对电离辐射最敏感）没有明显
的破坏。
蛋白质的利用系数也没有受到影响。
95
微波烤虾：
采用辐照处理，杀菌效果随剂量增加而显著
辐照对蛋白质、氨基酸总量略有影响
减少幅度为 5%左右
96
剂量为 6kGy,8kGy辐照杀菌能有效降低微波烤虾
腐败微生物含量
常温保存 6个月后，甘氨酸明显降低，造成虾肉鲜
味不足
97
对维生素的影响
敏感性：
水溶性维生素,B1对辐射最敏感，其次是 C，
B6,B2,叶酸，烟酸,B12。
脂溶性维生素,E最易受电离辐射影响，其次是
胡萝卜素，维生素 A,D,K。
98
维生素对辐射的敏感度的影响因素：
食品组分
辐射条件（例如，剂量，温度，氧气的存在与否）
99
杨宗渠,2003
100
降低损失的方法：
排空气法
低温
101
从营养学的观点看，在评估辐射食品的卫生性时，应
考虑到以下几点：
（ 1）营养的损失程度和食品对整个膳食营养摄入量
的贡献
（ 2）食品对一个国家特定地区居民及任何特殊人群
或年龄群的膳食的重要性
（ 3）维生素的积累损失，例如，在整个加工及烹调
过程中
102
（四） 毒理性
FAO/IAEA/WHO专家联合会议认为；
总平均辐射剂量达 10kGy处理过的辐射食品不会
产生任何毒理性危害
动物实验结论
103
人体实验：
1、人体食用辐射剂量为 30kGy处理的食品的 10
个志愿者小组中，临床和实验室检测并没有发
现任何明显的异常
Kraybill报导
104
2、一组年轻男士在食用含有 54种不同的辐射食品
（鱼，肉，水果，蔬菜，谷物食品，杂食）,15
天。
食品的辐射剂量范围为 0.1到 40kGy。
在研究前和研究期间及研究结束后一年进行的身体
检查和实验室临床检测，没有任何与食用辐射食
品有关的负面影响。
105
3、在中国,439个志愿者所参与的 8个实验中，食
用为期 7-15个星期的占膳食总量的 60-66%的辐射
食品（ 0.2-8.0kGy,大米，土豆，花生，蘑菇，
中国腊肠，肉，蔬菜，及普通谷类）。
在实验和对照组中，在临床的毒理检测和外围的血
液淋巴细胞中没发现任何明显的差别 。
106
4、辐射剂量为 25kGy处理的食品，多年来一直
用作 宇航员 或 因免疫系统有缺陷而服用细胞毒
素药物 或 器官移植的病人的 特殊膳食。
没有报导会产生营养方面或毒理方面的负面影响
107
毒性结论：
在良好操作规范条件下，在商业允许的剂量下处
理的辐射食品对人类健康无任何危害
108
三、
辐射食品的检测
109
状况：
目前，没有一种切实可靠的单一程序来检测所有
的辐射食品。
不同的食品建议用不同的方法。
110
检测方法：
1、电子自旋共振光谱
检测：辐射食品所包含的刚性材料如小石头，脱落
的壳，和种子；（最好的方法）
2、热荧光技术
检测：草，香料及干制食品组分；
111
3、来源于脂肪的挥发性碳氢化合物及 2-烷基环丁烷的鉴
定；用于：含脂肪食品
4,o-酪氨酸方法
检测：含蛋白质食品（鸡肉，猪肉，鱼肉，虾）；
5、通过黏度来对香料及香草检测
112
国际上辐照食品的发展特点
近年来，在 FAO/IAEA/WHO 3个国际组织的倡
导下，辐照食品逐步转向商业化，食品辐照技
术正加快向食品工业转移
113
主要特点,
1,从法律上清除了辐照食品国际贸易上的障碍
。
2,进出口食品检疫日益受到重视，特别是溴甲
烷一类化学熏蒸剂因潜在致癌危险而禁用后，
辐照检疫已成为优先技术。对于发展中国家来
说，用辐照处理以提高食品的卫生质量并增强
国际市场的竞争能力已是一种有效方法。
114
3,采用辐照处理以提高食品的卫生质量和减少食
源性疾病的发生已逐步成为人们的共识。
4,食品的辐照技术正积极的向食品工业转移。
5,国际上对辐照食品的批准正转向类别化。
115
管理组织：
联合国粮农组织（ FAO）
国际原子能协会（ IAEA）
世界卫生组织（ WHO）
关于辐射食品召开的几次联合专家会议（ KECFI）
116
目前辐射食品的认可批准情况
世界批准辐射食品供人食用的国家依次为：
前苏联、加拿大、美国
截止 1995年，世界上已有了 38个国家批准辐射
食品。
我国政府自 1984年以来，已批准了 18种辐射食
品
117
Produced by mercury lamps Limited penetration
Useful for destroying microorganism in air,
surfaces and in thin liquid films
Most effective against vegetative bacteria >yeast >
bacterial spores > mould spores
水银灯产生的紫外线具有一定的穿透能力，可有效杀死空气
中、物品 表面 和液体 薄膜 上的微生物。
紫外辐射对活体组织的作用效果如下：
细菌 >酵母 >细菌芽孢 >霉菌孢子
UV – radiation
2,紫外辐射
118
Chemical disinfection
五、化学消毒
119
Example of application
需要消毒的对象
Water 水
Fruits and vegetables
