第五講 食品加工技術(shù)概論

ByProfessorDr.ZhejiangGongshangUniversityLectureFive

TechnologyofFoodProcessingandPreservation

?一、傳統(tǒng)加工技術(shù)食品干制DryingTechnology食品干制是人類最古老的一種食品加工方法，時(shí)至今日仍然是食品加工中一種重要的手段。從食品中除去一定數(shù)量的水分稱為干燥（Drying）或脫水（Dehydration）。習(xí)慣上，干燥是指利用自然界的能量，脫水是在人為的控制下除去食品中的水分。食品的干燥或脫水稱為干制，經(jīng)干制的食品稱為干燥食品或干制食品。食品干制的作用提高食品的保藏性能：不易發(fā)生腐爛變質(zhì)，延長(zhǎng)儲(chǔ)藏期。有利于食品的包裝和流通：體積與重量顯著減小。形成特殊的風(fēng)味和便于食用：如速溶咖啡，速溶奶粉等。影響食品干制的因素溫度空氣濕度空氣流速食品表面積大氣壓力食品干制的方法干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類–自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法：曬干、風(fēng)干、陰干–人工干制：在常壓或減壓環(huán)境中用人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品，有專用的干燥設(shè)備人工干制：空氣對(duì)流干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備傳統(tǒng)加工技術(shù)---Temperaturecontrol

巴氏殺菌法(Pasteurization)——在100℃以下的加熱介質(zhì)中的低溫殺菌方法，以殺死病原菌及無(wú)芽孢細(xì)菌，但無(wú)法完全殺滅腐敗菌，因此巴氏殺菌產(chǎn)品沒(méi)有在常溫下保存期限的要求。低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌——?dú)⒕鷾囟?2℃～65℃，加熱時(shí)間30min。即可殺滅致病菌，又不損害食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。高溫短時(shí)間殺菌——72℃～75℃，加熱15s～16s或者80℃～85℃，加熱10s～15s，殺菌溫度高，加熱時(shí)間短，適合連續(xù)化操作要求。傳統(tǒng)加工技術(shù)---Temperaturecontrol

殺菌(sterilization)商業(yè)殺菌法(commercialsterilization)——將病原菌、產(chǎn)毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生物殺死，罐頭內(nèi)允許殘留有微生物或芽孢，不過(guò)，在常溫?zé)o冷藏狀況的商業(yè)貯運(yùn)過(guò)程中，在一定的保質(zhì)期內(nèi)，不引起食品腐敗變質(zhì)，這種加熱處理方法稱為商業(yè)滅菌法。

121°C傳統(tǒng)加工技術(shù)---Temperaturecontrol

LowTemperatureChilledFood0～4℃FrozenFood-18℃常用的貯藏溫度為-12～-23℃，而以-18℃為最適用。凍藏適用于長(zhǎng)期貯藏，短的可達(dá)數(shù)日，長(zhǎng)的可經(jīng)年。凍結(jié)制品貯藏的任務(wù)，就是盡一切可能阻止食品中各種變化，以達(dá)到長(zhǎng)期貯藏的目的。–食品貯藏的工藝條件如溫度、相對(duì)濕度和空氣流速是決定食品貯藏期和品質(zhì)的重要因素。A、貯藏溫度B、凍藏食品的重結(jié)晶C、凍藏食品的干縮食品化學(xué)保藏

（一）食品化學(xué)保藏就是在食品生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中適用化學(xué)制品來(lái)提高食品的耐藏性和盡可能保持原有品質(zhì)的一種方法，也就是防止食品變質(zhì)和延長(zhǎng)保質(zhì)期?；瘜W(xué)保藏就是在食品中添加化學(xué)防腐劑和抗氧化劑來(lái)抑制微生物的生長(zhǎng)和推遲化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，從而達(dá)到保藏的目的。它是在有限時(shí)間內(nèi)才能保持食品原來(lái)的品質(zhì)狀態(tài)，屬于暫時(shí)性保藏。二、新型食品殺菌技術(shù)新型殺菌技術(shù)加熱殺菌歐姆殺菌超高溫殺菌超高壓殺菌高壓脈沖電場(chǎng)殺菌輻射殺菌脈沖強(qiáng)光殺菌磁力殺菌冷殺菌1.加熱殺菌技術(shù)1.1歐姆殺菌的技術(shù)原理歐姆殺菌的特征是采用歐姆加熱作為殺菌熱源，電流直接通過(guò)食品使熱量以內(nèi)能的形式產(chǎn)生在物料和其他物料內(nèi)部的技術(shù)。1.2超高溫殺菌（UHT）技術(shù)原理：超高溫殺菌是指將流體或半流體在2－8秒內(nèi)加熱到135℃—150℃，然后再迅速冷卻到30℃－40℃的殺菌技術(shù)。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：在UHT過(guò)程中，微生物細(xì)菌的死亡速度比食品質(zhì)量受熱發(fā)生化學(xué)變化而劣變的速度快，因而瞬間高溫可完全殺死細(xì)菌，但對(duì)食品的質(zhì)量影響不大，幾乎可完全保持食品原有的色香味。技術(shù)分類：按照物料與加熱介質(zhì)是否接觸，可分為間接式加熱法和直接混合式加熱法兩類。超高溫殺菌（UHT）與無(wú)菌灌裝技術(shù)2.冷殺菌技術(shù)常溫物理場(chǎng)殺菌技術(shù)是國(guó)際上正在不斷發(fā)展的高新技術(shù)美國(guó)IFT在1999年專門成立了非熱食品加工分會(huì)除超高壓殺菌外，其他非熱殺菌技術(shù)均沒(méi)有進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用2.1超高壓殺菌的技術(shù)應(yīng)用

