第八章 食品的腌渍与发酵保藏.ppt

第八章食品的腌渍与发酵保藏,荞头,腌渍食品,发酵制品,腌渍品特点：种类繁多；风味独特，具有地方特色；可以作为开胃、调味食品；容易加工制作；有利于食品保藏。,8.1食品的腌渍保藏,腌渍保藏：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，获得更好的感官品质，并延长保质期的储藏方法。,8.1.1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没有乳酸发酵，用盐量较高。发酵性腌渍品有乳酸发酵，用盐量较低。,8.1.2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)食品腌渍过程的扩散作用扩散是分子或微粒在不规则热运动下浓度均匀化的过程。扩散的推动力是渗透压。扩散溶质从高浓度到低浓度。,扩散系数式中：D扩散系数，在单位浓度梯度的影响下，单位时间内通过单位面积的溶质量（m2/s）R气体常数(8.314JK-1mol-1)T绝对温度(K)N阿伏加德罗常数(6.0231023)r溶质微粒(球形)直径，应比溶剂分子大，并且只适用于球形分子(m)h介质粘度(Pas),令K0R/6N，则上式可简写为：T，粒子的r，介质的粘度(h)，则扩散系数(D)就。,在浓度梯度和面积相同的情况下，扩散系数增大，物质的扩散速度和扩散量也就增大。由此可见食盐和不同糖类在腌渍食品的过程中，其扩散速度是各不相同的。,例如，不同糖类在溶液中的扩散速度：葡萄糖蔗糖饴糖中的糊精（5.213.801.00）另外它们的扩散速度还随温度升高而增大，这是由于温度增加，分子运动加快，溶剂粘度降低，溶质分子容易从溶剂分子间通过的缘故。一般来说，温度每增加1，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加2.6%（2%3.5%）。,溶液液面,（二）食品腌渍过程中的渗透作用溶剂从低浓度溶液经过半透膜向高浓度溶液扩散的过程。,半透膜,液面差,图8-1,原始液面,渗透压可用下式计算：P09.81rh式中：P清水液面承受的液柱压力9.81重力加速度g的取值r溶液密度(指渗入清水后形成的溶液)h溶液液面和清水液面的高度差。,范特荷夫(VantHoff)经研究推导出稀溶液(接近理想溶液)的渗透压值计算公式如下：P0cRT式中：P0溶液的渗透压(kPa)c溶质物质的量浓度(molL-1)R气体常数(8.314Jmol-1K-1)T绝对温度(K),若将许多物质特别是NaCl分子会离解成离子的因素考虑在内，前式还可进一步改为：P0icRT式中：i包括物质离解因素在内的等渗系数（物质全部解离时i2）,布尔()又根据溶质和溶剂的某些特性再进一步将范特荷夫公式改变成下式：P0(r1/100M)cRT式中：r1溶剂的密度(gL-1)c溶质的质量分数g/(100g)M溶质的摩尔质量（g/mol-1）,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,例如：NaCl分子量小，i大，所以，P很大。1%食盐水P=0.62MPa；大多数微生物细胞P=0.351.76MPa；10%食盐水P=6.38MPa；15%20%食盐水（腌渍时常用的盐水浓度）：P=9.1212.16MPa，达到相同的P，蔗糖浓度需要60%以上。,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。C外=C内P外=P内等渗溶液对微生物最适宜，如:0.9%NaClC外C内P外P内高渗溶液出现质壁分离，微生物生长活动受到停止抑制。