2023年食品工藝學(xué)

食品工藝學(xué)

食品技術(shù)原理

第一章緒論

第一節(jié)食品的加工概念

一、食物與食品

食物——是人體生長發(fā)育、更新細(xì)胞、修補(bǔ)組織、調(diào)節(jié)機(jī)能必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，也是產(chǎn)生熱量

保持體溫、進(jìn)行體力活動的能量來源。

食品一經(jīng)過加工制作的事物統(tǒng)稱為食品

1.食品的概念及分類對食品不同的人關(guān)心的側(cè)面不同

一不同地區(qū)也有不同的情況

分類：食品分類的方法很多，可以按保藏方法分、按原料種類分、按原料和加工方法分、按產(chǎn)品

特點(diǎn)分。

2.食品的要求：外觀、風(fēng)味、營養(yǎng)衛(wèi)生和要求、貨架壽命、方便、功能性質(zhì)

二、加工工藝

1.概念

.食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的一些概念

-食品科學(xué)：借用FoodScience(Norman)的定義，食品科學(xué)可以定義為應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)及工程

知識來研究食品的物理、化學(xué)及生化性質(zhì)及食品加工原理的一門科學(xué)。

-食品工藝

五個基礎(chǔ)框架

1.食品的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域(或者稱之為狹義食品科學(xué))：包括食品化學(xué)，研究食品的組成、結(jié)構(gòu)、

物化生化特點(diǎn)及加工和使用過程中的變化的一門科學(xué)。

2.食品分析領(lǐng)域：分析食品產(chǎn)品及組分的質(zhì)量特點(diǎn)、化學(xué)邊的原理

3,食品微生物領(lǐng)域：環(huán)境對食品腐敗的作用以及微生物對食品本身及食品制造過程的影響、微

生物的檢驗(yàn)、公共健康等問題的一門科學(xué)

4.食品加工領(lǐng)域：即研究食品原材料特點(diǎn)、食品保藏原理、影響食品質(zhì)量、包裝及污染的加工

因素、良好生產(chǎn)操作及衛(wèi)生操作的一門科學(xué)——這也是本課程的主要研究內(nèi)容

5.食品工程領(lǐng)域：即研究食品加工過程中的工程原理及單元操作的科學(xué)，工程原理包括物料與

能量平衡、熱力學(xué)、流體；流體流動、傳熱與傳質(zhì)等等。食品工藝學(xué)?食品工藝學(xué)是應(yīng)用化學(xué)、

物理學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)和食品工程原理等各方面的基礎(chǔ)知識、研究食品資源利用、原輔材料

選擇、保藏加工、包裝、運(yùn)輸以及上述因素對食品質(zhì)量貨架壽命、營養(yǎng)價值、安全性等方面的影

響的一門科學(xué)。

-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：

-增加熱能并升高溫度

-去除熱能或降低溫度

-去除水分或降低水分含量

-利用包裝以維持由于加工操作帶來的產(chǎn)品的特征

2.食品加工的目的：增加多樣性；提供健康所需的營養(yǎng)素；為制造商提供利潤；延長食品的儲

存時間

食品加工過程或多或少都含有這些目的，但要加工一個特定產(chǎn)品其目的性可能各不相同

-比如冷凍食品的目的主要是保藏或延長貨架壽命

-糖果工業(yè)的主要目的是提供多樣性

-但是要達(dá)到各個產(chǎn)品的目的卻并不簡單，并不是買來設(shè)備就可以生產(chǎn)，或達(dá)到生產(chǎn)出食品并贏

利的目的

?以橙汁和火腿腸為例

第二節(jié)食品加工原料的特性和要求

一、食品原料主要組成

二、影響原料加工的因素

?原料采收運(yùn)輸基本原則

-原料應(yīng)該在其品質(zhì)最佳的時候進(jìn)行采收、屠宰或用其他方法進(jìn)行采集。

-原料在搬運(yùn)中要避免損傷

-將原料保藏在盡量減少變質(zhì)的條件下

蔬菜、水果、糧食、堅(jiān)果等植物性原料在采收或離開植物母體之后仍然是活的

家畜、家禽和魚類在屠宰后，組織即死亡，但污染這些產(chǎn)品的微生物是活的，同時，細(xì)胞中的生

化反應(yīng)在繼續(xù)。

?原料品質(zhì)決不會隨貯藏時間的延長而變好，產(chǎn)品一經(jīng)采收或屠宰后即進(jìn)入變質(zhì)過程。

?加工過程本身不能改善原料的品質(zhì)，也許使有的制品變得可口一些，但不能改善最初的品質(zhì)。

1.影響原料品質(zhì)的因素

（1）微生物的影響（2）酶在活組織、垂死組織和死組織中的作用（3）呼吸

（4）蒸騰和失水（5）成熟與后熟

-成熟定義：水果或蔬菜的器官連接在植株上時所發(fā)生的變化現(xiàn)象。一般隨著成熟過程的進(jìn)行有

利于提高產(chǎn)品的品質(zhì)。（注意適度，否則會迅速后熟，迅速出現(xiàn)嚴(yán)重品質(zhì)降低）

-后熟定義：水果脫離果樹或植株后于消費(fèi)或加工前所發(fā)生的變化。最后的后熟程度是在采收后

形成的最佳食品品質(zhì)。

一要理解適當(dāng)?shù)暮笫祀m然可以改善水果的口味，但不能改善它的基本品質(zhì)。水果的基本品質(zhì)是由

于水果在果樹上達(dá)到最佳成熟度的時間來決定的。

-大多數(shù)蔬菜不發(fā)生后熟過程

（6）動植物組織的齡期與其組織品質(zhì)的關(guān)系

-組織的齡期指兩個不同的階段

（1）植物器官或動物在其采收或屠宰時的生理齡期

（2）采收或屠宰后原料存放的時間。

-與采收前的品質(zhì)有關(guān)的植物組織齡期往往是決定性的。例蘆筍、青豆莢

2.按照變質(zhì)可能性將原料分類

?極易腐敗原料（1天~2周）

一如肉類和大多數(shù)水果和部分蔬菜

-采收（屠宰、切割）、搬運(yùn)、包裝、貯藏條件可能強(qiáng)烈影響其品質(zhì)

