典型的酶促褐變是酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下與氧作用

第一節(jié)環(huán)境因素對(duì)食品品質(zhì)的影響食品品質(zhì)包括食品的色香味形、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及衛(wèi)生指標(biāo)。食品從原料加工到消費(fèi)的整個(gè)流通環(huán)節(jié)會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響。圖5-1顯示了包裝食品在流通過程中因環(huán)境因素影響而發(fā)生的質(zhì)量變化，研究這些因素對(duì)食品品質(zhì)的影響規(guī)律是食品包裝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。一、光對(duì)食品品質(zhì)的影響（一）光照對(duì)食品的變質(zhì)作用光可以引發(fā)并加速食品中營(yíng)養(yǎng)成分的分解，主要表現(xiàn)在：促使食品中油脂的氧化反應(yīng)；使食品中的色素變色；使維生素遭到破壞；引起食品中蛋白質(zhì)和氨基酸的變性。1.維生素的光分解維生素對(duì)光照（尤其是紫外線）非常敏感，下表是維生素B2在水溶液中的光分解程度與pH的關(guān)系。pH維生素B2存留（%）pH維生素B2存留（%）4.0426.0464.6406.6355.0407.0275.6467.6202.光線對(duì)氨基酸及蛋白質(zhì)的影響色氨酸在光照下可以分解，經(jīng)紫外光照射可生成氨基丙酸、天冬氨酸、羥基鄰氨基苯甲酸。蛋白質(zhì)也可因光照發(fā)生物性變化，影響其食用價(jià)值及加工品質(zhì)。（二）光照對(duì)食品的滲透規(guī)律光照能促使食品內(nèi)部發(fā)生一系列的變化是因其具有很高的能量。光照時(shí)食品中對(duì)光敏感的成分能迅速吸收，從而激發(fā)食品內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。食品吸收光能量的多少用光密度表示，廣密度越高，光能量越大，對(duì)食品的變質(zhì)作用就越強(qiáng)。根據(jù)Beer-Lamber定律，光照食品的密度向內(nèi)層滲透的規(guī)律：

Ix=Iie–μx式中Ix——光線透入食品內(nèi)部x深處的密度；Ii——光線照射在食品表面處的密度；μ——特定成分的食品對(duì)特定波長(zhǎng)光波的吸收系數(shù)。（三）包裝避光機(jī)理和方法要減少或避免光線對(duì)食品品質(zhì)的影響，主要的防護(hù)方法有：通過包裝將光線遮擋、吸收或反射，減少或避免光線直接照射食品；同時(shí)防止某些有利于光催化反應(yīng)的因素，如水分和氧氣透過包裝材料。根據(jù)Beer-Lamber定律，透過包裝材料照射到食品表面的光密度：

