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食品工艺学

食品技术原理第一章

绪论

第一节食品加工概念

一、食物和食品

食物——是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调整机能必不可少营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动能量起源。

食品——经过加工制作事物统称为食品

1.食品概念及分类对食品不一样人关心侧面不一样

—不一样地域也有不一样情况

分类：食品分类方法很多，能够按保藏方法分、按原料种类分、按原料和加工方法分、按产品特点分。

2.食品要求：外观、风味、营养卫生和要求、货架寿命、方便、功效性质

二、加工工艺

1．概念

•食品科学和工程领域部分概念

–食品科学：借用FoodScience（Norman）定义，食品科学能够定义为应用基础科学及工程知识来研究食品物理、化学及生化性质及食品加工原理一门科学。

-食品工艺

五个基础框架

1.食品基础研究领域（或称之为狭义食品科学）：包含食品化学，研究食品组成、结构、物化生化特点及加工和使用过程中改变一门科学。

2.食品分析领域：分析食品产品及组分质量特点、化学边原理

3.食品微生物领域：环境对食品腐败作用和微生物对食品本身及食品制造过程影响、微生物检验、公共健康等问题一门科学

4.食品加工领域：即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响食品质量、包装及污染加工原因、良好生产操作及卫生操作一门科学——这也是本课程关键研究内容

5.食品工程领域：即研究食品加工过程中工程原理及单元操作科学，工程原理包含物料和能量平衡、热力学、流体；流体流动、传热和传质等等。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、运输和上述原因对食品质量货架寿命、营养价值、安全性等方面影响一门科学。

-食品加工概念：在描述食品加工概念之前，先熟悉部分经典食品加工步骤。

加工基础概念包含：

–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

–利用包装以维持因为加工操作带来产品特征

2.食品加工目标：增加多样性；提供健康所需营养素；为制造商提供利润；延长食品储存时间

食品加工过程或多或少全部含有这些目标，但要加工一个特定产品其目标性可能各不相同

–比如冷冻食品目标关键是保藏或延长货架寿命

–糖果工业关键目标是提供多样性

–不过要达成各个产品目标却并不简单，并不是买来设备就能够生产，或达成生产出食品并赢利目标

•以橙汁和火腿肠为例

第二节食品加工原料特征和要求

一、食品原料关键组成

二、影响原料加工原因

•原料采收运输基础标准

–原料应该在其品质最好时候进行采收、屠宰或用其它方法进行采集。

–原料在搬运中要避免损伤

–将原料保藏在尽可能降低变质条件下

蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在采收或离开植物母体以后仍然是活

家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污染这些产品微生物是活，同时，细胞中生化反应在继续。

•原料品质决不会随贮藏时间延长而变好，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品质，可能使有制品变得可口部分，但不能改善最初品质。

1.

影响原料品质原因

（1）微生物影响（2）酶在活组织、垂死组织和死组织中作用（3）呼吸

（4）蒸腾和失水

（5）成熟和后熟

–成熟定义:水果或蔬菜器官连接在植株上时所发生改变现象。通常伴随成熟过程进行有利于提升产品品质。（注意适度，不然会快速后熟，快速出现严重品质降低）

–后熟定义:水果脱离果树或植株后于消费或加工前所发生改变。最终后熟程度是在采收后形成最好食品品质。

–要了解合适后熟即使能够改善水果口味，但不能改善它基础品质。水果基础品质是因为水果在果树上达成最好成熟度时间来决定。

–大多数蔬菜不发生后熟过程

（6）动植物组织龄期和其组织品质关系

–组织龄期指两个不一样阶段

(1)植物器官或动物在其采收或屠宰时生理龄期

(2)采收或屠宰后原料存放时间。

–和采收前品质相关植物组织龄期往往是决定性。例芦笋、青豆荚

2.

根据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

–冷藏温度应该合理（一些果蔬会冻害）

•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

•稳定原料（2~8月）

–粮食谷物、种子和无生命原料如糖、淀粉和盐等

3.原料贮藏和保鲜:温度

气调贮藏

包装

第三节食品质量原因及其控制

质量定义：食品好程度，包含口感、外观、营养价值等。或将质量看成是组成食品特征及可接收性要素

食品质量：物理感觉（外观、质构、风味）、营养质量、卫生质量、耐储藏性

一、质量原因

（一）物理原因

1.外观原因（1）大小形状（2）颜色、色泽（3）一致性

2.质构原因

(1)新鲜状态

(2)加工过程

(3)加工以后部分原因

3.风味原因（1）味觉和香味（2）色泽和质构对风味也有影响

（二）、营养原因

（三）、卫生原因

（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、变质影响原因

•变质概念：包含品质下降、营养价值、安全性和审美感觉下降

•影响原因

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、食品保藏标准•若短时间保藏，有两个标准

（1）尽可能延长活体生命

（2）假如必需终止生命，应该立即洗净，然后把温度降下来

•长时间保藏则需控制多个原因

1.控制微生物–加热

杀灭微生物

巴氏杀菌

灭菌

(1)冷冻保藏:抑制微生物

(2)干藏:抑制微生物

(3)高渗透

(4)烟熏

(5)气调

(6)化学保藏

(7)辐射

(8)生物方法

2.控制酶和其它原因–控制微生物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：冷藏能够抑制微生物但不能抑制酶。加热、辐射、干藏也类似

3.其它影响原因包含昆虫、水分、氧、光能够经过包装来处理。

思索题

1.影响原料品质原因关键有哪些？

2.食品质量原因关键有哪些？

3.常见食品变质关键由哪些原因引发？怎样控制？以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料等为例来说明

第四节食品工业发展及其前景

•广义上讲，食品工业不管从哪个角度全部是各个国家国民经济基础或支柱之一。

包含农业、食品制造、市场三个方面

第五节

食品技术原理关键研究范围和内容研究原材料特点

1.研究充足利用现有食品资源和开辟食品资源路径

–比如一大批含有功效性质、保健性质食品在80年代中后期开始被开发

–以前未被充足利用资源，

•比如马铃薯、面粉

2.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原因和控制路径–食品腐败变质特征和程度取决于两类原因：非微生物原因和微生物原因

–非微生物原因包含：糖损失、含氮物质含量和组分改变、维生素氧化和损失、脂肪氧化、水分改变等。这些改变会造成口感、色泽、风味和产品一致性不一样，造成不能被消费者接收。

