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食品工艺学江南大学

这是一篇关于食品工艺学江南大学的思维导图，主要内容有第一章绪论、第二章食品的脱水加工、第三章食品的热加工与杀菌、第四章食品的冷冻保藏、第五章食品腌渍和烟熏保藏等。

编辑于2022-08-07 09:14:31 浙江省

知之甚远

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食品工艺学江南大学

食品工艺学

第一章绪论

第一节食品的概念

一、食物与食品

什么是食物供人类食用的物质称为食物是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。除少数物质如盐类外，几乎全部来自动植物和微生物，主要由农业生产来提供

什么是食品将食物经过加工得到产品统称为食品食品是经过加工制作的食物

通常的食品分类方法按加工工艺分类：反映了食品的加工特点，一般食品加工厂应用按原料种类分类：反映了食品的原料来源，一般农业上应用按产品特点分类：反映了食品的消费属性，一般商业上应用按食用对象分类：反映了食品的适用性，一般商业上应用

二. 食品的功能

1 营养功能（第一功能）

2 感官功能（第二功能）

3 保健功能（第三功能）

三、食品的特性

食品所具有的特别性质或属性，有3个特性：1 安全性2 保藏性3 方便性后两个特性是食品工业大规模生产和进入商业流通领域对食品的要求，区别于厨师或家庭烹调的一般食品

1. 安全性 • 指食品无毒、无害、无副作用；与“食品卫生”为同义词； •有微生物、化学、物理方面微生物：细菌总数、致病菌、霉菌等；化学：重金属铅砷汞、农药残留、药残、激素、滥用化学添加剂或用量超标；物理：杂质、外形、异物

2. 保藏性有一定的货架寿命或保质时间¡ 食品在一定时间内保持品质或食品品质降低到不能被消费者接受的时间被定义为食品货架寿命或货架期；¡ 取决于加工方法、包装和贮藏条件；¡ 消费者选择食品的依据之一；

3. 方便性 ¡ 便于食用、携带、运输、贮藏；¡ 易拉罐、易拉盖、易拉袋；¡ 外包装、纸盒、箱子等；¡ 净菜、配菜；¡ 开袋即食

四、食品管理

1.普通食品 ¡ 有营养功能或感官功能；或兼有营养和感官两者功能；¡ 生产要求符合国家食品卫生标准；产品符合国家或行业或企业标准；¡ 由县级以上卫生行政部门管理监督；

2.特殊膳食用食品 ¡ 为满足特殊人群的生理需要，或某些疾病患者的营养需要，按特殊配方而专门加工的食品；¡ 可提高营养素含量或补加某种营养素；¡ 在外包装上要标示其能量和营养素含量的水平和适用人群；不得声称有治病作用；¡ 管理与普通食品相似；

3.保健食品 ¡ 适宜于特定人群食用，具有调节机体功能，不以治疗疾病为目的的食品；¡ 我国确定现在有27项；¡ 有相应的法规管理，由国家食品药品监督管理局审批；

4.食品与功能的关系

第二节食品加工工艺

一．食品加工

1.加工的概念 1.将食物（原料）经过劳动力、机器、能量及科学知识，把它们转变成半成品或可食用的产品（食品）的方法或过程

2.除去热能：指降低产品的温度和延长货架期，其基本目的就是在食品贮藏和分销过程中利用低温来减少或消除微生物的活性和生长繁殖。

3.从产品结构中除去水，一般来说，这些加工的目的是减少产品中水分含量而延长货架期。

4.包装：即是维持通过加工操作建立的产品特性所需的加工步骤。

2.加工的目的（1）满足消费者要求；（2）延长食品保藏期；（3）增加食品安全性；（4）提高食品附加值；

3.食品加工的历史 ¡ 用热空气干燥食品在1795年法国； ¡ 商业化冷冻食品鱼1862年； ¡ 西班牙在十七世纪盐制鱼； ¡ 罐头加热杀菌在1810年法国；尼古拉.阿培尔发明； ¡ 我国有悠久的历史：齐民要术，贾思勰，533~534年，中国北方农业科学技术；本草纲目，李时珍，1578年，1892种中药草；

二、食品工艺

食品工艺的概念 ¡ 食品工艺就是将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的过程和方法； ¡ 加工过程和方法就是由加工操作和加工步骤组合起来的；整个过程是加工工艺流程，

工艺的特点 ¡ 工艺与原料和产品联系在一起；从原料到产品的整个过程采用的加工操作或加工方法如人工，机械的种类和数量加工操作的次序或组合即工序¡ 工艺决定了产品的质量；取决于工艺合理性和所采用的加工技术；¡ 工艺具有变化性、多样性和复杂性；可创新；

第三节食品工业及其发展趋势

一、食品工业1. 食品工业的组成2. 食品工业的特征二、食品工业的发展趋势三、我国食品工业的概况整节自学

第四节食品工艺学的研究内容和范围

一、食品工艺学

什么是食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学

食品工艺学的定义食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学、食品工程原理和营养学等各方面的基础知识，研究食品的加工保藏；研究加工对食品质量方面的影响以及保证食品在包装、运输和销售中保持质量所需要的加工条件；应用新技术创造满足消费者需求的新型食品；探讨食品资源利用以及资源与环境的关系；实现食品工业生产合理化、科学化和现代化的一门应用科学。

二、研究内容和范围

（一）根据食物原料特性，研究食品的加工保藏

1. 食品原料特性

（1）有生命活动 ¡ 大多数食物原料都是活体 ¡ 蔬菜、水果、坚果等植物性原料在采收或离开植物母体之后仍然是活的； ¡ 家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污染这些产品的微生物是活的；同时，细胞中的生化反应仍在继续。 ¡ 原料一经采收或屠宰后即进入变质过程，品质决不会随贮藏时间的延长而变好需要进行保藏，在低温下可减慢变质

（2）季节性和地区性 ¡ 不同生长环境 ¡ 不同气候 ¡ 生长期 ¡ 收获期；

（3）复杂性 ¡ 食物化学成分多、混合物、体系复杂；除营养成分外还有其他几十种到上百千种的化合物；大多为有机物，少量无机物；大多为大分子，少数为小分子 ¡ 不同形态或体系：固体，液体，固液、气液，胶体，溶液

（4）易腐性 ¡ 含大量营养成分 ¡ 含大量水分 ¡ 受损伤后更易；按照变质发生的容易程度可将原料分类 ¡ 极易腐败原料（1天~2周）� 如肉类和大多数水果和部分蔬菜� 采收（屠宰、切割）、搬运、包装、贮藏条件可能强烈影响其品质 ¡ 中等腐败性原料（2周~2月）� 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜 ¡ 不易腐败原料（2~8月）� 粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等

2. 引起食品(原料)变质的原因

（1）微生物的作用：是腐败变质的主要原因（2）酶的作用：在活组织、垂死组织和死组织中的作用；酶促褐变（3）化学物理作用：热、冷、水分、氧气、光、 pH 、引起变色、褪色

3、食品保藏途径

食品的保藏途径要使食品保持品质或达到保藏效果，有四大保藏途径：（1）运用无菌原理杀死微生物：高温，辐射灭酶：加热可以灭酶；（2）抑制微生物 ¡ 抑制微生物：低温（冷冻），干藏，腌制，烟熏，化学防腐剂，生物发酵，辐射 ¡ 抑制酶；能抑制微生物的方法一般不易抑制酶如冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶；干藏可抑制微生物但不能抑制酶；辐射可较容易地抑制微生物但不易抑制酶；（3）利用发酵原理 ¡ 生物化学保藏；利用代谢产物酸和抗生素或抑菌剂等如豆腐乳，食醋，酸奶等（4）维持食品最低生命活动降低呼吸作用；低温、气调、如水果

（二）研究食品质量要素和加工对食品质量的影响

1 食品的质量要素

食品质量定义 ¡ 质量的定义：食品好的程度，是构成食品特征及可接受性的要素，主要包括：

食品质量标准 ¡ 食品质量高低是通过食品质量标准反映出来 ¡ 食品质量标准的内容有：感官指标外观、色泽、风味理化指标营养素含量或化学成分卫生指标微生物数量、重金属含量，农药残留保藏期以天、月、年计保质的时间

2 加工对食品质量的影响

i加工影响食品质量（不好的）如加热影响水果风味（西瓜），改变色泽（青菜）干燥的蔬菜复水后不如新鲜的蔬菜奶粉干燥方法不同则速溶性不一样� i加工食品质量有好的影响如肉经过腌制后，色泽和风味改变，使消费者更受欢迎；面包经过高温焙烤后产生美拉德反应更香味可口

3. 影响食品质量变化的因素

¡ 一级化学变化方程式表示；是时间的函数； ¡ 温度影响速率常数；阿累尼乌斯方程式；

（三）创造新型食品

� 食品是千变万化的，食品的品种是层出不穷 �食品可以根据消费者的需求变化不断改进，� 可以从产品的外观、色泽、口味、营养等改变改变食品的营养成分以适应特定人群需要� 从食品功能如营养、感官、保健来改变� 从食品特性如方便性、保藏性等� 从食品的包装形式来改变

（四）研究充分利用现有食品资源和开辟食品资源的途径

1 .合理利用现有食物资源以前未被充分利用的资源螺旋藻，昆虫 2 .加大对现有食物资源的开发副产物的综合利用虾加工下脚料，苹果皮，米糠 3. 食品资源与环境保护 ¡ 生态环境好生产高质量的食品； ¡ 环境污染会影响食品质量或引起有害；

（五）研究食品加工或制造过程，实现食品工业化生产的合理化、科学化和现代化科学选用工艺技术�食品制造技术生物技术膜分离技术�食品保藏技术超高压杀菌技术辐射杀菌技术�食品监控技术聚酶链反应生物传感器

第二章食品的脱水加工

概述

1. 食品的脱水加工（ dehydration）

1.1 脱水加工就是从食品中去除水分日常生活中如日晒稻谷,风干鱼肉,油炸油条,烤烧饼、面包等,这些加工都会使食品失去水分, 但是有些操作并不仅仅是为了去除水分, 应还有其他的作用,如油炸是为了脆,烤是为了香脆或酥,因而人们不认为这些操作是食品脱水的一种主要形式.

1.2 脱水加工的类型 ¡ 依据脱水的程度,脱水加工可以分为两种类型: Ø产品是液态，其中水分含量较高>15% ——浓缩(concentration)。如浓缩果汁40~70% Ø产品是固体，最终水分含量低<15% ——干燥(drying) 。如桔子粉,奶粉,粉状咖啡依据食品脱水的原理食品脱水加工类型: 1.在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而分离去除水分至固体或半固体；如干燥或干制 2.依据食品分子大小不同，用膜来分离水分; 如超滤、反渗透等, 主要是用于浓缩

超滤浓缩原理 ¡ 分子筛的原理：不同大小的分子对具有一定孔径大小的膜其通透性不同，小分子比大分子更容易通过膜，水分子是食品中最小的分子之一，用适当孔径的膜在外加压力下，就可以实现浓缩， ¡ 特点是冷操作，蛋白质不会变性； ¡ 如从乳清中回收乳清蛋白；

¡ 在本章中所讨论的食品脱水加工是指: 在控制的条件下,通过加热蒸发脱水的方法，几乎完全地除去食品中的大部分水分,并尽量使食品的其他性质在此过程中极小地发生变化，食品被脱水后水分含量在15%以下,即干燥或干制。

2. 干燥的目的

干燥的目的 ¡ 降低食品中水分含量; 一般由50~90%减为15%以下 ¡ 减小食品体积和重量; 一般重量变为原来的1/8~1/2左右，节省包装、贮藏和运输费用，带来了方便性； ¡ 为了食品的贮藏和延长保藏期;这就是干燥保藏例如奶粉、粮食干燥、许多著名的土特产如红枣、柿饼、葡萄干、金花菜、香菇、笋干等都是干制品

3. 食品干燥保藏

食品干燥保藏 ¡ 是指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分可进行长期贮藏的方法。这样的干制食品在室温下一般可达到一年或一年以上 ¡ 这种方法是从自然界各种现象中认识和从实践中得到的，如稻谷、麦子、玉米、豆类、水果、蔬菜等。

4. 食品干藏的历史

是一种最古老的食品保藏方法。 ¡ 我国北魏在《齐民要术》一书中记载用阴干加工肉脯的方法。 ¡ 在《本草纲目》中，用晒干制桃干的方法。 ¡ 大批量生产的干制方法是在1795年法国，将片状蔬菜堆放在室内，通入40℃热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术(1810年）同时出现。

5.食品干藏的特点

¡ 自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用低；但时间长、受气候条件影响； ¡ 人工干制，不受气候条件限制，操作易于控制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高；但需要专用设备，能耗大，干制费用大； ¡ 人工干制技术仍在发展，高效节能 ¡ 在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一种食品加工方法，并已发展成为食品加工中的一种重要保藏方法 ¡ 在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、固体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量广泛应用。

第一节食品干藏原理

¡ 长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品中水分含量（M）具有一定的关系。 ¡ 但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言食品的稳定性。如：水分含量高低不同时花生油 M 0.6％时易变质淀粉 M 20％不易变质 ¡ 还有一些食品具有相同水分含量，但腐败变质的情况是明显不同的. 如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差不多（一般在80%左右），但保藏状况却不同， ¡ 这就存在一个食品中水能否被微生物、酶或化学反应所利用的问题； ¡ 水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。

食品中水分存在的形式

¡ 游离水（或自由水）Free water是指组织细胞中易流动、容易结冰，也能溶解溶质的这部分水。 ¡ 结合水（或被束缚水）Immobilized water是指不易流动、有结合力固定、不易结冰（－40℃），不能作为溶剂； ¡ 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映， ¡ 我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度 AW（water activity)

1. 水分活度

水分活度的定义

水分活度数值的意义 ¡ Aw =1的水就是自由水(或纯水）,可以被利用的水； ¡ Aw <1的水就是指水被结合力固定，数值的大小反映了结合力的多少； ¡ Aw越小则指水被结合的力就越大,水被利用的程度就越难；水分活度小的水是难以或不可利用的水；

水分活度大小的影响因素影响水分活度的因素主要有食品种类、水分含量、食品中溶质种类和浓度及温度： ¡ 取决于水存在的量； ¡ 温度； ¡ 水中溶质的种类和浓度； ¡ 食品成分或物化特性；水与非水部分结合的强度

2. 水分活度对食品保藏性的影响

（1）水分活度和微生物生长活动的关系

大多数新鲜食品的水分活度在0.98以上，适合各种微生物生长（易腐食品）。大多数重要的食品腐败细菌所需的最低aw都在0.9以上，肉毒杆菌在低于0.95就不能生长。只有当水分活度降到0.75以下，食品的腐败变质才显著减慢；若将水分降到0.65，能生长的微生物极少。一般认为，水分活度降到0.7以下物料才能在室温下进行较长时间的贮存。

水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响

水分活度对霉菌生长的影响

（2）水分活度对酶活力的影响

水分活度对酶活力的影响

（3）水分活度对氧化反应的影响

水分活度对氧化反应的影响

水分活度对褐变反应的影响

3 食品中水分含量（M）与水分活度Aw之间的关系

食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线

(1)水分吸附等温线，BET吸附等温线，S形,

吸附等温线的加工意义 ¡ I单水分子层区和II多水分子层区是食品被干燥后达到的最终平衡水分（一般在5%以内）；这也是干制食品的吸湿区；¡ III自由水层区，物料处于潮湿状态，高水分含量，是脱水干制区

(2) 温度对水分吸附等温线的影响

¡ 同一原料随着温度的升高吸附等温曲线向水分活度增加的方向抬升；图2-4 (p28) 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大相同水分活度，水分含量随温度降低增大。

（3）不同食品吸附等温曲线形状不同

¡ 食品的组分或成分不同,会影响水分含量和水分活度之间的关系

(4) 加工对食品水分吸附等温线的影响

加工对食品水分吸附等温线的影响 ¡ 食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的关系就是水分解吸的过程，为解吸的吸附等温线； ¡ 若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去即复水的过程，这就是吸附； ¡ 在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水分吸附等温线两者之间不能重合（有差异），形成了滞后圈。

滞后效应

滞后效应的意义 ¡ 吸附和解吸有滞后圈，说明干制食品与水的结合力下降或减弱了。 ¡ 解吸和吸附的过程在食品加工中就是干燥和复水的过程，这也是干制食品的复水性为什么下降的原因。 ¡ 注意: 即使在最简单的条件下,也难于根据基本原理来预测食品的吸附和解吸等温线,这说明还没有完全了解所有的相互作用机制.

第二节食品干燥机制

一、干制机制

¡ 干制是指食品在热空气中受热蒸发后进行脱水的过程¡ 在干燥时存在两个过程：食品中水分子从内部迁移到与干燥空气接触的表面（内部转移），当水分子到达表面，根据空气与表面之间的蒸汽压差，水分子就立即转移到空气中（外部转移）——水分质量转移；热空气中的热量从空气传到食品表面，由表面再传到食品内部——热量传递； ¡ 干燥时食品水分质量转移和热量传递的模型

1. 导湿性

（1）水分梯度

（2）物料水分含量与导湿系数间的关系 A. K值的变化比较复杂。当物料在水分含量高（III区）时，排除的水分基本上为自由水，以液体状态转移，导湿系数稳定不变（ED 段）；到II区时，排除的水分基本上是渗透水分时，水分以液体状态和以蒸汽状态转移，导湿系数下降（DC段）；在I区再进一步排除的水分则为吸附水分，基本上以蒸汽状态扩散转移，先为多分子层水分，后为单分子层水分。因结合力强，故K先上升后下降（CA段）

2. 导湿温性

什么是导湿温性 ¡ 干燥时，物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度。温度梯度将促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性。 ¡ 导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象

¡ 高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但将促使水蒸汽压上升，高温区水蒸汽压大于低温区； ¡ 此外，高温区毛细管内水分还将受到挤压空气扩张的影响，结果使毛细管内水分顺着热流方向转移。 ¡ 导湿温性成为阻碍因素

温度梯度

导湿温系数

¡ 在水分含量高的时候，自由水是以液体状态流动，因而导湿温性不以物料水分含量而发生变化（曲线Ⅱ），但因受物料内挤压空气的影响导致湿温性下降（曲线Ⅰ） ¡ 在水分含量达到B点后， δ是随着M的减少而变小； 1. δ逐渐减小，物料是以气态扩散，主要是吸附水分 2. δ最高值是吸附水和自由水分的分界点

3. 干制水分总量

干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果。

二、干制过程的特性

食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率变大后又逐渐变低，食品温度也在不断上升。

1.干燥曲线

（1）水分含量曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干燥初始时，食品被预热，食品水分在短暂的平衡后（AB段），出现快速下降，几乎是直线下降（BC），当达到较低水分含量（C点）时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后趋于平衡，达到平衡水分（DE）。平衡水分取决于干燥时的空气状态

（2）干燥速率曲线食品被加热，水分被蒸发加快，干燥速率上升，随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值；是食品初期加热阶段；然后稳定不变，为恒率干燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率，是第一干燥阶段；到第一临界水分时，干燥速率减慢，降率干燥阶段，说明食品内部水分转移速率小于食品表面水分蒸发速率；干燥速率下降是由食品内部水分转移速率决定的当达到平衡水分时，干燥就停止。

（3）食品温度曲线初期食品温度上升，直到最高值——湿球温度，整个恒率干燥阶段温度不变，即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热（热量全部用于水分蒸发）在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度，说明水分的转移来不及供水分蒸发，则食品温度逐渐上升。

2.干燥阶段

在典型的食品干燥过程中，物料先经过预热后，再经历干燥恒定阶段（恒速期）和干燥降速阶段（降速期）

1.恒速期（1）恒速期 ¡ 水分子从食品内部迁移到表面的速率大于或等于水分子从表面跑向干燥空气的速率； ¡ 干燥推动力是食品表面的水分蒸汽压和干燥空气的水分蒸汽压两者之差； ¡ 传递到食品的所有热量都进入汽化的水分中，温度恒定；

2.降速期（2）降速期 ¡ 一旦到达临界水分含量，水分从表面跑向干燥空气中的速率就会快于水分补充到表面的速率；¡ 内部质量传递机制影响了干燥快慢；¡ 干燥结束达到平衡水分含量；¡ 降速期预测干燥速率是很困难的；

¡ 干制过程中食品内部水分迁移大于食品表面水分蒸发或扩散，则恒率阶段可以延长；如内部水分迁移小于表面扩散，则恒率阶段就不存在；如水分含量75~90%的苹果，有恒率和降率阶段；若水分9%的花生米，干制时，仅经历降率阶段；

注意 ¡ 以上我们讲的都是以空气为介质通过加热来干燥。若是采用其它加热方式，如没有热量传递过程，则干燥速率曲线将会变化。

三、影响干制的因素

影响干制的因素干制过程就是水分的转移和热量的传递，即湿热传递，对这一过程的影响因素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。

1.干制条件的影响

1.温度对于空气作为干燥介质,提高空气温度,在恒速期干燥速度加快，在降速期也会增加；原因： ¡ 温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越大； ¡ 水分受热导致产生更高的汽化速率； ¡ 对于一定水分含量的空气,随着温度提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水分从食品表面扩散的动力更大. ¡ 水分子在高温下,迁移或扩散速率也加快,使内部干燥加速. 但温度过高会引起食品发生不必要的化学和物理反应；

2.空气流速干燥空气吹过食品表面的速度影响水分从表面向空气扩散的速度，因为食品内水分以水蒸汽的形式外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将阻碍食品内水分进一步外逸.从而降低水分的蒸发速度. ¡ 因此空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速；原因：空气流速增加，水分扩散加快（对流质量传递速率加快），能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；食品表面接触的空气量增加，会显著加速食品表面水分的蒸发。 ¡ 空气流速增加对降率期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移或扩散所限制；

