食品工艺学导论第五章_食品腌制保藏

第五章食品腌制与烟熏加工原理主讲教师：刘雄西南大学食品学院2009.11.5,第1节食品腌制保藏,一、概述,（一）、概念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称为腌制保藏。,（二）、腌制食品类型1、按主腌制剂分（1）用食盐为主腌制剂的腌制过程称为腌渍；盐腌制品有腌菜、腌肉、腌鱼、腌禽蛋等。（2）用食糖为主腌制剂的腌制过程称为糖渍，糖渍品主要是蜜饯、果脯制品。,一、概述,2、按发酵与否分腌菜根据发酵与否，可分为两大类：发酵性和非发酵性的腌制品。发酵性腌制品的特点就是腌制时食盐用量较低，腌渍过程中有显著的乳酸发酵，并用醋液或糖醋香料液浸渍。产品有四川泡菜、酸黄瓜、酸萝卜、荞头等,一、概述,非发酵性腌制品的特点：食盐用量较高，乳酸发酵完全受到抑制或只能极其轻微地进行，其间还加用香料，这类产品可再分成三类：腌菜；酱菜；糟制品。产品有咸白菜、腌雪菜、酱瓜、什锦菜、榨菜等。,一、概述,（三）主要腌制剂食盐、糖、肉类发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐）、发色助剂（抗坏血酸、烟酰胺等）、品质改良剂（磷酸盐类）、香辛料（大蒜、花椒、辣椒等）、酸味剂（食醋、乳酸、柠檬酸等）,一、概述,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用1.溶液的扩散食品的腌制过程实际上是腌制剂向食品内部扩散的过程。扩散是分子或微粒在不规则热运动下浓度均匀化的过程。通常是溶质由高浓度区向低浓度区转移。扩散的推动力就是渗透压。,二、食品腌制保藏原理,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用（1）扩散速度物质在扩散过程中，其扩散量和通过的面积及浓度梯度成正比，扩散方程式可写为：式中：Q物质扩散量D扩散系数(随溶质及溶剂种类而异)A扩散通过的面积dc/dx浓度梯度(c浓度，x间距)扩散时间,扩散速度方程：,(2)扩散系数扩散系数D是指单位浓度梯度时，扩散物质通过单位截面积的扩散速度。,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,2.溶液的渗透渗透就是溶剂从低浓度溶液经过半透膜向高浓度溶液扩散的过程。,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,半透膜就是只允许溶剂(或小分子)通过而不允许溶质(或大分子)通过的膜。细胞膜就属于半透膜从热力学观点来看，由于半透膜孔眼非常小，所以对液体溶液而言，溶剂分子只能以蒸气状态(分子状态)迅速地从低浓度溶液中经半透膜孔眼向高浓度溶液内转移。,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,3.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，其根本动力就是由于浓度差的存在，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。,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,4.溶液渗透压与微生物的关系根据微生物细胞所处在溶液浓度的不同，可把环境溶液分成三种类型，即等渗溶液(Isotonic)、低渗溶液(Hypotonic)和高渗溶液(Hypertonic)。低渗溶液中，溶液的水分会穿过微生物的细胞壁并通过细胞膜向细胞内渗透，使微生物细胞呈膨胀状态，如果内压过大，就导致原生质胀裂，微生物无法生长繁殖。,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,高渗溶液中,微生物细胞内的水分会透过原生质膜向外界溶液渗透,结果是细胞的原生质脱水产生质壁分离(Plasmolysis)。