-冷微溫度應(yīng)該合理（某些果蔬會凍害）

?中等腐敗性原料（2周~2月）

-柑橘、蘋果和大多數(shù)塊根類蔬菜

-冷害問題

?穩(wěn)定的原料（2~8月）

-糧食谷物、種子和無生命的原料如糖、淀粉和鹽等

3.原料的貯藏和保鮮：溫度氣調(diào)貯藏包裝

第三節(jié)食品的質(zhì)量因素及其控制

質(zhì)量的定義：食品好的程度，包括口感、外觀、營養(yǎng)價值等?；蛘邔①|(zhì)量看成是構(gòu)成食品特征及

可接受性的要素

食品質(zhì)量：物理感覺（外觀、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味）、營養(yǎng)質(zhì)量、衛(wèi)生質(zhì)量、耐儲藏性

一、質(zhì)量因素

（-）物理因素

1.外觀因素（1）大小形狀（2）顏色、色澤（3）一致性

2.質(zhì)構(gòu)因素（1）新鮮狀態(tài)（2）加工過程（3）加工以后的一些因素

3.風(fēng)味因素（1）味覺和香味（2）色澤與質(zhì)構(gòu)對風(fēng)味也有影響

（二）、營養(yǎng)因素

（三）、衛(wèi)生因素

（四）、耐儲藏性如啤酒泡沫穩(wěn)定性；柑橘汁渾濁穩(wěn)定性；油脂蛤敗

二、變質(zhì)的影響因素

?變質(zhì)的概念：包括品質(zhì)下降、營養(yǎng)價值、安全性和審美感覺的下降

?影響因素1.微生物2.天然食品酶3.熱、冷4.水分5.氧氣6.光7.時間

三、食品保藏的原則?若短時間保藏，有兩個原則

（1）盡可能延長活體生命

（2）如果必須終止生命，應(yīng)該馬上洗凈，然后把溫度降下來

?長時間保藏則需控制多種因素

1.控制微生物-加熱殺滅微生物巴氏殺菌滅菌

（1）冷凍保藏：抑制微生物（2）干藏：抑制微生物

（3）高滲透（4）煙熏（5）氣調(diào)（6）化學(xué)保藏（7）輻射

（8）生物方法

2.控制酶和其它因素-控制微生物的方法很多也能控制酶反應(yīng)及生化反應(yīng)，但不一定能完全覆

蓋比如：冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶。加熱、輻射、干藏也類似

3.其他影響因素包括昆蟲、水分、氧、光可以通過包裝來解決。

思考題

L影響原料品質(zhì)的因素主要有哪些？

2.食品的質(zhì)量因素主要有哪些？

3.常見食品的變質(zhì)主要由哪些因素引起？如何控制？以餅干、方便面、冷凍食品、罐頭食品、飲

料等為例來說明

第四節(jié)食品工業(yè)的發(fā)展及其前景

?廣義上講，食品工業(yè)無論從哪個角度都是各個國家國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)或支柱之一。

包括農(nóng)業(yè)、食品制造、市場三個方面

第五節(jié)食品技術(shù)原理的主要研究范圍和內(nèi)容研究原材料特點(diǎn)

1.研究充分利用現(xiàn)有食品資源和開辟食品資源的途徑

-比如一大批具有功能性質(zhì)、保健性質(zhì)的食品在80年代中后期開始被開發(fā)

-以前未被充分利用的資源，

?比如馬鈴薯、面粉

2.研究食品保藏原理、探索食品生產(chǎn)、儲藏、運(yùn)輸和分配過程中腐敗變質(zhì)的原因和控制途徑-食

品的腐敗變質(zhì)的特征和程度取決于兩類因素：非微生物因素和微生物因素

-非微生物因素包括：糖的損失、含氮物質(zhì)的含量與組分的變化、維生素的氧化和損失、脂肪的

氧化、水分的變化等。這些變化會導(dǎo)致口感、色澤、風(fēng)味和產(chǎn)品一致性的不同，導(dǎo)致不能被消費(fèi)

者接受。

?具體舉例說明并說明原因和解決辦法

-微生物因素

3.研究影響食品質(zhì)量、包裝和污染的加工因素，研究良好的生產(chǎn)方法、工藝設(shè)備和生產(chǎn)組織-比

如加工因素中熱加工對水果制品質(zhì)量的影響、相應(yīng)的改進(jìn)（工藝設(shè)備和保藏工藝兩方面的改進(jìn)）

-比如肉制品中的腌制工藝

-比如奶粉的速溶性

-廢棄物的處理：乳清、黃漿水

4.研究食品的安全性、良好的生產(chǎn)操作和衛(wèi)生操作（GMP）-比如89年國內(nèi)蘑菇罐頭

一99年牛肉漢堡0157:H7的污染

5.創(chuàng)造新型、方便和特需的食品

-改變食品的營養(yǎng)成分以適應(yīng)特定人群需要

-添加營養(yǎng)素到特定食品

-改善質(zhì)量提高品質(zhì)

-應(yīng)用功能改善，包括包裝方便性、食用方便性、成本降低等

第二章食品的脫水加工

1.食品干藏的概念

一種說法：指在自然或控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)

的水平后并始終保持低水分的保藏方法。

另一種說法：從食品中較完全地去處水分，該條件不導(dǎo)致或幾乎不導(dǎo)致食品性質(zhì)的其它變化（除

水分外）。

2.食品脫水加工的歷史

3.脫水加工的特點(diǎn)和好處

（1）延長保藏期；

（2）某些食品干制后，重量減輕、體積縮小，可節(jié)省包裝和運(yùn)輸費(fèi)用；

（3）帶來了方便性；

（4）設(shè)備可好可差。

4.脫水技術(shù)的進(jìn)展

第一節(jié)食品干藏原理

1.水分活度

我們把食品中水的逸度和純水的逸度之比稱為水分活度。

水分逃逸的趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛肀硎?，在低壓或室溫時，f/fO和P/PO之差非常

?。ǎ?%）,故用P/PO來定義aW是合理的。

（1）定義Aw=P/PO其中P：食品中水的蒸汽分壓P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的

飽和蒸汽壓）

水分活度大小取決于：水存在的量；溫度；水中溶質(zhì)的濃度、食品成分、水與非水部分結(jié)合的強(qiáng)