3.空气相对湿度食品表面和干燥空气之间的水蒸汽压差代表了外部质量传递的推动力，空气的相对湿度增加则会减小推动力，饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。 ¡ 空气相对湿度越低，食品恒速期的干燥速率也越快；对降速期没有影响；¡ 空气的相对湿度也决定食品的干燥后的平衡水分，食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态；可通过干制的解吸等温线来预测；当食品和空气达到平衡，干燥就停止。

4.大气压力和真空度 ¡ 大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。 ¡ 但是，若干制由内部水分转移限制，则真空干燥对降率期的干燥速率影响不大。适合热敏物料的干燥

操作条件对于干燥速率的影响

2 食品性质的影响

1.表面积水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。小颗粒，薄片，表面大，易干燥、快

2.组分定向水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。例如：芹菜的纤维结构，沿着长度方向比横穿细胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤维结构中，也存在类似行为。

3.细胞结构在大多数食品中，细胞内含有部分水，剩余水在细胞外，细胞外水分比细胞内的水更容易除去；当细胞被破碎时，有利于干燥，但需注意，细胞破裂会引起干制品质量下降；

4.溶质的类型和浓度溶质如蛋白质、碳水化合物、盐、糖等，与水相互作用，结合力大，水分活度低，抑制水分子迁移，干燥慢；尤其在低水分含量时还会增加食品的粘度；浓度越高，则影响越大；这些物质通常会降低水分迁移速度和减慢干燥速率

第三节干制对食品品质的影响

一. 干制过程中食品的主要变化

1. 物理变化

2 化学变化

二. 干制品的复原性和复水性

干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量干制品品质的重要指标。

1. 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度

2 .干制品的复水性新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示� 复水比：R复=G复/G干 G复干制品复水后沥干重， G干干制品试样重� 复重系数：K复= G复/ G原 G原干制前相应原料重� 干燥比：R干=G原/G干反映了食品脱水的程度复重系数：K复= R复/ R干

三. 干制品的贮藏水分含量

¡ 干制品的耐贮藏性主要取决于干燥后的水分活度；¡ 由于食品成分和性质不同，达到贮藏要求的水分活度时的相应水分含量各不相同；¡ 见书P48~49 ，表2-8和表2-9

四、合理选用干制工艺条件

食品干制工艺条件主要由干制过程中控制干燥速率、物料临界水分和干制食品品质的主要参变数组成。 ¡ 人工干制食品时，空气温度、相对湿度、流速、气压是主要工艺条件；¡ 食品温度是干燥过程中控制食品品质的重要因素，却决定于空气温度、相对湿度和流速等主要参数

1 最适宜的干制工艺条件

¡ 使干制时间最短； ¡ 热能和电能的消耗量最低； ¡ 干制品的质量最高；它随食品种类而不同在具体干燥设备中难以达到理想的干燥工艺条件，为此作必要修改后的适宜干制工艺条件称为合理干制工艺条件

2. 选用合理干制工艺条件的原则：

（1）使食品表面的水分蒸发速率尽可能等于食品内部的水分扩散速率，同时力求避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部的水分扩散速率。在导热性较小的食品中，若水分蒸发速率大于食品内部的水分扩散速率，则表面会迅速干燥，表层温度升高到介质温度，建立温度梯度，更不利于内部水分向外扩散，而形成干硬膜，如温度高会焦化。办法：需降低空气温度和流速，提高空气相对湿度；降低温度有利于减小温度梯度；提高空气相对湿度可控制表面水分的蒸发，防止干裂；

（2）恒率干燥阶段，食品物料表面温度不会高于湿球温度，此时所提供的热量主要用于水分的蒸发，物料表面温度就是湿球温度。为了加速蒸发，在保证食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温度。

（3）在开始降率干燥阶段时，应设法降低表面水分蒸发速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品表面过度受热，导致不良后果。要降低干燥介质的温度，务使食品温度上升到干球温度时不致超出导致品质变化（如糖分焦化）的极限温度（一般为90℃）一般还可降低空气的流速，提高空气的相对湿度（如加入新鲜空气）进行控制。

（4）干燥末期，干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分含量指标来加以选用。干燥结束时食品中水分含量大小是达到与当时介质温度和相对湿度条件相适应的平衡水分。如北方干燥的蔬菜比南方的水分含量要低，因北方空气相对湿度小；

第四节食品的干制方法

一、空气对流干燥

¡ 空气对流干燥是最常见的食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品可分批或连续地干制，而空气则一般为强制地对流循环。 ¡ 流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置 ¡ 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此，干制过程中控制好空气的干球温度就可以改善食品品质。

1. 柜（厢）式干燥设备

柜（厢）式干燥设备的基本结构

¡ 特点：� 间歇型，小批量、设备容量小、易控制，但操作费用高 ¡ 操作条件：� 空气温度<94℃，空气流速2-4m/s，时间较长10-20h ¡ 适用对象� 果蔬或价格较高的食品� 或作为中试，摸索物料干制特性，为确定大规模工业化生产提供依据

2. 隧道式干燥设备

为了增加干燥的能力，将干燥室加长，可达十几米到几十米，物料从一头进到另一头出来，即为隧道式干燥设备通常根据热空气流动和物料移动的方向，将隧道式干燥设备分为逆流或顺流隧道式干燥设备

• 一些基本名称或概念： •对于热空气� 高温低湿空气进入的一端——热端� 低温高湿空气离开的一端——冷端 •对于物料� 湿物料进入的一端——湿端� 干制品离开的一端——干端 •对于设备� 热空气气流与物料移动方向相反——逆流� 热空气气流与物料移动方向一致——顺流

（1）逆流隧道式干燥设备

逆流隧道式干燥设备的基本结构

¡ 特点及应用 A. 湿物料先在冷端遇到的是低温高湿空气，物料因含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢；这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂；适合于初期干燥速率过快容易干裂的水果如李、梅等 B.干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，但因遇到的是高温低湿空气，干燥仍可进行但比较缓慢，干制品的平衡水分可相应降低，最终水分可低于5%； C.干端处物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了避免焦化，干端处的空气温度不宜过高，一般不宜超过77℃。 D. 逆流干燥，湿物料水分蒸发相对慢，总的干燥速率低，故湿物料载量不宜过多，即设备干燥能力将下降；此外，因为在低温高湿的空气中，若物料易腐败或菌污染程度过大，会有腐败的可能。故易腐败的物料不宜采用逆流干燥。

（2）顺流隧道式干燥设备

顺流隧道式干燥设备的基本结构

特点与应用 A.湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可允许使用更高一些的空气温度如90℃，进一步加速水分蒸发而不至于焦化； B.干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到10%以下；因此,吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。

两种干燥设备干燥曲线的比较

（3）双阶段干燥设备

双阶段干燥设备的基本结构

¡ 双阶段干燥：取长补短� 特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好� 用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）� 现在还有多段式干燥设备，有3，4，5段等，有广泛的适应性。

3. 输送带式干燥设备

多层传输带

• 特点 •分成两个阶段：第一阶段，区段1，因物料高湿，热空气自下而上；区段2和第二阶段，物料减轻，热空气自上而下，以免吹跑物料； •蔬菜脱水干制时，第一阶段，区段1，空气温度可93~127 ℃，区段2，71~104 ℃；第二阶段，54~82 ℃；有利于制成品质优良的产品； •占面积大，但投资成本较低；

4. 气流干燥设备

关键是稳定而均匀加料，加料器结构

旋风分离器的工作原理

5. 流化床干燥设备

流化床干燥设备的基本结构和适用对象 ¡ 基本结构使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（与液态相似）。 ¡ 适用对象：颗粒或粉粒状食品（固体饮料，造粒后二段干燥）

流化床类型

6. 喷雾干燥设备

（1）喷雾系统

使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水的蒸发，常用的喷雾系统主要有三类装置：

压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状，一般这种液滴颗粒大小约100- 300μm，其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来控制。

离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（5000-20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm。

气流喷雾：在压力为150~500kPa的压缩空气经双流体喷头内环孔向外喷射时，将同时来自喷头中心孔的液态分散成雾状液滴；

三类雾化器的特点

（2）空气加热系统

¡ 蒸汽加热 ¡ 电加热 ¡ 温度150~300℃ 食品体系一般在200 ℃左右

（3）干燥室

¡ 液滴和热空气接触的地方，可水平也可垂直，为立式或卧式 ¡ 室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速度达50m/s, 滞留时间5~100秒 ¡ 根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流 ¡ 干燥时的温度变化空气约200℃，产品湿球温度一般在80℃以下；

（4）空气粉末分离系统

¡ 将空气和粉末分离，大粒子粉末由于重力而将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完成； ¡ 难以分离的细粉要用布过滤器；

（5）喷雾干燥的特点

¡ 蒸发面积大 ¡ 干燥过程液滴的温度低 ¡ 过程简单、操作方便、适合于连续化生产 ¡ 耗能大、热效低

（6）喷雾干燥的典型产品

¡ 奶粉¡ 速溶咖啡和茶粉¡ 蛋粉¡ 豆奶粉¡ 酶制剂¡ 酵母提取物¡ 干酪粉

（7）喷雾干燥的发展

¡ 与流化床干燥结合的两阶段干燥法 ¡ 再湿法和直通法

二、接触干燥

¡ 被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能量来自承载物料的表面以传导方式进行干燥，又称传导干燥 ¡ 间壁传热，而不是加热空气来传热，干燥介质可为蒸汽、热油 ¡ 这类设备的常见例子是滚筒干燥机

1. 基本结构 ¡ 金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受热蒸发 ¡ 热由里向外

三、真空干燥

食品在低气压条件下,热量通常由传导或辐射向食品传递,进行物料干燥。气压愈低,水沸点愈低,易蒸发,可降低干燥温度,减少氧化反应等，适合于不耐高温的食品

1. 基本结构干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置

2. 设备类型 ¡ 间歇式真空干燥设备 ¡ 连续式真空干燥（带式输送）设备

间歇式真空干燥设备系统

连续式输送带式真空干燥设备

真空滚筒干燥

四、冷冻干燥

冷冻干燥 ¡ 在高真空度下，如果再将温度降低到食品的冷冻温度下，则食品中的水变成冰，在此条件下，冰会直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，是一种冷冻温度下的真空干燥，称冷冻升华干燥。 ¡ 利用冰晶升华原理

1. 冷冻干燥条件

¡ 要使物料中的水变成冰，同时由冰直接升华为水蒸汽，则必须要使食品物料的水溶液温度保持在三相点以下。

纯水的三相图

¡ 对于食品来说，因食品水分中有溶质，是含有多种溶质的混合溶液，溶液冻结时则成为低共熔混合物或共晶溶液；当共晶溶液开始冻结的温度称为共晶点温度，它是溶液完全冻结固化的最高温度；冻结固化点也是熔化开始点，所以共晶点温度也称为共熔点温度。 ¡ 随着食品水溶液浓度增加，其共晶点或共熔点温度和它的水蒸气压都相应下降。 ¡ 故食品水冻结时要低于0 ℃；一般在-4 ℃以下；压力要小于600Pa

冷冻干燥的条件（1）食品冷冻温度＜- 4℃；（2）食品升华一般要绝对压力＜500Pa，最高真空一般达到15~5Pa。

2. 食品的冻结

食品的最大冻结浓度 ¡ 食品在冻结时，先是自由水会结晶析出，剩下溶液的溶质浓度增加，冰点下降，随着冷冻进行，最终达到最大冻结浓度；此时为最低共熔点，当温度下降到此点以下时，溶液被全部冻结，确切地说是非结晶性的玻璃态； ¡ 要使食品中水被最大程度冻结，通常食品的冻结温度采用-45~-30 ℃

冰结晶大小对干燥的影响 ¡ 缓慢冻结时形成的冰晶体大，当升华时留下多孔性通道，干燥速度快； ¡ 冻结速度快，冰晶体小，干制品有较好的复原性；干燥时间要长一点；

常见的冻结方法（两种） ¡ 自冻法：就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热,促使物料温度下降,直至它达到冻结点时物料水分自行冻结；如能将真空干燥室迅速抽成高真空状态,即压力迅速下降, 物料水分就会因水分瞬间大量蒸发而迅速降温冻结.但这种方法因为有液→气的过程会使食品的形状变形或发泡、沸腾等。适合于一些有一定体形的食品如芋头、碎肉块、果蔬等。 ¡ 预冻法：将要冻干的食品物料预先用制冷机或系统如液氨、液氮或氟利昂制冷，进行冻结，或在冻库中冷冻；一般食品在-4℃以下开始形成冰晶体，此法较为适宜，主要是用于液态食品干燥.

3、冷冻干燥过程

食品冷冻干燥曲线 ¡ 食品温度变化曲线（表面、中心）； ¡ 食品水分含量变化曲线； ¡ 加热板温度变化曲线； ¡ 真空度变化曲线；

（1）初级干燥（Primary drying stage），升华干燥（sublimation）

¡ 食品中水在冰晶体形成后，通过控制冷冻室中的真空度，则冰晶升华，该阶段水分含量快速下降，主要是除去自由水或体相水分； ¡ 因冰的蒸汽压随着温度的降低而下降，故为了使水分子从冰中升华需要真空度高，最低在5Pa以下；但冻结物料温度的最低极限不能小于冰晶体的饱和蒸汽压相应的温度；

需要加热 ¡ 升华相变是一个吸热过程，需要提供相变潜热或升华热。如果不提供热量则物料随着升华进行温度迅速下降，当温度降到与真空度下相应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停止。 ¡ 所提供的热量应等于冰晶体升华热，同时应注意使物料上升温度不能超过被冻结物料的温度或略低于冰晶体熔化温度，以便能进行升华。

升华界面 ¡ 在冷冻干燥的初级阶段，随着干燥的进行，食品中的冰逐渐减少，有冰的部分为冻结层，没有冰的部分成为干燥层；在食品中的冻结层和干燥层之间的界面被称为升华界面（ sublimation front），确切地说是在食品的冻结层和干燥层之间存在一个扩散过渡区

过渡层

¡ 在干燥层中由于冰升华后水分子外逸留下了原冰晶体大小的孔隙，形成了海绵状多孔性结构，这种结构有利于产品的复水性； ¡ 但这种结构使传热速度减慢，即妨碍传热，使干燥速度下降。因此，若采用一些穿透力强的热能如辐射热、红外线、微波等使之直接穿透到（冰层面）升华面上，就能有效地加快干燥速率。

(2) 二级干燥（secondry drying stage）

¡ 当食品中的冰全部升华完毕，升华界面消失时，此时食品的水分含量还有15-20%时，水分含量下降变慢，干燥就进入另一个阶段称为二级干燥。 ¡ 这些剩余的水分即是被束缚、不能被冻结的水分子，是多分子和单分子吸附层的水，但这些水并非为液态水，而是为玻璃态水，可使已被干燥的产品结构维持刚性多孔状；使玻璃态水转变为液态水的温度称为玻璃态转化温度（glass transition temperature），见图。 ¡ 要继续除去这部分水，必须补加热量使之加快运动来克服束缚才能外逸出来。但需要注意热量补加不能太快； ¡ 在二级干燥阶段当温度升高到使干燥层原先形成的固态状框架结构失去刚性、发生熔化或产生发粘、发泡现象，即使食品的固态框架结构发生瘪塌（collapse），此时的温度称为瘪塌温度。在瘪塌中，食品冰晶体升华后的空穴消失，阻塞了水分子升华外逸，妨碍升华继续进行，致使冻干失败。同时食品密度减少，复水性差。食品的瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度。

4、冷冻干燥设备基本结构

(1) 冷冻干燥设备组成

基本组成与真空干燥设备相同；但要多一个制冷系统或冻结系统,主要是将物料冻结成冰块状。见示意图

(2)设备类型

间歇式冷冻干燥设备

隧道式连续式冷冻干燥设备

5. 冷冻干燥食品的特点

¡ 在低温高真空下，特别适合于热敏性高和极易氧化的食品干燥，可以保留新鲜食品的色香味及营养成分； ¡ 不失原有的固体骨架结构，可保持物料原有的形态； ¡ 具有多孔结构，速溶性和复水性好； ¡ 设备昂贵，冻干制品的价格是热风干燥的3~5倍；

6. 冻干食品的种类

¡ 蔬菜类：葱、蒜、蘑菇、香菜等 ¡ 水果类：苹果、香蕉、草莓等 ¡ 肉禽类：牛、羊、猪等 ¡ 水产类：海参、鱿鱼、干贝等 ¡ 中药材； ¡ 生物类：

第五节干制品的包装和贮藏

一、包装前干制品的预处理

1、筛选分级

¡ 选出块片和颗粒大小不合标准产品； ¡ 剔除其他碎屑杂质等物； ¡ 磁铁吸除金属杂质；在输送带上进行机械筛选或人工挑选。

2、均湿处理

有时晒干或烘干的干制品由于翻动或厚薄不均会造成制品中水分含量不均匀一致（内部亦不均匀），这时需要将它们放在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散和分布，从而达到均匀一致的要求，这称为均湿处理。特别是水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗；仓贮法就是一种可大量均湿处理的方法，即在仓库中将干暖空气通过堆积在假底上的水分不均匀干制品使其外逸，可达到均湿效果；一般需2~3周，菜干1~8天；

3、灭虫处理：

干制品尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其间，在适宜的条件下会生长造成损失。 ¡ 烟熏是控制干制品中昆虫和虫卵常用方法；常用烟熏剂有甲基溴，一般用量16~24g/m3，可使害虫中毒死亡。因溴会残留，一般允许残溴量<150mg/Kg，有些水果干制品甚至在100 mg/Kg以下，如李干为20mg/Kg 。 ¡ 此外,二氧化硫也常用于果干的熏蒸；大包装葡萄干常用甲酸甲酯防虫害；

4、速化复水处理（instantization process）即为了加快干制品的复水速度

① 压片法即将颗粒状果干经过相距为一定距离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，薄果片复水比颗粒状迅速得多 ② 刺孔法将半干制品水分含量16-30%的干苹果片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不仅可加快干燥速度，还可使干制品复水加快。 ③ 刺孔压片法：在转辊上装有刺孔用针，同时压片和刺孔，复水速度可达最快。

5. 压块（片）

¡ 将干制品在水压机中用块模压缩成密度较高的块状如木耳块；或用轧片机轧成片状，如紫菜片，这样可减小体积，还可有利于防止氧化变质。 ¡ 对脱水蔬菜水分含量低、质脆易碎的产品，通常先直接用蒸汽加热20~30S，促使软化以便压块（片）并减少破碎率；

二．干制品的包装

食品包装食品包装是指用合适的材料、容器、工艺、装潢、结构设计等手段将食品包裹和装饰，以便在加工、运输、贮存、销售过程中保持食品质量或增加商品价值

1．干制品包装的要求

（1）能防止干制品吸湿回潮，要求包装材料长期在90%相对湿度中，每年水分增加量应不超过2% （2）能防止外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等入侵（3）能不透外界光线，避光（4）贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能维护容器原有特性，包装容器在30～100厘米高处落下120～200次而不会破损，在高温、高湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂（5）包装的大小、形状和外观应有利于商品的销售（6）和食品相接触的包装材料应符合食品卫生要求，安全无毒，并且不会导致食品变性、变质（7）开启方便（8）包装费用应做到低廉或合理。

2.干制品的包装容器

纸箱和盒纸箱和纸盒是干制品常用的包装容器。大多数干制品用纸箱或纸盒包装时还衬有防潮包装材料如涂蜡纸、羊皮纸以及具有热封性的高密度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还常用能紧密贴盒的彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝箔作为外包装。

塑料袋 ¡ 多年来，供零售用的干制品常用玻璃纸包装，现在开始用涂料玻璃纸袋以及塑料薄膜袋和复合薄膜袋包装。简单的塑料袋如聚乙烯袋和聚丙烯袋包装使用最为普遍。也常采用玻璃纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜，也可采用纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜材料。 ¡ 用薄膜材料作包装所占的体积要比铁罐小，它可供真空或充隋性气体包装之用。

金属罐 ¡ 金属罐是包装干制品较为理想的容器。它具有密封、防潮和防虫以及牢固耐久的特点，并能避免在真空状态下发生破裂。 ¡ 金属罐外壁可彩印； ¡ 可大规模机械化自动化生产，电阻焊生产线生产三片罐；

玻璃瓶 ¡ 玻璃罐也是防虫和防湿的容器。有的可真空包装。 ¡ 光亮、透明，可见到内容物；¡ 形状多样灵活； ¡ 价格便宜，可回收利用； ¡ 易破碎；

3. 干制食品包装

①防湿包装： ¡ 高阻湿性包装材料，要密封；¡ 加干燥剂，氯化钙、硅胶； ②防氧包装 ¡ 抽真空，减压包装 ¡ 充气：氮气，二氧化碳，防氧化； ¡ 加脱氧剂：铁粉、连二亚硫酸钠，见充气包装对食品的影响表

干制品包装实例干制品包装实例按食品本身的吸湿性可将干制品分为高吸湿性食品、易吸湿性食品和低吸湿性食品，它们对包装的要求也不同。

（1）高吸湿性食品的包装

（2）易吸湿性食品的包装

（3）低吸湿性食品的包装

三．干制品的贮藏

良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要因素。环境相对湿度是水分的主要决定因素。干制品贮藏的条件 ¡ 干燥地方，相对湿度<65%；； ¡ 避免有较大的温差，低温更好； ¡ 避光; ¡ 防虫防鼠。

