食品加工与保藏原理——食品的腌制烟熏保藏

食品加工与保藏原理——食品的腌制烟熏保藏知识梳理，包括它的基本原理、腌制剂及其作用、常用腌制方法、腌制品的食用品质等内容。

食品的腌制烟熏保藏

• 基本原理
  • 腌制概念
    • 用食盐、糖等腌制材料处理食品
    • 深入组织内部，提高渗透压，降低水分活度，选择性抑制微生物活动，促进有益菌生长
    • 防止腐败，改善品质
  • 分类
    • 肉类腌制
    • 蔬菜腌制
      • 腌渍
      • 发酵型和非发酵型
    • 水果
      • 糖渍
      • 蜜饯、果脯、凉果、果酱、果泥、果冻
  • 溶液的扩散和渗透
    • 腌制液：腌制剂溶于水形成腌制液
    • 扩散与渗透
      • 扩散
        • 分子在不规则热力运动下，固体、液体、气体浓度均匀化
        • 浓度差，溶质分子由高浓度向低浓度扩散
      • 渗透
        • 渗透压、半透膜
        • 溶质分子由低浓度向高浓度渗透
        • 溶液的渗透压
          • 等渗溶液
          • 低渗溶液
          • 高渗溶液
    • 腌制剂使食品内水分渗出，自身扩散到食品组织内部
      • 降低食品组织水分活度
      • 提高结合水含量、渗透压
      • 辅料杀菌、抑菌
      • 微生物正常生理活动受到抑制
  • 腌制剂的防腐作用
    • 食盐
      • 微生物细胞脱水
        • 1%食盐达微生物细胞最高渗透压
        • 具体表现
          • 1~3%：大多数生长受到抑制
          • 6~8%：大肠杆菌、沙门氏菌、肉毒杆菌受到抑制
          • 20%：酵母菌
          • 20~25%：霉菌
      • 降低水分活度
        • 氯化钠解离，形成水合离子→自由水变结合水
      • 毒害作用
        • Na+
          • 微生物敏感
          • 与原生质银离子结合
          • 低pH加强其毒害作用
            • 柠檬酸
            • 醋酸
            • 乳酸
            • 减盐
        • Cl-
          • 与原生质结合
      • 盐溶液缺氧
        • 减少氧的溶解度
        • 需氧菌难以生长
      • 微生物蛋白酶
        • 与蛋白酶中肽键结合，减少酶与蛋白质的作用
        • 降低微生物利用蛋白质的可能，使微生物不容易分解蛋白质
    • 糖
      • 脱水作用
      • 降低水分活度
      • 氧溶解量下降
  • 微生物发酵产物
    • 乳酸
    • 酒精——防腐
    • 醋酸
    • 二氧化碳——一定程度阻隔氧气
    • 降低环境pH，若持续积累发酵微生物也将受到抑制
• 腌制剂及其作用
  • 咸味料
    • 食盐
    • 调味、防腐
  • 甜味料
    • 白糖、红糖、饴糖、蜂蜜
    • 增嫩
  • 酸味料
    • 米醋、熏醋、糖醋、白醋
    • 浓度
      • 0.2%抑菌
      • 0.4%抑制细菌和部分霉菌
      • 0.5%霉菌及酵母
  • 肉类发色剂和发色助剂
    • 硝酸盐/亚硝酸盐
      • 作用
        • 抑菌
          • 肉毒梭状芽孢杆菌
          • 其他类型腐败菌
        • 呈色
        • 抗氧化
          • 延缓腌肉酸败
          • 亚硝酸盐还原性
        • 风味作用
          • 极大影响
      • 检测分离
        • 亚硝酸+蛋白质分解产物：二甲胺→二甲基亚硝胺
        • 可从各种腌肉制品中分离
      • 安全性
        • 急性毒性较强
        • 组织缺氧
          • 0.5~1h
          • 头晕、恶心、呕吐、皮肤发紫
          • 呼吸衰竭而死
    • 抗坏血酸盐、异抗坏血酸盐
      • 高铁肌红蛋白→亚铁肌红蛋白，加速腌制
      • 与亚硝酸反应，生成NO
        • 呈色助剂
      • 抗氧化剂，稳定颜色和风味
      • 减少二甲基亚硝胺形成
    • 烟酰胺
  • 品质改良剂
    • 磷酸盐
      • 稳定物理性质、组织状态——改善保水性&黏着性
      • 蛋白质溶剂化——水分保持能力
        • 离子强度作用，非溶解状态蛋白质→溶解态
        • 肌球蛋白、肌动球蛋白被提取
        • 保水性、黏着性增强
      • 复合磷酸盐
        • 聚磷酸钠
