分析食品贮运保鲜的质量变化现象

任务二　分析食品贮运保鲜的质量变化现象

课前准备

【学习目标】

通过食品在贮藏保鲜中质量变化的因素和组成食品的各种营养成分分析，学生应能够了解食品营养成分在贮藏保鲜中发生的生理变化和生化变化，认识食品的呼吸作用、蒸腾作用、后熟作用、休眠作用和僵直与软化作用对保鲜食品的影响;掌握食品在贮藏保鲜中质量变化的趋势及质量变化;能够分析食品在贮藏保鲜中的腐败、酸败、霉变和发酵现象。

【导入案例】

图1－1　腐烂食品对人们生活的影响

图1－2　食品变质的四种不同气味

【物质变质的4种气味】

1.酸臭味:富含碳水化合物类食物，例如粮食、蔬菜、水果、糖类及其制品等变质主要产生酸臭味。碳水化合物会在微生物或酶的作用下发酵变酸。米饭发馊、糕点变酸、水果腐烂就属于这类变质现象。

2.霉味:受到霉菌污染的食物在温暖潮湿的环境下通常会发霉变质。霉菌通常在含碳水化合物的食物上容易生长。粮食是霉菌损害最严重的食物，所以存放粮食一定要保持通风，以防霉菌生长。

3.腐臭味:富含蛋白质食物的腐败变质，主要以蛋白质的分解为特征，产生腐臭味。常见的例子如鱼肉、猪肉、鸡蛋、豆腐、豆腐干等食物变质产生腐臭味。

4.哈喇味:是脂肪变质产生的。食物中的脂肪通常容易被氧化，产生一系列的化学反应，氧化后的油脂有怪味，也就是酸败的产物。常见的肥肉由白色变黄就是属于这类反应，食用油储存不当或储存时间过长也容易发生这类变质，产生哈喇味。

问题:

1.通过以上案例请分析一下自己身边的腐烂食品及腐烂的营养成分。

2.通过以上案例谈谈腐烂食品对我们生活的影响。

教学内容

子任务一　分析组成食品的营养成分

一、碳水化合物

碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。人类摄取食物的总能量中大约80%由糖类提供，因此它是人类及动物的生命源泉。碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，主要存在于植物中，占植物总重的50%～80%。碳水化合物的分子组成一般可用Cn(H₂ O)m的通式表示，但后来发现有些糖如鼠李糖(C₆ H₁₂ O₅)和脱氧核糖(C₅ H₁₀ O₄)并不符合上述通式，并且有些糖还含有氮、硫、磷等成分，显然用碳水化合物的名称来代替糖类名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名称。

碳水化合物可分为单糖、低聚糖、多糖三类。单糖是指不能再水解的最简单的多羟基醛或多羟基酮及其衍生物，按所含碳原子数目的不同，称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等，或称三、四、五、六、七碳糖等，其中以己糖、戊糖最为重要。低聚糖是指聚合度小于或等于10的糖类，按水解后所生成单糖分子的数目，低碳糖分为二糖、三糖、四糖、五糖等，其中以二糖最为重要，如蔗糖、麦芽糖等。多糖又称多聚糖，是指聚合度大于10的糖类，如淀粉、纤维素、半纤维素、糖原、糊精、果胶等。

二、蛋白质

蛋白质是生物体细胞的重要组成成分，在细胞的结构和功能中起着重要的作用，蛋白质也是一类重要的产能营养素，并提供必需氨基酸，蛋白质亦是食品的主要成分，对食品的质构、风味和加工性状产生重大影响。

蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链，再由一条或一条以上的多肽链按各自的特殊方式组合成具有生物活性的分子。组成蛋白质的氨基酸有20余种，体内只能合成一部分，其余则必须由食物蛋白质供给，体内不能合成或合成速度太慢的氨基酸必须由食物蛋白质供给，故称为“必需氨基酸”。体内能自己合成的氨基酸则不必由食物蛋白质供给，称为“非必需氨基酸”。按照化学组成，蛋白质通常可以分为简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质是水解后只产生氨基酸的蛋白质，结合蛋白质是水解后不仅产生氨基酸，还产生其他有机或无机化合物(如碳水化合物、脂类、核酸、金属离子等)的蛋白质。结合蛋白质的非氨基酸部分称为辅基。

三、脂质

脂质也称脂类，是脂肪和类脂的总称，是一类含有醇酸酯化学结构，溶于有机溶剂而不溶于水的天然有机化合物。分布于天然动植物体内的脂类物质主要为三酰基甘油酯(占99%左右)，俗称为油脂或脂肪，一般室温下呈固态的称为脂(Fat)，呈液态的称为油(Oil)。类脂包括各种磷脂及类固醇，它们也广泛存在于许多动植物食品中。

在植物组织中脂类主要存在于种子或果仁中，在根、茎、叶中含量较少。动物体中主要存在于皮下组织、腹腔、肝和肌肉内的结缔组织中。许多微生物细胞中也能积累脂肪。目前，人类食用和工业用的脂类主要来源于植物和动物。

人类可食用的脂类，是食品中重要的组成成分和人类的营养成分，是一类高热量化合物，每克油脂能产生39.58kJ的热量，该值远大于蛋白质与淀粉所产生的热量;油脂还能提供给人体必需的脂肪酸(亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸);是脂溶性维生素(A、D、K和E)的载体;并能溶解风味物质，赋予食品良好的风味和口感。

食用油脂所具有的物理和化学性质，对食品的品质有十分重要的影响。油脂在食品加工时，如用作热媒介质(煎炸食品、干燥食品等)不光可以脱水，还可产生特有的香气;如用作赋型剂可用于蛋糕、巧克力或其他食品的造型。但含油食品在贮存过程中极易氧化，为食品的贮藏带来诸多不利因素。

四、水

水是食品的主要组成成分，食品中水的含量、分布和状态对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度产生极大的影响。食品中的水分是引起食品化学性及微生物性变质的重要原因之一，因而直接关系到食品的贮藏特性。

水在食品中的存在状态主要有两种:自由水和结合水。自由水是和普通液态水完全相同，而结合水则是与亲水性物质结合在一起的水，水分子处于束缚状态，蒸发困难，0℃下不结冰。大部分结合水没有溶解其他物质的能力，特别是不能为微生物生长发育所利用。例如:果酱、加糖炼乳等水分含量很高，但常温下很难腐败，主要是水和大量的糖结合，大部分水以结合水的状态存在，细菌、霉菌等不能利用这些结合水。

表1－2　　食品中水分的含量(%)

续表

五、维生素

维生素是人和动物维持正常的生理功能所必需的一类有机化合物。维生素不参与机体内各种组织器官的组成，也不能为机体提供能量，它们主要以辅酶形式参与细胞的物质代谢和能量代谢过程，缺乏时会引起机体代谢紊乱，导致特定的缺乏症或综合症，如缺乏VA时易患夜盲症。

人体所需的维生素主要由食物供给。食物中的维生素含量较低，许多维生素稳定性差，在食品加工、贮藏过程中常常损失较大。因此，要尽可能最大限度地保存食品中的维生素，避免其损失或与食品中其他组分间发生反应。

人们根据维生素在脂类溶剂或水中溶解性特征将其分为两大类:脂溶性维生素和水溶性维生素。前者包括维生素A、D、E、K，它们不溶于水而溶于脂肪和脂肪溶剂;后者包括维生素B族和维生素C。

(一)脂溶性维生素

1.维生素A

维生素A是一类由20个碳构成的具有活性的不饱和碳氢化合物，有多种形式，其羟基可被酯化或转化为醛或酸，也能以游离醇的状态存在。

维生素A主要存在于动物中而不存在于植物组织中，维生素A1主要存在于动物的肝脏和血液中，维生素A2主要存在于淡水鱼中。蔬菜中没有维生素A，但含有的胡萝卜素进入体内后可转化为维生素A1，通常称之为维生素A原或维生素A前体，其中以β－胡萝卜素转化效率最高，1分子的β－胡萝卜素可转化为2个分子的维生素A。

人和动物感受暗光的物质是视紫红质，它的形成与生理功能的发挥与维生素A有关。当体内缺乏时引起表皮细胞角质、夜盲症等。

食品在加工和贮藏中，维生素A对光、氧和氧化剂敏感，高温和金属离子可加速其分解，在碱性和冷冻环境中较稳定，贮藏中的损失主要取决于脱水的方法和避光情况。

2.维生素D

植物及酵母中的麦角固醇经紫外线照射后转化为维生素D2，鱼肝油中也含有少量的维生素D2。人和动物皮肤中的7－脱氢胆固醇经紫外线照射后可转化为维生素D3。维生素D3广泛存在于动物性食品中，以鱼肝油中含量最高，鸡蛋、牛乳、黄油、干酪中含量较少。维生素D十分稳定，消毒、煮沸及高压灭菌对其活性无影响;冷冻贮存对牛乳和黄油中维生素D的影响不大。维生素D在光、氧条件下会被迅速破坏，故需保存于不透光的密封容器中。结晶的维生素D对热稳定，但在油脂中容易形成异构体，食品中油脂氧化酸败时也会使维生素D破坏。

3.维生素E

维生素E是具有类似活性的生育酚和生育三烯酚的总称。生育三烯酚与生育酚结构上的区别在于其侧链有双键。在一般食品中以生育酚的含量较高。

维生素E广泛分布于种子、种子油、谷物、水果、蔬菜和动物产品中。植物油和谷物胚芽油中含量高。

食品在加工贮藏中常常会造成维生素E的大量损失。例如，谷物机械加工去胚时，维生素E大约损失80%;油脂精炼也会导致维生素E的损失;脱水可使鸡肉和牛肉中维生素E损失36%～45%;肉和蔬菜罐头制作中维生素E损失41%～65%;油炸马铃薯在230℃下贮存一个月维生素E损失71%，贮存两个月损失77%。此外，氧、氧化剂和碱对维生素E也有破坏作用，某些金属离子如Fe2+等可促进维生素E的氧化。

4.维生素K

维生素K是由一系列萘醌类物质组成。常见的有维生素K1即叶绿醌、维生素K2即聚异戊烯基甲基萘醌和维生素K3即2－甲基－1，4萘醌。维生素K1主要存在于植物中，K2由小肠合成，K3由人工合成。K3的活性比K1和K2高。人体中缺乏维生素K会导致血中凝血酶原含量下降，从而导致皮下组织和其他器官出血，延长凝血时间。