•具体举例说明并说明原因和处理措施

–微生物原因

3.研究影响食品质量、包装和污染加工原因，研究良好生产方法、工艺设备和生产组织–比如加工原因中热加工对水果制品质量影响、对应改善（工艺设备和保藏工艺两方面改善）

–比如肉制品中腌制工艺

–比如奶粉速溶性

–废弃物处理：乳清、黄浆水

4.研究食品安全性、良好生产操作和卫生操作（GMP）–比如89年中国蘑菇罐头

–99年牛肉汉堡

O157:H7污染

5.发明新型、方便和特需食品

–改变食品营养成份以适应特定人群需要

–添加营养素到特定食品

–改善质量提升品质

–应用功效改善，包含包装方便性、食用方便性、成本降低等第二章食品脱水加工1.食品干藏概念

一个说法：指在自然或控制条件下，使食品中水分降低到足以预防腐败变质

水平后并一直保持低水分保藏方法。

另一个说法：从食品中较完全地去处水分，该条件不造成或几乎不造成食品性质其它改变（除水分外）。

2.食品脱水加工历史

3.脱水加工特点和好处

（1）延长保藏期；

（2）一些食品干制后，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.脱水技术进展

第一节食品干藏原理

1.水分活度

我们把食品中水逸度和纯水逸度之比称为水分活度。

水分逃逸趋势通常能够近似地用水蒸汽压来表示，在低压或室温时，f/f0和P/P0之差很小（<1%），故用P/P0来定义aW是合理。

(1)定义

Aw=P/P0其中P：食品中水蒸汽分压

P0：纯水蒸汽压（相同温度下纯水饱和蒸汽压）

水分活度大小取决于：水存在量；温度；水中溶质浓度、食品成份、水和非水部分结合强度

表2-1常见食品中水分含量和水分活度关系

(2)测量

利用定义;利用平衡相对湿度概念

aW×100=相对湿度

具体方法参考Foodengineeringproperties

M.M.A.Mao

2.水分活度对食品影响

大多数情况下，食品稳定性（腐败、酶解、化学反应等）和水分活度是紧密相关。

（1）水分活度和微生物生长关系

p15图1-1-1；

（2）干制对微生物影响

p18

（3）水分活度和酶反应和化学反应关系

思索题

1.

水分活度概念

2.

水分活度对微生物影响

3.

水分活度对酶及其它反应影响

3.食品中水分含量（M）和水分活度之间关系

(1)水分吸附等温线认识

(2)温度对水分吸附等温线影响

(3)水分吸附等温线应用

以珍味鱼干、小麦干制等为例说明

4.对食品干制基础要求

(1)原料质量

(2)操作环境

(3)原料预处理

(4)干制后食品水分

二.干藏原理

–

将食品中水分活度降到一定程度，使食品能在一定保质期内不受微生物作用而腐败，同时能维持一定质构不变即控制生化反应及其它反应。

假如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

思索题

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.在北方生产紫菜片，运到南方，出现霉变，是什么原因，怎样控制？

第二节食品液体浓缩

–

浓缩方法

(1)膜浓缩

(2)蒸发

(3)冷冻浓缩

–

不一样浓缩方法比较

表1不一样浓缩方法能量效率和浓缩程度

一、膜浓缩

–

种类和应用

膜浓缩关键采取反渗透和超滤两种

–

反渗透关键用于分离水和低分子量溶液，这些溶液含有高渗透压。

–

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.反渗透原理

3.超滤原理

–

和反渗透类似，驱动力也是渗透压和外加压力差。

–

差异是超滤不能截留低分子量物料，但反渗透能够。

4.膜

•反渗透膜

–

通常采取醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等含有高度稳定性和高强度并含有要求通透性材料

•超滤膜

–通常采取聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、刚性醋酸酯等材料

–

结构通常有两种一个为微孔膜关键用于卷式、板式和管式膜；另一个为中空纤维膜，用于中空纤维系膜系统。

5.设备6.膜浓缩应用

在处理稀溶液时反渗透可能是最经济浓缩方法;食品工业中最大商业化应用是乳清浓缩.

其它还包含

–

蒸发前果汁浓缩

–

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，分离功效性成份。其它应用包含：

–酶、其它蛋白质或多糖分离、浓缩

–除菌

–酿造工业

–果汁澄清

–反渗透之前预处理

例1乳清分离过程中超滤、反渗透应用

例3苹果汁澄清常规方法A和膜处理方法B比较

思索题

1.膜分离种类关键有哪些？各自分离范围和原理是什么？

2.举例说明膜浓缩应用。假设一食品体系中含有大分子多糖（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，请问怎样分离并浓缩？

二、蒸发

1.

蒸发原理

(1)传热和传质

(2)热量和质量平衡原理

(3)影响传热原因:温差、传热面沉淀、界面膜

2.影响蒸发经济性原因

–

因为发泡和夹带等引发物料损失

–

能量消耗，降低能量消耗方法

–

二次蒸汽再压缩

–

二次蒸汽再加热

–

多效蒸发（多效系统数量取决于节省能量和操作费用增加比较）

3.蒸发设备

4.蒸发对食品影响

–

风味

–

风味物质损失

处理方法包含:A将浓缩物和部分新鲜物料混合，以提升风味；B风味物质回收

–

风味劣变

–

颜色

–

加深

–

营养物质损失

5.蒸发设备选择

三冷冻浓缩

•

冷冻浓缩是利用冰和水溶液之间固液相平衡原理一个浓缩方法。

•

采取冷冻浓缩方法，溶液在浓度上是有程度（溶质浓度不能超出低共熔浓度）。

•

操作包含两个步骤，首先是部分水分从水溶液中结晶析出，以后将冰晶和浓缩液加以分离。

•

尤其适合于热敏性食品浓缩，避免芳香物质因加热所造成挥发损失。

思索题

–

常见浓缩方法有哪些？怎样选择合理浓缩路径？

第三节干燥

一、食品干制基础原理

1.食品水分吸收和解吸

2.食品干制过程特征

（1）干燥曲线

–

干制过程中食品绝对水分和干制时间关系曲线

–

干燥时，食品水分在短暂平衡后，出现快速下降，几乎时直线下降，当达成较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随即达成平衡水分。

（2）干燥速率曲线

–

伴随热量传输，干燥速率很快达成最高值，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，从而能够维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面速率大于或等于水分从表面扩散到空气中速率

（3）食品温度曲线

–

早期食品温度上升，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，说明水分转移来不及供水分蒸发，则食品温度逐步上升。

曲线特征改变关键是内部水分扩散和表面水分蒸发或外部水分扩散所决定

–

食品干制过程特征总结：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，则恒率阶段能够延长，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。

