食品贮运保鲜学
第1章 绪论
§ 1 食品贮藏保鲜的几个概念 § 2 食品贮藏保鲜的意义 § 3 食品贮藏科学的发展简况
§ 4 我国食品贮藏现状及存在问题 §1 食品贮藏保鲜的几个概念 食品
是指各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品,但是不包括以治疗为目的的物品。
保质:实际上就是保证食品的安全性。
保鲜:是指食品在保证安全的基础上,还能在营养、色泽、质地和风味等方面得到保证,保持食品的原汁原味。
保鲜:贮藏期较短的食品的保藏。 贮藏:贮藏期较长的食品的保藏。 储藏或储存:粮食油料作物的保藏。 贮存或保存:普通食品的保藏。
研究食品在贮藏过程中物理特性、化学特性和生物特性的变化规律,这些变化对食品质量及其保藏性的影响,以及控制食品质量变化应采取的技术措施的一门科学。 物理特性:食品的形态、质地和失重等;
化学特性:食品中的水分及水分活度、各种天然物质及食品添加剂在食品中的性质; 生物特性:主要指微生物和酶的特性,及食品的生理生化变化和食品害虫等。 §1.2 食品的分类和贮藏特性 § 2 食品贮藏保鲜的意义
? 解决食品生产与消费时空矛盾的主要手段,延长食品消费时间,扩大食品消费地域,
促进食品原料的可持续发展,避免“旺季烂,淡季断” 、“旺季向外调,淡季伸手要”的被动局面。
? 增加效益,减少损失;促进流通;提高质量和商品档次;出口创汇。 §3 食品贮藏科学的发展简况 §3.1 传统贮藏保鲜技术
? 常温贮藏(自然冷源):简易贮藏、土窑洞和通风贮藏 ? 低温贮藏(机械制冷):机械冷藏 ? 气调贮藏
① 减压贮藏保鲜 ② 新型保鲜剂保鲜 ③ 辐射贮藏保鲜 ④ 电磁处理保鲜 ⑤ 生物技术保鲜
§3.3 贮藏技术的两次革命
(1)19世纪后半期:罐藏、人工干燥和冷冻
食品贮藏由依靠自然条件进入人工控制条件,食品包装与贮藏史上的一次质的飞跃 (2)20世纪以来:速冻、气调贮藏、减压贮藏、辐射保鲜和基因工程等 §4 我国食品贮藏保鲜现状及存在问题
? 发达国家非常重视农产品保鲜加工业,农业总投资的70%用于采后,以保证农产品
附加值的实现和资源的充分利用。
? 发达国家因有雄厚的资金和工业化手段的支撑,农产品已普遍进入气调、冷链保鲜
阶段,在农产品保鲜方面已进行了机械冷藏、气调冷藏和减压贮藏三次革命。 ? 现正进一步研究发展真空预冷、超低氧贮藏,还从分子水平来探索作物抗衰老、抑
制成熟、培育耐贮藏新品种等,并已取得突破。
§4.2 我国食品贮藏保鲜现状
统计数字显示,如果我国的果蔬损耗降低3%至5%,每年可减少果品损耗200万吨。如降低损耗15%,果蔬产值可增加120亿元。
我国水果贮存能力仅占总产量的20%,而且大都是简易贮藏,而发达国家95%以上的水果都能得到及时贮藏,并且70%~80%是气调贮藏。 物流费用占到易腐食品成本的70%,每年的低温物流所造成的损失至少750亿元人民币。 我国大约有各种类型果蔬冷库3万余座,目前我国果品贮藏能力不足,只占总产量的25%;法国、德国、美国等气调库已达50%~70%,1994年意大利的气调贮藏就已达95%。 (5)贮藏保鲜过程中安全问题关注不够
利用先进的流通技术来解决产品过剩问题,建立从采收、预冷、包装、贮藏、运输、质检、批发、零售整个采后商业流程一致的标准和相配套的技术,并建立产品质量的追踪制度。 第2章 食品原料的生理代谢与控制 §1 植物性原料的采后生理及控制 § 1.1 呼吸作用 § 1.2 蒸腾作用 § 1.3 成熟与衰老 § 1.4 休眠与采后生长 § 1.5 采后病害及控制
§2 动物性原料的宰后生理 § 1.1 呼吸作用
? 果蔬采收后,同化作用基本停止,但仍是活体,其主要代谢为呼吸作用。
? 呼吸是呼吸底物在一系列酶参与的生物氧化作用下,经过许多中间环节,将生物体