质壁分离的结果使细胞变形，微生物生长活动受到抑制，脱水严重时还会造成微生物死亡。,大多数微生物细胞的渗透压为304-608kPa,1%食盐溶液产生618kPa，,（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用,（二）腌渍的保藏原理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；食盐溶液可抑制微生物酶活力；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。,不同微生物对食盐溶液的耐受力1%以下:微生物的生理活动不会受到任何影响;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;超过10%:大多数杆菌便不再生长。,（二）腌渍的保藏原理,表1微生物能耐受的最大食盐浓度,不同微生物对食盐溶液的耐受力蔬菜腌制过程中，几种微生物所能忍受的最高的食盐溶液的浓度如下：Bact.brassicaefermentati(乳酸菌)12%Bact.cueumerisfermentati(乳酸菌)13%Bact.aderholdifermentati(乳酸菌)8%Bact.coli(大肠杆菌)6%Bact.amylobacterfermentati(丁酸菌)8%Bteusvulgare(变形杆菌)10%Bact.botulinus(肉毒杆菌)6%,（二）腌渍的保藏原理,2.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。,（二）腌渍的保藏原理,10%葡萄糖溶液渗透压121.59kPa;同浓度蔗糖为70.93kPa；糖制品生产中，蔗糖浓度超过50%才有好的作用；对霉菌和酵母，蔗糖浓度需提高到72%以上。,3.酸味剂的防腐机理食醋、柠檬酸、乳酸等，通过降低环境的pH值，抑制细菌生长。0.2%醋酸，抑制各种细菌和部分霉菌生长；0.6%醋酸，抑制各种霉菌和酵母菌生长。,（二）腌渍的保藏原理,4.硝酸盐及亚硝酸盐的防腐机理硝酸盐和亚硝酸盐对细菌具有抑制作用,特别是对肉毒梭菌有较强的抑制作用.加入的硝酸盐及亚硝酸盐在肉中形成HNO2后,分解产生NO2,再继续分解成NO和O2,氧可抑制深层肉中严格厌氧的肉毒梭菌的繁殖,从而防止肉毒梭菌产生肉毒毒素而引起的食物中毒,同时也起到了防腐作用。,（二）腌渍的保藏原理,5.香辛料的防腐机理香辛料提取物，具有强烈抗菌作用的香辛料有：肉桂、丁香、肉豆蔻、大蒜等。许多香辛料的乙醇提取液对革兰氏阴性和阳性菌有抑制作用。大蒜被誉为“天然广谱抗生素”，对化脓性球菌、葡萄球菌、脑膜炎球菌、肺炎双球菌、链球菌、念球菌、绿脓杆菌、白喉杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、大肠杆菌、幽门螺旋杆菌、霍乱弧菌、须发癣菌等有明显的抑制或杀灭作用。辣椒对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、汉逊氏酵母菌、青霉、黑曲霉均有强烈抑制作用。,（二）腌渍的保藏原理,（一)腌制剂常用的腌制剂有：食盐、糖、肉类发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐）、发色助剂（抗坏血酸、烟酰胺等）品质改良剂（磷酸盐类）、防腐剂（苯甲酸及钠盐、山梨酸及钠盐）腌制用食盐的要求食盐因其来源不同可分为海盐、湖盐、池盐、井盐、矿盐等，食盐的主要成分为NaCl，不过常常还含有一些杂质，包括有CaCl2、MgCl2、FeCl3及CaSO4、MgSO4、KCl等，还有部分CaSO4和CaCO3等。,食盐中含有钾化合物会产生刺激咽喉的味道，含量多时会引起恶心、头痛等；钙、镁不仅会使制品带有苦味，还会导致产品质地粗硬，不够爽脆；铁则会与香料中微量鞣质反应而形成黑变。,三、食盐腌制技术,（二)、食盐腌制方法干腌法湿腌法动脉或肌肉注射腌制法混合腌制法,1.