食品工艺学夏文水课件

第一章绪论二.味道 三、食品的特性安全 无毒无害卫生方便 食用使 1．1．概 分离；单元操作：加热冷却干燥；关键工序：杀菌；食品添加剂：调味包装 2．的目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。比如冻食品目的主是保藏延长货；糖果工的主要的是提多样性3第二节原料的特性和要第三节食品的质量因素及其控制一、一、食品的质量因素 风 耐储藏 天然食品酶 热、冷 水分 氧气 光 （1）（2）（3）（1）（2）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对推动农业作用巨大。1999年全世界食品工业的销售额为2.7万亿，居各行业之首。值、利税的9.8%和15.3%；年出口创汇136.7亿。2003年食品工业总产值达到12400第五节、食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学、食品工程原理和营养学等各方货架、安全性等方面的影响；开发新型食品；探讨食品资源利用；实现食品工业生产合、（一）大多数食物原料都是蔬菜、水果、坚果等植物性原料在采收或离开植物之后仍然是活的 极易原料（1天~2周）中等性原料（2周~2月）稳定的原料（2~8月加热（杀灭微生物巴氏杀菌灭菌（抑制微生物（抑制微生物；（二）研究影响食品质量因素、加工对食品质量的影响，研究良好的生产方法、工艺设 风 耐储藏（三）如一大批具有功能性质、性质的食品在80年代中后期开始被开发；改变食品的营（四）（五）研究食品的安全性、良好的生产操作和卫生操作（GMPHA第六节FoodScience（Norman)食品微生物领域：环境对食品的作用以及微生物对食品本身及食品制造过程的领域这也是本课程的主要研究内容。食品经脱水加工后，重量减轻、体积缩小，可节省包装、储藏和费用；带来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变质的水平后并 长期以来人们已经知道食品的变质与食品中水分含量（M）具有一定的关系M表示以干基计也有用湿基计但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以食品的稳定性。的逸度之比称为水分活度（wateractivity）Aw。 Aw=— 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（<1%Aw=P2-1Aw=相对湿度/100对单一溶质，可测定溶液的冰点来计算溶质的mol数；具体方法参考Foodengineeringproperties 酶的以及化学反应的进行，达到长期保藏的目的。，慢活动，只有在水分降低到1%以下时，酶的活性才会完全。 M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ΔnM+ΔMgradMgradMlimMMM

M(kg/kg/

n0 M（千克Δn——物料内等湿面间的垂直距离（米。导湿性引起的水分转移量可按照下述求得其中：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干物质/2·小时。K（米·小时γ0（kg干物质/3M（kg/kg干物质①K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干物质/2·小时K（米·小时γ0（kg干物质/3δ——湿物料的导湿温系数（1/kg/kg干物质×℃）i总=i湿+ii总=ii温i湿﹥i温i湿﹤i随后达到平衡水分。平衡水分取决于干燥时的空气状态。还将在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免食品内水分进一步蒸发；水分子从食品内部行走的距离决定了食品燥的快慢。 办法散率一致，以免食品表面过度受热，导致不良。分焦化）的极限温度（90℃。第三节干制对食品品质的影响热塑性复水比：R复=G复/GGG干：干制品试样重。复重系数：K复=G复/G原。G原：干制前相应原料重。干燥比：R干=G原/G干。第四节食品的干制方法66-77℃。5%。80-90℃，进一步加速水分蒸干而不至于焦化。10%以下，因此吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。干燥时间短，0.5~5秒，并流操作；35%~40%的物料。（七）干100-300μm，其生产能力和液滴大小通过食20000rpm10-500μm。150~30020050m/s5~100秒，根据空气和液滴运动方向可分为顺流和200803-30%90-98%，100-1452秒-几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味。要使物料中的水变成冰，同时由冰直接升水蒸汽，则必须要使物料的水溶液保持 front燥层之间存在一个扩散过渡区（P91（collapse水性差（疏松多孔结构。食品的瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度（glasstransitiontemperature一般用在高附加值功能食品成分、生物制品（，还有生物制品如酶制剂等。13-15μm（2.5-25μm）2915MHz2450MHz1②③第五节量应小于150ppm，有些水果干制品甚至在100ppm以下，如为20ppm。此外还有氯化16-30%5%水分，能防止干制品吸湿回潮以免结块和长线包装材料在90%相对湿度中，每年水分2%；贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能容器原有特性，包装容器1320％，有一些10％。（RH2％～8％，平衡相对湿度饼干：BOPP、玻璃纸、MSAT型（PVDC涂敷）和各种复合材料，如BOPP（20μm）／Al（7.5～9.0μm）／LDPE（20～25μm）或（20～25μm6％～30％。目前多采用PEIP以及PEIPP／PE典型食品：蜜饯类食品，25％-40％，平衡湿度60％－90第三章食品的热加工第一节热处理的目的蒸汽或热水加热90-100℃巴氏子蒸汽或热水加热90-100℃干空气或湿空气油中加热到150-50-60℃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物的就取决于在这个温度下维持的时间。pHpH值的食品物料采（≤3.74.6（＜4.0所以，pH4.6被确定为低酸性食品和酸性食品的分界线。另外，科学研究还证明，肉毒杆菌pH＞4.6、aw＞0.85pH4.6的食品都必须接受基于肉毒杆菌耐热性所要求的最低热pH4.62、热力致死时间曲线（ThermaldeathtimecurveTDT曲线（图：TDT曲线

