辽宁中医药大学食品工艺学笔记

第一章绪论第一节食品的概念一、食物与食品1.食物：供人类食用的物质称为食物。是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。除少数物质如盐类外，几乎全部来自动植物和微生物。2.食品：食物经过加工制作的食物统称为食品。3.食品分类的方法：按加工工艺分；按原料来源分；按产品特点分；按食用对象分：老年、儿童、婴儿、妇女、运动员、航空、军用。二、食品的功能1.营养功能（第一功能，营养功能）蛋白质、碳水化合物（糖）、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维。提供营养和能量，为了生存（吃饱）。2.感观功能（第二功能）为了满足视觉、触觉、味觉、听觉的需求，使多吃吃好。3.保健功能（第三功能，新发展的功能）调节人体生理功能，起到增进健康、充沛精力、恢复疾病、延缓衰老、美容等作用。三、食品的特性1.安全性，无毒、无害、无副作用2.保藏性，有一定的货架寿命3.方便性，食用、携带、运输及保藏第二节食品加工工艺一、食品加工（一）加工操作类型预处理：清洗分离粉碎；单元操作：加热冷却干燥；关键工序：杀菌消毒；食品添加剂：调味保存；包装：维持由于加工操作带来的产品的特征。（二）食品加工的目的满足消费者要求；延长食品的保藏期；增加食品的安全性；提高附加值。二、食品工艺EQ\o\ac(

,)根据技术上先进、经济上合理的原则，将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的过程和方法。第四节食品工艺学的主要研究内容和范围一、研究内容和范围（一）根据食品原料的特性，研究食品的加工保藏1.食品原料的特性（1）有生命活动（2）季节性和地区性（3）复杂性（4）易腐性：按照腐败变质可能性将食品原料分为：极易腐败原料（1天~2周），如肉类和大多数水果和部分蔬菜；中等腐败性原料（2周~2月），如柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜；不易腐败原料（2~8月），如粮食谷物、豆类、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等。2.引起食品变质的原因（1）微生物的作用（2）酶的作用（3）物理化学作用3.食品保藏的途径（1）控制微生物：加热（杀灭微生物、巴氏杀菌、灭菌）；冷冻保藏（抑制微生物）；干藏（抑制微生物）；高渗透；烟熏；气调；化学保藏；辐射；生物方法。（2）控制酶（3）防止物理化学反应（二）研究食品质量要素和加工对食品质量的影响1.食品的质量因素主要包括：食品感官指标（包括色、香、味、质构等方面）、营养素含量、卫生指标和保藏期。2.加工对质量的影响（三）创造满足消费者需求的新型食品如改变包装、方便性、强化营养、增加功能、降低成本等。（四）研究充分利用现有食物资源和开辟食物资源的途径1.充分开发以前未被充分利用的资源；2.加大对副产物的综合利用。（五）研究加工或制造过程，实现食品工业生产的合理化、科学化和现代化科学选用工艺技术：（1）食品制造技术：生物技术、膜分离技术（2）食品保藏技术：高压杀菌技术、辐射杀菌技术（3）食品监控技术：聚合酶链反应、生物传感器。第二章食品的脱水1.脱水加工的类型（1）依据脱水的程度浓缩——产品是液体，其中水分含量高(>15%)干燥——产品是固体，最终水分含量低(<15%)（2）依据食品脱水的原理在常温下或真空下加热让水分蒸发（3）依据食品分子大小不同用膜来分离水分，如渗透、反渗透、超滤，主要是浓缩。2.干燥的目的（1）降低食品中的水分活度（2）减小食品体积和重量（3）为了食品的贮藏和延长保藏期3.食品干燥保藏EQ\o\ac(

,)指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的程度后，并始终保持低水分进行长期保藏食品的一种方法，简称干藏。是一种最古老的食品保藏方法。4.食品干藏的特点（1）自然干制：时间长、设备简单、生产费用低（2）人工干制：时间短、避免自然因素影响第一节食品干藏原理一、食品中水分存在的形式1.结合水或被束缚水2.自由水或游离水二、水分活度1.水分活度的定义EQ\o\ac(

,)游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，将食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度Aw。(Aw=1自由水，可被利用；Aw<1结合水)Aw=f/f0f食品中水的逸度；f0纯水的逸度水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示，在低压或室温时，f/f0和P/P0之差非常小（<1%），故可以用P/P0来定义Aw。水分活度通常定义为食品表面测定的水蒸汽压(P)与相同温度下纯水的饱和蒸汽压(P0)之比。Aw=P/P0P食品表面测定的水蒸汽压；P0相同温度下纯水的饱和蒸汽压影响Aw大小的因素取决于食品中水存在的量；温度；水中溶质的浓度；食品成分；水与非水部分结合的强度。3.食品Aw与水分含量的关系——水分吸附等温线P26三、水分活度与食品保藏性的关系Aw对微生物生长的影响大多数新鲜食品的Aw在0.98以上，食品中的腐败菌所需的最低Aw都在0.9以上，一般认为Aw<0.7物料才能在室温下长时间的贮存。当Aw<0.75食品腐败变质显著减慢；当Aw<0.65生长微生物极少。细菌Aw<0.85、毒素Aw<0.95、霉菌Aw<0.65不生长。Aw与酶活性的关系Aw<0.15抑制酶活性（干制一般不能抑制酶活性）Aw对化学变化的影响（1）氧化反应Aw<0.4：Aw↑v↓；Aw>0.4：Aw↑v↑（2）褐变反映Aw<0.7：Aw↑v↑；Aw>0.7：Aw↑v↓第二节食品干制机制一、干燥机制（一）导湿性EQ\o\ac(

