单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、低温对微生物的抑制作用,一、高温对微生物的杀灭作用,2.,影响微生物耐热性的因素,1.,高温与微生物的关系,1.,高温对酶活性的影响,三、温度对酶活性的影响,3.,微生物耐热性的特性,2.,低温对酶活性的影响,第一节 温度对变质因子的抑制作用,四、温度对化学反响速度和代谢的影响,五、温度对其它变质因子的影响,2.,低温对微生物的抑制作用,1.,低温与微生物的关系,3.,影响微生物低温致死的因素,1,、高温与微生物的关系,不同的微生物具有不同的生长温度范围。超过其生长温度范围的高温，将对微生物产生抑制或杀灭作用。,细菌的耐热性,2,、影响微生物耐热性的因素,Txt,菌株与菌种,芽孢培育经历,热处理温度和时间,原始活菌数,pH,值,水分活度,蛋白质,脂肪,糖含量,盐浓度,其它因素,Text,影响微生物耐热性的因素,菌种与菌株,菌种不同、耐热性不同；同一菌种，菌株不同，耐热性也不同,正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱,各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌,芽孢次之，需氧菌芽孢最弱,同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培,育条件、贮存环境的不同而异,食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环境对其的耐热性有一定影响,芽孢培育经历,在含磷酸或镁的培养基中生长出的芽孢具有较强耐热性；,在含碳水化合物和氨基酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；,在高温下培养比低温下喂养形成的芽孢的耐热性要强,热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需的时间越短。,不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线,热处理温度和时间,热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响,温度,平酸菌芽孢,全部死亡所,需时间（分）,温度,平酸菌芽孢,全部死亡所,需时间（分）,温度,平酸菌芽孢,全部死亡所,需时间（分）,100,1200,115,70,130,3,105,600,120,19,135,1,110,196,125,7,腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，,原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长。,罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。,121,时的,杀菌时间,（分钟）,玉米菌数平酸腐败的百分率,无菌,/10,克,食糖,60,个平酸菌,/10,克食糖,2500,个平酸,菌,/10,克糖,70,0,0,95.8,80,0,0,75,90,0,0,54.2,原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系,原始活菌数,121.1,110,食品,pH,对芽孢耐热性的影响,pH,值,一般地，水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强,水分活度,水分活度对不同细菌和芽孢的影响不同,水分活度,细菌芽孢在110加热时死亡时间D值和水分活度的关系,1. 肉毒梭菌(E型)；,2. 嗜热脂肪芽孢杆菌,加热时食品介质中如有蛋白质,(,包括明胶、血清等在内,),存在，将对微生物起保护作用。,蛋白质,脂肪的存在可以增强细菌的耐热性。比方在油、石蜡及甘油等介质中存在的细菌及芽孢，需在140200温度下进行545min的加热方可杀灭,脂肪,糖对细菌耐热性的影响,高浓度的糖液对受热处理的细菌 的芽孢有保护作用。,糖含量,通常食盐的浓度在4%以下时,对芽孢的耐热性有一定的保护作用,而8%以上浓度时,那么可削弱其耐热性。,这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异,盐浓度,淀粉对芽孢没有直接影响,如果食品中参加少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢的耐热性,其它成分,返回第一节主页面,3,、微生物耐热性的特性,微生物,F,值,热力致死速率曲线,D,值,热力致死时间曲线,Z,值,热力致死速率曲线,D,D,D,D,D,D,微生物及其芽孢的热处理,死亡数是按指数递减或按对数,循环下降的。,假设以纵坐标为物料单位值,内细胞数或芽孢数的对数值，,以横坐标为热处理时间，可得,到一直线热力致死速率曲,线或活菌残存数曲线。,D,值的定义就是在一定的处理环境中和在一定的热力致,死温度条件下某细菌数群中杀死,90%,原有残存活菌数时,所需要的时间,D,值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。