度

表2-1常見食品中水分含量與水分活度的關(guān)系

（2）測量利用定義;利用平衡相對濕度的概念

aWxlOO=相對濕度

具體方法參考FoodengineeringpropertiesM.M.A.Mao

2.水分活度對食品的影響

大多數(shù)情況下，食品的穩(wěn)定性（腐敗、醐解、化學(xué)反應(yīng)等）與水分活度是緊密相關(guān)的。

（1）水分活度與微生物生長的關(guān)系pl5圖1-1-1；

（2）干制對微生物的影響pl8

（3）水分活度與酶反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系

思考題

1.水分活度概念

2.水分活度對微生物的影響

3.水分活度對酶及其它反應(yīng)的影響

3.食品中水分含量（M）與水分活度之間的關(guān)系

（1）水分吸附等溫線的認(rèn)識

（2）溫度對水分吸附等溫線的影響

（3）水分吸附等溫線的應(yīng)用以珍味魚干、小麥干制等為例說明

4.對食品干制的基本要求

（1）原料質(zhì)量（2）操作環(huán)境（3）原料預(yù)處理（4）干制后食品的水分

二.干藏原理

將食品中的水分活度降到一定程度，使食品能在一定的保質(zhì)期內(nèi)不受微生物作用而腐敗,

同時能維持一定的質(zhì)構(gòu)不變即控制生化反應(yīng)及其它反應(yīng)。

如果干制食品發(fā)生腐敗變質(zhì)

-原因

1.微生物污染（霉變），是否水分活度不足以控制微生物

2.脂肪蛤敗3.蟲害

思考題

1.水分活度對微生物、酶及其它反應(yīng)有什么影響？簡述干藏原理

2.在北方生產(chǎn)的紫菜片，運(yùn)到南方，出現(xiàn)霉變，是什么原因，如何控制？

第二節(jié)食品液體的濃縮

-濃縮方式

（1）膜濃縮（2）蒸發(fā)（3）冷凍濃縮

-不同濃縮方式的比較

表1不同濃縮方法的能量效率和濃縮程度

一、膜濃縮

-種類與應(yīng)用

膜濃縮主要采用反滲透與超濾兩種

-反滲透主要用于分離水與低分子量溶液，這些溶液具有高滲透壓。

-超濾用于從高分子量物料（如蛋白質(zhì)、多糖）中分離低分子量物料。

2.反滲透的原理

3.超濾的原理

-與反滲透類似，驅(qū)動力也是滲透壓與外加壓力的差。

-差別是超濾不能截留低分子量物料，但反滲透可以。

4.膜

?反滲透膜

-通常采用醋酸纖維、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亞酰胺等具有高度穩(wěn)定性和高強(qiáng)度并具有要求通透

性的材料

?超濾膜

-通常采用聚颯、聚酰胺、聚僦乙烯、聚碳酸酯、聚酯、剛性醋酸酯等材料

-結(jié)構(gòu)通常有兩種一種為微孔膜主要用于卷式、板式和管式膜；另一種為中空纖維膜，用于中空

纖維系膜系統(tǒng)。

5.設(shè)備

6.膜濃縮的應(yīng)用

在處理稀溶液時反滲透可能是最經(jīng)濟(jì)的濃縮方式;食品工業(yè)中最大的商業(yè)化應(yīng)用是乳清濃縮.

其他還包括

-蒸發(fā)前果汁的濃縮

-檸檬酸、咖啡、淀粉糖漿、天然提取物

-乳清脫鹽（但保留糖）

-純化水

超濾的最大應(yīng)用也是乳制品行業(yè)，如預(yù)濃縮，選擇性脫乳糖或脫鹽，分離功能性成分。其它應(yīng)用

包括：

-酶、其它蛋白質(zhì)或多糖的分離、濃縮

-除菌

-釀造工業(yè)

-果汁澄清

一反滲透之前的預(yù)處理

例1乳清分離過程中超濾、反滲透的應(yīng)用

例3蘋果汁澄清常規(guī)方法A與膜處理方法B的比較

思考題

L膜分離的種類主要有哪些？各自的分離范圍和原理是什么？

2.舉例說明膜濃縮的應(yīng)用。假設(shè)一食品體系中含有大分子的多糖（分子量大于10萬），蛋白質(zhì)

（分子量5萬左右），低分子多肽，低聚糖（聚合度小于10）,單糖和礦物質(zhì)，請問如何分離

并濃縮？

二、蒸發(fā)

1.蒸發(fā)原理（1）傳熱與傳質(zhì)（2）熱量與質(zhì)量的平衡原理

（3）影響傳熱因素：溫差、傳熱面沉淀、界面膜

2.影響蒸發(fā)經(jīng)濟(jì)性的因素

-由于發(fā)泡和夾帶等引起的物料損失

-能量消耗，減少能量消耗的方法

-二次蒸汽再壓縮

-二次蒸汽再加熱

-多效蒸發(fā)（多效系統(tǒng)的數(shù)量取決于節(jié)省的能量與操作費(fèi)用的增加比較）

3.蒸發(fā)設(shè)備

4.蒸發(fā)對食品的影響

風(fēng)味

-風(fēng)味物質(zhì)損失

解決方法包括：A將濃縮物與部分新鮮物料混合，以提高風(fēng)味；B風(fēng)味物質(zhì)回收

-風(fēng)味劣變

-顏色

-加深

-營養(yǎng)物質(zhì)損失

5.蒸發(fā)設(shè)備的選擇

三冷凍濃縮

?冷凍濃縮是利用冰與水溶液之間的固液相平衡原理的一種濃縮方法。

?采用冷凍濃縮方法，溶液在濃度上是有限度的（溶質(zhì)濃度不能超過低共熔濃度）。

?操作包括兩個步驟，首先是部分水分從水溶液中結(jié)晶析出，而后將冰晶與濃縮液加以分

離。

?特別適合于熱敏性食品的濃縮，避免芳香物質(zhì)因加熱所造成的揮發(fā)損失。

思考題

-常用的濃縮方法有哪些？如何選擇合理的濃縮途徑？

第三節(jié)干燥

一、食品干制的基本原理

1.食品水分的吸收和解吸

2.食品干制過程特性

（1）干燥曲線

-干制過程中食品絕對水分和干制時間的關(guān)系曲線

干燥時，食品水分在短暫的平衡后，出現(xiàn)快速下降，幾乎時直線下降，當(dāng)達(dá)到較低水分

含量時（第一臨界水分），干燥速率減慢，隨后達(dá)到平衡水分。

（2）干燥速率曲線

-隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達(dá)到最高值，然后穩(wěn)定不變，此時為恒率干燥階段，此

時水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面足夠快，從而可以維持表面水分含量恒定，也就是說水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到

表面的速率大于或等于水分從表面擴(kuò)散到空氣中的速率

（3）食品溫度曲線

-初期食品溫度上升，直到最高值——濕球溫度，整個恒率干燥階段溫度不變，即加熱轉(zhuǎn)