,)由于水分梯度使得食品水分从高水分处向低水分处移动或扩散的现象称为导湿现象，也称为导湿性。1.水分梯度若用M表示等湿面湿含量或水分含量（kg/kg干物质），则由外到内沿法线方向相距Δn的另一等湿面上的水分含量为M+ΔM，那么食品内的水分梯度gradM则为：M——食品内的湿含量，即每千克干物质内的水分含量（kg/kg）；Δn——食品内等湿面间的垂直距离（m）。导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得：I湿——食品内水分转移量，为单位时间内单位面积上的水分转移量（kg/m2·h）；K——导湿系数（m2/h）；γ0——单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg/m3）；“-”——表示水分转移的方向与水分梯度的方向相反。需要注意的一点是：导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，它随着物料温度和水分而异。2.导湿系数与食品水分的关系当物料处于恒率干燥阶段（=3\*ROMANIII区）时，食品水分含量较高，这部分被排除的水分基本上为毛细管水分，以液体状态转移，导湿系数因而始终稳定不变（DE段）；当达到=2\*ROMANII区时，被去除的水分基本上为渗透水分，这部分水分以蒸汽状态和以液体状态扩散转移，导湿系数也就下降（CD段）；再进一步排除的水分则为吸附水分，基本上以蒸汽状态扩散转移，先为多分子层水分，后为单分子层水分，而单分子层水分和物料结合极为牢固，故导湿系数先上升（CB）而后下降（BA）。3.导湿系数与温度的关系若将导湿性小的物料在干制前加以预热，可以提高导湿系数，就能显著地加速干制过程。因此可以将食品物料先在饱和湿空气中加热，以免食品物料表面水分蒸发，同时可以增大导湿系数，以加速水分转移。（二）导湿温性EQ\o\ac(

,)温度梯度将促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性。（导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象。高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但将促使蒸汽压上升，而且毛细管内水分还将受到挤压空气扩张的影响。结果是毛细管内水分将顺着热流方向转移。）1.温度梯度导湿温系数就是温度梯度为1℃/m时物料内部能建立的水分梯度，导湿温性和导湿性一样，会因物料水分的差异（即物料和水分结合状态）而变化。（三）导湿性与导湿温性引起的食品干燥干制过程中，食品湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果。I总=I湿+I温两者方向相反时：I总=I湿－I温（1）当I湿﹥I温时，水分将按照物料水分减少方向转移，以导湿性为主，而导湿温性成为阻碍因素，水分扩散则受阻。（2）当I湿﹤I温时，水分随热流方向转移，并向物料水分增加方向发展，而导湿性成为阻碍因素。如：烤面包的初期二、干制过程的特性食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在不断上升。（一）干燥曲线1.食品水分含量曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线。干燥时，食品水分在短暂的平衡后，出现快速下降，几乎是直线下降，当达到较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水分。平衡水分取决于干燥时的空气状态。2.干燥速率曲线随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒速率干燥阶段（第一干燥阶段），此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率。3.食品温度曲线初期食品温度上升，直到最高值——湿球温度，整个恒率干燥阶段温度不变，即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热（热量全部用于水分蒸发）。在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度，说明水分的转移来不及供水分蒸发，则食品温度逐渐上升。（二）干燥阶段P37食品干制过程特性总结：干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水分扩散，则恒率阶段可以延长，若内部水分扩散速率低于表面水分扩散，就不存在恒率干燥阶段。三、影响干制的因素 （一）干制条件的影响1.温度对于空气作为干燥介质，提高空气温度，恒速期干燥速度加快，降速期也会增加。2.空气流速空气流速加快，食品恒速期的干燥速率也加速，对降速期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移或扩散所限制。