课件：食品加工与保藏发酵腌渍烟熏素材.ppt

第九章 食品的发酵、腌渍和烟熏,食品的发酵 发酵理论与类型；典型的食品发酵工艺；影响食品发酵的因素及控制 食品的腌渍 腌渍保藏原理；食品腌渍过程的扩散与渗透作用；食品的腌渍工艺与控制 食品的烟熏 烟熏的目的及作用；熏烟的成分及其对食品的影响；烟熏方法及控制,第一节 食品的发酵,一、发酵理论与类型 1.发酵的概念及应用 （1）发酵的概念 借助微生物在有氧和无氧条件下的生命活动来制备微生物细胞本身，或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程称为发酵。,（2）微生物发酵在食品中的应用,利用微生物发酵食品，如酿酒、酿醋、制酱、泡菜、酸奶、干酪、面包和各种调味品。 利用微生物的代谢产物，如氨基酸、核苷酸、有机酸、酶制剂、维生素及各种抗生素类等。 利用微生物菌体细胞及其活性功能，如食用菌、微生物单细胞蛋白、乳酸杆菌、双歧杆菌。,2.发酵的类型及机理,食品发酵的微生物的分类 朊解菌：分解蛋白质及其他含氮物质，代谢产物主要有蛋白、蛋白胨、多肽、氨基酸、胺类、硫化氢、甲烷、氢气等。 脂解菌：分解脂类和类脂，代谢产物主要有脂肪酸、甘油、醛、酮、CO2和水。 发酵菌：作用于糖类及其衍生物，代谢产物有乙醇、酸和CO2 。,（1）醋酸发酵（细菌） 好氧性醋酸发酵食用醋、冰醋酸 CH3CH2OH +O2 CH3COOH +H2O +489J 厌氧性醋酸发酵糖醋 C6H12O6 +4(ADP +Pi) 3CH3COOH +4ATP,（2）柠檬酸发酵（霉菌） 柠檬酸（食品酸味剂和化工原料） 2C6H12O6 +3O2 2C6H8O7 +4H2O,（3）酒精发酵（酵母菌） 第一型发酵酿酒、酒精 C6H12O6 +2ADP +2Pi 2CH3CH2OH +2CO2 +2ATP 第二型发酵（亚硫酸氢钠）甘油 C6H12O6 +NaHSO3 CH2(OH)CH(OH)CH2(OH)+CH3CH(O2SNa)OH +CO2 第三型发酵（碳酸钠）甘油 2C6H12O6 2CH2(OH)CH(OH)CH2(OH)+CH3COOH+CH3CH2OH+2CO2,（4）乳酸发酵（细菌） 泡菜、酸菜、酸奶、乳酪、青贮饲料 同型乳酸发酵L-乳酸 C6H12O6 +2ADP +2Pi 2CH3CHOHCOOH +2ATP 异型乳酸发酵 C6H12O6 +ADP +Pi CH3CHOHCOOH +CH3CH2OH +CO2 +ATP 2C6H12O6 +5ADP +5Pi 2CH3CHOHCOOH +3CH3COOH +5ATP,二、典型的食品发酵工艺,1.利用细菌进行的发酵 （1）食醋 生产原料：薯类、粮谷类、粮食加工下脚料、果蔬类、野生植物等。 酿造微生物：淀粉液化、糖化微生物，酒精发酵微生物，醋酸发酵微生物。 生产工艺：固态发酵法、液体深层发酵法、酶法液化通风回流法。,（2）发酵乳制品（酸奶、乳酸菌饮料、奶酪、酸奶油、马奶酒） 主要菌种：乳酸菌。 双歧杆菌酸奶生产工艺：共同发酵法（两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌）、共生发酵法（两歧双歧杆菌与兼性厌氧酵母）。,（3）氨基酸（谷氨酸、色氨酸、甘氨酸） 谷氨酸生产原料：淀粉质（玉米、小麦、甘薯、大米、淀粉）、糖蜜（甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜）、氮源（尿素、氨水）。 