第一章-果蔬加工原理课件

果蔬加工：以新鲜的果蔬为原料，经过一定的加工工艺处理，消灭或抑制果蔬中存在的有害微生物，钝化果蔬中的酶，保持或改进果蔬的食用品质，制成不同于新鲜果蔬的产品的过程，称为果蔬加工。

第一章果蔬加工原理

第一节食品败坏的原因及其控制

果蔬加工原理是在充分认识食品败坏原因基础上建立起来的。一、食品败坏的原因

食品的败坏含义较广，凡不符合食品食用要求的变质、变味、变色、分解和腐烂都属于败坏，而不仅指腐烂，可以认为，一种食品，凡是改变了原来的性质和状态而质量变差即可认为是败坏。

食品的败坏包括变质、变味、变色、软化、膨胀和腐烂等。败坏后的产品外观不良，风味减损，成为废物，甚至成为有害物质，误食后可危及生命。

引起食品败坏的原因：主要有微生物和化学败坏两方面。

1、微生物败坏

有害微生物的生长发育是导致食品败坏的主要原因。

由微生物引起的败坏通常表现为：生霉、酸败、发酵、软化、腐烂、膨胀、产气、变色、混浊等。

引起果蔬败坏的生物主要有细菌、霉菌和酵母菌等。

加工中引起微生物感染的原因：原料不洁；清洗不足；制品杀菌不完全；卫生条件不符合要求；加工用水及加工原料被污染；某些制品密封不严以及保藏剂（糖、酸、醇、醋及盐等）浓度不够等。一般来说，除了酿造果酒、果醋、乳酸饮料和某些腌渍蔬菜需利用工业微生物外，果蔬加工中应杀灭微生物。应指出，此类败坏虽属外来因子所致，但与原料的清洁度有直接系，许多菌都是从原料中带入的，故应注意选择清洁卫生的原料。2、化学败坏

造成加工品败坏的另一重要原因是加工和成品贮藏过程中发生各种不良的化学变化，如氧化、还原、分解、合成、溶解等。

化学败坏的原因：①果蔬内部本身化学物质的改变（水解）；②果蔬与氧气接触发生作用（氧化）；③果蔬与加工设备、包装容器、加工用水的接触等发生反应。与微生物败坏相比，化学败坏程度较轻，但普遍存在，会导致制品不符合标准，其中某些败坏，如果蔬的变色至今仍是加工中的一大难题。化学败坏常对色、香、味造成损失，一般无毒，在一定的范围内可以允许存在，但少数亦不利于健康。

化学败坏的表现：成品的变色、变味、软烂、维生素的损失等。

产品的变色：包括酶褐变、非酶褐变、叶绿素和花色素在不良的处理条件下变色或褪色、胡萝卜素的氧化以及各种金属离子与食品中的化学成分发生化学反应而起的变色。

变味：主要是加工制造或贮藏中造成的芳香物质的损失和异味的产生，柑橘汁中苦味的出现等。

加工后的果蔬软烂：主要是由于原果胶物质的水解所致，过于软烂导致品质下降。

维生素的损失：是由于氧化和受热分解而致。所有上述败坏都与果蔬中所含的化学物质性质有关。二、食品败坏的控制

控制食品败坏的总原则：①减少物理作用和化学作用的影响。②消灭微生物或造成不适于微生物生长的环境。③制成品与外界隔绝，不与空气、水分接触，防止微生物再侵染。

1、原料和加工的清洁卫生

搞好清洁卫生工作是保证一切食品质量的首要条件。加工前原料要求充分洗净，以减少附在表面的病菌。因为即使是杀菌食品，其原始带菌量亦决定了杀菌产品的最终带菌量。因此，工厂内部和四周要求经常打扫干净，皮屑废物要及时清除，污水要及时处理和排放。厂房内部经常进行消毒处理。加工器械用毕须随时洗净，保证干燥。2、热处理(杀菌）