3.空气相对湿度脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气相对湿度越低，食品干燥速率也越快。因为食品表面和干燥空气之间的水分蒸汽压差是影响外部质量传递的推动力。4.大气压力和真空度气压影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。但是，若干制由内部水分转移限制，则真空干燥对干燥速率影响不大。适合热敏物料的干燥。5.蒸发和温度空气相对温度越低，恒速期干燥速率也越快，对降速期无影响。若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品的温度将随之而上升。（二）食品性质的影响1.表面积小颗粒、薄片、表面积大易干燥，快。2.组分定向水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。例如：芹菜的细胞结构，沿着长度方向比横穿细胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤维结构中，也存在类似行为。细胞结构细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去。当细胞结构破碎是，有利于干燥。溶质的类型和浓度溶质与水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转移速率，干燥慢。第三节干制对食品品质的影响一、干制过程中食品的主要变化（一）物理变化1.干缩、干裂2.表面硬化3.多孔性4.热塑性，加热时会软化的物料如糖浆或果浆5.溶质的迁移（二）化学变化1.营养成分（1）蛋白质（2）脂肪，高温脱水时脂肪氧化比低温时严重（3）碳水化合物（4）维生素；2.色素色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递可见光的能力）；天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素、血红素（肉类）；褐变：酶促褐变、非酶褐变（焦糖化、美拉德反应）。3.风味引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去除；热会带来一些异味、煮熟味、硫味、焦香味的生成。防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、添加包埋物质如树胶，使风味固定。二、干制品的复原性和复水性EQ\o\ac(

,)干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小、形状、质地、颜色、风味、结构、成分以及其他可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。干制品的复水性：新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示。复水比R复=m复/m干m复：干制品复水后沥干重m干：干制品试样重复重系数K复=m复/m原m原：干制前相应原料重R干=m原/m干反映了食品物料被脱水的程度三、合理选用干制工艺条件1.最适宜的干制工艺条件使干制时间最短、热能和电能的消耗量最低、干制品的质量最高。它随食品种类而不同。2.选用合理的工艺条件的原则（1）使食品表面的水分蒸发速率尽可能等于食品内部的水分扩散速率，同时力求避免在食品内部建立起温度梯度。办法：需降低空气温度和流速，提高空气相对湿度。（2）恒率干燥阶段，物料表面温度是湿球温度。为了加速蒸发，在保证食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温度。（3）降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使内部水分扩散率一致，以免食品表面过度受热，导致不良后果。（4）干燥末期，干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分含量指标来加以选用。第四节食品的干制方法干制方法可以区分为自然和人工干燥两大类。自然干制在自然环境条件下干制食品的方法：晒干、风干、阴干。人工干制在常压或减压环境重用人工控制的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设备。常见设备有空气对流干燥设备、真空干燥设备、滚筒干燥设备。（一）空气对流干燥1.柜式干燥设备①特点：间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高。②操作条件：空气温度<94℃，空气流速2-4m/s。③适用对象：果蔬或价格较高的食品；作为中试设备，摸索物料干制特性，为确定大规模工业化生产提供依据。2.隧道式干燥设备热端——高温低湿空气进入的一端冷端——低温高湿空气离开的一端湿端——湿物料进入的一端干端——干制品离开的一端顺流——热空气气流与物料移动方向一致逆流——热空气气流与物料移动方向相反（1）逆流式隧道干燥设备在物料内部水分源源不断的供应下，物料表面水分就能不受阻挠地向外扩散蒸发，这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此食品物料能全面均匀地收缩，不易发生干裂；干制品的平衡水分将相应降低，最终水分可低于5%；若干物料的停留时间过长，容易焦化。