干腌法优点：设备简单,用盐量较少,制品含水量低,利于储藏，食品营养成分流失较少；缺点：食盐撒布难以均匀,失重大，味太咸，色泽较差，盐卤不能完全浸没原料，暴露在空气中的部分容易引起油烧现象。,2.湿腌法优点：食品原料完全浸没在浓度一致的盐溶液中，原料中的盐分布均匀，避免原料接触空气而出现油烧现象。缺点：色泽和风味不及干腌法,用盐多,营养成分流失较多,含水量高不利于储藏；湿腌法劳动强度大,容器设备多,占地面积大。,肉类盐腌液配方,3.动脉注射或肌肉注射腌制法动脉注射：优点是腌制速度快，产品得率高。缺点是只能用于腌制前后腿，胴体分割时要注意保证动脉的完整性，并且腌制品易腐败变质，需冷藏。肌肉注射：又分为单针头和多针头注射两种，目前多针头注射法使用较广，主要用于生产西式火腿和腌制分割肉。与动脉注射法基本相似主要区别在于，肌肉注射法不须经动脉而是直接将腌制液或盐水通过注射针头注入肌肉中。,盐水注射机,真空盐水注射滚揉机系统,1：盐水自动称；2：活塞泵；3：密闭筒体；4：注射针；5：揉搓器；6：肉车,4.混合腌制法由两种或两种以上的腌制方法相结合的腌制技术称为混合腌制法。鱼类腌制时常用混合腌制法。用注射法腌肉时，也总是和干腌或湿腌相结合，这也是混合腌制法。,特点：对肉制品，制品色泽好、营养流失少、咸度适中，因为干盐及时溶解，避免因湿腌时食品水分外渗而降低盐水浓度。对果蔬制品，咸酸甜味俱有，制品风味独特，同时腌制时不象干腌那样会使食品表面发生脱水现象。,（三）、腌菜加工技术,1.非（弱）发酵性腌制品工艺流程：选料修整清洗加盐腌制咸菜类选料修整清洗盐腌脱盐酱渍酱菜类选料修整清洗盐腌脱盐糖醋渍糖醋类,原料选择,凡组织紧密、质地肥厚、不易发软的新鲜蔬菜均可作腌渍原料。如白萝卜、胡萝卜、豆角、甘蓝、芥菜、嫩姜、辣椒、荞头、大蒜、佛手瓜、贡菜等。将原料去除不可食部分，清洗干净，适当切分，晾干表面水分备用。,榨菜加工工艺,2.发酵型腌菜（1）发酵的概念通常认为发酵为缺氧条件下糖类的分解。不过从食品工业角度来看，为了扩大其范围，发酵可进一步被理解为有氧或缺氧条件下糖类或近似糖类物质的分解。,(2)发酵的类型及机理酒精发酵酵母菌C6H12O62C2H5OH2CO2酶,醋酸发酵醋酸杆菌C2H5OHO2CH3COOHH2O酶乳酸发酵乳酸杆菌C6H12O62CH3CHOHCOOH酶,发酵泡菜中最主要发酵,酪酸发酵酪酸梭状芽孢杆菌C6H12O6CH3(CH2)2COOH2CO22H2O酶,这是不期望出现的发酵类型,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,酸度高酸度可以降低细菌表面原生质膜外，与输送溶质通过原生质膜相关的蛋白质和催化导致合成被膜组分的酶活性，影响了菌体对营养的吸收；高酸度还影响微生物正常的呼吸作用，控制酸度可以控制发酵。,酒精含量脱水性质，使菌体蛋白质因脱水而变性；酒精还可溶解菌体表面脂质；酒精的防腐能力的大小取决于酒精浓度；饮料酒中酒精含量达20%，则不需经巴氏杀菌就足以防止腐败和变质。,从而起到一定机械除菌作用,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。,菌种的使用发酵开始时加入大量预期菌种，它们可以迅速地生长繁殖,并抑制杂菌的生长，从而促使发酵向着预定方向进行。随着科技的发展，发酵前加入的预期菌种已可以用纯培养方法制得，这种纯培养菌种称为酵种(Starter)，可以是单一菌种，也可以是混合菌种。,蔬菜腌制品如酸白菜、泡菜等的制时作常用到该技术。,温度各种微生物都有其最适宜生长的温度，因而利用温度可以控制微生物的生长。混合发酵中各种不同类型的微生物也可以通过发酵温度的控制，促使它们各自分别突出生长。,氧的供给量霉菌是完全需氧性的,缺氧时不能存活，控制缺氧条件则可控制霉菌生长；酵母是兼性厌氧菌，氧气充足时繁殖，缺氧时则进行酒精发酵；细菌则需氧的、兼性厌氧的和专性厌氧的品种都有，视菌种而定。