食品的腐败变质是指食品在一定环境因素影响下,主要由微生物作用而引起食品成分和感官性状发生改变,降低或失去营养价值或商用价值的过程。
(一)食品腐败变质的原因
1.微生物作用
微生物几乎存在于自然界的一切领域,一般肉眼是看不到的,要用显微镜才能看见。食品在常温下放置,很快就会受到微生物污染和侵袭。引起食品腐败变质的微生物有细菌、酵母菌和霉菌等,它们在生长和繁殖过程中会产生各种酶类物质,破坏细胞壁而进入细胞内部,使食品中的营养物质分解,食品质量降低,进而使食品发生变质和腐烂。
2.酶作用
酶作用是指食品在酶类作用下使营养成分分解变质的一种现象。由于动物性食品和植物性食品本身都含有一定量的酶,在适宜的条件下,酶促使食品中的蛋白质、脂肪和糖类等物质分解,产生硫化氢、氨等难闻气体和有毒物质,使食品变质而不能食用。鱼、肉、禽、蛋、乳等动物性食品,蛋白质含量丰富,保存不当就会腐败变质。蔬菜和水果等植物性食品蛋白质含量较少,但在氧化酶的作用下促进自身的呼吸作用,消耗营养成分而变得枯黄乏味,植物的呼吸热还使食品温度升高,微生物的活动加剧,而加速食品的腐烂变质。
3.非酶作用
非酶作用引起食品变质包括氧化作用、呼吸作用、机械损伤等。食品因氧化作用而致变质,如油脂的酸败。这是油脂与空气中的氧气接触而被氧化,生成醛、酮、醇、酸等,使油脂本身变黏,比重增加,出现难闻的气味和有毒物质。其他如维生素C、天然色素(如番茄色素等)也会发生氧化,使食品质量降低乃至变质。
(二)食品腐败变质的实质
食品腐败变质实质上是食品中的营养成分的分解过程,其程度常因食品种类、微生物的种类和数量及其他条件的影响而异。食品腐败变质的鉴定,一般是从感官(视觉、嗅觉、颜色、味觉等)、物理(食品浸出物重量、折光率、黏度等)、化学(挥发性盐基总氮、三甲胺、组胺、pH、K值等)和微生物(细菌总数、致病菌、大肠菌群等)等四个方面进行评价。
1.食品中蛋白质的分解
肉、鱼、禽、蛋和大豆制品等富含蛋白质的食品,主要是以蛋白质分解为其腐败变质的特性。蛋白质在微生物酶的作用下,分解为氨基酸,氨基酸再在细菌酶的作用下通过脱羧基、脱氨基、脱硫作用,形成多种腐败产物。
2.食品中脂肪的酸败
食用油脂与食品脂肪的酸败受脂肪酸饱和程度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化物质以及食品中微生物的解脂酶等多种因素的影响。食品中的中性脂肪分解为甘油和脂肪酸,脂肪酸可进一步断链形成酮和酮酸,多不饱和脂肪酸可形成过氧化物,进一步分解为醛和酮酸,这些产物都有特殊的臭味,如醛、酮等羧基化合物能使酸败油脂带有“哈喇味”。这些都是油脂酸败较为敏感和实用的指标。
3.食品中碳水化合物的分解
含碳水化合物较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。这类食品在细菌、真菌和酵母所产生的相应酶的作用下发酵或酵解,生成双糖、单糖、有机酸、醇、羧酸、醛、酮、二氧化碳和水。当食品发生以上变化时,食品的酸度升高并带有甜味、醇类气味等。
(三)食品腐败变质的危害
食品腐败变质的原因很复杂,腐败变质的产物对人体的危害也是多方面的。
1.感官性状变化产生腐败气味
食品在腐败过程中发生复杂变化,分解出许多厌恶性物质,例如蛋白质分解产物有胺类、硫化氢、硫醇、吲哚、粪臭素等,都是强烈气体物质,使人嗅后厌恶。脂肪酸败产生醛、酮类等,并进一步分解出现特殊的酸败味。此外,食品外形的组织溃烂、黏液污秽物等严重影响食品的感官卫生质量。(www.xing528.com)
2.降低或丧失食用价值
食品腐败变质使食品中的主要成分蛋白质、脂肪、碳水化合物分解,维生素、无机盐等营养素也受到大量的分解破坏和流失,使其营养价值严重降低,甚至达到不能食用的程度。
3.腐败变质产物对人体的危害