Ii=Ioe–μpxp式中Io是食品包裝表面的入射光密度；

Xp——包裝材料厚度；μp——包裝材料的吸光系數(shù)。把此式代入式（5-1）得光線透過包裝材料透入食品的光密度：Ix=Ioe

-（μpxp+μx）不同的包裝材料其透光率不同，且在不同的波長(zhǎng)范圍內(nèi)也有不同的透光率。大部分紫外線可被包裝材料有效阻擋，而可見光能大部分透過包裝材料。食品包裝時(shí)，可根據(jù)食品和包裝材料的吸光特性，選擇一種對(duì)食品敏感的光波具有良好折光效果的材料作為該食品的包裝材料，可有效避免光對(duì)食品質(zhì)變的影響。二、氧對(duì)食品品質(zhì)的影響氧使食品中的油脂發(fā)生氧化，使食品中的維生素和多種氨基酸失去營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使褐變加劇等氧的存在還可能使微生物大量繁殖，造成食品腐敗變質(zhì)。食品包裝的目的之一，就是通過采用適當(dāng)?shù)陌b材料和一定的技術(shù)措施，防止食品中的有效成分因氧氣而造成品質(zhì)劣化或腐敗變質(zhì)。三、水分對(duì)食品品質(zhì)的影響水作為食品的基本組成成分之一，對(duì)食品品質(zhì)的影響很大，一方面，水能促使微生物的繁殖，加速油脂的氧化分解，促使褐變反應(yīng)和色素氧化；另一方面，水分使一些食品發(fā)生某些物理變化如結(jié)晶、結(jié)塊或失去脆性、香味。四、溫度對(duì)食品品質(zhì)的影響1.溫度升高對(duì)食品品質(zhì)的影響在適當(dāng)?shù)臐穸?、氧氣條件下，溫度對(duì)食品中微生物繁殖和食品變質(zhì)反應(yīng)速度的影響都很明顯，在10~38℃范圍內(nèi)，恒定水分條件下，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率加快1倍，腐敗速度加快4~6倍。2.低溫對(duì)食品品質(zhì)的影響低溫凍結(jié)對(duì)食品內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)和品質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生破壞。五、微生物對(duì)食品品質(zhì)的影響（一）食品中的主要微生物1.細(xì)菌圖5-8是食品中最常見的細(xì)菌。細(xì)菌在食品中的繁殖會(huì)引起食品的腐敗、變質(zhì)、變色而不能食用，其中有些細(xì)菌還能引起人的食物中毒。細(xì)菌性食物中毒案例中最多的是腸類弧菌引起的中毒，約占50%；其次是葡萄球菌和沙門氏菌引起的中毒，約占40%；其他能引起食物中毒的細(xì)菌有：肉毒桿菌、致病大腸桿菌等。2.真菌主要是霉菌和酵母。霉菌的營(yíng)養(yǎng)來源主要是糖、氮和無機(jī)鹽，極易在糧食和各種淀粉類食品中生長(zhǎng)繁殖。大多數(shù)霉菌對(duì)人體無害。但是霉菌的大量繁殖會(huì)引起食品變質(zhì)，少數(shù)菌屬在適當(dāng)條件下會(huì)產(chǎn)生毒素。（二）微生物對(duì)食品的污染作為食品原料的動(dòng)植物在自然界環(huán)境中生長(zhǎng)，本身即帶有微生物，這是一次污染。食品原料從自然界中采集到加工成食品，最后被人們所食用為止的整個(gè)過程所經(jīng)受的微生物污染，稱為二次污染。食品二次污染過程包括食品的運(yùn)輸、加工、貯存、流通和銷售。大部分食品根據(jù)其來源、化學(xué)成分、物理性質(zhì)及加工條件，分別形成各自獨(dú)特的微生物相，并在食品貯存期間，因微生物群中某一特定軍中有適合其繁殖的環(huán)境條件而使食品變質(zhì)腐敗。第二節(jié)包裝食品的微生物及其控制一、環(huán)境因素對(duì)食品微生物的影響（一）水分食品中微生物與水分的關(guān)系可以用水分活度說明，一些微生物開始繁殖的最低水分活度值見圖5-9：大部分細(xì)菌在水分活度0.9以上的環(huán)境中生長(zhǎng)；大部分霉菌在0.8以上的環(huán)境中繁殖。食品種類AW微生物類群生長(zhǎng)需求的AW鮮果蔬鮮肉果子醬面粉蜂蜜干面條奶粉蛋

0.97～0.990.95～0.990.75～0.850.67～0.870.54～0.750.500.200.97

多數(shù)細(xì)菌多數(shù)酵母多數(shù)霉菌嗜鹽性細(xì)菌干性霉菌耐滲酵母

0.94～0.990.88～0.940.73～0.940.750.650.60

（二）溫度微生物生存的溫度范圍較廣，圖5-10表示多種微生物的繁殖溫度范圍。根據(jù)適宜繁殖的溫度范圍微生物可分：嗜冷細(xì)菌（0℃以下）、嗜溫性細(xì)菌（0~55℃）和嗜熱性細(xì)菌（55℃以上）。食品在貯存、運(yùn)輸和銷售過程中所處的環(huán)境溫度一般在55℃以下，處在嗜溫性和嗜冷性細(xì)菌繁殖生長(zhǎng)的溫度區(qū)間，故需加以重視。最低生長(zhǎng)溫度最適生長(zhǎng)溫度最高生長(zhǎng)溫度嗜熱菌

30～4550～7070～90嗜溫菌

5～1530～4545～55低溫菌

-5～525～3030～55嗜冷菌

-10～-512～1515～25（三）氧氣氧的存在有利于需氧細(xì)菌的繁殖，且繁殖速度與氧分壓有關(guān)。（四）pH適合微生物生長(zhǎng)的pH范圍為1~11。大部分食品呈現(xiàn)酸性，適當(dāng)控制食品的pH也能控制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。食品的pH值