水果和蔬菜
Surfaces and equipment
物质表面和设备
Example of disinfectant agent
消毒剂
chlorine 氯
hypochlorite 次氯酸盐
dioxide 二氧化氯
iodine 碘酒
chloramines 氯胺
ozone 臭氧
消毒剂
120
Efficacy of different disinfectants on pathogens
is measured by the C, t value required to
achieve 99 % reduction or inactivation of
microorganisms
利用 C, t值评价各种消毒剂杀灭致病菌的功效。
C, t值指杀死或钝化 99%微生物。
Disinfection of water
1,水的消毒
121
Organism C.t value (mg.min/l ) for 99% inactivation
by chlorine at 5℃ and pH 6-7
微生物 在 5℃ 和 pH 6~7下，氯化水钝化 99％微生物的
C.t 值 (mg.min/l )
E, coli 大肠杆菌 0.034 - 0.05
Hepatitis A virus 肝炎 A病菌 1.8
Poliovirus type 1 1.1 - 2.5
脊髓灰质炎病毒（类型 1）
Rotavirus 轮状病毒 0.01 - 0.05
G, lamblia cyst 47 - 150
C, parvum 小棒杆菌 7200
Chlorination of water (1) 氯化水处理
122
Efficacity depends on purity,
消毒效率取决于纯度：
Median 半混浊度, < 1 NTU
Maximum in single simple,5 NTU
在纯样品中的最大浊度, 5 NTU
Chlorination of water (2)
（ 2）氯化水处理
123
Chlorination of water (3)
（ 3） 水的消毒
The normal conditions for chlorination,
氯化处理的标准条件：
1） free resid,Chlorine ≥ 0.5 mg / l
残留的游离氯气含量
2） contact time minimum 30 minutes
最低接触时间为 30分钟
3） pH < 8
4） water turbidity < 1 NTU
水的浑浊度
124
To eliminate parasites and decrease
turbidity,chlorination is combined with,
为了消灭寄生虫，减少浑浊度，可将氯化处理
与下述方法结合使用：
Chlorination of water (4)
（ 4） 水的消毒
? coagulation and flocculation 凝固和絮凝
? filtration 过滤
125
Depending on type of
fruits and vegetables
some decrease may be obtained
Not fully effective
根据水果和蔬菜的类型，能有一定的消毒作
用，但并不能达到圆满的效果
Disinfection of fruits and
vegetables
（ 5）水果和蔬菜的消毒处理
126
High pressure technology
六、高压技术
127
? Hydrostatic pressure 1000 Mpa 流体静压
? Destruction of bacteria and fungi (90 % by 400 MPa for 5
min)
在 400 Mpa 下处理 5分钟能杀死 90％的细菌和真菌
? Resistance depends on pH and T
抵抗力取决 pH 和 T
? Acts uniformly and instantaneously
作用力均匀、瞬时
? Spores are resistant and tolerate pressure up to 1200 Mpa
芽孢能够抵抗和忍受的压力高达 1200 Mpa
128
某些说明
L革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌对压力更敏感
棒状菌比球状菌对压力更为敏感
延滞期的细胞比指数期的细胞更具有抗压性
不同菌种和同一菌种的不同菌株对压力敏感性
是不同的 。
129
某些说明
食品体系中的细胞比缓冲溶液中的细胞具有更强
的抗压性 。
在低 PH,高水分活度和有抗菌剂存在的条件
下加压, 能增加细菌的破坏 。
l 随着压力, 加压温度和时间的增加, 细菌
活性丧失量增加, 其中加压时间影响最小 。
l 加压后存活的细胞可能是亚致死损伤, 和
易受不利环境影响 （ 低 PH,抗菌剂, 再加压
,温和加热等 ） 。
130
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