化為水分蒸發(fā)所吸收的潛熱（熱量全部用于水分蒸發(fā)）

-在降率干燥階段，溫度上升直到干球溫度，說明水分的轉(zhuǎn)移來不及供水分蒸發(fā)，則食品

溫度逐漸上升。

曲線特征的變化主要是內(nèi)部水分?jǐn)U散與表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散所決定

食品干制過程特性總結(jié)：干制過程中食品內(nèi)部水分?jǐn)U散大于食品表面水分蒸發(fā)或外部水

分?jǐn)U散，則恒率階段可以延長，若內(nèi)部水分?jǐn)U散速率低于表面水分?jǐn)U散，就不存在恒率干燥階段。

外部很容易理解，取決于溫度、空氣、濕度、流速以及表面蒸發(fā)面積、形狀等

-那么內(nèi)部水分?jǐn)U散速率的影響因素或決定因素是什么呢？

二、干燥機(jī)制

溫度梯度表面水分?jǐn)U散到空氣中

內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面

水分梯度FoodH20

X干制過程中潮濕食品食品表面水分受熱后首先有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，

水蒸氣從食品表面向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，此時表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差

異，即存在水分梯度。水分?jǐn)U散一般總是從高水分處向低水分處擴(kuò)散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面

方向移動。這種水分遷移現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕性。

X同時，食品在熱空氣中，食品表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫

度差，即溫度梯度。溫度梯度將促使水分（無論是液態(tài)還是氣態(tài)）從高溫向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)

象稱為導(dǎo)濕溫性。

1.導(dǎo)濕性

水分梯度

若用W絕表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距An的另一等濕

面上的濕含量為W絕+AW絕，那么物體內(nèi)的水分梯度gradW絕則為：

gradW絕=lim（△W絕/An）=W絕/n

△n0

W絕一物體內(nèi)的濕含量，即每千克干物質(zhì)內(nèi)的水分含量（千克）

△n——物料內(nèi)等濕面間的垂直距離（米）

導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量可按照下述公式求得：

i水=-KyO（W絕/n）=-KyOW絕千克/米2?小時

其中：i水:物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積上的水分轉(zhuǎn)移量（kg/kg干物質(zhì)?米2?小時?）

K—導(dǎo)濕系數(shù)（米2?小時）

Y0——單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量

（kg干物質(zhì)/米2）

W絕一物料水分（kg/kg干物質(zhì)）

水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負(fù)號。

需要注意的一點(diǎn)是：

（1）導(dǎo)濕系數(shù)在干燥過程中并非穩(wěn)定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。

物料水分與導(dǎo)濕系數(shù)間的關(guān)系

（2）K值的變化比較復(fù)雜。當(dāng)物料處于恒率干燥階段時，排除的水分基本上為滲透水分，以液體

狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)時系數(shù)穩(wěn)定不變（DE段）；再進(jìn)一步排除毛細(xì)管水分時，水分以蒸汽狀態(tài)或以液

體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（CD段）；再進(jìn)一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先

為多分子層水分，后為單分子層水分。

導(dǎo)濕系數(shù)與溫度的關(guān)系

圖的啟示：（1）若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，就能顯著地加速干制過程。

（2）因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時可以增大導(dǎo)濕系數(shù)，以加速水分

轉(zhuǎn)移。

2.導(dǎo)濕溫性

在對流干燥中，物料表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫度梯度。

溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。

導(dǎo)濕溫性是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象。

高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細(xì)管內(nèi)水分還

將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響。結(jié)果是毛細(xì)管內(nèi)水分將順著熱流方向轉(zhuǎn)移。

導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比。

-它的流量可通過下式計(jì)算求得：

1溫=-KyOS（T/n）

其中：i溫:物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面上的水分轉(zhuǎn)移量(kg/kg干物質(zhì)?米2?小時)

K——導(dǎo)濕系數(shù)(米2?小時)

Y0——單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量

(kg干物質(zhì)/米2)

6—濕物料的導(dǎo)濕溫系數(shù)(1/℃,或kg/kg干物質(zhì)x。。)

導(dǎo)濕溫系數(shù)就是溫度梯度為1C/米時物料內(nèi)部能建立的水分梯度

X導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)濕性一樣，會因物料水分的差異(即物料和水分結(jié)合狀態(tài))而異。

干制過程中，濕物料內(nèi)部同時會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分流動的方向?qū)⒂蓪?dǎo)濕性

和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。

入以上我們講的都是熱空氣為加熱介質(zhì)。

若是采用其它加熱方式，則干燥速率曲線將會變化。

思考題

1.干燥機(jī)制

2.預(yù)測微波干燥的干制過程特性

3.如果想要縮短干燥時間，該如何從機(jī)制上控制干燥過程？

3、影響干制的因素

-干制過程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即溫濕傳遞，對這一過程的影響因素主要取決

于干制條件(由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定)以及干燥物料的性質(zhì)。

(1)干制條件的影響

A.溫度

(1)對于用空氣作為干燥介質(zhì)時，提高空氣溫度，干燥加快。

(2)由于溫度提高，傳熱介質(zhì)和食品間的溫差越大，熱量向食品傳遞的速率越大，水分外逸速率

因而加速。

(3)對于一定濕度的空氣，隨著溫度的提高，空氣相對飽和濕度下降，這會使水分從食品表面擴(kuò)

散的驅(qū)動力更大。

(4)溫度高，水分?jǐn)U散速率也加快，使內(nèi)部干燥也加速

注意：若以空氣作為加熱介質(zhì)，溫度并非主要因素，因?yàn)槭称穬?nèi)水分以水蒸汽狀態(tài)從它表面

外逸時，將在其表面形成飽和水蒸汽層，若不及時排除掉，將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸，從而

降低了水分的蒸發(fā)速度，故溫度的影響也將因此而下降。

B空氣流速

(1)空氣流速加快，食品干燥速率也加速。

因?yàn)闊峥諝馑苋菁{的水蒸氣量將高于冷空氣而吸收較多的水分；

(2)及時將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；

(3)因和食品表面接觸的空氣量增加，而顯著加速食品中水分的蒸發(fā)。

C空氣相對濕度

脫水干制時，如果用空氣作為干燥介質(zhì)，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。近于飽和的

濕空氣進(jìn)一步吸收水分的能力遠(yuǎn)比干燥空氣差。飽和的濕空氣不能在進(jìn)一步吸收來自食品的蒸發(fā)

