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第五章食品包装原理与方法本章内容第一节环境因素对食品品质的影响第二节包装食品的微生物及其控制第三节包装食品的品质变化及其控制2023/7/191生物工程系第一节环境因素对食品品质的影响⚫食品品质包括食品的色香味形、营养价值及卫生指标

。⚫食品从原料加工到消费的整个流通环节会受到各种环境因素的影响。图5-1显示了包装食品在流通过程中因环境因素影响而发生的质量变化，研究这些因素对食品品质的影响规律是食品包装设计的重要依据。2023/7/

192生物工程系一、光对食品品质的影响（一）光照对食品的变质作用⚫光可以引发并加速食品中营养成分的分解，主要表现在：促使食品中油脂的氧化反应；使食品中的色素变色；使维生素遭到破坏；引起食品中蛋白质和氨基酸的变性。2023/

7/193生物工程系1.维生素的光分解⚫维生素对光照（尤其是紫外线）非常敏感，下表是维生素B2在水溶液中的光分解程度与pH的关系。pH维生素B2存留（%）pH维生素B2存留（%）4.0426.0464.6406.6355.0407.0275.6467.6202023/7/194

生物工程系2.光线对氨基酸及蛋白质的影响⚫色氨酸在光照下可以分解，经紫外光照射可生成氨基丙酸、天冬氨酸、羟基邻氨基苯甲酸。⚫蛋白质也可因光照发生物性变化，影响其食用价值及加工品质。2023/7/195生物工程系（二）

光照对食品的渗透规律⚫光照能促使食品内部发生一系列的变化是因其具有很高的能量。光照时食品中对光敏感的成分能迅速吸收，从而激发食品内部发生化学反应。⚫食品吸收光能量的多少用光密度表示，广密度越高，光能量越

大，对食品的变质作用就越强。2023/7/196生物工程系⚫根据Beer-Lamber定律，光照食品的密度向内层渗透的规律：⚫Ix=Iie–μx⚫式中Ix——光线透入食品内部x深处的密度；Ii——光线照

射在食品表面处的密度；μ——特定成分的食品对特定波长光波的吸收系数。2023/7/197生物工程系（三）包装避光机理和方法⚫要减少或避免光线对食品品质的影响，主要的防护方法有：通过包装将光线遮挡、吸收或反射，减少或避免光线直接照射食品；同时防止某些有利

于光催化反应的因素，如水分和氧气透过包装材料。2023/7/198生物工程系⚫根据Beer-Lamber定律，透过包装材料照射到食品表面的光密度：Ii=Ioe–μpxp式中Io是食品包装表面的入射光密度；Xp——包装材料厚度；μp——包装材料的吸光系数。把此式代入式（5-1）得光线透过包装材料

透入食品的光密度：Ix=Ioe-（μpxp+μx）2023/7/199生物工程系⚫不同的包装材料其透光率不同，且在不同的波长范围内也有不同的透光率。大部分紫外线可被包装材料有效阻挡，而可见光能大部分透过包装材料。⚫食品包装时，可根据食品和包装材料的吸光特性，选择一种对食品

敏感的光波具有良好折光效果的材料作为该食品的包装材料，可有效避免光对食品质变的影响。2023/7/1910生物工程系二、氧对食品品质的影响⚫氧使食品中的油脂发生氧化，使食品中的维生素和多种氨基酸失去营养价值，使褐变加剧等⚫氧的存在还可能使微生物大量繁殖，造成食品腐败变

质。⚫食品包装的目的之一，就是通过采用适当的包装材料和一定的技术措施，防止食品中的有效成分因氧气而造成品质劣化或腐败变质。2023/7/1911生物工程系三、水分对食品品质的影响⚫水作为食品的基本组成成分之一，对食品品质的影响很大，一方面，水能促使微生物的繁殖，加速油脂的氧化分解，促使

褐变反应和色素氧化；另一方面，水分使一些食品发生某些物理变化如结晶、结块或失去脆性、香味。2023/7/1912生物工程系四、温度对食品品质的影响1.温度升高对食品品质的影响⚫在适当的湿度、氧气条件下，温度对食品中微生物繁殖和食品变质反应

速度的影响都很明显，在10~38℃范围内，恒定水分条件下，温度每升高10℃，化学反应速率加快1倍，腐败速度加快4~6倍。2.低温对食品品质的影响⚫低温冻结对食品内部的组织结构和品质都会产生破坏。2023/7/1913生物工程系五、微生物对食品品质的影响（一）食品中的主要微生物1

