食品保藏与加工技

食品保藏与加工技术,重庆市第三人民医院 营养科 高级营养师 刘莉,一食品干燥及浓缩,全世界每年因各种原因所造成腐烂变质的食品占食品年总产量的,国际制冷学会,45！, 减少食品的浪费, 提高食品质量, 保障人民的健康,？,（一 ） 干燥的目的,延长贮藏期 - 经干燥的食品，其水分活性较低，有利于在室温条件下长期保藏，以延长食品的市场供给，平衡产销高峰; 用于某些食品加工过程以改善加工品质 - 如大豆、花生米经过适当干燥脱水，有利于脱壳(去外衣)，便于后加工，提高制品品质；促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟;便于商品流通 - 干制食品重量减轻、容积缩小，可以显著地节省包装、储藏和运输费用，并且便于携带和储运; 干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。,食品干燥过程控制,达到一定的水分要求 保持或改善食品品质 控制条件和方法以获得最低能耗,（二）脱水干燥对食品营养成分的影响,1每单位重量干制食品中蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量大于新鲜食品2高温长时间的脱水干燥导致糖分损耗3高温加热碳水化合物含量较高的食品极易焦化；4缓慢晒干过程中初期的呼吸作用也会导致糖分分解; 5还原糖还会和氨基酸反应而产生褐变。6高温脱水时脂肪氧化就比低温时严重得多。7干燥过程会造成维生素损失,脱水干燥对食品颜色的影响,新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳。干燥会改变其物理和化学性质，使食品反射、散射、吸收和传递可见光的能力发生变化，从而改变了食品的色泽。如:（1）湿热条件下叶绿素将失去一部分镁原子而转化成脱镁叶绿素，呈橄榄绿，不再呈草绿色。（2）类胡萝卜素、花青素也会因干燥处理有所破坏。（3）硫处理会促使花青素褪色，应加以重视。 酶或非酶褐变反应是促使干燥品褐变的原因。为此干燥前需进行酶钝化处理以防止变色,干燥时食品风味的变化,食品失去挥发性风味成分。如： 牛乳失去极微量的低级脂肪酸，特别是硫化甲基，虽然它的含量实际上仅亿分之一，但其制品却已失去鲜乳风味。一般处理牛乳时所用的温度即使不高，蛋白质仍然会分解并有挥发硫放出。解决的有效办法是: 从干燥设备中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便尽可能保存它的原有风味。可从其它来源取得香精或风味制剂再补充到干制品中，或干燥前在某些液态食品中添加树胶和其它包埋物质。,（三）食品干燥的方法,1、按干燥设备的特征来分类： （1）自然干燥方法（晒干与风干等）； （2）人工干燥方法（如箱式干燥、窑房式干燥、隧道式干燥、输送式干燥、输送带式干燥、滚筒干燥、流化床干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等）。2、按干燥的连续性分为：（1）间歇（批次）干燥； （2）连续干燥。3、以干燥时空气的压力来分类：（1）常压干燥； （2）真空干燥。4、以干燥过程向物料供能热的方法来分类： （1）对流干燥； （2）传导干燥；（3）能量场作用下的干燥及组合干燥法。,晒干是指利用太阳光的辐射能进行干燥的过程。 风干是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压差进行脱水干燥的过程。 晒干过程常包含风干的作用，是常见的自然干燥干燥方法。 晒干、风干 方法可用于固态食品物料（如果、蔬、鱼、肉等）的干燥，尤其适于以湿润水分为主的物料（如粮谷类等）干燥，炎热干燥和通风良好的气候环境条件最适宜于晒干。,1、晒干及风干,A, 它具有投资少、管理粗放、生产费用低，能在产地就地进行干燥B, 自然干燥还能促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟C, 自然干燥缓慢，干燥时间长。晒干时间随食品物料种类和气候条件而异，一般23天，长则10多天，甚至更长时间。D, 干燥最终水分受到限制，常会受到气候条件的影响和限制。如在阴雨季节就无法晒干，而难以制成品质优良的产品，甚至还会造成原料的腐败变质。E, 自然干燥还需有大面积的晒场和大量劳动力，生产效率低，又容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿动物等的侵袭，制品的卫生安全性较难保证。F, 科学利用太阳能，充分利用天然能源。