食品化学14-第14章-食品货架寿命课件.ppt
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1、第第14章章 食品货架寿命食品货架寿命预测及应用预测及应用14.1 概概 述述14.2 影响食品品质的因素影响食品品质的因素 14.3 食品品质函数食品品质函数反应级数反应级数 14.4 食品货架寿命预测方法食品货架寿命预测方法 14.5 本章小结与思考题本章小结与思考题主要内容主要内容知识点知识点了解食品货架寿命的定义和实际应用中的重要性;了解食品货架寿命的定义和实际应用中的重要性;掌握影响食品品质的因素及其在食品加工和储藏中如何掌握影响食品品质的因素及其在食品加工和储藏中如何利用和控制;利用和控制;了解食品品质函数及其在实际中的应用;了解食品品质函数及其在实际中的应用;掌握食品货架寿命预测
2、的几种方法及其异同点、应用范掌握食品货架寿命预测的几种方法及其异同点、应用范围,并能运用于简单的实际问题中。围,并能运用于简单的实际问题中。掌握影响食品品质的八大因素;掌握影响食品品质的八大因素;掌握食品货架寿命的预测方法,及其在实际问题中的应用。掌握食品货架寿命的预测方法,及其在实际问题中的应用。重点重点难点难点食品货架寿命预测方法的掌握及其在实际问题中的应用。食品货架寿命预测方法的掌握及其在实际问题中的应用。回目录回目录 14.2 影响食品品质的因素影响食品品质的因素 14.2.1 食品的组成结构食品的组成结构 14.2.2 加工条件加工条件 14.2.3 包装和贮藏条件包装和贮藏条件 1
3、4.2.4 温度温度 14.2.5 微生物微生物 14.2.6 水分活度水分活度 14.2.7 pH值值 14.2.8 气体组成气体组成14.2.1 食品的组成结构食品的组成结构食品的组成结构食品的组成结构是决定食品品质的最关键内在因素。是决定食品品质的最关键内在因素。在一定的外界条件和存在一定的其他成分时,食品内物在一定的外界条件和存在一定的其他成分时,食品内物质会发生一系列反应,这会造成食物中营养物质损失以质会发生一系列反应,这会造成食物中营养物质损失以及不希望的副产物和有害成分的产生。因此在设计食品及不希望的副产物和有害成分的产生。因此在设计食品组成和生产工艺时应重视预防和避免有害成分的
4、产生。组成和生产工艺时应重视预防和避免有害成分的产生。返回返回 14.2.2 加工条件加工条件食品的加工条件是影响和改变食品品质的重要因素食品的加工条件是影响和改变食品品质的重要因素适宜的加工不仅可改善食品色泽,风味和质构等感官性质,还可改善食适宜的加工不仅可改善食品色泽,风味和质构等感官性质,还可改善食品的消化性能和营养性能品的消化性能和营养性能 但在加工过程中,一些化学变化也会导致一些食品色泽、风味、质构和但在加工过程中,一些化学变化也会导致一些食品色泽、风味、质构和营养价值下降,食品配料的功能性质降低,甚至产生有害物质等人们不营养价值下降,食品配料的功能性质降低,甚至产生有害物质等人们不
5、希望的变化。希望的变化。加工后,上述有利和不利的反应仍然会继续发生,食品内加工后,上述有利和不利的反应仍然会继续发生,食品内在的性质、包装的类型和贮藏及运输的条件是决定其反应在的性质、包装的类型和贮藏及运输的条件是决定其反应速率的主要因素。在贮藏期间大部分食品会经历不同程度速率的主要因素。在贮藏期间大部分食品会经历不同程度的变质。温度、湿度、氧气、光、食品中水溶性成分和脂的变质。温度、湿度、氧气、光、食品中水溶性成分和脂溶性成分是引起食品变质的主要因素。溶性成分是引起食品变质的主要因素。返回返回 食品类型食品类型常用材料常用材料材料优点材料优点油脂食品油脂食品偏二氯乙烯偏二氯乙烯-氯乙烯共聚树