        • 焦磷酸钠
        • 偏磷酸钠
        • 正磷酸钠
        • 一定比例复配
      • 作用
        • 提高肌肉离子强度
        • 改变pH
        • 螯合金属离子
        • 解离肌动球蛋白
        • 抑制肌球蛋白变性
    • 食盐
  • 防腐剂
  • 抗氧化剂
• 常用腌制方法
  • 有关因素控制
    • 食盐纯度：若不纯，速度降
    • 食盐用量、盐水浓度
    • 原料的化学组成
    • 温度
    • 空气
    • 扩散、渗透速度是关键
  • 盐腌
    • 干腌
      • 食盐、混合盐，撒布/涂擦在食品表面
        • 重压加速，并使其均匀分布
        • 高渗透压→食品脱水
        • 食盐溶化，渗入组织内部
      • 火腿
      • 特点
        • 缺点
          • 时间长，火腿1m+，4~5d/kg
          • 盐多，咸味重、干
        • 优点
          • 工艺、设备简单
          • 水分少易保存
          • 营养成分损失少
    • 湿腌
      • 原料浸没于一定浓度食盐溶液中
        • 扩散+渗透
        • 盐溶液均匀分散于组织内部
      • 分割肉、肋部肉、鱼类、蔬菜、果品
      • 特点
        • 缺点
          • 盐多，营养损失多
          • 含水量大，不易保存
        • 优点
          • 盐分布均匀
          • 避免原料与空气接触而氧化变质
    • 注射腌制
      • 动脉注射
        • 泵将腌制液经过动脉系统压送至分割肉或腿肉内
        • 单一针头插入股动脉切口，压入各部位
        • 重量增加可达8%~20%
      • 肌肉注射
        • 多针头注射，形状整齐不带骨
          • 带骨也可
      • 特点
        • 缩短操作时间，提高效率，降低成本
    • 混合腌制
      • 干腌+湿腌，鱼类
      • 干腌后盐水腌制
      • 常用
        • 注射腌制+干腌/湿腌
          • 盐液注射
          • 按层擦盐/湿腌
        • 盐水浓度低于注射所用浓度，以便肉类吸收水分
  • 糖渍
    • 果脯蜜饯类
      • 工艺
        • 原料预处理→糖制→烘晒→上糖衣→整形→包装
      • 操作方法
        • 蜜制
          • 30%糖液浸渍8~12h，逐次提高10%直至60~65%
          • 不加热或只对糖液加热
          • 糖青梅、糖杨梅、蜜枇杷、蜜樱桃
        • 煮制
          • 原料放在糖液里煮
          • 用于肉质致密耐煮的果蔬原料
          • 方法
            • 一次煮制法
              • 分次加糖
              • 快速省时，加热时间长，易破坏食品色香味和营养
            • 多次煮制法
              • 多次糖煮浸渍，逐步提高糖液浓度
              • 费工费时，不能连续化生产，用↓改进
            • 快速煮制法
              • 糖液中交替加热煮制&放冷浸渍
            • 减压煮制法
              • 一定真空度下煮制
              • 真空煮，常压浸
            • 扩散煮制法
              • 真空连续化糖制
    • 凉果类
      • 盐腌果坯，脱盐加辅料（甘草、糖精、精盐、有机酸、香料），拌砂糖、糖液蜜制，干制
      • 酸、甜、咸、香，话梅、陈皮梅、橄榄
    • 果酱类
      • 果酱：果肉加糖煮制而成的粘稠状制品
      • 果泥：打碎果肉获取果浆，加糖煮制而成的半固态制品
      • 果冻：果汁加糖浓缩而成的凝胶状制品
      • 工艺：加糖煮制
        • 脱水
        • 浓缩
        • 混合
        • 杀菌
        • 灭酶
  • 酸渍
    • 人工酸渍法
      • 食醋、冰醋酸+辅料→腌制液，浸渍
    • 微生物发酵酸渍法
      • 乳酸发酵产乳酸对食品进行腌制
• 腌制品的食用品质
  • 腌制品风味形成
    • 原料成分及加工过程中形成的风味
      • 原料及腌制剂
        • 直接来自风味物质
        • 风味物质前提在风味酶、热多用下水解、裂解而产生
        • 芦笋：二甲基-β-硫代丙酸→二甲基硫+丙烯酸