.细菌⚫图5-8是食品中最常见的细菌。细菌在食品中的繁殖会引起食品的腐败、变质、变色而不能食用，其中有些细菌还能引起人的食物中毒。⚫细菌性食物中毒案例中最多的是肠类弧菌引起的中毒，约占50%；其次是葡萄球菌和沙门氏菌引起的中毒，约占

40%；其他能引起食物中毒的细菌有：肉毒杆菌、致病大肠杆菌等。2023/7/1914生物工程系2.真菌⚫主要是霉菌和酵母。⚫霉菌的营养来源主要是糖、氮和无机盐，极易在粮食和各种淀粉类食品中生长繁殖。⚫大多数霉菌对人体无害。但是霉菌的大量繁殖会引起食品变质，少数

菌属在适当条件下会产生毒素。2023/7/1915生物工程系（二）微生物对食品的污染⚫作为食品原料的动植物在自然界环境中生长，本身即带有微生物，这是一次污染。食品原料从自然界中采集到加工成食品，最后被人们所食用为止的整个过程所经受的微生物污染，称为二次污染。⚫食品二次污染过程包括食品的运输、

加工、贮存、流通和销售。大部分食品根据其来源、化学成分、物理性质及加工条件，分别形成各自独特的微生物相，并在食品贮存期间，因微生物群中某一特定军中有适合其繁殖的环境条件而使食品变质腐败。2023/7/1916生物工程系第二节包装食品的微生物及其控制一、环境因素对食品微生物的影响（一）水分

⚫食品中微生物与水分的关系可以用水分活度说明，一些微生物开始繁殖的最低水分活度值见图5-9：大部分细菌在水分活度0.9以上的环境中生长；大部分霉菌在0.8以上的环境中繁殖。2023/7/1917生物工程系2023/

7/1918生物工程系食品种类AW微生物类群生长需求的AW鲜果蔬鲜肉果子酱面粉蜂蜜干面条奶粉蛋0.97～0.990.95～0.990.75～0.850.67～0.870.54～0.750.500.200.97多数细菌多数酵母多数霉

菌嗜盐性细菌干性霉菌耐渗酵母0.94～0.990.88～0.940.73～0.940.750.650.602023/7/1919生物工程系（二）温度⚫微生物生存的温度范围较广，图5-10表示多种微生物的繁殖温度范围。根据适宜繁殖的温度范围微生物可分：嗜冷细菌（0℃以下）、嗜

温性细菌（0~55℃）和嗜热性细菌（55℃以上）。⚫食品在贮存、运输和销售过程中所处的环境温度一般在55℃以下，处在嗜温性和嗜冷性细菌繁殖生长的温度区间，故需加以重视。2023/7/1920生物工程系最低生长温度最适生长温度最高生长温度嗜热菌30～4550～7070～9

0嗜温菌5～1530～4545～55低温菌-5～525～3030～55嗜冷菌-10～-512～1515～252023/7/1921生物工程系2023/7/1922生物工程系（三）氧气⚫氧的存在有利于需氧细菌的繁

殖，且繁殖速度与氧分压有关。（四）pH⚫适合微生物生长的pH范围为1~11。⚫大部分食品呈现酸性，适当控制食品的pH也能控制微生物的生长和繁殖。2023/7/1923生物工程系2023/7/1924生物工程系食品的pH值动物食品的pH值蔬菜pH值水果pH值牛肉5.1~

6.2卷心菜5.4~6.0苹果2.9~3.3羊肉5.4~6.7花椰菜5.6香蕉4.5~5.7猪肉5.3~6.9芹菜5.7~6.0柿子4.6鸡肉6.2~6.4茄子4.5葡萄3.4~4.5鱼肉6.6~6.8莴笋6.0柠檬1.8~2.0蟹肉7.0洋葱5.3~5.8橘子3.6~4.3小虾肉6.8~7.0番

茄4.2~4.3西瓜5.2~5.6牛乳6.5~6.7萝卜5.2~5.52023/7/1925生物工程系2023/7/1926生物工程系2023/7/1927生物工程系二、包装食品的微生物变化（一）因包装发生