,D,值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处的环境和其,它因素而异。因此,D,值大小和细菌耐热性的强度成正比。,注意：,D,值不受原始菌数影响,D,值,D,值可以根据热力致死速率曲线中直线横过一个对数循环,所需的热处理时间求得，也可以根据直线方程式求得，即：,D =,t,log a log b,以加热温度为横坐标，以其所对应的杀死某一菌种的全部细菌或芽孢所需最短加热时间为纵坐标作图多得的曲线,细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示了,不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性,热力致死时间曲线TDT曲线,与热力致死速率曲线,一样，假设以热处理温度为,横坐标，以热处理时间为,纵坐标对数值，就得,到一条直线，热力致死规,律同样按指数递降进行。,Z,Z值的概念：,直线横过一个对数循环所需要改变的温度数(),Z值反响了不同微生物的加热致死温度,和时间的关系。Z值越大，因温度上升而取,得的杀菌效果就越小。,Z,值,返 回,通常用121国外用250F或121.1作为,标准温度，该温度下的热力致死时间用符号F,来表示，并称为F值。,F 值的定义：,在121.1温度条件下杀死一定浓度的细菌,所需要的时间F值与原始菌数是相关的。,F,值,1,、低温与微生物的关系,任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温 度范围。温度越低，它们的活动能力也越弱,长期处于低温中的微生物能产生适应性,返回第一节主页面,生长繁殖减慢,代谢失调,蛋白变性,细胞损伤,2,、低温对微生物的抑制作用,3,、影响微生物低温致死的因素,温度的上下,降温速度,结合水分和过冷状态,介质,贮期,温度大于,80,时，多数酶的活力已遭到破坏，但过氧化,物酶在,121,150,时仍有活性。,酸性食品中，酶的耐热性增强。,酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，例如牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测定的结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理时的钝化程度和肺结核菌及其他病原菌热处理时的死亡程度相互一致。,1,、高温对酶活性的影响,2,、低温对酶活性的影响,高温可使酶蛋白变性、酶钝化；低温可抑制酶的活性，,但不使其钝化,大多数酶活性化学反响的Q10值为23。即温度每下降,10，酶活性就削弱1/21/3。,冷冻或冷藏不能破坏酶的活性，冻制品解冻后酶将重新,活泼，使食品变质,为了将冷冻、冻藏和解冻过程中食品内的不良变化降低,到最低限度，有些速冻制品会采用先预煮，破坏酶活性，,然后再冻制。,四、温度对化学反响速度和代谢的影响,温度是物质分子或原子运动能量的度量。当物质中热量被去除后，物质的动能减少，其组成物质的分子运动变缓。由于物质生化和化学反响速度主要取决于反响物质分子的碰撞速度，因此，反响速度取决于温度。,Kt是温度t时反响速度，Kt+10是温度(t+10)时反响速度。,温度商数Q10表示温度每升高10时反响速度所增加的倍数，,或温度每下降10反响速度所减缓的倍数,K,t+10,K,t,Q,10,=,反响速率随温度的变化可用温度商Q10表示：,低温保藏的目的是抑制反响速度，所以温度商越,高，低温保藏的效果就越显著,五、温度对其它变质因子的影响,引起食品变质的原因除了微生物及酶促化学反响外，还有其它一些因素的影响。如氧化作用、生理作用、蒸发作用、机械损害、低温冷害等。其中较典型的例子是油脂的酸败，油脂与空气直接接触，发生氧化反响，生成醛、酮、酸、内酯、醚等物质；并且油脂本身粘度增加，比重增加，出现令人不愉快的“哈喇味，称为油脂的酸败。维生素C被氧化成脱氢维生素，继续分解，生成二酮古乐糖酸，失去维生素C的生理作用。番茄色素是由八个异戊二烯结合而成，由于其中有较多的共轭双键，故易氧化。胡萝卜色素类也有类似的反响。,二、水分活度与微生物的关系,一、水分活度与食品含水量的关系,2.,水分吸附等温线,1.,水分活度概念,三、水分活度与酶的关系,第二节 水分活度对变质因子的抑制作用,四、水分活度与食品氧化的关系,1.,水分活度概念：,A,w,= P / P,0,P,：食品中水的蒸汽分压,P,0,：相同温度下纯水的饱和蒸汽压,一、水分活度与食品含水量的关系,微生物的最适水分活度,二、水分活度与微生物的关系,微生物的耐热性与水分活度的关系,芽孢的形成与水分活度,酶与水分活度,三、水分活度与酶的关系,酶的稳定性与,Aw,最低,Aw,水活性降低时，金属离子的流动性降低，氧的溶解度,降低，氧化作用变慢,四、水分活度与食品氧化的关系,大分子脱水时，催化部位不能暴露，氧化速度变慢,一、,pH,与微生物的关系,二、,pH,与酶的关系,第三节,pH,对变质因子的抑制作用,三、,pH,与食品化学变化的关系,微生物,最低,pH,最高,pH,最适,pH,大肠杆菌,4.3,9.5,6.0-8.0,乳酸菌,3.2,10.4,6.5-7.0,金黄色葡萄球菌,4.0,9.8,7.0,霉菌,0-1.5,11.0,3.8-6.0,酵母,1.5-2.5,8.5,4.0-5.8,微生物生长的最低、最高和最适,pH,一、,pH,与微生物的关系,二、,pH,与酶的关系,肉类物质加热时产生的,H,2,S,与,pH,有密切关系， 