杀菌是加工的重要环节，其方法有热力杀菌、辐射杀菌、短波光杀菌、高频电流杀菌、高压杀菌等，但由于种种原因，生产上以热力杀菌为主。

（1）热力杀菌：采用热能杀死微生物。由于不同的微生物要求的最适生长温度不同，故其致死温度差异很大。大多数细菌、酵母菌和霉菌生长适温大约在16--38℃，耐热菌约在66--82℃生长，大多数细菌在82--93℃被杀死，但细菌芽孢耐高温，必须采用100℃以上的湿热温度才能被杀死。

并非所有食品都需要同样的杀菌热量，当食品含酸量高时，就不要剧烈加热，因为酸可以提高热的杀菌力。

杀菌与灭菌的区别：

采用加热杀菌保藏食品，并不是总有必要把所有的微生物都杀死，生产无菌产品，只是将食品中的致病菌破坏就可以了，这样的杀菌称为“商业杀菌”。

灭菌是杀灭所有微生物。加热对果蔬加工品也有一定的影响，故杀菌温度和时间视具体情况而定。热力杀菌按杀菌条件可分为：

A、巴氏杀菌：杀菌温度在水的沸点以下，普通使用范围为60-90℃，应用时温度必须与时间相适应，温度高则时间短，温度低则时间长。如90℃时需1min，而60℃时则需20-30min。巴氏杀菌仅杀死微生物的营养体而不能杀死芽孢。巴氏杀菌适用对象：适用于果汁、菜汁、果酒等流质及用高糖或高盐保藏的食品，如果酱、果冻、糖浆制品或酱菜、泡菜等。

原因：果汁为低pH流质食品，果酒含有乙醇故微生物不易生长繁殖，采用高温杀菌反而会损害其风味。糖制品和腌渍品为高渗透压产品，也无需应用高温。

对果汁等易受热变质的流质食品在高温下短时间杀菌的方法称高温短时杀菌。由巴氏杀菌演变而来。其主要目的除了杀灭微生物营养体外，还需钝化果胶酶及过氧化物酶，两者的钝化温度分别为88℃和90℃，所以常用的杀菌温度不低于88℃或90℃，如柑橘汁常用93.3℃+30s。

B、高温杀菌法：杀菌温度在水的沸点以上，常在100-121℃之间，是果蔬罐头的基本杀菌法。杀菌后不存在能繁殖的微生物，达到所谓的“商业无菌”状态。此法因杀菌方法不同可分常压杀菌和加压杀菌。

常压杀菌：在普通大气中进行，杀菌温度为水的沸点温度，常用于pH4.5以下的酸性或高酸性果蔬罐头。

加压杀菌：在增加大气压的条件下进行，温度高于水的沸点，通常为105-121℃之间，适用于pH4.5以上的蔬菜类罐头。3、低温处理

微生物的活力随着温度的降低而减慢，这是冷藏和冷冻的根据。低温菌在0℃或更低温度仍能生长，但在低于10℃时生长就缓慢，温度愈低，生长愈慢，当食品中的水分全部冻结时，微生物就停止生长。

冷藏是将原料或成品保藏在较低的温度下。冷藏原理：低温下微生物的活动受阻，内部的生物化学变化速度变慢，食品不易发生生霉、腐败等，利于较好地保持原有品质。

冷冻是将食品保持在其冰点以下的温度环境中，使其冻结，之后将制品贮藏在冰点以下的环境中。冻藏原理：低温抑制了酶和微生物的活动，冻结条件下食品的水分活度大大下降，有效水极少，所以可良好地保持制品的品质。冻结可分速冻和缓冻，果蔬制品宜用速冻。4、脱水和干燥处理

利用热能或其他能源排除果蔬中多余的水分，使其保持在一定程度的干燥状态下，从而降低了果蔬的水分活度，微生物由于缺少水分而无法生长发育，酶也由于缺乏有效水分作为反应介质而不能催化反应，因而有保藏效果。

微生物的生长需要一定的水分，如果把水分从食品中除去，微生物的生长就会受到抑制。如果将食品脱水，或添加糖、盐一类溶质，水分子在溶质的束缚下，能为微生物所利用的有效水分也随之下降。食品中的水分以水分活度来表示，水分活度是指物料水分蒸汽压P与纯水蒸汽压P0之比。Aw在0—1之间。纯水时Aw=1，完全无水时Aw=0。

