食品工艺学幻灯片

1、食食 品品 工工 艺艺 学学食品技术原理第一章绪论第二章 食品的热处理与杀菌第三章 食品的低温处理与保藏第四章 食品的脱水加工第五章 食品辐射保藏第六章 食品的腌渍烟熏和发酵处理第七章 食品的化学保藏第八章 典型食品的加工工艺第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 食品的加工概念食品的加工概念一、食物与食品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。食品经过加工制作的事物统称为食品 1. 食品的概念及分类食品的概念及分类对食品不同的人关心的侧面不同不同地区也有不同的情况 分类：食品分类的方法很多，可以按保藏方法分、按原料种类分、

2、按原料和加工方法分、按产品特点分。按保藏方法分类按保藏方法分类dehydrated garlic flake干藏类干藏类芋籽芋籽冷冻类冷冻类Canned Mushroom罐头类罐头类黄瓜黄瓜腌渍类腌渍类辐射制品辐射制品发酵制品发酵制品烟熏制品烟熏制品按原料种类分按原料种类分果蔬制品果蔬制品肉禽制品肉禽制品乳制品乳制品谷物制品谷物制品水产制品水产制品按加工方法分按加工方法分焙烤制品焙烤制品饮料饮料糖果糖果罐头制品罐头制品挤压制品挤压制品速冻制品（绿芦笋）速冻制品（绿芦笋）干制品干制品发酵制品发酵制品按产品特点分按产品特点分方便食品方便食品疗效食品疗效食品婴儿食品婴儿食品工程食品工程食品（模拟食品

3、）（模拟食品）快餐食品快餐食品休闲食品休闲食品功能食品功能食品（保健食品）（保健食品）2. 食品的要求 外观 风味 营养 卫生和要求 货架寿命 方便 功能性质二、加工工艺二、加工工艺1. 概念食品科学与工程领域的一些概念食品科学食品工艺学食品科学借用Food Science （Norman)的定义 食品科学可以定义为应用基础科学及工程知识来研究食品的物理、化学及生化性质及食品加工原理的一门科学。 食品科学食品科学食品加工食品加工食品科学食品科学食品分析食品分析食品工程食品工程食品微生物食品微生物五个基础框架五个基础框架1. 食品的基础研究领域食品的基础研究领域（或者称之为狭义食品科学狭义食品科

4、学）：包括食品化学，研究食品的组成、结构、物化生化特点及加工和使用过程中的变化的一门科学。2. 食品分析领域食品分析领域：分析食品产品及组分的质量特点、化学边的原理3. 食品微生物领域食品微生物领域：环境对食品腐败的作用以及微生物对食品本身及食品制造过程的影响、微生物的检验、公共健康等问题的一门科学4. 食品加工领域食品加工领域：即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作的一门科学的一门科学这也是本课程的主要研究内容这也是本课程的主要研究内容5. 食

5、品工程领域食品工程领域：即研究食品加工过程中的工程原理及单元操作的科学，工程原理包括物料与能量平衡、热力学、流体；流体流动、传热与传质等等。食品工艺学 食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学和食品工程原理等各方面的基础知识、研究食品资源利用、原辅材料选择、保藏加工、包装、运输以及上述因素对食品质量货架寿命、营养价值、安全性等方面的影响的一门科学。食品加工的概念 在描述食品加工的概念之前，先熟悉一些典型食品的加工流程。 加工基本概念包括： 增加热能并升高温度 去除热能或降低温度 去除水分或降低水分含量 利用包装以维持由于加工操作带来的产品的特征2. 食品加工的目的 延长食品的储存时间 增

6、加多样性 提供健康所需的营养素 为制造商提供利润 食品加工过程或多或少都含有这些目的，但要加工一个特定产品其目的性可能各不相同 比如冷冻食品的目的主要是保藏或延长货架寿命 糖果工业的主要目的是提供多样性 但是要达到各个产品的目的却并不简单，并不是买来设备就可以生产，或达到生产出食品并赢利的目的 以橙汁和火腿肠为例第二节第二节 食品加工原料的特性和要求食品加工原料的特性和要求一、食品原料主要组成二、影响原料加工的因素 原料采收运输基本原则 原料应该在其品质最佳的时候进行采收、屠宰或用其他方法进行采集。 原料在搬运中要避免损伤 将原料保藏在尽量减少变质的条件下 蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在

7、采收或离开植物母体之后仍然是活的 家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污染这些产品的微生物是活的，同时，细胞中的生化反应在继续。 原料品质决不会随贮藏时间的延长而变好，产品一经采收或屠宰后即进入变质过程。 加工过程本身不能改善原料的品质，也许使有的制品变得可口一些，但不能改善最初的品质。1. 影响原料品质的因素（1）微生物的影响（2）酶在活组织、垂死组织和死组织中的作用（3）呼吸（4）蒸腾和失水（5）成熟与后熟 成熟的定义是水果或蔬菜的器官连接在植株上时所发生的变化现象。一般随着成熟过程的进行有利于提高产品的品质。（注意适度，否则会迅速后熟，迅速出现严重品质降低） 后熟定义是水果脱离果树或