lg

T2Z3、F0minTDT1211121.1℃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。利用热力致死时间曲线，可将各种杀菌温度-121.1℃时的杀菌时间：F0=tlg-4、Z10倍所需要相应改变的温度数。在计算杀菌强度100Z=8℃。

t=D(lga－lgbn6、Dmin90%特定的微生物7、F0=nD：将杀菌终点的确定与实际的原始菌数和要求的成品相联系，用适当F0=nD，还将热力致死速率曲线和热力D值、ZF0值之间的联系。（3（（4（temperature2-4cm处。（1）（2）（3）（Fp（Ts-Tm）~tTsTm间差值的Tm~t半对数坐标传热曲线：将（Ts-Tm）~t180°，得到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（Singlelogarithmiccurvelogarithmiccurve、比奇洛（Begelow）在1920年首先提出罐藏食品杀菌时间的计算方法（。随后，（Ball）（Olsen）和（Schultz）等人对比奇洛的方法进行了改进（鲍尔改良法。还推出了计算法。（Stevens）在法的基础上又提出了方便实际应用的列图。、1、比奇 （TDT曲线（ti段内温度不变，利用TDT曲线，可以获得在某段温度（Ti）下所需的热力致死时间（τi热力致死时间τi1/τi为在温度Ti1min所取得的效果占全部杀菌效果的比值，ti/τiAi，称为“部分杀TDT值，再计算出致死2、改良法。针对比奇洛需要逐一计算热致死时间、致死率和部分杀菌值的繁琐，等人作了一些改进，主要有两点：①建立了“致死率值”的概念；②时间间隔取L=1/t=lg-1(T-T，1min121℃时的杀菌Fp=∑(Li△t)=F0Fp的大小，要求：Fp≥3 法和列 性传热曲线上杀菌时间和F值。 值FP，通过与对象菌的F0值对比，评判和确定实际需要的杀菌时间。法的优点是可以，为了方便法的使用和根据各参数间的数学关系，制作出如计算尺，（can，tin括拣选、、去皮核、修整、预煮、漂洗、分级、切割、调味、抽空等工序、装罐、排现代意义上的罐藏食品，出现于18世纪末的法国。糖食业主尼古拉（Nicolas（（apertization（一）4（二）280℃左右。80℃左右，立刻密封。特别适合组织中气体含量高的食品。蒸汽喷射排气法：在的机内设置蒸汽喷射装置，临时喷向罐顶隙处的真空排气法：利用机械产生局部的真空环境，并在这个环境中完成。该法的适（三）50%；②紧密度（盖钩上平伏部分占整个盖钩宽度的比例）50%；③接）（五）冷却用水必须经过处理。要求排水口处的水中游离氯含量在1~3mg/kg，正常条件5~8mg/kg。（六）pH值，高pH值的产品需要较热处理。2、连续式HTST巴氏杀菌的效果由作用于食品的时间/温度关系来确定。确定时间/温度关系有两个要（IQB、、冻结食品的产生于19世纪上半叶冷冻机的发明。1877年，Charleslier（法）将氨-水吸收式冷冻机用于冷冻阿根廷的牛肉和新西兰的，20世纪初建立了冻结食品厂。2030年代，出现带包装的冷冻食品。二战的军需，极大地促进了冻结食品业的发展。战后，冷冻技术和配套设备不断改进，冷冻食，2070年代，因外贸需要冷冻蔬菜，冷冻食品开始起步。80年代，家用冰箱和微波炉的普及，销售用冰柜和冷藏柜的使用，推动了冷冻冷藏食品的发展；90年代，第一节 第二节食品的冷却1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

