第五章 食品的化學、腌制、煙熏保藏

學習要求：1、掌握食品化學保藏的有關概念、原理及應用原則；2、熟悉常用防腐劑和抗氧劑的種類和使用方法。3、掌握食品腌制的基本原理4、掌握常用食品腌制劑的種類及其作用5、熟悉各類食品的腌制方法6、掌握煙熏的成分與作用；熟悉食品的煙熏方法食品化學保藏---在食品生產(chǎn)和貯運過程中使用化學制品來提高食品耐藏性和盡可能保持其原有品質(zhì)的措施。其主要任務是保持食品品質(zhì)和延長保藏時間。特點：在室溫條件下延緩食品的腐敗變質(zhì)；方法簡單、經(jīng)濟實惠；第一節(jié)食品的化學保藏一、概述

食品及其原料在生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售中，因自身具有豐富的營養(yǎng)，使微生物能在食品中生長繁殖使食品腐敗，食品中油脂與其他成分的氧化導致食品品質(zhì)劣變。食品添加劑：為改善食品品質(zhì)和色、香、味、形、營養(yǎng)價值以及為保存和加工工藝的需要而加入食品中的化學合成或者天然物質(zhì)。

食品添加劑的使用不能改善低質(zhì)食品的品質(zhì)，食品添加劑只能限量使用，應按照食品衛(wèi)生標準規(guī)定控制用量。因此，可以用來作為化學保藏的食品添加劑主要有防腐劑、抗氧化劑，統(tǒng)稱為食品保藏劑。1、食品添加劑食品保藏劑的分類和作用按來源分為天然和人工合成兩類；按種類分為防腐劑、殺菌劑、抗氧化劑。分類防腐劑---能抑制微生物生長但不能殺滅微生物；殺菌劑---能夠殺滅微生物；抗氧化劑---防止氧化反應發(fā)生。作用2、食品防腐劑和抗氧化劑的使用問題（1）經(jīng)過安全性毒理學評價證明在使用限量內(nèi)長期使用對人體安全無害。（2）不影響食品感官理化性質(zhì)，對食品營養(yǎng)成分不應有破壞作用。（3）應有嚴格的衛(wèi)生標準和質(zhì)量標準。（4）在達到一定使用目的后，經(jīng)加工、烹調(diào)或儲存時，能被破壞或排除。（5）不得用來掩蓋食品的缺陷或作為偽造的手段。不得使用非定點生產(chǎn)廠、無生產(chǎn)許可證及污染或變質(zhì)的產(chǎn)品。二、食品防腐劑加入食品中能抑制微生物，防止或延緩食品腐敗變質(zhì)的食品添加劑叫作防腐劑（抑菌劑）。1、食品防腐劑應具備的條件衛(wèi)生安全、使用有效、不破壞食品的固有品質(zhì)少量使用就能達到防腐要求不會對生產(chǎn)設備和包裝容器等發(fā)生不良化學反應熱敏性不能太強，否則容易受熱分解使用過程中不對工作人員健康造成明顯傷害，如皮膚的腐蝕，呼吸道粘膜和眼睛的刺激等大量使用不會污染環(huán)境。有機防腐劑（合成有機防腐劑、天然有機防腐劑）苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、對羥基苯甲酸酯、丙酸鹽類等。無機防腐劑亞硫酸及其鹽類、硝酸鹽及亞硝酸鹽、雙氧水、二氧化碳等。2、常用化學防腐劑及其作用機理（1）合成有機防腐劑①苯甲酸和苯甲酸鈉-廣譜性抑菌劑作用機理：使微生物細胞的呼吸系統(tǒng)發(fā)生障礙，阻礙細胞膜的正常生理作用。起作用的是苯甲酸分子。苯甲酸對酵母的影響大于霉菌的影響，但對細菌效力極弱；使用條件：酸性條件，pH<5時抑菌效果較好。使用量：FAO和WHO規(guī)定，苯甲酸的ADI為0-5mg/kg。我國規(guī)定在醬油、醋等食品中，其最大使用量為0.2-1g/kg，濃縮果汁中最大使用量為2g/kg，用量以苯甲酸計。使用范圍：液體食品如醬油、醋、果汁、果醬、果酒、汽水等。毒性：苯甲酸進入機體后，大部分在9～15h與甘氨酸或葡萄糖醛酸結(jié)合生成馬尿酸，從尿液中排出，不會在體內(nèi)蓄積，安全系數(shù)較高。但苯甲酸及其鈉鹽可引起過敏性反應，對皮膚、眼睛和黏膜有一定的刺激性。苯甲酸鈉還能引起腸道不適，味道不良，近年使用有減少的趨勢。使用方法：苯甲酸難溶于水，所以一般都使用其鈉鹽，苯甲酸鈉用水溶解，加入食品中攪拌均勻即可。若必須使用苯甲酸，可先用適量乙醇溶解后再用。