–

外部很轻易了解，取决于温度、空气、湿度、流速和表面蒸发面积、形状等

–

那么内部水分扩散速率影响原因或决定原因是什么呢？

二、干燥机制

温度梯度

表面水分扩散到空气中

内部水分转移到表面

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，以后，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湿含量低，出现水分含量差异，即存在水分梯度。水分扩散通常总是从高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不停向表面方向移动。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中心，所以在物料内部会建立一定温度差，即温度梯度。温度梯度将促进水分（不管是液态还是气态）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Δn另一等湿面上湿含量为W绝+ΔW绝，那么物体内水分梯度gradW绝

则为：

gradW绝=lim（ΔW绝/Δn）=

W绝/

n

Δn

0

W绝——物体内湿含量，即每千克干物质内水分含量（千克）

Δn——物料内等湿面间垂直距离（米）

导湿性引发水分转移量可根据下述公式求得：

i水=-Kγ0（

W绝/

n）=-Kγ0W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水分转移量（kg/kg干物质•米2•小时）

K——导湿系数（米2•小时）

γ0——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/kg干物质）

水分转移方向和水分梯度方向相反，所以式中带负号。

需要注意一点是：

(1)导湿系数在干燥过程中并非稳定不变，它伴随物料温度和水分而异。

物料水分和导湿系数间关系

(2)K值改变比较复杂。当物料处于恒率干燥阶段时，排除水分基础上为渗透水分，以液体状态转移，导时系数稳定不变（DE段）；再深入排除毛细管水分时，水分以蒸汽状态或以液体状态转移，导湿系数下降（CD段）；再深入为吸附水分，基础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。

导湿系数和温度关系

图启示：(1)若将导湿性小物料在干制前加以预热，就能显著地加速干制过程。

(2)所以能够将物料在饱和湿空气中加热，以免水分蒸发，同时能够增大导湿系数，以加速水分转移。

2.导湿温性

–

在对流干燥中，物料表面受热高于它中心，所以在物料内部会建立一定温度梯度。温度梯度将促进水分（不管液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性。

导湿温性是在很多原因影响下产生复杂现象。

–

高温将促进液体粘度和它表面张力下降，但将促进蒸汽压上升，而且毛细管内水分还将受到挤压空气扩张影响。结果是毛细管内水分将顺着热流方向转移。

导湿温性引发水分转移流量将和温度梯度成正比。

–

它流量可经过下式计算求得：

i温=-Kγ0δ（

T/

n）

其中：i温:物料内水分转移量，单位时间内单位面上水分转移量（kg/kg干物质•米2•小时）

K——导湿系数（米2•小时）

γ0——单位潮湿物料容积内绝对干物质重量

（kg干物质/米2）

δ——湿物料导湿温系数（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水分梯度

导湿温性和导湿性一样，会因物料水分差异（即物料和水分结合状态）而异。

干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，所以，水分流动方向将由导湿性和导湿温性共同作用结果。

以上我们讲全部是热空气为加热介质。

若是采取其它加热方法，则干燥速率曲线将会改变。

思索题

1.干燥机制

2.估计微波干燥干制过程特征

3.假如想要缩短干燥时间，该怎样从机制上控制干燥过程？

3、影响干制原因

–

干制过程就是水分转移和热量传输，即温湿传输，对这一过程影响原因关键取决于干制条件（由干燥设备类型和操作情况决定）和干燥物料性质。

(1)干制条件影响

A.温度

(1)对于用空气作为干燥介质时，提升空气温度，干燥加紧。

(2)因为温度提升，传热介质和食品间温差越大，热量向食品传输速率越大，水分外逸速率所以加速。

(3)对于一定湿度空气，伴随温度提升，空气相对饱和湿度下降，这会使水分从食品表面扩散驱动力更大。

(4)温度高，水分扩散速率也加紧，使内部干燥也加速

注意：若以空气作为加热介质，温度并非关键原因，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，若不立即排除掉，将阻碍食品内水分深入外逸，从而降低了水分蒸发速度，故温度影响也将所以而下降。

B空气流速

(1)空气流速加紧，食品干燥速率也加速。

因为热空气所能容纳水蒸气量将高于冷空气而吸收较多水分；

(2)立即将聚集在食品表面周围饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分深入蒸发；

(3)因和食品表面接触空气量增加，而显著加速食品中水分蒸发。

C空气相对湿度

脱水干制时，假如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。近于饱和湿空气深入吸收水分能力远比干燥空气差。饱和湿空气不能在深入吸收来自食品蒸发水分。

脱水干制时，食品水分能下降程度也是由空气湿度所决定。食品水分一直要和周围空气湿度处于平衡状态。

干制时最有效空气温度和相对湿度能够从多种食品吸湿等温线上寻求。

D大气压力和真空度:操作条件对于干燥影响

E

蒸发和温度

干燥空气温度不管多高，只要由水分快速蒸发，物料温度通常不会高于湿球温度。

若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品温度将随之而上升。

脱水食品并非无菌。

（2）.食品性质影响

:A表面积B组分定向C细胞结构D溶质类型和浓度

4、合理选择干制工艺条件

–

食品干制工艺条件关键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关键参变数组成。

–

比如。以热空气为干燥介质时，其温度、相对湿度和食品温度时它关键工艺条件。

–

最适宜干制工艺条件为：使干制时间最短、热能和电能消耗量最低、干制品质量最高。—它随食品种类而不一样。

–

怎样选择合理工艺条件：

(1)使食品表面蒸发速率尽可能等于食品内部水分扩散速率，同时努力争取避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反温度梯度，以免降低食品内部水分扩散速率。

(2)恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在确保食品表面蒸发速率不超出食品内部水分扩散速率标准下，许可尽可能提升空气温度。

(3)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内部水分扩散率一致，以免食品表面过分受热，造成不良后果。

(4)干燥末期干燥介质相对湿度应依据预期干制品水分加以选择。

三

干制对食品品质影响

1.干制过程中食品关键改变

（1）物理改变

–

干缩

–

表面硬化

–

多孔性

–

热塑性

（2）化学改变

•

营养成份

–

蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素

•

色素

–

色泽随物料本身物化性质改变（反射、散射、吸收传输可见光能力）

–

天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素

–

褐变

•

风味

–

引发水分除去物理力，也会引发部分挥发物质去处

–

热会带来部分异味、煮熟味

–

预防风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物质，使风味固定

2.干制品复原性和复水性

干制品复水后恢复原来新鲜状态程度是衡量干制品品质关键指标。

–

干制品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、成份和可见原因（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态程度