。定义：食品原料在不同于周围大气（21%O2、0.03CO2）的环境中贮藏。通常与冷藏若氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料4~5%NaOH；水式，让气在气体发生器中用燃烧丙烷的方法来低氧高二氧化碳的气体；将气体通入冷藏库第三节食品的冻结1mol/kg1.860℃以下才产在-18~30℃时，食品中绝大部分水分已冻结，能够达到冻藏的要求。低温冷库的贮藏温度一般为-18℃~-25℃。TDTF分别为食品的冻结点及其冻结终了温度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。10℃所需时间之比。3、各种冻结器的冻结速度：通风的冷库，0.2cm/h；送风冻结器，0.5~3cm/h；流态化冻结器，5~10cm/h；液氮冻结器，10~100cm/h。从而产生更大的冰晶大颗粒。，缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构汁液流失严重，影响食品的，-（kJ/m2h℃，将上述引入适当的系数就能得到适用于三种几何形状的通用计算式（式3-式中，PRi

Rx2 i Rx2tT

TT焓差值i可查有关手册。

13发，3）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，对用臭氧消除库内异味（2~6第四节 10~151（一）

第五章食品腌渍发酵和烟熏保藏第一节食品的腌渍保藏（二）（一）扩散溶质从高浓度到低浓度。D=RT/N6πrη 常 η dc/dt↑dQ/dtA dQ/dt扩散系 ↑dQ/dtr↑D↓T↑D↑η↑D（二）渗透溶剂行为Van’thoff方程式表示：P284PV=nRT=RTG/M P0=—— ·—— ·RT =Cm·RT （Cm=——） P0—渗透压（N/m2）Cm— —溶液的容积（Lm3）T—绝对温度 —（kgR--气体常数8.29×10-3N·m/mol·K；M—溶质分子量。P0=i——等渗系数（物质解离因素。当完全解离上时，i= 如NaCl10.30%~0.35%；如，NaCl分子量小，i大，所以，P01%的NaClP0=61.7 大多数微生物细胞P030.7-61.511-15%NaClP0=303-606N/m2P0，60%以上。（一）1nm大小的可溶性物质通过，一般为全渗透原生质膜渗透性与微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、pH值、表面张力的性质和C外=CP外=P—等渗溶液，对微生物最适宜，如:0.9%C外<C内 P外<P内低渗溶液，细胞外水分就会向细胞内渗透，细胞肿胀，甚C外>C内 P外>P内细胞内水分就会向细胞外渗透原生质紧缩出现质壁分离，（1）大多数菌受>2.5%以上的盐浓度,暂时受到抑制，10%以上， 乳酸菌10-18%30%的盐浓度。（二） （2）微生物——在细胞外建立高渗透压环境，产生质壁分离，使其被抑制。CaCl2MgCl2等杂质含量高，腌制品有苦味，当钙离子和镁离子在水中达到NaCl74.7%MgCl223天。K离子含量高，会刺激咽喉，严重时会引起和头痛（2-4次。14-15%。15～20%，有时饱和盐水。制品的色泽和风味不及干腌制品；肌肉（或动脉）动脉注射是用泵通过针头将盐水或腌制液经动脉系统压送入腿内各部位或分内的16.517%8-12%；2天左右可腌好。注射腌 混合腌预腌制前采用60～100kPa/cm2的压力预，可使肌肉中肌原纤维彼此分离，并增加肌高压处理由于使分子间距增大和极性区域提高肉的持水性，改善肉的率和嫩度，据Nestle公司研究结果盐水注射前用2000Bar高压处理可提高0.7％～1.2％率。超声波作为滚揉辅助，促进盐溶性蛋白萃取（三）P289。3NONO+Mb→NOMMb；NOMMb→NOMb；NOMb+热+NO-（Fe2+（稳定的粉红色（四）食盐高盐与高血压；亚硝酸盐与。了发酵、、脂解等多种变化的综合作用。（一）乳酸发 糖+乳酸菌→乳发 糖+酵母→+醋酸发 +醋酸菌+O2→醋酸+丁酸发 乳酸或糖+酪酸梭状芽孢杆菌→丁酸+副产产气发 （二）蛋白质+变形杆菌等→胺+NH3↑（（三）脂肪+产碱杆菌→脂肪酸→醛类等（酸败变质有利菌一旦能大批生长，在它们所产生的和酸的影响下，原来有可能被有利菌的产物如酸和等对有害菌有抑制作用，从而使得有害菌得生长不能大量进行，而保持食品不； 有利菌一般能耐酸，大部分菌不耐酸。 盐蔬菜腌制中出现的朊解菌和其他类型菌都受２.５％以上的盐液浓度；10~18％以上的盐液浓度。