的环境变化对食品微生物的影响⚫食品经包装后能防止来自外部的微生物污染，同时包装内部环境的氧和二氧化碳的构成比例不断发生变化。⚫内部环境条件的变化又反过来影响着食品中的微生物相。2023/7/1928生物工程系（二）包装食品可能引起微生物的二次污染⚫大部分市售

包装食品都含有一定量的微生物，弄清在流通过程中食品所含的细菌总数或明确其菌群组成，不仅有利于从微生物学角度查明食品腐变等质量事故的原因，而且对加工、包装工艺等的操作都有指导意义。⚫微生物对包装食品的污染，可分为被包装食品

本身的污染和包装材料污染两方面。2023/7/1929生物工程系三、包装食品的微生物控制（一）包装食品的加热杀菌⚫加热杀菌可分为湿热杀菌和干热杀菌两种。湿热杀菌是利用热水和蒸汽直接加热包装食品以达到杀菌目的，是一种最常用的杀菌方法。干热杀菌是利用热风、红外线、微波等加热食品

达到杀菌目的。2023/7/1930生物工程系1.微生物的耐热性⚫引起食品腐败的微生物有细菌、酵母和霉菌（丝状菌）。水分多的食品，细菌引起的腐败占绝大部分。⚫酵母的大部分营养细胞在50-58℃下10-15min，孢子细胞在60℃下10-15m

in，即会死亡，若加热到100℃，所有酵母均在数分钟内死亡。因此，用酵母制作的酿造物如清酒、啤酒、酱油等可用简单的加热，低温杀菌（巴氏杀菌）来保藏。2023/7/1931生物工程系⚫丝状菌也产生孢子，但大多数菌丝和孢子在60℃下5-10min死亡。与食品有关的红霉、青霉和毛霉等的耐热性一

般比其它霉的强，但在100℃煮沸下死亡。⚫细菌比酵母和丝状菌具有更强的耐热性，它们在70℃下30min后死亡，细菌孢子也比酵母、霉菌孢子更耐热，即使在100℃下数小时也不死亡的甚多。如肉毒梭菌是重要的食品中的毒菌，它具有特别强的耐热性，食品中其孢子存在的情况

常常作为判断食品灭菌程度的指示菌。它在100℃死亡所需的时间为100-230min。2023/7/1932生物工程系⑴耐热性的表示方法表示法表示事项表示值表示值的意义求法D值在所指定的温度下，杀死90%微生物所需的时间（min）D212=10在100℃（212

℉），10min杀死90%的微生物利用致死曲线求出TRT值杀菌时使细菌减少至某一数值（10-n）所需时间TRT4=30细菌被杀灭至初菌数的万分之一需要30min利用致死曲线求出F值在一定温度下,杀灭一定浓度的微生物所需要

的时间F232=15111℃(232℉)15min全部杀灭利用TDT曲线求出Z值加热致死时间变为1/10时,相对应的加热温度的变化Z=20加热温度上升20℃,细菌减少至1/10利用TDT曲线求出2023/7/19

33生物工程系⑵影响微生物耐热性的因素⚫食品成分（1）pH值。研究证明，许多高耐热性的微生物，在中性时的耐热性最强，随着pH值偏离中性的程度越大，耐热性越低，也就意味着死亡率越大。（2）脂肪。脂肪含量高则细菌的耐热性会增强。（3

）糖。糖的浓度越高，越难以杀死食品中的微生物。（4）蛋白质。食品中蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用。（5）盐。低浓度食盐对微生物有保护作用，而高浓度食盐则对微生物的抵抗力有削弱作用。（6）植物杀菌

素。有些植物（如葱、姜、蒜、辣椒、萝卜、胡萝卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等）的汁液以及它们分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用，这类物质就被称为植物杀菌素。2023/7/1934生物工程系⚫活菌浓度在某一特定温度下加热灭菌时，活菌浓度越高则达到一定的杀菌效果所需的时间越长

。因而，在食品厂里应把原料容器、机械等仔细清洗，加工上注意卫生，以减少细菌的侵入。⚫细菌的履历形成芽孢的环境条件—温度、培养菌、水分、PH等也影响细菌的耐热性。以好气性细菌芽孢为例，在天然条件下形成的芽孢