動(dòng)物食品的pH值蔬菜pH值水果pH值

牛肉5.1~6.2卷心菜5.4~6.0蘋果2.9~3.3

羊肉5.4~6.7花椰菜5.6香蕉4.5~5.7

豬肉5.3~6.9芹菜5.7~6.0柿子4.6

雞肉6.2~6.4茄子4.5葡萄3.4~4.5

魚肉6.6~6.8萵筍6.0檸檬1.8~2.0

蟹肉7.0洋蔥5.3~5.8橘子3.6~4.3

小蝦肉6.8~7.0番茄4.2~4.3西瓜5.2~5.6

牛乳6.5~6.7蘿卜5.2~5.5二、包裝食品的微生物變化（一）因包裝發(fā)生的環(huán)境變化對(duì)食品微生物的影響食品經(jīng)包裝后能防止來自外部的微生物污染，同時(shí)包裝內(nèi)部環(huán)境的氧和二氧化碳的構(gòu)成比例不斷發(fā)生變化。內(nèi)部環(huán)境條件的變化又反過來影響著食品中的微生物相。（二）包裝食品可能引起微生物的二次污染大部分市售包裝食品都含有一定量的微生物，弄清在流通過程中食品所含的細(xì)菌總數(shù)或明確其菌群組成，不僅有利于從微生物學(xué)角度查明食品腐變等質(zhì)量事故的原因，而且對(duì)加工、包裝工藝等的操作都有指導(dǎo)意義。微生物對(duì)包裝食品的污染，可分為被包裝食品本身的污染和包裝材料污染兩方面。三、包裝食品的微生物控制（一）包裝食品的加熱殺菌加熱殺菌可分為濕熱殺菌和干熱殺菌兩種。濕熱殺菌是利用熱水和蒸汽直接加熱包裝食品以達(dá)到殺菌目的，是一種最常用的殺菌方法。干熱殺菌是利用熱風(fēng)、紅外線、微波等加熱食品達(dá)到殺菌目的。1.微生物的耐熱性引起食品腐敗的微生物有細(xì)菌、酵母和霉菌（絲狀菌）。水分多的食品，細(xì)菌引起的腐敗占絕大部分。酵母的大部分營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在50-58℃下10-15min，孢子細(xì)胞在60℃下10-15min，即會(huì)死亡，若加熱到100℃，所有酵母均在數(shù)分鐘內(nèi)死亡。因此，用酵母制作的釀造物如清酒、啤酒、醬油等可用簡(jiǎn)單的加熱，低溫殺菌（巴氏殺菌）來保藏。絲狀菌也產(chǎn)生孢子，但大多數(shù)菌絲和孢子在60℃下5-10min死亡。與食品有關(guān)的紅霉、青霉和毛霉等的耐熱性一般比其它霉的強(qiáng)，但在100℃煮沸下死亡。

細(xì)菌比酵母和絲狀菌具有更強(qiáng)的耐熱性，它們?cè)?0℃下30min后死亡，細(xì)菌孢子也比酵母、霉菌孢子更耐熱，即使在100℃下數(shù)小時(shí)也不死亡的甚多。如肉毒梭菌是重要的食品中的毒菌，它具有特別強(qiáng)的耐熱性，食品中其孢子存在的情況常常作為判斷食品滅菌程度的指示菌。它在100℃死亡所需的時(shí)間為100-230min。⑴耐熱性的表示方法表示法表示事項(xiàng)表示值表示值的意義求法D值在所指定的溫度下，殺死90%微生物所需的時(shí)間（min）D212=10在100℃（212℉），10min殺死90%的微生物利用致死曲線求出TRT值殺菌時(shí)使細(xì)菌減少至某一數(shù)值（10-n）所需時(shí)間TRT4=30細(xì)菌被殺滅至初菌數(shù)的萬分之一需要30min利用致死曲線求出F值在一定溫度下,殺滅一定濃度的微生物所需要的時(shí)間F232=15111℃(232℉)15min全部殺滅利用TDT曲線求出Z值加熱致死時(shí)間變?yōu)?/10時(shí),相對(duì)應(yīng)的加熱溫度的變化Z=20加熱溫度上升20℃,細(xì)菌減少至1/10利用TDT曲線求出⑵影響微生物耐熱性的因素食品成分（1）pH值。研究證明，許多高耐熱性的微生物，在中性時(shí)的耐熱性最強(qiáng)，隨著pH值偏離中性的程度越大，耐熱性越低，也就意味著死亡率越大。（2）脂肪。脂肪含量高則細(xì)菌的耐熱性會(huì)增強(qiáng)。（3）糖。糖的濃度越高，越難以殺死食品中的微生物。（4）蛋白質(zhì)。食品中蛋白質(zhì)含量在5%左右時(shí)，對(duì)微生物有保護(hù)作用。（5）鹽。低濃度食鹽對(duì)微生物有保護(hù)作用，而高濃度食鹽則對(duì)微生物的抵抗力有削弱作用。（6）植物殺菌素。有些植物（如蔥、姜、蒜、辣椒、蘿卜、胡蘿卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等）的汁液以及它們分泌的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)微生物有抑制或殺滅作用，這類物質(zhì)就被稱為植物殺菌素?；罹鷿舛?/p>