为了避免焦化，干端处的空气温度不易过高，一半不宜超过70℃；食品物料载量不宜过多。适用对象：李、梅等水果（2）顺流隧道式干燥湿物料与干热空气相遇，水分蒸发异常迅速，可允许使用更高一些的空气温度如80-90℃，进一步加速水分蒸干而不至于焦化；干端处则与低温高湿空气相遇，物料水分蒸发极其缓慢，干制品水分难以降到10%以下，不适宜于吸湿性较强的食品干燥。（3）双阶段干燥第一阶段顺流干燥：湿端水分蒸发率高；第二阶段逆流干燥：后期干燥能力强。①特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好②用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、大蒜、马铃薯等）3.输送带式干燥（1）多层输送带特点：物料有翻动；物流方向有顺流和逆流；操作连续化、自动化、生产能力大、占地少。（2）双带式干燥4.气流干燥用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥。①特点：干燥强度大，悬浮状态，物料最大限度地与热空气接触；干燥时间短，0.5~5秒，并流操作；散热面积小，热效高，小设备大生产；适用范围广，物料(晶体)有磨损,动力消耗大。②适用对象：水分低于35%~40%的物料。流化床干燥适用于药品干燥（二）接触干燥EQ\o\ac(

,)接触干燥是指被干燥物与加热面处于直接接触状态，蒸发水分的能量来自于被加热的固体接触面，热量以传导的方式传递给物料，又称传导干燥。①特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，可使物料固形物从3-30%增加到90-98%，表面湿度可达100-145℃，接触时间2秒-几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味。②适用对象：浆状、泥状、糊状、膏状、液态物料，一些受热影响不大的食品，如麦片、米粉。③滚筒干燥（典型）基本结构：金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受热蒸发，热由里向外。（三）真空干燥①基本结构：干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置。②特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨化。③设备类型：间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送）。=4\*GB3④适用于：各种（如液体、浆状、粉末、颗粒、块片）水果制品以及麦乳精类第五节干制品的包装和贮藏为了保持干制品的特性以及便于储藏运输，通常对于干制品的而言包括三部分：干制品的预处理、干制品的包装、干制品的贮藏。一、包装前干制品的预处理1.筛选分级剔除块片和颗粒大小不合标准产品或其他碎屑杂质等物，有时在输送带上进行人工筛选。2.均湿处理有时晒干或烘干的干制品放在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散和分布，从而达到均匀一致的要求，这称为均湿处理。特别是水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗。一般需2-3周，菜干需1-8天，仓贮干燥。3.灭虫处理干制品，尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其间，在适宜的条件下会生长造成损失。故常用烟熏剂用甲基溴作为有效的烟熏剂，此外还有氯化乙烯和氯化丙烯。4.压块（片）将干制品压缩成密度较高的块状或片状，如紫菜。减小体积。但应对有韧性的果蔬产品。5.速化复水处理（1）压片法即将颗粒状果干经过相距为一定距离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，薄果片复水比颗粒状迅速得多；（2）刺孔法将半干制品水分含量16-30%的干苹果片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不仅可加热干燥速度，还可使干制品复水加快；（3）刺孔压片法在转辊上装有刺孔用针，同时压片和刺孔，复水速度可达最快。二、干制品的包装（一）干制品的包装要求（1）能防止干制品吸湿回潮以免结块和长霉；包装材料在90%相对湿度中，每年水分增加量不超过2%；（2）能防止外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等入侵；（3）能不透外界光线或避光；（4）贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能维护容器原有特性，包装容器在30～100cm高处落下120～200次而不会破损，在高温、高湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂；（5）包装的大小、形状和外观应有利于商品的推销；（6）与食品相接触的包装材料应符合食品卫生要求，无毒、无害，并且不会导致食品变性、变质；（7）包装费用应做到低廉或合理；（8）对于防湿或防氧化要求高的干制品，除包装材料要符合要求外，还需要在包装内另加干燥剂或结合充氮气、抽真空等措施。