8、植株后于消费或加工前所发生的变化。最后的后熟程度是在采收后形成的最佳食品品质。 要理解适当的后熟虽然可以改善水果的口味，但不能改善它的基本品质。水果的基本品质是由于水果在果树上达到最佳成熟度的时间来决定的。 大多数蔬菜不发生后熟过程（6）动植物组织的龄期与其组织品质的关系 组织的龄期指两个不同的阶段，第一是植物器官或动物在其采收或屠宰时的生理龄期；第二是采收或屠宰后原料存放的时间。 与采收前的品质有关的植物组织龄期往往是决定性的。例芦笋、青豆荚2. 按照变质可能性将原料分类 极易腐败原料（1天2周） 如肉类和大多数水果和部分蔬菜 采收（屠宰、切割）、搬运、包装、贮藏条件可能强烈影响其品质 冷藏

9、温度应该合理（某些果蔬会冻害） 中等腐败性原料（2周2月） 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜 冷害问题 稳定的原料（28月） 粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等3. 原料的贮藏和保鲜 温度 气调贮藏 包装第三节第三节 食品的质量因素及其控制食品的质量因素及其控制 质量的定义：食品好的程度，包括口感、外观、营养价值等。或者将质量看成是构成食品特征及可接受性的要素 外观 物理感觉 质构 风味食品质量 营养质量 卫生质量 耐储藏性一、质量因素（一）物理因素1. 外观因素（1）大小形状（2）颜色、色泽（3）一致性2. 质构因素 包括新鲜状态、加工过程、加工以后的一些因素3. 风味因素 （1）味觉

10、和香味（2）色泽与质构对风味也有影响（二）、营养因素（三）、卫生因素（四）、耐储藏性 如啤酒泡沫稳定性 柑橘汁浑浊稳定性 油脂蛤败二、 变质的影响因素 变质的概念：包括品质下降、营养价值、安全性和审美感觉的下降 影响因素1. 微生物2. 天然食品酶3. 热、冷4. 水分5. 氧气6. 光7. 时间三、食品保藏的原则 若短时间保藏，有两个原则（1）尽可能延长活体生命（2） 如果必须终止生命，应该马上洗净，然后把温度降下来 长时间保藏 则需控制多种因素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

11、和其它因素 控制微生物的方法很多也能控制酶反应及生化反应，但不一定能完全覆盖比如：冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶。加热、辐射、干藏也类似3. 其他影响因素包括昆虫、水分、氧、光可以通过包装来解决。思考题1. 影响原料品质的因素主要有哪些？2. 食品的质量因素主要有哪些？3. 常见食品的变质主要由哪些因素引起？如何控制？以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料等为例来说明第四节第四节 食品工业的发展及其前景食品工业的发展及其前景 广义上讲，食品工业无论从哪个角度都是各个国家国民经济的基础或支柱之一。 广义食品工业包括农业、食品制造、市场三个方面 整体而言，食品工业也是一个永不衰弱的行业，是一个非

12、常稳定的行业，更是一个充满变化、有活力的行业 由于食品工业是国民经济的重要支柱产业和关系国计民生及关联农业、工业、流通等领域的大产业，因此，食品工业现代化水平是反映人民生活质量及国家文明程度的重要标志。作为农产品面向市场的主要后续加工产业，食品工业在农产品加工中占有最大比重，对推动农业产业化作用巨大。1999年全世界食品工业的销售额为2.7万亿美元，居各行业之首。 我国2000年食品工业总产值、利税分别为8434.1亿元和1458.3亿元，占全国工业总产值、利税的9.8%和15.3%；年出口创汇136.7亿美元。 食品工业企业达19316个，就业人数达403.7万，占全国工业企业就业总人数的7

13、.3%。 食品工业是整个工业中为国家提供积累和吸纳城乡就业人数最多、与农业关联度最强的产业。第五节第五节 食品技术原理的主要研究范围食品技术原理的主要研究范围和内容和内容1. 研究原材料特点、研究充分利用现有食研究原材料特点、研究充分利用现有食品资源和开辟食品资源的途径品资源和开辟食品资源的途径 比如一大批具有功能性质、保健性质的食品在80年代中后期开始被开发 以前未被充分利用的资源， 比如马铃薯、面粉2. 研究食品保藏原理、探索食品生产、研究食品保藏原理、探索食品生产、储藏、运输和分配过程中腐败变质的原因储藏、运输和分配过程中腐败变质的原因和控制途径和控制途径 食品的腐败变质的特征和程度取决

14、于两类因素：非微生物因素和微生物因素 非微生物因素包括：糖的损失、含氮物质的含量与组分的变化、维生素的氧化和损失、脂肪的氧化、水分的变化等。这些变化会导致口感、色泽、风味和产品一致性的不同，导致不能被消费者接受。 具体举例说明并说明原因和解决办法 微生物因素3.研究影响食品质量、包装和污染的加工研究影响食品质量、包装和污染的加工因素，研究良好的生产方法、工艺设备和因素，研究良好的生产方法、工艺设备和生产组织生产组织 比如加工因素中热加工对水果制品质量的影响、相应的改进（工艺设备和保藏工艺两方面的改进） 比如肉制品中的腌制工艺 比如奶粉的速溶性 废弃物的处理：乳清、黄浆水4. 研究食品的安全性、