在某一特定溫度下加熱滅菌時(shí)，活菌濃度越高則達(dá)到一定的殺菌效果所需的時(shí)間越長(zhǎng)。因而，在食品廠里應(yīng)把原料容器、機(jī)械等仔細(xì)清洗，加工上注意衛(wèi)生，以減少細(xì)菌的侵入。細(xì)菌的履歷形成芽孢的環(huán)境條件—溫度、培養(yǎng)菌、水分、PH等也影響細(xì)菌的耐熱性。以好氣性細(xì)菌芽孢為例，在天然條件下形成的芽孢比在實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)下形成的芽孢的耐熱性強(qiáng)，在熱處理過的培養(yǎng)基內(nèi)形成的芽孢的耐熱性比在生的培養(yǎng)基內(nèi)形成的芽孢的耐熱性強(qiáng)。2.pH對(duì)加熱殺菌的影響高酸度溶液可增強(qiáng)殺菌效果。見表5-11食品種類食品的pH殺菌時(shí)間(min)90℃95℃100℃105℃108℃去皮玉米粒6.956004953453410玉米6.455554652553010菠蘿5.105103452552010青刀豆5.105103452552010南瓜4.21195120451510梨3.7513570301010李干3.6060203.加熱殺菌溫度和時(shí)間組合殺菌溫度-時(shí)間組合中，高溫對(duì)微生物的致死至關(guān)重要，但對(duì)損害食品色澤、風(fēng)味、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等更重要的因素是長(zhǎng)時(shí)間。在微生物和食品之間，敏感性在時(shí)間和溫度方面的差異是一種普遍現(xiàn)象，比如：微生物對(duì)高溫的敏感性比食品成分大。這樣就有可能采用高溫瞬時(shí)滅菌處理技術(shù)。4.加熱殺菌方法⑴低溫殺菌法：也稱巴氏殺菌由于食品的急劇腐敗變質(zhì)多由不形成孢子的細(xì)菌引起，而病原菌和中毒菌（肉毒梭菌除外）的大部分也不形成孢子，所以，對(duì)未受產(chǎn)芽孢細(xì)菌污染的食品及貯藏期短的食品，或在高溫下加熱會(huì)引起風(fēng)味變壞、品質(zhì)顯著下降的食品，不必采取強(qiáng)烈條件，而是經(jīng)常采用100℃以下的溫度和比較短時(shí)間的加熱處理，這種部分殺菌法通常稱為巴氏殺菌法。⑵高溫短時(shí)殺菌HTST高溫短時(shí)殺菌法主要是指食品經(jīng)100℃以上，130℃以下的殺菌處理。主要應(yīng)用于pH>4.5的低酸性食品的殺菌。

特點(diǎn)

①占地少，緊湊（僅為單缸法的占地面積的20％）

②處理量大，連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)省熱源，成本低；

③可于密閉條件下進(jìn)行操作，減少污染的機(jī)會(huì)。但殺菌后的細(xì)菌殘存數(shù)會(huì)比低溫長(zhǎng)時(shí)殺菌法高；

④加熱時(shí)間短，營(yíng)養(yǎng)成分損失少，乳質(zhì)量高，無燜煮味；

⑤可與CIP（原地?zé)o拆卸循環(huán)清洗系統(tǒng)）清洗配套，省勞力，提高效率；

⑥溫度控制檢測(cè)系統(tǒng)要求嚴(yán)格（儀表要準(zhǔn)確）

⑶超高溫瞬時(shí)殺菌UHT將物料在連續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)下，經(jīng)熱交換器加熱至135～150℃保持幾秒鐘，以達(dá)到商業(yè)無菌水平（完全破壞其中可以生長(zhǎng)的微生物和芽孢），然后迅速冷卻到一定溫度后再進(jìn)行無菌灌裝，以最大限度地減少產(chǎn)品在物理、化學(xué)及感觀上的變化。

特點(diǎn)