      • 调味料：蒜——二烯丙基二硫化物
      • 蛋白质水解→氨基酸呈味
      • 脂肪分解：甘油、脂肪酸
    • 发酵作用
      • 盐溶性蛋白渗入盐水，微生物分解
      • 腌菜：风味产物与产物之间作用
    • 吸附作用
      • 非发酵型风味单纯，发酵型复杂
      • 酱及酱油：醇、酸、酚、酯、羰基化合物
  • 腌制品颜色形成
    • 褐变形成
      • 多酚类物质+氧化酶，羰氨反应
      • 深色制品：需要褐变
      • 腌白菜、鲜绿/红菜及部分糖渍品：褐变降低品质
      • 控制
        • 抑制酚酶、隔氧
        • 降低反应物浓度、pH
        • 避光、降温
    • 吸附形成
      • 含色素的腌制剂，色素物质向组织细胞内扩散
      • 提高浓度，加大扩散速度可提高食品对色素的吸收
    • 发色剂形成
      • 硝酸盐发色作用
        • 硝酸盐→亚硝酸盐
        • 亚硝酸盐+乳酸→亚硝酸
        • 亚硝酸→NO
        • NO+血红蛋白/肌红蛋白→亚硝基血红蛋白/亚硝基肌红蛋白
      • 影响因素
        • 亚硝酸盐使用量：0.05~0.15g/kg
        • 肉的pH：5.6~6.0
        • 温度：温度高时间短
        • VC：高于亚硝酸盐含量——助色、护色
        • 蔗糖、葡萄糖：还原型，影响
        • 烟酸、烟酰胺：稳定红色，但无防腐作用不能替代
        • 丁香：消色作用
      • 色泽保持
        • 避光
        • 低脂肪
        • 低温
        • 抗氧化剂
        • 真空或充氮包装
• 食品的烟熏
  • 烟熏目的与熏材的选择
    • 目的
      • 增加香味
        • 愈创木酚：邻甲氧基苯酚
        • 4-甲基愈创木酚
        • 熏烟成分与肉作用产生新的呈味物质
      • 促发色：烟熏色
        • 美拉德反应：羰基化合物+蛋白质
        • 加速NO-血色原形成：肉温提高，促进还原菌生长
        • 受热脂肪外渗：润色、带光泽
      • 防止氧化：烟熏成分渗入制品内部
        • 酚类及其衍生物：邻苯二酚、邻苯三酚
      • 防止腐败：脱水干燥，杀菌消毒
        • 有机酸：中和肉中碱性物质，肉向酸性发展，抑制腐败菌
        • 醛类：甲醇本身的防腐性；与含游离氨基的物质结合，减弱碱性
        • 酚类：抗氧化作用，防腐作用
    • 熏材的选择与预处理
      • 硬木、阔叶木、玉米芯、稻壳
      • 避免使用软木、针叶松
      • 木材成分及其加热产物
        • 纤维素：醋酸、酚、丙酮、水
        • 半纤维素：呋喃、糠醛、酸
        • 木质素：酚类、丙酮、甲醇、有机酸
      • 预处理
        • 晒干、烘干，制成木屑，便于发烟
        • 木屑、木粉单独或按一定比例混合，用胶粘结，直接加热发烟或明火点燃
  • 熏烟的成分和作用
    • 熏烟来自硬木的不完全燃烧
    • 醇类
      • 最常见的是甲醇aka木醇
      • 对色香味几乎不起作用，挥发物质的载体，杀菌能力最弱
      • 熏烟中最不重要的成分
    • 气体物质：二氧化碳、一氧化碳、氧气、氮气、一氧化氮
  • 熏烟的产生及对制品的影响
    • 熏烟：硬木不完全燃烧
      • 烟气：空气&未完全燃烧的产物（燃气、蒸气、液体、固体）形成的气溶胶
      • 熏制实质：产品吸收木材分解产物
        • 烟熏关键——木材的分解产物
    • 烟熏过程
      • 木材高温分解
      • 高温分解产物→环状、多环状化合物→聚合、缩合→热分解
        • 产物：35%木炭+12~17%水溶性化合物（对熏烟有用） +10%煤焦油多环芳烃等有害物
      • 燃烧、氧化同时进行，氧气量、温度不同，熏烟成分不同
        • 400℃为界限
          • 大于400℃，最适宜形成酚，也利于形成苯并芘&其他烃
          • 最好控制在400℃以下
    • 烟熏对制品的影响
      • 熏烟成分向肉中渗透
        • 渗透程度的指标：羰基化合物（甲醛）、酚类
        • 因素
          • 温度、时间
          • 熏烟密度
          • 空气流速、相对湿度
          • 食品表面水分、肌肉组织状态
      • 营养成分变化
        • 水分
          • 温度
          • 湿度
          • 空气流速
          • 内部水分向表面转移速度