15、良好的生产操作和研究食品的安全性、良好的生产操作和卫生操作（卫生操作（GMP） 比如 89年国内蘑菇罐头 99年牛肉汉堡 O157: H7的污染5.创造新型、方便和特需的食品创造新型、方便和特需的食品 改变食品的营养成分以适应特定人群需要 添加营养素到特定食品 改善质量提高品质 应用功能改善，包括包装方便性、食用方便性、成本降低等第六节第六节 关于本课程关于本课程一、食品技术原理课程的重要性一、食品技术原理课程的重要性 食品技术原理作为食品科学与工程专业的一门主干课程，可以为本科学生今后进一步学习和研究食品加工保藏，今后从事本专业的研究、管理、营销工作打下基础二、本课程的主要参考书二、本课程的

16、主要参考书1. 食品工艺学 （上） 无锡轻院、天津轻院和编，中国轻工出版社，19842. Food Processing Technology P.J.Fellows3. Food Science Norman N.Potter, Joseph H.Hotchkiss第二章第二章 食品的脱水加工食品的脱水加工 概述1. 食品干藏的概念一种说法：指在自然或控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分的保藏方法。另一种说法：从食品中较完全地去处水分，该条件不导致或几乎不导致食品性质的其它变化（除水分外）。2. 食品脱水加工的历史3. 脱水加工的特点和好处（1）延长保藏期

17、；（2）某些食品干制后，重量减轻、体积缩小，可节省包装和运输费用；（3）带来了方便性；（4）设备可好可差。4. 脱水技术的进展第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理1. 水分活度 f 食品中水的逸度 aw = f0 纯水的逸度我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度。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%），故用P/P0来定义aW是合理的。(1) 定义Aw = P/P0其中 P：食品中水的蒸汽分压 P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）水分活度大小取决于：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

18、的强度表2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系FoodMoisture content (%) Water activityIce1001.00Ice1000.91Ice1000.82Ice1000.62Fresh meat700.985Bread400.96Marmalade350.86Wheat flour14.50.72Raisin270.60Macaroni100.45Boiled sweets3.00.30Biscuuits5.00.20Dried milk3.50.11Potato crisps1.50.08(2）测量 利用定义 利用平衡相对湿度的概念 aW100=相对湿度 具

19、体方法参考 Food engineering properties M.M.A.Mao 2. 水分活度对食品的影响 大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、化学反应等）与水分活度是紧密相关的。（1）水分活度与微生物生长的关系 p15 图1-1-1；（2）干制对微生物的影响 p18（3）水分活度与酶反应和化学反应的关系见 食品化学P思考题 水分活度概念 水分活度对微生物的影响 水分活度对酶及其它反应的影响3. 食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系 水分吸附等温线的认识 温度对水分吸附等温线的影响 水分吸附等温线的应用以珍味鱼干、小麦干制等为例说明4. 对食品干制的基本要求 原料质量 操作环境

20、 原料预处理 干制后食品的水分干藏原理 将食品中的水分活度降到一定程度，使食品能在一定的保质期内不受微生物作用而腐败，同时能维持一定的质构不变即控制生化反应及其它反应。如果干制食品发生腐败变质 原因1. 微生物污染（霉变），是否水分活度不足以控制微生物2. 脂肪蛤败3. 虫害思考题1. 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？简述干藏原理2. 在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，是什么原因，如何控制？第二节第二节 食品液体的浓缩食品液体的浓缩 浓缩方式 膜浓缩 蒸发 冷冻浓缩不同浓缩方式的比较表1 不同浓缩方法的能量效率和浓缩程度浓缩方法浓缩方法蒸汽当量（去除蒸汽当量（去除每公斤水分消耗

21、每公斤水分消耗的能量折算）的能量折算）可能的最大浓可能的最大浓缩浓度（缩浓度（%）超滤超滤0.00128反渗透反渗透0.02830冷冻浓缩冷冻浓缩0.090-0.38640蒸发蒸发不带风味回收的三效浓缩不带风味回收的三效浓缩带风味回收的三效浓缩带风味回收的三效浓缩0.3700.5108080一、膜浓缩1. 种类与应用膜浓缩主要采用反渗透与超滤两种反渗透主要用于分离水与低分子量溶液，这些溶液具有高渗透压。超滤用于从高分子量物料（如蛋白质、多糖）中分离低分子量物料。2. 反渗透的原理3. 超滤的原理 与反渗透类似，驱动力也是渗透压与外加压力的差。 差别是超滤不能截留低分子量物料，但反渗透可以。4.