比在实验室人工培养下形成的芽孢的耐热性强，在热处理过的培养基内形成的芽孢的耐热性比在生的培养基内形成的芽孢的耐热性强。2023/7/1935生物工程系2.pH对加热杀菌的影响⚫高酸度溶液可增强杀菌效果。见表5-11食品种类食品的

pH杀菌时间(min)90℃95℃100℃105℃108℃去皮玉米粒6.956004953453410玉米6.455554652553010菠萝5.105103452552010青刀豆5.105103452552010南瓜4.21195120451510

梨3.7513570301010李干3.6060202023/7/1936生物工程系3.加热杀菌温度和时间组合⚫杀菌温度-时间组合中，高温对微生物的致死至关重要，但对损害食品色泽、风味、质地、营养价值等更重

要的因素是长时间。⚫在微生物和食品之间，敏感性在时间和温度方面的差异是一种普遍现象，比如：微生物对高温的敏感性比食品成分大。这样就有可能采用高温瞬时灭菌处理技术。2023/7/1937生物工程系4.加热杀菌方法⑴

低温杀菌法：也称巴氏杀菌⚫由于食品的急剧腐败变质多由不形成孢子的细菌引起，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，对未受产芽孢细菌污染的食品及贮藏期短的食品，或在高温下加热会引起风味变坏

、品质显著下降的食品，不必采取强烈条件，而是经常采用100℃以下的温度和比较短时间的加热处理，这种部分杀菌法通常称为巴氏杀菌法。2023/7/1938生物工程系⑵高温短时杀菌HTST⚫高温短时杀菌法主要是指

食品经100℃以上，130℃以下的杀菌处理。主要应用于pH>4.5的低酸性食品的杀菌。特点①占地少，紧凑（仅为单缸法的占地面积的20％）②处理量大，连续化生产，节省热源，成本低；③可于密闭条件下进行操作，减少污染的机会。但杀菌后的细菌残存数会比低温长时杀菌法高；④加热

时间短，营养成分损失少，乳质量高，无焖煮味；⑤可与CIP（原地无拆卸循环清洗系统）清洗配套，省劳力，提高效率；⑥温度控制检测系统要求严格（仪表要准确）2023/7/1939生物工程系⑶超高温瞬时杀菌UHT⚫将物料在连续流动的状态下，经热交换器加热至135～150

℃保持几秒钟，以达到商业无菌水平（完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢），然后迅速冷却到一定温度后再进行无菌灌装，以最大限度地减少产品在物理、化学及感观上的变化。特点①温度控制准确，设备精密；②温度高，杀菌时间极短，杀菌效果显著，引起的化学

变化少；③适于连续自动化生产；④蒸汽和冷源的消耗比高温短时杀菌法HTST高。2023/7/1940生物工程系（二）低温贮存1.冷藏⑴低温和真空并用：低温时食品腐败菌一般是需氧性的假单胞杆菌，和真空并用可提高保藏效果。⑵低温和CO2并用⑶低温与放射杀菌并用2023/7/1

941生物工程系2.冻结⚫一般温度在-18℃以下，微生物的活动基本停止，保质期可在1年以上。⚫冷冻调理食品多采用塑料及其复合材料包装，并在冻结状态下流通和销售。2023/7/1942生物工程系（三）辐照防腐1.食品辐照处理简介⚫

食品辐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钝化而达到抑制或杀灭微生物的目的。⚫不同放射源所散射的放射能有几种形式，食品辐射处理常用的是电离辐射，如γ射线和β粒子线。前者具有穿透力强且均匀的优点，后者适合于食品表面的处理。2023/

7/1943生物工程系2.辐射作用机理⚫生物细胞中，维持生命现象的各种生物化学活性物质都是以溶解于水的状态存在的。当高能量辐射线通过时，水分子被改变而获得高度易反应的氢基和羟基，再与水中的溶氧起反应，并广泛与其它有机、无机分子和能溶解或悬浮于水的离子反应。反应的结果是生化活性物质被钝化，

细胞生理机能被破坏。2023/7/1944生物工程系3.微生物和食品的耐辐射——辐射剂量⚫辐射剂量的选择须考虑下面几方面的因素：食品的安全卫生性、食品感官质量受辐照损坏的耐力、微生物的耐辐射力、辐射处

理费用。⚫CAC规定辐照处理的安全剂量在10kGy以下。2003年修订稿中规定，在能够解释说明10kGy以上的辐照是安全而且合理的情况下，可以使用10kGy以上的辐照剂量进行食品辐照处理。我国赞同此意见。但是欧盟、日韩等国家不同意去掉10kGy辐照剂量上限。2023/7/1945生物工