        • 蛋白质
          • 产品硬度增加：蛋白质热凝固
          • 游离-SH增加
        • 油脂
          • 游离脂肪酸含量增加，酸价增加
          • 过氧化物含量降低
          • 氧化受到抑制
      • 物性变化
        • 硬度
          • 水分蒸发量、蛋白质变性
          • 温度、湿度、空气流速
        • 颜色变化
          • 独特茶褐色
          • 原因
            • 美拉德
            • 脂肪熔化
            • 表面形成皮膜
          • 烟熏色环
      • 风味和贮存期变化
        • 风味：酚类、羰基类化合物作用结果
        • 贮藏期增加
          • 水分蒸发
          • 热杀菌
          • 烟气成分杀菌
          • 表面形成皮膜
      • 安全性
        • 多环烃类的致癌作用
  • 常用的烟熏方法
    • 直接烟熏法
      • 冷熏
        • 长时间腌制，15~30℃熏制4~7d
        • 水分含量40%，贮藏期较长，风味不如温熏法
        • 干制香肠：色拉米香肠
      • 温熏
        • 适当腌制，30~50℃，5~6h，不超过1~2d
        • 西式火腿、培根
        • 木屑放在烟熏室底部，点燃后缓慢燃烧，室温逐渐上升
        • 重量损失少，风味好；耐藏性差
      • 热熏
        • 50~85℃，通常在60~70℃左右
          • 巴氏杀菌
        • 中心温度68℃
        • 熏制温度较高，短时间内形成较好烟熏色泽
          • 应用范围广
        • 灌肠
      • 熏烤（焙熏）
        • 90~120℃甚至更高
        • 熏制过程完成熟制，无需重新加工即可食用
        • 迅速使用，无耐藏性
        • 烤鸭、烤肉
      • 液熏
        • 液态烟熏剂，硬木干馏制成，特殊净化，含有熏烟成分
        • 特点
          • 不需用熏烟发生器，减少设备投资
          • 较好的重现性
            • 烟熏剂成分稳定
          • 固相去净，无致癌风险
          • 风味、颜色均匀，操作清洁
          • 控制污染
            • 降低传统熏烟厌恶中的微粒相、挥发性有机化合物和异味， 有助于达到工业空气污染法规要求
        • 使用方法
          • 将烟熏液加入香肠肉馅和火腿腌制盐水
            • 烟熏风味
            • 抗氧化特性
            • 抑菌作用
            • 烟熏色
          • 表面
            • 浸泡、喷淋
              • 很有效
              • 在进入炉前进行
              • 浸泡后干燥
            • 雾化
              • 预处理
                • 形成腌肉色
                • 表面温度40~45℃
                • 表面适度干燥
            • 加热挥发
              • 包附在制品上
              • 干净卫生，易清理
      • 电熏
        • 烟熏室配制电线，电线上悬挂原料，通1~2wV高压直流电/交流电→电晕放电，熏烟带电荷
        • 熏烟可深入肉内，提高风味，延长贮藏期
        • 特点
          • 优点
            • 贮藏期增加，不易生霉
            • 时间段
            • 内部甲醛含量高，直流电烟更易渗透
          • 缺点
            • 物体尖端沉积物较多，烟熏不均匀
            • 成本高
    • 间接烟熏法
      • 外室生烟法
        • 燃烧好的具有一定温度、湿度的熏烟送至烟熏室
        • 克服直接法烟气密度、温度不均
        • 减少有害物质生成
      • 燃烧法
      • 摩擦发烟法
      • 湿热分解法
        • 蒸汽式烟雾发生器
      • 流动加热法
  • 熏烟中有害物质的控制
    • 控制生烟温度
    • 湿烟法
    • 隔离保护法
    • 外室生烟法
    • 液熏法
  • 烟熏设备
    • 简易烟熏室
    • 全自动烟熏室
    • 隧道式烟熏设备