,自然干燥的特点,空气对流干燥是最常见的食品干燥方法。A, 热空气是热的载体，也是湿气的载体。而空气则有自然或强制对流循环，在不同条件下环绕湿物料进行干燥。热空气的流动靠风扇，鼓风机和折流板加以控制，空气的量和速度会影响干燥速率。空气的加热可以用直接或间接加热法： 直接加热空气靠空气直接与火焰或燃烧气体接触； 间接加热靠空气与热表面接触加热。B, 空气对流干燥一般在常压下进行，有间歇式（分批）和连续式。C, 被干燥的 湿物料可以是固体、膏状物料及液体。,2、空气对流干燥,箱式干燥是一种比较简单的间歇式干燥方法 箱式干燥设备单机生产能力不大，工艺条件易控制。按气体与物料流动方式分为： A, 平行流箱式干燥 B, 穿流箱式干燥 C, 真空箱式干燥,3 箱式干燥,A, 隧道式干燥使用的设备实际上是箱式干燥设备的扩大加长，其长度可达1015m，可容纳515辆装满料盘的小车。B, 可连续或半连续操作。C, 隧道干燥设备容积较大，小车在内部可停留较长时间，适于处理量大，干燥时间长的物料干燥。D, 干燥介质多采用热空气，隧道内也可以进行中间加热或废气循环，气流速度一般23 ms1。E, 根据物料与气流接触的形式常有逆流式、顺流式和混流式。,4 隧道式干燥,A, 输送带式干燥装置中除载料系统由输送带取代装有料盘的小车外，其余部分基本上和隧道式干燥设备相同。B, 湿物料堆积在钢丝网或多孔板制成的水平循环输送带上进行的移动通风干燥（故也称穿流带式干燥），物料不受振动或冲击，破碎少。C, 适于膏状物料和固体物料干燥。D,在干燥过程，采用复合式或多层带式可使物料松动或翻转，有利于增加空气与物料的接触面，加速干燥速率。E, 可减轻装卸物料的劳动强度和费用，便于连续化、自动化，适于生产量大的单一产品干燥，以取代原来采用的隧道式干燥。F, 按输送带的层数多少可分为单层带型、复合型、多层带型；按空气通过输送带的方向可分为向下通风型、向上通风型和复合通风型输送带干燥设备。,5 输送带式干燥,喷雾干燥是采用雾化器将料液（可以是溶液、乳浊液或悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液）分散为雾滴，并用热空气干燥雾滴而完成的干燥过程。 喷雾干燥方法常用于各种乳粉、大豆蛋白粉、蛋粉等粉体食品的生产，是粉体食品生产最重要的方法。 喷雾干燥系统有不同的组成与性能。,6 喷雾干燥,(1), 喷雾干燥是非常细小的雾滴与热空气接触，具有极大的表面积，有利于传热传质过程，因此物料干燥时间短（几秒至30秒）；(2), 干燥温度较低，适于热敏性物料的干燥；(3),可生产粉末状、空心球状或疏松团粒状，且具有较高的速溶性产品；(4),容易通过改变操作条件以调节控制产品的质量指标，如粒度分布、最终湿含量等；(5), 干燥流程简化，操作在密闭状态下进行，有利于保持食品卫生、减少污染；(6), 所需设备较庞大，空气消耗量大、热利用率低，动力消耗也较大，因此，喷雾干燥总的设备投资费用较高,喷雾干燥特点,气流干燥就是将粉末或颗粒食品物料悬浮在热气流中进行干燥的方法。气流干燥也属流态化干燥技术之一，具有如下特点A, 颗粒在气流中高度分散，由于热空气与湿物料直接接触，使气固相间的传热传质的表面积大大增加，强化了传热与传质过程，因此干燥时间短（0.52 s）。B, 气固相间的并流操作，可使用高温干燥介质（湿淀粉干燥可使用400热空气），使高温低湿空气与湿含量大的物料接触，整个干燥过程物料温度也不高。C, 干燥设备体积小，热能利用，如使用400以上高温气体为介质，1kg绝干空气可干燥除湿0.10.15kg，干燥器的热效率可达6075D, 设备结构简单，占地面积小，处理量大。E, 适应性广，可用于块状、膏糊状及泥状物料。对散粒状物料，最大粒径可达10mm。,7 气流干燥,流化床干燥也称沸腾床干燥,是另一种气流干燥法。与气流干燥设备最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。 流化床干燥用于干态颗粒食品物料干燥，不适于易粘结或结块的物料。 流化床干燥的特点：A. 物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，气固相间的传热传质系数及相应的表面积均较大，热效率较高，可达6080。B. 由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速地给热，使物料床温度均匀、易控制，颗粒大小均匀。C. 物料在床层内的停留时间可任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含水量低的过程比较适用。