作用機理：損害微生物細胞中脫氫酶系統(tǒng)，使分子中的共軛雙鍵氧化，產(chǎn)生分解和重排。對霉菌、酵母菌、好氣性微生物有明顯的抑制作用，起作用的是山梨酸分子。使用條件：酸性條件，pH<6時抑菌效果較好。使用量：FAO和WHO規(guī)定，山梨酸的ADI為0-25mg/kg。我國規(guī)定在醬油、醋、果醬、奶油等食品中，其最大使用量為1g/kg。使用范圍：各種液體食品和固體食品。②山梨酸和山梨酸鉀使用方法：山梨酸溶解于乙醇或NaHCO3，難溶于水，所以多用其鉀鹽，用水溶解，加入食品中攪拌均勻即可。毒性：山梨酸是一種不飽和脂肪酸，山梨酸在人體內(nèi)參與正常的代謝活動，最后被氧化為二氧化碳和水，是國際公認的無害食品防腐劑。作用機理：與苯甲酸基本相同，使微生物細胞呼吸系統(tǒng)和電子傳遞酶系統(tǒng)的活性受抑制，并能破壞微生物細胞膜的結(jié)構(gòu)，從而起到防腐效果。其效力強于苯甲酸和山梨酸，起作用的是未解離的分子。使用條件：pH4-8時抑菌效果較好。使用量：FAO和WHO規(guī)定，其ADI為0-10mg/kg。我國規(guī)定在醬油中，其最大使用量為0.25g/kg；在醋中，最大用量為0.1g/kg。使用范圍：各種液體食品和固體食品。③對羥基甲酸酯（尼泊金酯）-廣譜性抑菌劑使用方法：溶解于乙醇。毒性：對羥基苯甲酸酯在人體內(nèi)代謝的途徑和苯甲酸相似，毒性比苯甲酸低。其毒性與分子中烷基鏈的長短有關，烷基鏈短者毒性大，因此對羥基苯甲酸酯很少作為食品防腐劑使用。以上三種防腐劑安全性順序為：山梨酸類>對羥基苯甲酸酯類>苯甲酸類。從防腐效果來看，大體上對羥基苯甲酸酯類的抗菌作用比山梨酸和苯甲酸強。但對羥基苯甲酸酯類水溶性差，使用時通常將它們?nèi)苡跉溲趸c、乙酸或乙醇，使用不當效果反而降低。（2）無機防腐劑①亞硫酸及其鹽類作用機理：消耗食品中的氧氣，使好氣性微生物缺氧死亡，并能抑制某些微生物生理活動中酶的活性。對細菌的殺滅作用強，對酵母的作用弱。使用條件：酸性介質(zhì)pH<3.5抑菌效果較好，濃度增大和溫度升高殺菌作用增強。使用量：在食品中,ADI為0-0.7mg/kg,其最大使用量為2.4g/kg。使用范圍：用來保藏荔枝、菠蘿肉、菠蘿汁、蜜餞、干果。使用方法：配制成水溶液使用。低溫、密封條件下使用。毒性：在人體內(nèi)被代謝成硫酸鹽，能從尿中排出，對人認為是安全無害。但對過敏的哮喘者有誘發(fā)的可能。②硝酸鹽和亞硝酸鹽作用機理：對梭狀肉毒芽孢桿菌等耐熱性芽孢有很強的抑制作用，還有抗氧化的作用。使用條件：酸性介質(zhì)pH<3.5抑菌效果較好，濃度增大和穩(wěn)定升高殺菌作用增強。使用量：ADI分別為硝酸鹽0-5mg/kg，亞硝酸鹽0-0.2mg/kg，在肉類罐頭和肉制品中，亞硝酸鹽最大使用量為0.15g/kg，硝酸鹽為0.5g/kg。使用范圍：肉類罐頭和肉制品。使用方法：配制成水溶液使用。毒性：③次氯酸鈣（鈉）、氯作用機理：加氯處理時，水中存在能和氯反應并使它失去殺菌效力的物質(zhì)，例如H2S和有機雜質(zhì)等，只有這些物質(zhì)全部和氯結(jié)合，即滿足了水本身需氯量而有殘余游離氯出現(xiàn)后，才具有有效的殺菌能力或抑制微生物生長活動的能力。PH較低時，氯的殺菌效力可提高。④CO2作用機理：高濃度的CO2能阻止微生物的生長，因而能達到保藏的目的。高壓下，CO2溶解度比常壓下高，因而高壓下，防腐能力也大——碳酸飲料的防腐。CO2也常和冷藏結(jié)合在一起用于水果保鮮、氣調(diào)保鮮——減緩呼吸作用。使用量：用于儲藏雞蛋，通常濃度為2.5%,用于水果儲藏，CO2為2—3％。3、天然防腐劑及其應用天然防腐劑是指由生物體分泌或者體內(nèi)存在的具有抑菌作用的物質(zhì)，經(jīng)人工提取或者加工的食品防腐劑。這類防腐劑有的本身就是食品的組分，對人體無害，并能增加食品的風味。（1）酒精