水分。

脫水干制時，食品的水分能下降的程度也是由空氣濕度所決定。食品的水分始終要和周圍空氣的

濕度處于平衡狀態(tài)。

干制時最有效的空氣溫度和相對濕度可以從各種食品的吸濕等溫線上尋找。

D大氣壓力和真空度：操作條件對于干燥的影響

E蒸發(fā)和溫度

干燥空氣溫度不論多高，只要由水分迅速蒸發(fā)，物料溫度一般不會高于濕球溫度。

若物料水分下降，蒸發(fā)速率減慢，食品的溫度將隨之而上升。

脫水食品并非無菌。

(2).食品的性質(zhì)的影響：A表面積B組分定向C細(xì)胞結(jié)構(gòu)D溶質(zhì)的類型和濃度

4、合理選用干制工藝條件

食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主

要參變數(shù)組成。

-比如。以熱空氣為干燥介質(zhì)時，其溫度、相對濕度和食品的溫度時它的主要工藝條件。

最適宜的干制工藝條件為：使干制時間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量

最高。一它隨食品種類而不同。

-如何選用合理的工藝條件：

(1)使食品表面的蒸發(fā)速率盡可能等于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，同時力求避免在食品內(nèi)部建立

起和濕度梯度方向相反的溫度梯度，以免降低食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率。

(2)恒率干燥階段，為了加速蒸發(fā)，在保證食品表面的蒸發(fā)速率不超過食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率

的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。

(3)降率干燥階段時，應(yīng)設(shè)法降低表面蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的內(nèi)部水分?jǐn)U散率一致，

以免食品表面過度受熱，導(dǎo)致不良后果。

(4)干燥末期干燥介質(zhì)的相對濕度應(yīng)根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。

三干制對食品品質(zhì)的影響

1.干制過程中食品的主要變化

(1)物理變化

-干縮

-表面硬化

-多孔性

-熱塑性

(2)化學(xué)變化

?營養(yǎng)成分

-蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素

?色素

-色澤隨物料本身的物化性質(zhì)改變(反射、散射、吸收傳遞可見光的能力)

-天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素

-褐變

?風(fēng)味

-引起水分除去的物理力，也會引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去處

-熱會帶來一些異味、煮熟味

-防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收、低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定

2.干制品的復(fù)原性和復(fù)水性

干制品復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度是衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。

干制品的復(fù)原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味、

結(jié)構(gòu)、成分以及可見因素(感官評定)等各個方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度

干制品的復(fù)水性：新鮮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

度來表示

復(fù)水比：P109

-復(fù)重系數(shù)：

食品的干制方法的選擇

-干制時間最短、費(fèi)用最低、品質(zhì)最高

-選擇方法時要考慮：

-不同的物料物理狀態(tài)不同：液態(tài)、漿狀、固體、顆粒

-性質(zhì)不同：對熱敏感性、受熱損害程度、對濕熱傳遞的感受性

-最終干制品的用途

-消費(fèi)者的要求不同

四、食品的干制方法

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)境重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：空氣對流干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備（P50）

一、空氣對流干燥

?空氣對流干燥時最常見的食品干燥方法，這類干燥在常壓下進(jìn)行，食品也分批或連續(xù)地

干制，而空氣則自然或強(qiáng)制地對流循環(huán)。

?流動的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時還要為載料盤

或輸送帶增添補(bǔ)充加熱裝置

?采用這種干燥方法時，在許多食品干制時都會出現(xiàn)恒率干燥階段和降率干燥階段。因此

干制過程重控制好空氣的干球溫度就可以改善食品品質(zhì)。

1.柜式干燥設(shè)備

-特點(diǎn)：

-間歇型，小批量、設(shè)備容量小、操作費(fèi)用高

-操作條件：

-空氣溫度＜94℃,空氣流速2-4m/s

-適用對象

-果蔬或價格較高的食品

-或作為中試設(shè)備，摸索物料干制特性，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)

2.隧道式干燥設(shè)備

-一些定義：

-高溫低濕空氣進(jìn)入的一端—熱端

-低溫高濕空氣離開的一端一冷端

-濕物料進(jìn)入的一端—濕端

-干制品離開的一端一干端

-熱空氣氣流與物料移動方向一致—順流

-熱空氣氣流與物料移動方向相反一逆流

（1）逆流式隧道干燥設(shè)備

?濕端即冷端，干端即熱端

-濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，

這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易

發(fā)生干裂一適合于干制水果

干端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍

然比較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫?zé)峥諝庀嘟某潭取４藭r，若干物料的停留時間過

長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過66-77C。

-由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應(yīng)降低，最終水分可低于5%

注意問題

逆流干燥，濕物料載量不宜過多，因?yàn)榈蜏馗邼竦目諝庵?，濕物料水分蒸發(fā)相對慢，若

物料易腐敗或菌污染程度過大，有腐敗的可能。

-載量過大，低溫高濕空氣接近飽和，物料增濕的可能

（2）順流隧道式干燥

?濕端即熱端，冷端即干端

?濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空

氣溫度如80-90℃,進(jìn)一步加速水分蒸干而不至于焦化。

?干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應(yīng)增加，干制品水分

難以降到10%以下，因此吸濕性較強(qiáng)的食品不宜選用順流干燥方式。

?順流干燥，國外報道只用于干制葡萄。

（3）雙階段干燥

?順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高

?逆流干燥：后期干燥能力強(qiáng)

?雙階段干燥：取長補(bǔ)短

-特點(diǎn)：干燥比較均勻，生產(chǎn)能力高，品質(zhì)較好

-用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等）

-現(xiàn)在還有多段式干燥設(shè)備，有3,4,5段等，有廣泛的適應(yīng)性。

3.輸送帶式干燥

-特點(diǎn)

-操作連續(xù)化、自動化、生產(chǎn)能力大

4.氣流干燥

-用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品在熱空氣中干燥

-適用對象：水分低于35%~40%的物料

-例糯米粉、馬鈴薯顆粒

5.流化床干燥

-使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。

-適用對象：粉態(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）

6.倉貯干燥

-適用于干制那些已經(jīng)用其他干燥方法去除大部分水分而尚有部分殘余水分需要繼續(xù)清

除的未干透的制品。

-如將蔬菜半干制品中水分從10~15%降到3~6%

-優(yōu)點(diǎn)：比較經(jīng)濟(jì)而且不會對制品造成熱損害。

7.泡沫干燥

-工作原理：將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)物料首先制成穩(wěn)定的泡沫料，然后在常壓下用熱空氣干燥。