超高壓殺菌技術(shù)在日本、美國(guó)和歐洲已應(yīng)用于部分食品的商業(yè)化生產(chǎn)－1991：日本明冶屋食品公司的果醬產(chǎn)品－2002：超高壓殺菌的肉制品在美國(guó)上市日前，國(guó)內(nèi)的食品超高壓技術(shù)研究還處于起步階段，注重于食品滅菌、大分子變性等研究，如果蔬汁超高壓滅菌、高壓糊化淀粉等，雖取得一定的研究成果，但還沒(méi)有成熟的超高壓滅菌技術(shù)可投入食品行業(yè)生產(chǎn)中。壓力100－600Mpa馬里安納海鉤深11034米，海底壓強(qiáng)約為1067.5個(gè)大氣壓超高壓殺菌超高壓殺菌2.2高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)原理：高壓脈沖電場(chǎng)殺菌是采用高壓脈沖器產(chǎn)生的高壓脈沖電場(chǎng)殺滅微生物的一項(xiàng)技術(shù)。

高壓脈沖電場(chǎng)滅菌能夠流動(dòng)的流體（包括含固體顆粒的）

半固體食品連續(xù)殺菌和無(wú)菌罐裝生產(chǎn)線高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)高壓脈沖電場(chǎng)具有殺菌時(shí)間短，溫升低、食品風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)素保持好等優(yōu)點(diǎn)。適合于所有能夠流動(dòng)的含和不含固體顆粒的液體和半固體食品的殺菌，與其它非熱殺菌技術(shù)相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是非常適合大規(guī)模工業(yè)化和連續(xù)化生產(chǎn)，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低。更新鮮、更天然、更營(yíng)養(yǎng)、更安全，同時(shí)也更方便，是當(dāng)今食品發(fā)展的潮流，因此該技術(shù)具有很好的應(yīng)用前景。2.3食品輻射保藏食品輻射保藏就是利用原子能射線的輻射能量對(duì)肉類制品、糧食、水果、蔬菜、調(diào)味料、飼料以及其他加工產(chǎn)品進(jìn)行殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延遲后熟等處理。主要應(yīng)用：香辛料殺菌、如方便面湯料包，抑制馬鈴薯、洋蔥等發(fā)芽，干制品、如核桃、藥材殺菌殺蟲。有時(shí)能解決常規(guī)方法難以解決的包保藏問(wèn)題。輻射殺菌的技術(shù)原理微生物細(xì)胞受到射線照射后，存在于溶質(zhì)中的生物活性物質(zhì)受到輻射的直接效應(yīng)；存在于細(xì)胞中的多量溶劑受到水分子產(chǎn)生的輻射間接效應(yīng)即水分子接受了射線能量后被激活電離，再與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)起作用，使細(xì)胞內(nèi)與生命現(xiàn)象有關(guān)的物質(zhì)發(fā)生各種變化，使生理機(jī)能受到破壞或?qū)е录?xì)胞致死，從而引起殺菌作用。國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)況

1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線后，Mink于1896年就提出X-射線的殺菌作用。二次大戰(zhàn)期間，美國(guó)麻省理工學(xué)院的羅克多爾將射線處理漢堡包，揭開(kāi)了輻射保藏食品研究的序幕。50年代起北美、歐洲、日本等30多個(gè)國(guó)家先后投入大量的費(fèi)用進(jìn)行研究；60年代一些第三世界國(guó)家也加入該行列，目前從事這方面研究的有50-60個(gè)國(guó)家。日本、加拿大建立了輻射工廠用于食品保藏、有魚蝦、果蔬等。歐洲（丹麥、保加利亞、法國(guó)等）用于抑制土豆、大蒜、洋蔥發(fā)芽。發(fā)展中國(guó)家，印度、伊朗、泰國(guó)、智利、阿根廷等用于糧食（谷物）的防霉、防蟲。我國(guó)自1958年開(kāi)始，1984年衛(wèi)生部批準(zhǔn)7項(xiàng)（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、蘑菇、香腸）輻照食品允許消費(fèi)。輻照食品衛(wèi)生安全性