酒精使微生物細胞的蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性而起殺菌作用。食品中酒精含量達到1%-2%時，對葡萄球菌、大腸桿菌、假單孢菌屬等具有殺滅作用；30%以上可以殺滅各種微生物，使食品得以長期保藏。（2）甲殼素和殼聚糖由蟹殼、蝦殼中提取的一類黏多糖，其衍生物的水溶液浸漬、噴灑、涂布在果蔬表面，可以形成薄而透明、多微孔結(jié)構(gòu)的可食性薄膜。這種薄膜具有較低的透水性和對氣體的選擇性透過，可以降低果蔬儲藏期間的水分喪失；對果蔬的生命活動產(chǎn)生抑制作用；薄膜本身具有防霉抑菌作用。（3）乳酸鏈球菌素作用：由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)，對革蘭氏陽性菌有抑制作用，但對霉菌和酵母的影響很弱，且需在酸性條件下方能保證其穩(wěn)定。常用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。毒性：乳酸鏈球菌素在未加工牛奶中存在，長期運輸牛奶加入可防止短期腐敗，延長保存期1-2天。每公斤體重食用330萬單位。無毒性及過敏性，安全性高，乳制品中最大用量為0.5g/kg。應用范圍：煉乳罐頭、滅菌牛奶，植物蛋白食品。（4）有機酸作用機理：有機酸使食品的pH值下降，微生物的活動受抑制，含酸量與對微生物的抑制作用呈正相關性。食品中的有機酸來源多樣：水果中的有機酸是固有的，如檸檬酸、蘋果酸等；發(fā)酵作用產(chǎn)生的有機酸，如食醋、乳酸；加工過程添加的有機酸。毒性：有機酸對食品不產(chǎn)生任何的毒副作用，但對食品的風味有影響。天然防腐劑的防腐效果遠不如合成有機防腐劑，提取費用高，有些成分具有不良的氣味，故使用不廣泛。蔥、姜、蒜的辛辣成分；中草藥成分；魔芋聚甘露糖、褐藻酸鈉、蜂蠟蔗糖酯等。（5）其他天然防腐劑4、防腐劑與其他方法的結(jié)合使用（1）與加熱方法相結(jié)合在防腐劑的存在條件下，殺滅微生物的溫度可以降低很多。（2）與冷凍處理相結(jié)合冷凍可以限制微生物的繁殖，加入防腐劑后，一般能延長食品的冷藏保存期。5、綠色食品對防腐劑的要求防腐劑在綠色食品中的使用，要求十分嚴格，苯甲酸及其鹽類等許多防腐劑禁止在綠色食品中使用。

