Transcript 食品的保鲜技术
食品的保鲜技术 化学保鲜技术（自学） 气调保鲜技术（重点） 涂膜保鲜技术 植物激素和植物生长调节法 其他保鲜技术 § 化学保鲜技术 保鲜从字面上可理解为保持鲜度，实际上它的含 义是不断发展、扩大的。比如水果、蔬菜的保鲜，最 初注意的是不腐烂，后来又增加对品质的要求，现在 发展到香气的保持也列为保鲜的内容之一。将能起到 保鲜作用的化学品称为保鲜剂。 食品化学保鲜剂种类繁多，它们的理化性质和保 鲜的机理也各异。有的化学保鲜剂直接加入食品，有 的化学保鲜剂则是以改变或控制环境因素对食品起保 鲜作用。化学保鲜剂由人工化学合成的，也有从天然 生物体内提取的。按照化学保鲜剂的保鲜机理不同， 一般可分为三类：防腐剂、杀菌剂和抗氧化剂 。 § 气调保鲜技术 一、基本原理 食品气调保鲜技术是利用调整环境气体来延长 食品储藏寿命和货架寿命的技术。气调技术的基 本原理是：在一定封闭体系内，通过各种调节方 式得到的不同于正常大气组成（或浓度）的调节 气体，以此来抑制食品本身引起食品变坏的生理 生化过程和抑制食品的微生物活动过程。 引起食品品质下降的食品自身生理生化过程和微生物 作用过程，多数与氧和二氧化碳有关。因此，各种气调手 段均以这两种气体作为调节对象。气调技术的核心是将食 品周围的气体调节成正常大气相比含有低氧浓度和高二氧 化碳的气体，配合适当的温度条件，来延长食品的寿命。 注意几个概念： CA储藏 气调储藏 MA储藏 自然降氧储藏 CAP 气调包装 MAP 大气修改包装 二、气调储藏对鲜活食品生理活动的影响 1. 抑制鲜活食品的呼吸作用 CO2和O2对果蔬类的呼吸作用影响 CO2、O2、N2对保存鲜肉的作用 抑制鲜活食品的新陈代谢 抑制果蔬乙烯的生成和作用 2.气调储藏对微生物生长繁殖的影响 三、气调保鲜的条件 气调保鲜的关键是调节气体，但在调节气体组成与 浓度的同时，还应考虑温度和相对湿度的影响。 1.调节气体含量 包括以下几方面： O2含量 CO2含量 O2和CO2的比例 其他气体含量，如：CO 、N2 2.温度 从生物学的角度看，降低温度可以减缓细胞的呼吸作用，抑制微 生物的生长，但具体温度还要根据气调的对象而定。选择的温度控制 点比普通空气高1～3℃。因为有些植物组织在0℃附近的低温下对CO2 很敏感，容易发生CO2伤害，在较高的温度下，这种伤害就可避免。对 于新鲜肉类，气调的好处是可以在非冻结状况下延长它们的货架寿命。 至于温度的下限，应以不影响此类产品的质量为限。 3.相对湿度 对于果蔬类产品，在气调储藏中，保持较高的相对湿度，可以 避免果蔬中的水分过多流失。保持果蔬新鲜的状态，并具有较强的 抗病力。对于果类，相对湿度控制范围一般在90%～95%。 4、CA储藏中气体的调节 CA储藏从构成气调系统封闭主体的结构与材料来看，有两种形式：一是 以库房为封闭气形式的储藏，另一种是以薄膜材料作为封闭容器（如塑料袋、 塑料帐）的气调储藏。气调封闭器内的气体成分从刚封闭的正常空气成分转变 到所规定的调节气体状况，两者之间有一个降氧和升CO2的过渡期，也简称为 降氧期。降O2后则是O2和CO2的规定指标稳定期。 降氧方法可分为以下几种： 放风法 自然降氧法 气调法 充N2法 人工降氧法 充CO2自然降O2法 气流法 四、气调冷藏库 气调冷藏库是以冷藏库作为封闭体，主要用于大 宗新鲜果蔬长期储藏大型气调储藏系统。由于储藏容 量大，所以一般在管理方面自动化程度高。 气体发生系统 气体净化系统 湿度调节系统 气体循环系统 压力平衡系统 自动盒式气调保鲜包装机 双工位盒式气调保鲜包装机 可移式气调冷藏集装箱 五、薄膜封闭气调方法 气调保鲜技术随着塑料薄膜业的发展出现了生 机。自上世纪60年代以来，国内外对塑料薄膜封闭 气调展开了广泛地研究，目前已达到实用阶段，并 继续向自动调气的方向发展。用薄膜材料作气调用 的封闭层，具有灵活性大、使用方便、成本低等优 点，可以克服气调冷藏库建筑设备复杂、成本高、 灵活性小等不易普遍采用的缺点。 1.