第三章食品的热加工与杀菌

引言

一、热加工的方法

1. 杀菌(sterilization) —— 將所有微生物及孢子，完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。要由于有些罐头食品内容物传热速度相当慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，这时食品品质可能以劣变到无法食用。 2. 商業杀菌法(commercial sterilzation) —— 將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。 3.巴氏杀菌法(Pasteurization)—— 在100℃以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，因此巴氏杀菌产品没有在常温下保存期限的要求。 4.热烫(Blanching)—— 生鲜的食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。

二、罐藏食品杀菌的重要性

罐藏食品保存食品的历史罐藏工艺的重要性安全性、无需防腐剂、方便性、常温贮藏流通

三、罐头食品工业的现状

§ 农残 •日本政府还对原来已经设置了残留限制标准的农药提高了限制标准，降低了允许残留的上限。对那些没有具体规定限制数量的农药，允许残留的上限统一为0.01PPM。 •６月份，福建省对日本出口农产品５２４９万美元，比去年同期大幅下降４１.９８％。６月份，福建省自日本退运进口的农产品达到６４. ２万美元，已经大大超过１～５月的４７.８万美元退运货值。退运农产品主要集中在烤鳗、蔬菜和罐头类产品上。 § 添加剂超标 •添加“合成甜味剂、防腐剂”超标；•二氧化硫超标；•违规使用合成色素； § 我国水果罐头出口大量采用OEM方式，量大价低，产品附加值不高，缺乏自主品牌，加上行业无序竞争，原材料成本上涨，罐头产品的利润空间非常狭小。

第一节热加工原理

一、罐头食品的腐败及腐败菌

§ 凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败菌。 § 曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的罐头各占20%、10%、8%、和3%。大多数罐头中出现的细菌为需氧性芽孢菌，曾偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子，却未发现酵母菌。但这些罐头并未出现有腐败变质的现象。 § 这主要是罐内缺氧环境抑制了它们生长繁殖的结果。若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质现象。——商业无菌§ 若正常加工和杀菌的罐头，若在贮藏运输中发生变质时，就应该找出腐败的根源，采取根除措施。 § 事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现腐败菌也各有差异。 § 各种腐败菌的生活习性不同，故应该不同的杀菌工艺要求。 § 因此，弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺，避免贮运中罐头腐败变质的首要条件。

1. 食品pH值与腐败菌的关系

§ 各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种食品的酸度或pH值也各有差异。 § 根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性 § 在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.6为界线。 § 任何工业生产的罐头食品中其最后平衡pH值高于4.6即为低酸性食品。

水份活度aw和酸碱值pH对微生物的生长有决定性的影响，实验数据表明，aw 0.85和pH4.6是一个分界点，如果某食品控制在aw 0.85以下及pH4.6以下是属于较安全的食品，只需要低于100℃温度杀菌便可，如果汁罐头就是属于这种情形。但科学家实验也证明上述两个制约因素中只要有一个达到，便可用≤100℃温度杀菌。

§ 美国食品科学家按分类规则把罐头食品分为三大类： • 酸性食品：指自然pH<4.6的产品，如果汁类。 • 低酸食品：指自然及平衡后pH>4.6的产品。 • 酸化食品：指自然pH>4.6，而经配料酸化，成品最终平衡成 pH<4.6的产品。 • 美国FDA将水份活度aw和酸碱值pH的不同将罐头食品分为：低酸食品（Low acid foods）和酸化食品（Acidified foods）作为对食品分类管理的依据。

§ 罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。 § 肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种类型，食品中常见的有A、B、E三种。其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型强。 § 它们在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，对人的致死率可达65%。 § 肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。 § 罐头内的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜，因此罐头杀菌时破坏它的芽孢为最低的要求。 § pH值低于4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，它只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。 § 故肉毒杆菌能生长的最低pH值成为两类食品分界的标准线。

§ 在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌的菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验的对象菌。——如此确定的杀菌工艺条件显然将有进一步提高罐头杀菌的可靠性。 § 不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌工艺条件才会完全遭到破坏。 § 另外，由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸性食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。

§ 食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌在pH低于3.7时仍能生长，因此pH3.7 就成为这两类食品的分界线。 § 酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中的腐败菌要差得多。 § 高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低的耐酸性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时该类食品中的酶比腐败菌显示出更强的耐热性，所以酶的钝化为其加热的主要问题。例如酸黄瓜罐头杀菌就是这样。 § 食品中常见腐败菌见表P386-390

2. 常见的罐头食品腐败变质的现象和原因

1.胀罐 § 原因 • 微生物生长繁殖——细菌性胀罐 • 食品装量过多引起假胀 • 罐内真空度不够引起假胀 • 罐内食品酸度太高,腐蚀罐内壁产生氢气,引起氢胀 § 出现细菌性胀罐的原因 • 杀菌不足 • 罐头裂漏 § 低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数属于 • 专性厌氧嗜热芽孢杆菌，如嗜热解糖梭状芽孢杆菌，它最适生长温度为55℃，温度低于32℃生长很缓慢，因此只要温度不高，就不会迅速繁殖，但一旦处于高温条件下，就会导致罐头腐败变质。 • 厌氧嗜温芽孢菌，如肉毒杆菌、生芽梭状芽孢杆菌等。 § 酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头中。 § 高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。

2.平盖酸坏 • 外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH 可能可以下降到0.1-0.3 • 导致平盖酸坏的微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也不一定能分离出来。 • 平酸菌在自然界中分布很广。糖、面粉及香辛料是常见的平酸菌污染源。 • 低酸性食品中常见的平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌 • 酸性食品中常见的平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄制品中重要的腐败变质菌。

3.黑变或硫臭腐败 § 在细菌的活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的H2S气体，与罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味 § 原因是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有在杀菌严重不足时才会出现。

4.发霉 § 一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真空度过低时才有可能在低水分及高浓度糖分的食品表面生长

5.产毒 § 如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等 § 从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，其余均不耐热。 § 因此，为了避免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌作为杀菌对象加以考虑

罐头腐败变质的原因（1）罐头裂漏（2）杀菌不足 • 原料污染情况 • 新鲜度 • 车间清洁卫生状况 • 生产技术管理 • 杀菌操作技术要求 • 杀菌工艺合理性等（3）杀菌前污染严重

二、微生物的耐热性

1. 影响微生物耐热性的因素

1.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

2.热处理前细菌芽孢的培育和经历 • 生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环境对他们的耐热性有一定影响 • 在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具有较强的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低温下喂养形成的芽孢的耐热性要强 • 菌龄与贮藏期也有一定影响

3.热处理时介质或食品成分的影响 4点

1.酸度 • 酸度 § 对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性的强弱受其它因素控制 § 因此人们在加工一些蔬菜和汤类时常常添加酸，适当提高内容物酸度，以降低杀菌温度和时间，保存食品品质和风味。

2.糖 • 高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保护作用

3.盐的影响 • 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,则可削弱其耐热性. • 这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异.

4.食品中其他成分的影响 • 淀粉对芽孢没有直接影响 • 蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性 • 脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用 • 如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢的耐热性

4.热处理的温度 § 热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。

5.原始活菌数 § 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。 § 因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。

2. 有关细菌耐热性的特性

（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线

• 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。 • 若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，克得到一直线——热力致死速率曲线或活菌残存数曲线

（2）D值

§ 图3-4表明，直线横过一个对数循环时所需要的时间（分钟）就是D值（Decimal reduction time）。也就是直线斜率的倒数。直线斜率实际反映了细菌的死亡速率。 § 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每杀死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。 § 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。

§ D值可以根据图3-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。当然也可以根据直线方程式求得，因为它为直线斜率的倒数，即：

（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）

Z值 § Z值的概念：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（℃）。 § 换句话说：Z值为热力致死时间按照1/10，或10倍变化时相应的加热温度变化（ ℃）。 § Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。

F值 § 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值的定义就是在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。

（4）热力指数递减时间（TRT）

§ 为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念进一步扩大，提出了热力指数递减时间（TRT）概念。 § TRT定义就是在任何特定热力致死温度条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度如 10-n（即原来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间（分钟）。 § TRTn=nD 即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。 § TRTn值与D值一样不受原始菌数的影响。 § TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。 § 如121℃温度杀菌时TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后罐内致死率为D值的主要杀菌对象——芽孢数将降低到10-12。

（5）仿热力致死时间曲线

§ 纵坐标为D对数值，横坐标为加热温度，加热温度与其对应的D 对数值呈直线关系。

三、酶的耐热性

§ 罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现了因酶活动而引起的变质问题。 § 过氧化物酶、果胶酯酶 § 酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，例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废结合菌及其他病原菌热处理时的死亡程度相互一致。

四、热加工对食品品质的影响

1. 植物来源的包装制品

• 热加工和产品贮存时的物理-化学变化决定了产品的质量 • 一般在贮存时发生的质量变化相对于热加工来说比较小。 • 热加工对食品品质的影响取决于热加工的时间和温度，以及食品的组成和性质以及其所处的环境。

（1）质构 § 在植物材料的热处理过程中有两种类型的质构破坏 • 半透膜的破坏 • 细胞间结构的破坏并导致细胞分离上述两种效应导致细胞压力和细胞间黏结作用丧失从而使制品脆度丧失和变软 § 其他变化包括 • 蛋白质变性——导致由于蛋白质变性引起的溶解性、弹性和柔性，从而导致沉淀、凝胶、持水性下降等一些问题 • 淀粉糊化 • 在蔬菜和水果中，软化可能是由于果胶的水解、淀粉的糊化、半纤维素的部分溶解以及细胞压力的丧失 § 为了提高罐藏产品的硬度，可以在热烫液中或盐水或糖浆中加入钙盐，以形成不溶性的果胶钙盐 § 不同的水果可以采用不同的盐：• Ca（OH）2用于樱桃• CaCl2用于番茄• 乳酸钙用于苹果这是由于不同产品中果胶脱甲酯化程度不同。

（2）颜色 § 产品的颜色取决于天然色素或外加色素的状态和稳定性以及加工和贮藏过程中的变色反应。 § 在水果和蔬菜中 • 叶绿素脱镁 • 胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从5，6环氧化变成5，8环氧化） • 花青素将降解成灰色的色素 § 花青素事实上对热相当稳定的色素，但它可以参加很多反应，如与抗坏血酸、糖的降解产物羟甲基呋喃、一些酚类等，另外还会与金属形成复合物使产品变色如使红色水果变蓝、梨变粉红 § 黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可与铁形成黑色。 § 类胡萝卜素大多是脂溶性的，而且是不饱和化合物，通常容易氧化而导致变色和变味。 § 除了色素的氧化、降解，Maillard反应也会导致加工和贮藏过程产品的变色。 • 一些浅色水果、番茄、蘑菇、牛奶等对热非常敏感。 • 抗坏血酸常用来作为抗氧化剂，对一些产品也非常有效 • 但抗坏血酸本身也会降解生成有色物质。

（3）风味 § 通常加热不改变基本的风味如甜、酸、苦、咸§ 风味变化的一个重要来源是脂肪氧化——特别是豆类、谷物 § Millard反应也会改变一些风味 • 在水分含量30%左右时最容易发生Maillard 反应，并且受高pH值以及磷酸盐和柠檬酸盐等缓冲液的促进。 § 加热过程也会使一些风味物质挥发或改变

（4）营养素 § 加热过程营养素的损失

2. 动物来源的包装食品

（1）颜色 • 肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色 • Maillard反应和Caramelization反应也会改变颜色 • 腌制过程会改变颜色 • 肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加色素校正，比如红曲米色素、高粱红、胭脂红、辣椒红等

（2）质构 § 蛋白质凝聚持水性下降导致肌肉收缩和变硬 § 变软是由于胶原的水解、溶解产生了明胶，以及脂肪的融化和分散 § 磷酸盐的添加可以增加一些制品的结合水能力，使制品嫩度提高，减少皱缩。

（3）营养素 § 氨基酸损失可能达到10-20% • 赖氨酸由于强加热可能加剧损失，但很少超过25% § 维生素主要是硫胺素损失50-70%，泛酸20-35%，但维生素损失的变动很大，取决于容器中的氧气、预处理方法（是否去皮、切片）或热烫

热加工对营养成分和营养价值的影响

§ 工业上用于食品的加热方法，包括烹调、热烫、巴氏杀菌和商业杀菌。 § 要定量或者预言在以上操作过程中营养成分受热破坏的程度，是很困难的，但是，对于加工过程中具有特定目的的其它工业操作，能够设计出最大限度保存营养素的加工方法。对此，定量地说明加热对营养素的影响是很有必要地。

§ 加热的理想效果概括如下： • 食品特性的改善，如和边、组织变化、美化口味； • 杀死微生物； • 灭酶； • 改善营养素的可利用率； • 破坏不合需要的食品成分 § 如禽类蛋白中的抗生物素蛋白 § 豆科植物中的胰蛋白酶抑制素

§ 不希望的影响包括六大类营养素的变化 • 蛋白质受热变性这种变化一般会提高蛋白酶对它的消化率，在有还原糖存在时，蛋白质经美拉德反应而降解，碱性氨基酸反应更强烈，赖氨酸和苏氨酸对热最不稳定。 • 碳水化合物一般不考虑其最佳保存率问题，倒是降解反应的产物更加重要和值得研究。还原糖会产生焦糖化反应。 • 脂肪：一般也考虑其高温下的营养素，但其降解产物则受到密切的注意。 • 维生素：也许是研究得最广泛得营养素，在食品通常所处的条件下，维生素C、B、D和泛酸对热最不稳定。脂溶性维生素一般比水溶性维生素对热较为稳定，但有氧气存在时，在高温下易降解。 • 矿物质：一般热烫过程会损失痕量的矿物质

§ 对于加工过程，除了考虑热本身对产品中营养素的破坏外，还要考虑其它因素如沥滤损失、氧化降解、对产品的损伤等。

热烫对蔬菜中营养素的影响

§ 对罐头和其它加工食品的研究，很大部分几种在维生素C和B1的保存率上，因为这两种维生素在罐藏加工中最不稳定。或者可以认为能把维生素C和B1完好保存下来的加工方法一样能完好保存其它营养素。 § 柑橘汁 • 橙汁：98%~99% • 葡萄柚汁：97%

热烫对蔬菜的影响

§ 成熟度越高，保存的维生素越多 § 蒸汽热烫能减少水溶性物质的沥滤损失 § 热烫时间的影响比温度要大得多 § 热烫设备影响也很大（主要是是否与氧气或水接触带式高，回转式低） § 杀菌时，只是罐内存在氧气时才受加热的影响，氧气消耗后，维生素C的进一步破坏很慢。

贮藏的影响

§ 10-18℃贮藏2年的罐头，营养素的保存率都在80%以上 § 27℃对维生素C和B2会产生不利影响 § 高温会改变产品的性质，酸性食品比非酸性食品更明显 § 贮藏过程维生素C以缓慢的速度发生无氧破坏 § 含大量维生素B1的肉类制品需要低温贮藏

五、带容器的食品热加工时间的推算

1. 罐头食品杀菌时间受到下列因素的影响：

• 食品中可能存在的微生物或酶的耐热性 • 食品的污染情况 • 加热或杀菌的条件 • 食品的pH • 罐头容器的大小 • 食品的物理状态 • 食品预期贮存条件 ——因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的耐热性以及热传递速率。

2. 热传递速率

§ 传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然后进入食品。 § 一般表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。影响热穿透食品的一些主要因素如下：

（1）产品的类型流体或带小颗粒的流体食品——对流传热固体（肉、鱼等）——传导当然即使是流体食品由于粘度、比重、组成成分的不同而有差别。（2）容器的大小比如：铁罐头和蒸煮袋（3）容器是否被搅动比如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别对一些粘稠或半固体的食品（如茄汁黄豆）（4）杀菌锅和物料的初温（5）容器的形状：高容器快（6）容器的类型：金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快

3. 传热速率的测定

§ 利用热电偶测定食品冷点的温度

4、罐头食品的传热曲线

5. 加热时间的推算

§ 加热时间的推算主要有两种方法，分别由Ball和Olson，以及 Stumbo发展的。

六、罐头食品的一般工艺过程

§ 预备原料和包装材料§ 获得可食用部分§ 洗涤§ 分级§ 检验§ 热烫§ 排气§ 密封§ 杀菌和冷却§ 检验

1. 排气

目的 • 阻止需氧菌及霉菌的发育生长 • 防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别是卷边受到压力后，易影响其密封性。 • 控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀 • 避免或减轻食品色香味的变化 • 避免维生素和其他营养素遭到破坏 • 有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐

方法 • 加热排气：冷装罐，在预定的排气温度中（用蒸汽或热水加热的排气箱）加热使罐内中心温度达到70-90℃（也有资料认为需要达到80-95℃） § 排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真空度的主要因素。 § 对于空气含量低的食品来说，主要是排除顶隙内的空气，密封温度是关键性因素 § 对于空气含量高的食品来说，除了要达到预期密封温度外，还应合理地延长排气时间。 • 热灌装：一般将食品加热到70-75℃（有资料认为应达到85 ℃）然后立即装罐密封 • 真空排气 § 真空封罐时真空密封室内的真空度和饿食品温度是控制罐内真空度的主要因素 • 蒸汽喷射法

2. 封口

§ 罐身与罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。

3. 杀菌工艺条件的确定

§ 杀菌操作过程中罐头食品的杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压三个主要因素组成。在工厂中常用杀菌式表示对杀菌操作的工艺要求。

§ 要注意的是，杀菌锅温度声高到了杀菌温度T，并不意味着罐内食品温度也达到了杀菌温度的要求，实际上食品尚处于加热升温阶段。对流传热型食品的温度在此阶段内常能迅速上升，甚至于到达杀菌温度。而导热型食品升温很慢，甚至于开始冷却时尚未能达到杀菌温度。 § 冷却时需要加反压

（1）杀菌工艺条件——温度和时间的选用

（2）杀菌时罐内外压力的平衡

第二节热烫

§ 热烫通常用语在热杀菌、干燥和冷冻之间对一些蔬菜或水果灭酶，同时也能起到软化组织、清洁、减少微生物数量的作用。 § 只有少量的蔬菜（如洋葱、绿胡椒）不需要热烫。不热烫或热烫不足会对品质造成很大损害。 • 多酚氧化酶、脂肪氧化酶、叶绿素酶 • 通常可以采用蔬菜中比较耐热的酶如过氧化氢酶、过氧化物酶。 § 影响热烫时间的因素包括： • 水果或蔬菜的类型 • 食品的体积大小 • 热烫温度 • 加热方法

热烫方法热烫方法 § 采用饱和蒸汽加热，带饱和湿度的冷空气冷却§ 采用饱和蒸汽加热，冷却水喷雾冷却§ 采用饱和蒸汽加热，流动水冷却§ 采用热水加热，带饱和湿度的冷空气冷却§ 采用热水加热，冷却水喷雾冷却§ 采用热水加热，流动水冷却

1. 蒸汽热烫

§ 蒸汽热烫操作最主要的问题是：• 能量消耗的有效性• 物料被加热的均匀性

（1）提高加热有效性的方法

（2）关于加热均匀性

§ 传统的常用的热烫设备中，食品铺多层，加热时均匀性总是比较差，当中间的食品达到加热要求时，表层的物料就被加热过度。 § 单体快速热烫（Individual quick blanching，IQB）可以解决这个问题。 • IQB加热时采用两个阶段，先是铺成很薄的一层（单层）使快速达到预定加热温度，然后将物料堆成厚层保温以使酶失活（比如25S升温，50S保温），而常规热烫一般需要3min。——很快，均匀性又好，还省蒸汽。一般IQB每热烫1kg小颗粒物料（如豌豆、切片的胡萝卜等）需要0.5kg蒸汽，常规热烫则需要6-7kg蒸汽。 § 也可以采用批式流化床热烫机解决均匀性，但该设备还没大规模商业化使用。

3.热水热烫

§ 各种热水热烫设备基本都是将物料置于70-100℃热水中，一段时间后进行冷却§ 设备有转鼓式的、刮板式的、隧道式的，等等，也有仿造IQB蒸汽式的设备，热效率很高。

第三节巴氏杀菌

1. 加热程度的确定

§ 热处理程度的确定根据目标产品中对象菌的耐热性而定。比如• 牛奶巴氏杀菌就是基于C.Burnetii的D60，以及n=12（12个对数循环）• 液态鸡蛋杀菌就是基于S.Seftenberg的D60，n=9

如何检查热处理效应 § 如何检查热处理效应• 采用微生物检测方法测试病原菌，这个方法直接但昂贵而且费时• 研究发现可以利用酶，比如§ 牛乳中的碱性磷酸酶与牛乳中的病原菌有类似的D值，测试酶活力相对简单得多。 § 液态鸡蛋可以采用α-淀粉酶活力。 § 事实上，除了一些特殊的产品（如啤酒），一些采用传统的低温长时间巴氏杀菌的产品如牛奶、果汁等，目前都纷纷转用高温短时间加工工艺。 § 高温短时的加热条件有利于产品营养、感官品质特别是维生素、风味和色泽的保持。

2.设备

2.1 包装产品的巴氏杀菌

§ 固态食品和一些液态食品（如啤酒、果汁）是包装好后进行巴氏消毒的。 • 采用玻璃罐的，要注意容器爆裂。加热时，容器与水的温度不能超过20℃，冷却时温差不超过10℃。 • 采用金属罐或塑料罐，不论采用热水还是蒸汽作为加热介质，破裂的危险都不大。 § 设备形式 • 类似热烫设备，比如隧道式的，加热介质可以是蒸汽可以是热水，分多个区域，带热量回收装置的。