程系4.辐射食品包装包装种类辐射影响金属包装容器钢基板在杀菌剂量水平是稳定的，大于0.6MGy剂量时出现损坏锡涂层适合于食品辐射处理密封胶一般密封胶经辐射其性能略有改善内涂料高脂食品处理时有较大影响容器形状立方

体最理想，辐射源利用最好，也便于剂量分布和控制。软塑包装容器在剂量接近2万Gy或更低时，辐射对包装容器的物理性能没有明显影响；剂量超过2万Gy时，PE、PET、乙烯基树脂、聚苯乙烯薄膜性能会有些微改变，氯化橡胶和玻璃纸会变脆。塑料包装的食品经辐射后大多产生异味；铝箔及其复合软包装膜效果较好。

2023/7/1946生物工程系5.辐射食品的卫生安全性⚫由于辐射处理能改变食品和包装的化学分子，且足够剂量还会导致放射性，因此其安全性涉及以下3个方面：辐射处理对食品营养价值的影响；辐射可能产生的毒性物质和有害放射性；在辐射食品中产生致癌物质的可能性。202

3/7/1947生物工程系经过20年左右的研究，至1968年形成了下列一致意见：⚫①辐射食品总体上与加热杀菌食品一样有营养，辐射处理会破坏一定量的营养素，但损失程度与热杀菌相同。②当食品按美国FDA批准

的辐射源剂量辐射时，并不产生显著的毒性物质或致癌物质。③在FDA批准剂量下杀菌过的食品，从微生物学观点看是安全的。④按美国FDA批准的辐射源和剂量来处理，并不会赋予食品有害的放射性含量。2023/7/1948生物工程系（四）微波灭菌1.微波灭菌机理⚫微波热

效应与非热效应共同作用的结果⚫极化理论可以解释微波灭菌的机理2.微波灭菌的热力温度特性⚫不同于传统的热力由表面向食品里层传递的传热方式，微波灭菌时热量是在内外同时产生的，这就大大缩短了灭菌时间，减少了色香味形的损失

。2023/7/1949生物工程系3.微波灭菌工艺（1）微波间歇辐照灭菌工艺⚫脉冲式微波灭菌能在短时间内产生较强微波电场间歇作用于食品而使食品升温，因其按时间积分平均值计其总能量不大，食品物料升温变化相对并不大，但瞬时强微波电场对食品物料的

极化作用十分强烈，从而大大提高了灭菌效果。2023/7/1950生物工程系（2）连续微波辐照工艺⚫一般采用较低场强、适当延长微波辐照时间的连续微波灭菌工艺。在物料对温度及加热时间允许的前提下，适当延长

辐照时间将有利于强化灭菌效果，同时也能使物料加热状态均衡，减少物料内外温差。2023/7/1951生物工程系（3）多次快速加热辐照和冷却杀菌工艺⚫该工艺能快速地改变微生物的生态环境温度，且多次实施微波辐照灭菌，避免了被杀菌物料连续长时间处于高温状

态，可有效保持食品的色、香、味和营养成分。⚫该工艺适合于对热敏性的液体食品如饮料、米酒的灭菌保鲜。2023/7/1952生物工程系第三节包装食品的品质变化及其控制一、包装食品的褐变、变色及其控制⚫食品色泽

是食品品质的重要方面；食品色泽的变化往往伴随着食品内部维生素、氨基酸、油脂等营养成分及香味的变化。⚫食品包装必须有效地控制其色泽的变化。⚫褐变指食品在加工、贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象。根据褐变的原因，可分为非酶褐变和酶促褐变。2

023/7/1953生物工程系（一）食品的主要褐变及变色⚫褐变反应主要包括3类：食品成分由酶促氧化引起的酶促褐变；非酶促氧化或脱水反应引起的非酶促褐变；油脂因酶和非酶促性氧化引起酸败而褐变。⚫典型的酶促褐变是酚类物质在多酚氧化酶的作用下与氧作用；典型的非酶褐变有氨基、羰基反应和焦糖

化反应。⚫食品的变色主要是食品中原有颜色在光、氧、水分、温度、pH、金属离子等因素影响下的颜色和色泽变化。2023/7/1954生物工程系⚫非酶褐变：①Maillard反应：又称为羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基