薄膜气调系统的模式与理论 封闭膜 环 境 大 气 N2（78.1％） 产品表面 N2 N2 O2 H2 O O2 H2 O O2 H2 O CO2 产品 挥发气体 热 挥发气体 热 CO2 CO2 挥发气体 调节气体 热 薄膜封闭气调系统模式图 在这个系统中，一般同时存在两种过程： （1）产品的生理生化作用（包括产品内或附于与产品表面的微生物活 动作用）导致的产品与包装层内气体之间的气体交换过程； （2）包装层内气体与包装外大气层的气体交换过程。 气体通过膜介质渗透作用，与扩散作用一样，是遵守 费克—亨利定律的。即某种气体在单位时间内通过薄膜的 渗透量（渗透速度）与膜面积成正比，与膜厚度成反比， 与膜两侧气体的分压差成正比；而且混合气体中的各种气 体的渗透方向和速度是彼此独立的，互不干扰。 这个扩散与渗透的过程是一个动态系统，在一定条件 下，这种动态系统可以实现动态平衡，即产品与环境气体 的交换速率与环境气体通过薄膜与大气的交换速率相等。 各种薄膜气调系统的差异表现在： （1）能否在动态系统内实现动态平衡； （2）保持动态平衡的相对稳定的能力。 根据上述两点的差异，各种系统可以定性地分为CA性 的还是MA性的。相应包装分为：CAP和MAP。 2.气调包装法 气调包装是气调技术最有发展前途的方面。气调包装 保鲜的特点是：以小包装形式将产品封闭在塑料袋或盒内 的环境气体，或者是封闭式提供的，或者是封闭后靠内部 产品呼吸作用自发调整形成的封闭或袋内适宜的气体状态 一般不再由人为方式进行换气管理。根据包装后包装材料 对内部气体的控制程度，可以将气调包装技术分为CAP气调 法和MAP气调法。 MAP与CAP的不同之处在于是否对环境气体的状态有 自动调节的功能。CAP通常对对于内部环境气体的状态有 比较精确的自调节功能，适用于长时间的储藏，而MAP法 对于环境气体的状态几乎没有自动调节作用，适用于短 期储藏，长途运输和销售链。 几种产品MAP使用的典型气体混合组成 产品 瘦肉 关节肉 片肉 白鱼 油（性）鱼 禽类 硬干酪 加工肉 焙烤产品 干面食品 番茄 苹果 O2 /％ 70 80 69 30 － － － － － － 4 2 CO2 /％ N2 /％ 30 20 20 40 60 75 － － 80 － 4 1 － － 11 30 40 35 100 100 20 100 92 97 § 涂膜保鲜技术 一、涂膜的基本原理 涂膜处理就是在果实表面涂上一层高分子的液 态物质，干燥后成为一层很均匀的膜，可以抑制 果实与空气交换，起到气调作用，从而降低果实 的呼吸强度，减少营养物质的消耗，延长果实的 硬度和新鲜饱满，并减少病原菌的侵染而造成的 腐烂。此外涂膜处理还能增加果实的光亮度，改 善外观。 二、果蔬涂膜保鲜剂的种类 果蜡 可食用膜 纤维素膜 淀粉膜 魔芋可食用膜 海藻酸钠膜 小麦蛋白质膜 玉米蛋白质膜 大豆蛋白质膜 复合型膜 其他类型的膜 果 蜡 三、涂膜方法 涂膜方法大致可分为浸染法、刷涂法和喷涂法三种。 1.浸涂法最简便，即将涂料配成适当浓度的溶液，将果实浸入，蘸上 一层薄薄的涂料后，取出晾干即可。 2.刷涂法即用细软毛刷蘸上涂料膜刷涂。 3.喷涂法即当果实由洗果机内送出干燥后，喷上一层均匀而很薄的涂 料。 四、涂膜处理存在问题及发展方向 1.存在问题 尽管有些膜已成功应用于果蔬保鲜，但有时涂膜反使果蔬品质败 坏。果蔬涂膜是否成功依赖膜的选择，与达到好的涂膜效果，必须考 虑以下几个方面问题：研制多种膜以适用各种品种；测量目标的果皮、 果肉的特性；测量膜的气体渗透特性；预测储藏果蔬的内部气体成分； 根据果蔬的品质变化来观测涂膜效果。 2.发展方向 优化成膜材料的选择和成膜工艺 改善膜的功能性质 膜特性的研究及目的果蔬的匹配 天然抑菌剂在涂膜剂的应用 § 植物激素和植物生长调节剂保鲜法 目前，对于果蔬的保鲜，由于植物体 内的生理生化作用，人们采取两种策略： 一是探索更有效的抗乙烯生理作用的化学 物质；二是通过转基因技术培育乙烯合成 少的转基因品种。目前主要是应用第一种 方法。 一、影响果蔬成熟的主要原因 果蔬成熟可以被看成是与细胞解体和物质运动的一系列事 件。果蔬成熟的主要特征是：细胞器结构分解和蛋白质急剧丧 失、膜脂质过氧化和膜渗透性急剧增加。在果蔬成熟过程中， 膜脂质过氧化和膜渗透性增加主要是由活性氧大量产生所引起 的。