2.2 未包装的液体产品的巴氏杀菌

§ 一些低黏度的液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、液态鸡蛋等）通常使用连续式的设备如：板式热交换器 § 一些产品（如果汁）需要在加热前脱气，以防止氧化，通常可以采用真空脱气。

第四节商业杀菌

一、包装食品的商业杀菌

1. 批式2. 连续式

二、超高温杀菌（UHT）

§ 灌装在容器中后杀菌，一个主要的问题是热穿透速率比较低。目前有一些方法用于提高热传递速率，比如： • 采用更薄的罐材料 • 采用旋转杀菌方法 • 升高杀菌温度——但不可行，因为带来对罐材料要求更高，设备要求更高等问题 § 采用罐装前杀菌然后无菌罐装就能很好解决这个问题，UHT指采用132-143℃温度对未包装的流体食品短时杀菌。 • UHT操作不需要考虑容器大小问题 • UHT唯一的问题是设备成本比较高，而且比较复杂。

§ UHT操作能很好地用于液态和带小颗粒的流体食品，但对于含大块固体的流体食品，存在很多问题： • 若要将大块物料中心的酶杀死，那么表面会过度受热 • 必须要采用搅动方法以提高传热速率并保持温度均匀，但这样会导致食品外观破坏 • 至今仍缺乏相应的能包装含大块物料的流体的罐装和容器 • 如果设备是管式的，无法进行保温。

§ UHT设备特点：

• 在132℃以上操作 • 热交换面积大 • 利用泵压力以抵抗热交换器中的高压 • 热交换表面需要不断清洁以保证高的热交换速率，以免表面结焦

§ UHT设备分类

• 直接系统（蒸汽喷射和蒸汽灌注） • 非直接系统（板式热交换器、管式热交换器和刮板式热交换器） • 其他系统（微波、介电等）

直接系统优缺点 § 直接系统的优点 • 是最快的加热和冷却方法之一，适合于热敏性物料• 可以去除风味物质 § 直接系统的缺点• 只适合于低黏度物料• 操作相对较难控制• 在设备的低压区域较难保证无菌• 能量回收低于50%，而间接系统可以高达90% • 灵活性差℃

间接系统优缺点 § 间接系统 1. 板式缺点 § 由于板垫圈的限制，操作压力有限制（700kPa） § 由于压力低，流速较慢（1.5-2m/s）§ 低流速可能导致物料沉积在加热板上，清洗频率高 § 由于垫圈易受到高温和碱液的腐蚀，需要经常更换 § 适合于低粘度物料优点 § 相对便宜 § 节约空间和水 § 能量效率高（约90%可以回收） § 生产能力容易调节，只要变动板数即可 § 易于检查 2. 列管式 • 优点 § 少密封圈，易于清洗和保持无菌环境 § 可以在较高操作压力下操作（7000- 10000kPa），因此可以得到较高流速（6m/s） § 由于高流速，传热更均匀而且很少沉积缺点 § 很难检查是否有沉积 § 要求物料黏度低（小于1.5NS/m2） § 如果设备出现问题，整个设备需要更换，而不象板式，只需要换板 § 生产能力不易调节

刮板式 3. 刮板式• 适合于高黏度的或带颗粒的物料• 生产品种灵活• 常用于水果沙司等

第五节蒸煮袋食品

§ 软包装食品的种类 •高温杀菌的产品 § 肉类烹调品：咖喱、炖肉、牛肉丁§ 调料汁、酱汁：通心粉汁、烹调用调味汁、酱汁、调味汁§ 汤类：西式汤、中国汤、日本汤、其他的汤§ 饭类：白饭、红饭、五目饭、粥、杂煮饭§ 饭类的汁：锅饭的汁、五目寿司的汁、炒饭的汁、松茸米饭的汁§ 盖浇饭的汁：牛肉饭的汁、鸡蛋饭的汁，中华盖浇饭的汁§ 蔬菜类：关东煮、海带卷煮、筑前煮、烧麦、牛肉土豆煮§ 水产烹调品：鲅鱼味噌煮、调味沙丁鱼、鲑鱼切片、杂色蛤、文蛤§ 农产加工品：嫩玉米棒、§ 餐后甜食类：洋羹、布丁、咖啡果冻、年糕小豆粥§ 小吃类：去壳栗子、去皮毛豆、蚕豆类、豌豆类 •巴氏杀菌(冷藏) § 煮豆类：糖浸的金时豆、黑豆、昆布豆§ 水果甜食：果肉果冻、杏仁豆腐§ 蛋制品：鸡蛋豆腐、茶碗蒸蛋

一、软包装食品的杀菌理论和实际

1. 安全性的考虑和Fo值

• 法律规定的对象菌是肉毒（Clostridium Botulinum）菌（A型芽孢菌） • 为了达到生菌数12个以下的杀菌效果，日本食品卫生法要求120℃·4分钟相当的杀菌强度。 • 日本食品卫生法中规定的实验方法是：在35±1℃条件下，连续14天的恒温试验和细菌实验法。

2. 软包装食品处理系统

•热水喷淋式 § 能够处理的制品的范围广 • 满水式 § 杀菌时可自由调整压力，可处理的制品的种类和喷淋式同样广泛。特别是，因水的浮力作用，商品不会受到多余的力、尤其适合像火腿肠之类的因为自重而变形的制品。另外，有必要进行回转作业时，制品和回转装置浸没在水中，制品品质面（容器的物理损伤）、装置面（回转装置的耐久性）等比较适合。 •蒸汽式 § 但由于蒸汽的凝缩而容易发生压力变化。蒸汽式在压力调整方面限制多，对于软包装材料、特别是含气状态的蒸煮袋和成型容器包装的包装食品是不适合的。压力调整比较粗糙（不精确），故适用于处理罐装填效率高的罐头食品。咖啡等饮料罐装的食品杀菌多采用于蒸汽方式。

3. 软包装食品杀菌用的包装材料和包装设备

第四章食品的冷冻保藏

概述

冷冻食品和冷却食品

• 冷冻食品又称冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品 • 冷却食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品 • 冷冻食品和冷却食品可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四大类。

冷冻和冷却食品的特点

• 易保藏，广泛用于肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品的生产、运输和贮藏 • 营养、方便、卫生、经济 • 市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速

低温保藏食品的历史

• 公元前一千多年，我国就有利用天然冰雪来贮藏食品的记载。 • 冻结食品的产生起源于19世纪上半叶冷冻机的发明。 • 1834年，Jacob Perkins（英）发明了以乙醚为介质的压缩式冷冻机。 • 1860年，Carre（法）发明以氨为介质，以水为吸收剂的吸收式冷冻机。 • 1872年，David Boyle（美）和Carl Von Linde（德）分别发明了以氨为介质的压缩式冷冻机，当时主要用于制冰。 • 1877年，Charles Tellier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的牛肉和新西兰的羊肉并运输到法国，这是食品冷冻的首次商业应用，也是冷冻食品的首度问世。 • 20世纪初，美国建立了冻结食品厂。 • 20世纪30年代，出现带包装的冷冻食品。 • 二战的军需，极大地促进了美国冻结食品业的发展。 • 战后，冷冻技术和配套设备不断改进，出现预制冷冻制品、耐热复合塑料薄膜包装袋和高质快速解冻复原加热设备，冷冻食品业成为方便食品和快餐业的支柱行业。 • 20世纪60年代，发达国家构成完整的冷藏链。冷冻食品进入超市。 • 冷冻食品的品种迅猛增加。冷冻加工技术从整体冻结向小块或颗粒冻结发展。 • 我国在20世纪70年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。 • 80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展；出现冷冻面点。 • 90年代，冷链初步形成；品种增加，风味特色产品和各种菜式；生产企业和产量大幅度增加。

第一节食品低温保藏的基本原理

概述

• 食品原料有动物性和植物性之分。 • 食品的化学成分复杂且易变。 • 食品因腐烂变质造成的损失惊人。 • 引起食品腐烂变质的三个主要因素。

一、低温对微生物的影响

• 微生物对食品的破坏作用。 • 微生物在食品中生长的主要条件： – 液态水分– pH值– 营养物– 温度

微生物按生长温度分类

部分微生物生长和产生毒素的最低温度

低温对微生物的作用

• 低温可起到抑制微生物生长和促使部分微生物死亡的作用。但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。 • 一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，微生物的繁殖也逐渐恢复。

降温速度对微生物的影响

• 冻结前，降温越迅速，微生物的死亡率越高；• 冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。

二、低温对酶活性的影响

• 酶作用的效果因原料而异• 酶活性随温度的下降而降低• 一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性

三、低温对非酶因素的影响

• 各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低

第二节食品的冷却

一、冷却的目的

• 植物性食品的冷藏保鲜• 肉类冻结前的预冷• 分割肉的冷藏销售• 水产品的冷藏保鲜

• 鱼肌肉组织在自溶作用时主要的生化反应：

二、冷却的方法

（一）、固体物料的冷却

• 用于果蔬类的高温库房• 肉类的冷风冷却装置• 隧道式冷却装置• 冷风机的各种进出风类型• 冷风冷却系统示意图（1~5）• 冷藏运输

（二）液体食品物料的冷却

• 特点—间接冷却• 冷却介质• 冷却器：间歇式、连续式

（三）、其它冷却方法

• 接触冷却• 辐射冷却• 低温学接触冷却

三、冷却过程的冷耗量

• 食品冷却过程中总的冷耗量，即由制冷装置所带走的总热负荷QT：QT=QF+QV QF：冷却食品的冷耗量；QV：其它各种冷耗量，

其它各种冷耗量QV

• 如外界传入的热量，外界空气进入造成的水蒸气结霜潜热，风机、泵、传送带电机及照明灯产生的热量等。

食品的冷耗量QF

食品的显热

四、冷却速度与冷却时间

• 自学。 • 理论基础：传热。 • 方式：按照食品的形状和冷却装置的形式，分别研究平板状食品、圆柱状食品和球状食品的传热过程，从而计算食品的冷却速度和冷却时间。

五、气调贮藏

0. 发展史、定义及机理

气调贮藏发展史、定义及机理 • 发展史：参见《冷藏和冻藏工程技术》 • 定义：食品原料在不同于周围大气（21% O2、0.03% CO2）的环境中贮藏。通常与冷藏结合使用。 • 用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏期。 • 机理：采用低温和改变气体成分的技术，延迟生鲜食品原料的自然成熟过程。

1、气调贮藏的生理基础

• 降低呼吸强度，推迟呼吸高峰； • 抑制乙烯的生成，延长贮藏期； • 控制真菌的生长繁殖； • 若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料中毒。

2、气调贮藏方法

自然降氧法（Modified Atmosphere Storage）

快速降氧法（Controlled Atmosphere Storage）

混合降氧法

包装贮藏法

六、冷藏中的变化及技术管理

0. 简述

• 由于原料性质不同，组成成分不同，冷藏前的加工工艺不同，食品在冷藏时所发生的变化也不尽相同。 • 除了肉类在冷藏过程中的成熟作用外，其它所有变化均会使食品的品质下降。 • 采取一定的措施可以减缓变化速度（控制温度和湿度，采用合适的包装，采用冷藏结合气调储藏等）。

1、冷藏时的变化

（1）水分蒸发 • 食品在冷却时及冷藏中，因为温湿度差而发生表面水分蒸发。 • 水分蒸发不仅造成重量损失（俗称干耗），而且使果蔬类食品失去新鲜饱满的外观。 – 减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。 – 肉类食品因水分蒸发而发生表面收缩硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。 – 鸡蛋因水分蒸发而造成气室增大。一些果蔬的水分蒸发特性，冷却及贮藏中食肉胴体的干耗

（2）冷害 • 在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，称为冷害。 • 冷害的各种症状见后页表。 • 虽然在外观上没有症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失了正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。 • 需要在低于界限温度的环境中放置一段时间，才会出现冷害。

（3）串味具有强烈气味的食品与其它的食品放在一起进行冷却和贮藏，这些易挥发的气味就会被吸附在其它的食品上。甚至存放过有强烈气味的食品（如洋葱）的库房中再贮藏其它的食品时，仍会有串味现象发生。

（4）生化作用 • 水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。在冷藏过程中，果蔬的呼吸作用和后熟作用仍在继续进行，机体内所含的成分也不断发生变化。 – 淀粉、糖、酸间的比例，果胶物质的变化，维生素C的减少等。 • 肉类在冷藏中的成熟作用。

（5）脂类的变化冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸氧化、聚合等复杂的变化，使得食品的风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，俗称为“油烧”

（6）淀粉老化

（7）微生物增殖

2、冷藏技术管理

贮藏温度 • 冷藏温度应根据具体的原料来确定。 • 冷藏温度越接近原料的冻结温度，贮藏期越长（香蕉、瓜类、马铃薯等在临界温度下有冷害的除外）。 • 应严格控制冷藏室温度。温度波动会使空气中的水分冷凝在食品表面，导致发霉。

空气相对湿度 • 若湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂。 • 若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。 • 冷藏时适宜的湿度： – 水果，85-90% – 蔬菜，90-95% – 坚果，70% – 干燥制品，＜ 50%

空气流速 • 为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。 • 空气流速越大，食品水分蒸发率越高。 • 带包装的食品不受空气相对湿度和空气流速的影响。

第三节食品的冻结

一、冻结点与冻结率

• 冻结点：冰晶开始出现的温度 • 食品冻结的实质是其中水分的冻结 • 食品中的水分并非纯水 • Raoult稀溶液定律：ΔTf=KfbB，Kf为与溶剂有关的常数，水为1.86。即质量摩尔浓度每增加1 mol/kg，冻结点就会下降1.86℃。因此食品物料要降到0℃以下才产生冰晶。

• 温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。 • 在-18~ -30℃时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库的贮藏温度一般为-18℃~ -25℃。 • 冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率K=100（1－TD/TF）TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度

二、冻结曲线

• 冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。 • 过冷现象，过冷临界温度。 • 冷冻曲线的三个阶段： – 初始阶段，从初温到冰点， – 中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰 – 终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终温。

三、冻结时放出的热量

• 冻结终温 • 热量的三个组成部分：– 冷却时的热量qc – 形成冰时放出的热量qi – 自冰点至冻结终温时放出的热量qe

• 单位质量食品的总热量：q=qc+qi+qe G kg食品冻结时的总热量：Q=Gq 或用焓差法表示：Q=G（i2-i1） – i1及 i2分别为食品初始和终了状态时的焓值

• 在冻结过程中，若食品某一部位的温度高于冰点，而其他部位低于冰点，则上述三部分放出热量同时存在；若食品任何部位的温度均处于冰点，则冻结时只有后二部分热量放出；若食品任何部位的温度都在冰点以下，则所放出的热量仅是第三部分。 • 冻结时三部分热量不相等，以水变为冰时放出的热量为最大，第二部分的降热过程是制冷机负荷最高的过程(图示)。 • 冻结时总热量的大小与食品中含水量密切有关，含水量大的食品其总热量亦大。

四、冻结速度

1. 速冻的定性表达：

外界的温度降与细胞组织内的温度降不等，即内外有较大的温差；而慢冻是指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。

2. 速冻的定量表达：

– 以时间划分和 – 以推进距离划分两种方法。 (1)按时间：食品中心温度从-1℃降到-5℃所需的时间，在3~30 min内，快速冻结，在30~120 min内，中速冻结，超过120 min，慢速冻结。 (2)按推进距离：以-5℃的冻结层在单位时间内从食品表面向内部推进的距离为标准：缓慢冻结 V=0.1~1 cm/h，中速冻结 V=1~5 cm/h，快速冻结 V=5~15 cm/h，超速冻结 V>15 cm/h。

3.国际制冷学会的冻结速度定义：

食品表面与中心点间的最短距离，与食品表面达到0℃后至食品中心温度降到比食品冻结点低10℃所需时间之比。

4. 各种冻结器的冻结速度：

– 通风的冷库，0.2 cm/h – 送风冻结器，0.5~3 cm/h – 流态化冻结器，5~10 cm/h – 液氮冻结器，10~100 cm/h

5. 冻结速度与冰晶

– 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状结晶体。 – 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。

6. 最大冰晶生成带(图示)：

指-1~ -5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。

7. 冻结速度对食品品质影响

– 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 – 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。

五、冻结时间

1. 平板冻结 (图示)。

(1) 因冻结产生的热量

（2）由温差引起的热量传递

（3）平板冻结时间的计算式

设表面平坦厚度为L的物料，预冷到0℃后置于介质温度为T的环境中，其温度降到冰点Tp时开始冻结。经时间t后冻结层离表面的距离为x。又经dt时间后冻层向内推进dx。

2. 圆柱状及球状食品的冻结时间

3. 通用冻结时间计算式（普朗克方式）

4. 国际制冷学会推荐的冷冻时间计算公式

5. 缩短冻结时间的途径

六、冻结方法

1. 冻结系统的操作方式分类（按生产过程特性）

① 批量式冻结器：先装载一批产品，然后冻结一个周期，冻结完毕后，设备停止运转并卸货。 ② 半连续式冻结器：将批量式冻结器的一个较大的批量分成几个较小的批量，在同一个冻结器内进行相对连续的处理。 ③ 连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，采用机械化而且经常是全自动化的系统。连续式冻结器：产品连续地或有规律间断地通过冻结器，采用机械化而且经常是全自动化的系统。

2.有规律间断与半连续式的区别：

#一次装运产品的数量Ø有规律间断时是一袋、一纸盒或一盘，Ø 半连续式则是含许多袋、盘、纸盒的一辆车或一个货架 #装货与等待的时间Ø有规律间断往往只有几秒钟，不影响流水线的运行，Ø而半连续式则需要较长的时间，形成明显的中断。

3.冻结方式的三种基本类型(产品除热方式）

① 吹风冻结② 表面接触冻结③ 低温冻结 –组合方式（如先经过低温处理，然后经机械制冷装置完成冻结过程）。

① 吹风冻结 Ø 吹风式冻结装置用空气作为传热介质。 Ø 早期的装置:一个带有冷风机及制冷系统的冷库。 Ø 现在有了各种水平的冻结设备。 Ø 可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）

②金属表面接触冻结 p 原理：产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。 p 优点：传热效果好；不需配置风机。 p 局限性：只适用于规则形状产品的冻结。 p 类型：带式，板式和筒式。

七、冻结与冻藏中的变化及技术管理

• 冻结时，因为冰晶体的形成，食品的物理性质发生了变化，并进而影响到食品的其它性质。 • 因为冻藏的时间长，其间发生的一系列变化会显著影响到食品的品质。 1、冻结与冻藏中的变化 2、冻藏技术管理

1、冻结与冻藏中的变化

（1）体积膨胀与内压增加 Ø 4.4℃时，水的密度γ=1 g/ml；0℃时，水的密度γ= 0.9999 g /ml，冰的密度γ=0.9168 g/ml。即0℃时冰比水的体积增加约9%。 Ø 冰的温度每下降1℃，其体积约收缩0.01~0.005%。 Ø 膨胀比收缩大得多，故水分含量越多，食品冻结时体积膨胀越明显。 Ø冻结时表面水分首先成冰，然后冰层逐渐向内部延伸。当内部水分因冻结而膨胀时受到外部冻结层的阻碍，就产生内压，又称为冻结膨胀压。根据理论计算，冻结膨胀压可达到8.5 MPa。 Ø当食品外层承受不了冻结膨胀压时，便通过破裂的方式来释放，造成食品的龟裂现象。一般认为食品厚度大、含水率高和表面温度下降极快时易产生龟裂。 Ø 结晶后体积的膨胀使液相中溶解的气体从液体中分离出来，加剧了体积膨胀现象，亦加大了食品内部压力。

（2）比热下降 Ø水和冰的比热分别为4.2 kJ/kg·℃和2.1 kJ/kg·℃，即冰的比热仅是水的1/2。 Ø食品的比热随含水量而异，含水量多的食品比热大，含脂量多则比热小。

（3）导热系数增大 Ø水为2.1 kJ/m·h · ℃，冰为8.4 kJ/m · h · ℃，冰的导热系数是水的4倍。在冷冻时冰层向内部逐渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过程。 Ø导热系数还受到其它成分，尤其是含脂量的影响，因脂肪是热的不良导体，含脂量大时食品的导热系数就小。 Ø 导热系数还受食品构型的影响，当热流方向与肌纤维平行时大，垂直时则小。

（4）溶质重新分布 Ø食品冻结时，理论上只是纯溶剂冻结成冰晶体，冻结层附近溶质的浓度相应提高，从而在尚未冻结的溶液内产生了浓度差和渗透压差，并使溶质向溶液中部位移。 Ø冻结界面位移速度越快，溶质分布越均匀，然而在冻结推动扩散的情况下，即使冻结层分界面高速位移，也难于促使冻结溶液内溶质达到完全均匀分布的境地。而缓慢的位移也很难使最初形成的冰晶体内达到完全脱盐的程度——这就是果汁冷冻浓缩过程中果汁损耗量比较大的原因。

（5）液体浓缩 Ø溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结晶，产品具有沙砾感 Ø蛋白质在高浓度的溶液中因盐析而变性 Ø酸性溶液的pH值因浓缩而下降到蛋白质的等电点以下，导致蛋白质凝固 Ø改变胶体悬浮液中阴、阳离子的平衡，从而破坏胶体体系 Ø气体因浓缩而过饱和，并从溶液中逸出 Ø引起组织脱水，解冻后水分难以全部恢复，组织也难以恢复原有的饱满度

（6）冰晶体成长 Ø经冻结后，食品内部的冰晶体大小并不均匀一致。在冻藏过程中，细微的冰晶体逐渐减小、消失，而大冰晶体逐渐长得更大，食品中冰晶体的数目也大为减少，这种现象称为冰晶体成长。 Ø冰晶体成长给食品的品质带来很大的影响。 – 果蔬肉类的组织细胞受到机械损伤，蛋白质变性，解冻后汁液流失增加，造成食品风味和营养价值的下降。 – 冰淇淋，冷冻面团等制品质构的严重劣化。