6、氯乙烯共聚树脂薄膜脂薄膜 对水蒸气、氧气等气对水蒸气、氧气等气体有很好的阻隔性体有很好的阻隔性 干燥食品干燥食品聚丙烯薄膜聚丙烯薄膜聚酯薄膜聚酯薄膜 良好的防潮抗水性良好的防潮抗水性 芳香食品芳香食品聚苯胺系可塑性塑料聚苯胺系可塑性塑料聚乙烯醇系双向延伸薄膜聚乙烯醇系双向延伸薄膜 具有高保香性具有高保香性 果品蔬菜类生鲜果品蔬菜类生鲜食品食品低密度的聚乙烯、聚丙烯聚低密度的聚乙烯、聚丙烯聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、环氧乙烷环氧乙烷 具有氧气、二氧化碳具有氧气、二氧化碳和水蒸气的高透气性和水蒸气的高透气性 材料不同,其性能就不同,要根据产品的特性选材料不同,其性能就不同,要根据
7、产品的特性选择合适的包装材料,才能发挥其有效的阻隔作用。择合适的包装材料,才能发挥其有效的阻隔作用。返回返回 表表14-1 不同食品适用的包装材料及其特点不同食品适用的包装材料及其特点14.2.4 温度温度温度温度主要是通过影响食品中酶的活性、微生物的活动、植主要是通过影响食品中酶的活性、微生物的活动、植物性食品的呼吸作用等影响食品的品质。物性食品的呼吸作用等影响食品的品质。一般情况下可以通过高温灭酶、灭菌适当延长食品的货架一般情况下可以通过高温灭酶、灭菌适当延长食品的货架期,但也会对食品品质产生负面影响,所以食品的保藏方期,但也会对食品品质产生负面影响,所以食品的保藏方式主要是式主要是常温保
8、藏、冷藏、冷冻常温保藏、冷藏、冷冻。14.2.5 微生物微生物食品含有食品含有丰富的营养成分丰富的营养成分,在适宜的水分和温度下微生物,在适宜的水分和温度下微生物很容易迅速生长。很容易迅速生长。食品中食品中主要成分不同主要成分不同,微生物对食品造成的腐败程度也不,微生物对食品造成的腐败程度也不同,当食品的营养成分与微生物内的酶所需底物相一致时,同,当食品的营养成分与微生物内的酶所需底物相一致时,微生物对食品造成的腐败最迅速。微生物对食品造成的腐败最迅速。食品因微生物而腐败变质不仅对食品造成损失浪费,同时食品因微生物而腐败变质不仅对食品造成损失浪费,同时也严重影响人们的身体健康。所以微生物引起的
9、食品腐败也严重影响人们的身体健康。所以微生物引起的食品腐败变质可直接将食品的货架寿命缩减为零。变质可直接将食品的货架寿命缩减为零。返回返回 14.2.7 pH值值pH值值对对酶酶和和微微生生物物的的活活性性有有很很大大的的影影响响,每每一一种种酶酶或或微微生生物物都都有有一一个个活活性性最最高高的的pH值值范范围围,pH值值低低于于或或高高于于这这个范围都会导致它们失活。个范围都会导致它们失活。pH值值也也会会影影响响蛋蛋白白质质的的功功能能和和溶溶解解性性,一一般般在在等等电电点点附附近近时时蛋蛋白白质质溶溶解解度度最最小小,因因此此pH值值会会直直接接影影响响蛋蛋白白质质在在食品反应中的作
10、用。食品反应中的作用。在在单单因因素素影影响响食食品品品品质质的的同同时时,各各因因素素之之间间也也会会相相互互作作用用,其其中中最最重重要要的的是是pH值值和和温温度度之之间间的的相相互互影影响响,如如果果忽忽视视了了它它们们之之间间的的相相互互影影响响,往往往往难难以以正正确确预预测测食食品品的的货货架架寿寿命。命。返回返回 14.2.8 气体组成气体组成气体组成是另外一个影响食品品质的重要因素。气体组成是另外一个影响食品品质的重要因素。不同产品的最长货架寿命均有其最适不同产品的最长货架寿命均有其最适O2-CO2-N2组成,氧组成,氧浓度过低或二氧化碳浓度过高都可能会引起食品的异常代浓度过
11、低或二氧化碳浓度过高都可能会引起食品的异常代谢,从而使组织受到伤害,其他重要的气体还有乙烯和谢,从而使组织受到伤害,其他重要的气体还有乙烯和CO。回目录回目录 大多数食品的质量损失可以用两个定量的指标变化来表示,大多数食品的质量损失可以用两个定量的指标变化来表示,A:期望的品质指标的损失:期望的品质指标的损失;B:不期望的品质指标的形:不期望的品质指标的形成成。A的损失速度和的损失速度和B的形成速度可以用下列方程式表示:的形成速度可以用下列方程式表示:式中,式中,k和和k是反应速率常数;是反应速率常数;n和和n是反应级数。是反应级数。上述方程可以写成:上述方程可以写成:F(A)=ktF(A)称