(3)防止变质（一）熏烟主要是不完全氧化产物包括挥发性成分和微粒固体如碳粒等，以及水蒸气、CO2（二）酚20多种，都是酚的各种取代物，如愈疮木酚、邻位、间（2）（3）醇1-10145-10碳的有机酸附在熏烟内的微粒上。20多种，包括戊酮、戊醛、丁醛、丁酮等等，一些短链的醛酮化合物在主要指产生的多苯环烃类，其中至少有两类二苯并蒽和苯并芘，已被证实是物质。4-7天，熏烟成分在制品中渗透较均匀且较深，冷熏时制品干22℃的烟熏过程称为热熏，常用的烟熏温度35-5012-48小时。3043℃而浓度较高的熏烟能显著降600.01%。（一（二）100℃100-400200多种成分。熏烟呈黑色，并羧酸，这样的熏烟不适合用于食品。的形成。如将物质形成量降低到最低程度，实际燃烧温度以控制在343℃为宜。4070.6米不可见（三12 3檬酸或醋，65~75份水；20~50%，比新鲜果蔬肉类食品低，但比干制品高；15~35%。 第一节概述（一）（二）（三）（四）学质或天然物质。食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的ADI值，一般用量较小。工厂用于无菌包装容器及塑料容器的处理。食品工厂设备及加工用水等广泛采用次氯酸钙（钠）或直接加氯进行。H2S效的杀菌能力或抑制微生物生长活动的能力，此时水的加氯处理达到了转折点——氯转效点。（P740（尼泊金酯，甲、乙、丙、丁、庚）这类制品只有在酸性介质中才有效，pH7.03.55-10倍，只苯甲酸对毒害小；对霉菌有较强的抑制作用，对厌氧菌无效，pH值越低，抗菌作用越强，在微生物数量以上防腐剂适用：土霉素对G+、G-都有效，头孢菌素都有效。但有一点要注意，微生物可能会逐渐产生耐药10mg/kg却有效。目前用于干酪等乳制品、罐头制品、乙醇饮料。第四 抗氧化目前常用的抗氧化剂有BHA（羟基茴香醚、BHT（二羟基对甲酚、PG（没还有抗坏血酸及其衍生物，异抗坏血酸及微生物E使用第七章食品辐射保藏 （aw二、辐射保藏的优越性（意义、特点射线力强。在不拆包装和解冻的情况下，可杀灭其深藏于谷物、果实或冻肉能量为90千瓦时/T，巴氏230千瓦时/T，热力杀菌300千瓦时/T，脱水处理（干燥700千瓦时/T，而辐射杀菌只需6.34千瓦时/T，辐射巴氏0.76千瓦时/T202.550001895年发现X-射线后，Mink于1896年就提出X-射线的杀菌作用，二次大战期间麻省理工学院的多尔将射线处理汉堡包揭开了辐射保藏食，、50年代起、欧洲等30多个国家先后投入大量的费用进行研究；60年代一些50-60个国家。、（IAEA（AO1980年10月27日上述组织联合举行的第四次专门议作出结论：用10kGy以前、、、法国、、中国等国家均批准在一些食品中使用辐照。、建立了辐射工厂用于食品保藏、有鱼虾、果蔬等。发展中国家，、伊朗、、智利、阿根廷等用于粮食（谷物）的防霉、防虫。1958年开始，70年代的研究工作取得了一定的成效。80年代，一些省市建立了一起容量较大的辐射应用试验，如、、、 、等地。后期有浙江、 第二 辐射的基本原υ＜1015，波长较长（频率较低＞υ在1015~1018Hz，如紫外线的能量，仅能使被照射物质的原子受到激发（激发为使原子核=P++n，P+为带正电荷质子，n为不带电荷中子，核内质子数决定化学元素的特但有些元素，P+n不同的原子所组成的元素称为同位素，P+=n≠n84以上的同位素，原子核是不稳定的，能以一定的速率放出射线。α-、β-、γ-X-α-n：P+＞1.5：12P+2n的带正电高（n＞P+若核内P+＞n时（这种情况一般指在中++当K层（低能态）电子获后剩下一空穴，则高能态（外层）电子会补充进去，释度的能力。但是由于射线性质的不同，从而电离能力和能力各不相同。NN0实践证明,在单位时间内,衰变着的原子核的数目和其总数成正比,这一过程是不可逆的,可用示如下:（2）t1/2表示，则根据前面可得：即衰变常数与任意同位素的半衰期的乘积为0.6931（一）电子伏特ev. （evg；1ev106ev（二）居里（以前曾用，1Ci=3.7*10103.7*1010现法定单位用Bq，即每秒中有一个原子核衰变为1（三）（C/kg，（760mmHgcm3一个正电或负电的离子具有4.80×10－10e.s.u（静电单位。即一个静电单位的离单位为J/kg，也称为（Gy以前曾用（Rad）即1克被辐射物质吸收100（erg）射线能量为1Rad。14.8×10－10e.s.u.e.s.u.2.08×109，而电33.73eV（电离功）Gy/s。（一）60Co（5.26年）137Cs（30.3年。137Ba。