（7）滴落液（drip） Ø动物性食品经冷冻/解冻后，不能被肌肉组织重新吸收回到原来状态而流失的水。 Ø滴落液造成水分和营养成分的损失。 Ø原因：冻结对组织细胞的损伤。Ø影响滴落液量的因素：• 含水量，• 新鲜度，• 处理过程，• 切分程度。

（8）干耗 Ø在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食品表面的水分蒸发而产生的重量损失。 Ø干耗量与制冷装置的性能有密切的关系，性能优良的仅有0.5~1 %，而性能不佳的装置干耗可达5~7 %。 Ø干耗可造成很大的经济损失，如按出肉率40 kg/头，250工作日/年计，日处理2000 头猪的肉联厂，干耗以3 %计算，年损失肉重量达600 T，相当于15000头猪。

（9）脂肪氧化 Ø 含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易被氧化。 – 水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类中，猪脂肪最不稳定。 Ø 氧化变质的最初表现是产生不正常的气味，表面出现黄色斑点；随着氧化的继续，脂肪整体发黄，发出强烈的酸味，并可能产生有毒物质（丙二醛）。

（10）变色 Ø脂肪组织因氧化而黄变Ø肉类因肌红蛋白的氧化而褐变Ø果蔬的酶促褐变Ø虾的酪氨酸氧化黑变Ø红色鱼皮因类胡萝卜素氧化而褪色

2、冻藏技术管理

• 冻藏温度（正确选择、恒定）• 冻藏间相对湿度（95%）• 冻藏间空气流速（自然循环）• 堆垛密度（越紧密越好）• 包装或保护层（涂冰）• 减少人员出入和电灯开启• 用臭氧消除库内异味（2~6 mg/m3）

第四节食品的回热与解冻

一、回热

• 目的：防止食品在出库后因为表面水分凝结而遭受污染及变质。 • 回热处理时的控制原则：与食品表面接触的空气的露点应始终低于食品表面温度。回热空气应连续或分阶段进行除湿和加热（参见P.174图）。 • 回热处理的空气相对湿度不能低，以尽可能减少回热时食品的干耗。 • 小批量且立即要处理的物料可不用回热。

二、解冻

1.解冻、原则及对食品影响

• 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工艺过程。 • 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。 • 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失为食品解冻中最常出现的质量问题。

2. 解冻温度曲线

• 解冻曲线与冻结曲线呈大致对称的形状。 • 由于冰的导热系数远大于水的导热系数，随着解冻过程的进行，向深层传热的速度越来越慢，解冻速度也随之减慢。 • 与冻结过程相类似，-5~-1℃是冰晶最大融解带，也应尽快通过，以免食品品质的过度下降。 • 解冻介质的温度不宜太高，一般不超过10~15 ℃。

3.各种解冻方法

(1)空气解冻 n 由空气将热量传给冻品，使冻品升温、解冻。 n 间歇式解冻：冷却器和加温器可以调节温度，有加湿器调节湿度，采用风速为1 m/s、温度为0~-5 ℃的加湿空气，解冻时间约14~15 h。图示 n 连续式解冻：有调温调湿装置，解冻量达1 t/h；设备占地面积大。 n 加压解冻：通入压力为(2~3)×105 Pa、温度为15~20 ℃的空气，因为压力升高，食品的冻结点降低，缩短了解冻时间，食品质量较好。 n 气液接触式：经过处理的洁净低温高湿空气与冻品接触后，水蒸气即在表面凝结成水，放出潜热使冻品解冻。无表面干燥或失重。

（2）、水解冻： • 特点：水的传热系数大，可缩短解冻时间。 • 适用：带皮或有薄膜包装的食品。 Ø 静水解冻：解冻终温较低。 Ø 流水解冻：水流定时换向流动。图示 Ø 喷淋水解冻：卫生质量较好。 Ø 盐水解冻：盐水浓度2~3%，可防止某些海鱼的鱼皮褪色。 Ø 碎冰解冻：用于大型鱼类，防止已解冻部分腐败变质 Ø 水蒸气解冻：用减压控制水在15~20沸腾，水蒸气在温度更低的冻品表面冷凝并放出热量。

（3 ）接触式解冻 • 装置与平板食冻结装置相似，板间放置冻品，油压系统控制板间距，板内通入20~40℃的流动水。间歇式操作，费时费工；但能耗低，设备费用低。

（4）内部加热式解冻 Ø 电阻解冻：利用食品具有的导电性，通过50~60Hz的交流电，产生热能Q=I2R。适用于薄层、内实的食品。 Ø 高频解冻：利用50MHz电流的电磁场极性的高速变化，驱动食品内的极性分子作高速运动，产生热量，用于解冻。 Ø 微波解冻：机理同高频解冻，使用的电流中心频率为915MHz和2450MHz。图示

（5）组合式解冻 Ø以电解冻为核心，再结合空气或水解冻。 Ø微波、空气解冻：在微波解冻装置中加上冷风装置，可防止微波所产生的局部过热现象。 Ø水、电阻解冻：先用水解冻，增加食品的导电性，降低耗电量。 Ø微波、液氮解冻：用喷淋液氮来消除微波解冻过程中食品的过热现象。图示

第五章食品腌渍和烟熏保藏

概述

腌制历史

腌制是早期保存蔬菜的一种非常有效的方法。现今，蔬菜的腌制已从简单的保存手段转变为独特风味蔬菜产品的加工技术。酱腌菜这一传统食品是我国人民历代智慧的结晶，是祖国宝贵文化财富的一部分。 � 早在南北朝时期的《齐民要术》一书中就记载了许多不同酱菜的制作方法，如甜酱、酱油等加工的酱菜、酒糟做的糟菜、糖蜜做的甜酱菜等。 � 唐代我国酱菜技术不仅有了很大的发展，而且传到了日本，现今日本著名的奈良酱菜就是源于那时。 � 经过长期的生产实践，到明清时期，我国酱腌菜工艺和品种都有了很大的发展，很多书籍都有详尽记载，其中一些品种和工艺一直流传至今。

现状及国内外进展

¡ 我国已有统计的酱腌菜加工企业约有600多家，大多是有着悠久历史的加工厂，规模小。生产的产品多为散装、瓶装、罐装或简易包装，在当地有着一定的知名度。近年来新建立了许多具有一定规模的、现代化的加工企业，如联合利华食品公司（中国），威海市大洋酱菜公司，上海高蓉食品有限公司等，因生产的产品包装新颖、品种多样，深受消费者的欢迎，企业发展迅速。目前国内知名的酱腌菜企业，多是通过对传统知名品牌的挖掘、发展，以现代化的技术、设备和管理运行的企业。 ¡ 如北京六必居、扬州三和四美、山东的玉堂酱菜、安徽的国有太和等，业已成为国内外的著名品牌。 ¡ 酱腌菜产品在国内有着巨大的消费市场，不论是日常佐餐，还是旅游、野餐等，都是必不可少的佳品。 ¡ 根据酱腌菜的包装和档次，在不同的市场销售。 � 普通的酱腌菜产品一般集中在农贸市场，中小商店，由于包装简易和产量较少，通常供应本地市场。 � 大型企业的产品和一些知名品牌，包装精美、品质优良，保质期长，可以在全国范围销售，并有实力进入超市、大型商场等场所，日销售量大，影响面广，具有较大的经济效益。 ¡ 酱腌菜产品的价格差别较大，从5～8元/kg的普通产品到8～15元/kg的特色品牌，都有着巨大的消费群体。据市场调研，在超市常见的散装产品如酱黄瓜（8元/kg）、糖醋蒜（8元/kg）、八宝酱菜（8元/kg）、榨菜（5元/kg）等，这些产品每个超市每日的销售额都在数千元以上，而包装精美产品的营业额更是两倍以上。 ¡ 我国人民有着悠久的食用酱菜的传统，在民间还有自行腌制、制作的习惯。随着社会的发展，生活水平的不断提高和工作节奏的加快，使工业化食品的比重不断加大。调查显示，经济发达地区酱腌菜企业的数量和规模，远远大于落后地区。由此表明，酱腌菜加工业的发展具有良好的前景。

腌制品的特点

1.腌制品种类繁多 2.风味独特，具有地方特色 3.可以作为开胃、调味食品 4.容易加工制作 5.有利于食品保藏

第一节食品的腌渍保藏

一、腌渍类型

（一）根据腌渍的材料

� 盐渍¡ 肉类¡ 蔬菜¡ 水果¡ 乳品� 糖渍� 酸渍� 糟渍� 混合腌渍

（二）根据腌渍的过程

¡ 非发酵性腌渍品Ø 没有乳酸发酵，用盐量较高 ¡ 发酵性腌渍品Ø 有乳酸发酵，用盐量较低本节腌渍保藏是指非发酵性腌渍下节发酵保藏是指发酵性腌渍

二、腌渍保藏的理论基础

¡ 食品腌渍过程中，不论盐或糖或其它酸味剂等原辅料(固体或液体），总是发生扩散渗透现象，溶质进入食品组织内，水分渗透出来。因此，扩散和渗透理论成为食品腌渍过程中重要的理论基础。

（一）扩散溶质从高浓度到低浓度

1. 分子扩散的基本方程

2 影响扩散速度的因素

(二) 渗透溶剂行为

¡ 渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高浓度扩散的过程¡ 半渗透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜，比如细胞膜。实际上，半透膜对钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，由于原生质内电阻较高，而阻止了电解质的渗透进入。

1 Van’t hoff方程溶液的渗透压和理想气体的性质是完全相似的，可用Van’t hoff 方程式表示：P284

2. 影响渗透压的因素 ¡ 温度上升，渗透压上升，� 温度每增加1℃，渗透压增加0.30%~0.35% ¡ 溶质的摩尔浓度上升，渗透压上升 ¡ 相同质量下，溶质分子量上升，则渗透压下降 ¡ 溶质解离系数大，渗透压大� 比如，NaCl分子量小，i大，所以， P0 很大。 � 1%的NaCl P0 =61.7 N/m2 大多数微生物细胞P0 30.7- 61.5 � 11-15% NaCl P0 =303-606 N/m2 ，达到相同的P0，蔗糖浓度需要60%以上。

三、生物组织的扩散和渗透现象

¡ 生物组织包括微生物、动物和植物组织，它们在腌制过程中都存在着扩散和渗透作用。

1. 微生物与溶液浓度的一般关系

¡ 微生物细胞是有细胞壁保护和原生质膜包围的胶体状原生质浆体。 ¡ 细胞壁上有很多微小的小孔，可允许直径1nm大小的可溶性物质通过，一般为全渗透性，可透过水、无机盐、非离子化有机分子和各种营养素。 ¡ 原生质膜则为半渗透性，仅使水和小分子透过，但也能使电解质透过，只是活细胞有较高的电阻，因而离子进出细胞就很困难或渗透速度极慢。 ¡ 原生质膜渗透性与微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、pH值、表面张力的性质和大小等相关

当微生物细胞处在浓度不同的溶液中，就会出现三种对微生物活动有影响的情况。 1. C外=C内 P外=P内 — 等渗溶液，对微生物最适宜，如:0.9% NaCl 2. C外C内 P外>P内细胞内水分就会向细胞外渗透，原生质紧缩，出现质壁分离,使微生物生长活动受到停止抑制，细胞外的这种溶液成为高渗溶液——腌制保藏原理

注意微生物原生质膜的渗透性不同，对盐的耐受性不一样� #大多数腐败菌不能忍受>2.5%以上的盐浓度,暂时受到抑制, 10%以上,基本受到抑制,包括肉毒杆菌. � #乳酸菌能忍受10-18%的盐浓度� #20-25%盐浓度,差不多所有微生物都停止生长,但也有少数如霉菌、酵母（圆酵母）可忍受30%的盐浓度� #对于糖液，50-75%才能抑制细菌和霉菌的生长，而酵母能忍受更高的糖液浓度，说明酵母菌膜的渗透性大，溶质易扩散，建立不了高渗透压而引起质壁分离。

2. 腌制产品中的微生物的种类及生长繁殖

¡ 蔬菜腌制中的微生物与盐用量关系密切，以在30℃时为例说明：� 1.盐在5%以下，最初有乳酸菌繁殖，产生酸味。随即就有腐败菌繁殖而腐败�2.盐8-10%时，乳酸菌生长繁殖，因乳酸的产生和盐的共同作用有抑制腐败菌的作用，但不久则因表面产生产膜酵母而使乳酸被消耗，腐败菌又再繁殖，不可长期保存3.盐浓度达到15%，仅有发生腌菜臭的细菌繁殖，腐败菌极少能繁殖。比如腌茄子可能变色4.盐浓度达到20%时，基本可以完全防止细菌繁殖，仅汁液的表面可能会有微量产膜酵母生长。腌茄子可保持原色。

另外，就蔬菜腌制中的各种微生物而言：（A）细菌类� 细菌类中以乳酸菌为主要种类，适量的乳酸可增加制品的美味，但是过量则有使制品酸败之虞。乳酸菌大多属于好气性杆菌，也有厌氧菌；除产生乳酸外，有些乳酸菌还产生乙醇、甲醇、乙醛、丙酮、蚁酸、丙酸、琥珀酸、反丁稀二酸（富马酸）以及微量的丁酸。 � 马铃薯菌和枯草菌有糖化淀粉的作用，但也可发生丁酸臭，但丁酸臭味的产生也与丁酸菌相关。如果马铃薯菌和枯草菌类繁殖旺盛，可使制品软化，因此一般把此类微生物视为有害菌。（B）酵母类� 酵母可产生酒精而有调味的功效，但也可因此而使制品变质。另外产膜酵母类一般繁殖在汁液的表面，虽无大碍，但有损外观。而且消耗糖类、究竟、氨基酸、有机物等，也属于有害微生物。（C）霉菌类� 霉菌类在蔬菜腌制中很少发生，但在原料贮存时经常有生长繁殖而导致原料败坏。普通在汁液表面生长者为产膜酵母，在容器（如木桶等）的内侧生长者，多属霉菌。

3. 动植物组织

¡ 无论是动物还是植物组织，如果结构完整，存在着影响溶质扩散的障碍，如膜使溶质难于扩散，则动植物组织在盐和糖溶液中也会出现和微生物细胞一样的三种情况。

如鲜山楂果做蜜饯，当在高浓度糖液中高温熬煮时，就会看到山楂果出现收缩，而山楂果肉内部没有甜味，在高渗透压时，水分向外渗透。如果将山楂破碎，则糖易向果肉组织中扩散，吃起来有甜味。在腌制萝卜、蔬菜时，都是要将其切小，使组织结构破坏，而使溶质易扩散进行组织中，从而使腌制品有咸味，若调味料，应有调味料的特点。

¡ 所以对于腌渍保藏来讲，两个目的� #动植物组织——使腌制剂易扩散进入，产生高渗透压，有味道 #微生物——在细胞外建立高渗透压环境，产生质壁分离，使其被抑制。

4. 腌制剂在食品保藏中的作用

#食盐� 食盐对微生物细胞的影响：¡ 脱水作用¡ 离子水化作用¡ 毒性作用¡ 对酶作用¡ 盐液缺氧的影响 #糖 ¡ 降低水分活度¡ 脱水作用，渗透压导致质壁分离¡ 降低溶液氧气浓度

(1) 食盐溶液的防腐机理¡ 食盐溶液对微生物细胞具有脱水作用 � 食盐在溶液中完全解离为钠离子和氯离子，其质点数比同浓度的非电解质溶液要高得多，以致于食盐溶液具有很高的渗透压。 � 例如1%食盐溶液就可以产生61.7kN·m-2的渗透压，而通常大多数微生物细胞的渗透压只有30.7~61.5kN·m-2，因此食盐溶液会对微生物细胞产生强烈的脱水作用。脱水的结果导致微生物细胞的质壁分离，微生物的生理活动呈被抑制状态，造成微生物停止生长或者死亡。所以食盐具有很强的防腐能力，不过食盐的防腐作用不仅是由于脱水作用的结果。

(2) 不同微生物对食盐溶液的耐受力 ¡ 一般来说，盐液浓度在1%以下时，微生物的生理活动不会受到任何影响。 ¡ 当浓度为1%~3%时，大多数微生物就会受到暂时性抑制。 ¡ 当浓度达到6%~8%时，大肠杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌停止生长。 ¡ 当浓度超过10%后，大多数杆菌便不再生长。 ¡ 球菌在盐液浓度达到15%时被抑制，其中葡萄球菌则要在浓度达到20%时，才能被杀死。 ¡ 酵母在10%的盐液中仍能生长，霉菌必须在盐液浓度达到20%~25%时才能被抑制。所以腌制食品易受到酵母和霉菌的污染而变质。 ¡ 酸性盐溶液能抑制蛋白质分解菌的活动，实际上这类菌对酸性的敏感性高于盐分，例如普通芽孢杆菌（Bucillus vulgaris）和马铃薯芽孢杆菌（Bucillus mesenterieus）在9%盐溶液中能够迅速生长，在11%盐溶液中生长缓慢，可是0.2%醋酸和0.3%乳酸就能抑制他们的生长，因此如果耐酸菌在盐溶液中生长，将溶液中的酸分解掉，并降低了溶液酸度，这样，食品仍然有可能因腐败菌和蛋白质分解菌的生长而腐败。 ¡ 非病原菌抗盐性一般比病原菌强，有人研究的36种非病原菌没有一种能在16%以上的盐液中生长，至于另外31种病原菌，经研究在10%盐溶液中没有一种菌能够生长，肉毒杆菌也不例外。 ¡ 有研究者发现，需氧菌、兼性厌氧菌和专性厌氧菌中不少菌种在含有大块动物组织的高浓度盐水中尚能生长，而且大部分局限于组织和盐水交界处。如果用血代替动物组织，在15-20%盐水中耐盐菌就不再生长，这是值得注意的。 ¡ 不同微生物对食盐溶液的忍耐力方面还有一点需要注意的是，腌制食品时，微生物虽不能在浓度较高的盐溶液中生长，但如果只是经过短时间的盐液处理，那么当微生物再次遇到适宜环境时仍能恢复正常的生理活动。

(3) 糖在保藏中的作用 ¡ 食糖溶液产生高渗透压 � 蔗糖在水中的溶解度很大，饱和溶液的百分浓度可达67.5%，以质量摩尔浓度表示则为6.08mol，该溶液的渗透压很高，足以是使微生物发生脱水，严重地抑制微生物的生长繁殖，这是蔗糖溶液能够防腐的主要原理。 ¡ 食糖溶液可以降低环境的水分活度 � 蔗糖是一种亲水性化合物，蔗糖分子中含有许多羟基和氧桥，它们都可以和水分子形成氢键，从而降低了溶液中自由水的量，水分活度也因此而降低了。 �例如浓度为67.5%的饱和蔗糖溶液，水分活度可降到0.85 以下，这样在糖渍食品时，可使入侵的微生物得不到足够的自由水分，其正常生理活动受到抑制。 ¡ 食糖使溶液中氧气浓度降低 � 和盐溶液类似，氧气同样难溶于糖溶液中，换句话说，高浓度的糖溶液可起到隔氧的作用。这不仅可防止维生素C的氧化，而且还可抑制有害的好气性微生物的活动，对腌渍品的防腐起到一定的辅助作用。

(4) 不同微生物对食糖溶液的耐受力 ¡ 糖的种类和浓度决定其加速或抑制微生物生长的作用。 �1.对浓度来说，浓度升高抑制作用加强。浓度为1%~10%的糖溶液实质上会促进某些菌种的生长，浓度达到50%时会阻止大多数细菌的生长，而要抑制酵母和霉菌的生长，则要求其浓度达到65%~75%。一般为了达到保藏食品的目的，糖液的浓度至少要达到50%~70%，以70%~75%为最适宜。 �2.对糖的种类来说，在同样百分浓度下葡萄糖、果糖溶液的抑菌效果要比乳糖、蔗糖好，这是因为葡萄糖和果糖是单糖，相对分子质量为180；蔗糖和乳糖是双糖，相对分子质量为342，所以在同样的百分浓度时，葡萄糖和果糖溶液的质量摩尔浓度就要比蔗糖和乳糖的高，故而其渗透压也高，对细菌的抑制作用也相应加强。例如抑制食品中葡萄球菌需要的葡萄糖浓度为40%~50%，而蔗糖则为60%~70%。 ¡ 高浓度的糖液虽然有强力抑制微生物活动的作用，例如含有60%蔗糖的食品能阻止不少菌种引起的食品变质，实际上尚存在有不少耐糖的微生物，其中胶木就是对高浓度糖溶液抵抗力最强的微生物。蜂蜜常常因为有耐糖酵母存在而变质。在高浓度糖液中也会有种类不多的解糖细菌存在。总的说来，霉菌和胶木能溶液糖液的浓度比细菌高得多，因此，在糖渍食品中防止霉菌和酵母常常成为主要问题。

四、食品的腌渍工艺与控制

（一）常用腌制剂

1.盐腌制品的腌制剂组成现代腌制剂除了食盐外还加硝酸盐（硝酸钠、亚硝酸钠）——发色磷酸盐——提高肉的持水性抗坏血酸（烟酸、烟酰胺）——帮助发色糖、香料——调节风味