22、 膜 反渗透膜 通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材料 超滤膜 通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、刚性醋酸酯等材料 结构通常有两种一种为微孔膜主要用于卷式、板式和管式膜；另一种为中空纤维膜，用于中空纤维系膜系统。5. 设备6.膜浓缩的应用 在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓缩方式。在食品工业中最大的商业化应用是乳清浓缩，其他还包括 蒸发前果汁的浓缩 柠檬酸、咖啡、淀粉糖浆、天然提取物 乳清脱盐（但保留糖） 纯化水 超滤的最大应用也是乳制品行业，如预浓缩，选择性脱乳糖或脱盐，分离功能性成分。其它应用包括： 酶、其它蛋白质或多糖的

23、分离、浓缩 除菌 酿造工业 果汁澄清 反渗透之前的预处理例例1 乳清分离过程中超滤、反渗透的应用乳清分离过程中超滤、反渗透的应用例例2 Camenbert干酪干酪制造过程中超滤、反制造过程中超滤、反渗透的应用渗透的应用例例3 苹果汁澄清常规方法苹果汁澄清常规方法A与与膜处理方法膜处理方法B的比较的比较AB思考题 膜分离的种类主要有哪些？各自的分离范围和原理是什么？ 举例说明膜浓缩的应用。假设一食品体系中含有大分子的多糖（分子量大于10万），蛋白质（分子量5万左右），低分子多肽，低聚糖（聚合度小于10），单糖和矿物质，请问如何分离并浓缩？二、蒸发1. 蒸发原理传热与传质热量与质量的平衡原理影响传

24、热因素（温差、传热面沉淀、界面膜2. 影响蒸发经济性的因素 由于发泡和夹带等引起的物料损失 能量消耗，减少能量消耗的方法 二次蒸汽再压缩 二次蒸汽再加热 多效蒸发（多效系统的数量取决于节省的能量与操作费用的增加比较）表 不同蒸发方式的蒸汽消耗蒸汽消耗（Kg/Kg蒸发水）效数不带二次蒸汽压缩带二次蒸汽压缩11.10.620.30.430.40.33. 蒸发设备4. 蒸发对食品的影响 风味 风味物质损失 解决方法包括A将浓缩物与部分新鲜物料混合，以提高风味；B风味物质回收 风味劣变 颜色 加深 营养物质损失表 在浓缩和UHT杀菌乳中的维生素损失产品损失（%）硫胺素 VB6VB12叶酸VC蒸发浓缩牛

25、乳2040802560甜炼乳 1010302525UHT杀菌乳10101010255. 蒸发设备的选择 操作能力 物料需要浓缩的程度 物料的热敏性 是否需要回收风味物质 清洁的容易程度 操作的方便性 相对于蒸发能力的蒸发器大小 相对于蒸发能力和产品质量的操作费用三三 冷冻浓缩冷冻浓缩 冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理的一种浓缩方法。 采用冷冻浓缩方法，溶液在浓度上是有限度的（溶质浓度不能超过低共熔浓度）。 操作包括两个步骤，首先是部分水分从水溶液中结晶析出，而后将冰晶与浓缩液加以分离。 特别适合于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。思考题 常用的浓缩方法有哪些？如

26、何选择合理的浓缩途径？第三节第三节 干燥干燥一、 食品干制的基本原理1. 食品水分的吸收和解吸2. 食品干制过程特性（1）干燥曲线 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，几乎时直线下降，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。（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，此时为恒率干燥阶段，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

27、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。 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面水分蒸发或外部水分扩散所决定 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。 外部很容易理解，取决于温度、空气、湿度、流速以及表面蒸发面积、形状等 那么内部水分扩散速率的影响因素或决定因素是什么呢？二、干燥机制温度梯度 表面水分扩散到空气中T T-T 内部水分转移到表面M-M

28、 M水分梯度 Food H2O 干制过程中潮湿食品食品表面水分受热后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩散，此时表面湿含量比物料中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现象称为导湿性。 同时，食品在热空气中，食品表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度差，即温度梯度。温度梯度将促使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温处转移。这种现象称为导湿温性。1. 导湿性水分梯度若用W绝 表示等湿面湿含量或水分含量（kg/kg干物质），则沿法线方向相距n的另一等湿面

29、上的湿含量为W绝+ W绝 ，那么物体内的水分梯度grad W绝 则为：grad W绝= lim （ W绝 /n）= W绝/ n n 0W绝 物体内的湿含量，即每千克干物质内的水分含量（千克） n 物料内等湿面间的垂直距离（米）ngrad W绝I图 湿度梯度影响下水分的流向W绝+ W绝W绝 导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得： i水= -K0（ W绝/ n）= -K0 W绝千克/米2小时其中： i水 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg/kg干物质米2小时） K 导湿系数（米2小时） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg干物质/米2 ） W绝 物料水分（kg/

30、kg干物质）水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负号。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。物料水分与导湿系数间的关系 K值的变化比较复杂。当物料处于恒率干燥阶段时，排除的水分基本上为渗透水分，以液体状态转移，导时系数稳定不变（DE段）；再进一步排除毛细管水分时，水分以蒸汽状态或以液体状态转移，导湿系数下降（CD段）；再进一步为吸附水分，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。导湿系数K（m2/h）物料水分W绝（kg/kg绝干物质）ACDE图物料水分和导湿系数间的关系 吸附水分 毛细管水分 渗透水分导湿系数与温度的关系