12、为食品的品质函数。反应级数不同对应的函数表达称为食品的品质函数。反应级数不同对应的函数表达式也不同。式也不同。反应级数反应级数01n品质函数品质函数F(A)A0-Aln(A0/A)(A1-n-A0n-1)/n-1对于零级反应模式,采用线性坐标系可得到一条直对于零级反应模式,采用线性坐标系可得到一条直线;对于一级反应模式,需采用半对数坐标系才能线;对于一级反应模式,需采用半对数坐标系才能得到一条直线;对于二级反应模式,得到一条直线;对于二级反应模式,1/A 或或1/B 对对时间作图得到一条直线时间作图得到一条直线。表表14-2 不同反应级数对应的品质函数不同反应级数对应的品质函数要获得一个可靠的
13、速率常数,必须使被监测的品质值有足要获得一个可靠的速率常数,必须使被监测的品质值有足够大的改变或者有良好的测量精度。够大的改变或者有良好的测量精度。食品品质的劣变反应通常具有多变性,在这种情况下,特食品品质的劣变反应通常具有多变性,在这种情况下,特别是需将数据外推至更长时间时,所得食品的货架寿命的别是需将数据外推至更长时间时,所得食品的货架寿命的预测值往往不够正确。预测值往往不够正确。由于通常对与食品品质损失有关的反应的检测时间太短,由于通常对与食品品质损失有关的反应的检测时间太短,经常得不到反应速率常数和级数的精确值,故已经取得的经常得不到反应速率常数和级数的精确值,故已经取得的有关食品品质
14、变坏的数据大多数对货架寿命的准确预测作有关食品品质变坏的数据大多数对货架寿命的准确预测作用有限。用有限。回目录回目录 14.4 食品货架寿命预测方法食品货架寿命预测方法食品货架寿命的预测通常可以通过以下形式进行:食品货架寿命的预测通常可以通过以下形式进行:一种方法是把食品置于某种一种方法是把食品置于某种特别恶劣特别恶劣的条件下贮藏,的条件下贮藏,每隔一定时间进行品质检验,一般采用每隔一定时间进行品质检验,一般采用感官评定感官评定的方的方法进行共进行多次。然后将法进行共进行多次。然后将实验结果外推实验结果外推,得到所需,得到所需贮藏条件下的货架寿命。贮藏条件下的货架寿命。另一种方法是按照另一种方
15、法是按照化学反应动力学化学反应动力学原理进行试验设计,原理进行试验设计,通过试验确定食品品质指标与温度的关系。通过试验确定食品品质指标与温度的关系。研究食品货架寿命的动力学方程会随研究食品货架寿命的动力学方程会随研究对象的种类研究对象的种类和和所处所处环境条件环境条件的变化而改变,常用的预测方法有:的变化而改变,常用的预测方法有:14.4.1 阿尼乌斯方法阿尼乌斯方法 14.4.2 简单的货架寿命作图法简单的货架寿命作图法 14.4.3 食品货架寿命加速试验设计步骤食品货架寿命加速试验设计步骤 14.4.4 WLF 方法方法 14.4.5 Z 值模型法值模型法 14.4.6 威布尔危害分析法威
16、布尔危害分析法u在求得不同温度下的反应速率常数后,用在求得不同温度下的反应速率常数后,用lnk对绝对绝对温度的倒数对温度的倒数1/T作图,可得到一条斜率为作图,可得到一条斜率为-Ea/R 的直线。的直线。uArrhenius关系式的关系式的主要价值主要价值在于:可以在高温在于:可以在高温(低(低1/T)下收集数据,然后用外推法求得在较低)下收集数据,然后用外推法求得在较低温度下的货架寿命。温度下的货架寿命。Arrhenius理论引起偏差的主要原因有:理论引起偏差的主要原因有:温度导致的物质物理状态的变化温度导致的物质物理状态的变化水分或水分活度的变化水分或水分活度的变化关键的反应随温度而改变关
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