的化合物之间发生反应而使食品颜色加深的反应。羰氨反应的过程复杂，可分为3个阶段。（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的第一步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff并随后环化成为N-葡萄糖基胺（①-③），再经Amadori分子重排生成果糖胺（④-⑦），果糖胺进一步与一

分子葡萄糖缩合生成双果糖胺（⑧）。（2）中间阶段：重排后果糖胺进一步降解的过程。A果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变（⑨-14）B果糖胺重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与氨类化合物缩合（15-18）。C氨基酸与二羰基化合物作用（19）。（

3）终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素。（20）。2023/7/1955生物工程系②焦糖化作用：指在没有含氨基化合物情况下将糖类物质加热到熔点以上温度，使其发焦变黑的现象。在高温作用下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产物，另一类

是糖的裂解产物，焦糖化作用有三个阶段：（1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味；（2）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式为C24H36O18，熔点为138℃，有苦味；（

3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。焦糖素有一定的等电点，pH3.0-6.9。2023/7/1956生物工程系③抗坏血酸褐变抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。④非酶褐变对

食品的影响（1）颜色；（2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。2023/7/1957生物工程系⑤非酶褐变的控制（1）降温：温度相差10℃，褐变反应的速度相差3-5倍。酿造酱油温度每升高5℃，着色度提高35.6%。（2）水分含量：10-15%的含水量最容易发生褐

变。（3）pH：羰氨反应中缩合物在酸性条件下易于水解，降低pH就可以防止褐变。（4）原料选择：对于羰氨反应的速度而言：还原糖>非还原糖；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；在双糖中乳糖>蔗糖>麦芽糖>海藻糖。在胺类化合物中：胺>氨基酸>多肽>蛋白质

，而在氨基酸中，碱性氨基酸>酸性氨基酸，氨基在ε位或末端的比α位的快。2023/7/1958生物工程系⚫酶促褐变①概念酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。水果和蔬菜在采收后，当有机械性损伤发生或处于异常环境时

，果蔬中原有的氧化还原平衡被破坏，导致氧化产物积累，造成果蔬变色，这类反应的速度非常快，一般需要和空气接触，由酶催化，因此称为酶促褐变。2023/7/1959生物工程系②酶促褐变的机理催化酶促褐变的酶有酚

酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶等。（1）酚酶：植物体内的酚酶是一个寡聚体，可以催化两类反应，一类是羟基化作用，产生酚的邻羟基；二是氧化作用，使邻二酚氧化为醌，所以酚酶是一个多酶体系，一种是酚氧化酶，又称为甲

酚酶，另一种是多酚氧化酶，又称为儿茶酚酶。而被称为酪氨酸氧化酶的酚酶则同时能催化这两类反应。不同的底物的酶促褐变的速度大不相同，邻二酚>一元酚>对位二酚>间位二酚，间位二酚有一定的抗氧化作用，如愈创木酚。（2）抗坏血酸氧化酶。（3）过氧化物酶。202

3/7/1960生物工程系③酶促褐变的防止（1）热处理：热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃，维持几秒钟；（2）酸处理：多数酚酶的最适pH为6-7，pH<3.0基本失活，所以降低pH就可以抑制酶促褐变，常用Vc、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠

檬酸与Na2SO3混用，0.5%柠檬酸+0.3%Vc；（3）SO2及Na2SO3：在pH=6时，效果最好，10ppm的SO2足以使酚酶失活，但考虑到挥发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和VB1被破坏；（4）驱氧

法；（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。2023/7/1961生物工程系（二）影响褐变及变色的因素1.光⚫光线对包装食品的变色和褪色有明显的促进作用，特别是紫外线的作用更显著。⚫玻璃和塑料包装材料虽能阻挡大部分的紫外线，但所透过的光线仍会使食品变色和褪色，缩短食品保质期。要减

少光线对食品色泽的影响，选择的包装材料必须能阻挡分解色素的光波。2023/7/1962生物工程系2.氧气⚫氧是氧化褐变和色素氧化的必需条件。⚫食品中的类胡萝卜素、肌红蛋白、血红素、醌类、花色素等都容易氧化。⚫其他成分如苯酚化合物、还原

酮类、羰基化合物等物质的氧化。2023/7/1963生物工程系3.水分⚫水分活度Aw能直接影响食品的“保质期、色泽、香味、风味和质感”，是食品安全，食品研究，设计，开发，品质控制非常重要的指标。⚫水分还对色素的稳定性产生影响。⚫多酚氧