2. 食盐纯度对腌制的影响（1）金属离子� #CaCl2和MgCl2等杂质含量高，腌制品有苦味，当钙离子和镁离子在水中达到0.15-0.18%，可察觉到有苦味，相当于在NaCl中含有0.6%，此外钙离子和镁离子的存在会影响NaCl向食品内的扩散速度。如精制盐腌制鱼，5天半就可达到平衡。若用含1%CaCl2的NaCl则需7天，含4.7%的MgCl2则需23天。 � #Cu、Fe、Cr离子的存在易引起脂肪氧化酸败。 � #Fe离子与果蔬中的鞣质反应后形成黑变，如黄瓜变黑� #K离子含量高，会刺激咽喉，严重时会引起恶心和头痛。（2）微生物 ¡低质盐和粗制盐都是晒盐，微生物污染严重，如嗜盐菌易引起腌制食品变质。 � 因此腌制品应采用精制盐，精制盐经高温处理再结晶，可使杂质和微生物污染降低。 � 要求腌制盐用二级盐以上。

3.食糖质量与腌渍食品的关系 ¡ 我国食糖来源主要是甘蔗糖和甜菜糖。食糖中常常会混有微生物，即使是精制糖中也会存在少量。这些微生物的存在会引起某些食品的腐败变质，尤其是在糖溶液浓度低到20%~30%时最易发生。

（二）盐腌制方法

1.干腌法 #干腌法是利用干盐（结晶盐）或混合盐，先在食品表面擦透，即有汁液外渗现象，然后层层堆叠在腌制架或腌制容器中，各层间均匀的撒上食盐，依次压实，在外加压力或不加压力的条件下，依靠外渗汁液形成盐液进行腌制的方法。 #在食盐的渗透压和吸湿性的作用下，使食品组织渗出水分并溶解其中，形成盐溶液，称为卤水。 #腌制剂在卤水内通过扩散向食品内部渗透，比较均匀地分布在食品中，但因盐水形成缓慢，开始时盐分向食品内部渗透较慢，因此是一个缓慢的腌制过程，但腌制品风味较好。 #在腌制过程通常需定期地将上下层食品依次翻转，又称为翻缸。同时要加盐复腌，每次复腌用盐量为开始时的一部分，通常2-4次。 #腌制肉时食盐用量通常为17-20%；冬天可减少，14-15%；芥菜、雪里蕻等通常7-10%，夏季通常14-15%。干腌的特点 #干腌的优点：操作简单、制品较干，易保藏；无需特别当心；营养成分流失少。 #干腌的缺点：腌制不均匀、失重大，味太咸、色泽较差，若用硝酸盐，色泽可以好转。 #我国的名产金华火腿、咸肉、烟熏肋肉和鱼类及雪里蕻、萝卜干等常采用干腌。

2. 湿腌法 #湿腌法即用盐水对食品进行腌制的方法。盐溶液配制时一般是将腌制剂预先溶解，必要时煮沸杀菌，冷却后使用，然后将食品浸没在腌制液中，通过渗透作用，使食品组织内的盐浓度与腌制液浓度相同。腌制浓度一般为15～20%，有时饱和盐水。 #腌肉用的盐液除了食盐外，还有亚硝酸盐、硝酸盐，有时也加糖和抗坏血酸，主要起调节风味和助发色作用。 #湿腌时食品中水分会渗透出来使盐液原有浓度迅速下降，这要求在腌制过程中增添食盐以维持一定浓度。

3. 肌肉（或动脉）注射腌制法　　　注射腌制法是进一步改善湿腌法的一种措施。为了加速腌制时扩散过程，缩短腌制时间，最先出现了动脉注射腌制法，其后又发展了肌肉注射腌制法，注射法目前只用于肉类腌制。（1）动脉注射 #动脉注射是用泵通过针头将盐水或腌制液经动脉系统压送入腿内各部位或分割肉内的腌制方法。 #一般是用针头插入腿股动脉切口内，然后将盐水或腌制液用注射泵压入； #但是一般分割胴体的方法并不考虑原来的动脉系统的完整性，因此此法只能用于腌制前后腿。（2）肌肉注射法 #肌肉注射法即直接将注射针头插入肌肉往内注射盐水,适用于肉块的腌制； #注射用的针头，有单针头和多针头之分，针头大多多孔，目前一般都是多针头。注射腌制法的特点 #腌制剂（料）与干腌大致相同有食盐、糖和硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐； #注射盐水的浓度一般16.5或17%，注射量占肉重8- 12%； #为了使注射后盐分快速地扩散，常用机械的方法对肉进行滚揉或按摩，注射后经一定时间冷藏，一般2天左右可腌好。 #动脉注射的优点是腌制速度快而出货迅速，其次就是得率比较高。若用碱性磷酸盐，得率还可以进一步提高。 #注射腌制的肉制品水分含量高，产品需冷藏。或常与其他方法结合使用，才能达到保藏。

4. 混合腌制法 #干腌和湿腌相结合的方法。 #用注射腌制法腌肉总是和干腌或湿腌结合进行的，这也是混合腌制法。将盐液注射入鲜肉后，再按层擦盐，按层堆放在腌制架上，或装入容器内加食盐或腌制剂进行湿腌。盐水浓度应低于注射用盐水浓度，以使肉类吸收水分，可加或不加糖，硝酸盐或亚硝酸盐同样可以少用。混合腌制法特点 #混合腌色泽好、营养成分流失少、咸度适中。 #干湿腌结合可以避免湿腌液因食品水分外渗而降低浓度，也不像干腌那样使食品表面发生脱水现象。

5. 腌制方法的发展（1）预按摩法腌制前采用60～100kPa/cm2的压力预按摩，可使肌肉中肌原纤维彼此分离，并增加肌原纤维间的距离使肉变松软，加快腌制材料的吸收和扩散、缩短总滚揉时间。（2）无针头盐水注射不用传统的肌肉注射，采用高压液体发生器，将盐液直接注入原料肉中。（3）高压处理高压处理由于使分子间距增大和极性区域暴露，提高肉的持水性，改善肉的出品率和嫩度，据Nestle公司研究结果，盐水注射前用2000Bar高压处理，可提高0.7％～1.2％出品率。（4）超声波作为滚揉辅助手段，促进盐溶性蛋白萃取。

6. 新技术在快速腌制方法上的应用 ¡ 肌肉注射、动脉注射等快速腌制新技术具有腌制时间短、产品食盐含量低、脱水少等特点，但是用快速腌制方法不能形成传统产品在较高温度（15.5～24℃）下“成熟”所产生的那种典型的风味和香气。 ¡ 传统“腌肉”的所谓“成熟风味”是微生物发酵、蛋白质分解和脂肪分解联合作用的结果。许多干腌火腿pH值的增加实际是由于氨基酸的水解及碱性基团的暴露将乳酸菌产生的酸被中和了。 ¡ 乡村型火腿中的成熟风味可能与游离氨基酸的水平有关，而且成品火腿的pH值可以高于生肉组织的pH值。所以现在“腌制肉”研究上的重点是配合快速腌制技术控制生物化学过程和细菌的生长，快速发展风味。 ¡ 为了改进注射腌制，有些欧洲研究者建议使用发酵培养物。所谓发酵培养物是指已知代谢活性的细菌培养物，一般是微球菌、乳酸菌类的微生物，利用这些微生物来影响硝酸盐、亚硝酸盐的还原（即快速腌制）和有限的蛋白、脂肪的分解（即风味）以及乳酸的形成（即风味和稳定性）。 ¡ 这些培养物在添加其他腌制配料后再直接加到腌制液中，当盐水注射到肉中时，肉就接种了微生物。 ¡ 如产品不注射盐水，而是干腌的，微生物的活性仅限于肉的表面，然而，新陈代谢产物（有机酸、氨基酸等）能渗透进肉的内部。 ¡ 一般来说，欧洲腌制肉厂所用的微生物发酵培养物一直都是微球菌型微生物。这类微生物耐盐性、分解蛋白质、脂肪的活性强，适用于腌制整个大肉块。此外，它们有硝酸盐、亚硝酸盐还原能力，促进腌制颜色和风味的发展，因为这些产品大多不加热。制造商建议培养物可用于各类火腿，如果注射和蒸煮之间至少有2～3天，则培养物也适用于煮制火腿。培养物能用于干腌和湿腌，特别适用于注射腌制。

7. 关于腌制食品的安全问题 ¡ 食盐高糖与高血压 ¡ 亚硝酸盐与致癌

(三) 食品的糖渍方法

1. 保持原料组织形态的糖渍法 ¡ 采用这种方法糖渍的食品原料虽经洗涤、去皮、去核、去心、切分、烫漂、浸硫或熏硫以及盐腌和保脆等预处理，但在加工中仍在一定程度上保持着原料的组织结构和形态。果脯蜜饯和凉果类产品的加工属于这类糖渍法。 (1) 果脯蜜饯类糖渍法 ¡ 果脯蜜饯的糖渍在原料经预处理后，还需经糖制、烘晒、上糖衣、整理和包装等工序方能制成产品。其中糖制是生产中的主要工序。 ¡ 糖制可分为蜜制和糖煮两种操作方法。蜜制即果品原料以浓度为60%~70%的冷糖液浸渍，不需要加热处理，适用于肉质柔软而不耐糖煮的果品。例如我国南方地区的糖青梅、糖杨梅、蜜枇杷和樱桃蜜饯等均采用此种操作进行蜜制。蜜制产品的优点是冷糖液浸渍能够保持果品原有的色、香、味及完整的果形，产品中的维生素C损失较少。其缺点是产品含水量较高，不利于保藏。 ¡ 糖煮是将原料用热糖液煮制和浸渍的操作方法，多用于肉质致密的果品。其优点是生产周期短、应用范围广，但因经热处理，产品的色、香、味不及蜜制产品，而且维生素C损失较多。按照原料糖煮过程的不同，糖煮又分为常压糖煮和真空糖煮，其中常压糖煮可再分为一次煮成法和多次煮成法。 (2) 凉果类糖渍法 ¡ 凉果是以梅、橄榄、李等果品为原料，先腌成盐胚储藏，再将果胚脱盐，添加多种辅助原料，如甘草、精盐、食用有机酸及天然香料(如丁香、肉桂、豆蔻、茴香、陈皮、山奈、降香、杜松、厚朴、排草、檀香、蜜桂花和蜜玫瑰花等)，采用拌砂糖或糖液蜜制而成的半干态产品。 ¡ 主要产地在我国广东、广西和福建等地。凉果类的产品种类繁多，具有甜、咸、酸和香料的特殊风味，代表性产品有话梅、橄榄等。

2. 破碎原料组织形态的糖渍法 ¡ 采用这种糖渍法，食品原料组织形态被破碎，并利用果胶质的凝胶性质，加糖熬煮浓缩使之形成粘稠状或胶冻状的高糖高酸食品。产品可分为果酱、果冻、果泥三类。 ¡ 糖煮及浓缩是果酱类产品糖制加工的关键工序。首先要求果品原料含有1%左右的果胶质和1%以上的果酸。糖煮时还要根据产品种类掌握原料与砂糖用量比例。通常果酱的原料与砂糖的比例为1:1，果泥为1:0.5，果冻中果汁与砂糖的比例则要以果汁中果胶含量及其凝胶能力而定，一般为1:0.8~1。另外果酱类制品加热浓缩时要求达到产品的可溶性固形物含量规定。浓缩时间可用折光仪实测可溶性固形物含量或采用测定终点温度法来确定。 ¡ 由于越来越多的研究表明高糖食品对某些人群有一定的危害，因此作为糖渍类食品中的蜜成食品正面临着如何降低成品含糖量的问题。

（四）腌制过程中有关因素的控制

1.食盐的纯度

2. 食盐用量或盐水浓度� #由前述的扩散渗透理论表明，扩散渗透速度随盐分浓度而异。虽然浓度越高,腌制速度越快，但是实际上腌制时食盐用量需根据腌制目的、环境条件如气温、腌制对象、腌制品种类和消费者口味而有所不同。 �#从消费者能接受的腌制品咸度来看，其盐分以2~3%为宜。现在国外的腌制品一般都趋向于采用低盐水浓度进行腌制。 �#蔬菜腌制时，盐水浓度一般在5～15%范围内，有时可低到2～3%，视需要发酵程度而异。盐分在7%以上一般有害细菌就不容易生长，在10%以上就不易“生花”。不过盐分到10%以上时，乳酸菌活动能大为减弱，减少了酸的生成。因此，若需要高度乳酸发酵，就应该用低浓度盐分。

3. 温度的控制 ¡ 由扩散渗透理论可知，温度愈高，扩散渗透速度愈迅速。有人曾用饱和食盐水腌制小沙丁鱼观察食盐的渗透速度，试验结果表明从腌制到食盐含量为11.5%所需时间来看，0℃时为15℃时的1.94倍，为30℃时的3倍，平均每升高1℃，时间可以缩短13分钟左右。 ¡ 虽然高温下，腌制速度较快，但就鱼类、肉类来说，它们在高温下极易腐败变质，为了防止在食盐渗入肉内以前就出现腐败变质的现象，它们的腌制仍应在低温条件下，即10℃以下进行，为此，历来我国肉类腌制都在立冬后，立春前的冬季里进行。有冷藏库时，肉类宜在2～4℃条件下进行腌制。 ¡ 蔬菜腌制时对温度要求有所不同，因为有些蔬菜需乳酸发酵。 ¡ 糖腌制的话，宜采用高温腌制。

4. 空气 ¡ 缺氧是腌制蔬菜中必须重视的一个重要问题。 ¡ 在用清洁原料和迅速旺盛发酵所制成的腌酸菜（包心莱）中能保存的维生素C达90~100%。发酵比较慢时能保存的维生素C仅为50～80%。若没有将蔬菜腌没，露出部分极易腐败，而所含维生素在24小时内可以完全丧失殆尽。 ¡ 不过，研究发现腌制黄瓜时大量的CO2会引起黄瓜，特别是大型黄瓜肿胀，高温腌制时尤其突出。为此，现在黄瓜腌制时要防止CO2的发生。大肠菌、酵母和异质发酵乳酸等是产生CO2的微生物。黄瓜本身也易产生CO2，容器愈深，CO2 保留量愈大。为此，需要发酵进行控制，这就要求清洗黄瓜，酸化腌液，接入纯种如胚芽乳杆菌，其次，就是通入氮气，将盐液中CO2赶出。 ¡ 肉类腌制时，保持缺氧环境将有利于避免褪色。当肉类无还原物质存在时，暴露于空气中的肉表面的色素就会氧化，并出现褪色现象。

（五）腌制对食品品质的影响

1. 腌制品的成熟腌制品的成熟过程中除腌制剂渗透扩散过程外，同时还存在着化学和生物化学变化的过程。只有经历成熟过程后，腌制品才具有它自己特有的色泽，风味和质地。对肉类来说，即形成了腊味。腌制品经历成熟时间愈长，质量愈佳。这实质上也可以说成是发酵的过程。我国金华火腿就是要经过一定时间贮藏后才会出现深红色泽，浓郁的芳香味。时间愈长，香味愈浓，故成为国内外著名特产。 � #腌制品鱼类可贮存在卤水中经历成熟过程。 � #对肉类腌制品来说，可将腌制后的半成品取出，洗去表面积盐或将盐水沥干，再在专用成熟室内发酵成熟。 � #成熟时间随品种而异，如广东香肠和火腿都需要很长的成熟时间，午餐肉，咸猪腿(洋火腿)仅需很短的成熟时间，它几乎和腌制剂扩散、渗透过程同时进行完毕。温度10℃左右，相对湿度在85%以下为比较适宜的成熟工艺条件。 � #腌制时间随制品种类、大小、包装方法、腌制方法、腌制剂用量和贮存条件而异。总的说来，这是一个缓慢的化学和生化变化的过程，需要较长的时间才能完成。 � #腌制品的成熟过程不仅是蛋白质和脂肪分解从而形成特有风味的过程。对腌肉来说，尚有极重要的发色过程。而且在成熟过程中仍然在肉内进一步进行着腌制剂如食盐，硝酸盐、亚硝酸盐、异构抗坏血酸盐以及糖分等均匀扩散过程，并和肉内成分进行着反应的过程。正是这样，才逐渐出现了品质优良和风味特殊的腌制品。至于渗透扩散，有人曾测定了肋肉和腿肉试样各点上食盐含量，结果衷明其含量有差异，难以达到完全均匀分布的要求。若分布愈均匀，则腌制品质量也愈佳。

2. 发色（１）肌红蛋白　肉中主要的色素为肌红蛋白和血红蛋白，宰杀后，肌红蛋白就是主要的色素。

3.腌制品的风味 ¡ 腌制品成熟过程中除上述肉色变化外，还存在着能促使腌制品产生风味的一系列化学、生物化学变化。但是，迄今为止，对它们实际变化情况，了解极少。 ¡ 肉中的脂类对熟肉食品的总体风味和口感有重要的贡献。它们好象是一个脂溶性的化合物的蓄积库，经过加热挥发生成有香味的化合物，并可进行自身降解和自身氧化反应产生大量羰基化合物。这一类化合物被认为对未经过腌制的肉类风味有重要的贡献，但对腌制肉则没有产生作用。 ¡ 奥文森(Olson)和拉斯特(Rust)认为硝酸盐和亚硝酸盐对腌肉风味有极大的影响。如果没有它们，那末腌制品仅带咸味而已。它们的还原性将有利于肉处于还原状态，并导致相应的化学和生物化学变化，防止脂肪氧化，延缓腌肉酸败。 ¡ 到目前为止，主肉、牛肉、鸡肉和羊肉挥发物性质中已经有近1000种化合物得以鉴定。尽管在未经过腌制的猪肉中鉴别出的羰基化合物和碳氢化合物的总数（118种）比经过腌制猪肉中鉴别出的45种要多，但是所鉴别出的硫化合物的数目是相同的（31种）。因此有人认为长期腌制过程中形成的羰基化合物是腌制品香味来源之一。 ¡ 现在认为腌肉的特殊风味是含有组氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、蛋氨酸等氨基酸和一氧化氮肌红蛋白等浸出液，脂肪、糖和其他挥发性羧基化合物等少量挥发性物质以及在特殊微生物作用下糖类的分解物等组合而成。 ¡ 腌制品的成熟过程和温度、盐分，以及腌制品成分有很大的关系。温度愈高，腌制品成熟的速度也愈快。 ¡ 成熟过程中的化学和生物化学变化，主要是微生物和肉、鱼肌肉组织内本身酶的活动所引起。腌制过程中腌制品内常会有一部分可溶性物质外渗到盐水中去，例如用浓度14%的盐水腌制时，差不多肉类肌肉组织细胞内所有可溶性蛋白质，如肌动球蛋白、肌球蛋白、肌白蛋白都会外渗入盐水内，这些营养物质就成为微生物生长活动的基础，它们的分解物就成为成熟腌制品风味的来源。处于自然盐水中成熟的咸鲱鱼所获得的风味胜于处在经常更换人工盐水中成熟的腌制品就是一例。 ¡ 基于相同的原理，我国特产南京板鸭用老卤腌制，但是在盐卤中也会存在着各种有害的微生物，因为在微生物活动下蛋白质分解和碱性物质的聚积就会使盐卤的pH值从6.0 - 7.0向碱性方向转移，这就有利于腐败菌的生长而导致盐水变质。氧化乳酸的微生物生长的结果就会降低氧化还原电位而促使亚硝酸盐和硝酸盐遭受过多的破坏。腌料中糖分用量超过2%就会促使腐败微生物的活动和生长。因此，为了保证成熟腌制品具有独特的风味，就要注意控制盐液状态和环境，以保证特殊适宜微生物的生长和活动。 ¡ 酶系活动在腌肉成热中的影响不容忽视。

第二节烟熏保藏

烟熏的历史

#象腌制一样有着悠久的历史，可能始于公元前。 #游牧人发现肉悬挂在树枝燃烧的火焰上能产生诱人的风味。 #烟熏主要用于制作肉制品、鱼制品和豆制品。如：熏鱼、熏火腿、熏豆腐。

一、烟熏的目的

1. 形成特殊烟熏风味和增添花色品种2. 带有烟熏色并有助于发色3. 防止腐败变质4. 预防氧化

二、烟熏及其产生

（一）熏烟组成

¡ 熏烟主要是不完全氧化产物包括挥发性成分和微粒固体如碳粒等，以及水蒸气、CO2等组成的混合物 ¡ 在熏烟中对制品产生风味、发色作用及防腐效果的有关成分就是不完全氧化产物，人们从这种产物中已分出约400多种化合物，一般认为最重要的成分有酚、醇、酸、羧基化合物和烃类等。

（二）烟熏成分及作用

1. 酚 ¡ 从木材熏烟中分离出来并经过鉴定的酚类达40 种之多，其中愈疮木酚、4-甲基愈疮木酚、酚、4-乙基愈疮木酚、邻位甲酚、间位甲酚、对位甲酚、4-丙基愈疮木酚、香兰素、2,6-双甲氧基-4-甲基木酚以及2,6-双甲氧基-4丙基酚等对熏烟“熏香”的形成起重要作用。 ¡ 酚在鱼肉类烟熏制品中有三种作用� #形成特有的烟熏味� #抑菌防腐作用� #有抗氧化作用

2. 醇 ¡ 木材熏烟中醇的种类很多，有甲醇、乙醇及多碳醇 ¡ 醇的作用中，保藏作用不是主要的，它主要起到一种为其它有机物挥发创造条件的作用，也就是挥发性物质的载体。

3. 有机酸 ¡ 在整个熏烟组成中存在有含1-10个碳的简单有机酸，熏烟蒸汽相内的有机酸含1- 4碳，5- 10碳的有机酸附在熏烟内的微粒上。 ¡ 有机酸有微弱的防腐能力。 ¡ 有机酸能促进肉烟熏时表面蛋白质凝固，使肠衣易剥除。