–

干制品复水性：新鲜食品干制后能重新吸回水分程度，通常见干制品吸水增重程度来表示

–

复水比：P109

–

复重系数：

食品干制方法选择

–

干制时间最短、费用最低、品质最高

–

选择方法时要考虑：

–

不一样物料物理状态不一样：液态、浆状、固体、颗粒

–

性质不一样：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传输感受性

–

最终干制品用途

–

消费者要求不一样

四、食品干制方法

干制方法能够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工艺条件进行干制食品，有专用干燥设备

–

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流循环。

•

流动热空气不停和食品亲密接触并向它提供蒸发水分所需热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置

•

采取这种干燥方法时，在很多食品干制时全部会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。所以干制过程重控制好空气干球温度就能够改善食品品质。

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<94℃，空气流速2-4m/s

–

适用对象

–

果蔬或价格较高食品

–

或作为中试设备，探索物料干制特征，为确定大规模工业化生产提供依据

2.隧道式干燥设备

–

部分定义：

–

高温低湿空气进入一端——热端

–

低温高湿空气离开一端——冷端

–

湿物料进入一端——湿端

–

干制品离开一端——干端

–

热空气气流和物料移动方向一致——顺流

–

热空气气流和物料移动方向相反——逆流

（1）逆流式隧道干燥设备

•

湿端即冷端，干端即热端

–

湿物料碰到是低温高湿空气，即使物料含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这么不易出现表面硬化或收缩现象，而中心有能保持湿润状态，所以物料能全方面均匀收缩，不易发生干裂——适合于干制水果

–

干端处食品物料已靠近干燥，水分蒸发已缓慢，即使碰到是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，所以物料温度轻易上升到和高温热空气相近程度。此时，若干物料停留时间过长，轻易焦化，为了避免焦化，干端处空气温度不易过高，通常不宜超出66-77℃。

–

因为在干端处空气条件高温低湿，干制品平衡水分将对应降低，最终水分可低于5%

注意问题

–

逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为低温高湿空气中，湿物料水分蒸发相对慢，若物料易腐败或菌污染程度过大，有腐败可能。

–

载量过大，低温高湿空气靠近饱和，物料增湿可能

（2）顺流隧道式干燥

•

湿端即热端，冷端即干端

•

湿物料和干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可许可使用更高部分空气温度如80-90℃，深入加速水分蒸干而不至于焦化。

•

干端处则和低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分对应增加，干制品水分难以降到10%以下，所以吸湿性较强食品不宜选择顺流干燥方法。

•

顺流干燥，国外报道只用于干制葡萄。

（3）双阶段干燥

•

顺流干燥：湿端水分蒸发率高

•

逆流干燥：后期干燥能力强

•

双阶段干燥：取长补短

–

特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质很好

–

用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）

–

现在还有多段式干燥设备，有3，4，5段等，有广泛适应性。

3.输送带式干燥

–

特点

–

操作连续化、自动化、生产能力大

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

–

适用对象：水分低于35%~40%物料

–

例糯米粉、马铃薯颗粒

5.流化床干燥

–

使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（和液态相同）。

–

适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）

6.仓贮干燥

–

适适用于干制那些已经用其它干燥方法去除大部分水分而还有部分残余水分需要继续清除未干透制品。

–

如将蔬菜半干制品中水分从10~15%降到3~6%

–

优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。

7.泡沫干燥

–

工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定泡沫料，然后在常压下用热空气干燥。

–

造泡方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡剂

–

特点：接触面大，干燥早期水分蒸发快，可选择温度较低干燥工艺条件

–

适用对象：水果粉，易发泡食品。

8.喷雾干燥

•

喷雾干燥就是将液态或浆质态食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程

•

设备关键由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等关键部分组成。

（1）常见喷雾系统有两种类型

•

压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入喷雾头内以旋转运动方法经喷嘴孔向外喷成雾状，通常这种液滴颗粒大小约100-300μm，其生产能力和液滴大小经过食品流体压力来控制。

•

离心喷雾：液体被泵入高速旋转盘中（5000-0rpm），在离心力作用下经圆盘周围孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm。

二、滚筒干燥

–

特点：可实现快速干燥，采取高压蒸汽，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

–

适用对象：浆状、泥状、液态，部分受热影响不大食品，如麦片、米粉

三、真空干燥

–

基础结构：干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水搜集装置

–

特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨化。

–

适适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精

四、冷冻干燥

–

冷冻干燥条件：

–

冻结方法：自冻法，预冻法

–

冷冻干燥温度改变

–

初级干燥阶段

–

二级干燥阶段

–

冷冻干燥特点

思索题

–

干制条件关键有哪些？她们怎样影响湿热传输过程？（假如要加紧干燥速率，怎样控制干制条件）

–

影响干燥速率食品性质有哪些？她们怎样影响干燥速率？

–

合理选择干燥条件标准？

–

食品复水性和复原性概念第三章食品热加工和杀菌

引言

•

热加工方法

1.

杀菌(sterilization)——將全部微生物及孢子，完全杀灭加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。要因为有些罐头食品内容物传热速度相当慢，可能需要多个小时甚至更长时间才能达成完全无菌，这时食品品质可能以劣变到无法食用。

2.

商業杀菌法(commercialsterilzation)——將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗微生物杀死，罐头内许可残留有微生物或芽孢，不过，在常溫无冷藏狀況商业贮运过程中，在一定保质期内，不引发食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。

3.巴氏杀菌法(Pasteurization)——在100℃以下加热介质中低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，所以巴氏杀菌产品没有在常温下保留期限要求。

4.热烫(Blanching)——生鲜食品原料快速以热水或蒸气加热处理方法，称为热烫。其目标关键为抑制或破坏食品中酶和降低微生物数量。

第一节热加工原理

一、罐头食品腐败及腐败菌

•

凡能造成罐头食品腐败变质多种微生物全部称为腐败菌。

•

曾有些人对日本市场销售罐头食品进行过普查，在725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发觉有活菌存在罐头各占20%、10%、8%、和3%。大多数罐头中出现细菌为需氧性芽孢菌，曾偶然在果蔬罐头中发觉霉菌孢子，却未发觉酵母菌。但这些罐头并未出现有腐败变质现象。

•

这关键是罐内缺氧环境抑制了它们生长繁殖结果。若将这些罐头通气后培养，很快罐头就出现腐败变质现象。——商业无菌

•

若正常加工和杀菌罐头，若在贮藏运输中发生变质时，就应该找出腐败根源，采取根除方法。

•

事实表明，罐头食品种类不一样，罐头内出现腐败菌也各有差异。

•

多种腐败菌生活习性不一样，故应该不一样杀菌工艺要求。

•

所以，搞清罐头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺，避免贮运中罐头腐败变质首要条件。

1.食品pH值和腐败菌关系

•

多种腐败菌对酸性环境适应性不一样，而多种食品酸度或pH值也各有差异。

•

依据腐败菌对不一样pH值适应情况及其耐热性，罐头食品根据pH不一样常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性