化酶的酶促褐变发生在水分活度>0.40以上；非酶褐变在0.25以上发生，且反应速度随Aw上升而加快。2023/7/1964生物工程系4.温度⚫温度影响食品变色的速度⚫高温会使食品失去原有的色泽，破坏色素

和维生素类物质而使风味降低。2023/7/1965生物工程系5.pH⚫褐变反应一般在pH3左右最慢，pH越高，褐变反应越快。6.金属离子⚫一般地，铜、铁、镍、锰等金属离子对色素分解起促进作用。2023/7/1966生物工程系（三）控制包装食品褐变及变色的方法1.隔氧包装⚫常见的形式是真空

包装和充气包装，并且在包装内封入脱氧剂。⚫包装材料以复合材料为主，如具有高阻隔性的以铝箔为主要阻隔层的材料等。2023/7/1967生物工程系2.避光包装⚫利用包装材料对一定波长范围内光波的阻隔性，防止光线对包装食品的影响，选用的包装材料应该既具有一定的

可视性，又能阻挡紫外线对食品的影响。⚫也可采用阻光阻氧阻气兼容的高阻隔包装材料防止光、氧的联合作用，大大延长食品保质期。2023/7/1968生物工程系⚫常用的避光包装有：①采用隔光阻光材料包装食品，利用包装材料对光线的遮挡与阻碍，或者将光线吸收或反射，减少直接穿过食品的光线。②在包

装材料中加入光吸收剂或阻光剂。③在包装内加入保护剂。例如在塑料、玻璃等材料中加入色素。④在包装表面着色或印刷。2023/7/1969生物工程系3.防潮包装⚫包括两种情况：对干燥食品的吸湿控制和对生鲜食品的失水控制。⚫为防止干燥食品对水蒸气的吸收，可使用高湿度阻隔性材料包装，包装袋内使用干燥剂除

去残留水分。⚫第二种情况需要进行湿度控制。主要采用调湿吸水的包装材料如使用高吸水性树脂和无纺布、薄纸、吸水聚合物组成的多层结构的材料制成的复合包装材料。2023/7/1970生物工程系二、包装食品的香味变化及其控制（一）包装食品产生异味的主要因素及控制1.食品化学性变化产生的异臭⚫包装食

品贮运过程中因油脂、色素、碳水化合物等成分的氧化而产生的异味。⚫采用高阻隔性的包装材料可控制氧化褐变的发生。2023/7/1971生物工程系2.由食品微生物作用产生的异臭味⚫根据食品的性质选择加热杀菌、低温贮藏、气调、使用添加剂等各种方法控制微生物

的活动。3.包装材料本身的异臭成分⚫主要是塑料及其复合包装材料的异味。应严格控制内包装材料的质量。2023/7/1972生物工程系（二）塑料包装材料的渗透性引起的异味变化1.塑料包装材料的气味渗透性各种塑料薄

膜对挥发性物质的渗透性试验数据较多，但由于所用薄膜、挥发性物质的种类和状态不同，且测定方法及测定结果的表示方法不同，很难进行统一的比较。表5-16是各种薄膜的香气透过性能。2023/7/1973生物工程系⚫根据

渗透性物质的性质与塑料薄膜间的亲和性的不同，其渗透的难易程度也有变化。PE、PP等疏水性薄膜容易渗透酯类疏水分子；尼龙、PA等亲水性薄膜易渗透乙醇等亲水性物质而不易透过酯类等疏水性物质。⚫所以，风味食品选择包装材料

时应考虑挥发性成分的性质。2023/7/1974生物工程系2.塑料包装材料的透氧、透气性引发的食品异味变化⚫塑料包装材料的透过性能使得包装食品可能发生质量劣变引起风味变化，应通过控制材料质量减少这些因素的影响。2023/7

/1975生物工程系3.异臭的侵入和香味的逸散⚫包装食品易受环境异臭的影响，如果贮存环境有异臭源，或者包装食品存放于有异臭的仓库、货车或冷库，也会产生风味的劣变。⚫食品中的蛋白质、脂肪等强极性分子最易吸附环境中的异臭分子。2023/7/1976生物工程系三、包装食品的油脂氧化及