谷氨酸生产菌：谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、黄色短杆菌等。 味精生产工艺：淀粉水解糖的制取谷氨酸生产菌的菌种扩大培养谷氨酸发酵谷氨酸的提取与分离制备谷氨酸钠。,（4）黄原胶微生物高分子胞外杂多糖 生产原料：碳水化合物（葡萄糖、蔗糖、淀粉等）。 生产菌：菜豆黄单胞菌、锦葵黄单胞菌、胡萝卜黄单胞菌等。 生产工艺：菌种扩培发酵原料配比发酵分离提纯干燥。,2.利用酵母菌进行的发酵 （1）面包 主要原料：面粉、糖、油脂、鸡蛋。 发酵微生物：酵母（鲜酵母、活性干酵母、即发干酵母）。 生产工艺：一次发酵法、二次发酵法、快速发酵法。,（2）酿酒（黄酒、白酒、啤酒、果酒） 葡萄酒酵母：张裕7318酵母、法国香槟酵母、匈牙利多加意酵母。 葡萄酒发酵特点：前发酵（添加SO2以避免细菌和野生酵母的干扰）、后发酵（水封隔氧发酵）。,3.利用霉菌进行的发酵 （1）酱类（豆酱、豆豉、酱油、豆腐乳） 主要菌种：米曲霉、黑曲霉。 淀粉的糖化、蛋白质的水解通过霉菌产生的淀粉酶和蛋白质水解酶进行，再在细菌、酵母的共同作用下生产醇、酸、酯等风味成分。,（2）柠檬酸 主要菌种：黑曲霉。 生产过程中同时进行糖化和发酵产酸。 工艺流程：薯干粉调浆灭菌冷却发酵发酵液提取成品,三、影响食品发酵的因素及控制,酸度 乙醇含量 菌种的使用,温度 氧 食盐,1.酸度 酸具有抑制微生物生长的作用，含酸食品具有一定的防腐能力： 高浓度的氢离子降低蛋白质和酶的活性，影响菌体对营养物的吸收。 高浓度的氢离子还会影响微生物正常的呼吸作用，抑制微生物体内酶系统的活性。,2.乙醇含量 乙醇具有防腐作用： 乙醇可使菌体蛋白质因脱水而变性。 乙醇可溶解菌体表面脂质，从而起到一定的机械除菌作用。 乙醇防腐能力的大小取决于乙醇浓度，达到12%15%（按容积计）就能抑制微生物的生长。,3.菌种的使用（酵种） 如果在发酵开始时加入大量预期菌种，那么它们就可以迅速地生长繁殖，并抑制其它杂菌的生长，从而促使发酵过程向着预定的方向进行。 例如，面包、馒头、酿酒、酸奶。,4.温度 在发酵过程中的不同阶段，通过控制不同的温度以控制适宜的菌种生长。 例如，酿醋前期酵母酒精发酵2833，后期醋酸杆菌发酵3341。 腌制卷心菜初期温度较低（21）适宜肠膜状明串珠菌生长，后期适当提高温度（21）黄瓜发酵乳杆菌和短乳杆菌生长。,5.氧 霉菌：需氧。 酵母：氧气充足时大量繁殖；缺氧时乙醇发酵。 细菌：醋酸菌需氧；乳酸菌兼性厌氧；肉毒杆菌专性厌氧。,6.食盐 通过控制食盐浓度可控制微生物生长及其在食品中的发酵活动。 蔬菜腌制品中的乳酸菌能忍受1018的食盐浓度。 大多数朊解菌和脂解菌不能忍受2.5%以上的盐液浓度。,第二节 食品的腌渍,食品的腌渍 让食盐或糖渗入食品组织内，降低其水分活度，提高其渗透压，或通过微生物的正常发酵降低食品的pH值，从而抑制腐败菌的生长，防止食品的腐败变质，获得更好的品质，并延长保质期的加工方法。 盐腌的过程称为腌制；糖腌的过程称为糖渍。,盐腌制品的分类,发酵性腌制品 腌菜 腌菜 非发酵性腌制品 酱菜 糟制品 盐腌制品 腌肉 腌禽蛋,糖渍食品（蜜饯食品）的分类,糖渍蜜饯 返砂蜜饯 果脯 凉果 甘草制品 果糕,一、腌渍保藏的原理,1.溶液浓度与微生物的关系 （1）溶液浓度的表示方法 体积浓度 质量浓度 摩尔浓度,（2）溶液浓度的测定密度计 盐水浓度：波美密度计，每格标度大致相当于1食盐溶液。 