•

在罐头工业中酸性食品和低酸性食品分界线以pH4.6为界线。

•

任何工业生产罐头食品中其最终平衡pH值高于4.6及水分活度大于0.85即为低酸性食品。

表3-1多种常见罐头食品pH值

表3-2罐头食品根据酸度分类

•

罐头食品这种分类关键取决于肉毒杆菌生长习性。

•

肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种类型，食品中常见有A、B、E三种。其中A、B类型芽孢耐酸性较E型强。

•

它们在适宜条件下生长时能产生致命外毒素，对人致死率可达65%。

•

肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，关键来自土壤，故存在于原料中可能性很大。

•

罐头内缺氧条件又对它生长和产毒颇为适宜，所以罐头杀菌时破坏它芽孢为最低要求。

•

pH值低于4.6时肉毒杆菌生长就受到抑制，它只有在pH大于4.6食品中才能生长并有害于人体健康。

•

故肉毒杆菌能生长最低pH值成为两类食品分界标准线。

•

在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热厌氧腐败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验对象菌。——如此确定杀菌工艺条件显然将有深入提升罐头杀菌可靠性。

•

不过在低酸性食品中还有存在抗热性更强平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高杀菌工艺条件才会完全遭到破坏。

•

另外，因为中酸性食品杀菌强度要求和低酸性食品要求相同，所以它也被并入低酸性食品一类。

•

食品严重污染时一些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌在pH低于3.7时仍能生长，所以pH3.7就成为这两类食品分界线。

•

酸性食品中常见腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中腐败菌要差得多。

•

高酸性食品中出现关键腐败菌为耐热性较低耐酸性细菌、酵母和霉菌，不过热力杀菌时该类食品中酶比腐败菌显示出更强耐热性，所以酶钝化为其加热关键问题。比如酸黄瓜罐头杀菌就是这么。

•

食品中常见腐败菌见表P386-390

2.常见罐头食品腐败变质现象和原因

–

罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质现象。另外还有中毒事故。

（1）胀罐

–

原因

–

出现细菌性胀罐原因

–

低酸性食品胀罐时常见腐败菌大多数属于

–

专性厌氧嗜热芽孢杆菌。

–

厌氧嗜温芽孢菌。

–

酸性食品胀罐时常见有专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头中。

–

高酸性食品胀罐时常见有小球菌和乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。

（2）平盖酸坏

–

外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH可能能够下降到0.1-0.3

–

造成平盖酸坏微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到酸抑制而自然消失，即使采取分离培养也不一定能分离出来。

–

平酸菌在自然界中分布很广。糖、面粉及香辛料是常见平酸菌污染源。

–

低酸性食品中常见平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌

–

酸性食品中常见平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄制品中关键腐败变质菌。

（3）黑变或硫臭腐败

–

在细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一H2S气体，和罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味

–

原因是致黑梭状芽孢杆菌作用，只有在杀菌严重不足时才会出现。

（4）发霉

–

通常不常见。只有在容器裂漏或罐内真空度过低时才有可能在低水分及高浓度糖分食品表面生长

（5）产毒

–

如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等

–

从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，其它均不耐热。

–

所以，为了避免中毒，食品杀菌时必需以肉毒杆菌作为杀菌对象加以考虑

思索题

–

低酸性食品和酸性食品分界线是什么？为何？

–

罐头食品关键有哪些腐败变质现象？罐头食品腐败变质原因有哪些？

二、微生物耐热性

–

微生物对热敏感性常受多种原因影响，如种类、数量、环境条件等

–

判定微生物死亡，常以它是否失去了繁殖和变异能力为标准。

1.影响微生物耐热性原因

（1）菌种和菌株

–

菌种不一样、耐热性不一样

–

同一菌种，菌株不一样，耐热性也不一样

–

正处于生长繁殖细菌耐热性比它芽孢弱

–

多种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。

–

同一个芽孢耐热性也会因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境不一样而异

（2）热处理前细菌芽孢培育和经历

–

生物有抵御周围环境本能。食品污染前腐败菌及其芽孢所处生长环境对她们耐热性有一定影响

–

在含有磷酸或镁培养基种生长出芽孢含有较强耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸环境中培养芽孢耐热性很强；在高温下培养比在低温下喂养形成芽孢耐热性要强

–

菌龄和贮藏期也有一定影响

（3）热处理时介质或食品成份影响

–

酸度

•

对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性强弱受其它原因控制

•

所以大家在加工部分蔬菜和汤类时常常添加酸，合适提升内容物酸度，以降低杀菌温度和时间，保留食品品质和风味。

–

糖

–

高浓度糖液对受热处理细菌芽孢有保护作用

–

盐影响

–

通常食盐浓度在4%以下时,对芽孢耐热性有一定保护作用,而8%以上浓度时,则可减弱其耐热性.

–

这种减弱和保护程度常随腐败菌种类而异.

–

食品中其它成份影响

–

淀粉对芽孢没有直接影响

–

蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢耐热性

–

脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性作用

–

假如食品中加入少许杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢耐热性

（4）热处理温度

–

热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要时间越短。

表3-3

热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间影响

（5）原始活菌数

–

腐败菌或芽孢全部死亡所需要时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要时间越长。

–

所以罐头食品杀菌前被污染菌数和杀菌效果有直接关系。

表3-4原始菌数和玉米罐头杀菌效果关系

注意

–

微生物在热力作用下死亡特征既然是多种原因综合影响结果，那么，对腐败菌耐热性作比较时就应指出比较时所处条件。

–

利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食品杀菌程度时，测定对象菌耐热性所处条件和环境应和该罐头食品所含成份基础一致。

2.相关细菌耐热性特征

（1）热力致死速率曲线或活菌残余数曲线

–

微生物及其芽孢热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降。

–

若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数对数值，以横坐标为热处理时间，克得到一直线——热力致死速率曲线或活菌残余数曲线

（2）D值

•

图3-4表明，直线横过一个对数循环时所需要时间（分钟）就是D值（Decimalreductiontime）。也就是直线斜率倒数。直线斜率实际反应了细菌死亡速率。

•

D值定义就是在一定处理环境中和在一定热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死90%原有残余活菌数时所需要时间。