31、图的启示： 若将导湿性小的物料在干制前加以预热，就能显著地加速干制过程。 因此可以将物料在饱和湿空气中加热，以免水分蒸发，同时可以增大导湿系数，以加速水分转移。导湿系数（K102）K102=(T/290)14温度（）图 硅酸盐类物质温度和导湿系数的关系2. 导湿温性导湿温性 在对流干燥中，物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度。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

32、着热流方向转移。TT+T T/ ni内表面图 温度梯度下水分的流向n导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比。 它的流量可通过下式计算求得：i温= -K0（ T/ n）其中： i温 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg/kg干物质米2小时） K 导湿系数（米2小时） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg干物质/米2 ） 湿物料的导湿温系数（1/，或kg/kg干物质）导湿温系数就是温度梯度为1/米时物料内部能建立的水分梯度，即 W T = - n n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）而异。导湿温性（1/）OAB物料水分W（%）干制过

33、程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分流动的方向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果。以上我们讲的都是热空气为加热介质。 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲线将会变化。思考题1. 干燥机制2. 预测微波干燥的干制过程特性3. 如果想要缩短干燥时间，该如何从机制上控制干燥过程？3、影响干制的因素 干制过程就是水分的转移和热量的传递，即温湿传递，对这一过程的影响因素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。1. 干制条件的影响A. 温度 对于用空气作为干燥介质时，提高空气温度，干燥加快。 由于温度提高，传热介质和食品间的温差越大，热量向食品传递的速率越

34、大，水分外逸速率因而加速。 对于一定湿度的空气，随着温度的提高，空气相对饱和湿度下降，这会使水分从食品表面扩散的驱动力更大。 另外，温度高，水分扩散速率也加快，使内部干燥也加速 注意：若以空气作为加热介质，温度并非主要因素，因为食品内水分以水蒸汽状态从它表面外逸时，将在其表面形成饱和水蒸汽层，若不及时排除掉，将阻碍食品内水分进一步外逸，从而降低了水分的蒸发速度，故温度的影响也将因此而下降。B 空气流速 空气流速加快，食品干燥速率也加速。 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气而吸收较多的水分； 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发； 同时还因和食品表

35、面接触的空气量增加，而显著加速食品中水分的蒸发。C 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。近于饱和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空气差。饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。 脱水干制时，食品的水分能下降的程度也是由空气湿度所决定。食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸湿等温线上寻找。D 大气压力和真空度操作条件对于干燥的影响条件恒率阶段降率阶段温度上升干燥速率增加干燥速率增加空气流速上升 干燥速率增加无变化相对湿度下降 干燥速率增加无变化真空度上升干燥速率增加 无变化

36、E 蒸发和温度 干燥空气温度不论多高，只要由水分迅速蒸发，物料温度一般不会高于湿球温度。 若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品的温度将随之而上升。 脱水食品并非无菌。（2）. 食品的性质的影响A 表面积B 组分定向C 细胞结构D 溶质的类型和浓度4、合理选用干制工艺条件、合理选用干制工艺条件 食品干制工艺条件主要由干制过程中控制干燥速率、物料临界水分和干制食品品质的主要参变数组成。 比如。以热空气为干燥介质时，其温度、相对湿度和食品的温度时它的主要工艺条件。 最适宜的干制工艺条件为：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。如何选用合理的工艺条件： 使食品表面

37、的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和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部的水分扩散速率。 恒率干燥阶段，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。 降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它能和逐步降低了的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。 干燥末期干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。三 干制对食品品质的影响1. 干制过程中食品的主要变化（1）物理变化 干缩 表面硬化 多孔性 热塑性（2）化学变化 营养成分 蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素 色素 色泽随物

38、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 褐变 风味 引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去处 热会带来一些异味、煮熟味 防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物质，使风味固定2. 干制品的复原性和复水性干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量干制品品质的重要指标。 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（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：P109 复重系数：食

39、品的干制方法的选择 干制时间最短、费用最低、品质最高 选择方法时要考虑： 不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、颗粒 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传递的感受性 最终干制品的用途 消费者的要求不同四、 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 人工干制：空气对流干燥设备、真空干燥设备、滚筒干燥设备 （P50）一、空气对流干燥 空气对流干燥时最常见的食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气则自然或强制地对

40、流循环。 流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此干制过程重控制好空气的干球温度就可以改善食品品质。1. 柜式干燥设备 特点： 间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高 操作条件： 空气温度W40分分细胞细胞内内柱状柱状501001000以上以上少数少数IW90分分细胞细胞内内块粒块粒状状50200200以上以上少数少数IW 表4-7 为冻结速度与结晶冰形状之间的关系。当冰层推进速度大于水移动速度时，冰晶体小，数量多。表表4-8龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系