维生素K对热相当稳定，遇光易降解。其萘醌结构可被还原成氢醌，但仍具有生物活性。维生素K具有还原性，可清除自由基，保护食品中其他成分(如脂类)不被氧化，并减少肉品腌制中亚硝胺的生成。

(二)水溶性维生素

1.维生素C

维生素C又名抗坏血酸，是一个羟基羧酸的内酯，具烯二醇结构，有较强的还原性。维生素C有四种异构体: D－抗坏血酸、D－异抗坏血酸、L－抗坏血酸和L－脱氢抗坏血酸。其中以L－抗坏血酸生物活性最高。

维生素C主要存在于果蔬中。动物性食品中只有牛奶和肝脏中含有少量维生素C。人缺乏维生素C时，牙龈部出血，牙齿松脱，皮下出血，形成瘀斑，倦怠，特别容易感染疾病。

维生素C是最不稳定的维生素，对氧化非常敏感。光、Cu2+和Fe2+等加速其氧化; pH、氧浓度和水分活度等也影响其稳定性。此外，含有Fe和Cu的酶如抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和细胞色素氧化酶对维生素C也有破坏作用。水果受到机械损伤、成熟或腐烂时，由于其细胞组织被破坏，导致酶促反应的发生，使维生素C降解。

2.维生素B1

维生素B1又称硫胺素，是取代的嘧啶环和噁唑环并由亚甲基相连的一类化合物。

硫胺素广泛分布于动植物食品中，在动物内脏、鸡蛋、马铃薯、核果及全粒小麦中含量比较丰富。

硫胺素是B族维生素中最不稳定的一种。在中性或碱性条件下易降解;对热和光不敏感;酸性条件下较稳定。

硫胺素在低Aw和室温下贮藏表现良好的稳定性，而在高Aw和高温下长期贮藏损失较大，温度越高，硫胺素的损失越大(见表1－3)。

表1－3　　食品贮藏中硫胺素的保留率

3.维生素B2

维生素B2又称核黄素。自然状态下常常是磷酸化的，在机体代谢中起辅酶作用。核黄素的生物活性形式是黄素单核甘酸和黄素腺嘌呤二核甘酸。

动物性食品中核黄素含量较高，尤其是肝、肾和心脏;奶类和蛋类中含量较为丰富;豆类和绿色蔬菜中也有一定量的核黄素。

核黄素在酸性条件下最稳定，中性下稳定性降低，在碱性介质中不稳定。对热稳定，对光则非常敏感，例如，牛奶在日光下存放2h后核黄素损失50%以上;放在透明玻璃器皿中也会产生“日晒味”，导致营养价值降低。核黄素参与机体内许多氧化还原反应，一旦缺乏将影响机体呼吸和代谢，出现溢出性皮脂炎、口角炎和角膜炎等病症。

4.维生素B5

维生素B5又称维生素PP或烟酸，包括尼克酸和尼克酰胺。烟酸广泛存在于动植物体内，动物内脏、酵母、牛乳、花生、黄豆中含量丰富，谷物皮层和胚芽中含量也较高。

烟酸是最稳定的维生素，对光、热、酸、碱、氧等均不敏感。烟酸具有抗癞皮病的作用。

5.维生素B6

维生素B6是指在性质上紧密相关、具有潜在维生素B6活性的三种天然存在的化合物，包括吡哆醛、吡哆醇和吡哆胺。维生素B6在蛋黄、肉、鱼、奶、全谷、白菜和豆类中含量丰富。其中，谷物中主要是吡吡哆醇，动物产品中主要是吡哆醛和吡哆胺，牛奶中主要是吡哆醛。维生素B6对热、强酸和强碱都很稳定，但在碱性溶液中对光敏感，尤其对紫外线更加敏感。

6.叶酸

叶酸包括一系列结构相似、生物活性相同的化合物，分子结构中含有蝶呤、对氨基苯甲酸和谷氨酸。绿色蔬菜和动物肝脏中富含叶酸，乳中含量较低。蔬菜中的叶酸呈结合型，而肝中的叶酸呈游离态。人体肠道中可合成部分叶酸。叶酸对热、酸较稳定，但在中性和碱性条件下很快被破坏，光照更易分解。

7.维生素B12

维生素B12由几种密切相关的具有相似活性的化合物组成，这些化合物都含有钴，又称钴胺素，是一种红色的结晶物质。

植物性食品中维生素B12很少，其主要来源是菌类食品、发酵食品以及动物性食品如肝脏、瘦肉、肾脏、牛奶、鱼、蛋黄等。人体肠道中的微生物也可合成一部分供人体利用。维生素B12对碱不稳定。

8.泛酸

泛酸又称维生素B3，它是辅酶A的重要组成部分。泛酸在肉、肝脏、肾脏、水果、蔬菜、牛奶、鸡蛋、酵母、全麦和核果中含量丰富，动物性食品中的泛酸大多呈结合态。食品贮藏中泛酸较稳定，尤其是低Aw的食品。

9.生物素

生物素又称维生素H，是脲和带有戊酸侧链噻吩组成的五员骈环，有八种异构体，天然存在的为具有活性的D－生物素。

生物素广泛存在于动植物食品中，以肉、肝、肾、牛奶、蛋黄、酵母、蔬菜和蘑菇中含量丰富。生物素在牛奶、水果和蔬菜中呈游离态，而在动物内脏和酵母等中与蛋白质结合。人体肠道细菌可合成相当部分的生物素。生物素对光、氧和热非常稳定，但强酸、强碱会导致其降解。食品加工和贮藏中生物素的损失较小，所引起的损失主要是溶水流失，也有部分是由于酸碱处理和氧化造成。

六、矿物质

食品中存在着含量不等的矿物元素，这些矿物元素或者以无机态或有机盐类的形式存在，或者与有机物质结合而存在，一般占其总质量的0.3%～1.5%，其数量虽少，但却是维持动植物正常生理机能不可缺少的。

食品中的矿物质若按在体内含量的多少可分为常量元素和微量元素两类。常量元素是指其在人体内含量在0.01%以上的元素如钙、磷等;含量在0.01%以下的称为微量元素如铁、碘、硒、锌、锰、铬等。

(一)常量元素

1.钠和钾

钠和钾的作用与功能关系密切，二者均是人体的必需营养素。钠作为血浆和其他细胞外液的主要阳离子，在保持体液的酸碱平衡、渗透压和水的平衡方面起重要作用;并和细胞内的主要阳离子钾共同维持细胞内外的渗透平衡，参与细胞的生物电活动，在机体内循环稳定的控制机制中起重要作用;在肾小管中参与氢离子交换和再吸收;参与细胞的新陈代谢。

钠的主要来源是食盐和味精，钾的主要食物来源是水果、蔬菜和肉类。人们一般很少出现钠、钾缺乏症，但当钠摄入过多时会造成高血压。

表1－4　　动物性食品中钠和钾的含量(m g/100g)

2.钙和磷

钙和磷也是人体必需的营养素之一。体内99%的钙和80%的磷以羟磷灰石的形式存在于骨骼和牙齿中。钙对血液凝固、神经肌肉的兴奋性、细胞的粘着、神经冲动的传递、细胞膜功能的维持、酶反应的激活以及激素的分泌都起着决定性的作用。磷作为核酸、磷脂、辅酶的组成部分，参与碳水化合物和脂肪的吸收与代谢。

钙的主要来源有乳及其制品、绿色蔬菜、豆腐、鱼和骨等;磷主要来源于动物性食品。植物性食品中含有大量的磷，但大多数以植酸磷的形式存在(表1－5)，难以被人体消化与吸收。可通过发酵或浸泡方式将其水解，释放出游离的磷酸盐，从而提高磷的生物利用率。人体缺钙时，幼年易患佝偻病，成年或老年易患骨质疏松症。一般很少出现镁磷缺乏症。

表1－5　　食品中植酸磷的含量(g/kg干物质)

3.镁

镁虽然是常量元素中体内总含量较少的一种元素，但具有非常重要的生理功能。镁是骨骼和牙齿的重要组成成分之一，它与钙、磷构成骨盐，与钙在功能上既协同又对抗。当钙不足时镁可部分替代;当镁摄入过多时，又阻止骨骼的正常钙化。镁是细胞内的主要阳离子之一，和Ca、K、Na一起与相应的阴离子协同，维持体内的酸碱平衡和神经肌肉的应激性。细胞内大多数镁集中线粒体中作为辅基参与体内的各种磷酸化反应;通过对核糖体的聚合作用，参与蛋白质的合成，使mRNA与70S核糖体连接;参与DNA的合成与分解，维持核酸结构的稳定。

食品工业中镁主要用作颜色改良剂。在蔬菜加工中常因叶绿素中的镁脱去生成脱镁叶绿素，使色泽变暗。膳食中的镁来源于全谷、坚果、豆类和绿色蔬菜中。一般很少出现镁缺乏症。

(二)微量元素

1.锌

锌主要通过体内某些酶类直接发挥作用来调节生命活动，例如Cu/Zn超氧化物歧化酶、RNA聚合酶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等。作为负责调节基因表达的反式作用因子的刺激物，参与DNA、RNA和蛋白质的代谢。锌与胰岛素、前列腺素、促性腺素等激素的活性有关;锌具有提高机体免疫力的功能，与人的视力及暗适应能力关系密切。此外，锌可能是细胞凋亡的一种调节剂。

一般动物性食品中锌的含量较高，肉中锌的含量约为20mg/kg～60mg/kg，而且肉中的锌与肌球蛋白紧密连接在一起，提高肉的持水性。除谷类的胚芽外，植物性食品中锌含量较低，如小麦含20mg/kg～30mg/kg，且大多与植酸结合，不易被吸收与利用。水果和蔬菜中含锌量很低，大约2mg/kg。有机锌的生物利用率高于无机锌。

2.铁

铁是人体必需的微量元素，也是体内含量最多的微量元素。机体内的铁都以结合态存在，没有游离的铁离子存在。铁是血红素的组成成分之一;铁参与血红蛋白和肌红蛋白的构成;参与细胞色素氧化酶、过氧化物酶的合成;维持其他酶类如乙酰辅酶A、黄嘌呤氧化酶等活性以保持体内三羧酸循环顺利进行。在机体氧的运输、交换与组织呼吸中发挥重要作用。铁还影响体内蛋白质的合成，提高机体的免疫力。