–

D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。

–

所以D值大小和细菌耐热性强度成正比。

–

注意：D值不受原始菌数影响

–

D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处环境和其它原因而异。

表3-5瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时细菌死亡速率

–

从表3-5能够看出，从5D以后，为负指数，也就是说有1/10~1/10000活菌残余下来可能。

–

细菌和芽孢按分数出现并不显示，这只是表明理论上极难将活菌完全消亡掉。

–

实际上，这应该从概率角度来考虑，假如100支试管中各有1ml悬浮液，每ml悬浮液中仅含有1个芽孢，经过5D处理后，残余菌数为10-1，即1/10活10100，也就是100支试管中可能有90支不再有活菌存在，而10支还有活菌可能。

–

D值能够依据图3-4中直线横过一个对数循环所需热处理时间求得。当然也能够依据直线方程式求得，因为它为直线斜率倒数，即：

t

D=

loga–logb

•

例：

100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3分钟后残余活菌数是1×101，求该菌D值。

3

D=

=1.00

log1.0×104–log1.0×10

即D100℃或D110=1.00

（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）

–

ThermalDeathTime：热力温度保持恒定不变，将处于一定条件下悬浮液或食品中某一菌种细胞或芽孢全部杀死所必需最短热处理时间。

–

细菌热力致死时间随致死温度而异。它表示了不一样热力致死温度时细菌芽孢相对耐热性。

–

和热力致死速率曲线一样，若以热处理温度为横坐标，以热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线，即热力。

–

表明热力致死规律一样按指数递降进行。

–

Z值概念：直线横过一个对数循环所需要改变温度数（℃）。

–

换句话说：Z值为热力致死时间根据1/10，或10倍改变时对应加热温度改变（℃）。

–

Z值越大，因温度上升而取得杀菌效果就越小。

–

通常见121℃（国外用250F°或121.1℃）作为标准温度，该温度下热力致死时间用符号F来表示，并称为F值。

–

F值定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度细菌所需要时间——F值和原始菌数是相关。

–

t1

T2-T1

Log

—

=————

若T2=121.1℃，则t2=F

t2

Z

（4）热力指数递减时间（TRT）

–

为了计算杀菌时间时将细菌指数递减原因考虑在内，将D值概念深入扩大，提出了热力指数递减时间（TRT）概念。

–

TRT定义就是在任何特定热力致死温度条件下将细菌或芽孢数降低到某一程度如10-n（即原来活菌数1/10n）时所需要热处理时间（分钟）。

–

TRTn=nD即曲线横过n个对数循环时所需要热处理时间。

–

TRTn值和D值一样不受原始菌数影响。

–

TRT值应用为利用概率说明细菌死亡情况建立了基础。

–

如121℃温度杀菌时TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后罐内致死率为D值关键杀菌对象——芽孢数将降低到10-12。

（5）仿热力致死时间曲线

–

纵坐标为D对数值，横坐标为加热温度，加热温度和其对应D对数值呈直线关系。

–

t1

T2-T1

Log

—

=————

若T2=121.1℃，则t2=F

t2

Z

–

假定T1温度下D值已知，则，t1=nD

则D、F、Z值之间关系能够经过下式转换。

nD

121-T

F

Log——

=————

或D=—×10（121-T）/Z

F

Z

n

–

这么，已知T温度下D值，Z值，再针对罐头产品需要确定n值后，就可计算得到对应F值。

–

n值并非固定不变，要依据工厂和食品原始菌数或着污染菌关键程度而定。

–

比如在美国，对肉毒杆菌，要求n=12，对生芽梭状芽孢杆菌，n=5。

三、酶耐热性

•

罐头食品热力杀菌向高温短时，尤其是超高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现了因酶活动而引发变责问题。

•

过氧化物酶、果胶酯酶

•

酶钝化程度有时也被用做食品杀菌测定指标，例牛乳巴氏杀菌效果能够依据磷酸酶活力测定结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理时钝化程度和废结合菌及其它病原菌热处理时死亡程度相互一致。

思索题

–

影响微生物耐热性原因关键有哪些？

–

D值、Z值、F值概念是什么？分别表示什么意思？这三者怎样相互计算？

四、热加工对食品品质影响

1.植物起源包装制品

–

热加工和产品贮存时物理-化学改变决定了产品质量

–

通常在贮存时发生质量改变相对于热加工来说比较小。

–

热加工对食品品质影响取决于热加工时间和温度，和食品组成和性质和其所处环境。

（1）质构

–

在植物材料热处理过程中有两种类型质构破坏

–

半透膜破坏

–

细胞间结构破坏并造成细胞分离

–

其它改变包含

–

蛋白质变性

–

淀粉糊化

–

蔬菜和水果软化

–

为了提升罐藏产品硬度一系列方法：

（2）颜色

–

产品颜色取决于天然色素或外加色素状态和稳定性和加工和贮藏过程中变色反应。

–

在水果和蔬菜中

–

叶绿素脱镁

–

胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从5，6环氧化变成5，8环氧化）

–

花青素将降解成灰色色素

–

花青素实际上对热相当稳定色素，但它能够参与很多反应，使水果变色

–

黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可和铁形成黑色。

–

类胡萝卜素大多是脂溶性，而且是不饱和化合物，通常轻易氧化而造成变色和变味。

–

除了色素氧化、降解，Maillard反应也会造成加工和贮藏过程产品变色。

（3）风味

–

通常加热不改变基础风味如甜、酸、苦、咸

–

风味改变一个关键起源是脂肪氧化——尤其是豆类、谷物

–

Millard反应也会改变部分风味

–

加热过程也会使部分风味物质挥发或改变

（4）营养素

–

加热过程营养素损失.doc

2.动物起源包装食品

（1）颜色

–

肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色

–

Maillard反应和Caramelization反应也会改变颜色

–

腌制过程会改变颜色

–

肉因为加热引发颜色损失能够经过外加色素校正

（2）质构

–

肌肉收缩和变硬

–

变软

–

改善方法：

（3）营养素

–

氨基酸损失可能达成10-20%

–

维生素关键是硫胺素损失50-70%，泛酸20-35%，但维生素损失变动很大，取决于容器中氧气、预处理方法（是否去皮、切片）或热烫

热加工对营养成份和营养价值影响

–

工业上用于食品加热方法，包含烹调、热烫、巴氏杀菌和商业杀菌。

–

要定量或预言在以上操作过程中营养成份受热破坏程度，是很困难，不过，对于加工过程中含有特定目标其它工业操作，能够设计出最大程度保留营养素加工方法。对此，定量地说明加热对营养素影响是很有必需地。