41、龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系冻结方法冻结方法冻结温度冻结温度（）冻结速冻结速度度（cm/h）冰晶（冰晶（）厚厚宽宽长长液氮液氮-19610-1000.550.55515干冰干冰+乙乙醇醇-8010左右左右6.118.229.2盐水盐水-186左右左右9.112.829.7平板平板-402-487.6163.0320.0空气空气-180.08-0.2324.4544.0920.0 表4-8为龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系。从表中也可以看出，冻结速度快冰晶小，冻结速度慢冰晶大。 冻结速度慢，由于细胞外溶液温度低，冰晶首先在这里产生，而此时细胞内的水分还以液相残存着。同温度下水的蒸汽压总高于冰

42、，在蒸汽压作用下细胞内的水向冰晶移动，形成较大的冰晶体且分布不均匀。水分转移除蒸汽压差外还因动物死后蛋白质的保水能力降低，细胞膜的透水性增强而加强。 实际上被冻物总有一定体积，冻结速度从表面到中心明显在变慢，要保持同一冻速是困难的，而这种由于冻速差别引起的质量变化如在允许限度内，则冻速稍慢些也可以。 冻结不仅仅涉及把食品冻结起来这一工序，还依赖储藏流通环节对冻结的保持。流通中温度波动就会产生重结晶从而使冰晶变大。 这样看来似乎速冻的意义是有条件的，从提高食品质量这一角度看，只有迅速冻结把食品冻结体的状态牢靠地保持在-18以下的储藏条件下才能得到稳定的速冻食品质构，才能抑制微生物活动、延缓生化反

43、应，才能得到较高质量的制品。 5.冻结对食品物理性质的影响 （1）冻结食品比热下降（2）冻结食品导热系数增加（3）热传导系数增加（4）体积增加6. 食品冻结的冷耗量 食品冻结的冷耗量就是冻结过程中食品在它降温范围内所放出的热量。 冻结过程中食品的放热量大致可以区分为三个部分 冻结前冷却时的放热量 冻结时形成冰晶体的放热量 冻结食品降温时的放热量 冷耗量另外还要加上安全系数、人员进出、灯光等等的冷耗量 冻结前冷却时的放热量Q1=C0（T初-T冻）其中C0 温度高于冻结点时的比热 冻结时形成冰晶体的放热量Q2=W冰其中： 最终冻结食品温度时水分冻结量（在总水分含量中水分冻结量 占的百分比）冰：水分

44、形成冰晶体时放出的潜热 冻结食品降温时的放热量Q3=Ci（T冻-T终）其中Ci 温度高于冻结点时的比热冷耗量Q=（ Q1 + Q2 + Q3+ Q门（人员进出） + Q灯光及其他电器 + Q货架和包装 + Q生化热和其它 ）安全系数7.冻结以及冻藏对食品品质的影响 冻结食品会发生食品组织瓦解、质地改变、乳状液被破坏、蛋白质变性等 因此，合理控制冻制对食品品质的影响是保证冻制食品品质的重要条件（1）冻结对溶液内溶质重新分布的影响（2）浓缩的危害性（3）冰晶体对食品的危害性 冰晶体的成长以及危害性 为了防止冻藏过程中因冰晶体成长给冻结食品带来的不良影响，我们可以从以下几方面来加以防止：（4）干耗

45、食品在冷却、冻结、冻藏过程中都会产生干耗，但因冻藏时间最长，干耗问题更为突出。冻结食品的干耗主要是由于食品表面的冰结晶升华而造成的。 （5）变色（6）液汁损失 干耗.doc8. 速冻与缓冻 速冻食品的质量总是高于缓冻食品 速冻的主要优点 形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小 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 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 另外迅速冻结时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间也显著缩短。因而浓缩的危害性也随之下降。 缓冻的危害（自己总结） 所以为了保证食品的品质，应该尽可能快地通过-1

46、-5这个最高冰晶体形成温度带。9. 冻制品的包装和贮藏（1）包装 合理的包装就能显著减少冻制食品的脱水干燥、控制食品氧化和微生物引起的腐败变质。 用于包装速冻产品的包装必须用能在-40-50的环境中保持柔软，不致发脆、破裂的材料制成，常用的有EVA薄膜和线性聚乙烯等。 冻结过的水果和蔬菜有特殊意义的特点如下：（1）冻结以后产品的体积增加：（2）冻结以后包装的产品散装容重比事先包装的显然要低；（3）材料应能抵御弱酸并不漏液体（4）易于褐边变和失去香味的水果，特别需要能隔绝氧气及其它气体的材料包装；（5）所有产品都需要用不透水蒸汽的材料包装； 冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。 产 品包 装冻结前

47、包装（公斤/分米3）冻结后包装（公斤/分米3）豌豆0.600.40豆类0.48胡萝卜丁0.50切开的菠菜0.93草莓0.940.38李子0.570.43木莓0.35覆盆子、葡萄干、醋栗0.530.42未去核的酸樱桃0.70表4-11 一些零售包装产品的散装容重 （2）贮藏 冻制四品贮藏的任务，就是尽一切可能阻止食品中各种变化，以达到长期贮藏的目的。 食品贮藏的工艺条件如温度、相对湿度和空气流速是决定食品贮藏期和品质的重要因素。A、贮藏温度B、冻藏食品的重结晶C、冻藏食品的干缩思考题 影响冻制食品最后的品质及其耐藏性的因素 速冻的定义，速冻与缓冻的优缺点 影响冻结速度的因素 最大冰晶体形成带的概