①溫度控制準(zhǔn)確，設(shè)備精密；

②溫度高，殺菌時(shí)間極短，殺菌效果顯著，引起的化學(xué)變化少；

③適于連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)；

④蒸汽和冷源的消耗比高溫短時(shí)殺菌法HTST高。（二）低溫貯存1.冷藏⑴低溫和真空并用：低溫時(shí)食品腐敗菌一般是需氧性的假單胞桿菌，和真空并用可提高保藏效果。⑵低溫和CO2并用⑶低溫與放射殺菌并用2.凍結(jié)一般溫度在-18℃以下，微生物的活動(dòng)基本停止，保質(zhì)期可在1年以上。冷凍調(diào)理食品多采用塑料及其復(fù)合材料包裝，并在凍結(jié)狀態(tài)下流通和銷售。（三）輻照防腐1.食品輻照處理簡(jiǎn)介食品輻照是利用放射源散射的放射能作用于食品，使食品中的微生物和酶鈍化而達(dá)到抑制或殺滅微生物的目的。不同放射源所散射的放射能有幾種形式，食品輻射處理常用的是電離輻射，如γ射線和β粒子線。前者具有穿透力強(qiáng)且均勻的優(yōu)點(diǎn)，后者適合于食品表面的處理。2.輻射作用機(jī)理生物細(xì)胞中，維持生命現(xiàn)象的各種生物化學(xué)活性物質(zhì)都是以溶解于水的狀態(tài)存在的。當(dāng)高能量輻射線通過時(shí)，水分子被改變而獲得高度易反應(yīng)的氫基和羥基，再與水中的溶氧起反應(yīng)，并廣泛與其它有機(jī)、無機(jī)分子和能溶解或懸浮于水的離子反應(yīng)。反應(yīng)的結(jié)果是生化活性物質(zhì)被鈍化，細(xì)胞生理機(jī)能被破壞。3.微生物和食品的耐輻射——輻射劑量輻射劑量的選擇須考慮下面幾方面的因素：食品的安全衛(wèi)生性、食品感官質(zhì)量受輻照損壞的耐力、微生物的耐輻射力、輻射處理費(fèi)用。CAC規(guī)定輻照處理的安全劑量在10kGy以下。2003年修訂稿中規(guī)定，在能夠解釋說明10kGy以上的輻照是安全而且合理的情況下，可以使用10kGy以上的輻照劑量進(jìn)行食品輻照處理。我國(guó)贊同此意見。但是歐盟、日韓等國(guó)家不同意去掉10kGy輻照劑量上限。4.輻射食品包裝包裝種類輻射影響金屬包裝容器鋼基板在殺菌劑量水平是穩(wěn)定的，大于0.6MGy劑量時(shí)出現(xiàn)損壞錫涂層適合于食品輻射處理密封膠一般密封膠經(jīng)輻射其性能略有改善內(nèi)涂料高脂食品處理時(shí)有較大影響容器形狀立方體最理想，輻射源利用最好，也便于劑量分布和控制。軟塑包裝容器

在劑量接近2萬Gy或更低時(shí)，輻射對(duì)包裝容器的物理性能沒有明顯影響；劑量超過2萬Gy時(shí)，PE、PET、乙烯基樹脂、聚苯乙烯薄膜性能會(huì)有些微改變，氯化橡膠和玻璃紙會(huì)變脆。塑料包裝的食品經(jīng)輻射后大多產(chǎn)生異味；鋁箔及其復(fù)合軟包裝膜效果較好。5.輻射食品的衛(wèi)生安全性由于輻射處理能改變食品和包裝的化學(xué)分子，且足夠劑量還會(huì)導(dǎo)致放射性，因此其安全性涉及以下3個(gè)方面：輻射處理對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響；輻射可能產(chǎn)生的毒性物質(zhì)和有害放射性；在輻射食品中產(chǎn)生致癌物質(zhì)的可能性。經(jīng)過20年左右的研究，至1968年形成了下列一致意見：①輻射食品總體上與加熱殺菌食品一樣有營(yíng)養(yǎng)，輻射處理會(huì)破壞一定量的營(yíng)養(yǎng)素，但損失程度與熱殺菌相同。②當(dāng)食品按美國(guó)FDA批準(zhǔn)的輻射源劑量輻射時(shí)，并不產(chǎn)生顯著的毒性物質(zhì)或致癌物質(zhì)。③在FDA批準(zhǔn)劑量下殺菌過的食品，從微生物學(xué)觀點(diǎn)看是安全的。④按美國(guó)FDA批準(zhǔn)的輻射源和劑量來處理，并不會(huì)賦予食品有害的放射性含量。（四）微波滅菌1.微波滅菌機(jī)理微波熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果極化理論可以解釋微波滅菌的機(jī)理2.微波滅菌的熱力溫度特性不同于傳統(tǒng)的熱力由表面向食品里層傳遞的傳熱方式，微波滅菌時(shí)熱量是在內(nèi)外同時(shí)產(chǎn)生的，這就大大縮短了滅菌時(shí)間，減少了色香味形的損失。3.微波滅菌工藝（1）微波間歇輻照滅菌工藝脈沖式微波滅菌能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)微波電場(chǎng)間歇作用于食品而使食品升溫，因其按時(shí)間積分平均值計(jì)其總能量不大，食品物料升溫變化相對(duì)并不大，但瞬時(shí)強(qiáng)微波電場(chǎng)對(duì)食品物料的極化作用十分強(qiáng)烈，從而大大提高了滅菌效果。（2）連續(xù)微波輻照工藝一般采用較低場(chǎng)強(qiáng)、適當(dāng)延長(zhǎng)微波輻照時(shí)間的連續(xù)微波滅菌工藝。在物料對(duì)溫度及加熱時(shí)間允許的前提下，適當(dāng)延長(zhǎng)輻照時(shí)間將有利于強(qiáng)化滅菌效果，同時(shí)也能使物料加熱狀態(tài)均衡，減少物料內(nèi)外溫差。（3）多次快速加熱輻照和冷卻殺菌工藝該工藝能快速地改變微生物的生態(tài)環(huán)境溫度，且多次實(shí)施微波輻照滅菌，避免了被殺菌物料連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，可有效保持食品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分。該工藝適合于對(duì)熱敏性的液體食品如飲料、米酒的滅菌保鮮。第三節(jié)包裝食品的品質(zhì)變化及其控制一、包裝食品的褐變、變色及其控制食品色澤是食品品質(zhì)的重要方面；食品色澤的變化往往伴隨著食品內(nèi)部維生素、氨基酸、油脂等營(yíng)養(yǎng)成分及香味的變化。食品包裝必須有效地控制其色澤的變化。褐變指食品在加工、貯藏過程中顏色發(fā)生變化而趨向加深的現(xiàn)象。根據(jù)褐變的原因，可分為非酶褐變和酶促褐變。（一）食品的主要褐變及變色褐變反應(yīng)主要包括3類：食品成分由酶促氧化引起的酶促褐變；非酶促氧化或脫水反應(yīng)引起的非酶促褐變；油脂因酶和非酶促性氧化引起酸敗而褐變。典型的酶促褐變是酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下與氧作用；典型的非酶褐變有氨基、羰基反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)。食品的變色主要是食品中原有顏色在光、氧、水分、溫度、pH、金屬離子等因素影響下的顏色和色澤變化。非酶褐變：①M(fèi)aillard