（二）干制品的包装容器纸箱和盒、塑料袋、金属罐、玻璃瓶干制品的包装（1）高吸湿性食品的包装①典型食品：速溶咖啡、奶粉、蛋粉、果蔬干粉以及一些冷冻干燥的产品等，水分1％一3％，通常平衡相对湿度低于20％，有一些产品低10％。②包装要求：包装环境有较低的相对湿度（RH），包装材料隔绝水、汽、气、光性能高，包装密封性好。③包装形式：金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝塑复合袋；真空或充气；软包装：组合包装（大套小），外袋内加干燥剂、吸氧剂。（2）易吸湿性食品的包装典型食品：茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分2％～8％，平衡相对湿度10％－30％。（3）低吸湿性食品的包装典型食品：坚果、豆类、淀粉、肉干等，含水量6％～30％，平均湿度比较大。食品的热处理和杀菌第一节热处理原理一、微生物的耐热性（一）影响微生物耐热性的因素1.污染微生物的种类和数量。（1）种类霉菌和酵母的耐热性都比较低，在50-60℃条件下就可以杀灭；而有一部分的细菌却很耐热，尤其是有些细菌可以在不适宜生长的条件下形成非常耐热的芽孢。（2）污染量微生物的耐热性与一定容积中所存在的微生物的数量有关。微生物量越多，全部杀灭所需的时间就越长。2.热处理温度在微生物生长温度以上的温度就可以导致微生物的死亡。3.罐内食品成分（1）pH值。许多高耐热性的微生物，在中性时的耐热性最强。pH低于5时细菌芽孢不耐热。pH越低的食品，所需的杀菌温度越低或杀菌时间越短。（2）脂肪。脂肪含量高则细菌的耐热性会增强。（3）糖。糖的浓度越高，越难以杀死食品中的微生物。高浓度糖液对细菌的芽孢有保护作用。（4）蛋白质。食品中蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用。15%以上时对耐热性无影响。（5）盐。低浓度食盐对微生物有保护作用，而高浓度食盐则对微生物的抵抗力有削弱作用。（6）植物杀菌素。有些植物（如葱、姜、蒜、辣椒、萝卜、胡萝卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等）的汁液以及它们分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用，这类物质就被称为植物杀菌素。（二）热杀菌食品的pH值分类分为高酸性（pH≤3.7）、酸性（pH＞3.7-4.6）、中酸性（pH＞4.6-5.0）和低酸性（pH＞5.0）；也有分为高酸性（pH＜4.0）、酸性（pH4.0-4.6）和低酸性（pH＞4.6）；但从食品安全和人类健康的角度，只要分成酸性（≤4.6）和低酸性（＞4.6）两类即可。pH4.6被确定为低酸性食品和酸性食品的分界线。肉毒梭状芽孢杆菌是嗜温厌氧性细菌，A和B型较耐热。以肉毒杆菌为对象菌的低酸性食品被划定为pH＞4.6、Aw＞0.85。因而所有pH值大于4.6的食品都必须接受基于肉毒杆菌耐热性所要求的最低热处理量。有些低酸性食品物料因为感官品质的需要，不宜进行高强度的加热，这时可以采取加入酸或酸性食品的办法，将整罐产品的最终平衡pH值在4.6以下，这类产品称为“酸化食品”。（三）微生物耐热性参数1.热力致死温度：表示对于特定种类的微生物进行杀菌达到某一个温度时，微生物已全部死亡，该温度即热力致死温度。2.热力致死时间曲线（TDT曲线）：热力致死时间用以表示将在一定环境中一定数量的某种微生物恰好全部杀灭所采用的杀菌温度和时间组合。热力致死时间曲线方程：TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。3.F0值：单位为min，即TDT121.1，是采用121.1℃杀菌温度时的热力致死时间F0值与菌种、菌量及环境条件有关。显然，F0值越大，菌的耐热性越强。4.Z值：单位为℃，是杀菌时间变化10倍所需要相应改变的温度数。在酸性食品中的微生物，采取100℃或以下杀菌的，通常取Z=8℃。Z值越大，因温度上升取得的杀菌效果越小。5.热力致死速率曲线：t=D(lga－lgb)6.D值：单位为min，表示在特定的环境中和特定的温度下，杀灭90%特定的微生物所需要的时间。D值与温度有关、与环境条件有关、与菌种有关。D值越大，表示杀灭同样百分数微生物所需的时间越长，说明这种微生物的耐热性越强。7.F0=nD：肉毒杆菌对消费者的可能危害，取n=12。二、食品的传热（一）传热方式（二）影响传热的因素1.罐内食品的物理性质。主要指食品的状态、块形大小、浓度、粘度等。2.初温。指杀菌操作开始时，罐内食品物料的温度。3.容器。对于杀菌操作中的传热，主要考虑容器的材料、容积和几何尺寸。4.杀菌锅。静置式杀菌锅与回转式杀菌锅的区别。（三）传热测定指对罐头中心温度（或称冷点温度）的测定，冷点指罐头在杀菌冷却过程中，温度变化最缓慢的点。罐头中心温度测定仪主要由热电偶和电位差计组成。（四）传热曲线对流型和传导型食品物料的传热曲线近似于直线，称为简单型曲线；先对流后传导型食品物料的传热曲线近似于两根相交的直线，称为转折型曲线。这两种类型的传热曲线因其有规律性，故可用于“公式法”或“列图线法”计算杀菌值。三、杀菌强度的计算及确定程序鲍尔、奥尔森和舒尔茨等人对比奇洛的方法进行了改进（鲍尔改良法）。鲍尔还推出了公式计算法。史蒂文斯在鲍尔公式法的基础上又提出了方便实际应用的列图线法。