,因此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。,食盐各种微生物的耐盐性并不完全相同，在其他因素相同条件下，加盐量不同即可控制微生物生长及其发酵。一般在蔬菜腌制品中常见的乳酸菌都能忍受浓度为10%-18%的食盐溶液，而大多数朊解菌和脂解菌则不能忍受2.5%以上的盐液浓度。,所以通过控制腌制时食盐溶液的浓度完全可以达到防腐和发酵的目的。,5.发酵性腌制品工艺流程：选料修整清洗装缸加盐加水发酵酸菜选料修整清洗切分装泡菜坛加泡菜水密封泡菜,泡菜加工工艺盐水配制：取硬度较高之水使用可更好地保持脆度。也可适度加入保脆剂。盐水含盐68，另可加入2.5白酒、2.5黄酒、1甜醪糟、2红糖及3干红辣椒。亦可加入其他香料，以使制品具备更诱人的风味。入坛泡制：原料入坛泡制后，应注意坛口的密封性。泡菜成熟：2025下23d即可完成，冬天需较长的时间。,（五）腌渍过程中条件的控制,1.食盐纯度2.食盐用量或盐水浓度3.原料的化学成分（水分、糖分、氮、果胶）4.温度5.空气,四、糖渍技术,（一）糖渍品分类1。按加工品形态分类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,2.按加工区域和产品形成的不同风格分类(1)京式蜜饯：也称北京果脯，即北蜜的代表，起源于北京地区(2)广式蜜饯：起源于广州、汕头、潮州一带(3)闽式蜜饯：起源于厦门、泉州、福州一带(4)苏式蜜饯：起源于苏州、上海、无锡一带3.按原料来源不同可分为(1)果品类：桃、李、杏、山楂、苹果等(2)蔬菜类：冬瓜、萝卜、姜等(3)花卉类：玫瑰花、桂花等(4)食用菌：蘑菇、草菇等(5)药材类：首乌、山药,4.从制品的最终含糖量来分以含糖量50%为界把果脯蜜饯分为高糖和低糖两大类：(1)高糖果脯蜜饯形态饱满，半透明状，柔韧浓甜(2)低糖果脯蜜饯表面明显皱缩，甜咸酸各味混为一体，食用时其风味依次释放，发展潜力大，适于人们健康生活和特殊人群(肥胖、糖尿病人)的需要。,(二）、糖制品的主要原料1.蔗糖具体又包括白砂糖、赤砂糖、冰糖等，以99%以上的白砂糖为宜。2.饴糖(麦芽糖浆)一般用糯米或梗米加麦芽制成，主要成分为麦芽糖(50%左右)和糊精(10-20%)。可代替部分白砂糖，起到防止晶析的作用。甜度为砂糖的5080%。,3.淀粉糖浆又称液体葡萄糖、糖稀，淀粉加酸或酶水解而成，主要成分为葡萄糖、糊精、多糖和少部分麦芽糖，也可起到防止晶析的作用。甜度为砂糖的5080%。4.果脯糖浆甜度为砂糖的80-100%5.蜂蜜65-70%是果糖和葡萄糖，甜度与蔗糖相近，但成本较高。,(三）、糖制品加工工艺,原料选择,去皮,切分,硬化处理,漂洗,预煮,加糖,煮制,烘干,蜜饯,上糖衣,糖衣蜜饯,1.果脯蜜饯加工工艺流程,（1）.原料选择一般以新鲜、肉质坚硬、中等成熟度、富含果胶的水果蔬菜为宜，因其在加工过程耐煮制。,（2）去皮切分根据原料种类的不同，进行清洗、去皮、切分、去核、划缝、压汁或刺孔等处理，除去不良部分，促进糖制时糖分的渗入，缩短糖制时间。,苹果去皮机,果脯切丁机,果脯清洗机,(3).原料预处理a.硬化目的：提高果肉的硬度，增强其耐煮性常用的硬化剂：石灰、氯化钙、亚硫酸钙、明矾、亚硫酸氢钙b.硫化目的：使制品色泽明亮，防止制品氧化变色，促进原料对糖液的渗透方法：0.10.2%的硫磺熏蒸；0.10.15%的亚硫酸溶液浸泡,c.染色目的：增强制品的感官品质种类：天然色素和人工合成色素方法：将原料浸入色素溶液中着色；将色素溶于稀糖溶液中，在煮糖的同时完成染色,(4).预煮除去粘附的硬化剂；增加产品的透明度；排除过多的果酸，以免蔗糖过多的转化；增大细胞膜的透性，有利于糖分渗入，使细胞组织软化，质地嫩脆。,漂烫机,(5).糖制a.蜜制加糖腌制即为蜜制适用于组织柔嫩不耐煮的原料方法：分次加糖，不行加热，逐步提高糖液浓度，使糖分缓慢扩散入内部组织达到平衡。特点：不加热或加热时间很短，能很好的保持原料的色、香、味,b.