动物性食品如肝脏、肌肉、蛋黄中富含铁，植物性食品如豆类、菠菜、苋菜等中含铁量稍高，其他含铁较低，且大多数与植酸结合难以被吸收与利用。

3.铜

人体中的铜大多数以结合状态存在，如血浆中大约有90%的铜以铜兰蛋白的形式存在。铜通过影响铁的吸收、释放、运送和利用来参与造血过程。铜能加速血红蛋白及卟啉的合成，促使幼稚红细胞成熟并释放。铜是体内许多酶的组成成分如超氧化物歧化酶对;结缔组织的形成和功能具有重要作用;与毛发的生长和色素的沉着有关;促进体内释放许多激素如促甲状腺激素、促黄体激素、促肾上腺皮质激素和垂体释放生长激素等;影响肾上腺皮质类固醇和儿茶酚胺的合成，并与机体的免疫有关。

食品加工中铜可催化脂质过氧化、抗坏血酸氧化和非酶氧化褐变;作为多酚氧化酶的组成成分催化酶促褐变，影响食品的色泽。但在蛋白质加工中，铜可改善蛋白质的功能特性，稳定蛋白质的起泡性。绿色蔬菜、鱼类和动物肝脏中含铜丰富，牛奶、肉、面包中含量较低。食品中锌过量时会影响铜的利用。

4.碘

碘在机体内主要通过构成甲状腺素而发挥各种生理作用。它活化体内的酶，调节机体的能量代谢，促进生长发育，参与RNA的诱导作用及蛋白质的合成。面粉加工焙烤食品时，K IO₃作为面团改良剂，能改善焙烤食品质量。机体缺碘会产生甲状腺肿，幼儿缺碘会导致呆小病。

海带及各类海产品是碘的丰富来源(表1－6)。乳及乳制品中含碘量在200μg/kg～400μg/kg，植物中含碘量较低。食品加工中一些含碘食品如海带长时间的淋洗和浸泡会导致碘的大量流失。内陆地区常会出现缺碘症状，沿海地区很少缺碘。一般可通过营养强化碘的方法预防和治疗碘缺乏症。目前，通常使用强化碘盐即在食盐中添加碘化钾或碘酸钾使每克食盐中碘量达70μg。

表1－6　　部分食品中碘的含量(μg/kg)

5.硒

硒是1837年由瑞典科学家Berzelius发现的第一种非金属元素。长期以来，人们一直认为它是有毒物质，直到1957年研究发现硒是机体重要的必需微量元素。硒参与谷胱苷肽过氧化物酶的合成，发挥抗氧化作用，保护细胞膜结构的完整性和正常功能的发挥。硒的抗氧化功能是通过GSH－Px来实现的。

硒能加强维生素E的抗氧化作用，但维生素E主要防止不饱和脂肪酸氧化生成氢过氧化物(ROOH)，而硒使氢过氧化物(ROOH)迅速分解成醇和水。硒还具有促进免疫球蛋白生成和保护吞噬细胞完整的作用。硒可能通过诱发神经细胞凋亡而降低细胞存活率。

硒的生物利用率与硒化合物的形态有关(表1－7)，最活泼的是亚硒酸盐，但它化学性质最不稳定。许多硒化合物有挥发性，在加工中有损失。例如脱脂奶粉干燥时大约损失5%的硒。硒的食物来源主要是动物内脏，其次是海产品、淡水鱼、肉类;蔬菜和水果中含量最低。

表1－7　　无机化合物中硒的生物利用率(%)

硒缺乏与中毒与地理环境有关。我国黑龙江省克山县一带是严重缺硒地区，土壤中的含硒量仅为0.06mg/kg，这些地区的人易患白肌病(White Muscle Disease，WMD)或大骨节病;而陕西省的紫阳县和湖北省的恩施市部分地区为高硒区，硒的含量变化为0.08mg/kg～45.5mg/kg，平均为9.7mg/kg，常会出现硒中毒现象。

6.铬

铬是人和动物必需的微量元素，在体内具有重要的生理功能。铬通过协同和增强胰岛素的作用，影响糖类、脂类、蛋白质及核酸的代谢。目前尚未完全清楚GTF的化学结构，普遍认为它是一种铬的烟酸盐，含有Cr³⁺、烟酸和另外三种氨基酸(谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸)。

铬的最丰富来源是啤酒酵母;制品、动物肝脏、胡萝卜、红辣椒等中含铬较多。有机铬易被吸收，Fe、Zn、V及植酸盐等妨碍铬的吸收，而Mn、Mg及草酸盐可促进铬的吸收。膳食中缺铬时导致一系列的代谢紊乱。例如，缺铬时血清胆固醇及血糖均升高，产生动脉粥样硬化，这主要与内皮细胞通透性增高有关。表1－8列举了部分食物中铬的含量。

表1－8　　部分食物中铬的含量(m g/kg)

7.钴

钴是早期发现的人和动物体内必需的微量元素之一。1879年Azary指出钴对机体造血有利; 1933年Filmer首次报道了缺钴动物可产生严重贫血; 1935年钴被正式认定为人和动物营养中必需的微量元素。

钴可增强机体的造血功能，可能的途径有:(1)直接刺激作用。钴促进铁的吸收和贮存铁的动员，使铁易进入骨髓被利用。(2)间接刺激作用。钴能抑制细胞内许多重要的呼吸酶的活性，引起细胞缺氧，从而使促红细胞生成素的合成量增加，产生代偿性造血机能亢进。钴通过维生素B12参与体内甲基的转移和糖代谢;钴还可以提高锌的生物利用率。

食物中钴的含量变化较大。豆类中含量稍高，大约在1.0mg/kg，玉米和其他谷物中含量很低，大约在0.1mg/kg。

子任务二　了解食品的生理和生化变化在食品贮藏保鲜中的作用

一、食品在贮藏保鲜中的呼吸作用

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。呼吸作用是指生物活细胞内的有机物在许多复杂的酶系统参与下，经由许多中间反应环节进行的生物氧化还原过程，能把复杂的有机物分解成较为简单的物质，同时释放出能量的过程。

果蔬的呼吸有两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。

(一)有氧呼吸和无氧呼吸

根据呼吸过程是否有氧气参与，可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，正常条件下有氧呼吸占主导地位。

有氧呼吸是生物活细胞在氧气的参与下，将复杂的有机物质彻底氧化分解，形成H₂ O和CO₂，并释放出能量的过程。呼吸作用中被氧化的有机物成为呼吸底物，碳水化合物、有机酸、蛋白质、脂肪都可以作为呼吸底物。一般来说，葡萄糖、果糖、蔗糖等碳水化合物是最常利用的呼吸底物。

无氧呼吸对贮藏不利，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。

(二)与呼吸有关的几个概念

1.呼吸强度

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m L)/(kg·h)(鲜重)表示。呼吸强度是衡量产品贮藏潜力的依据，呼吸强度越高，呼吸越旺盛，贮藏寿命越短。

表1－9　　不同温度下各种果蔬的呼吸强度CO ₂(m g/kg·h)

2.呼吸商

呼吸商(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值主要与呼吸状态即呼吸类型有关。当无氧呼吸发生时，吸入的氧气很少，即RQ＞1，RQ值越大，无氧呼吸所占的比例越大。

另外，RQ大小与呼吸底物也密切相关，不同的氧化底物所消耗的氧气量不同。

以葡萄糖为底物的有氧呼吸，RQ= 1;

以含氧量高的有机酸为底物的有氧呼吸，RQ＞1;

以含碳量多的脂肪酸为底物的有氧呼吸，RQ＜1。

因此在一定程度上，可以根据呼吸商的大小来推测呼吸的性质和底物的种类。然而，呼吸是一个复杂的过程，它可以同时有几种氧化程度不同的底物参与反应，并且可以同时进行几种不同方式的氧化代谢，因而测得的呼吸强度和呼吸系数只能综合反映出呼吸的总趋势，不可能准确表明呼吸的底物种类或无氧呼吸的程度。

3.呼吸热

呼吸热是呼吸过程中产生的，除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分热量。以葡萄糖为底物进行正常有氧呼吸时，每释放1mg CO₂相应释放近似10.68J的热量。呼吸热会使果蔬自身温度升高，贮藏中应尽量排除;环境温度低于产品要求时，可利用自身呼吸热进行保温。

4.呼吸温度系数

在生理温度范围内，温度升高10℃时呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即温度系数，用Q10来表示。它能反映呼吸速率随温度而变化的程度，一般果蔬Q10= 2～2.5。Q10值越高，说明产品呼吸受温度影响越大，贮藏中越要严格控制温度。Q10反映了呼吸强度随温度变化的程度，Q10越大说明呼吸强度受温度影响越大; Q10受温度影响，果蔬产品的Q10在低温下较大，因此果蔬采后应尽量降低贮运温度，并且要保持冷库温度的恒定;园艺产品的Q10在低温下较大，因此，维持适宜而稳定的低温，是做好贮藏工作的前提。

表1－10　　一些蔬菜的呼吸系数(Q10)

5.呼吸跃变

呼吸跃变主要存在于部分植物果实的成熟阶段。在果实的发育过程中，呼吸强度随发育阶段的不同而不同。根据果实呼吸曲线的变化模式，可将果实分成两类。一类是在其幼嫩阶段呼吸旺盛，随果实细胞的膨大，呼吸强度逐渐下降，开始成熟时，呼吸上升，达到高峰后，而后呼吸下降，果实衰老死亡，伴随呼吸高峰的出现，体内的代谢发生很大的变化，这一现象被称为呼吸跃变。这一类果实被称为跃变型或呼吸高峰型果实。另一类是在发育过程中没有呼吸高峰，呼吸强度在采后一直下降，被称为非跃变型果实。大多数蔬菜在采后不发生呼吸跃变。