,8.1.3腌渍剂在食品保藏中的作用,常用腌渍剂：食盐、糖用于肉类的还有：硝酸盐或亚硝酸盐、抗坏血酸、异抗坏血酸、磷酸盐用于蛋类的有：碱、醇,(一)盐在腌渍中的作用（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；食盐溶液对微生物具有生理毒害作用；食盐溶液对微生物酶活力有影响；食盐溶液可降低微生物环境的水分活度；食盐的加入使溶液中氧气浓度下降。,（2）不同微生物对食盐溶液的耐受力1%，微生物不受任何影响。1%3%，大多数微生物会受到暂时性抑制。6%8%，大肠杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌停止生长。10%，大多数杆菌不再生长。15%时，球菌被抑制。其中葡萄球菌则要求20%时才能被杀死。10%酵母仍能生长。20%25%时，霉菌才能被抑制。,(二)糖在腌渍中的作用（1）糖溶液的防腐机理食糖溶液产生高渗透压；食糖溶液可以降低环境的水分活度；食糖使溶液中氧气浓度降低。,（2）不同微生物对食糖溶液的耐受力1%10%促进某些菌种的生长50%阻止大多数细菌的生长65%85%抑制酵母和霉菌的生长，保藏食品：50%70%。以70%75%为最适宜。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。为什么？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%。,糖渍食品的“返砂”：蔗糖在20时的溶解度为67.1%，超过此浓度，制品会发生糖的晶析（“返砂”）。防止措施：a.使用部分转化糖提高糖的溶解度；b.适当提高酸的含量。制品总糖量在68%70%，含水量在17%19%，转化糖达到总糖量的60%时，一般不发生“返砂”现象。,结晶性结晶性：蔗糖葡萄糖果糖和转化糖。淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，自身不能结晶并能防止蔗糖结晶。在生产硬糖时不能完全使用蔗糖，当熬煮到水分含量到3%以下时，蔗糖就结晶，不能得到坚硬、透明的产品。一般在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆。1015的转化糖可防止蔗糖重结晶，常用于硬糖制造，以防止“返砂”的质量缺陷。,8.1.4食品的腌渍(一)食品的腌制以食盐为主，根据不同食品添加其他盐类。干腌法湿腌法动脉或肌肉注射腌制法混合腌制法,（1）干腌法将腌制剂擦在食物材料的表面，通过材料的水分将其溶解、渗透的方法。优点：设备简单，操作方便，用盐量较少，腌制品含水量低，利于储藏，食品营养成分流失较少(肉腌制时蛋白质流失量为0.3%0.5%)。缺点：腌渍不均匀，失重大，味太咸，色泽较差(加用硝酸纳可改善)，且肉、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）湿腌法盐水腌法。优点：盐分分布均匀，避免原料接触空气而出现油烧现象。缺点：制品色泽和风味不及干腌法，用盐多，易造成原料营养成分较多流失(腌肉时，蛋白质流失0.8%0.99%)，且因制品含水量高，不利于储藏；劳动强度比干腌法大，需用容器设备多，工厂占地面积大。,表8-1肉类盐腌液配方,(二)食品的糖渍主要用于果蔬制品的保藏。原料要求：品种、成熟度糖渍前预处理加工用水：符合国家饮用水标准砂糖要求：蔗糖含量高，水分及非蔗糖成分含量低，符合砂糖国家标准规定。,食品的糖渍按照产品的形态分为保持原料组织形态的糖渍法蜜饯、果脯类糖渍法凉果类糖渍法破碎原料组织形态的糖渍法果丹(饼)果糕以及果酱类,8.2食品的发酵保藏,8.2.1发酵理论与类型,(一)发酵的概念,狭义：微生物在有氧或缺氧条件下，对糖类或近似糖类物质的分解。