D. 设备设计简单，造价较低，维修方便。,8 流化床干燥,* 传导干燥是指湿物料贴在加热表面上（炉底、铁板、滚筒及圆柱体等）进行的干燥，热的传递取决于温度梯度的存在。 * 传导干燥和传导对流联合干燥常结合在一起使用 * 这种干燥特点是干燥强度大，相应能量利用率较高 * 为了加速热的传递及湿气的迁移，传导干燥过程都尽量使物料处于运动（翻动）状态，因此有各种不同的干燥设备。如转筒干燥，滚筒干燥，真空干燥，冷冻干燥等,9 传导干燥,真空干燥是指在低气压条件下进行的干燥。A, 真空干燥常在较低温度下进行，因此有利于减少热对热敏性成分的破坏和热物理化学反应的发生，制品有优良品质，但真空干燥成本常较高。B, 采用真空干燥设备一般可制成不同膨化度的干制品。C, 真空干燥过程食品物料的温度和干燥速度取决于真空度，物料状态及受热程度。D, 干燥过程热量常靠传导或辐射向食品传递，也有用热气体或微波作为热源。,10 真空干燥,冷冻干燥又称升华干燥，是指干燥时物料的水分直接由冰晶体蒸发成水蒸气的干燥过程。 冷冻干燥是目前食品干燥方法中干燥过程物料温度最低的干燥，用于果蔬、蛋类、速溶咖啡和茶、低脂肉类及制品、香料食品物料干燥。 冷冻干燥时，被干燥的物料首先要进行预冻（冻结），然后在高真空状态下进行升华干燥.,11 冷冻干燥,A, 冷冻干燥在真空度较高，物料温度低的状态下干燥，可避免物料中成分的热破坏和氧化作用，较高保留食品的色、香、味及维生素C；B, 干燥过程对物料物理结构和分子结构破坏极小，能较好保持原有体积及形态，制品容易复水恢复原有性质与状态；C, 冷冻干燥的设备投资及操作费用较高，生产成本较高，为常规干燥方法的25倍。,冷冻干燥的特点,能量场作用下的干燥指电磁场和声波场中的干燥作用。 湿物料中的水分对不同能量场中的能量有特殊的吸收作用，可促进物料中水分汽化，提高干燥速率。 在能量场中能量的传输依然有对流与传导、辐射，但也有其特殊的形式和要求。,12 能量场作用下的干燥,红外（红外线是指波长0.721000 m的电磁波）及远红外干燥也称热辐射干燥。是由红外线（包括远红外线）发生器提供的辐射能进行的干燥。远红外线干燥的特点：A, 热源材料选用热辐射率接近黑体的物质，故热辐射效率高。B, 远红外线辐射热在空气中传播，不存在传热界面，故传播热损失小，传热效率高，被辐射物料表面热强度大于对流干燥强度3070倍以上。C, 多数食品湿物料等有机物，在远红外区具有更多的吸收带，因此远红外线比一般红外线有更好的干燥速率。D, 远红外线的光子能量级比紫外线、可见光线都要小，因此一般只会产生热效果，而不会引起物质的变化，可减少热对食品材料的破坏作用，而广泛用于食品干燥。,13远红外线干燥的特点,微波也是一种电磁波，其加热是利用电介质加热原理。 由于微波在食品材料中的穿透性、吸收性，使食品电介质吸收微波能在内部转化为热能，因此微波加热速度快，微波干燥有较高的干燥速率。 对比较复杂形状的物料有均匀的加热性，且容易控制。 不同含水分食品物料在微波场中，对微波吸收性不同，含水分高的物料有较高的吸收性，因此微波干燥有利于保持制品水分含量一致，还具有干燥食品水分的调平作用。 微波不仅用于常规干燥，也用于真空干燥、冷冻干燥、对流干燥等场所作为热源使用。 工业微波干燥设备采用的频率有915 MHz和2450MHz。,微波干燥,干燥方法的选择原则,1， 根据被干燥食品物料的性质，如物料的状态以及它的分散性、粘附性能、湿态与干态的热敏性（软化点、熔点、分解温度、升华温度、着火点等）、粘性、表面张力、含湿量、物料与水分的结合状态等以及其在干燥过程的主要变化。2， 干燥制品的品质要求（热敏感成分的保护要求，风味物质的挥发程度等）。3， 干燥成本（设备投资，能耗及干燥过程的物耗与劳力消耗等）。 综合上述条件，选择最佳的干燥工艺条件，及在耗热、耗能量最少情况下获得最好的产品质量，即达到经济性与优良食品品质。,（四）食品浓缩 的目的和分类,1概念 从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。,2目的（1）减少重量和体积，浓缩去除食品中大量的水分，可减少食品包装、贮藏和运输费用。（2）提高制品的浓度、增大渗透压降低水分活性，延长制品的保质期。,3分类 按浓缩得原理分： （1）平衡浓缩：蒸发浓缩、 冷冻浓缩 （2）非平衡浓缩膜分离,二发酵技术,1概念 发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的技术，称为发酵技术。