有些防腐劑對人體有一定的毒害作用對生態(tài)環(huán)境會造成不良影響超量、超范圍使用會引起食品安全問題三、食品抗氧化劑能夠阻止或延緩食品氧化、以提高食品的穩(wěn)定性和延長儲存期的食品添加劑叫抗氧化劑。用于防止油脂氧化酸敗、食品氧化退色、食品氧化褐變、維生素氧化損失等。1、防止食品酸敗的抗氧化劑氧化和水解是導致脂肪蛤敗的主要原因。對氧化性蛤敗有影響的因素有空氣、光線、熱、重金屬離子、水分等?？寡趸瘎┲饕淖饔檬墙孬@游離基、切斷游離基反應，阻止過氧化物的產(chǎn)生。目前常用的抗氧化劑有BHA（丁基羥基茴香醚）、BHT（二丁基羥基對甲酚）、PG（沒食子酸甲酯）等，主要用于脂肪或多脂類食品。（1）抗氧化劑的作用機理①抗氧化劑極易被氧化，可與空氣中的氧首先反應，保護食品②能催化、引起氧化反應的物質(zhì)封閉。③阻止、減弱氧化酶的活性；④使氧化過程中的鏈式反應中斷，破壞氧化過程；抗氧化劑放出氫離子，將自動氧化過程中產(chǎn)生的過氧化物破壞，使其不形成醛或酮，抑制或阻礙甘油酯化物自動氧化所生成之脂質(zhì)游離基進一步與大氣中氧結(jié)合，而形成一連串的自動氧化連鎖反應，籍以延緩油脂發(fā)生酸敗的現(xiàn)象，增進油脂或油脂食品的有效貯存期。（2）常用的抗氧化劑①丁基羥基茴香醚（BHA）使用范圍：油脂、油炸食品、干魚制品、餅干、干制食品、罐頭、腌臘制品等。使用量：ADI為0-0.5g/kg(FAO,1994)，最大使用量為0.2g/kg②沒食子酸丙酯（PG）使用范圍：油脂、油炸食品、干魚制品、餅干、速食面、速食米、干制食品、罐頭、腌臘制品、果蔬罐頭、果醬、冷凍魚、啤酒、葡萄酒、果汁、肉制品、油脂火腿、糕點等。使用量：ADI為0-0.2mg/kg(FAO/WHO)，最大使用量0.2g/kg。2、防止食品褐變的抗氧化劑主要有抗壞血酸及其鹽類，異抗壞血酸及其鹽類等?？箟难幔ňS生素C）作用機理：抗壞血酸的抗氧化機理是與氧結(jié)合而作為食品除氧劑，消耗氧，還原高價金屬離子，以防止對食品的氧化?；瘜W性質(zhì)：無毒，有抗氧化作用，營養(yǎng)強化作用。使用范圍：果汁、水果罐頭、果醬、乳制品、肉制品等。使用量：ADI為0-15mg/kg，規(guī)定最大使用量飲料120-240mg/L；水果罐頭200-400mg/kg；乳制品100-180mg/kg。注意：因本品容易被氧化，它的水溶液受熱、遇光后易破壞，應避光密閉保存。第二節(jié)食品的腌制與煙熏保藏我國人民有著悠久的食用醬菜的傳統(tǒng)，在民間還有自行腌制、制作的習慣。隨著社會的發(fā)展，生活水平的不斷提高和工作節(jié)奏的加快，使工業(yè)化食品的比重不斷加大。調(diào)查顯示，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)醬腌菜企業(yè)的數(shù)量和規(guī)模，遠遠大于落后地區(qū)。由此表明，醬腌菜加工業(yè)的發(fā)展具有良好的前景。