鲍尔改良法：致死率值Li=lg-1(θi-121)/z对于牛乳等液体食品进行的巴氏杀菌，常采用63℃作为标准参照温度，Li=lg-1(θi-63)/z。第二节热处理技术一、商业杀菌（一）食品罐藏的基本工序罐藏食品俗称罐头，相应的容器称为空罐、罐头盒。罐藏食品的生产过程由预处理（包括拣选、清洗、去皮核、修整、预煮、漂洗、分级、切割、调味、抽空等工序）、装罐、排气、密封、杀菌、冷却和后处理（包括保温、擦罐、贴标、装箱、仓储、运输）等工序组成。预处理的工序组合可根据产品和原料而有不同，但排气、密封和杀菌为罐藏食品必需的和特有的工序，因此也就是罐藏食品生产的基本工序。排气（1）排气的目的=1\*GB3①降低杀菌时罐内压力，防止变形、裂罐、胀袋等现象。=2\*GB3②防止好氧性微生物生长繁殖。=3\*GB3③减轻罐内壁的氧化腐蚀。=4\*GB3④防止和减轻营养素的破坏及色、香、味成分的不良变化。（2）排气方法=1\*GB3①热灌装法：一般将食品加热至70-75℃后即装罐密封。=2\*GB3②加热排气法：冷装罐，在预封后排气温度中加热，使罐中心温度为70-90℃=3\*GB3③蒸汽喷射排气法=4\*GB3④真空排气法杀菌杀菌公式：（对流型T↑快；导热型T↑慢，需加反压）罐藏食品发生腐败变质的现象及因素1.主要腐败变质现象胀罐（胖听）=1\*GB3①假胀，食品装得太满，或是真空度太低=2\*GB3②氢胀，罐内食品酸度高，罐内壁严重腐蚀并产生氢气=3\*GB3③细菌性胀罐，微生物在罐内生长使内容物腐败平盖酸败：产酸不产气pH下降到0.1-0.3。平酸菌是糖面粉及香料的常见污染源。嗜热脂肪芽孢杆菌（低酸性食品中，受到酸的抑制而自然消失）、凝结芽孢杆菌（酸性食品）硫化黑变或硫臭腐败：含硫蛋白质分解产生H2S，与铁反应生成硫化亚铁黑色物质。主要有致黑色梭状芽孢杆菌霉变产毒：肉毒杆菌（耐热性较强，作为杀菌对象）、金黄色葡萄球菌造成罐藏食品腐败变质的主要原因（1）初期腐败（2）杀菌不足（3）杀菌后污染（4）嗜热菌生长二、巴氏杀菌在100℃以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌三、热烫生鲜的食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式目的：灭酶同时软化组织、清洁、减少微生物数量第四章食品冷冻食品冷冻就是采用降低温度的方式对食品进行加工和保藏的过程。根据降低温度的程度，将温度在0~8℃的加工称为冷却或冷藏，而温度在-1℃以下的加工称为冻结或冻藏。经过冷冻加工的食品统称为冷冻食品。1.冷却食品和冻结食品冷却食品不需要冻结，是将食品的温度降到接近冻结点，并在此温度下保藏的食品。冻结食品，是冻结后在低于冻结点的温度保藏的食品。冷却食品和冻结食品合称冷冻食品，可按原料及消费形式分为果蔬类、水产类、肉禽蛋类、调理方便食品类这四大类。2.冷冻食品的特点易保藏，广泛用于各种易腐食品的生产、运输和贮藏；营养、方便、卫生、经济；市场需求量大，在发达国家占有重要的地位，在发展中国家发展迅速。第一节食品冷冻保藏原理一、低温对微生物的影响（一）低温与微生物的关系1.微生物对食品的破坏作用。2.微生物在食品中生长的主要条件：液态水分；pH值；营养物；温度；降温速度。3.低温对微生物的作用：低温可起到抑制微生物生长和促使部分微生物死亡的作用。但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。一般认为，低温只是阻止微生物繁殖，不能彻底杀死微生物，一旦温度升高，微生物的繁殖也逐渐恢复。（低温对微生物的抑制作用可用于延长食品的贮存期，微生物的初始数量越少，食品的贮存期越长）4.根据适宜生长温度范围经微生物分为三大类：嗜热菌、嗜温菌、嗜冷菌。许多嗜冷菌和嗜温菌的最低生长温度低于0℃，有的可达-8℃。（二）低温导致微生物活力减弱和死亡的原因温度下降，酶活性随之下降（三）影响微生物低温致死的因素1.温度的高低：一般为-12~-2℃，尤其-5~-2℃为最甚2.降温速度：冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大；冻结点以下，缓冻将导致剩余微生物的大量死亡，而速冻对微生物的致死效果较差。二、低温对酶活性的影响酶作用的效果因原料而异。酶活性随温度的下降而降低。一般的冷藏和冻藏不能完全抑制酶的活性。三、低温对非酶因素的影响各种非酶促化学反应的速度，都会因温度下降而降低。第二节食品的冷却和冷藏一、食品的冷却（一）冷却的目的植物性食品的冷藏保鲜；肉类冻结前的预冷；分割肉的冷藏销售；水产品的冷藏保鲜。（二）冷却的方法1.固体物料（1）冷风冷却用于果蔬类的高温库房肉类的冷风冷却装置、隧道式冷却装置（2）冷水冷却浸入式、喷雾式、淋水式优缺点：效率高、来源丰富、干耗小；食品交叉污染及感官质量下降（3）碎冰冷却特点：冷却能力大，干耗小冰的种类：淡水冰、海水冰操作要点：表面积大，接触的隔栅适用：鱼，肉（4）真空冷却原理：通过水分蒸发将自身的温度降低操作：将食品置于真空室中并将压力降低到大约0.5kPa，通过水分蒸发将自身的温度降低2.液体食品物料的冷却特点：间接冷却冷却介质：水、盐水、乙醇、丙二醇冷却器：间歇式、连续式3.其它冷却方法接触冷却、辐射冷却、低温学接触冷却（三）食品冷却时的冷耗量食品冷却过程中总的冷耗量，即由制冷装置所带走的总热负荷QT：QT=QF+QV（1）食品的冷耗量QF：QF=QS+QL+QC+QP+QWQS：食品的显热；QL：脂肪的凝固潜热；QC：生化反应热；QP：包装物冷耗量；QW：水蒸气结霜潜热。