腐败变质食品由于微生物污染,增加了致病菌和产毒菌存在的机会,并可使一些致病力弱的细菌得以大量生长繁殖,以导致人食用后而引起食源性疾病。某些腐败变质分解产物组胺可引起变态反应,霉变甘蔗可引起急性中毒,长期食用含有黄曲霉毒素、青霉毒素的食物,往往可造成慢性损害。
(四)食品腐败变质的预防措施
1.低温防腐
低温可以抑制微生物的繁殖,降低酶的活性和其在食品内化学反应的速度。低温防腐一般只能抑制微生物的生长繁殖和酶的活动,使组织自溶和营养素的分解变慢,并不能杀灭微生物,也不能将酶破坏,食品质量变化并未完全停止,因此,保藏时间应有一定的期限。一般情况下,肉类在4℃可存放数日,0℃可存放7~10天。-10℃以下可存放数月,-20℃可保存更长时间。但鱼类如需长时间保存,则需在-30℃~-25℃为宜。
2.高温灭菌防腐
食品经高温处理,可杀灭其中绝大部分微生物,并可破坏食品中的酶类。如结合密闭、真空、迅速冷却等处理,可有效地控制食品腐败变质,延长保存时间。高温灭菌防腐主要有高温灭菌法和巴氏消毒法两种。高温灭菌法的目的在于杀灭微生物,如食品在115℃的温度,大约20分钟,可杀灭繁殖型和芽孢型细菌,同时可破坏酶类,获得接近无菌的食品。例如,罐头的高温灭菌常用100℃~120℃。巴氏消毒法是将食品在60℃~65℃加热30分钟,可杀灭一般致病性微生物,亦有用80℃~90℃加热30秒或1分钟的高温短时巴氏消毒法,或以130℃~135℃加热3~4秒的超高温瞬时灭菌法。巴氏消毒法多用于牛奶和酱油、果汁、啤酒及其他饮料,其优点是能最大限度地保持食品原有的性质。
3.脱水与干燥防腐
将食品水分含量降至一定限度以下(如细菌为10%以下,霉菌为13%~16%以下,酵母为20%以下),微生物则不易生长繁殖,酶的活性也受抑制,从而可以防止食品腐败变质。这是一种保藏食品较常用的方法。脱水可采取日晒、阴干、加热蒸发、减压蒸发或冰冻干燥等方法。日晒法虽然简单方便,但其中的维生素几乎全部损失。冰冻干燥(又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥、分子干燥)是将食物先低温速冻,使水分变为固体冰,然后在较高的真空下使固态变为气态而挥发。此种方法可使大多数食品长期保藏,既保持食品原有的物理、化学、生物学性质不变,又保持食品原有的感官性状。食用时,加水复原后可恢复到原有的形状和结构。
4.提高渗透压防腐
常用的有盐腌法和糖渍法。盐腌法可提高渗透压,微生物处于高渗状态的介质中,可使菌体原生质脱水收缩并与细胞膜脱离而死亡。食盐浓度为8%~10%时,可停止大部分微生物的繁殖,但不能杀灭微生物。杀灭微生物需要食盐的浓度达到15%~20%。糖渍食品是利用高浓度(60%~65%)糖液,作为高渗溶液来抑制微生物繁殖。不过,此类食品还应在密封和防湿条件下保存,否则容易吸水,降低防腐作用。糖渍食品常见的有甜炼乳、果脯、蜜饯和果酱等。
5.提高氢离子浓度防腐
大多数细菌一般不能在pH4.5以下正常发育,故可利用提高氢离子浓度的办法进行防腐。提高氢离子浓度的方法有醋渍和酸发酵等。多用于各种蔬菜和黄瓜。醋渍法是向食品内加食醋,酸发酵法是利用乳酸菌和醋酸菌等发酵产酸来防止食品腐败。
6.添加化学防腐剂
化学防腐剂属于食品添加剂,其作用是抑制或杀灭食品中引起腐败变质的微生物。由于化学防腐剂中某些成分对人体有害,因此,在使用时,只能限于我国规定允许使用的几种防腐剂,如苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钠盐、亚硫酸及其盐类及对羟基苯甲酸酯类等。
7.辐照保藏防腐
食品辐照保藏是20世纪40年代开始发展起来的一种新的保藏技术,主要利用60钴、137铯产生的γ射线及电子加速器产生的电子束作用于食品进行灭菌、杀虫、抑制发芽,从而达到食品保鲜并延长食品保存期限的目的。
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