在自然状态下，影响果蔬成熟的主要因素有遗传因子、果 蔬生长调节剂和环境因子（如光照、温度、水分状况、矿物质 以及病原菌的入侵）三种。 二、乙 烯 乙烯是引起果蔬采后成熟的主要植物激素，对果蔬成熟而 言，植物通过一系列基因的表达，最后由乙烯调控果蔬的成熟， 在果蔬开始成熟时，乙烯就开始起作用。在呼吸跃变期，乙烯 大量产生，从而引起水果在色泽、硬度、香味、风味以及其它 生物学上的许多变化。 1.乙烯的合成 甲硫氨酸 蛋氨酸 SAM 蛋氨酸苷 ACC 烷基羧酸 乙烯 果蔬内各种生物酶的作用下进行的 含硫的半胱氨酸、丝氨酸等也均会转化成蛋氨酸，再在各 种酶的催化下生成乙烯。在果蔬储藏期间，一旦生成少量的乙 烯，就会诱导其合成酶的活性，造成大量的乙烯迅速合成。 2.乙烯的催熟作用机理 ①对膜透性的影响 乙烯与细胞膜作用，增大了细胞膜的通透性， 从而改变了原生质内部的隔离状态，增加了酶与底物的接触，导致呼 吸强度的增加。 ②对酶活动的影响 乙烯能增加或控制细胞分泌或释放酶的速度。 它能增加吲哚乙酸酶、过氧化氢酶等酶的活力。 ③对蛋白质及核酸的影响 乙烯能增加未熟和成熟果蔬的蛋白 质的合成，对衰老组织则加速分解。 ④乙烯是一种具有高速流动性的物质 用乙烯处理果蔬的某一 部位，就能很快传递给其他部位，促进果蔬全面成熟和衰老。 果实生长 乙烯含量 呼吸强度 时间 细胞分裂期 膨大生长期 成熟期 完熟期 衰老期 果实的生长、呼吸强度与乙烯作用对应关系 3.影响乙烯生成的因素 ①温度 温度高有利于乙烯的生成，但过高也会下降。如苹果合成 乙烯的较适温度为30℃，一定的低温可以有效地抑制乙烯的生成。 ②气体组成 乙烯合成是个需氧过程，低O2和高的CO2均能抑制乙 烯的生成。同时，低的O2可使ACC到乙烯的酶被抑制或破坏，高的CO2 则对ACC的合成及ACC到乙烯均有抑制作用。 ③伤害 果蔬受到伤害则加速乙烯的生成，原因是受伤部位直接氧 化产生乙烯。 ④化学物质 有的抑制乙烯的生成，而有点加速。抑制的有：塞苯 唑、CO2、紫外线、二硝基苯酚等，加速的如吲哚乙酸等。 4.乙烯抑制剂的种类 （1）抑制剂与乙烯受体发生作用，抑制乙烯的信号传导。 如硝酸银、硫代硫酸银、1-MCP（1甲基－环丙烷）和MECP （亚甲基环丙烷） ； （2）能与ACC合成酶作用的抑制剂，切断乙烯的生成。如 Rhizobitoxin类物质：AVG(氨基乙氧基乙烯基甘氨酸)、 AOA(氨基氧乙酸)等。 三、其它激素 1.生长素类－－萘乙酸（NAA）、2,4滴等 2.赤霉素类－－“九二0” 3.细胞分裂素类－－BA（6－苄基腺嘌呤） 4.生长抑制剂－－ 天然生长抑制剂－－水杨酸、脱落酸等 人工合成的生长剂－－比九、青鲜素、矮壮素等 § 食品的其它保鲜技术 一、减压保鲜技术 1.减压保鲜的原理 通过降低气压，空气中各种气体组分的分压都相应地降低， 例如气压降至正常气压的1/10时，空气中的O2、CO2、乙烯等分压 也都降到原来的1/10。在空气中各组分不变的条件下，创造出一 个低氧分压的条件，从而起到了类似气调贮藏的作用。 2.减压保鲜所需的条件 减压贮藏中的重要问题是在减压的条件下组织极易蒸腾而 干萎，因此必须保持较高的湿度，一般在95％以上。而湿度高 又会加重病害，所以减压贮藏必须配合使用消毒防腐剂。 二、钙处理保鲜技术 1.作用机理 许多生理病害与果实组织中钙含量较低有关。钙 缺乏时，果实细胞功能减弱，组织容易衰老或者坏死， 细胞壁降解加快，因而加剧了果实的成熟衰老、软化 和生理病害。 果实组织中的钙含量与采摘后果实的呼吸强度和 乙烯释放量有关，钙是通过抑制呼吸作用和乙烯生成 而延缓果实的衰老和成熟的 。采摘后进行钙处理， 可降低果实的呼吸强度，抑制乙烯的释放和细胞壁的 降解，从而延缓了果实的衰老，保持了果实的硬度。 2.处理方法 1.采前喷钙 2.采后用钙溶液喷涂、浸泡、减压或加压浸渗等 目前主要采用氯化钙溶液浸泡的方法。由于减压浸渗 能使钙离子有效的渗入果实组织，同时又能将少量的乙烯 从组织中排除，而且处理时间短（1-2min），因而被广泛 地采用。钙溶液的浓度一般为2％-12％。