其它各种冷耗量QV如外界传入的热量，外界空气进入造成的水蒸气结霜潜热，风机、泵、传送带电机及照明灯产生的热量等。（四）冷却速度与冷却时间理论基础：传热。方式：按照食品的形状和冷却装置的形式，分别研究平板状食品、圆柱状食品和球状食品的传热过程，从而计算食品的冷却速度和冷却时间。二、食品的冷藏影响冷藏的因素贮藏温度：不仅指的是冷库内的空气温度，更重要指的是食品温度，是重要的冷藏参数。空气相对湿度及其流速：冷凝水分过多，在冷藏温度下的食品会发霉，温度变化时食品还容易腐烂；空气湿度过低，食品中水分就会迅速蒸发并出现萎缩。冷藏时，水果适宜的相对湿度为85%-90%；蔬菜90%-95%；坚果70%；干制品<5%。空气流速愈大，食品和空气间的蒸汽压差就随之而增大，食品水分的蒸发率也就相应增大。只有相对湿度较高而且空气流速较低时，才会使水分的损耗降到最低的程度。食品原料的种类：鱼死后，组织中的糖原无氧分解生成乳酸，在形成乳酸的同时，磷酸肌酸分解为无机磷酸和肌酸。（二）食品冷藏时的变化（1）水分蒸发：肉类食品表面收缩、硬化，形成干燥皮膜；鸡蛋气室增大。（2）冷害：指在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍，失去平衡的现象。香蕉果皮变黑，西瓜凹斑等。（3）生化作用：淀粉和糖、糖和酸的比例，果胶物质的变化，维生素C的减少等。肉类宰后主要发生的是成熟作用。（4）脂类的变化（5）淀粉老化：最适温度2-4℃（6）微生物增殖：伤口衰老（7）串味：具有强烈气味的食品与其它食品放在一起贮存或冷藏。第三节低温气调贮藏定义：食品原料在不同于周围大气（21%O2、0.03%CO2）的环境中贮藏。通常与冷藏结合使用。用途：延长季节性易腐烂食品原料的贮藏期。机理：采用低温和改变气体成分的技术，延迟生鲜食品原料的自然成熟过程。1.气调贮藏的生理基础（1）降低呼吸强度（指单位实践，单位质量物料呼出CO2的多少），推迟呼吸高峰；（2）抑制乙烯的生成，延长贮藏期；（3）控制真菌的生长繁殖；（4）若O2过少，会产生厌氧呼吸，CO2过多，会使原料中毒。2.气调贮藏方法（1）自然降氧法果蔬原料贮藏于密封的冷藏库中（气调库），果蔬本身的呼吸作用使库内的氧量减少，二氧化碳量增加。用吸入空气来维持一定的氧浓度。用气体洗涤器来除去过多的二氧化碳：碱式，让气体通过4~5%的NaOH；水式，让气体通过低温的流动水；干式，让气体通过消石灰填充柱。（2）快速降氧法在气体发生器中用燃烧丙烷的方法来制取低氧高二氧化碳的气体；将气体通入冷藏库中；库中常保持负压。待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高的原料，如草莓。（3）混合降氧法先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低到一定程度；原料入库，利用自然降氧法使氧的含量进一步降低。既可控制易腐原料的初期快速腐烂，又降低生产成本。（4）包装贮藏法=1\*GB3①生理包装：将原料放进聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和气体透过袋壁的活动，维持适宜的气体氛围。=2\*GB3②硅气窗包装：用带有硅橡胶的厚质袋包装原料，并密封。因气体的交换只通过硅窗进行，所以改变硅窗的面积，就可以维持不同的气体氛围。第四节食品的冻结和冻藏一、冻结点与冻结率1.食品的冻结点：冰晶开始出现的温度食品冻结的实质是其中水分的冻结。食品中的水分并非纯水。因此食品的冻结点低于纯水的冰点。温度-60℃左右，食品内水分全部冻结。在-18~-30℃时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。冻结率：冻结终了时食品内水分的冻结量（%），又称结冰率。K=100（1－TD/TF）TD和TF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度二、冻结曲线冻结曲线表示了冻结过程中温度随时间的变化。冷冻曲线的三个阶段：初始阶段，从初温到冰点；中间阶段，此阶段大部分水分陆续结成冰；终了阶段，从大部分水结成冰到预设的冻结终温。三、冻结时放出的热量冻结终温。-18℃即可热量的三个组成部分：冷却时的热量qc；形成冰时放出的热量qi；自冰点至冻结终温时放出的热量qe。单位质量食品的总热量：q=qc+qi+qe，Gkg食品冻结时的总热量：Q=Gq，或用焓差法表示：Q=G（i2-i1），i1及i2分别为食品初始和终了状态时的焓值。冻结时总热量的大小与食品中含水量密切有关，含水量大的食品其总热量亦大。四、冻结速度1.速冻的定性表达2.速冻的定量表达（1）按时间划分：食品中心从-1℃降到-5℃所需要时间，3-30min快速冻结、30-120min中速冻结、大于120min慢速冻结。（2）按距离划分：单位时间-5℃的冻结层从食品表面沿向内部，时间以h为单位，距离以cm为单位，快速冻结时，v>5-20cm/h；中速冻结时，v=1-5cm/h；缓慢冻结时，v=0.1-1cm/h。国际制冷学会的冻结速度定义：3.冻结速度与冰晶冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状结晶体。冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。