酸性条件下，一般无,H,2,S,产生,三、,pH,与食品中化学变化的关系,软体动物、甲壳类罐头、金枪鱼等罐头中出现的硫酸镁铵结晶与,pH,有关，酸性条件下一般不结晶,在强酸性条件下，腌制品易产生亚硝胺等致癌物质,二、辐射的化学效应,一、辐射的根本概念,三、辐射的生物学效应,第四节 电离辐射对变质因子的抑制作用,四、辐射与酶的关系,五、辐射与其它变质因素的关系,1.,辐射类型,4.,辐射单位,3.,辐射源,2.,核衰变,1.,辐射对微生物的作用,4.,辐射对果蔬的作用,3.,辐射对其它生物的作用,2.,微生物对辐射的敏感性,低频辐射线非电离辐射： 波长较长、能量小频率低，仅能使物质分子产生转动或振动而产生热，也可起到加热杀菌作用,高频辐射线电离辐射： 频率较高、能量大，如X-，-射线，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用冷杀菌,1.,辐射类型,频率,波长,=C,=C/,低频辐射区,10,18,Hz,E,能量,无线电波,微波,红外,可见,紫外,X,射线和,射线,10,5,Hz 10,10,10,15,10,18,10,20,3km 3cm 3m 3nm 0.3nm,410,-10,ev 410,-5,410,-3,4,410,2,4k 4M,每个放射性同位素放出射线后，就转变成 另一个原子核，从不稳定的元素变成稳定同,位素，原子核转变过程称为放射性衰变,2.,核衰变,放射性同位素：,60,Co,、,137,Cs,3.,辐射源,X,射线原：,采用高能电子束轰击高能质量的金属靶，其能力可变为,X-,射线,不超过,5Mev,的,X-,射线源,电子加速器产生：,不超过,10Mev,的加速电子,间接作用：,水分子对辐射比较敏感，首先产生辐射效应，生成水合电子、OH、H、H2O2等，这些成分与食品的成分发生发反响，引起食品化学变化,直接作用：,射线与基质直接碰撞的靶理论,由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及质子的根本过程,二、辐射的化学效应,生物学效应指辐射对生物体如微生物、病毒、,昆虫、寄生虫、植物等的影响，这些影响是由于,生物体内的化学变化造成的,种 类,剂量（,G y,）,高等动物、人类,5,10,昆虫,10,1000,无芽孢细菌,500,10,，,000,有芽孢细菌,10,，,000,50,，,000,病毒,10,，,000,200,，,000,各种生物肌体的致死剂量,三、辐射的生物学效应,返回第四节主页面,直接效应：指微生物接受辐射后本身发生的反响，,可使微生物死亡,1.,辐射对微生物的作用,A.,细胞内蛋白质、,DNA,受损，即,DNA,分子碱基发生分解或氢键断裂等，由于,DNA,分子本身受到损伤而致使细胞死亡,直接击中学说,B.,细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，这些分子的断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡,间接效应： 来自被激活的水分子或电离的游离基，当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化复原作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响,返回第四节主页面,2.,微生物对辐射的敏感性,为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以,每杀死,90%,微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微,生物下降到原数的,10%,所需要的剂量，用,D,10,值表示,一般来说，敏感度,G- G+ ,霉菌,酵母,N D,log = - ,N,0,D,10,其中，,N,0,：表示最初的微生物数；,N,：表示使用,D,剂量后残留的微生物数,D,：表示初期剂量；,D,10,：,表示微生物残存数减到原数的,10%,时的剂量,四、 辐射与酶的关系,辐射可以破坏蛋白质的构象，因而能使酶失活。但是，使酶完全失活所需的照射剂量比杀死微生物所需剂量要大得多,酶对辐射的抵抗力受酶的种类、水分活度、温度、,pH,值、酶的浓度及纯度、,O,2,的,存在与否等因素的影响,1,干胰蛋白酶,2,每,mL,溶液,10mg,胰蛋白,酶, pH8,和,-18,3,每,mL,溶液,80mg,胰蛋白,酶, pH8,和室温,4,每,mL,溶液,10mg,胰蛋白,酶, pH2.6,和,-18,5,每,mL,溶液,80mg,胰蛋白,酶, pH2.6,和室温,6,每,mL,溶液,10mg,胰蛋白,酶, pH2.6,和室温,7,每,mL,溶液,1mg,胰蛋白,酶, pH2.6,和室温,五、 辐射与其它变质因素的关系,食品色泽的变化或组织的变化可能是由于,-,射线或高能,-,粒子与特殊的色素或蛋白质分子发生直接效应引起的。,初级辐照的产物相互作用，形成与原物质成分不同的化合物，进而影响化学反响,返回授课时序,第五节 其它因素对变质因子的抑制作用,思考：其它因素？,