水分活性取决于食品的干燥程度和食品所含盐、糖的浓度。食品越干燥或食品含盐或糖越多，吸水性越强，则水分活性就越小，微生物的生长受到抑制越大。

当食品的Aw值低于某一限度时，微生物就不能生长，Aw还受环境中pH值、温度、有氧和盐、糖等各种因素的影响。一般微生物发育要求的最低Aw值如下：

细菌：0.95—0.91，耐盐性细菌：0.80—0.75，酵母菌：0.91—0.87，耐高渗透压酵母：0.65—0.60，霉菌：0.87—0.80，干性霉菌：0.65。5、糖和盐处理

微生物在浓糖液或盐液中时，微生物细胞中的水分就会发生反渗透进入糖液或盐液中，产生质壁分离，微生物的生长就会受到抑制甚至死亡。这与溶液和食品的水分活性密切相关。溶质浓度升高，渗透压上升，Aw下降，稀溶液的渗透压低而水分活性高。

某种溶液对渗透压和水分活性的定量关系决定于溶质的分子量。浓度相同时低分子量溶质对增加溶液渗透压和降低水分活性的作用比高分子量溶质大。例如；10%的NaCl溶液增加渗透压和降低水分活性的作用比10%蔗糖溶液要大。

所以常用高浓度的食糖或食盐进行果蔬加工品及半成品或原料的保藏。果酱、果冻及腌渍果蔬即利用此原理来达到保藏目的。6、酸处理（pH值）

微生物的生长受酸度的影响较大，有些微生物比其他微生物敏感得多，一种微生物在发酵过程中所生成的酸往往会抑制另一种微生物的繁殖。这是用控制发酵手段以抑制腐败菌的生长来保藏食品的原理之一；另外，游离的H+可使蛋白质凝固。

可以通过添加选定的产酸菌种在食品中生成酸或让食品自然发酵产酸，也可将酸直接添加于食品中，酸具有不同程度的防腐能力，这直接与H+浓度或pH值有关，但是产生同样pH值的两种酸可能具有不同的防腐性，因为某些酸的阴离子也发挥作用，同样pH值下，无机酸的效果大于有机酸，常用的酸为醋酸、乳酸、磷酸和柠檬酸。7、抽真空与密封

氧气除对维生素、食品色泽、风味和其他食品成分有破坏作用以外，又是霉菌生长所必须的，要控制需氧腐败菌，必须把空气除去。

从食品中排除氧气的办法：在加工过程中进行排气；隔绝与空气接触；添加抗氧化剂；抽真空包装或充惰性气体包装。真空处理不仅可以防止因氧化而起的种种品质劣变，不利于微生物的繁殖，而且在加热浓缩时，可以缩短加工时间，能在较低温度下完成加工过程，使加工品的品质进一步提高。密封是保证加工品与外界空气隔绝的一种必要措施，只有密封才能保证有一定的真空度。番茄酱等半成品大罐保藏，充气保藏食品时只有密封才能有适当的正压，防止微生物生长。无论何种加工品，只要在无菌的条件下密封保持一定的真空度，避免与外界的水分、氧和微生物接触则可以久藏不坏。8、应用防腐剂

防腐剂的作用为作为一种保藏的辅助手段，我国应用的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸（花揪酸）及其钾盐、二氧化硫及亚硫酸盐类、维生素K3、脱氢醋酸等。

苯甲酸：最常用为苯甲酸钠，国内使用剂量不超过0.1%。苯甲酸在酸性下效果高。

二氧化硫及亚硫硫酸：应用于果汁半成品、干制品、果酒原料等。山梨酸（己二烯）又名花揪酸：是一种不饱和脂肪酸，呈白色结晶，能溶于多种有机溶剂，微溶于水。其钠、钾盐则易溶于水，故应用较多。花揪酸及其盐的抑菌作用在于妨碍脱氢酶系统。在酸性条件下效果较好，用量也可减少，抑制霉菌及酵母比抑制细菌效果好。我国规定保藏果汁半成品用量可达0.1%，一般为0.05%-0.1%。山梨酸食用后可参与代谢，不会在人体内积累。