其控制（一）油脂氧化的方式1.自动氧化：油脂常温下放置在空气中的氧化现象，主要是不饱和脂质的连锁反应。2.热氧化：油脂在与空气中氧接触状态下加热所产生的氧化现象，产生较强毒性的羰基化合物和聚合物，主要是不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸一起氧化。3.酶促

氧化：主要是脂肪氧化酶及曲霉属的酶促作用，促进食品中的饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸的氧化。2023/7/1977生物工程系（二）油脂类食品变质的影响因素及控制方法1.光线⚫光线能明显地促进油脂的氧化，其中紫外线的影响最大。对于包装食品，主要受橱窗和商店内部荧光灯产生的紫

外线照射。下表表示了光波波长和油脂氧化的关系。滤纸的透过性范围（nm）玉米油棉籽油试料1试料2试料1试料2360～420420～520490～590590～680680～79020.98.74.51.

11.020.28.54.91.41.217.612.48.13.12.117.312.57.93.41.82023/7/1978生物工程系⚫由表中数值可知，500nm以下的光线对氧化的影响极大，为防止包装食品因透明薄膜

引发的光氧化，最好采用红褐色薄膜或者采用铝箔作为富含油脂食品的包装材料。2023/7/1979生物工程系⚫下表表示了荧光灯照射对低温保存的奶油乳酪的氧化影响。照度（lx）100030005000照射条件奶油乳酪使用蛋白的奶油乳酪猪油混合奶油乳酪1d2.521.331

.893d3.771.693.375d6.182.434.651d4.801.934.123d9.583.417.815d12.364.7211.001d7.892.084.943d13.674.6012.105d25.336.5717.702023/7/1980生物工程系⚫2.

氧气：食品中油脂氧化与氧分压密切相关，当氧降至2%以下时，氧化速度明显下降，故油脂食品常采用真空或充气包装。⚫3.温度：油脂的氧化速度随温度的升高而加快，低温贮藏能明显减缓食品中油脂的氧化。2023/7/1981生物工程系⚫4.水分：水分活度也影响食品组织结构。高Aw的食品结构

通常比较湿润，多汁，鲜嫩及富有弹性。若把这些食品的Aw降低，会产生不理想食品结构变化，例如坚硬，干燥无味。低Aw的食品结构通常比较松脆，但当Aw提高后，这些食品就变得潮湿乏味；水分活度Aw还改变粉状及颗粒的流动性，产生结块现

象等。2023/7/1982生物工程系⚫控制水分迁移（ControllingMoistureMigration）：水分活度能控制含多配料的食品的水分迁移。水分会由高Aw的区域迁移到低Aw的区域；食品组织

结构变坏大多由于因水分迁移而造成。例如含水果的壳类食品：因水分由高Aw的水果迁移到低Aw的壳物，影响水果更干及变硬，而壳物就变得潮湿乏味。2023/7/1983生物工程系四、包装食品的物性变化（一）食品的脱湿⚫一般食品只有在保持一定水分的条件下才有较好的风味和口感。⚫图5-30表示了蛋糕水

分蒸发与品质及商品价值的关系：在30℃温度条件下，无包装放置3d，其水分蒸发率为6%，表面出现裂纹和碎块，失去商品价值；用防潮玻璃纸包装，在30℃下放置12d失去商品价值；用PVDC包装在30℃下放置20d仍保持其完好状态。2023/7/198

4生物工程系（二）食品的吸湿1.平衡相对湿度⚫每一种食品都有各自的平衡相对湿度，即在既定温度下食品既不失去水分又不吸收水分的湿度。2.吸湿等温曲线⚫测定不同温度下食品的平衡相对湿度，可获得一组食品的吸湿等温曲线。2023/7/1985生物工程系⚫不同食品其等温吸湿特性完全不同。粉末食品或固体食

品一般由蛋白质、碳水化合物、脂肪及其他添加剂组成，因组成的差异而带来不同的吸湿特性，决定了在包装时对湿度的控制要求。2023/7/1986生物工程系表5-20各种食品的饱和吸湿量（20℃，90%RH）和临界水分

值⚫3.食品的临界水分值食品吸湿量（%）临界水分值（%）椒盐饼干脱脂奶粉奶粉肉汁粉末洋葱干粉末果汁粉末可可粉末干燥肉蔗糖干菜（番茄）果脯（苹果）43303060356045728520705.003.502.254.004.00—3

.002.25———2023/7/1987生物工程系2023/7/1988生物工程系