图1－3　跃变型果实和非跃变型果实的呼吸曲线

表1－11　　跃变型果实和非跃变型果实

时间单位:　　　　　　　时间单位

无花果　1单位= 2d　　　草莓　1单位= 0.5d　　柠檬　　　　1单位= 7d

其他　　1单位= 1d　　　葡萄　1单位= 4d　　　樱桃、凤梨　1单位= 1d

呼吸跃变期是果实发育进程中的一个关键时期，对果实贮藏寿命有重要影响。它既是成熟的后期，同时也是衰老的开始，此后产品就不能继续贮藏。在生产中，我们可以采取措施来推迟跃变型果实的呼吸高峰以延长贮藏期。

(三)影响呼吸强度的因素

1.内部因素

(1)种类与品种

园艺产品的食用部分各不相同，包括根、茎、叶、花、果实和变态器官等，这些器官在组织结构和生理方面有很大差异，采后的呼吸作用相差也很大。蔬菜中幼嫩的花、叶，表面保护组织结构不发达，生理代谢非常旺盛，呼吸作用最强;具有休眠特性的地下根茎菜和变态的叶菜，呼吸作用最弱;果菜类居中。因此，蔬菜中耐藏性依次为根菜类＞茎菜类＞果菜类＞叶菜类，其呼吸强度依次为根菜类＜茎菜类＜果菜类＜叶菜类。在果品中，坚果类的呼吸强度最低，仁果类次之，核果类、浆果类较高。同类产品的不同品种间、同一器官的不同部位，其呼吸强度的大小也不同。例如，夏季成熟品种的呼吸强度比秋冬成熟品种强，南方生长的比北方生长的呼吸强度大，茄子、柿等果实蒂端的呼吸强度大于果顶的呼吸强度。

(2)成熟度

在园艺产品个体和器官发育的过程中，以幼龄时期的呼吸强度最大，随着发育的继续，其呼吸强度逐渐下降。幼龄蔬菜的呼吸最强;老熟的瓜果和蔬菜呼吸强度较低。

2.外部因素

(1)温度

温度是影响呼吸强度的重要因素。在一定范围内，随温度升高，酶活性增强，呼吸强度增大。超过35℃，呼吸强度下降，这是因为各种有关酶的活性受到抑制或破坏的缘故。高温可导致组织缺氧，累积的CO₂能破坏细胞的正常代谢。

(2)气体成分

空气中的O₂和CO₂对果蔬的呼吸作用影响明显，适当降低O₂浓度，提高CO₂浓度，可抑制呼吸，不会影响正常代谢。O₂浓度控制在10%以下时，呼吸强度明显降低，小于2%时产生无氧呼吸。提高空气中的浓度，也可抑制呼吸，大多数果蔬适宜的CO₂浓度为1%～5%，过高的CO₂会造成组织中乙醇、乙醛物质积累而中毒，还会抑制呼吸酶活性，从而引起代谢失调。

(3)湿度

对大多数果蔬而言，要求有较高的贮藏温度，湿度过低会刺激呼吸或导致呼吸异常。香蕉在相对空气湿度低于80%时，既不产生呼吸跃变也不能正常成熟。大白菜、菠菜、宽皮柑橘类等需要在低湿条件下晾晒、轻微失水后，呼吸作用才会下降;洋葱、大蒜、马铃薯采后经过低湿晾晒后，呼吸作用逐渐减弱，并进入休眠状态。

(4)机械伤和微生物侵害

在采收、分级、包装、运输和贮藏过程中，果蔬产品常会受到挤压、震动、碰撞、摩擦等损伤，这会引起呼吸加快以促进伤口愈合。此外果蔬受到损伤后还会引起伤口细胞破裂，细胞中的糖、蛋白质、维生素等营养物质流出细胞，聚集在伤口处，为微生物生长提供良好的条件，使各种微生物大量繁殖。机械伤、微生物侵染会诱发果蔬的呼吸保卫反应，刺激乙烯合成，促进呼吸上升。因此，在果蔬贮运过程中应尽可能减少机械伤和微生物感染。

(5)化学物质

化学物质对呼吸作用有一定影响。如促进水果成熟，可使用乙烯;在采收前后和贮藏期间进行各种化学药剂处理，如花青素(MH)、矮壮素(CCC)、6－苄基嘌呤(6－BA)、赤霉素(GA)、CO、脱氢醋酸钠等，对呼吸强度有不同程度的抑制作用。

(6)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。

3.影响呼吸强度的一般规律

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;果蔬同一器官不同部位其呼吸强度也有差异。

表1－12　　呼吸强度的一般规律

(四)呼吸作用与耐藏性和抗病性的关系

1.延长果蔬的贮藏性应保持正常的呼吸作用

由于果蔬在采后仍是生命活体，具有抵抗不良环境和致病微生物的特性，才使其损耗减少，品质得以保持，贮藏期得以延长，这种特性被称为耐藏性和抗病性。耐藏性是指在一定贮藏期内，产品能保持其原有的品质而不发生明显不良变化的特性;抗病性是指产品抵抗致病微生物侵害的特性。

果蔬采后同化作用基本停止，呼吸作用成为新陈代谢的主导，它直接联系着其他生理生化过程，也影响制约着产品的寿命、品质和抗病能力。随着贮藏时间的延长，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。因此，控制和利用呼吸作用这个生理过程来延长贮藏期是至关重要的。

正常的呼吸作用能为一切生理活动提供必需的能量，还能通过许多呼吸的中间产物使糖代谢与脂肪、蛋白质及其他许多物质的代谢联系在一起，使各个反应环节及能量转移之间协调平衡，维持产品其他生命活动能有序进行，保持耐藏性和抗病性。

2.有氧呼吸对果蔬的重要保护作用

果蔬在采摘后不再继续生长，但他们仍然是有机的生命体，呼吸作用中有氧呼吸在整个新陈代谢中占主导地位。

(1)正常作用的有氧呼吸过程较为活泼，可以提高果蔬耐藏性和抗病性，提供果蔬生理活动所需能量，产生代谢中间产物维持果蔬组织中的分解过程和氧化过程的平衡，能控制机体内酶的作用，并对引起变质、发酵的外在微生物的侵入有一定的抵抗能力。

(2)当果蔬遭到机械损伤和病原微生物的侵蚀时，呼吸作用能激发氧化过程，使遭到机械损伤和已被微生物侵入的表皮组织构成新细胞并形成木栓层，提供能量和底物，促进伤口愈合，从而保护了果蔬内层的健康组织。

(3)呼吸作用激发氧化过程，能够把微生物分泌的水解酶氧化而变成无毒无害的物质，使果蔬细胞不受毒害，有利于分解、破坏微生物分泌的毒素。从而阻止了微生物的侵入。

因此，延长果蔬贮藏期首先应该保持产品正常的生命活动，避免发生生理障碍，使其能够正常发挥耐藏性、抗病性。在此基础上，维持缓慢的代谢，延长产品寿命，从而延缓耐藏性和抗病性的衰变，延长贮藏期。

3.控制呼吸强度

果蔬贮藏过程中，呼吸作用虽有上述重要作用，但也造成果蔬采后品质下降。呼吸旺盛造成营养物质消耗加快，是贮藏中发生失重和变味的重要原因，表现在使组织老化、风味下降、失水萎蔫，导致品质劣变，甚至失去食用价值。新陈代谢的加快缩短产品寿命，造成耐藏性和抗病性下降，同时释放的大量呼吸热使产品温度升高从而容易造成腐烂。在保证果蔬正常的呼吸代谢、正常发挥耐贮性和抗病性的基础上，采取一切可能的措施降低呼吸强度，延长贮藏寿命。主要措施有:(1)控制氧气的含量;(2)在低温的状态下;(3)调节气体成分。如:荔枝是非呼吸高峰型果实，采收当天呼吸强度较高，随着时间的延长而逐步下降，但仍然比苹果、梨、柑橘、香蕉等高出2～3倍。当果实变褐腐烂时，呼吸强度又趋上升，没有明显的呼吸高峰。荔枝的乙烯释放量始终保持在较低水平，也没有明显的乙烯高峰，在荔枝的成熟衰老过程中，乙烯的作用不明显。因此，要搞好荔枝的贮藏保鲜一定要采取一切可行的办法降低荔枝果实的呼吸强度。如荔枝采收后尽快预冷，贮藏在适当的低温条件下，是降低荔枝呼吸强度、延长贮藏寿命的重要手段之一。

二、食品在贮藏保鲜中的蒸腾作用

蒸腾作用是指植物水分以气体状态，通过植物体的表面，从体内散发到体外的现象。新鲜的果蔬产品组织一般含水量较高(85%～95%)，细胞汁液充足，细胞膨压大，使组织器官呈现坚挺、饱满的状态，具有光泽和弹性，表现出新鲜健壮的优良品质。采收后的果蔬失去了母体和土壤所供给的营养和水分补充，而其蒸腾作用仍在持续进行，组织失水通常又得不到补充，故贮藏中的果蔬容易因蒸腾而引起水分减少，细胞膨压降低，组织萎蔫、疲软、皱缩，光泽消退，失去新鲜状态，并且代谢失调。

(一)蒸腾作用对果蔬贮藏的影响

1.造成失重和失鲜

失重现象:自然损耗，包括水分和干物质的损失，常用失重率来衡量。

失鲜现象: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。

果蔬在贮藏时由于不断蒸腾失水而又得不到水分补充，最明显的现象就是失重和失鲜。失重，又称自然损耗，是指贮藏器官的蒸腾失水和干物质损耗所造成的重量减少。蒸腾失水主要是由于蒸腾作用所导致的组织水分散失;干物质消耗则是呼吸作用所导致的细胞内贮藏物质的消耗。因此，贮藏器官的失重是由蒸腾作用和呼吸作用共同引起的，且失水是贮藏器官失重的主要原因。例如，柑橘贮藏过程中的失重，有75%是由蒸腾作用所导致的，25%是由呼吸作用所消耗的。

蒸腾失水在引起失重的同时，还会使果蔬产品的新鲜度下降。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”。当贮藏失重占贮藏器官总重量的5%时，就呈现出明显的萎蔫和皱缩现象，新鲜度下降。通常在温暖、干燥的环境中几小时，大部分果蔬都会出现萎蔫。有些果蔬虽然没有达到萎蔫的程度，但失水会影响其口感、脆度、硬度、颜色和风味，营养物质含量降低，食用品质和商品价值大大降低。

食品的失水所发生的一系列变化:蒸腾、发汗、结露、萎焉、凋萎和干耗。

表1－13　　一些蔬菜在贮藏中的失重率(%)