糖水浓度：糖度计，每一表度相当于1蔗糖溶液的质量分数。 波美计、糖度计在使用时须校正温度。,（3）溶液浓度对微生物的影响 等渗溶液环境中（如0.9的食盐溶液），微生物细胞保持原形。 低渗溶液环境中，外界水分向细胞内渗透，当内压过大时，会导致原生质胀裂，微生物无法生长繁殖。,高渗溶液环境中，微生物种类不同对溶液浓度反应不同： 其一，细胞内水分向外渗透，发生质壁分离，使微生物细胞变形、生长受到抑制甚至死亡。 其二，溶质容易通过原生质膜，细胞内外渗透压迅速达到平衡，不存在质壁分离现象。,2.盐在腌渍中的作用,（1）食盐的防腐机理 食盐溶液对微生物细胞的脱水作用。 食盐溶液中的Na+、Mg2+、K+、Cl-对微生物的生理毒害作用。 食盐对酶活力的影响。 食盐溶液降低环境的水分活度。 食盐溶液中氧气浓度下降。,（2）不同微生物对食盐溶液的耐受力,3.糖在腌渍中的作用,（1）糖溶液的防腐机理 产生高渗透压 降低水分活度 使溶液中氧气浓度降低,（2）不同微生物对糖溶液的耐受力,为了达到保藏目的，糖液浓度至少要达到6575，以7275最适宜。 葡萄糖、果糖溶液抑菌效果比乳糖、蔗糖好。,4.微生物的发酵作用,（1）微生物发酵在食品腌渍过程中的作用 影响腌渍品的风味 抑制有害微生物的活动 （2）腌渍过程中发酵作用的类型 乳酸发酵 酒精发酵 醋酸发酵,5.蛋白质的分解作用,在微生物、蛋白质分解酶作用下分解为氨基酸。 变化缓慢而复杂。 对腌渍品的色泽、香气和风味产生影响。,二、食品腌渍过程的扩散与渗透作用,1.扩散 扩散：分子或微粒在不规则热运动下浓度均匀化的过程。 扩散推动力：浓度差。 扩散总是从浓度高朝着浓度低的方向进行。,扩散系数的影响因素：温度越高，粒子直径越小，介质粘度越低，扩散系数越大。 D=RT/(N6r) 例如，扩散系数：葡萄糖蔗糖饴糖中的糊精（5.21:3.80:1.00）。 温度每增加1，扩散系数增加23.5%.,2.渗透 渗透：溶剂从低浓度溶液经过半透膜向高浓度溶液扩散的过程。,渗透压与温度和溶质摩尔浓度成正比。 =icRT 温度每增加1，渗透压增加0.300.35%. 糖渍常在高温条件下进行，盐腌则常在常温，甚至较低温度下进行。,3.食品腌渍过程的扩散与渗透 食品腌渍过程，相当于将细胞浸入食盐或食糖溶液中，细胞内呈胶体状的蛋白质不会溶出，但电解质则不仅会向已死亡的动植物组织细胞内渗透，同时也向微生物细胞内渗透，因而腌渍不但阻止了微生物对食品营养物质的利用，也使微生物细胞脱水，正常生理活动被抑制。由于腌渍剂进入已死亡的动植物组织细胞内，使得制品有味道。,4.扩散、渗透平衡 食品腌渍过程实际上是扩散和渗透相结合的过程，这是一个动态平衡过程，其根本推动力就是由于组织细胞外部溶液和内部溶液之间浓度差的存在。当浓度差逐渐降低直至消失时，扩散和渗透过程就达到平衡。,食品在腌渍时，食品外部溶液和食品组织细胞内部溶液之间借助溶剂的渗透过程及溶质的扩散过程，浓度会逐渐趋向平衡，其结果是食品组织细胞失去大部分自由水分，溶液浓度升高，水分活性下降，渗透压得以升高，从而抑制微生物的侵袭造成的腐败变质，延长食品的保质期。,三、食品的腌渍工艺,1.食品的腌制 干腌法（盐腌、盐藏） 湿腌法（盐水腌制法） 腌晒法 烫漂盐渍法 动脉或肌肉注射腌制法 滚揉腌制法 高温腌制法 混合腌制法,（1）干腌法（盐腌、盐藏） 用干盐（结晶盐）或混合盐或盐腌剂擦透食品表面，使之有汁液外渗现象，然后层堆在腌制架上或层装在腌制容器内，各层间还均匀地撒上食盐，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。