-造泡的方法：機(jī)械攪拌，加泡沫穩(wěn)定劑，加發(fā)泡劑

-特點(diǎn)：接觸面大，干燥初期水分蒸發(fā)快，可選用溫度較低的干燥工藝條件

-適用對象：水果粉，易發(fā)泡的食品。

8.噴霧干燥

?噴霧干燥就是將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進(jìn)行脫水干燥

過程

?設(shè)備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等主要部分

組成。

(1)常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型

?壓力噴霧：液體在高壓下(700-1000kPa)下送入噴霧頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方式經(jīng)噴嘴孔向

外噴成霧狀，一般這種液滴顆粒大小約100-300|jm,其生產(chǎn)能力和液滴大小通過食品流體的壓

力來控制。

?離心噴霧：液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的盤中(5000-20000rpm),在離心力的作用下經(jīng)圓盤

周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小lO-SOOpm,

二、滾筒干燥

特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)快速干燥，采用高壓蒸汽，可使物料固形物從3-30%增加到90-98%,表

面濕度可達(dá)100-145℃,接觸時間2秒-幾分鐘，干燥費(fèi)用低，帶有煮熟風(fēng)味

-適用對象：漿狀、泥狀、液態(tài)，一些受熱影響不大的食品，如麥片、米粉

三、真空干燥

-基本結(jié)構(gòu)：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置

-特點(diǎn)：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時可使被干燥物料膨化。

-適用于：水果片、顆粒、粉末，如麥乳精

四、冷凍干燥

-冷凍干燥的條件：

-凍結(jié)方法：自凍法，預(yù)凍法

-冷凍干燥的溫度變化

-初級干燥階段

-二級干燥階段

-冷凍干燥特點(diǎn)

思考題

-干制條件主要有哪些？他們?nèi)绾斡绊憹駸醾鬟f過程的？(如果要加快干燥速率，如何控

制干制條件)

-影響干燥速率的食品性質(zhì)有哪些？他們?nèi)绾斡绊懜稍锼俾剩?/p>

-合理選用干燥條件的原則？

-食品的復(fù)水性和復(fù)原性概念

第三章食品的熱加工與殺菌

引言

?熱加工方法

1.殺菌(sterilization)——將所有微生物及泡子，完全殺滅的加熱處理方法，稱為殺菌或絕

對無菌法。要由于有些罐頭食品內(nèi)容物傳熱速度相當(dāng)慢，可能需要幾個小時甚至更長時間才能達(dá)

到完全無菌，這時食品品質(zhì)可能以劣變到無法食用。

2.商棠殺菌法(commercialsterilzation)—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泡，不過，在常溫?zé)o冷藏狀況的商業(yè)貯運(yùn)過程中，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。

3.巴氏殺菌法(Pasteurization)—在100,C以下的加熱介質(zhì)中的低溫殺菌方法，以殺死病原菌及

無芽泡細(xì)菌，但無法完全殺滅腐敗菌，因此巴氏殺菌產(chǎn)品沒有在常溫下保存期限的要求。

4.熱燙(Blanching)—生鮮的食品原料迅速以熱水或蒸氣加熱處理的方式，稱為熱燙。其目的

主要為抑制或破壞食品中酶以及減少微生物數(shù)量。

第一節(jié)熱加工原理

一、罐頭食品的腐敗及腐敗菌

?凡能導(dǎo)致罐頭食品腐敗變質(zhì)的各種微生物都稱為腐敗菌。

?曾有人對日本市場銷售的罐頭食品進(jìn)行過普查，在725只肉、魚、蔬菜和水果罐頭中發(fā)

現(xiàn)有活菌存在的罐頭各占20%、10%、8%、和3%。大多數(shù)罐頭中出現(xiàn)的細(xì)菌為需氧性芽泡菌，

曾偶爾在果蔬罐頭中發(fā)現(xiàn)霉菌抱子，卻未發(fā)現(xiàn)酵母菌。但這些罐頭并未出現(xiàn)有腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象。