,2用途（1）抑制腐败菌和一般病原菌的生长 （2）发酵食品能提高原有的末发酵食品的营养价值 （3）在食品发酵后,其原来的色泽,形状,风味都会有所改变,而且是按着人们的意愿去改变的,三 微波技术,1概念 微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。,2 微波加热的原理 微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。,3 微波杀菌的机理 微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变化，使细菌失去营养，繁殖和生存的条件而死亡。,四超临界流体萃取,超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术，简称SFE。 超临界流体萃取是近代化工分离中出现的高新技术，SFE将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体，利用超临界CO2优良的溶剂力，将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。具有高效、不易氧化、纯天然、无化学污染等特点。,五微胶囊技术,1概念 微胶囊技术： 是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。,2 作用及目的,（1）、液态转变成固态 液态物质经微胶囊化后，可转变为细粉关产物，称之为拟固体。在使用上它具有固体特征，但其内相仍是液体。 （2）、改变重量或体积 物质经微胶囊后其重量增加，也可由于制成含有空气或空心胶囊而使胶囊而使物质的体积增加。这样可使高密度固体物质经微胶囊化转变成能漂浮在水面上的产品。（3）、降低挥发性 易挥发物质经微胶囊化后，能够抑制挥发，因而能减少食品中的香气成分的损失，并延长贮存的时间。,（4）、控制释放 微胶囊所含的心材可即刻释放出来，亦可逐渐地释放出来。（5）、隔离活性成分 微胶囊具有保护心材物质，使其免受环境中温度、氧、紫外线等影响的作用。并且隔离了各成分，故能阻止两种活性之间的化学反应。（6）、良好的分离状态 微胶囊呈高分散状态便于应用。例如，在等量浓度下，其粘度较低。,3用途（1）在饮料工业中的应用（2）在乳制品中的应用（3）在糖果中的应用（4）在食品添加剂中的应用,六 膨化技术,1概念 膨化：一种加工方法。让原料在加热、加压的情况下突然减压而使之膨胀。含淀粉物料加热加压后，突然卸除外力和热源，使其迅速膨胀的过程。 膨化食品：是近些年国际上发展起来的一种新型食品。它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化设备的加工，制造出品种繁多，外形精巧，营养丰富，酥脆香美的食品 。,七食品的加工,（一）食物和食品食物：是人体生长发育、更新细胞、修复组织、调节机体功能必不可少的营养物质，也是产生能量，保持体温、进行体力活动的能量来源。食品：经过加工制作的食物,新鲜的食品含有丰富的营养成分，在常温下(20左右)贮存时，极易发生色、香、味的劣变和营养价值降低的现象。如果长时间放置，还会发生腐败，直至完全不能食用，这种变化叫做食品的变质。,食品变质的主要原因,1.微生物的生长和繁殖；2.食品自身存在的酶的活力；3.虫、寄生虫和老鼠的侵袭；4.不适当的贮存温度，过冷或过热；5.水分含量，即干燥程度；6.空气、特别是氧的影响；7.光；8.机械压力、机械损伤；9.时间,生物学因素、化学因素、物理因素,食品变质的的特征和程度,取决两大因素： 微生物和非微生物,食品保藏的方法,1腌渍保藏 （1）概念： 腌渍食品是食品保藏的一种方法，其目的是为了防止食品腐败变质，延长食品的食用期，特别是当今食品极其丰富，食品流通迅速而广泛，食品的保鲜问题更显得重要。,（2）食品腌渍方法：食品腌渍方法有提高酸度腌渍法、糖腌渍法和盐腌渍法三种,2烟熏工艺(1)冷熏： 制品周围和空气混合物气体的温度，不超过22 的烟熏过程。冷熏时间长需要4-7天，烟熏成分在制品中渗透较均匀且较深，冷熏时制品干燥虽然比较均匀，但程度大，失重量大，有干缩现象。(2)热熏： 制品周围和空气混合物气体的温度超过22 的烟熏过程。常用的温度35-50 ，因温度较高，一般烟熏时间短，为12-48小时。,3冷冻保藏（1）概念： 食品冷冻保藏就是利用低温以控制微生物生长繁殖和酶活动的一种方法。,2分类冷藏制品：冷藏是将食品温度降低到接近冰点而不冻结的一种食品保藏方法。冷藏温度一般为-215，而48则为常用的冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称为高温库。冻藏制品：冻藏是采用缓