4. 羰基化合物 ¡ 这类化合物目前分离鉴定的有40多种，包括戊酮、戊醛、丁醛、丁酮等等，一些短链的醛酮化合物在气相内，有非常典型的烟熏风味和芳香味。 ¡ 羰基化合物与肉中的蛋白质、氨基酸发生美拉德反应，产生烟熏色泽。

5. 烃类 ¡ 从烟熏食品中能分离出不少的多环烃，其中有苯并(a)蒽(benz(a) anthracene)，二苯并(a,h)蒽(dibenz(a,h) anthracene)，苯并(a)芘(benz(a) pyrene)，苯并(g，h，i)芘(benz(g,h,i) perylene)，芘(pyrene)以及4-甲基芘(4-methylpyrene)等。 ¡ 已证实苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽是致癌物质。 ¡ 多环烃与防腐和风味无关¡ 研究表明它们多附着在熏烟的固相上，因此可以去除掉。现已研制出不含苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽的液体烟熏制剂，使用时就可以避免食品因烟熏而含有制癌物质。

（三）熏烟的产生

¡ 熏烟是植物性材料如不含树脂的阔叶树(懈、山毛榉，赤杨、白杨、白桦等)、竹叶或柏枝等缓慢地燃烧或不完全氧化产生的蒸汽、气体、液体(树脂)和微粒固体的混合物。较低的燃烧温度和适当空气的供应是缓慢燃烧的必要条件。 ¡ 木柴含有40～60%纤维素，20~30%半纤维素和20～30%木质素。木柴和木屑热分解时表面和中心存在着温度梯度，外表面正在氧化时内部却正在进行着氧化前的脱水。在脱水过程中外表面温度稍高于100℃。脱水或蒸馏过程中外逸的化合物有CO、CO2以及象醋酸那样某些挥发性短链有机酸。当木屑中心内部水接近零时，温度就迅速上升到300~400℃左右。温度一旦上升到这样的高度时，就会发生热分解并出现熏烟。实际上大多数木柴在200~260℃温度范围内已有熏烟发生，温度达到260～310℃时，则产生焦木液和一些焦油。温度再上升到310℃以上时则木质素裂解产生酚和它的衍生物。

1. 燃料烟熏可采用各种燃料如庄稼（稻草、玉米棒子）木材等，各种材料所产生的成分有差别. 一般来说，硬木、竹类风味较佳，软木、松叶类风味较次；胡桃木为优质烟熏肉的标准燃料。因来源问题，一般使用的是混合硬木。

2. 影响熏烟质量的因素 1.较低的燃烧温度和适量空气的供应是缓慢燃烧的条件； ¡ 燃烧过程：燃料外表面在燃烧氧化，内部在进行脱水（温度稍高于100℃） ¡ 在正常烟熏条件下，常见的温度范围为100-400℃，会产生200多种成分。 ¡ 烟熏时引入氧气，则在氧气氧化作用下，会进一步复杂化；如果将空气严格加以控制，熏烟呈黑色，并含有大量羧酸，这样的熏烟不适合用于食品。 ¡ 燃烧和氧化同时进行：供氧量增加时，酸和酚的量增加，供氧量超过完全氧化时需氧的8倍左右，形成量达到最高值。温度较低（低于300 ℃ ），酸的形成量较大；燃烧温度增加到400℃以上，酸和酚的比值就下降。 ¡ 因此，400℃是分界线，高于或低于时产生的熏烟成分有显著差别。 2.熏烟成分的质量与燃烧和氧化发生的条件有关；燃烧温度在340~400℃以及氧化温度在200-250℃间产生的熏烟质量最高。虽然400℃燃烧温度最适宜于形成最高量的酚，然而它也同时有利于苯并芘及其它环烃的形成。如将致癌物质形成量降低到最低程度，实际燃烧温度以控制在343℃为宜。 3.相对湿度也影响烟熏效果，高湿有利于熏烟沉积，但不利于呈色，干燥的表面需延长沉积时间。 ¡ 烟熏浓度一般可用40瓦电灯来确定，若离7米时可见则熏烟不浓，若离0.6米不可见则说明熏烟很浓。 ¡ 烟熏温度对于烟熏抑菌作用有较大影响 ¡ 温度为30℃浓度较淡的熏烟对细菌影响不大；温度为43℃而浓度较高的熏烟能显著降低微生物数量 ¡ 温度为60℃时不论淡的或浓的熏烟都能将微生物数量下降到原数的0.01%

（四）熏烟的性质

¡ 虽然刚发生的熏烟好象为气体状态，但它迅速地会分成气相和固相。在气相成分中含有较多挥发性成分，大部分都具有特有烟熏芳香味和风味，利用静电沉积固相的试验表明，肉制品中95%烟熏风味来自气相部分。如将固相沉淀并除去后，熏烟中有害的焦油和多环烃的含量也就会大幅度地下降。 ¡ 熏烟刚发生时就有许多反应和缩合同时发生。醛类和酚类缩合就会形成树脂，在熏烟成分中可占50%，而且还认为烟熏肉中大部分色泽也由它们所形成。多酚也是缩合产物，并且还可能有更多的相互反应和缩合。至于缩合物产物的性质显然完全和原来的熏烟不同。这类变化对熏烟的适应性，吸收以及通过肠衣的渗透都会有所影响。 ¡ 熏烟的正常色泽应为灰中带色，如呈暗灰色。如熏烟中夹有煤灰，容易污染食品。如果燃烧温度低，燃烧缓慢，熏烟的重度就会增高，树脂含量也会提高，制品则会呈深色并带苦味。

（五）烟熏装置

烟熏装置基本上有三种类型： (1)自然空气循环式 (2)强制通风室 (3)连续式。还有不少在这三种类型基础上加以改进的型式。

三、烟熏工艺

1. 冷熏

¡ 制品周围熏烟和空气混合物气体的温度不超过22℃的烟熏过程称为冷熏。 ¡ 特点冷熏时间长，需要4-7天，熏烟成分在制品中渗透较均匀且较深，冷熏时制品干燥虽然比较均匀，但程度较大，失重量大，有干缩现象，同时由于干缩提高了制品内盐含量和熏烟成分的聚集量，制品内脂肪熔化不显著或基本没有，冷熏制品耐藏性比其它烟熏法稳定，特别适用于烟熏生香肠。

2. 热熏

¡ 制品周围熏烟和空气混合气体的温度超过22℃的烟熏过程称为热熏，常用的烟熏温度在35- 50℃，因温度较高，一般烟熏时间短，约12-48 小时。 ¡ 在肉类制品或肠制品中，有时烟熏和加热蒸煮同时进行，因此生产烟熏熟制品时，常用60- 110℃温度。 ¡ 热熏时因蛋白质凝固，以致制品表面上很快形成干膜，妨碍了制品内部的水分渗出，延缓了干燥过程，也阻碍了熏烟成分向制品内部渗透，因此，其内渗深度比冷熏浅，色泽较浅。

3.液熏法

¡ 液熏法又称为湿熏法或无烟熏法，它是利用木材干馏生成的烟气成分利用一定方法液化或者再加工形成的烟熏液，然后用于浸泡食品或喷涂食品表面，以代替传统的烟熏方法。和前两种烟熏方法相比， ¡ 液熏法具有以下优点：� 首先它不再需要熏烟发生装置，节省了大量的设备投资费用；� 其次，由于烟熏剂成分比较稳定，便于实现熏制过程的机械化和连续化，可大大缩短熏制时间；� 第三，用于熏制食品的的液态烟熏制剂已除去固相物质，无致癌的危险；� 第四，工艺简单，操作方便，熏制时间短，劳动强度降低，不污染环境；� 第五通过后道加工使产品具有不同风味和控制烟熏成品的色泽，这在常规的气态烟熏方法中是无法实现的；� 第六，加工者能够在加工的不同步骤中、在各种配方中添加烟熏调味料，使产品的使用范围大大增加。 ¡ 液态烟熏剂（简称液熏剂）一般由硬木屑热解制成。将产生的烟雾引入吸收塔的水中，熏烟不断产生并反复循环被水吸收，直到达到理想的浓度。经过一段时间后，溶液中有关成分相互反应、聚合，焦油沉淀，过滤除去溶液中不溶性的烃类物质后，液态烟熏剂就基本制成了。这种液熏剂主要含有熏烟中的蒸汽相成分，包括酚、有机酸、醇和羰基化合物。 ¡ 利用上述原始的烟熏剂，又可调节其中的酸浓度、或者调节其中的成分，生产出各种不同的产品。比如以植物油为原料萃取上述液态烟熏剂。可以提取出酚类，这种产品不具备形成颜色的性质，该产品已经被广泛应用于肉的加工，比如在装填前添加进乳液。另外也有采用表面活性剂溶液萃取液态烟熏剂，得到能水溶的烟熏香味料。比如在美国，培根肉就用这种产品作为添加剂。

四、烟熏工艺的控制

¡ 烟熏过程中干燥时间和温度依据制品种类和烟熏方法是不同的。标准的干燥时间和温度是，干腌制的火腿和培根时间约12h，温度在30℃左右；湿腌制的则要求在50℃条件下干燥4～5h，这些并不是绝对条件，制造者可以根据自己的喜好，选择各种方法。干燥、烟熏温度和时间条件见表6-14。

五、烟熏对食品品质的影响

1. 烟熏对食品质构的影响

� 食品质构的影响因素很多，比如烟熏肉肠制品的质构就不仅仅受到烟熏操作的影响，原料品质、斩拌和肉糜的形成阶段对肌肉的作用、乳状体系形成程度（蛋白质受离子强度、氢键、二硫键等影响形成乳状体系的程度不同）、肌肉中自身的蛋白酶的作用、外面侵入的微生物产生的蛋白酶的作用、烟熏过程温度和湿度的作用以及烟熏成分与食品组分之间的相互作用等都会影响最终烟熏肉肠制品的质构。另外、食品pH也将与上述因素相互作用并直接影响产物的质构。

2. 烟熏对食品颜色的影响

¡ 烟熏对食品的颜色有显著的影响，这种影响不仅仅是由于熏烟颗粒在食品表面的沉积，也由于熏烟成分与食品组分的相互作用。 ¡ 研究表明，熏烟成分中羰基类化合物与食品组分中氨基酸的反应是导致食品在烟熏中发生颜色反应的一个主要原因之一。这个反应与美拉德反应很类似。 ¡ 制品的色泽与木材的种类、烟气的浓度、树脂的含量、熏制的温度以及肉品表面的水分等因素有关。例如以山毛榉为燃料，则肉呈金黄色；以赤杨、栎树为燃料，则肉呈深黄色或棕色；而若肉表面干燥、温度较低时色淡，肉表面潮湿、温度较高时则色深。又如肠制品先用高温加热再进行烟熏，则表面色彩均匀而且鲜明，熏烟时因脂肪外渗还可使烟熏制品带有光泽。

3. 烟熏对食品的风味的影响

¡ 熏烟中的一些主要成分对烟熏食品风味的影响已经有一些研究。值得注意的是尽管从熏烟中分离出了大量的化合物并且对其中的一些成分的风味特征和口味极限做了相关鉴别和验证。但是这些化合物是否在烟熏食品中体现出一样的风味值得进一步研究。由于在烟熏制品的制造过程中风味的形成不仅与原料本身、配料、制作工艺条件、熏烟的组成有关，而且与这些化合物与食品成分的作用、化合物之间的相互作用以及反应后生成的新化合物是否呈现强烈风味等相关。

4. 烟熏食品的营养品质

¡ 每种加工方法都会对最终产品的营养成分产生影响，这种影响既可能是正面的，也可能是反面的。关于烟熏对食品营养品质的影响研究报道相对比较少。 ¡ 在烟熏加工产品中，蛋白质含量由于变动不大，并不是需要关注的重点，但是必须考虑的是一些必需氨基酸的在烟熏操作中的稳定性，比如赖氨酸，这是由于赖氨酸在很多食品中含量比较低，同时也容易参与食品中容易发生的一些化学反应。 ¡ 烟熏操作还会影响制品的消化性。大部分研究者认为，烟熏操作能提高制品的蛋白质的消化性。但是提高消化性的原因并不十分清楚。一些研究者认为，是由于熏烟成分有一些酸性物质，这些物质将在贮藏过程中促进蛋白质的降解，从而促进可消化性；也有一些研究者认为，是熏烟成分起到酶激活的效果，从而促进蛋白质的消化。 ¡ 烟熏操作除了对蛋白质和氨基酸有影响外，对维生素也有影响，特别是B族维生素。Wituszynska报道了，在鱼的腌制、烟熏、杀菌操作过程中，核黄素、烟酸、泛酸和维生素B6在烟熏过程有50%左右的损失，而在后面接着的热加工操作中还有10%的损失。也有研究者采用模拟体系研究表明，烟熏操作可能会引起2-25%硫胺素损失，而烟酸和核黄素的损失几乎可以忽略不计。

5. 烟熏食品的抗氧化性

¡ 众所周知，烟熏可以提高食品的抗氧化性。那么，究竟是熏烟中的哪些成分起到了抗氧化作用呢？是否可以将这些成分提取出来并应用到其他食品加工中去呢？这些问题引起了人们的兴趣。事实上，从实用观点考虑，由于熏烟中的一些抗氧化的有效成分由于具有特殊的风味，而使其应用受到限制。 ¡ 如果将熏烟成分分成酸性、中性和碱性三类成分，中性成分由于包含了大部分的酚类组分而具有最强的抗氧化能力，酸性成分几乎没有抗氧化性，而碱性成分甚至还有促进氧化的可能。 ¡ 进一步的研究表明，在酚类成分中，高沸点的酚类成分是最主要的抗氧化成分，而低沸点的酚类抗氧化能力相对比较弱。

第三节半干半湿食品

一、半干半湿食品的概念

� 部分脱水，水分含量在20~50%，比新鲜果蔬肉类食品低，但比干制品高；� 可溶性固形物的浓度较高，一般在15~35%，

二、特点

� 水分活度0.7-0.85，� 能抑制细菌、普通霉菌和酵母的生长而不致于短期内腐败变质，如在低温下保存时间会增长；但对于一些曲霉菌和耐渗透压酵母则不足以阻止生长；� 水分活度尚不足以控制酶的活性，也易发生象美拉德反应一类的化学变化

三、加工注意点

1.降低水分活度加食盐、糖或甘油 2.加防霉剂山梨酸钾等，注意不要超标 3.注意低温冬季或春秋 4.结合杀菌巴氏灭菌,其他杀菌技术

四产品的例子

¡ 易流动状食品蜂蜜、果酱、豆酱、浓缩果汁¡ 易变形（软）的食品果冻、蜜饯、柿饼、水果蛋糕¡ 固态状食品香肠、中式火腿、豆腐干

五、半干半湿食品的发展

¡ 食用前不需要复水，食用方便；¡ 口味好、质构软；¡ 能在室温下贮藏，不要冷库贮藏；¡ 加工费用低；有发展前景

第六章食品的化学保藏

第一节概述

一、化学保藏的概念

1. 食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中适用化学制品来提高食品的耐藏性和尽可能保持原有品质的一种方法，也就是防止食品变质和延长保质期。

2. 化学制品：指成分明确，结构清楚，从化学工业中生产出来的制品。 Ø有一些化学制品，它能抑制微生物生长，延续食品腐败变质，称为化学防腐剂：如苯甲酸、山梨酸、丙酸、尼泊金酯、亚硝酸盐。 Ø有一些化学制品它能阻止或延续食品中成分被氧化的反应，称为抗氧化剂。 Ø而利用化学制品来抑制酶的添加剂则不常用。

3. 化学保藏的原理化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和抗氧化剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，从而达到保藏的目的 • 它是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态，属于暂时性保藏 • 由防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭细菌严重污染的食品，利用化学防腐剂才有效。抗氧化剂也是如此，在化学反应尚未发生前。 • 并不能改善低质食品的品质，即如果食品腐败变质和氧化反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。

4.特点• 简单、经济

第二节食品添加剂及其使用问题

一、食品添加剂

1. 概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变质，适应食品加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物质或天然物质。 2. 食品添加剂与食品配料的区别食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理评价，用量比较大，一般在3%以上，如盐、糖、大豆蛋白、奶油、淀粉、植脂末等。食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的ADI值

二、食品添加剂在食品中可能的作用

（1）增强食品的保藏性、防止腐败变质、保持或提高食品的营养价值。防腐剂和抗氧化剂可降低这种损失，延长食品的保存期，并可防止食物中毒。（2）改善食品的感观性状。食品加工后，有的褪色，有的变色，风味和质地也可能有所改变。如果适当使用着色剂、香料以及乳化剂、增稠剂等，可保持食品的色、香、味、形态和质地。（3）有利于食品加工操作，适应生产的机械化和连续化。澄清剂、助滤剂和消泡剂、凝固剂等可在此方面发挥较大作用。（4）满足其他特殊要求。如无营养的甜味剂即可满足糖尿病患者的特殊要求。

三、食品添加剂的分类及应用状况

• 我国列入 GB2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》的品种已达1150多种，并逐年增加，98 年，达到1524种，到2003年，达到1747种。 • 依照GBI2493-90《食品添加剂分类和代码》，我国将食品添加剂分为22类，按英文字母顺序排序依次为：酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧剂、漂白剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、香料及其它。

四、安全性

• 作为食品添加剂使用的物质，其最重要的条件是使用的安全性，然后是工艺效果。 • 一般要求：食品添加剂本身应经过充分的毒理学评价，有严格的质量标准，证明在一定的使用范围内对人体无害。进入人体后，最好能参与人体正常的物质代谢；或经正常解毒过程解毒后排出体外；或因不吸收排出体外；不能在人体内因分解或反应形成对人体有害的物质。 • 国际上有关食品添加剂的权威机构是FAO／WHO （联合国粮农组织／世界卫生组织）。该机构内设食品添加剂专家委员会和食品添加剂标准委员会等。但这两个组织所通过的决议均为建议，能否使用尚取决于本国的卫生部。

第三节食品防腐剂

一、防腐剂的定义和特点

1、防腐剂的抗菌谱与作用模式

• 一般来说，防腐剂的选择首先是基于其抗菌谱或者其抗菌范围。人们都希望采用具有广谱抗菌能力的防腐剂，但是事实上只有少数一些防腐剂具有同时抑制几类微生物的功能，绝大多数的防腐剂只能针对霉菌、细菌和酵母中的一类或者两类有效，或者对其中的一些比较有效而对其它的效果比较弱，或者只是在一定pH 条件下比如酸性条件下才起作用。

防腐剂的防腐原理大致有如下3种：（1）干扰微生物的酶系，破坏其正常的新陈代谢，抑制酶的活性。（2）破坏微生物的遗传物质，干扰其生存和繁殖；（3）与细胞膜作用，使细胞通透性上升，导致细胞内物质逸出而失活。

2.防腐剂的化学和物理性质

• 在一些特定的体系下，抗菌剂需要象乳化剂一样需要有一定的亲水亲油平衡能力。 • 沸点也会直接影响防腐剂的活性，特别是其穿透能力。 • 食品体系的pH会决定防腐剂的效果。 • 与食品组分中的脂类、蛋白质、碳水化合物和其它添加剂的反应，通常会使其抗菌效果下降。

3. 食品性质对防腐剂作用的影响

• 前面已经讨论过，食品的组分与防腐剂起反应的话会使防腐剂的活性丧失。 • 蛋白质能与防腐剂结合使防腐剂失效。 • 纤维也会与一些防腐剂结合而使其失效。 • 脂类也能显著影响一些防腐剂，一些亲油性比较强的防腐剂可能会转移到食品的脂相中，而远离微生物生长繁殖的水相环境，因此导致防腐剂的活性下降。 • 另外pH也会影响其活性。 • 一些防腐剂还会水解和氧化。

4. 微生物种类和量对防腐剂作用的影响

• 防腐剂添加之前食品体系中原始菌数对防腐剂的使用效果有显著影响。很显然，防腐剂不能取代食品加工操作过程的卫生和安全控制，原始菌树必须很低，防腐剂才能有效果。如果原始菌数比较高的话，要想达到同样的抗菌效果，必须添加大量的防腐剂，而这在安全角度是不允许的。 • 另外，由于不同的防腐剂的抗菌谱不同，而食品中可能含有各类微生物，此时，选择防腐剂就必须注意，一些防腐剂可能是一类微生物的有效抑制剂，却有可能正好是另一类微生物的生长促进剂。比如，酚类物质可以抑制革兰氏阳性菌，但对革兰氏阴性菌缺乏抑制能力，在特定的条件下甚至能成为后者的营养物。因此选择防腐剂时不仅仅需要看防腐剂本身的抗菌谱，还需要综合考虑。

二、无机类常用防腐剂

1.臭氧（O3）

• 臭氧常温下为不稳定的无色气体，有刺激腥味，具强氧化性。 • 对细菌、霉菌、病毒均有强杀灭能力，能使水中微生物有机质进行分解。 • 臭氧可用于瓶装饮用水、自来水等的杀菌。 • 臭氧在水中的半衰期pH7.6时为41min，pH10.4 时为0.5min，通常为20~100min。在常温下能自行分解为氧气。 • 臭氧气体难溶于水，40℃的溶解度为494mL·L-1。水温越低，溶解度越大。含臭氧的水一般浓度控制在5mg·kg-1以下。