4.冻结速度对食品的影响速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响食品的价值，甚至不能食用。一般来说，速冻食品的质量总是高于缓冻食品。速冻的主要优点为：（1）形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小（2）冻结时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成纯冰的时间也随之缩短（3）将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，就能及时阻止冻结时食品分解（4）迅速冻结时，浓缩的危害性也随之下降5.最大冰晶生成带：指-1~-5℃的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。五、冻结时间P166六、食品的冻结方法按生产过程的特性分，冻结系统可分为批量式、半连续式和连续式三类。按从产品中取出热量的方式，冻结方式可分为吹风冻结、表面接触冻结和低温冻结这三种基本类型，以及它们的组合方式。1.吹风冻结：吹风式冻结装置用空气作为传热介质。可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）。2.金属表面接触冻结：产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。冻结方式与吹风冻结相比有两个优点：传热效果好；不需配置风机。但这种方式不适用于不规则形状产品的冻结。按照结构形式，金属表面接触冻结装置可分为三种主要类型：带式，板式和筒式。3.低温冻结：低温冻结采用液氮（-195℃）或液态二氧化碳（-79℃）作为制冷剂，常用于：（1）小批量生产（2）新产品开发（3）季节性生产（4）临时的超负荷状况。相对较低的温度可以使产品快速冻结，对保证产品质量和降低干耗都是十分有利的；但设备投资和运行费用较高。低温冻结设备则可以是箱式，直线式，螺旋式或浸液式。氮气可直接排放到空气中而二氧化碳则需要回收。七、冻结与冻藏中的变化及技术管理1.冻结与冻藏中的变化（1）体积膨胀与内压增加（2）比热下降：冰低于水，含水多的食品比热大（3）导热系数增大（4）溶质重新分布（5）液体浓缩（6）冰晶体成长（7）滴落液：解冻后不能被肌肉重新吸收回原来状态而流失的水。造成水分和营养成分的损失（8）干耗：由于食品表面的冰结晶升华而造成的（9）脂肪氧化（10）变色：脂肪的变色（氧化变黄）、蔬菜的变色（酶促褐变）、红色肉的变色（肌红蛋白因氧而褐变，金枪鱼的褐变）、鱼肉的绿变、虾的黑变（酪氨酸氧化产生黑色素）、其他褐变。2.冻藏技术管理冻藏温度（正确选择、恒定）冻藏间相对湿度（95%）冻藏间空气流速（自然循环）堆垛密度（越紧密越好）包装或保护层（涂冰）减少人员出入和电灯开启用臭氧消除库内异味（2~6mg/m3）◎回热：冷藏食品的温度回升至常温的过程，是冷却的逆过程。回热的目的：防止食品在出库后因为表面水分凝结而遭受污染及变质。回热处理时的控制原则：与食品表面接触的空气的露点应始终低于食品表面温度。◎解冻：冻结食品的温度回升至冻结点以上的过程，是冻结的逆过程。原则：保证食品加工时必要的品质，使损耗减少到最小的程度。（食品的质地、稠度、色泽、汁液流失为食品解冻中的常见损耗）解冻温度曲线。与冻结过程相类似，-5~-1℃是冰晶最大融解带，也应尽快通过，以免食品品质的过度下降。第五章食品腌渍发酵和烟熏保藏腌制品的特点：腌制品种类繁多；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。第一节食品的腌渍保藏腌渍类型1.根据腌渍的材料盐渍（腌菜、腌肉、腌禽蛋）；糖渍；酸渍2.根据腌渍的过程（1）非发酵性腌渍品：没有乳酸发酵，用盐量较高。（2）发酵性腌渍品：有乳酸发酵，用盐量较低。一、腌渍保藏的理论基础腌制溶液的扩散和渗透理论成为食品腌渍过程中重要的理论基础。1.扩散溶质从高浓度到低浓度。扩散系数：2.渗透渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高浓度溶液扩散的过程。腌制防腐原理腌制液浓度与微生物的关系腌制中的各种微生物细菌类马铃薯菌和枯草菌有糖化淀粉的作用，可产生丁酸臭酵母类（3）霉菌类腌制液浓度与微生物生长繁殖的关系（1）盐渍=1\*GB3①盐含量达到6%-8%时，大肠杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌停止生长=2\*GB3②盐含量超过10%后，大多数杆菌便不再生长，酵母在10%的盐溶液中仍能生长=3\*GB3③盐含量达到15%时，球菌被抑制，腐败菌极少能繁殖=4\*GB3④盐含量达到20%时，基本可以完全防止细菌繁殖，葡萄球菌被抑制=5\*GB3⑤盐含量达到20%-25%时，霉菌才能被抑制腌制食品易受到酵母和霉菌的污染而变质。非病原菌抗盐性一般比病原菌强。糖渍=1\*GB3①浓度为1%-10%的糖溶液，实质上会促进某些菌种的生长=2\*GB3②浓度达到50%时，阻止大多数细菌的生长=3\*GB3③浓度达到65%-75%时，酵母和霉菌的生长才能被抑制为了保藏食品糖液的浓度至少要达到50%以上，以70%-75%为最适宜在同样浓度下的葡萄糖、果糖溶液的抑菌效果要比乳糖、蔗糖好。这是因为葡萄糖、果糖是单糖，相对分子质量为180；乳糖、蔗糖是双糖