,应用：金华火腿、咸肉、风干肉、冬菜。,干腌法的优点 设备简单，操作方便，用盐量较少，腌制品含水量低，利于贮藏，同时食品营养成分流失较少。 干腌法的缺点 食品内部盐分分布不均匀，失重大，味太咸，色泽较差，肉、禽、鱼暴露在空气中的部分容易引起“油烧”现象，蔬菜则会出现生醭和发酵等劣变。,（2）湿腌法（盐水腌制法） 将食品原料浸没在盛有一定浓度食盐溶液的容器设备中，利用溶液的扩散和渗透作用使腌制剂均匀地渗入原料组织内部，直至原料组织内外溶液浓度达到动态平衡的腌制方法。,湿腌法的优点 能保证原料组织中的盐分分布均匀，避免原料接触空气而出现“油烧”现象。 湿腌法的缺点 制品色泽和风味不及干腌法，且用盐多，易造成原料营养成分较多流失，制品含水量高，不利于贮藏；此外，湿腌法劳动强度比干腌法大，需用容器设备多，工厂占地面积大。,应用：分割肉、鱼类、果蔬、凉果胚料。 肉：盐液浓度1320%，盐腌液重量约为肉重量的二分之一，盐液温度23。 鱼类：饱和盐溶液，经常搅拌并补充食盐。 果蔬：盐液浓度515%，包括浮腌法、泡腌法、低盐发酵法。 凉果料胚：盐液浓度1529%。,（3）腌晒法 盐腌的作用：减少果蔬胚中的水分，提高食盐浓度，有利于装坛贮藏。 晾晒的作用：去除原料中的一部分水分，防止盐腌时果蔬营养成分过多地流失，影响制品品质。 包括先晒后腌，如榨菜、梅干菜；先腌后晒，如萝卜头、萝卜干。,（4）烫漂盐渍法 工艺：沸水烫漂24min常温水浸凉盐腌。 烫漂的作用：除去原料中的空气，使果蔬体显出鲜艳的颜色，并可钝化影响产品品质的氧化酶类，杀死部分害虫卵和微生物。,（5）动脉或肌肉注射腌制法 动脉注射法：腌制速度快，产品得率高；只能用于腌制前后腿，制品易腐败变质，需冷藏。 肌肉注射法：主要用于西式火腿和分割肉。 注射盐液浓度：16.520%。,（6）滚揉腌制法 常与肌肉注射法及湿腌法合用，先腌制后滚揉。 工艺：35腌制15h；3.5r/min、35滚揉524h。 滚揉的作用：促进腌制液的渗透和盐溶蛋白的提取以及肉块表面组织的破坏作用，以缩短腌制周期、提高保水性和黏结性。,（7）高温腌制法 工艺：腌制液在腌制罐和贮液罐循环，贮液罐可加热保持腌制液50左右。 特点：缩短腌制时间，腌制肉料嫩且风味好；要注意防止微生物污染造成肉料变质。,（8）混合腌制法 两种或两种以上方法相结合，常用于鱼类（特别是多脂鱼）。如湿腌-干腌，加压干腌-湿腌，减压湿腌-盐腌注射法。 肉类：干腌-湿腌，注射法-干腌或湿腌。 非发酵性果蔬腌制品：低盐腌制-酸渍。,2.食品的糖渍 （1）保持原料组织形态的糖渍法 关键工序糖制（糖煮法、糖腌法、糖渍法） 糖煮法：原料用热糖液煮制和浸渍，适用于肉质致密的果品。,糖腌法：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。,糖渍法：果品原料先腌成盐胚贮藏，再将果胚脱盐，添加多种辅助原料，采用拌砂糖或糖液蜜制而成的半干态产品。,（2）破碎原料组织形态的糖渍法 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。,第三节 食品的烟熏,烟熏保藏 在腌制的基础上利用木材不完全燃烧时产生的烟气熏制食品的方法。,一、烟熏的目的及作用,1.