反應(yīng)：又稱為羰氨反應(yīng)，指食品體系中含有氨基的化合物與含有羰基的化合物之間發(fā)生反應(yīng)而使食品顏色加深的反應(yīng)。羰氨反應(yīng)的過程復(fù)雜，可分為3個(gè)階段。（1）初始階段：包括羰基縮合與分子重排，羰氨反應(yīng)的第一步是含氨基的化合物與含羰基的化合物之間縮合而形成Schiff并隨后環(huán)化成為N-葡萄糖基胺（①-③），再經(jīng)Amadori分子重排生成果糖胺（④-⑦），果糖胺進(jìn)一步與一分子葡萄糖縮合生成雙果糖胺（⑧）。（2）中間階段：重排后果糖胺進(jìn)一步降解的過程。A果糖胺脫水生成羥甲基糠醛，羥甲基糠醛積累后導(dǎo)致褐變（⑨-14）B果糖胺重排形成還原酮，還原酮不穩(wěn)定，進(jìn)一步脫水后與氨類化合物縮合（15-18）。C氨基酸與二羰基化合物作用（19）。（3）終止階段：羥醛縮合與聚合形成褐色素。（20）。②焦糖化作用：指在沒有含氨基化合物情況下將糖類物質(zhì)加熱到熔點(diǎn)以上溫度，使其發(fā)焦變黑的現(xiàn)象。在高溫作用下糖類形成兩類物質(zhì)，一類是糖的脫水產(chǎn)物，另一類是糖的裂解產(chǎn)物，焦糖化作用有三個(gè)階段：（1）從蔗糖熔融開始，有一段時(shí)間的起泡，蔗糖脫去一分子水形成異蔗糖酐，起泡暫時(shí)停止，形成的產(chǎn)物無甜味有溫和的苦味；（2）繼續(xù)加熱，第二次起泡，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，失水量約為9%，形成焦糖酐，平均分子式為C24H36O18，熔點(diǎn)為138℃，有苦味；（3）焦糖酐進(jìn)一步脫水生成焦糖烯，繼續(xù)加熱形成難溶性的深色物質(zhì)焦糖素。焦糖素有一定的等電點(diǎn)，pH3.0-6.9。③抗壞血酸褐變抗壞血酸氧化形成脫氫抗壞血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脫水，脫羧后形成糠醛，再形成褐色素。④非酶褐變對(duì)食品的影響（1）顏色；（2）營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：氨基酸、蛋白質(zhì)和抗壞血酸。⑤非酶褐變的控制（1）降溫：溫度相差10℃，褐變反應(yīng)的速度相差3-5倍。釀造醬油溫度每升高5℃，著色度提高35.6%。（2）水分含量：10-15%的含水量最容易發(fā)生褐變。（3）pH：羰氨反應(yīng)中縮合物在酸性條件下易于水解，降低pH就可以防止褐變。（4）原料選擇：對(duì)于羰氨反應(yīng)的速度而言：還原糖>非還原糖；戊碳糖>六碳糖；戊碳糖中核糖>阿拉伯糖>木糖；六碳糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖；在雙糖中乳糖>蔗糖>麥芽糖>海藻糖。在胺類化合物中：胺>氨基酸>多肽>蛋白質(zhì)，而在氨基酸中，堿性氨基酸>酸性氨基酸，氨基在ε位或末端的比α位的快。酶促褐變①概念酶促褐變發(fā)生在水果、蔬菜等新鮮植物性食物中。水果和蔬菜在采收后，當(dāng)有機(jī)械性損傷發(fā)生或處于異常環(huán)境時(shí)，果蔬中原有的氧化還原平衡被破壞，導(dǎo)致氧化產(chǎn)物積累，造成果蔬變色，這類反應(yīng)的速度非?？欤话阈枰涂諝饨佑|，由酶催化，因此稱為酶促褐變。②酶促褐變的機(jī)理催化酶促褐變的酶有酚酶、抗壞血酸氧化酶、過氧化物酶等。（1）酚酶：植物體內(nèi)的酚酶是一個(gè)寡聚體，可以催化兩類反應(yīng)，一類是羥基化作用，產(chǎn)生酚的鄰羥基；二是氧化作用，使鄰二酚氧化為醌，所以酚酶是一個(gè)多酶體系，一種是酚氧化酶，又稱為甲酚酶，另一種是多酚氧化酶，又稱為兒茶酚酶。而被稱為酪氨酸氧化酶的酚酶則同時(shí)能催化這兩類反應(yīng)。不同的底物的酶促褐變的速度大不相同，鄰二酚>一元酚>對(duì)位二酚>間位二酚，間位二酚有一定的抗氧化作用，如愈創(chuàng)木酚。（2）抗壞血酸氧化酶。（3）過氧化物酶。③酶促褐變的防止（1）熱處理：熱燙、巴氏殺菌和微波加熱90-95℃，維持幾秒鐘；（2）酸處理：多數(shù)酚酶的最適pH為6-7，pH<3.0基本失活，所以降低pH就可以抑制酶促褐變，常用Vc、檸檬酸、蘋果酸來降低pH。一般檸檬酸與Na2SO3