内的复杂有机物分解为简单物质,并释放出化学键能的过程。 ? 果蔬的呼吸有两种类型,即有氧呼吸和无氧呼吸。 §1.1.1 有氧呼吸和无氧呼吸 1. 有氧呼吸
有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在O2的参与下,将有机物(呼吸底物)彻底分解成CO2和水,同时释放出能量的过程。
C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H2O+2870.2kJ 2. 无氧呼吸
无氧呼吸是果蔬的生活细胞在缺O2条件下,有机(呼吸底物)不能被彻底氧化,生成乙醛、酒精、乳酸等物质,释放出少量能量的过程。 酒精发酵: C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2+226kJ 乳酸发酵:C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH+197kJ 无氧呼吸对贮藏不利的原因
? 一方面因为无氧呼吸所提供的能量比有氧呼吸少,消耗的呼吸底物多,加速果蔬的
衰老过程; ? 另一方面,无氧呼吸产生的乙醛、乙醇物质在果蔬中积累过多会对细胞有毒害作用,
导致果蔬风味的劣变,生理病害的发生。
正常情况下,有氧呼吸是植物细胞进行的主要代谢类型,环境中O2的浓度决定呼吸类型,一般高于3%~5%进行有氧呼吸,否则进行无氧呼吸。 巴斯德效应
比较有氧呼吸和无氧呼吸的差异 愈伤呼吸的意义:
? 消极面:造成体内物质的大量消耗;
? 积极面:是呼吸保卫反应的主要机制,在植物产品对损伤的自我修复中具有重要作
用。
§1.1.2 与呼吸有关的几个概念 (1)呼吸强度 也称呼吸速率,指一定温度下,一定量的产品进行呼吸时所吸入的O2或释放CO2的量,一般单位用O2或CO2mg(或mL)/(kg·h )(鲜重)表示。 (2)呼吸商 (Respiration Quotient,RQ)
也称呼吸系数,它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入O2的体积比。 RQ=
RQ与呼吸底物的关系:
? 糖类为呼吸底物时RQ=1
C6H12O6 +6O2 →6CO2 +6H2O,RQ=6/6 =1.0
? 含碳、氢多的脂肪、蛋白质为呼吸底物时RQ<1 C6H12O2+8O2 → 6CO2 +6H2O,RQ=6/8=0.75
? 含氧高的有机酸为呼吸底物时RQ>1 C4H6O5+3O2→4CO2 +H2O,RQ=4/3=1.33
? RQ与呼吸状态的关系:
? 无氧呼吸,吸收的氧气少,RQ>1,供氧不足,有氧呼吸和无氧呼吸同时进
行时,RQ值越大,无氧呼吸所占的比例也越大。
? 此外RQ还与环境供氧,脂糖转化等有关。
? 脂转为糖时 RQ<1 ? 糖转为脂时 RQ>1
(4)呼吸温度系数
在生理温度范围内,温度升高10℃时呼吸强度与原来温度下呼吸强度的比值即为温度系数,用Q10来表示,一般果蔬Q10=2~2.5。 §1.1.3 呼吸跃变
有一类果实从发育、成熟到衰老的过程中,其呼吸强度的变化模式是在果实发育定型之前,呼吸强度不断下降,此后在成熟开始时,呼吸强度急剧上升,达到高峰后便转为下降,直到衰老死亡,这个呼吸强度急剧上升的过程称为呼吸跃变。 跃变型果实与非跃变型果实 呼吸跃变型果实 非呼吸跃变型果实
(1) 种类与品种 (2) 成熟度 (3) 温度
(4) 气体的分压(氧气、二氧化碳、乙烯) (5) 含水量 (6) 机械损伤
(7) 其他:涂膜、包装、避光、辐照和生长调节剂处理
? 蔬菜:
生殖器官(花) > 营养器官(叶) > 贮藏器官(块根块茎)
? 水果:
浆果(番茄、香蕉) >核果(桃、李) > 仁果(苹果、梨)
? 同一器官的不同部位:
果蔬同一器官不同部位其呼吸强度也有差异。 (2) 成熟度