1,抗菌特性
（ 1） 巴氏消毒法 （ 在低压范围内 ）
杀死和损伤细菌细胞, 病毒和噬菌体, 酵母和霉
菌, 和寄生虫和原生动物, 以及诱导细菌孢子
发芽 。
（ 2） 商业消毒 （ 在高压条件下 ）
破坏细菌孢子。
131
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
2,提高质量
（ 1） 提高果汁, 果酱和果冻的口感 。
（ 2） 改善水果产品和蛋黄的色泽 。
（ 3） 使肉嫩化 。
（ 4） 促进奶酪成熟 。
（ 5） 促进食品成分的反应 。
132
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
3,蛋白质改性
（ 1） 促进富含蛋白质食品的凝胶, 结构改变和
卷曲 。
（ 2） 使酶, 过敏原和毒素失活 。
（ 3） 使血液中的血红蛋白变色 。
（ 4） 增加蛋白质对酶活的敏感性 。
133
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
4,相变
（ 1） 迅速均匀地解冻食品 。
（ 2） 在 -20℃ 下贮存解冻食品 。
（ 3） 由于淀粉凝胶使种子和谷粒软化
（ 4）由于脂质熔点升高,调和巧克力,
134
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
5,气溶性和除杂
（ 1） CO2的饱和水溶液 。
（ 2）除去食品中的空气。
135
流体静力压加工技术在食品中潜在应用
6,其他各方面的应用
（ 1） 增加细胞成分, 例如酶, 溶质和水等的抽
出物
（ 2） 使食品成分成凝结 。
（ 3） 食品表面用可食用膜, 和油脂胶囊包覆 。
（ 4）在吮吸贝类食品时，打开贝壳。
136
特点：
不破坏食品中的小分子物质，例如：维生素、矿
物质、风味物质和许多色素
137
Vacuum packaging
真空包装
Applied for fresh meat in combination
with refrigeration
结合 冷藏方法用于鲜肉保藏
Vacuum packaging
七,真空包装
138
Antimicrobial agents
八,抗菌剂
? Curing salts e.g nitrites
食品加工用盐，如：亚硝酸盐
? Bacteriocins e.g,Nisin
细菌素，如：尼生素
? Gas,e.g CO2 气体，如,CO2
? Organic acids / salts e.g benzoic,sorbic and
propionic acid
有机酸或盐，如：安息香酸，山 梨 酸和丙酸
139
Modified atmosphere packaging(MAP)
九,气调包装
20% to 40% carbon dioxide,20％～ 40％
二氧化碳含量
80% to 60% nitrogen,80%~60%
氮气的含量
combined with cold storage
与冷藏相结合
140
Smoking
十,烟熏
Combination of several factors,
几个因素的共同作用
? heat treatment 热处理
? drying 干燥
? antimicrobial agent in the smoke
烟雾中的抗菌剂
141
十一,超临界流动相挤压（ SCFX）
一项新颖的食品加工技术
增加食品中潜在的新鲜度
改善食品质构, 色泽, 风味
应用：即食谷类, 意大利面食, 糖果类产品等
科内尔大学发明
142
SCFX的特点
低于 100 oc的温度：防止传统湿度下的瞬间膨胀；
相对较缓的去水条件：原料保持 30-40%的相对湿度
既保护了热不稳定成分, 又减少了挤压舱和螺杆的磨
损 。
注入的超临界 co2主要是使淀粉产生一定量的泡沫体,
以保证产品在干燥后能具有 2-16倍的膨胀率 。
143
SCFX工艺优于蒸汽挤压技术
低剪切力
低操作温度
产品的无孔表面
微孔尺寸
分布的高度均一性
144
十二、其他新型加工技术
脉冲电场, X—射线
脉冲光, 紫外线
振荡磁场, 微波和无线电波频率
超声波, 欧姆加热和感应加热
高电压,组合
Resource from Book:Novel process and
control technologies in the food industries
145
Combinations of
food technologies
十三,食品工艺的组合
Combined technologies
组合工艺
? Milk pasteurization and aseptic packaging
牛奶的巴氏杀毒和无菌包装
? Hurdle technologies 栅栏技术
? fermentation,smoking
发酵，烟熏
? Refrigerated processed food of
extended durability (REPFED)
冷藏加工食品的长期保存
146
THE END！