48、念 冻结对食品品质的影响 食品冻结冷耗量的计算三. 冻结方法1. 缓冻方法食品放在绝热的低温室中（-18-40，常用是-23-29），并在静态的空气中进行冻结的方法是空气冻结法的一种。2. 速冻方法 主要有三类： 鼓风冻结采用连续不断的低温空气在物料周围流动； 平板冻结或接触冻结物料直接与中空的金属冷冻盘接触，其中冷冻介质在中空的盘中流动； 喷淋或浸渍冷冻物料直接与冷冻介质接触 冻结方法.doc表表4.1 冷冻过程中物料冰晶体前沿的运动速率冷冻过程中物料冰晶体前沿的运动速率冰晶体前沿的运动速率（cm h-1）冷冻设备类型0.20.4冷藏0.53.0平板冻结机或鼓风冻结机5.010.0鼓风冻结机

49、和流化床冻结机10100液氮和干冰冻结机 表表4-10 冻结小型水果和蔬菜的特征比较冻结小型水果和蔬菜的特征比较序号冻结方式冻结时间冻结速率（cm/hr） 1包装产品（280g的容器）吹风冻结平板冻结 3-5hr0.5-1hr 0.5-0.33.0-1.52散装冻结无包装产品（普通的传送带吹风冻结器） 0.3-0.5hr 3单体冻结产品流体化的传送带或盘子低温冻结或氟里昂-12 5-10min0.5-1min 7.5-3.775-37 四、通过数学方法预测冷冻时间 通过数学方法预测冷冻时间.doc五、解冻方法 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状态的水分转化为液态，同时恢复食品原有状态和特性的工

50、艺过程。 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要的品质，使品质的变化或数量上的损耗都减少到最小的程度。 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失为食品解冻中最常出现的质量问题。 大部分食品冻结时，或多或少会有水分从细胞内向细胞或纤维间的间隙内转移，为此，尽可能恢复冻结前水分在食品内的分布状况是解冻过程中的重要课题。若解冻不当，极易出现严重的食品汁液流失。 要恢复食品内水分原来分布的状况并非易事： 细胞和纤维受到冰晶体损害后，显著地降低了它们原来的水分保持能力； 细胞组成成分中某些重要性质，基本上就是 蛋白质的持水能力受到损害； 冻结引起组织内发生了生化变化，从而导致了组织结构和介质pH值的变化，同时复杂

51、的有机物质有部分分解成为较为简单的和吸水能力较弱的物质。 上述影响解冻食品完全恢复原有特性的原因，除了冻结和储藏的方法不完善外，还和食品本身能分解的有机物质的特性有关1. 对解冻的影响因素（1） 缓慢冻结的食品经过长期冻藏后，在解冻时就会有大量的水分析出。表：不同温度的空气中冻结的肉块在20空气中解冻时肉汁损失冻结温度（）肉汁损耗量（原重中所占的百分率）-811-206-433（2） 冻藏温度对解冻肉汁损耗量也有影响。表：-20时冻结的肉块在不同温度中冻藏3天后，在空气中缓慢解冻时肉汁损耗量冻藏温度（）肉汁损耗量（原重中所占的百分率）-1-51217-3-98-193 长期在不良条件下冻藏的冻

52、制品解冻后，汁液流失量可达原重的15-16%（3） 动物组织宰后的成熟度（pH）在解冻时对汁液流失有很大影响 肉蛋白的等电点为5.4，越接近等电点，汁液损失越大表 pH对肉汁液流失的影响试样性质肉的水提取液的pHKg/cm2压力下肉馅的汁液流失（在原重所占百分率）屠宰24小时后冻结5.69.8屠宰72小时后冻结5.98.8（4） 解冻速度对肉汁损失也有影响 缓慢解冻，汁液损失少 不过缓慢解冻也存在着浓缩危害、微生物繁殖、品质下降等不利因素 解冻时温度的提高以及低温食品遇高温、高湿空气以致它表面上有冷凝水出现，都将会加剧微生物的生长活动，加速生化反应。 国外已有良好的迅速解冻技术，不但有效地缩短

53、了解冻时间，而且也消除了微生物生长活动的可能性表 解冻温度对鲭鱼汁液损失的影响解冻温度（）453525155鲭鱼汁液流失（压出汁液占原重的百分比）34.524.914.0 8.06.2表表 解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间解冻温度（）腐败变质前允许解冻时间212720小时457天023周-768周表 解冻对136kg全蛋冻制品内微生物的影响解冻方法解冻需要时间（小时）解冻时微生物增量（%）26.7空气解冻23100021.1空气解冻367507.2空气解冻6322516.6流水解冻1525021.1流水解冻1230015.6搅拌水解冻940微