?這主要是罐內(nèi)缺氧環(huán)境抑制了它們生長繁殖的結(jié)果。若將這些罐頭通氣后培養(yǎng)，不久罐

頭就出現(xiàn)腐敗變質(zhì)現(xiàn)象?！虡I(yè)無菌

?若正常加工和殺菌的罐頭，若在貯藏運(yùn)輸中發(fā)生變質(zhì)時，就應(yīng)該找出腐敗的根源，采取

根除措施。

?事實(shí)表明，罐頭食品種類不同，罐頭內(nèi)出現(xiàn)腐敗菌也各有差異。

?各種腐敗菌的生活習(xí)性不同，故應(yīng)該不同的殺菌工藝要求。

?因此，弄清罐頭腐敗原因及其菌類是正確選擇合理加熱和殺菌工藝，避免貯運(yùn)中罐頭腐

敗變質(zhì)的首要條件。

1.食品pH值與腐敗菌的關(guān)系

?各種腐敗菌對酸性環(huán)境的適應(yīng)性不同，而各種食品的酸度或pH值也各有差異。

?根據(jù)腐敗菌對不同pH值的適應(yīng)情況及其耐熱性，罐頭食品按照pH不同常分為四類：

低酸性、中酸性、酸性和高酸性

?在罐頭工業(yè)中酸性食品和低酸性食品的分界線以PH4.6為界線。

?任何工業(yè)生產(chǎn)的罐頭食品中其最后平衡pH值高于4.6及水分活度大于0.85即為低酸性

食品。

表3-1各種常見罐頭食品的pH值

表3-2罐頭食品按照酸度的分類

?罐頭食品的這種分類主要取決于肉毒桿菌的生長習(xí)性。

?肉毒桿菌有A、B、C、D、E、F六種類型，食品中常見的有A、B、E三種。其中A、B

類型芽抱的耐酸性較E型強(qiáng)。

?它們在適宜條件下生長時能產(chǎn)生致命的外毒素，對人的致死率可達(dá)65%。

?肉毒桿菌為抗熱厭氧土壤菌，廣泛分布于自然界中，主要來自土壤，故存在于原料中的

可能性很大。

?罐頭內(nèi)的缺氧條件又對它的生長和產(chǎn)毒頗為適宜，因此罐頭殺菌時破壞它的芽抱為最低

的要求。

?pH值低于4.6時肉毒桿菌的生長就受到抑制，它只有在pH大于4.6的食品中才能生長

并有害于人體健康。

?故肉毒桿菌能生長的最低pH值成為兩類食品分界的標(biāo)準(zhǔn)線。

?在低酸性食品中尚存在有比肉毒桿菌更耐熱的厭氧腐敗菌如P.A.3679生芽梭狀芽泡桿

菌的菌株，它并不產(chǎn)生毒素，常被選為低酸性食品罐頭殺菌時供試驗(yàn)的對象菌。一如此確定的

殺菌工藝條件顯然將有進(jìn)一步提高罐頭殺菌的可靠性。

?不過在低酸性食品中尚有存在抗熱性更強(qiáng)的平酸菌如嗜熱脂肪芽泡桿菌，它需要更高的

殺菌工藝條件才會完全遭到破壞。

?另外，由于中酸性食品的殺菌強(qiáng)度要求與低酸性食品的要求相同，因此它也被并入低酸

性食品一類。

?食品嚴(yán)重污染時某些腐敗菌如酪酸菌和凝結(jié)芽泡桿菌在pH低于3.7時仍能生長，因此

PH3.7就成為這兩類食品的分界線。

?酸性食品中常見的腐敗菌有巴氏固氮梭狀芽狗桿菌等厭氧芽胞菌，其耐熱性比低酸性食

品中的腐敗菌要差得多。

?高酸性食品中出現(xiàn)的主要腐敗菌為耐熱性較低的耐酸性細(xì)菌、酵母和霉菌，但是熱力殺

菌時該類食品中的酶比腐敗菌顯示出更強(qiáng)的耐熱性，所以酶的鈍化為其加熱的主要問題。例如酸

黃瓜罐頭殺菌就是這樣。

?食品中常見腐敗菌見表P386-390

2.常見的罐頭食品腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象和原因

-罐頭食品貯運(yùn)過程中常會出現(xiàn)脹罐、平蓋酸壞、黑變和發(fā)霉等腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象。此外還

有中毒事故。

（1）脹罐

-原因

-出現(xiàn)細(xì)菌性脹罐的原因

-低酸性食品脹罐時常見的腐敗菌大多數(shù)屬于

-專性厭氧嗜熱芽胞桿菌。

-厭氧嗜溫芽抱菌。

酸性食品脹罐時常見的有專性厭氧嗜溫芽泡桿菌如巴氏固氮芽泡桿菌、酪酸梭狀芽泡桿

菌等解糖菌，常見于梨、菠蘿、番茄罐頭中。

-高酸性食品脹罐時常見的有小球菌以及乳桿菌、明串珠菌等非芽泡菌。

（2）平蓋酸壞

-外觀正常，內(nèi)容物變質(zhì)，呈輕微或嚴(yán)重酸味，pH可能可以下降到0.1-0.3

-導(dǎo)致平蓋酸壞的微生物稱為平酸菌，平酸菌常因受到酸的抑制而自然消失，即使采用分

離培養(yǎng)也不一定能分離出來。

-平酸菌在自然界中分布很廣。糖、面粉及香辛料是常見的平酸菌污染源。

-低酸性食品中常見的平酸菌為嗜熱脂肪芽泡桿菌

酸性食品中常見的平酸菌為凝結(jié)芽抱桿菌，它是番茄制品中重要的腐敗變質(zhì)菌。

（3）黑變或硫臭腐敗

-在細(xì)菌的活動下，含硫蛋白質(zhì)分解并產(chǎn)生唯一的H2S氣體，與罐內(nèi)壁鐵發(fā)生反應(yīng)生成

黑色硫化物，沉積于罐內(nèi)壁或食品上，以致食品發(fā)黑并呈臭味

-原因是致黑梭狀芽抱桿菌的作用，只有在殺菌嚴(yán)重不足時才會出現(xiàn)。

(4)發(fā)霉

-一般不常見。只有在容器裂漏或罐內(nèi)真空度過低時才有可能在低水分及高濃度糖分的食

品表面生長

(5)產(chǎn)毒

-如肉毒桿菌、金黃色葡萄球菌等

-從耐熱性看，只有肉毒桿菌耐熱性較強(qiáng)，其余均不耐熱。

-因此，為了避免中毒，食品殺菌時必須以肉毒桿菌作為殺菌對象加以考慮

思考題

-低酸性食品和酸性食品的分界線是什么？為什么？

-罐頭食品主要有哪些腐敗變質(zhì)現(xiàn)象？罐頭食品腐敗變質(zhì)的原因有哪些？

二、微生物的耐熱性

微生物對熱的敏感性常受各種因素的影響，如種類、數(shù)量、環(huán)境條件等

-鑒定微生物的死亡，常以它是否失去了繁殖與變異能力為標(biāo)準(zhǔn)。

1.影響微生物耐熱性的因素

(1)菌種與菌株

-菌種不同、耐熱性不同

-同一菌種，菌株不同，耐熱性也不同

-正處于生長繁殖的細(xì)菌的耐熱性比它的芽泡弱

-各種芽泡中，嗜熱菌芽布耐熱性最強(qiáng)，厭氧菌芽胞次之，需氧菌芽泡最弱。

-同一種芽胞的耐熱性也會因熱處理前菌齡、培育條件、貯存環(huán)境的不同而異

(2)熱處理前細(xì)菌芽泡的培育和經(jīng)歷

-生物有抵御周圍環(huán)境的本能。食品污染前腐敗菌及其芽胞所處的生長環(huán)境對他們的耐熱

性有一定影響

在含有磷酸或鎂的培養(yǎng)基種生長出的芽布具有較強(qiáng)的耐熱性；在含有碳水化合物和氨基

酸的環(huán)境中培養(yǎng)芽胞的耐熱性很強(qiáng)；在高溫下培養(yǎng)比在低溫下喂養(yǎng)形成的芽泡的耐熱性要強(qiáng)

-菌齡與貯藏期也有一定影響

(3)熱處理時介質(zhì)或食品成分的影響

-酸度

?對大多數(shù)芽苑桿菌來說，在中性范圍內(nèi)耐熱性最強(qiáng)，pH低于5時細(xì)菌芽也就不耐熱,

此時耐熱性的強(qiáng)弱受其它因素控制

?因此人們在加工一些蔬菜和湯類時常常添加酸，適當(dāng)提高內(nèi)容物酸度，以降低殺菌溫度

和時間，保存食品品質(zhì)和風(fēng)味。

-糖

-高濃度的糖液對受熱處理的細(xì)菌的芽胞有保護(hù)作用

-鹽的影響

通常食鹽的濃度在4%以下時，對芽抱的耐熱性有一定的保護(hù)作用，而8%以上濃度時，則

可削弱其耐熱性.