,广义：微生物和酶对糖类、蛋白质、脂肪的作用。,(二)发酵的作用(1)产酸发酵(2)酒精发酵(3)生产发酵调味品(4)其他,(三)发酵的类型及机理,根据微生物作用对象：,（1）朊解,朊解菌：可分解蛋白质和其他含氮物质的微生物。,代谢产物：蛋白、蛋白胨、氨基酸、胺类、硫化氢等,主要的菌种：黄色杆菌属、变形杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、假单孢菌属和霉菌中的毛菌等。,（2）脂解脂解菌：可作用于脂类和类脂的微生物。代谢产物：脂肪酸、甘油、醛、酮类化合物、CO2和水，使油脂哈败。主要菌种：假单孢菌属、无色杆菌属、芽孢杆菌属和一些霉菌。,发酵菌：作用于糖类及其衍生物代谢产物：乙醇、酸、CO2,（3）发酵,a.酒精发酵酵母菌C6H12O62C2H5OH2CO2酶,主要运用于乙醇工业和酿酒工业,糖类发酵的类型（根据代谢产物的不同）,b.醋酸发酵酵母菌C6H12O62C2H5OH2CO2酶醋酸杆菌C2H5OHO2CH3COOHH2O酶,调味品：食醋,c.乳酸发酵乳酸杆菌C6H12O62CH3CHOHCOOH酶,各式乳酸杆菌,d.柠檬酸发酵,（1）有利菌一旦能大批生长，在它们所产生的酒精和酸的影响下，原来有可能被腐败菌所利用的食物成分将被发酵菌所利用；（2）有利菌的产物如酸和酒精等对有害菌有抑制作用，从而使得有害菌的生长不能大量进行，而保持食品不腐败；（3）有利菌一般能耐酸，大部分腐败菌不耐酸。,8.2.2发酵保藏的原理,发酵保藏食品利用能够产酸和酒精的微生物的生长来抑制其它微生物的生长。,8.2.3影响食品发酵的因素及控制酸度酒精含量菌种的使用温度氧的供给量食盐,（一）酸度高酸度可抑制微生物生长。除了高酸食品外，一般需要在发酵前加酸或促进发酵产酸，否则有害微生物将大量繁殖。有氧存在时有霉菌生长将酸消耗掉将失去防腐能力。食品中酸度也会因蛋白质分解产生胺类物质而下降。乳酸链球菌的发酵突出并产乳酸。不过该菌的生长也会受到自己产生的酸的抑制。,（二）酒精含量,酒精具有脱水的性质，既可使菌体蛋白质因脱水而变性，还可以溶解菌体表面脂质，从而起到一定的机械除菌作用。,酒精的防腐能力与浓度。按容积计12%15%的发酵酒精就能抑制微生物的生长，而一般发酵饮料酒精含量仅为9%13%，缺少防腐能力，仍需经巴氏杀菌。,如果在饮料酒中加入酒精，使其含量达到20%(按容积计)，则不需经巴氏杀菌就足以防止腐败和变质。,发酵开始时预期菌种迅速繁殖可抑制其它杂菌生长。如馒头、酿酒、酸乳生产。现已改为使用预先培养的菌种（发酵剂或酵种），可以是纯菌种，也可以是混合菌种。,（三）菌种的使用,如制造红腐乳，一般用单纯的霉菌；制造酸奶、干酪，多为混合菌。,（四）温度发酵所需的温度依微生物的种类而异，温度起伏会影响发酵效果。在混合发酵时可以调节发酵温度使不同类型的微生物的生长速度得以控制，借以达到有目的的发酵效果。,以卷心菜为例：在腌制过程中有三种主要菌种（肠膜状明串珠菌、黄瓜发酵乳杆菌和短乳杆菌）参与，将卷心菜汁液中的糖分转化为醋酸、乳酸及酒精等代谢产物。肠膜状明串珠菌适宜生长和发酵的温度较低(21)，黄瓜发酵乳杆菌和短乳杆菌能忍受较高的温度。如果发酵初期温度超过21，乳杆菌类极易生长，使得肠膜状明串珠菌的生长受到抑制，这样就不可能形成由肠膜状明串珠菌代谢所产生的醋酸、酒精和其它预期的产物，影响了产品的风味。所以，卷心菜腌制初期发酵温度应控制低些，到了发酵后期发酵温度可适当升高。,供氧或断氧可以促进或抑制某种菌的生长活动，同时可以引导发酵向预期的方向进行。,（五）氧的供给量,乳酸菌是兼性厌氧菌，只有在缺氧的条件下才能将糖转化成乳酸；霉