煮制加糖合煮即为煮制适宜组织较紧密耐煮制的原料特点：加工迅速，色、香、味差，维生素损失较多分类：敞煮和真空煮制一次煮制、多次煮制、快速煮制,(6）烘干将果实从浸渍的糖液中捞出，沥干糖液，铺散在竹箅或烘盘中，送入5060的烘房内烘干。最终产品含糖量在6070%，水分含量在1820%,果脯烘干机,（7）上糖衣用过饱和的糖液处理干态蜜饯，在表面形成一层透明态糖质薄膜;上糖衣用的过饱和溶液常以三份砂糖、一份淀粉糖浆和二份水配合而成。,（8）整理与包装,主要用来防霉防潮,果脯包装机,五、腌制对食品食用品质的影响,（一）腌制品色泽的形成酶褐变和非酶褐变吸附色素发色剂发色发色机理影响因素亚硝酸盐用量（0.05-0.15g/kg)肉pH值（5.6-6.0）温度其他（抗坏血酸、烟酰胺）,3,（二）腌制品风味的形成1.原料风味2.化学变化产生的风味3.发酵风味4.调味料风味,第2节食品烟熏保藏,熏烟的成分及其对食品的影响,（一）、烟熏的目的1.形成特种烟熏风味（酚类化合物）；2.防止腐败变质（有机酸、醛、酚类）；3.加工新颖产品；4.发色（美拉德反应、一氧化氮亚铁血色原）；5.预防氧化(酚类及其衍生物）,一、烟熏的目的和作用,（二）烟熏的作用,1.烟熏的防腐作用温度达40以上就能杀菌，降低微生物数量烟熏及热处理，食品表面蛋白质与烟气之间互相作用，形成一层蛋白质变性薄膜，这层薄膜既可防止制品内水分的蒸发和风味物质的逸散，又可防止微生物对制品内部的二次污染。在烟熏过程中，食品表层往往产生脱水及水溶性成分的转移，这使得表层食盐浓度大大增加，再加上烟熏中的甲酸、醋酸等的附着在食品表面上，使表层的pH值下降加上高的食盐浓度即有效地杀死或抑制微生物。,2.烟熏的发色呈味作用褐变形成色泽发色剂形成的色泽原料成分及烟熏过程中形成的风味吸附作用产生的香气和滋味,美拉德反应,（二）烟熏的作用,1。酚从木材熏烟中分离出来并经鉴定的酚类达20种之多，其中有愈创木酚(邻甲氧基苯酚)、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、邻位甲酚、间位甲酚、对位甲酚、4-丙基愈创木酚、香兰素、2，5-二甲氧基-4-丙基酚、2,5-二甲氧基-4-乙基酚、2,5-二甲氧基-4-甲基酚。抗氧化作用；抑菌防腐作用；形成特有的“熏香”味,二、熏烟的成分及其对食品的影响,2.醇在烟熏过程中醇的主要作用是作为挥发性物质的载体，对风味的形成并不起任何作用。醇的杀菌作用极弱。,二、熏烟的成分及其对食品的影响,3.有机酸对制品风味影响极为微弱。其杀菌作用也只有当它们积聚在制品表面，以至酸度有所增长的情况下，才显示出来。在烟熏加工时，有机酸最重要的作用是促使肉制品表面蛋白质凝固，形成良好的外皮。,二、熏烟的成分及其对食品的影响,4.羰基化合物羰基化合物具有非常典型的烟熏风味，且多可以参与美拉德反应，与形成制品色泽有关，因此对烟熏制品色泽、风味的形成极为重要。,二、熏烟的成分及其对食品的影响,5.烃类多环烃对烟熏制品并不起重要的防腐作用，也不会产生特有风味，且多有致癌作用(已证实苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽是致癌物质).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。,二、熏烟的成分及其对食品的影响,三、烟熏技术及质量控制(一）烟熏的方法冷熏法；热熏法；液熏法；,（一）烟熏的方法1.冷熏法制品周围熏烟和空气混合的温度不超过22的烟熏过程称为冷熏。冷熏所需时间较长,一般为47d。食品采用冷熏时，水分损失量大，制品含盐量及烟熏成分聚积量相对提高，保藏期增长。,（一）烟熏的方法2.热熏法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。一般采用两种温度,一是3070,另一是80以上,甚至高达120的。前者又称为温熏，后者又称为热熏。由于热熏法温度较高，食品烟熏时间缩短，一般为212h。,采用热熏法的食品，因温度高，表层蛋白质迅速凝固，以致制