? 幼嫩组织呼吸强度高,成熟产品呼吸强度弱,但跃变型果实成熟时会出现呼吸高峰。 ? 块茎、鳞茎类蔬菜休眠期呼吸强度降至最低,休眠期后重新上升。 (3) 温度
(4) 气体的分压
? O2浓度高,呼吸强度大;反之, O2浓度低、呼吸强度也低;O2浓度过低会造成无
氧呼吸,果蔬贮藏中O2浓度常在2%~5%;
? CO2浓度越高,呼吸代谢强度越低,但过高的CO2浓度会伤害果蔬,大多数果蔬适
宜的CO2浓度为1%~5%; ? 乙烯能加速果蔬后熟衰老。 (5) 含水量
? 果蔬在水分不足时,呼吸作用减弱;
? 含水量高的植物,在一定限度内的相对湿度愈高,呼吸强度愈小;
? 在一定限度内,呼吸速率随组织的含水量增加而提高,在干种子中特别明显,如粮
食含水量越高,呼吸作用越强。
(6) 机械损伤
? 植物组织受到挤压、碰撞、震动、摩擦等损伤后,呼吸作用就会加强,损伤程度越
高,呼吸越强。
(7) 其他
? 对果蔬采取涂膜、包装、避光等措施,以及辐照和应用生长调节剂等处理均可不同
程度地抑制产品的呼吸作用。
§1.1.5 呼吸作用对果蔬贮藏的影响 呼吸作用对果蔬贮藏的影响 提高果蔬耐藏性和抗病性
? 提供果蔬生理活动所需能量 ? 产生代谢中间产物 ? 呼吸的保卫反应
a. 提供能量和底物,促进伤口愈合; b. 抑制水解作用的加强;
c. 有利于分解、破坏微生物分泌的毒素。呼吸作用对果蔬贮藏的影响 呼吸作用消耗有机物质
? 分解消耗有机物质,加速衰老;
? 产生呼吸热,使果蔬体温升高,促进呼吸强度增大,同时会升高贮藏环境温度,缩
短贮藏寿命。
呼吸作用对果蔬贮藏的影响 蒸腾作用
指植物水分从体内向大气中散失的过程。与一般水分蒸发不同,植物本身对其有很大影
响。
§1.2.1 失重和失鲜
? 失重:自然损耗,包括水分和干物质的损失,常用失重率来衡量。
? 失鲜:产品质量的损失,表面光泽消失,形态萎蔫,失去外观饱满、新鲜和脆嫩的
质地,甚至失去商品价值。
(1) 果蔬产品自身因素 补充:与湿度相关的几个概念 (2) 环境因素 §1.2.5 结露现象
果蔬产品贮运中其表面或包装容器内壁上出现凝结水珠的现象,称之为“结露”,俗称“发汗”。
结露现象产生的原因
根本原因:温差的存在。
? 大堆或大箱中产品产生呼吸热,散热不良; ? 采用薄膜封闭贮藏时,封闭前预冷不透,田间热和呼吸热造成温差造成薄膜内结露; ? 高湿贮藏环境下,温度波动导致结露。 结露对贮藏的影响
结露时产品表面的水珠有利于微生物的生长、繁殖,从而导致腐烂,不利于贮藏,因此在贮藏中应尽量避免结露现象发生。 §1.3 成熟与衰老
果实生长的最后阶段,在此阶段,果实完成了细胞、组织、器官分化发育的最后阶段,充分长成时,达到生理成熟,也称为“绿熟”或“初熟”。
果实停止生长后还要进行一系列生物化学变化逐渐形成本产品固有的色、香、味和质地特征,然后达到最佳的食用阶段。
由合成代谢的生化过程转入分解代谢的过程,从而导致组织老化、细胞崩溃及整个器官死亡的过程。果实中最佳食用阶段以后的品质劣变或组织崩溃称为衰老。 §1.3.2 成熟和衰老期间的变化 (1)叶柄和果柄的脱落 (2)颜色的变化
(3)组织变软、发糠 (4)种子及休眠芽的长大 (5)风味变化 (6)萎蔫
(7)果实软化(果胶降解) (8)细胞膜变化(透性增强) (9)病菌感染
§1.3.3 成熟与衰老的机制
? 果蔬在生长、发育、成熟、衰老过程中,生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、
乙烯五大植物激素的含量有规律地增长和减少,保持一种自然平衡状态,控制果蔬的成熟与衰老。
? 生长素、赤霉素和细胞分裂素——生长激素,抑制果实的成熟与衰老; ? 脱落酸和乙烯——衰老激素,促进果蔬的成熟与衰老。 乙烯与果蔬成熟衰老的关系
? 乙烯是对果蔬成熟作用最大的植物激素。