混用，0.5%檸檬酸+0.3%Vc；（3）SO2

及Na2SO3：在pH=6時(shí)，效果最好，10ppm的SO2

足以使酚酶失活，但考慮到揮發(fā)，反應(yīng)損失等，一般增加為300ppm，殘留低于20mg/kg。添加此類試劑會(huì)造成食品褪色和VB1

被破壞；（4）驅(qū)氧法；（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。（二）影響褐變及變色的因素1.光光線對(duì)包裝食品的變色和褪色有明顯的促進(jìn)作用，特別是紫外線的作用更顯著。玻璃和塑料包裝材料雖能阻擋大部分的紫外線，但所透過的光線仍會(huì)使食品變色和褪色，縮短食品保質(zhì)期。要減少光線對(duì)食品色澤的影響，選擇的包裝材料必須能阻擋分解色素的光波。2.氧氣氧是氧化褐變和色素氧化的必需條件。食品中的類胡蘿卜素、肌紅蛋白、血紅素、醌類、花色素等都容易氧化。其他成分如苯酚化合物、還原酮類、羰基化合物等物質(zhì)的氧化。3.水分水分活度Aw能直接影響食品的“保質(zhì)期、色澤、香味、風(fēng)味和質(zhì)感”，是食品安全，食品研究，設(shè)計(jì)，開發(fā)，品質(zhì)控制非常重要的指標(biāo)。水分還對(duì)色素的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。多酚氧化酶的酶促褐變發(fā)生在水分活度>0.40以上；非酶褐變?cè)?.25以上發(fā)生，且反應(yīng)速度隨Aw上升而加快。4.溫度溫度影響食品變色的速度高溫會(huì)使食品失去原有的色澤，破壞色素和維生素類物質(zhì)而使風(fēng)味降低。5.pH褐變反應(yīng)一般在pH3左右最慢，pH越高，褐變反應(yīng)越快。6.金屬離子一般地，銅、鐵、鎳、錳等金屬離子對(duì)色素分解起促進(jìn)作用。（三）控制包裝食品褐變及變色的方法1.隔氧包裝常見的形式是真空包裝和充氣包裝，并且在包裝內(nèi)封入脫氧劑。包裝材料以復(fù)合材料為主，如具有高阻隔性的以鋁箔為主要阻隔層的材料等。2.避光包裝利用包裝材料對(duì)一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光波的阻隔性，防止光線對(duì)包裝食品的影響，選用的包裝材料應(yīng)該既具有一定的可視性，又能阻擋紫外線對(duì)食品的影響。也可采用阻光阻氧阻氣兼容的高阻隔包裝材料防止光、氧的聯(lián)合作用，大大延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。常用的避光包裝有：①采用隔光阻光材料包裝食品，利用包裝材料對(duì)光線的遮擋與阻礙，或者將光線吸收或反射，減少直接穿過食品的光線。②在包裝材料中加入光吸收劑或阻光劑。③在包裝內(nèi)加入保護(hù)劑。例如在塑料、玻璃等材料中加入色素。④在包裝表面著色或印刷。3.防潮包裝包括兩種情況：對(duì)干燥食品的吸濕控制和對(duì)生鮮食品的失水控制。為防止干燥食品對(duì)水蒸氣的吸收，可使用高濕度阻隔性材料包裝，包裝袋內(nèi)使用干燥劑除去殘留水分。第二種情況需要進(jìn)行濕度控制。主要采用調(diào)濕吸水的包裝材料如使用高吸水性樹脂和無紡布、薄紙、吸水聚合物組成的多層結(jié)構(gòu)的材料制成的復(fù)合包裝材料。二、包裝食品的香味變化及其控制（一）包裝食品產(chǎn)生異味的主要因素及控制1.食品化學(xué)性變化產(chǎn)生的異臭包裝食品貯運(yùn)過程中因油脂、色素、碳水化合物等成分的氧化而產(chǎn)生的異味。采用高阻隔性的包裝材料可控制氧化褐變的發(fā)生。2.由食品微生物作用產(chǎn)生的異臭味根據(jù)食品的性質(zhì)選擇加熱殺菌、低溫貯藏、氣調(diào)、使用添加劑等各種方法控制微生物的活動(dòng)。3.包裝材料本身的異臭成分主要是塑料及其復(fù)合包裝材料的異味。應(yīng)嚴(yán)格控制內(nèi)包裝材料的質(zhì)量。（二）塑料包裝材料的滲透性引起的異味變化