腌制是指用食鹽、糖等腌制材料處理食品原料，使其滲入食品組織內(nèi)，以提高其滲透壓，降低水分活度，并有選擇性地抑制微生物活動，促進有益微生物的活動，從而改善食品食用品質(zhì)的加工方法。腌漬保藏分類（1）根據(jù)腌漬的材料鹽漬；糖漬；酸漬；糟漬；混合腌漬。（2）根據(jù)腌漬的過程干態(tài)、半干態(tài)非發(fā)酵性醬菜：甜醬、咸醬的鹽腌品糖漬品：米酒糟或米糠、糖漬水果（即沒有乳酸發(fā)酵，用鹽量較高。）發(fā)酵性：食鹽含量低，主要乳酸發(fā)酵如：四川泡菜、酸黃瓜、韓國泡菜等（即有乳酸發(fā)酵，用鹽量較低。）一、食品腌制的基本原理食品腌漬過程中，所選用的腌制劑主要有糖和鹽。不論鹽或糖或其它酸味劑等原輔料(固體或液體），形成溶液后，總是發(fā)生擴散滲透現(xiàn)象，溶質(zhì)進入食品組織內(nèi)，溶質(zhì)的增加，水分滲透出來，從而降低食品內(nèi)的水分活度，提高滲透壓，正是這種滲透壓的影響下，抑制微生物和酶的作用，使食品不易腐敗。食品的腌漬過程主要擴散和滲透的過程。因此，擴散和滲透理論成為食品腌漬過程中重要的理論基礎。1、溶液的擴散和滲透（1）溶液的擴散擴散是分子或微粒在不規(guī)則熱運動下固體、液體或者氣體（蒸汽）濃度均勻化的過程。擴散的動力來自滲透壓，并總是從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移，使溶液各部分濃度平衡為止?！苜|(zhì)從高濃度溶液到低濃度溶液。

①溶質(zhì)分子越小，擴散系數(shù)越大，物質(zhì)的擴散速率和擴散量就會越大。②溫度升高，使得介質(zhì)的黏度降低，使得擴散系數(shù)會加大，從而增加了擴散速率。③濃度差越大，擴散速度也增大。（2）滲透①滲透現(xiàn)象實質(zhì)上與擴散現(xiàn)象頗為相似，嚴格地說，滲透就是溶劑從低濃度溶液經(jīng)過半透膜向高濃度溶液擴散的過程。②半透膜就是只允許溶劑通過而不允許溶質(zhì)通過的膜。

細胞膜是半透膜。當動植物細胞浸入一定濃度的鹽或糖溶液中，細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)等大分子營養(yǎng)物質(zhì)不會滲出，而細胞內(nèi)的水分則能透過細胞膜滲出，使細胞內(nèi)的水分活度降低?！軇牡蜐舛热芤旱礁邼舛热芤骸?/p>

腌漬速度取決于滲透壓，如果滲透壓越大，則溶劑擴散的越快，水分活度降低的越快，越快達到保藏的目的。滲透速度與溫度和濃度成正比。

腌漬劑通過擴散和滲透作用進入食品組織內(nèi)，降低食品內(nèi)的水分活度，提高滲透壓，抑制微生物和酶的作用，使食品不易腐敗。2、腌制劑的防腐作用（1）食鹽對微生物的影響食品腌制的目的：通過腌制達到防止食品腐敗變質(zhì)，提高肉的持水性、延長保質(zhì)期。

食鹽溶液對微生物細胞的脫水作用---使微生物細胞變性，微生物的生長受抑制，還可能會使微生物死亡。食鹽溶液能降低水分活度---水分活度減小，微生物生長受抑制。食品溶液對微生物產(chǎn)生生理毒害作用---使細胞死亡。食鹽溶液中氧的濃度下降---好氣性微生物生長受抑制。一般來說，鹽含量在1％以下時，微生物的生理活動不會受到任何影響；當鹽含量為1～3％時，大多數(shù)微生物就會受到暫時性抑制；當鹽含量達到6～8％時，大腸桿菌、沙門氏菌和肉毒桿菌停止生長；當鹽含量超過10％后，大多數(shù)桿菌便不再生長；球菌在鹽含量達到15％時，被抑制，其中葡萄球菌則要在鹽含量達到20％時，才能被抑制；酵母在10％的鹽溶液中仍能生長，霉菌必須在鹽含量達到20～25％時才能被抑制。所以腌制食品易受到酵母和霉菌的污染而變質(zhì)。鹽溶液在10～15％時，就能抑制大部分微生物的生長。因此，一般腌制食品至少要將鹽溶液濃度配制到15％以上。（2）食糖在腌制過程中的防腐作用蔗糖的飽和溶液滲透壓大，并且使水分活度降低；致使微生物脫水，從而抑制微生物的生長繁殖；同時，蔗糖溶液中的氧的濃度下降，因此也能防止維生素C的氧化，而且能抑制好氧性微生物的活動。食糖的濃度在1～10％時，實質(zhì)上會促進某些菌種的生長；當濃度達到50％時才會阻止大多數(shù)細菌的生長，而要抑制酵母菌和霉菌的生長，則要求其濃度達到65～75％，因此，為了達到保藏食品的目的，糖液的濃度至少要達到50%以上，以70～75％為最適宜。微生物的防腐作用：優(yōu)勢菌（乳酸菌屬）產(chǎn)乳酸、醋酸、酒精、二氧化碳等對微生物有抑制作用，如0.3%的乳酸菌可殺死銅綠色假單胞桿菌，0.6%的乳酸菌可殺死傷寒桿菌，2.25%時可殺死大腸桿菌，7.5%可殺死金黃色葡萄球菌。