表1－14　　一些水果在贮藏中的失重率(%)

2.破坏正常的生理过程

水分是果蔬的重要组成部分，它对于维持细胞结构稳定、生理代谢正常具有重要意义。因为失水不仅会导致原生质脱水，细胞结构发生异常，还会引起叶绿素酶、果胶酶、淀粉酶等水解酶活性增加，加速贮藏性物质降解。当果蔬出现失水时，水解酶活性提高，水解作用加强，加速贮藏性物质消耗，促进细胞中可溶性固形物积累。固形物含量增加又会刺激呼吸，加速营养物质消耗，进而加快果蔬的衰老进程。风干的甘薯变甜，就是甘薯失水后淀粉酶活性增强，淀粉水解为糖的结果。

但是也有例外，如洋葱、大蒜在贮藏前要进行适当晾晒，加速鳞片干燥，促进产品休眠;大白菜收获后也要进行适度晾晒，叶片轻度失水，可以降低冰点，提高抗寒能力，由于细胞脱水膨压下降，组织较柔软，有利于减少机械伤和产品内部水分蒸发。

另外，果蔬失水严重时会使原生质脱水，细胞膜透性加大，酶功能发生异常，产生一些有毒物质。在过度脱水时，脱落酸(ABA)含量急剧上升，加速器官的脱落和衰老。大白菜晾晒过度时，细胞内NH+ 4和H+等离子的浓度增高，累积到一定浓度后会引起细胞中毒，代谢失调。

3.降低耐贮性和抗病性

失水萎蔫破坏了正常的代谢过程，水解作用加强，细胞膨压下降造成结构特性改变，必然影响产品的耐藏性和抗病性。如萎焉的甜菜腐烂率显著增加。萎焉程度越高，腐烂率越大。

(二)影响蒸腾的因素

1.自身因素

(1)比表面积

比表面积一般是指单位重量的器官所具有的表面积。蒸腾作用的物理过程是水分的蒸发，而蒸发是在表面进行的，所以比表面积越大，相同重量的产品所具有的蒸腾面积就越大，失水就越多。

(2)表面保护结构

植物产品表面的失水有两个途径，一是通过气孔、皮孔等自然孔道;二是通过表皮层。气孔的失水速度远大于表皮层。表皮层的失水因表面保护层结构和成分的不同差别很大。角质层不发达，保护组织差，极易失水;角质层加厚，结构完整，有蜡质、果粉则有利于保持水分。

(3)细胞的保水力

细胞的保水力与细胞中可溶性物质和亲水性胶体的含量有关。原生质中含有较多的亲水胶体，可溶性物质含量较高，可以使细胞具有较高的渗透压，有利于细胞的保水，阻止水分向外渗透到细胞壁和细胞间隙。

(4)机械伤和病虫害

机械伤会加速产品的失水，导致萎缩。当产品组织擦伤后，破坏了表面的保护层，使皮下组织暴露在空气中，因而更容易失水。虽然在组织生长和发育早期，伤口处可形成木栓化细胞愈合伤口，但这种愈伤能力随着产品的成熟而减弱，因此，采收和采后操作时要尽量避免机械损伤。此外，表面组织在遭到虫害和病害时也会造成伤口，增加水分的损失。

2.环境因素

(1)空气湿度

空气湿度是影响植物产品表面水分蒸腾的主要因素。表示空气湿度的常见指标包括:绝对湿度、饱和湿度和相对湿度。绝对湿度是指在一定温度下，单位体积空气中所含水蒸气的量。温度饱和差是指饱和湿度与绝对湿度的差值，它反映了周围环境中水蒸气的饱和程度，饱和差越大，失水越快。相对湿度指的是绝对湿度与饱和湿度之比，它反映了空气中水分的饱和程度，是果蔬贮藏中常用的湿度单位。

新鲜的果蔬产品组织中充满水分，水蒸气压力基本接近饱和，通常都高于周围空气的水蒸气压力。在此条件下果蔬产品的体内的水分就会蒸腾，蒸腾速度与湿度饱和差成正比，湿度饱和差越大，失水就越快。

(2)温度

从理论上讲，温度从两个方面影响植物产品水分的蒸腾。一方面，温度高，水分子移动快，细胞持水力下降，产品失水速度增加;另一方面，温度与空气的饱和湿度成正比，当环境中的绝对湿度不变而温度升高时，产品与空气之间的饱和差增大，可以容纳更多的水蒸气，这就必然导致产品更多地失水。相反，温度下降，饱和差减小，当饱和蒸汽压等于绝对蒸汽压时，即发生结露现象，此时产品上会出现凝结水。

(3)风速

风可促进失水，空气流动会改变环境的绝对湿度。温度不变，空气流动使饱和差增大，促进蒸腾作用。空气可以将产品的热量带走，同时增加产品的失水，因为在产品周围的含水量与产品本身的含水量几乎处于平衡。空气流动会将这层湿空气带走，空气的流速越大，湿空气减少越多，增加了产品本身和产品附近的水蒸气压差，从而失水增多。风在产品表面流动越快，失水就越多，因此在贮藏运输过程中应减少产品周围的空气流动，以减少产品失水。

(4)气压

在一般贮藏条件下，气压对产品影响不大。采用真空冷却、减压贮藏等减压技术时，水分沸点降低，很快发生水分蒸腾失水，此时应加湿防止失水萎焉。

三、食品在贮藏保鲜中的后熟作用

后熟是果实、瓜类和当作果实供食用的蔬菜类的一种生物学性质，它是果实、瓜类等鲜活食品脱离母株后成熟过程的继续。

后熟中酶会引起一系列生理生化变化，如淀粉水解为单糖而产生甜味;叶绿素分解消失，类胡萝卜素和花青素显露而呈现红、黄、紫等颜色;鞣质聚合而涩味降低;有机酸的数量相对减少，同时产生挥发油和芳香油而增加它们的芳香;原果胶质水解，降低它们的硬脆度等。总之，果实、瓜类的后熟能改进色、香、味及适口的硬脆度等方面的食用品质，达到食用成熟度。但是，果实、瓜类后熟是生理衰老的变化，当它完成后熟后，则很难继续储存，容易腐坏变质，因此作为储存的果实和瓜类应该在它成熟前采收，采取控制储存的条件来延长其后熟过程，以达到延长储存期的要求。

影响果实后熟作用的主要因素是高温、氧气和某些有刺激性的气体(如乙烯、酒精)等。因此，在储存中要采用适宜的低温和掌握适量通风，以延缓后熟过程和延长储存期。

四、食品在贮藏保鲜中的休眠作用

休眠与采后生长是部分果蔬在采收以后所发生的独特生理现象，休眠主要是鳞茎和块茎蔬菜采收以后的特有现象，也会发生于板栗等干果中。一些块茎、鳞茎类蔬菜在结束其田间的正常生长时，体内积累了大量的营养物质，原生质流动减缓，新陈代谢明显降低，水分蒸腾减少，呼吸作用减弱，一切生命活动进入相对静止状态，对环境的抵抗能力增加，这就是休眠。引起休眠的原因，将休眠分为两种类型，即生理休眠和被迫休眠。生理休眠又称为自发性休眠、真休眠，是由内在因素引起的，即使给予适宜条件也不能发芽。洋葱、马铃薯、大蒜、姜、板栗等具有真正生理休眠期。而萝卜、白菜、甘蓝等在晚秋季节采收后，外界气温开始下降，进入低温干旱冬季，被迫进入休眠状态。这种单纯由于采后环境条件不适而造成的暂时停止生长、不能发芽生长的现象，称为被迫休眠，也称为强制休眠。

无论是生理休眠还是被迫休眠，它们对保持产品质量和增进耐藏性都是有益无害的生理作用。采后生长多出现于地下根茎类、结球类和少数果实类蔬菜的贮藏中。休眠的生理生化特点，可将休眠分为三个阶段:休眠前期(准备期)、生理休眠期(真休眠、深休眠)、强迫休眠期(休眠苏醒期)。

图1－4　休眠的三个阶段

休眠前期(准备期):对块茎而言是指从采收后直到表面伤口愈合的时期，马铃薯常需要2～5周;对鳞茎而言是指从采收直到表面形成革质化鳞片的时期，洋葱常需1～4周。此阶段是从生长向休眠的过渡阶段，新陈代谢比较旺盛，体内小分子物质向大分子转化，伤口逐渐愈合，表皮角质层加厚，使水分减少，从生理上为休眠做准备。

生理休眠期(真休眠、深休眠):是从块茎类产品表面伤口愈合、鳞茎类产品表面形成革质化鳞片开始直到产品具备发芽能力的时期。此阶段产品新陈代谢下降至最低水平，生理活动处于相对静止状态，产品外层保护组织完全形成，水分蒸发进一步减少。即使有适宜的外界条件，产品也难以发芽，是贮藏安全期。

强迫休眠期(休眠苏醒期):是指度过生理休眠期后，产品已具备发芽的能力，但由于外界环境温度过低而导致发芽被抑制的时期。是由休眠向生长过渡，体内的大分子物质开始向小分子转化，产品体内可利用的营养物质增加，为发芽提供物质基础。如外界温度适宜，休眠就会被打破，萌芽立即开始。此阶段利用低温和气调可显著延长强迫休眠期。

休眠是植物在长期进化过程中形成的一种适应逆境生存条件的特性，以度过寒冬、酷暑、干旱等不良条件而保存其生命力和繁殖力。粮食和油料籽的休眠是由于它们通常处于临界安全含水量以下，低含水量使之处于强制休眠状态而得于安全贮藏。但是由于它们潜在的发芽能力是长期存在的，遇到适宜的水分、温度、空气三者共存时就会发芽。发芽粮食的呼吸特别旺盛，呼吸消耗显著增加，发芽粮食的食用品质和加工性能严重下降，对于贮藏极为不利。蔬菜、板栗的生理休眠期结束后或者被迫休眠的低温解除后，由于它们本身水分含量高，无需外源水就会发芽生长。发芽消耗体内的贮藏物质，使食用品质下降。对果蔬贮藏而言，休眠是一种有利的生理现象。

控制休眠的措施有:

(1)辐射处理:抑制马铃薯、洋葱等根茎类作物的发芽和腐烂，辐射最适剂量0.05～15kgy。

(2)化学药剂处理:萘乙酸甲酯(MENA)、氯苯胺灵(CIPC)、青鲜素(MH)有抑芽效果。

(3)控制贮运环境温度:低温是控制休眠的最重要、最有效的手段。

五、食品在贮藏保鲜中的僵直与软化

僵直又称为尸僵，是畜、禽、鱼失去生命活动后的一段时间里肌肉丧失原有的柔性和弹性而呈现僵硬的现象。

畜、禽、鱼肉的僵直与肌肉中的肌糖原酵解产生乳酸和三磷酸腺苷、磷酸肌酸的分解等有密切关系。这些成分的分解都会增加肌肉中酸性成分的积累，降低肌肉的pH值。使原来呈松弛状态的肌肉因肌纤蛋白质和肌球蛋白质结合形成无伸展性的肌凝蛋白质，丧失肌肉的弹性变为僵直状态。

僵直出现的时间和对肉质量的影响因动物种类、致死方式和温度等不同而异。鱼类的僵直一般先于畜、禽类，带血致死的先于放血致死的，温度高的先于温度低的。从死后到僵直的时间，鱼类为1～4h，禽肉为6～12h，牛肉为12～24h，猪肉为36h。处于僵直期的鱼新鲜度最高，具有最大的食用价值，而处于僵直期的畜、禽肉，由于弹性差、难煮烂、缺少香味、消化率低而不适于食用。但是，从食品贮藏的角度来讲，僵直期的肌肉pH值低，不利于腐败微生物的生长和繁殖，而且肌肉组织致密，主要成分尚未发生分解，基本保持了原有的营养价值，因而适合于冷藏。

软化又称解僵，是指肌肉在僵直达到最大程度并维持一段时间后，其僵直缓慢解除，肌肉变得柔软多汁，肉的风味加强，食味最佳，肌肉组织即已成熟。软化是由于肌肉中所含的自溶酶使蛋白质分解的结果，也叫蛋白质自溶现象。一般受温度的影响较大，高温能加速软化，低温能延迟软化，当降温至0℃时则可停止软化，因此冷冻贮存可以防止畜、禽、鱼肉的软化。

子任务三　掌握食品贮藏保鲜中的质量变化

一、食品在贮藏保鲜中质量变化的趋势

食品的原料主要来源于生物界，当这些生物体被采收或屠宰之后。它们就不能再从外界获得物质来合成自身的成分。虽然同化作用已告结束，但是异化作用并没有停止，如蔬菜、水果和鲜蛋等鲜活食品的呼吸作用和其他生理活动仍在进行，体内的营养成分不断地被消耗;畜、禽、鱼肉等生鲜食品虽然不像蔬菜、水果那样进行呼吸，但体内的酶仍然在活动，一系列生化反应在悄悄地进行，较为稳定的大分子有机物逐渐降解为稳定性较差的小分子物质;食品内部各种各样的化学变化和物理变化都以不同的速度在进行着，引起蛋白质变性、淀粉老化、脂肪酸败、维生素氧化、色素分解，有的变化还产生有毒物质等不良现象，新鲜食品的水分散失或干燥食品吸附水分也会导致食品质量的下降;含有丰富水分和营养物质的食品是微生物生长活动良好的培养基，当其他环境条件适宜时，微生物就会迅速生长繁殖，把食品中的大分子物质降解为小分子物质，引起食品腐败、霉变和“发酵”等各种劣变现象，从而使食品的质量急速下降。

上述所有的变化都具有一个共同的特点，即食品中稳定性较高的大分子物质分解为稳定性较低的小分子物质，使食品的结构发生变化，原来的有序结构不断演变为无序结构，也就是朝着无序化的方向发展，导致食品的稳定性不断减弱，在质量方面表现为营养价值和感官品质逐渐下降。

食品质量的变化趋势是自身的无序化，这种变化又是不可逆的、积累的，因此食品质量变化的趋势与其在流通中所经历的时间有密切的关系。这种趋势与时间的关系可分为下述三种类型:

第一种类型:在一定环境条件下，食品的质量随着时间的延长而逐渐下降，但质量下降的速度是不均匀的，一般是随着时间的延长而加速，特别是到达某一阶段，食品的质量就会急剧下降。如蔬菜、水果在贮藏中一经呼吸高峰就会迅速衰老，脆硬度下降，风味变差;许多生鲜食品和加工食品由于微生物的繁殖和水分含量变化等原因，经过一段时间，质量就会发生明显的劣变，如出现异味，甚至发霉、腐败。当然，不同的食品及所处的环境条件不同，它们质量下降的速度是大不一样的，有的几天、几周就会发生质变，如鱼、虾、菜、果;有的几个月、几年，甚至更长时间，其质量都没有明显的变化，如某些干燥食品和罐头。

第二种类型:畜、禽肉在屠宰之后的一段时间内为其成熟过程，体内酶的活动使肌肉变得多汁芳香，并有利于人体的消化，因此在这段时间里，食品质量是逐渐提高的。但随着时间的延长，肉品就进入自溶软化阶段，品质逐渐下降。一些低度酒和某些具有后熟性能的果品，在生产或采摘之后的一段时间里，质量也是逐渐上升的，但经过这段时间后，质量就随时间延长逐渐下降。这一类型的食品，无论是在质量提高阶段，还是在质量下降阶段，其质量变化速度也都与食品种类和所处环境条件具有密切的关系。

上述两种变化类型的食品，在质量发生剧变之前或开始进入下降阶段的时候，就必须进行适当的处理或改变贮存的环境条件，如畜、禽肉必须变常温为低温，进行冷藏或冻藏，以防品质急剧下降。而低度酒和某些属于第一类型的食品就应该消费掉。

第三种类型:许多高度酒在生产之后，酒的质量随着贮存时间的延长而提高。其主要原因是酒中所发生的酯化反应是一种缓慢的可逆反应，因此酒中酯的含量随着时间的延长而增多，酒的品质也随之提高。但质量的提高也并非与贮存时间成正比例关系，在贮存初期，酯化反应的速度较快，质量上升的速度也较快，如白酒在贮存的头三年内。后来酯化反应的速度减慢，质量的增加也就十分缓慢。因此这类食品也应该确定适宜的贮存期，既保证达到必需的质量标准，又有利于促进商品流通。

二、食品在贮藏保鲜中的颜色变化

食品的颜色是由各种色素构成的，其中有动植物体自有的天然色素，也有由于在加工中酶、热的作用而产生的色素，另外还有添加的某些食用色素等。这里着重阐述动植物体内的天然色素的变色和食品褐变。

(一)动物色素的变色

家畜肉、禽肉以及某些红色的鱼肉中都存在有肌红素和残留血液中的血红素。肌红素与血红素的化学性质很相似，它们都呈紫红色，与氧结合能形成氧合肌红素，呈鲜红色。新鲜的肉类多呈现鲜红色或紫红色，但是当肉的新鲜度降低后因氧化形成轻基肌红蛋白或羟基血红蛋白呈暗红色或暗褐色，失去肉类原有的鲜艳颜色。所以，从家畜肉、禽肉的颜色变化，能反映它们的新鲜度。肌红素的氧化变色对于肉制品的质量影响较大，为了防止这种变色，一般在肉食加工过程中加入起色剂硝酸钠，利用硝酸钠生成的一氧化氮与肌红素结合生成稳定的鲜红色亚硝基肌红蛋白而保持肉制品的鲜艳颜色。但是这种起色剂用量过多也能产生亚硝胺，而亚硝胺是一种能诱发癌症的物质，因此，在肉食品加工中对硝酸钠的用量需按食品卫生标准规定严格加以控制。

(二)植物色素的变色

植物色素主要有叶绿素、类胡萝卜素和花青素等。这些色素在植物食品的加工、贮存中都会发生变化而改变它们的天然颜色。

叶绿素有a和b两种，a为蓝绿色，b为黄绿色。叶绿素在碱性条件下比较稳定，在酸性条件下易分解。因其耐热性弱，加热则分解生成黑褐色的植物黑质(脱镁叶绿素)，绿色蔬菜经炒煮或腌制后会发生这种变色现象。如果在植物食品中增加适量的碳酸氢钠，使pH值在7.0～8.5之间，就可以生成比较稳定的叶绿酸钠盐，使产品仍保持鲜绿色。另外，叶绿素在低温或干燥状态时性质也较稳定，所以低温贮存的鲜菜和脱水蔬菜都能保持较好的鲜绿色。

类胡萝卜素，呈现黄色、橙色和红色等，广泛分布在蔬菜、水果中，如胡萝卜、马铃薯、南瓜、柑橘、柿子、菠萝、西瓜等都是含有这种色素的食品。这类菜果经过加热处理仍能保持其原有色泽，但是光线和氧却能引起类胡萝卜素的氧化褪色，因此在贮存中应尽量避免光线照射。

(三)褐变

褐变是食品中比较普遍的一种变色现象，尤其是以天然食品进行加工或贮运时，因受机械损伤，容易发生褐变。褐变不仅影响食品的颜色，而且降低食品的营养和滋味。食品的褐变按照其变色的原因不同可分为酶褐变和非酶褐变。

酶褐变是由氧化酶对食品中的多酚类物质氧化聚合而引起的褐色变化。这种褐变所形成的褐色产物叫黑色素。酶褐变主要发生在水果、蔬菜当中。如苹果、梨、桃、藕、马铃薯、茄子、芹菜、花椰菜等，当被切开或摔碰受伤后，由于产品的细胞破裂，空气中的氧直接与产品的多酚接触，而引起产品变为暗红色或黑色。

酶和空气中的氧是促使食品发生酶褐变的主要条件，因此防止食品的酶褐变就要在加工和贮存中控制这些条件。目前控制食品酶褐变的方法有多种，或以高温加热破坏酶，或以亚硫酸盐、抗坏血酸溶液浸泡以抑制酶的活性，或以清水、食盐水浸泡和真空充氮包装等隔绝空气中的氧等，都能防止酶褐变。从商业经营单位来讲，在食品贮运和销售过程中做到轻装轻卸，轻拿轻放，使食品免受外伤，也是控制酶褐变的有效措施。