1.塑料包裝材料的氣味滲透性各種塑料薄膜對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的滲透性試驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，但由于所用薄膜、揮發(fā)性物質(zhì)的種類和狀態(tài)不同，且測(cè)定方法及測(cè)定結(jié)果的表示方法不同，很難進(jìn)行統(tǒng)一的比較。表5-16是各種薄膜的香氣透過性能。根據(jù)滲透性物質(zhì)的性質(zhì)與塑料薄膜間的親和性的不同，其滲透的難易程度也有變化。PE、PP等疏水性薄膜容易滲透酯類疏水分子；尼龍、PA等親水性薄膜易滲透乙醇等親水性物質(zhì)而不易透過酯類等疏水性物質(zhì)。所以，風(fēng)味食品選擇包裝材料時(shí)應(yīng)考慮揮發(fā)性成分的性質(zhì)。2.塑料包裝材料的透氧、透氣性引發(fā)的食品異味變化塑料包裝材料的透過性能使得包裝食品可能發(fā)生質(zhì)量劣變引起風(fēng)味變化，應(yīng)通過控制材料質(zhì)量減少這些因素的影響。3.異臭的侵入和香味的逸散包裝食品易受環(huán)境異臭的影響，如果貯存環(huán)境有異臭源，或者包裝食品存放于有異臭的倉(cāng)庫(kù)、貨車或冷庫(kù)，也會(huì)產(chǎn)生風(fēng)味的劣變。食品中的蛋白質(zhì)、脂肪等強(qiáng)極性分子最易吸附環(huán)境中的異臭分子。三、包裝食品的油脂氧化及其控制（一）油脂氧化的方式1.自動(dòng)氧化：油脂常溫下放置在空氣中的氧化現(xiàn)象，主要是不飽和脂質(zhì)的連鎖反應(yīng)。2.熱氧化：油脂在與空氣中氧接觸狀態(tài)下加熱所產(chǎn)生的氧化現(xiàn)象，產(chǎn)生較強(qiáng)毒性的羰基化合物和聚合物，主要是不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸一起氧化。3.酶促氧化：主要是脂肪氧化酶及曲霉屬的酶促作用，促進(jìn)食品中的飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸的氧化。（二）油脂類食品變質(zhì)的影響因素及控制方法1.光線光線能明顯地促進(jìn)油脂的氧化，其中紫外線的影響最大。對(duì)于包裝食品，主要受櫥窗和商店內(nèi)部熒光燈產(chǎn)生的紫外線照射。下表表示了光波波長(zhǎng)和油脂氧化的關(guān)系。濾紙的透過性范圍（nm）玉米油棉籽油試料1試料2試料1試料2360～

420420～

520490～

590590～

680680～

79020.98.74.51.11.020.28.54.91.41.217.612.4