•

不期望影响包含六大类营养素改变

–

蛋白质

–

碳水化合物

–

脂肪：

–

维生素：

•

加热理想效果概括以下：

–

食品特征改善，

–

杀死微生物；

–

灭酶；

–

改善营养素可利用率；

–

破坏不合需要食品成份

–

矿物质：

–

对于加工过程，除了考虑热本身对产品中营养素破坏外，还要考虑其它原因如沥滤损失、氧化降解、对产品损伤等。

热烫对蔬菜中营养素影响

–

对罐头和其它加工食品研究，很大部分多个在维生素C和B1保留率上。

–

柑橘汁

–

橙汁：98%~99%

–

葡萄柚汁：97%

–

番茄汁

–

维生素C损失，是在有氧气存在下受热而破坏，在罐头加工过程中，除去氧气即可预防损失。

–

以下是最大程度保留番茄汁中维生素C提议

热烫对蔬菜影响

–

成熟度

–

热烫方法

–

热烫时间

–

热烫设备

–

罐内存在氧气是否

贮藏影响

•

10-18℃贮藏2年罐头，营养素保留率全部在80%以上

•

27℃对维生素C和B2会产生不利影响

•

高温会改变产品性质，酸性食品比非酸性食品更显著

•

贮藏过程维生素C以缓慢速度发生无氧破坏

•

含大量维生素B1肉类制品需要低温贮藏

五、带容器食品热加工时间推算

1.罐头食品杀菌时间受到下列原因影响：

–

食品中可能存在微生物或酶耐热性

–

食品污染情况

–

加热或杀菌条件

–

食品pH

–

罐头容器大小

–

食品物理状态

–

食品预期贮存条件

——所以，要确定热加工时间必需知道微生物或酶耐热性和热传输速率。

2.热传输速率

–

传热介质通常为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然后进入食品。

–

通常表面热传输系数很高，不是传热限制原因。影响热穿透食品部分关键原因以下：

（1）产品类型

流体或带小颗粒流体食品——对流传热

固体（肉、鱼等）——传导

当然即使是流体食品因为粘度、比重、组成成份不一样而有差异。

（2）容器大小

比如：铁罐头和蒸煮袋

（3）容器是否被搅动

比如：旋转杀菌比常规杀菌有效，尤其对部分粘稠或半固体食品（如茄汁黄豆）

（4）杀菌锅和物料初温

（5）容器形状：高容器快

（6）容器类型：

金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快

3.传热速率测定

–

利用热电偶测定食品冷点温度

4、罐头食品传热曲线

5.加热时间推算

–

加热时间推算关键有两种方法，分别由Ball和Olson，和Stumbo发展。

–

罐藏——杀菌公式：.doc

六、罐头食品通常工艺过程

•

预备原料和包装材料

•

取得可食用部分

•

洗涤

•

分级

•

检验

•

热烫

•

排气

•

密封

•

杀菌和冷却

•

检验

1.排气

•

目标

–

阻止需氧菌及霉菌发育生长

–

预防或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，尤其是卷边受到压力后，易影响其密封性。

–

控制或减轻罐藏食品贮藏中出现罐内壁腐蚀

–

避免或减轻食品色香味改变

–

避免维生素和其它营养素遭到破坏

–

有利于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐

–

方法

–

加热排气：冷装罐，在预定排气温度中（用蒸汽或热水加热排气箱）加热使罐内中心温度达成70-90℃（也有资料认为需要达成80-95℃）

•

排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真空度关键原因。

•

对于空气含量低食品来说，关键是排除顶隙内空气，密封温度是关键性原因

•

对于空气含量高食品来说，除了要达成预期密封温度外，还应合理地延长排气时间。

–

热灌装：通常将食品加热到70-75℃（有资料认为应达成85℃）然后立即装罐密封

–

真空排气

•

真空封罐时真空密封室内真空度和饿食品温度是控制罐内真空度关键原因

–

蒸汽喷射法

2.封口

–

罐身和罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。

•

卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度和间隙之和。通常能够用T=2t身+3t盖+G来计算。

其中t身——罐身铁皮厚度

t盖——罐盖铁皮厚度

G——卷边内部铁皮和铁皮间间隙大小，标准值为0.15mm，最大值0.25mm

•

卷边宽度（W）：指卷边顶部至卷边下缘尺寸，能够采取W=1.1t盖+BH+LC+1.5t盖来计算

•

埋头度（C）：卷边顶部至盖平面高度

•

罐身身钩（BH）：罐身翻边弯曲后长度

•

罐盖盖钩（CH）：罐盖圆边向卷边内部弯曲长度

•

间隙（LC）：卷边内顶部空隙有盖钩空隙和身钩空隙

–

叠接度（a）：卷边内身钩和盖钩相互叠接长度，通常能够根据a≈BH+CH+1.1t盖-W

–

卷边重合率（a/b）：身钩和盖钩重合程度用百分率表示。

b

BH+CH+1.1t-W

—×100=————————

a

W-（2.6t盖+1.1t身）

叠接度或重合率通常应大于45%或50-55%

–

卷边外部技术标准

–

卷边内部技术标准

–

卷边紧密度：卷边内部盖身钩紧密结合程度，凭经验判定

–

叠接度：45%或50-55%以上

–

罐身钩边和底盖钩边不得有严重皱纹。

–

卷边质量问题参考书本P366-367表29

3.杀菌工艺条件确实定

•

杀菌操作过程中罐头食品杀菌工艺条件关键由温度、时间、反压三个关键原因组成。在工厂中常见杀菌式表示对杀菌操作工艺要求。

升温时间—恒温时间—降温时间

t1-t2-t3

——————————————反压（————P）

杀菌温度

T

•

要注意是，杀菌锅温度声高到了杀菌温度T，并不意味着罐内食品温度也达成了杀菌温度要求，实际上食品尚处于加热升温阶段。对流传热型食品温度在此阶段内常能快速上升，甚至于抵达杀菌温度。而导热型食品升温很慢，甚至于开始冷却时还未能达成杀菌温度。

•

冷却时需要加反压

（1）杀菌工艺条件——温度和时间选择

•

正确杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部杀死和使酶钝化，确保贮藏安全，但同时又能保住食品原有品质或恰好将食品煮熟而又不至于过分。

•

罐头食品合理F值能够依据对象菌耐热性、污染情况和预期贮藏温度加以确定。

•

一样F值能够有大量温度-时间组合而成工艺条件可供选择。

•

标准上，尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还要依据酶残余活性和食品品质改变作选择。

（2）杀菌时罐内外压力平衡

–

罐头食品杀菌时伴随罐温升高，所装内容物体积也随之而膨胀，而罐内顶隙则对应缩小。罐内顶隙气压也随之升高。

–

为了不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，必需利用空气或杀菌锅内水所形成补充压力以抵消罐内空气压力，这种压力称为反压力。