54、波加热解冻15（分钟）几乎没有2. 食品的解冻方法 以提供热量的方法分： 预先加热到较高温度的外界介质向食品表面传递热量，而后热量再从食品表面逐渐向食品中心传递 高频或微波场中是内部各个部位上同时受热 从外界介质和食品热交换方式看，食品解冻方法有如下几种： 空气解冻法：又分04缓慢解冻、1520迅速解冻以及2540空气蒸汽混合介质解冻 水或盐水解冻法：用420水或盐水介质浸没式或喷淋式解冻法 在冰块中的解冻法 在加热金属面上的解冻法 零售包装的水果应当在不敞开的容器中解冻，可在冰箱中用35的温度解冻612小时，也可以在空气中解冻36小时，在010的温度范围内可以获得最好的外观、质地和最好的风味

55、。如果将冻水果缓慢解冻并达到室温，这些水果可能溃烂，顶层可能变色并缺原有风味，尤其是在事先打开的容器中更是如此。 未加糖的水果可以撒上糖，或浸泡在糖浆中，放在一个有盖的容器内解冻。这不仅可缩短解冻时间，而且明显增进了水果风味，容易褐变的水果可以在0.10.5%抗坏血酸的溶液中或在糖浆中解冻。也可推荐真空蒸汽解冻。 至于冻结蔬菜，如果不经解冻就烹煮，大多数能保持较大体积、较好形态和质地。大多数冻结蔬菜所需要的烹调时间比相应的新鲜蔬菜少三分之一，烹调时应尽可能少加水。 用于再加工的鱼的解冻操作对于保持鱼的质量至关重要。 在空气中解冻时，温度不允许超过20，通常使用带饱和水蒸气的空气来解冻，空气流速

56、为810ms-1。 水解冻很简单也很便宜，但可能导致风味和外观方面的质量损失。 真空解冻时，鱼由吊车运入气密室中，真空度下降，同时在房间底部的浅盘中的水被加热，使房间充满水蒸气，水蒸气冷凝到鱼的表面，蒸汽释放的潜热被鱼吸收，这个方法水用量较低，解冻速率与空气强制循环解冻器相似，然而，必须小心的是在解冻过程中不可让释放的气体使鲜鱼破裂（如鲱，鲭的背部裂开）。 鱼的快速解冻可采用微波，介电或电阻加热。微波加热比较昂贵，并由于热量被表面吸收，会导致局部过热问题以及表面煮热的危险。介电加热解冻，尽管更昂贵，但解冻时间仅为空气或真空解冻的20%。电阻加热解冻要求鱼首先采用常规方法如浸在水中使其温度上升到

57、-10左右，在此温度之上，将鱼安置在两块金属板之间形成导体，然后加上低压交流电，由于电场方向的改变，使水的两极振荡，摩擦生热使鱼升温，理想状态下，鱼块应该是平行整齐的，平整的表面使其与导电的盘之间形成良好接触。电方法解冻比较昂贵，并需要良好的操作，然而，如果能正确使用，这类方法能得到品质良好的解冻鱼产品。思考题 食品冻结有哪些方法？ 冻结食品解冻有哪些方法？ 影响解冻的因素有哪些？冷冻产品 冷冻产品举例.doc第五章 食品辐射保藏 概述 辐射加工是利用电离辐射（主要是指钴-60射线和电子加速器产生的电子束）与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，对物质或材料进行加工处理的过程。 各种保藏

58、方法优缺点概述 辐射保藏的优点 辐射加工是一种高效加工手段， 具有穿透性强、 可在常温下进行、 节能、 无残毒、 易控制等独特优势。 目前辐射加工技术已向很多行业渗透。国内外发展简况 采用辐射技术加工食品早在20世纪40年代就已开始进行，50年代美国等国家加强了研究，70年代证明了辐照食品的卫生安全性，80年代各国开始建立规程、法规、标准。 1980年FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论：辐照食品总平均剂量10kGy以下不需要做毒理学实验，无特殊营养和微生物学问题。 1984年，代表130多个国家的食品法典委员会（CAC）向成员国建议辐照食品CAC标准及辐照食品设施推荐规程。

59、 迄今为止，已有40多个国家批准了100多种类的辐照食品。但辐照技术真正大规模商业化应用，是从20世纪90年代开始的。 辐照加工技术虽然从技术讲已相对成熟，但由于公众接受性、各类别食品的标准、法规以及检验、辐照设施等尚存在一定问题，辐照食品仍未被广泛接受。 从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。1997年蒙特利尔公约会议决定发达国家在2005年前、发展中国家在2015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用更突出出来。另外，食源性疾病近年来在美国、日本等地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞李斯特峻、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的

60、发展有明显的关联。比如1997年美国2500万磅牛肉末受大肠杆菌O157：H7的污染，9万人致病，25人死亡，导致了美国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约1万吨）。这件事直接导致了1997年12月美国FDA批准了红肉辐照。我国辐射加工食品产业化发展也很快，1984-1994年共批准了18中辐照食品，1996年又正式颁布了“辐照食品卫生管理办法”，1997年公布了“辐照食品类别卫生标准”，进一步鼓励对进口食物、食品原料以及国内的6大类食品进行辐照处理。第二节 辐射基本原理一、辐射类型辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱中，根据能量相应的大小可将电磁波分成无线电波、微波、红外、可见、紫外线、X射线和