（3）微生物發(fā)酵的防腐作用在發(fā)酵乳制品的生產(chǎn)中，乳酸細菌起著重要的作用。乳酸細菌廣泛分布于空氣中，肉、乳、果蔬等食品的表面上，水以及器具等的表面上也有乳酸菌。乳酸發(fā)酵：糖+乳酸菌→乳酸蔬菜的乳酸發(fā)酵過程大致分為三個階段。①初期發(fā)酵。新鮮蔬菜原料浸沒于鹽水（一般為6%~8%的濃度）中后，原料中的可溶性營養(yǎng)物質(zhì)如糖分也會擴散至鹽水中，同時食鹽也擴散到原料組織中。發(fā)酵初期，占優(yōu)勢的還是大腸桿菌。大腸桿菌將糖分解成乳酸、醋酸、琥珀酸、乙醇、二氧化碳和氫等，因此在初期會有大量的氣體不斷地由壇內(nèi)向外逸出。發(fā)酵初期乳酸的生成量不高，大致在0.3%~0.4%。乳酸發(fā)酵②中期發(fā)酵階段。當乳酸的含量達到0.3%以上時，因大腸桿菌群對酸性物質(zhì)最為敏感，所以不能適應這種環(huán)境。取而代之占優(yōu)勢的是乳酸菌群，它能將糖分分解成乳酸但不產(chǎn)生氣體，因此中期的氣體數(shù)量已大為減少。中期所生成的乳酸含量在0.4%～0.8%之間。③末期發(fā)酵，泡菜的酸度繼續(xù)升高，甚至乳酸含量達到1.2%以上時，乳酸菌群也逐漸不能適應，發(fā)酵活動也就停止了。根據(jù)經(jīng)驗，泡菜在中期發(fā)酵階段的品質(zhì)力最佳，即其乳酸含量大致在0.6%時風味最好。如果乳酸含量超過1%，泡菜便失去了應有的良好風味了。3、食品腌制劑及作用（1）咸味料（2）甜味料（食糖、甜味劑）食品腌制的咸味劑是粉狀精制食鹽。白糖---主要成分是蔗糖（99%），甜度大；紅糖---含蔗糖（84%）、果糖、葡萄糖；飴糖---主要成分是麥芽糖和糊精；蜂糖---含較多量的果糖。（3）酸味料福建米醋（永春陳醋）食品腌制使用的酸味料主要是食醋。四大名醋（4）肉類發(fā)色劑亞硝基肌紅蛋白、亞硝基血紅蛋白具有特殊的腌肉風味和鮮紅的色澤。硝酸鹽和亞硝酸鹽可抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的生長，也可以抑制許多其他類型腐敗菌的生長，這種作用在硝酸鹽濃度0.1%和亞硝酸鹽濃度0.01%左右最為明顯。硝酸鹽和亞硝酸鹽的防腐作用受pH值影響很大，在pH3.5，對細菌有明顯的抑制作用。（5）肉類發(fā)色助劑L-抗壞血酸及其鈉鹽、異抗壞血酸及其鈉鹽、煙酰胺、葡萄糖等。主要是因為以上物質(zhì)具有還原性，或是和肌紅蛋白結(jié)合穩(wěn)定，不易被氧化。（6）品質(zhì)改良劑能改善或穩(wěn)定制品的物理性質(zhì)或組織形態(tài)的添加劑