9、应用抗氧化剂

抗氧化剂即能使产品避免或减轻氧化反应发生的一类物质。其原理大致有下述几种：

一是自身先与氧参加反应，以消耗有效氧；二是减少氧在溶液中的溶解；三是阻止或减弱氧化酶系统的活力。果蔬加工中常用的有抗坏血酸、二氧化硫、有机酸、食盐及草酸盐等。抗坏血酸在果汁加工时常以50-200mg/L果汁的用量在压榨时加入，食盐以1%-2%的浓度作护色液用。

10、辐射处理

用不同种类的辐射，可在一定程度上杀死微生物和使酶钝化。X射线、微波、紫外线等都是已用于保藏食品的各种电磁辐射。

紫外线和超短波光只需20-50s即可达到杀菌目的，但其作用仅在产品的表面，难以深入内部，所以常用于加工原料、容器、车间及包装材料的消毒。

一般辐射通常是指用电离射线（β、γ射线）照射食品，放射线按剂量的大小，现在已用于杀菌、杀虫或抑制发芽等方面。这种辐射形式并无显著升温，所以无热杀菌（冷杀菌）是这种方法的特征，而且在短时间内即可处理大批量食品。

辐射必须在专用的辐射室中进行，而且要限制在许可范围之内，因为辐射会发生副反应，如发生辐射臭和色香味的变化等，另外存在安全问题，如是否致癌等，所以辐射保藏受到一定的限制。11、生化保藏

果蔬内所含的糖在微生物的作用下发酵，变成具有一定保藏作用的酒精、乳酸、醋酸等，可以加强食品的保藏性。果酒、乳酸饮料、酸菜、泡菜及果醋即是利用此种方法保藏的产品。但是，只有酒精和醋酸往往还不够，尚需应用其他措施才能作长期保藏。

食品的保藏与腐败因素密切相关，在进行食品保藏时，必须根据引起食品的败坏因素来确定保藏方法。根据加工原理，食品保藏方法可归纳为以下四类：第二节果蔬加工保藏方法一、抑制微生物活动的保藏方法

利用某些物理、化学手段抑制食品中微生物和酶的活动，属于这类的保藏方法有干制、糖制、腌制、冷冻保藏等。

干制是通过自然或人工控制条件下减少食品中所含的大部分水分，使食品水分活性降低到微生物不能利用的程度，食品本身酶的活性也同时受到抑制。

盐藏、糖藏是利用其具有较高的渗透压，脱出了自由水分，降低了水分活性，从而抑制微生物的生长和酶的活性。

冻藏是指在能使食品保持冻结状态的温度（-18℃）贮藏。速冻是目前比较先进的加工技术。速冻食品能保持新鲜食品原有的风味和营养价值。深受消费者欢迎。二、生化保藏法

又称发酵保藏法，利用某些有益微生物的发酵活动，产生和积累代谢产物如酒精、乳酸、醋酸等来抑制其他有害微生物的活动。

发酵是指缺氧条件下碳水化合物在各种微生物和酶的作用下分解产能代谢，包括蛋白质和脂肪的分解作用。

果酒、乳酸饮料、酸菜、泡菜、果醋即是利用此种方法保藏的产品。三、无菌保藏法

通过热处理，微波、辐射、过滤等工艺手段，将食品中腐败菌数量减少到能使食品长期保存所允许的最低限度。罐藏是重要的食品保藏方法，食品经排气、密封、杀菌保存，在不受外界微生物污染的密闭容器中，就能长期保存，不再引起败坏。四、维持食品低生命活动的保藏方法

此法主要用于保存新鲜果蔬原料，一般保存期比较短，这不属于加工保藏，是贮藏保鲜，这对供加工果蔬原料的保存有重要意义。

总之，食品各种加工保藏方法都是创造一种不能使有害微生物生长繁殖的环境条件。各种保藏方法可进行综合的或有机地配合使用，可以同时采用2―3种方法进行贮藏，例如干藏加冷藏。

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