59Co金属制成棒形、长方形、薄片形、颗粒59Co原子吸60Co60Co作为γ-射线源。（二）静电、高频高压、绝缘磁芯变压器，直流有两种方式：用高能电子来轰击重金属靶，则产生X-射线——X-射线发生器。可得到比放射性同位素源辐射能量高得多，如1万Ci60Co→150W，而可——即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片——与辐间接次级辐射——初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物——与温度（eaq（OH·，氢基（H·（eaq）+H2O=H·+OH·H·+OH·=H2OH·+H·=H2OH·+OH·=H2O2H·+H2O2=H2O+OH·OH·+H2O2=H2O+HO2·H2+OH·=H2O+H·HO2·+HO2·=GG100eV能量的物质所产生化学变化的分子数。辐射的化学效应是以每吸从高分子---低分子，有的反而从低分子---高分子。交联蛋白质凝聚（该蛋白质分子通过硫氢基的氧化生成分子内或分子间的二硫降解酶若在食品体系中，酶很容易受到保护，同时也受外界条件变化（温度、pH、含此外，有时酶由于蛋白质分子降解，使酶活性中心出来，反而致使酶反应更50kGy以下剂量照射，品质变化极少；但其他成为异臭H2、CO、CO2、碳H2、CO、CO2、多糖类：降低、旋光度降低、褐变、结构和吸收光谱变化。断裂及生成H2、CO、CO2气体。VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1、VB2、泛酸、VB6、脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE、VK更敏感。、生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、植物等的影响。这种影响是由于、已证实辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发现带性的（一）直接效应指微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物细胞内DNA受损 即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等。由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞-直接学说。间接效应为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀死90%微生物所需用的数来表示，即残存微生物数下降到原数的10%时所需用的剂量，并用D10值来表示。logN/N0=-D/D10N：使用D微生物（细菌）D10也不同。在低酸性和中性食品（pH>4.5）中，嗜热脂肪芽孢杆菌（平盖酸败菌）比肉毒杆菌=6~12S。但对于辐射则容易被杀灭（敏感，λ０小A型作为彻底灭菌的对象菌。以对这种菌的杀菌程度定为1012为指标，则完全杀菌剂量为：一般来说，Ｄ10：G->G+>酵母菌>(敏感注意：辐射并不能使微生物毒素除去，如黄曲霉素对γ－射线相当稳定，300kGy大剂（二是最小的生物体，它没作用，是以食品和酶为寄主。通常使用高达30kGy射有助于杀死。（三）酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。霉菌会造成新鲜果蔬的大量，（四）成虫（细胞)对辐射的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但成虫的细胞对辐射是敏，0.25~0.45kGy剂量的照射才能达到不育。蛾、螨、甲虫不育0.1~0.5KGy，致 （五）辐射可使不育或中旋毛虫不育剂量0.12kGy 7.5kGy。 致死剂量3.0~5.0KGy。（六） 59Gy以上的辐射的将使马铃薯和洋葱的核酸合成显著减弱，并改变其组成，第四节辐射在食品保藏中的应用及卫生安全性辐射阿氏杀菌（辐射完全杀菌法检不出微生物；也没素检出，可长时间保藏。辐射巴氏杀菌（这种方法因食品中可能有芽孢菌或存在因此不能保证长期必须与其他保藏方法如低足以降低菌数量，延缓微生物大量增殖出现的时间（防止繁殖。 2、水产品 3、蛋类 4、果蔬类 、辐射处理前必须根据产品的性状、辐射处理目的和的要求以及将来销售的方、60kGy食品辐照处理的目的是为了延长时间,而辐照处理后的条件往往会直接影响其辐照食品条件特别是度不同度的影着照保藏的果及所求的辐剂量。黄瓜等宜在10-15℃条件下，温度低于5