烟熏的目的 形成特种烟熏风味 防止腐败变质 加工新颖产品 发色 预防氧化,2.烟熏的作用,（1）烟熏的防腐作用 烟熏与加热协同作用，当温度达到40以上时就能抑菌、灭菌。 食品表面蛋白质与烟气成分作用形成一层蛋白质变性薄膜，防止微生物对制品内部的二次污染。 食品表层由于脱水作用引起食盐浓度大大增加，加上附着烟气中的酸性成分使得pH值下降，可有效地杀死或抑制微生物。,（2）烟熏的发色作用 褐变形成色泽美拉德反应 制品色泽与木材的种类、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。 发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐）形成的色泽 烟熏（热） NaNO3NaNO2NONOMb NO肌血原,（3）烟熏的呈味作用 原料成分及烟熏过程中形成的风味醛、酮、内酯、呋喃、吡嗪、含硫化合物 主要反应有脂质的自动氧化、水解、脱水及脱羧反应；糖、氨基酸的分解反应、氧化反应；糖与氨基酸之间的美拉德反应。 吸附作用产生的香气和滋味熏香,二、熏烟的成分及其对食品的影响,1.酚 抗氧化作用 抑菌防腐作用 形成特有的“熏香”味 促进烟熏色泽的产生,2.醇（甲醇为主） 挥发性物质的载体 对风味的形成不起作用 杀菌作用极弱,3.有机酸 促使肉制品表面蛋白质凝固，形成良好的外皮。 对风味的影响极弱。 其杀菌作用只有当它们积聚在制品表面，以致酸度有所增长的情况下，才显示出来。,4.羰基化合物 存在蒸气相内的羰基化合物具有非常典型的烟熏风味。 参与美拉德反应，与形成制品色泽有关。,5.烃类 对制品不起重要的防腐作用，也不产生特有风味。 五环以上芳烃具有强致癌作用，是熏烟安全控制的重要指标。 控制燃烧温度在400以下可减少生成。 多附着在熏烟的固相上，可通过过滤或淋水方式除去。 使用不含3,4-苯并芘等的液体烟熏制剂，避免食品因烟熏而含有致癌物质。 食用时除去肠衣可减少摄入量。,三、烟熏方法及控制,1.烟熏方法分类 按制品加工过程分类 熟熏：高温短时，如酱卤类、烧鸡。 生熏：低温长时，如西式火腿、培根、灌肠。,按熏烟生成方法分类 直接火烟熏 间接发烟法 无烟熏法（液熏法）,按熏制过程中的温度范围分类 冷熏：1520，720d 温熏：3050，12d 热熏：5080，1d以内 焙熏：90120，212h,2.烟熏材料,常采用树脂少的阔叶树硬木木材，以胡桃为标准优质烟熏材料。采用液态烟熏法时树脂少的阔叶树木材或树脂多的针叶树木材都可使用。 我国的烟熏食品多采用木炭加阔叶树的木屑(硬木木屑)、玉米穗轴(玉米棒子)和谷壳等作为发烟材料。,3.烟熏过程的控制,熏烟产生的温度 一般控制在400600，以利于烟气中的酚类、羰基化合物和有机酸等有益成分的形成，同时要结合过滤、冷水淋洗及静电沉降等方法排出多环芳烃等致癌物。,熏烟的浓度 可用40W电灯来确定，若离7m时可看见物体，则熏烟不浓，若离60cm时就不可见，则说明熏烟很浓。,熏烟方法的选择 高档产品、非加热制品最好采用冷熏法，而热熏肉制品时，以不发生脂肪熔融为宜。,熏烟程度的判断 主要依据烟熏上色程度，通过分析化学方法，测定肉品中所含的酚、醛量来确定。,4.液熏法（湿熏法、无烟熏法） 利用木材干馏生成的木醋液或用其他方法制成烟气成分相同的无毒液体，浸泡食品或喷涂食品表面。 应用：腊肉、火腿、家禽肉制品、鱼类制品、干酪及点心类食品的熏制。,（1）特点 无需烟熏装置，节省大量的设备投资。