1毒性問(wèn)題大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)將經(jīng)過(guò)50kGy劑量照射過(guò)的食品，不要說(shuō)急性毒性就連慢性毒性也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生有毒、致畸、致癌物。1980年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織FAO國(guó)際原子能組織IAEA，世界衛(wèi)生組織WHO專家會(huì)議，決定在10kGy以內(nèi)的輻射食品，不要再進(jìn)行此劑量范圍的毒性試驗(yàn)，在微生物學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)上都不存在問(wèn)題，可以作為“推薦接受”。

2微生物發(fā)生突變的危險(xiǎn)3對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞低劑量（<1kGy)，微不足道；中等劑量(1~10kGy)，可能損失一些維生素；高劑量(10~50kGy)，采用約束間接輻射的措施（低溫、真空、添加游離基受體等）營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低不大，維生素有損失。2.4磁力殺菌技術(shù)磁力殺菌是將食品放在N極和S極之間，用6000高斯的磁力強(qiáng)度連續(xù)擺動(dòng)，不需要加熱，即可達(dá)100％的滅菌效果，對(duì)食品的成分和風(fēng)味無(wú)任何影響。日本三井公司將食品放在0.6T(1特=10000高).

磁密度的磁場(chǎng)中，在常溫下18h，達(dá)100％滅菌效果。磁殺菌可用于飲料、調(diào)味品及各種包裝的固體食品的殺菌。目前國(guó)內(nèi)已對(duì)水、酸奶等制品進(jìn)行了磁場(chǎng)殺菌的研究。3.膜分離過(guò)程及其應(yīng)用目前已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的膜分離過(guò)程有:微濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）、滲析（D）、電滲析（ED）、氣體分離（GS）、滲透汽化（PV）、乳化液膜（ELM）等八種。目前食品加工中常用的膜分離過(guò)程主要有:反滲透超濾、微濾電滲析等膜分離技術(shù)NormalFiltration

普通過(guò)濾++++++++++_______++++++++_______Sieving:Somesmallparticlesandmost ionspass 濾網(wǎng)：一些小分子和離子可通過(guò)CrossFlowFiltration

交叉流動(dòng)過(guò)濾Feed喂入Concentrate集中Permeate滲透++++++++_____+++_+Rejection:Almostallparticlesandorganics Upto99.5%ofions防止絕大部分分子，99.5％的離子和有機(jī)物透過(guò)ThinFilmMembrane

Thinfilmmembraneconsistsofthreeelements: 1.Awovenbackingtocarrythesupportfilmandthethinfilm 2.Asmoothporousplasticsupportfilm 3.Athinfilmthatpasseswaterandrejectsions由三部分組成：機(jī)織織物襯、光滑多孔塑料支架膜和僅讓水分子通過(guò)的反滲透膜

4.超臨界萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是利用流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超臨界區(qū)）內(nèi)，與待分離混合物中的溶質(zhì)有異常相平衡行為和傳播性能，且對(duì)溶質(zhì)融解能力隨壓力和溫度的改變而在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分離的一項(xiàng)技術(shù)。在食品工業(yè)中，常用的萃取劑為CO2，這主要因?yàn)镃O2無(wú)毒，不易燃易爆，有較低的臨界溫度和臨界壓力，易于安全地從混合物中分離出且價(jià)格低廉。超臨界萃取技術(shù)的特點(diǎn)萃取和分離合而為一，當(dāng)飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經(jīng)分離器時(shí)，由于壓力下降將使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開(kāi)，不存在物料的相變過(guò)程，不需回收溶劑，操作方便；不僅萃取效率高，而且能耗較少，節(jié)約成本；工藝流程短，耗時(shí)少，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，萃取流體可循環(huán)使用，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程綠色化；5.工業(yè)色譜分離技術(shù)色譜作為一種快速方便的混合物的分析法已獲得廣泛應(yīng)用，隨著放大技術(shù)的發(fā)展，色譜作為一種分離方法也備受矚目。當(dāng)混合物各組成部分的化學(xué)或物理性質(zhì)十分接近，致使其它分離技術(shù)很難或根本無(wú)法應(yīng)用時(shí)，色譜技術(shù)更加顯示出其實(shí)際有效的優(yōu)越性。工業(yè)色譜分離技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)分離過(guò)程中，并正得到迅速的發(fā)展；離交色譜親和色譜模擬移動(dòng)床色譜工業(yè)色譜技術(shù)的展望色譜分離是一種非常有效的分離手段，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其理論、設(shè)備和操作方法的研究，隨著人們對(duì)一些常規(guī)方法難以純化和分離的物質(zhì)和食品中具有生理活性的肽、蛋白質(zhì)等功能性食品添加劑和天然藥物中有效成分的純化的需求的不斷增加，其應(yīng)用前景將越來(lái)越廣闊。6、微膠囊和納米技術(shù)微膠囊技術(shù)微膠囊技術(shù)在食品中的應(yīng)用微膠囊技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展微膠囊技術(shù)的最新進(jìn)展納米技術(shù)納米技術(shù)與食品加工納米食品加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)納米技術(shù)的延伸膠囊技術(shù)在食品中應(yīng)用提供食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保護(hù)

微膠囊技術(shù)延