2. 过氧化氢

• 过氧化氢又称为双氧水，分子式为H2O2。 • 过氧化氢是一个活泼的氧化剂，易分解成水和新生态氧。新生态氧具有杀菌作用。 • 3%浓度的过氧化氢只需几分钟就能杀死一般细菌；0.1% 浓度在60min内可以杀死大肠杆菌、伤寒杆菌和金黄色葡萄球菌；1%浓度需数小时能杀死细菌芽胞。 • 有机物存在时会降低其杀菌效果。 • 过氧化氢是低毒的杀菌消毒剂，可适用于大量器皿和某些食品的消毒。 • 不过，过氧化氢的化学性质不稳定，容易失效。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)未规定其ADI值。

3. 卤素（氯）

• 食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用次氯酸钙（钠）或直接加氯进行消毒。 • 消毒原理——次氯酸– 加氯处理时，水中存在能和氯反应并使它失去杀菌效力的物质，例如H2S和有机杂质等，只有这些物质全部和氯结合，即满足了水本身需氯量而有残余游离氯出现后，才具有有效的杀菌能力或抑制微生物生长活动的能力，此时水的加氯处理达到了转折点——氯转效点。 – 各种水因其有机质和干扰物质含量不同，它们的转折点也不同（P740）。 – PH较低时，氯的杀菌效力可提高。

4. CO2

• 高浓度的CO2能阻止微生物的生长，高压下，C02溶解度比常压下高，因而高压下，防腐能力也大——碳酸饮料的防腐 • CO2也常和冷藏结合在仪器用于水果保鲜、气调保鲜——减缓呼吸作用

三、有机类常用防腐剂

1. 苯甲酸及其钠盐

1.这类制品只有在酸性介质中才有效，pH从7.0降到3.5，防腐能力可增加5-10倍，只有未解离酸才有防腐力，成盐后基本无效果； 2.苯甲酸对酵母的影响大于霉菌的影响，但对细菌效力极弱； 3.苯甲酸对人体毒害小； 4.溶于酒精和乙醚，难溶于水。苯甲酸易随水蒸汽一起蒸发，因此操作人员需要有防护措施如戴口罩、手套等；

2. 山梨酸及其钾盐

• 对光、热稳定，但久置空气中易氧化变色。难溶于水，微溶于乙醇。 • 对霉菌和酵母有较强的抑制作用，对厌氧菌无效，pH值越低，抗菌作用越强，在微生物数量过高的情况下，发挥不了作用。

根据山梨酸及其钾盐和钙盐的理化性质，在食品中使用时应注意下列事项：A．山梨酸容易在加热时随水蒸汽蒸发，所以在使用时，应该将食品加热冷却后再按规定用量添加山梨酸类抑菌剂，以减少损失；B．山梨酸及其钾盐和钙盐对人体皮肤和粘膜有刺激性，要求操作人员佩戴防护眼镜；C．山梨酸对微生物污染严重的食品防腐效果不明显，因为微生物也可以利用山梨酸作为碳源。在微生物严重污染的食品中添加山梨酸不会起到防腐作用，只会加速微生物的生长繁殖。

3. 羟基苯甲酸酯（尼泊金酯，甲、乙、丙、丁、庚）

• 对羟基苯甲酸酯，多呈白色晶体，稍有涩味，几乎无嗅，无吸湿性，对光和热稳定，微溶于水，而易溶于乙醇和丙二醇。 • 对羟基苯甲酸酯的抑菌作用受pH值影响较小，适用的pH值范围为4~8。 • 该防腐剂属于广谱抑菌剂，对霉菌和酵母作用较强，对细菌中的革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较弱。 • 其结构式中R的碳链越长则抑菌效果越强，但溶解度下降。 • 另外动物毒理试验的结果表明对羟基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸，但高于山梨酸，是较为安全的抑菌剂。

4.丙酸、丙酸钙

• 丙酸、丙酸钙：有效地抑制引起食品发粘的菌类，马铃薯杆菌和细菌，而且它抑菌霉菌生长时，对酵母的生长基本无影响，因此，特别适用于面包等焙烤食品的防腐。 • 丙酸盐作为一种霉菌抑制剂，必须在酸性环境中才能产生作用，即它实际上是通过丙酸分子来起到抑菌作用的，其最小抑菌浓度在pH5.0时为0.01%，pH6.5时为0.5%。丙酸的电离常数较低，这对于pH较高的面制品是非常有意义的，可用于面包、糕点等是食品中。 • 丙酸及其盐是谷物、饲料储藏中最有效的有机酸类防腐剂，在美国，被认为是安全的食品防腐剂，广泛用于面包和加工干酪，在我国，广泛用于糕点、饼干、面包等。

5.双乙酸钠

• 乙酸钠和乙酸的复合化合物,由短氢键缔合。双乙酸钠对霉菌和细菌具有很强的抑制作用，被广泛用于谷物制品、调味品、豆制品、酱菜等加工食品之中。 • 双乙酸钠是乙酸钠和乙酸的复合化合物,由短氢键缔合。双乙酸钠为白色吸湿性结晶状粉末，分子式为CH3COONa·CH3COOH·xH2O，熔点为96～97 ℃，加热至150 ℃以上分解，易吸湿，易溶于水（1 g/ mL）和乙醇，具有乙酸的挥发性气味，水溶液pH 值为4. 5～5. 0 （10 %水溶液）。

6. 脱氢醋酸及其钠盐

• 脱氢醋酸为无色至白色针状或片状结晶，或白色结晶性粉末。几乎无臭，极难溶于水，溶于乙醇(28.6g·L-1)和苯(166.7g·L-1)。无吸湿性。脱氢醋酸钠为白色或近白色结晶性粉末。无臭，略有特殊味道。易溶于水(333.3g·L-1)、丙二醇(500g·L-1)及甘油(142.9g·L-1)。微溶于乙醇(1%)和丙酮(0.2%)。耐光、热。水溶液于120℃加热2h仍保持稳定。由于脱氢醋酸水溶性较差，故常用脱氢醋酸钠。该类防腐剂可用于果蔬保鲜防霉及酱菜防腐。

以上防腐剂适用注意点 • 食品pH，pH下降，防腐作用上升；• 抑菌谱不同；• 不同的防腐剂之间有协同作用；• 一般比较难溶于水，应先溶解后再添加。

四、生物代谢产物

1. 抗菌素

抗菌素的抗菌效能为普通化学防腐剂的100-1000倍。抗菌作用有选择性，青霉素对G-，土霉素对G+-都有效，头孢菌素都有效。但有一点要注意，微生物可能会逐渐产生耐药性。

2. 乳酸链球菌素（Nisin）

• 又名尼生素（Nisin）、乳酸菌素，是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸组成，活性分子常为二聚体、四聚体等。对于Nisin 的单体，其中含有5 种稀有氨基酸：Abu（氨基丁酸）、Dha（脱氢丙氨酸）、Dhb（β-甲基脱氢丙氨酸）、Ala-S-Ala（羊毛硫氨酸）、Ala-S-Abu（β-甲基羊毛硫氨酸），它们通过醚键形成5 个环。氨基末端为异亮氨酸，羧基末端为赖氨酸。其分子式为：C143H228N42O37S7。 • 抗菌谱比较窄，只能杀死革兰氏阳性菌，特别是孢子，对阴性菌、酵母和霉菌均无作用，一般10mg/kg却有效。目前用于干酪等乳制品、罐头制品、乙醇饮料。

3. 纳它链霉素（Natamycin）

• 纳他霉素（Natamycin）是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，也称游链霉素(Pimaricin)。 • 它是由5个多聚乙酰合成酶基因编码的多酶体系合成。由于它能够专性地抑制酵母菌和霉菌，被广泛应用于食品防腐和真菌引起的疾病的治疗。（对酵母和霉素有效，对细菌无效。） • 1955年纳他霉素在南非首次被分离得到，产生菌是纳塔尔链霉菌（Streptomyces natalensis）。1982 年6月，美国食品与药品管理局（FDA）正式批准纳他霉素可用作食品防腐剂，可用于奶酪的保存，并且未限制其使用方式，可以用浸润，喷雾，以及和安全合适的消结块剂混合使用，但最终成品中纳他霉素的浓度必须低于20mg/kg

4.其他天然防腐剂

（1）溶菌酶 #溶菌酶（lysozyme）又称细胞壁质酶或N-乙酰胞壁质糖水解酶，属于碱性蛋白酶。广泛存在于动物的组织/体液、植物、微生物中，在鸡蛋清中的含量最高，达到0.3%。现在医药品、食品中所用的溶菌酶就是用鸡蛋清制造得到的。鸡蛋清溶菌酶由129个氨基酸组成，分子体积为45×30×30Å，分子量14380，等电点10.5~11.0。 #溶菌酶是一种化学性质非常稳定的蛋白质，pH在1.2~11.3的范围内剧烈变化时，其结构几乎不变。酸性条件下，溶菌酶遇热较稳定，pH4~7，100℃处理1min，仍保持原酶活；但是在碱性条件下，溶菌酶对热稳定性差，用高温处理时酶活会降低，不过溶菌酶的热变性是可逆的。 –溶菌酶的溶菌作用对革兰氏阳性菌有效，对部分革兰氏阴性菌、和乳酸菌也有效果，但抗菌范围不是很宽。

（2）蛋白质类• 具有抗菌性的蛋白质大多为碱性蛋白质，主要包括精蛋白(protamine)和组蛋白(histon)。 • 精蛋白能溶于水和氨水，和强酸反应生成稳定的盐。精蛋白是高度碱性的蛋白质，分子中碱性氨基酸的比例可达氨基酸总量的70%~80%。精蛋白加热不凝结，相对分子质量小于组蛋白，属动物性蛋白质。例如存在于鱼精、鱼卵和胸腺等组织中的精蛋白。 • 组蛋白能溶于水、稀酸和稀碱，不溶于稀的氨水，分子中含有大量的碱性氨基酸。组蛋白也是动物性蛋白质。例如从小牛胸腺和胰腺中可分离得到组蛋白。 • 作为防腐剂使用的该类蛋白质产品呈白色至淡黄色粉末，有特殊味道。耐热，在210℃下90min仍具有抑菌作用，适宜配合热处理，达到延长食品保藏期的作用。 • 在碱性条件下，最小抑菌浓度为70~400mg·L-1。 • 在中性和碱性条件下，对耐热芽孢菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌均有抑制作用，pH7~9时最强，并且对热稳定(120℃，30min)。 • 与甘氨酸、醋酸、盐、酿造醋等合用，再配合碱性盐类，可使抑菌作用增强。 • 对鱼糜类制品有增强弹性的效果。如与调味料合用，有增鲜作用。但能与某些蛋白质和盐、酸性多糖等相结合而呈不溶性，抑菌效率下降。

（3）植物提取物 • 植物中具有抗菌活性的代谢产物大致可以分为四类：植物抗毒素类、酚类、有机酸类和精油类。 • 异黄酮类(Isoflavonoids)化合物是最重要的植物抗毒素中的一种。 • 植物中的酚类化合物分为三类：简单酚类和酚酸类、羟基肉桂酸衍生物类和类黄酮类。（辣椒素） • 在水果和蔬菜中普遍存在柠檬酸、琥珀酸、苹果酸和酒石酸等有机酸。这些有机酸除了作为酸味剂、抗氧化剂增效剂外，还具有抗菌能力。 • 从香辛料、中草药或是水果、蔬菜中分离出精油。

第四节抗氧化剂

一、食品的氧化问题

1. 脂类氧化的途径

1.自动氧化• 由空气中的氧气和脂类发生反应触发的油脂氧化被称为自动氧化，通常是导致食品氧化问题的最常见的原因。多不饱和脂肪酸，不论是以游离脂肪酸形成存在还是以甘油三酸酯形式或者是磷脂形式存在，都很容易发生自动氧化。 2.如果有光线以及光敏剂如叶绿素存在的话，单线态氧将会扮演引发脂氧化的角色。 3.金属离子如铜离子和铁离子 4.脂肪氧合酶类• 脂肪氧合酶类，特别是存在于大豆、豌豆和番茄等植物组织中的酶，在油脂制取过程中会导致脂肪的氧化，但是这些酶类在上述植物被咀嚼的过程中也可能起到形成特定风味的效果。

2. 脂类氧化的产物和结果

3. 抗氧化剂的作用

• 食品中的抗氧化剂可以定义为能够推迟、延缓或者预防由于氧化引起的食品败坏或风味劣化的物质。 • 这种推迟作用是由于油脂氧化诱导期的延长。 • 如果在油脂氧化诱导期的末期加入抗氧化剂可能不能起到有效抑制氧化的效果。

抗氧化剂抑制或者延缓氧化主要有两种方式： 1.一是淬灭自由基，通过这种方式抗氧化的化合物被称为初级抗氧化剂，例如酚类物质； 2.另一类并不直接淬灭自由基，这类抗氧化物质被称为次级抗氧化剂。初级抗氧化剂在氧化诱导期期间被消耗完毕，而次级抗氧化剂则通过各种途径如螯合金属离子、清除氧气、将氢过氧化物转变成非自由基成分、紫外光线吸收或者单线态氧淬灭的方式进行抗氧化。 – 通常，次级抗氧化剂抗氧化作用的发挥需要在上述氧化引发条件存在的条件下才能起作用。比如，柠檬酸只有在存在金属离子的条件下才发挥作用，而还原剂维生素C在维生素E或者其他初级抗氧化剂存在的条件下才有效作用。

4. 影响氧化速率的因素

• 在食品中脂肪酸及其酯的氧化程度取决于该脂肪酸的化学结构以及在氧化体系中是否存在一些促进氧化的微量成分。氧气分压、与氧气接触面积、温度以及一些物理因素的引发也影响氧化速率。

二、氧化的抑制

1. 降低物理因素的影响

提高食品的氧化稳定性可以通过减少脂类或者含脂食品暴露在空气、光线和高温下的时间来提高。理论上讲，最可靠的防止多脂食品氧化的手段是去除食品生产过程中的氧和包装中的氧气含量。现代包装技术可以达到真空包装或者充气包装，但是残余氧气含量要达到1%以下很困难。

2. 抑制自动氧化

3. 抑制光敏性氧化

4. 抑制酶活性或者使酶失活

三、常见抗氧化剂的抗氧化机理

1. 自由基吸收剂

• 自由基淬灭剂AH能淬灭自由基（LOO·，LO·），从而中断链反应并形成活性比较低的抗氧化剂自由基（A·）（如方程（1）和（2）所示意），这种自由基不与脂类进一步反应。

自由基吸收剂包括多羟基酚和有空间位阻的酚类化合物，多数抗氧化剂包括目前常用的BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基对甲酚）、PG（没食子酸甲酯），TBHQ（叔丁基对苯二酚）等，生育酚等酚类抗氧化剂、黄酮类物质、以及一些香辛料提取物如鼠尾草酚酸等都是有效的自由基吸收剂，它们主要作为电子或者氢的给予体，与脂类的自由基反应，将自由基转变为相对稳定的化合物，从而中止自动氧化反应。

2. 激发态氧湮灭剂

• 单质氧有两种存在能量状态,一是单线态,即激发态(1O2) ;另一是三线态(3O2) ,即基态。 • 单线态即激发态氧能将脂类化合物氧化成氢过氧化物，是油脂氧化的原因之一。 • 胡萝卜素在低氧压力下能将单线态氧(激发态) 转变为三线态(基态)氧，消除了单线态氧的存在，从而起到抗氧化作用。

3. 金属离子螯合剂

• 食品通常含有微量的金属离子。这些金属离子的来源，一是含金属的活化酶或其分解产物，二是在食油炼制、食油氢化及食品加工中接触金属容器。 • 重金属，特别是那些具有两价或更高价态且在它们之间有合适的氧化还原电势(例如钴、铜、铁、镁等) 的金属，可缩短链反应引发期的时间，加快脂类化合物氧化的速度。已经证明，金属和金属盐的卟啉环络合物浓度为10 - 8 mol/ L 时，则产生强氧化效应。 • 一些含氧配位原子的络合剂可作为抗氧化剂，因它们与金属离子络合后可降低氧化还原电势，稳定金属离子的氧化态，有效地抑制金属离子的促氧化效应。如柠檬酸、EDTA、多磷酸盐、植酸、卵磷脂等。

4. 氧气清除剂

• 氧气清除剂通过除去食品中的氧而延缓氧化反应的发生。 • 可作为氧气清除剂的化合物主要有抗坏血酸、抗坏血酸酯、异抗坏血酸或异抗坏血酸钠等。当抗坏血酸起氧气清除作用时，本身被氧化成脱氢抗坏血酸，所以抗坏血酸的2-和3-位必须是不饱和的。 • 抗坏血酸通过清除某些食品中的氧气而起抗氧化作用，与自由基吸收剂（如生育酚）结合使用更加有效。

按照用途可以分成• 自由基终止剂：BHA，BHT，TBHQ，VE，• 还原剂或者除氧剂：亚硫酸盐，抗坏血酸• 螯合剂：EDTA，柠檬酸• 单分子氧抑制剂：β-胡萝卜素

抗油脂酸败常用合成抗氧化剂 • BHA（丁基羟基茴香醚） • BHT（二丁基羟基对甲酚） • PG（没食子酸甲酯） • TBHQ（叔丁基对苯二酚）

四. 天然抗氧化剂

（1）生育酚类

该类抗氧化剂包括一组在化学结构上与生育酚和生育三烯酚有关系的化合物（结构如图7-7），广泛分布于植物组织内。天然生育酚有α、β、γ、δ、ε、ζ、η7种同系物，以前四种为主。生育三烯酚，也有α、β、γ、δ四种同系物。

（2）抗坏血酸及其衍生物

• 抗坏血酸及其衍生物中用作抗氧化剂的有抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、异抗坏血酸及其钠盐、抗坏血酸棕榈酸酯和抗坏血酸硬脂酸酯等。由于它们本身极容易被氧化，能降低介质中的含氧量，即通过除去介质中的氧而延缓油脂等氧化反应的发生。因此是一类氧的清除剂。抗坏血酸类起作用时，本身被氧化并降解，其过程包括两个方面：• 一种是在有氧的条件下，先氧化（提供一个氢）成单氢抗坏血酸、或称抗坏血酰自由基，进而再氧化成脱氢抗坏血酸。 • 另一种是在无氧条件下，经各种中间阶段而形成呋喃、2-羟基糠醛等物，这里不存在供氢的过程。

其他

• 迷迭香提取物• 甘草提取物• 茶多酚• 黄酮类化合物• 酚酸类化合物 • 类胡萝卜素• 酶类

五、防止褐变用抗氧化剂

1. 抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸

– 果蔬的酶促褐变主要是一些酚类倍氧化成醌类，在酶的作用下，偶联成聚合体，出现褐色素– 着类抗氧化剂主要是自己和氧气作用，消耗掉氧气，不阻止组织中酚类受到氧化

使用注意点• 防止金属离子——采用螯合剂；• 充氮等措施，减少于氧气的接触；• 避光避热；• 协同作用。

2.SO2、亚硫酸盐类

1.漂白和还原作用• 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。 • 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性变，比如多酚氧化酶的反应。 • 可与有色物质作用而漂白，比如花青素、胡萝卜素等——用于苹果、马铃薯、果脯原料等。 • 用于防止非酶褐变，如藕、土豆片等。 2.抑菌作用、抑制昆虫• 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的作用稍差一些。 • 亚硫酸对微生物的抑制效果与其存在状态有关，亚硫酸分子在防腐上最有效。

毒理学评价及可能的危害无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突变作用，高计量下，哺乳动物细胞中可导致染色体损害，但在当前的适用剂量下，对多数人无害。关于其危害，主要对过敏的哮喘者有诱发的可能

第七章食品的辐射保藏

第一节概述

一、食品辐射保藏的定义及其特点

定义

食品辐射保藏——是利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料，进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，抑制根类食物的发芽和延迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以达到延长食品保藏期的方法和技术。这种技术又称为食品辐照（Food irradiation）技术。辐照食品——经辐照技术处理后的食品。在我国《辐照食品卫生管理办法》附则中定义：辐照食品是指用钴－60、铯－137产生的γ射线或电子加速器产生的低于10MeV电子束照射加工保藏的食品。

特点:

辐照技术的另一个特点就是射线（如γ射线）的穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食品，可杀灭深藏在食品内部的害虫、寄生虫和微生物。正因为此，它被大量应用于海关对进口物品（食物、衣物等用品）的防疫处理，以确保进口物品不携带有害生物进入国门。还可与冷冻保藏技术等配合使用，使食品保藏更加完善，这是其他保藏方法所不可比拟的。

#非热作用，食品内部温度不会增加或变化很小，故有“冷杀菌”之称，而且辐照可以在常温或低温下进行，因此经适当辐照处理的食品可保持原有的色、香、味和质构，有利于维持食品的质量； #节能与冷冻保藏等相比，能节约能源。据(IAEA）报告，冷藏耗能324MJ/t，巴氏消毒能耗828MJ/t，热杀菌能耗1080MJ/t，辐照灭菌只需要22.68MJ/t，辐照巴氏灭菌能耗仅为2.74MJ/t。冷藏法保藏马铃薯（防止发芽）300d，能耗l080MJ/t；而马铃薯经辐照后常温保存，能耗为67.4MJ/t，仅为冷藏的6％。 #无残留物:与化学保藏法相比，辐照过的食品不会留下任何残留物，是一个物理加工过程，而传统的化学防腐保藏技术面临着残留物及对环境的危害问题。

缺点与局限性

n 投资大, 及专门设备来产生辐射线（辐射源），n 安全防护并需要提供安全防护措施，以保证辐射线不泄露；对不同产品及不同辐照目的要选择控制好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。 n 高剂量下的感观性状变化n 接受性由于各国的历史、生活习惯及法规差异，目前世界各国允许辐照的食品种类仍差别较大，多数国家要求辐照食品在标签上要加以特别标注。

二、辐照保藏的进展

食品工艺学 江南大学

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