第二节热烫

•

热烫通常见语在热杀菌、干燥和冷冻之间对部分蔬菜或水果灭酶，同时也能起到软化组织、清洁、降低微生物数量作用。

•

只有少许蔬菜（如洋葱、绿胡椒）不需要热烫。不热烫或热烫不足会对品质造成很大损害。

–

多酚氧化酶、脂肪氧化酶、叶绿素酶

–

通常能够采取蔬菜中比较耐热酶如过氧化氢酶、过氧化物酶。

•

影响热烫时间原因包含：

–

水果或蔬菜类型

–

食品体积大小

–

热烫温度

–

加热方法

热烫方法

–

采取饱和蒸汽加热，带饱和湿度冷空气冷却

–

采取饱和蒸汽加热，冷却水喷雾冷却

–

采取饱和蒸汽加热，流动水冷却

–

采取热水加热，带饱和湿度冷空气冷却

–

采取热水加热，冷却水喷雾冷却

–

采取热水加热，流动水冷却

1.蒸汽热烫

–

蒸汽热烫操作最关键问题是：

–

能量消耗有效性

–

物料被加热均匀性

（1）提升加热有效性方法

（2）相关加热均匀性

–

传统常见热烫设备中，食品铺多层，加热时均匀性总是比较差，当中间食品达成加热要求时，表层物料就被加热过分。

–

单体快速热烫（Individualquickblanching，IQB）能够处理这个问题。

–

也能够采取批式流化床热烫机处理均匀性，但该设备还没大规模商业化使用。

（2）热水热烫

–

多种热水热烫设备基础全部是将物料置于70-100℃热水中，一段时间后进行冷却

–

设备有转鼓式、刮板式、隧道式，等等，也有仿造IQB蒸汽式设备，热效率很高。

第三节巴氏杀菌

1.加热程度确实定

–

热处理程度确实定依据目标产品中对象菌耐热性而定。比如

–

牛奶巴氏杀菌就是基于C.BurnetiiD60，和n=12（12个对数循环）

–

液态鸡蛋杀菌就是基于S.SeftenbergD60，n=9

–

怎样检验热处理效应

–

采取微生物检测方法测试病原菌，这个方法直接但昂贵而且费时

–

研究发觉能够利用酶，比如

•

牛乳中碱性磷酸酶和牛乳中病原菌有类似D值，测试酶活力相对简单得多。

•

液态鸡蛋能够采取α-淀粉酶活力。

–

实际上，除了部分特殊产品（如啤酒），部分采取传统低温长时间巴氏杀菌产品如牛奶、果汁等，现在全部纷纷转用高温短时间加工工艺。

–

高温短时加热条件有利于产品营养、感官品质尤其是维生素、风味和色泽保持。

2.设备

2.1包装产品巴氏杀菌

–

固态食品和部分液态食品（如啤酒、果汁）是包装好后进行巴氏消毒。

–

采取玻璃罐，要注意容器爆裂。加热时，容器和水温度不能超出20℃，冷却时温差不超出10℃。

–

采取金属罐或塑料罐，不管采取热水还是蒸汽作为加热介质，破裂危险全部不大。

–

设备形式

–

类似热烫设备，比如隧道式，加热介质能够是蒸汽能够是热水，分多个区域，带热量回收装置。

2.2未包装液体产品巴氏杀菌

–

部分低黏度液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、液态鸡蛋等）通常使用连续式设备如：板式热交换器

–

部分产品（假如汁）需要在加热前脱气，以预防氧化，通常能够采取真空脱气。

第四节商业杀菌

一、包装食品商业杀菌

批式

连续式

二、超高温杀菌（UHT）

•

灌装在容器中后杀菌，一个关键问题是热穿透速率比较低。现在有部分方法用于提升热传输速率，比如：

–

采取更薄罐材料

–

采取旋转杀菌方法

–

升高杀菌温度——但不可行，因为带来对罐材料要求更高，设备要求更高等问题

•

采取罐装前杀菌然后无菌罐装就能很好处理这个问题，UHT指采取132-143℃温度对未包装流体食品短时杀菌。

–

UHT操作不需要考虑容器大小问题

–

UHT唯一问题是设备成本比较高，而且比较复杂。

•

UHT操作能很好地用于液态和带小颗粒流体食品，但对于含大块固体流体食品，存在很多问题：

–

若要将大块物料中心酶杀死，那么表面会过分受热

–

必需要采取搅动方法以提升传热速率并保持温度均匀，但这么会造成食品外观破坏

–

至今仍缺乏对应能包装含大块物料流体罐装和容器

–

假如设备是管式，无法进行保温。

–

UHT设备特点：

–

UHT设备分类

–

直接系统

–

非直接系统

–

其它系统

–

直接系统优点

–

直接系统缺点

–

间接系统

1.板式

–

缺点

–

优点

2.列管式

–

优点

–

缺点

3.刮板式

–

适合于高黏度或带颗粒物料

–

生产品种灵活

–

常见于水果沙司等第四章食品低温处理和保藏•

冷冻食品按保藏原理可分为两大类：

–

一类是冷藏制品，关键指将食品原料和配料经过前处理比如清洗、分割、包装或加工处理后，在-1℃以上8℃以下储藏制品；

–

另一类是冻藏制品，关键是指将食品原料经过前处理加工，在-30℃以下快速冻结，经包装后，在-18℃以下低温储藏和流通食品。

•

冷冻食品含有营养、方便、卫生和经济等特点，是50、60年代发展起来新型加工食品。它70年代快速发展，80年代在世界上普及，成为发展最快速食品产业，到90年代，冷冻方便食品产量和销量在有发达国家如美国已占全部食品50%以上，逐步替换罐头食品首要地位，跃居加工食品榜首。

–

现在世界冷冻食品总产量已经超出5000万吨，人均消费约10千克。发达国家冷冻食品已形成规模化工业生产，在市场上普及，成为消费者生活中不可缺乏食品。发展较快国家有美国，欧共体13国，日本和澳大利亚等国。具体各国家和地域冷冻食品消费量见表4-1，冷冻食品种类分布见表4-2。

表4-1冷冻食品消费量（万吨）

表4-2冷冻食品消费种类分布(万吨)

•

中国冷冻食品发展较晚，70年代初开始上海生产速冻蔬菜和点心，80年代中国冷冻小包装分割肉、禽、水产和速冻点心等产品出口和内销陆续增加。

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伴随中国经济发展，城镇化趋势加速，消费者对方便食