非酶褐变与酶无关，主要是由食品中的糖分、蛋白质、氨基酸等发生的化学变化所引起的。美拉德反应和焦糖化反应是造成非酶褐变的两个主要化学反应。

美拉德反应是食品中蛋白质或氨基酸的氨基与还原糖的羰基相互作用发生的复杂变化，最后生成暗褐色的类黑质。这种褐变多发生在调味品和某些酒类当中。酱油、食醋、黄酱的褐红色，炼乳的淡黄色，啤酒、黄酒的黄色都与美拉德反应有关系。

促进美拉德反应的因素有水分(10%～15%最适宜)、温度、氧、pH值(6.5～8.5最适宜)、光线以及铁、铜金属离子等。因此，调节食品的水分、降低贮存温度、利用亚硫酸盐等，都能防止美拉德反应的褐变。

焦糖化反应是食品中的糖分在高温(150℃～200℃)条件下发生分解和聚合，最后生成具有黏稠性的黑褐色焦糖。焦糖又叫糖色，呈黑褐色，溶于水，带苦味，常用于酱油、食醋、威士忌酒、熟肉制品的着色。焦糖反应也常应用于一些烘烤加工的食品中，如面包、饼干、糕点等。在食品贮存中不容易出现焦糖反应。

三、影响食品在贮藏保鲜中质量变化的因素

食品在流通中质量逐渐下降是一个总的趋势，但是质量下降的速度要受到多种因素的影响。这些因素可归纳为内因和外因两个方面。

在内因方面主要包括食品的抗病能力、食品的加工与处理，以及食品的包装，等等。

食品的抗病能力既与食品的种类、品种有密切的关系，又与它们在生长期间的发育、管理等因素有关。不同种类的食品，因组织结构、化学成分和生物学特性不同，所以它们对外界微生物的抵抗能力不同，内部所发生的化学变化与物理变化的速度也不同，因此不同种类的食品在流通中质量下降速度不一样。许多食品来源于植物界和动物界，如果它们在生长期间发育良好，除食用品质较佳外，还具有较强的抗病能力，采收或屠宰后，质量下降速度也较慢。例如，发育正常又实行无伤采收的果品，其抗病性就比发育不正常有机械损伤的果品强得多;家畜屠宰前的饲养、管理与屠宰后肌肉微生物的感染率也有关系，据研究，饲养良好、屠宰前得到适当休息的家畜，屠宰后肌肉微生物的感染率要比管理不善的家畜低得多，显然感染率低的质量下降速度就比较慢。

食品加工通过改变食品的组成、结构、状态或环境条件，使食品中的微生物和酶受到抑制，各种化学反应和物理变化的速度减慢，从而减少食品质量下降的速度，通常采用的方法有:冷加工、干制、浓缩、脱水、盐腌、糖渍、酸渍、烟熏、气调、涂膜、辐照、杀菌密封、防腐剂处理，等等。有些食品加工之前还要进行前处理，如脱水蔬菜在干制之前要经过热烫，以破坏酶的活性、减少叶绿素的变化和维生素C的损失。冷藏的水果出库之前要经过回热，防止水蒸气在水果表面凝结，减少微生物的污染。食品加工除了可以增强食品在流通中的稳定性外，还有其他许多目的，如:增加食品的花色品种，提高食品的营养价值，改善食品的色泽，增添香气和滋味，改进食用方便性等等。

食品包装在食品流通中起着许多方面的重要作用，其中最重要的作用是维护食品的质量。例如:防潮包装可防止食品含水量的变化;脱氧、充氮或真空包装可防止食品发生氧化酸败;气调包装可减弱包装袋内果品、蔬菜的呼吸强度;加热密封包装可杀死微生物，破坏酶的活性，而且还可防止微生物的再次污染，等等。因此食品有一个良好的包装，就可以大大地减慢食品质量的下降速度。

环境对食品质量变化速度的影响，主要是环境温度、相对湿度和气体成分等因素的影响。

温度是影响食品在流通中稳定性最重要的因素，它不仅影响食品中发生的化学变化和酶促反应，以及由此引起的鲜活食品的呼吸作用和后熟、生长过程，生鲜食品的僵直过程和软化过程，它还影响着与食品质量关系密切的微生物的生长繁殖过程，影响着食品中水分的变化及其他物理变化过程。简而言之，温度影响着食品在流通中所有的质量变化速度。一般地说，温度升高，微生物的繁殖速度加快，一切变化速度也都加快，导致食品质量下降速度加快。温度每升高10℃，食品质量下降速度大约增快1倍，或者说，环境温度每降低1℃，食品质量下降速度大约减慢10%。因此，食品在流通中保持低温状态是食品保鲜最普遍采用的方法。

环境相对湿度对食品质量变化速度的影响，是因为它直接影响食品的水分含量和水分活度。当环境相对湿度小于食品的水分活度时，食品的水分就逐渐逸出，水分活度下降直至与相对湿度相等为止;当相对湿度大于食品的水分活度时，环境的水蒸气就转入食品，使食品的水分活度增大，最后也是二者达到相等为止。水分在食品中具有重要的作用，它既是构成食品质量的要素，也是影响食品在流通中稳定性的重要因素。各种食品都有一定合理的含水量，过高或过低对食品的质量及其稳定性都是不利的，它不仅会影响食品营养成分、风味物质和外观形态的变化，而且还会影响微生物的生长发育和繁殖，因此食品的含水量，特别是食品的水分活度与食品的质量变化具有十分密切的关系。所以，含水量充足、水分活度高的新鲜食品应在相对湿度较大的环境中贮存，以防止水分散失;含水量少、水分活度低的干燥食品则应在相对湿度低的环境中贮存，以防止吸附水分。采用防潮包装是防止食品在流通中水分变化的重要措施。

在气体成分中，氧气对食品质量变化具有重要的影响。正常空气中含有21%的氧气，它具有很强的反应能力，会使食品的许多成分发生氧化反应，导致食品的质量发生劣变。如食品中脂肪的氧化酸败、水果和蔬菜中酚类物质的酶促褐变、蛋白质还原性基团和某些维生素(如维生素C、维生素A和维生素E等)的氧化都是由于氧气作用的结果。氧气的浓度越低，上述氧化反应的速度就越慢，对食品质量的影响也就越轻。在食品流通中，为了减慢或避免食品成分的氧化作用，常常采用脱氧包装、充氮包装、真空包装等方法，或在包装中使用脱氧剂，有的则在食品中添加抗氧化剂。

由植物生理学基础知识可知，果品、蔬菜的呼吸作用在维持自身的生命活动、抵御微生物的入侵方面具有积极的作用，但呼吸作用不断消耗呼吸底物，使果蔬的营养价值、重量、外观和风味发生不可逆转的变化。由于呼吸作用随着环境氧气分压的增减而增强或减弱，因此果品、蔬菜在流通过程中可以通过降低环境中氧气的分压来减弱其呼吸作用，以减慢果蔬质量的下降速度。但是氧气的分压又不能降得太低，否则会出现缺氧呼吸，导致果蔬产生生理病害，因此在实践中要根据果蔬的种类和品种，确定适宜的贮藏温度和合理的气体成分，一般氧气浓度在1%～3%，适量的二氧化碳可抑制呼吸作用，但不能过高，否则也会引起果蔬出现生理病害，同时还要注意排除环境中的乙烯，因为乙烯会促进果实的后熟，加快质量的下降速度。

气体成分之所以与食品质量变化有密切的关系，除上述原因外，还因为它对微生物的生长繁殖有明显的影响。对于好氧型微生物，由于它们在生命活动中需要氧，必须在有分子氧存在的条件下才能进行正常的新陈代谢，所以在其他条件适宜时，若空气中氧气充足，这类微生物就能迅速生长繁殖，若环境中氧气不足或被除去，它们的生长繁殖就会受到抑制。如咸菜腌制时把产品浸泡在菜卤中，使之与氧气隔绝，就能防止好氧型霉菌的污染。厌氧型微生物(也称专性嫌氧微生物)的生命活动不需要分子态氧，氧气对这类微生物反而有毒害作用，如许多梭状芽孢杆菌只能在无氧状态下生长繁殖，氧气可以抑制这类微生物。对于兼性嫌气性微生物，它们既能在有氧条件下生长，又能在无氧条件下活动，如酵母在有氧条件下迅速生长繁殖，产生大量菌体，在无氧条件下，则进行发酵，产生大量酒精。由于氧气与微生物生长繁殖的关系复杂，所以在实践中如何利用氧气来抑制微生物就要考虑食品的种类和它可能污染的微生物类型。

四、能够分析食品贮藏保鲜中的腐烂现象

(一)食品在贮藏保鲜中的腐败现象

食品腐败是细菌将食品中的蛋白质、肽类和氨基酸等含氮有机物分解为低分子化合物，使食品带有恶臭气味和厌恶滋味，并产生毒性。食品腐败多发生在那些富含蛋白质的动物性食品中，如肉类、禽类、鱼类、蛋品等;在植物性食品中的豆制品也容易发生腐败。

食品腐败由是多方面造成，并受多种因素影响，但其根本原因是微生物在食品中生长繁殖的结果。引起食品腐败的主要微生物是细菌，特别是那些能分泌体外蛋白质分解酶的腐败细菌，它们主要分属于以下七个属:假单胞菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和小球菌属。

(二)食品在贮藏保鲜中的酸败现象

脂肪广泛存在于食品中，食品在贮藏期间，脂肪受O₂、日光、微生物、酶的作用，产生不愉快气味、味道变苦、甚至产生有毒物质的现象，即为脂肪酸败。脂肪酸败主要有三种类型:水解型酸败、酮型酸败、氧化酸败。

(1)水解型酸败:是指脂肪在食品中所含的脂肪水解酶或由霉菌分泌的脂肪水解酶的作用下发生水解，产生丁酸、己酸、辛酸等低分子量脂肪酸的过程。常发生在奶油和含有奶油的、酥油的食品中。

(2)酮型酸败:指脂肪水解产生的游离饱和脂肪酸在一系列酶的作用下氧化，最后形成酮酸和甲基酮所致。这种氧化是由曲霉和青霉等产生的酶所引起，常发生在一些含椰子油、奶油的食品中。

(3)氧化酸败:是脂肪水解产生的脂肪酸，尤其是不饱和脂肪酸被氧化生成过氧化物并进一步分解的过程。这种过氧化物主要是氢过氧化物，同时也有少量的环状过氧化物。在氧化酸败变化过程中，生成的氢过氧化物性质不稳定，容易分解而导致其他不饱和脂肪酸迅速被氧化为氢过氧化物，形成连锁氧化反应。氧化酸败降低了食品的营养价值，因为在此过程中游离基和过氧化物能破坏食品中的多不饱和脂肪酸，以及脂溶性维生素A和维生素E，也能与蛋白质中的巯基作用，降低蛋白质的质量。此外，它们还能与色素作用使食品褪色，促进蛋白质变性而导致脂肪变成黄褐色，甚至产生毒性物质。

促使脂肪氧化酸败的因素有温度、光线、氧、水分、金属离子(铁、铜)以及食品中的酶等。因此，在贮藏上采取低温、避光、隔绝空气、降低水分、减少与铁、铜等金属的接触都可以起到延缓脂肪氧化酸败的作用。另外，食品中添加维生素E等天然抗氧化剂，也可以延缓脂肪氧化酸败。

(三)食品在贮藏保鲜中的霉变现象

食品霉变是霉菌在食品中大量生长繁殖而引起的发霉变质现象。霉菌能分泌大量的糖酶，可分解利用食品中的碳水化合物。因此，富含糖类的食品容易发生霉变，如粮食、糕点、面包、饼干、淀粉制品、水果、蔬菜、干果、干菜、茶叶、卷烟等。霉变的食品，不仅营养成分损失、外观颜色因菌落的寄生被污染，而且食品带有霉味。如果被含毒素的黄曲霉菌株污染，还会产生致癌性的黄曲霉毒素。引起食品霉变的霉菌有多种，危害性较大的是:青霉属的灰绿青霉;毛霉属的总状毛霉;根霉属的黑根霉;曲霉属的灰绿曲霉、黄曲霉和黑曲霉等。

(四)食品在贮藏保鲜中的发酵现象

发酵在食品发酵工业中有广泛的应用，但是在食品贮藏中它却能引起食品的变质。发酵是指食品被微生物污染后，在微生物分泌的氧化还原酶的作用下，使食品中的糖发生不完全氧化的过程。食品贮藏中常见的发酵有酒精发酵、醋酸发酵、乳酸发酵和酪酸发酵等。

(1)酒精发酵是食品中的己糖在酵母菌的作用下降解为乙醇的过程。例如水果、蔬菜、果汁、果酱、果蔬罐头等在贮藏中发生酒精发酵后会产生不正常的酒味。水果、蔬菜在气调贮藏时，如果氧气浓度过低，使其长时间进行无氧呼吸，组织中无氧呼吸产生的酒精积累到一定程度，致使果蔬发生变质，又称为低氧伤害。

(2)醋酸发酵是食品酒精发酵生成的乙醇在醋酸杆菌的作用下进一步氧化为醋酸的过程。果酒、啤酒、黄酒等低度酒中的酒精在醋酸杆菌作用下产生醋酸，使酒味变酸而降低饮用品质。果汁、果酱等含糖量高的食品在遭受酵母菌和醋酸杆菌的共同污染之后，连续发生酒精发酵和醋酸发酵，使其味道变酸而丧失食用价值。

(3)乳酸发酵是食品中的己糖在乳酸杆菌作用下生成乳酸的过程。乳酸发酵产生的乳酸能降低产品的PH值，有利于食品的贮藏，但是如果发酵过度或在贮藏中再次发酵，则会导致产品滋味过酸而丧失食用价值。

(4)酪酸发酵是食品的己糖在酪酸菌的作用下产生酪酸的过程。食品贮藏中因酪酸发酵产生的酪酸，会使食品带有令人讨厌的气味，如鲜奶、奶酪、豌豆等食品变质时就有这种酪酸气味。

(五)酶促褐变

酶促褐变:在果蔬加工中，由于果蔬本身酶系统使加工品变褐的现象称为酶促褐变。制品发生褐变不仅影响其外观，降低营养价值，同时也是其腐败变质的标志。果蔬中的酶促褐变是指果蔬中存在大量的酚类物质。这些物质在酚酶的作用下，很快被氧化成醌类物质，醌类物质进而形成羟醌，再聚合成黑色素，从而使果蔬颜色发生变化。

酶促褐变对果蔬加工是极为不利的，加工过程中应采取措施控制酶促褐变的发生。

(1)热处理法。通过加热使酶失活，一般酶在800℃以上的温度就能变性失去活性，关键是在最短的时间内达到钝化酶的要求。这样既能控制酶促反应的发生，又能最大限度地保存果蔬的营养成分。

(2)酸处理法。酶的活性一般在中性时最大，在酸性条件下可明显抑制酶的活性，目前生产上使用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸、磷酸等。

(六)引起水果腐烂的原因

温度高了，水果内部一些酶的活性变强，水果的呼吸速率和乙烯释放速率变大，加剧了水果干物质的损耗;致腐性微生物繁殖速度加快，水果本身含有较多的水分及糖分，如果果品表面存在机械损伤伤口，则很容易使微生物侵入果品内部，从而加剧果品的腐烂变质。水果的保鲜中，最重要的控制因素就是温度。

关键术语

呼吸蒸腾后熟休眠僵直软化腐败酸败霉变发酵营养维生素质量变化课后训练

学以致用

一、讨论分析题:

1.什么是食品腐败?食品腐败根本原因是什么?

2.分析呼吸作用与果蔬抗病性及耐藏性的关系。

3.试分别举出三种以上跃变型果实和非跃变型果实。

4.什么是食品发酵?食品贮藏中常见的发酵有哪些?

5.蒸腾作用对果蔬贮藏的影响有哪些?影响蒸腾作用的因素有哪些?

二、案例分析题:

案例一:为了长期贮存蔬菜，人们往往采用腌制的方法，但蔬菜腌制过程中亚硝酸盐对人体危害很大，常用减少亚硝酸盐含量的方法有:①在腌菜时加些维生素C可减少亚硝酸盐的生成，每公斤腌菜中加入400毫克维生素C对亚硝酸盐的阻断率为75.9%。②蔬菜在盐腌后5～15天出现亚硝酸盐，以后会逐渐减少，因而在腌制30天后再食用，比较安全。亚硝酸盐的含量在腌制过程中有一个明显的增长高峰，叫亚硝化峰。一般情况下，腌制品在4～8天亚硝酸盐含量最高，第9天后开始下降，20天后开始消失，这个时候就可以食用了。根据国家关于腌渍菜申报绿色食品的有关规定，酸菜中的亚硝酸盐含量应该为每公斤4毫克，也就是半个小米粒重量这么多，如果吃了20～30粒小米这么多的亚硝酸盐就可引起中毒，亚硝酸盐摄入过多，会导致血液中的血红蛋白变成高铁血红蛋白，令红细胞失去带氧的功能，导致组织缺氧，出现皮肤和嘴唇青紫、头痛、头晕、恶心呕吐、心慌等中毒症状，严重的还会导致死亡。

问题:

(1)能否长期食用腌制的蔬菜，为什么?

(2)如何降低腌制蔬菜中的亚硝酸盐?

案例二:毒生姜事件

中国在食品加工时有句非常传统的话，早晨喝姜汤胜似海参汤，晚上喝姜汤胜似吃砒霜，可见，生姜与全民的生活是分不开的，而一些不法商贩将生姜也用硫磺熏制成“毒生姜”，外观颜色比普通生姜娇黄嫩脆，具有较强的毒性，经常食用，轻者会引起肠胃功能紊乱，出现腹痛、头晕等症状，重者将导致人体相关器官组织慢性衰竭。

问题:

(1)通过上述案例，请你分析毒生姜对人们的危害。

(2)生姜如何进行贮运保鲜?

知识拓展

保质期4年的面包布丁

美国国家航空航天局最近宣布，研制出一种保质期4年的面包布丁。美国国防部也不甘落后，新开发一种重糖重油蛋糕，自出产之日起5年内均可食用，并保持松软口感。美国午餐肉名牌“斯帕姆”出奇的“长寿”。尽管所标注保质期为2年，但公司研究部门副主管菲尔·迈内瑞斯称，一罐密封良好的“斯帕姆”午餐肉最长保存15年也能食用。尽管保质期不短，但口味难与新鲜食物媲美。近年来出现的真空包装金枪鱼，保质期与传统罐头产品同为两年半，但口感显然更为鲜美。

世界各地遭受地震、干旱或暴风雪等自然灾害袭击时，保质期长、易储存的食品是灾民赖以生存的主要食物。严重自然灾害导致大规模停电后，保质期长的食品是救济灾民的首选。

日常生活中，长寿食品更有节能减排优势。能源价格日益高涨，依赖冰箱、冷柜储藏的食品市场前景有限，投资延长食品保质期是明智之举。

越来越多食品学家意识到，延长食品保质期不仅顺应市场需求，更影响人类发展未来。美国食品技术专家学会最近发布题为《今天、明天喂饱人类》的报告，分析了可维持人类生存的食物前景。报告主要作者、宾夕法尼亚州立大学食品学系主任约翰·弗洛罗斯警告，如果没有可靠的食物储藏技术，可能难以满足全球70亿人口的饮食所需。弗洛罗斯提供的数据显示，在发展中国家，由于缺乏完善的食物流通和冷却设施，每年有30%的食物因为变质而浪费。

“超级三明治”

你可知道“超级三明治”?早在2002年，奥利基斯科与同事初次尝试改善军用食品口味，推出号称“不可摧毁”的“超级三明治”。这款三明治外形好似一个切片面包制成的“信封”，里面塞满意大利腊肠或烤鸡等馅料，室温下无需冰箱冷藏保质期为3年到5年。可谓食品保鲜“终极挑战”。

一个美味的三明治，面包松软干燥，馅料鲜美多汁。为防止水分渗入“面包信封”，奥利基斯科和同事在馅料中加入能够锁住水分的甘油和山梨醇。他们还在三明治中加入可食用高分子膜。这层精致的薄膜能够有效隔绝水分的渗透和挥发，当人们食用时却全然不会被察觉。

为有效隔绝空气、缓解氧化，他们不仅在包装中放入袋装嗜氧化学剂，还用聚丙烯和金属箔制成的多层材料充当外包装，达到减少氧气和隔热双重目的。

“超级三明治”最具创新之处是引用超高压灭菌技术。超高压灭菌不仅能彻底抑制微生物生长，还能保持食品原有口感和新鲜程度。