-這種削弱和保護(hù)的程度常隨腐敗菌的種類而異.

-食品中其它成分的影響

-淀粉對芽抱沒有直接影響

-蛋白質(zhì)如明膠、血清等能增強(qiáng)芽泡的耐熱性

-脂肪和油能增強(qiáng)細(xì)菌芽抱耐熱性的作用

-如果食品中加入少量的殺菌劑和抑制劑也能大大減弱芽泡的耐熱性

(4)熱處理溫度

-熱處理溫度越高，殺死一定量腐敗菌芽電所需要的時間越短。

表3-3熱處理溫度對玉米汁中平酸菌死亡時間的影響

(5)原始活菌數(shù)

-腐敗菌或芽抱全部死亡所需要的時間隨原始菌數(shù)而異，原始菌數(shù)越多，全部死亡所需要

的時間越長。

-因此罐頭食品殺菌前被污染的菌數(shù)和殺菌效果有直接的關(guān)系。

表3-4原始菌數(shù)和玉米罐頭殺菌效果的關(guān)系

注意

-微生物在熱力作用下的死亡特性既然是各種因素綜合影響的結(jié)果，那么，對腐敗菌耐熱

性作比較時就應(yīng)指出比較時所處的條件。

-利用某對象菌耐熱性作為確定某罐頭食品的殺菌程度時，測定對象菌耐熱性所處的條件

和環(huán)境應(yīng)和該罐頭食品所含成分基本一致。

2.有關(guān)細(xì)菌耐熱性的特性

(1)熱力致死速率曲線或活菌殘存數(shù)曲線

-微生物及其芽泡的熱處理死亡數(shù)是按指數(shù)遞減或按對數(shù)循環(huán)下降的。

-若以縱坐標(biāo)為物料單位值內(nèi)細(xì)胞數(shù)或芽胞數(shù)的對數(shù)值，以橫坐標(biāo)為熱處理時間，克得到

一直線——熱力致死速率曲線或活菌殘存數(shù)曲線

(2)D值

?圖3-4表明，直線橫過一個對數(shù)循環(huán)時所需要的時間(分鐘)就是D值(Decimalreduction

time)o也就是直線斜率的倒數(shù)。直線斜率實(shí)際反映了細(xì)菌的死亡速率。

?D值的定義就是在一定的處理環(huán)境中和在一定的熱力致死溫度條件下某細(xì)菌數(shù)群中每殺

死90%原有殘存活菌數(shù)時所需要的時間。

-D值越大，細(xì)菌的死亡速率越慢，即該菌的耐熱性越強(qiáng)。

-因此D值大小和細(xì)菌耐熱性的強(qiáng)度成正比。

-注意：D值不受原始菌數(shù)影響

-D值隨熱處理溫度、菌種、細(xì)菌活芽抱所處的環(huán)境和其它因素而異。

表3-5瞬間加熱和冷卻條件下單位時間為D時的細(xì)菌死亡速率

-從表3-5可以看出，從5D以后，為負(fù)指數(shù)，也就是說有1/10~1/10000活菌殘存下來

的可能。

-細(xì)菌和芽胞按分?jǐn)?shù)出現(xiàn)并不顯示，這只是表明理論上很難將活菌完全消滅掉。

-實(shí)際上，這應(yīng)該從概率的角度來考慮，如果100支試管中各有1ml懸浮液，每ml懸浮

液中僅含有1個芽泡，經(jīng)過5D處理后，殘存菌數(shù)為10-1,即1/10活10100,也就是100支試

管中可能有90支不再有活菌存在，而10支尚有活菌的可能。

D值可以根據(jù)圖3-4中直線橫過一個對數(shù)循環(huán)所需的熱處理時間求得。當(dāng)然也可以根據(jù)

直線方程式求得，因?yàn)樗鼮橹本€斜率的倒數(shù)，即：

t

D=

loga-logb

?例：

100C熱處理時，原始菌數(shù)為1X104,熱處理3分鐘后殘存的活菌數(shù)是1X101,求該菌D值。

3

D=1.00

logl.Ox104-logl.OxlO

即D100℃或D110=L00

（3）熱力致死時間曲線（TDT曲線）

-ThermalDeathTime：熱力溫度保持恒定不變，將處于一定條件下的懸浮液或食品中某

一菌種的細(xì)胞或芽胞全部殺死所必需的最短熱處理時間。

細(xì)菌的熱力致死時間隨致死溫度而異。它表示了不同熱力致死溫度時細(xì)菌芽胞的相對耐

熱性。

與熱力致死速率曲線一樣，若以熱處理溫度為橫坐標(biāo)，以熱處理時間為縱坐標(biāo)（對數(shù)值），

就得到一條直線，即熱力。

-表明熱力致死規(guī)律同樣按指數(shù)遞降進(jìn)行。

-Z值的概念：直線橫過一個對數(shù)循環(huán)所需要改變的溫度數(shù)（℃）。

換句話說：Z值為熱力致死時間按照1/10,或10倍變化時相應(yīng)的加熱溫度變化（℃）o

-z值越大，因溫度上升而取得的殺菌效果就越小。

通常用121℃（國外用250F?；蜃鳛闃?biāo)準(zhǔn)溫度，該溫度下的熱力致死時間用

符號F來表示，并稱為F值。

-F值的定義就是在12LUC溫度條件下殺死一定濃度的細(xì)菌所需要的時間一F值與原始

菌數(shù)是相關(guān)的。

-tlT2-T1

Log—=-----------若T2=121.1℃,則t2=F

t2Z

（4）熱力指數(shù)遞減時間（TRT）

-為了計(jì)算殺菌時間時將細(xì)菌指數(shù)遞減因素考慮在內(nèi)，將D值概念進(jìn)一步擴(kuò)大，提出了熱

力指數(shù)遞減時間（TRT）概念。

TRT定義就是在任何特定熱力致死溫度條件下將細(xì)菌或芽抱數(shù)減少到某一程度如10-n

（即原來活菌數(shù)的l/10n）時所需要的熱處理時間（分鐘）。

-TRTn=nD即曲線橫過n個對數(shù)循環(huán)時所需要的熱處理時間。

-TRTn值與D值一樣不受原始菌數(shù)的影響。

-TRT值的應(yīng)用為運(yùn)用概率說明細(xì)菌死亡情況建立了基礎(chǔ)。

-如121℃溫度殺菌時TRT12=12D,即經(jīng)12D分鐘殺菌后罐內(nèi)致死率為D值的主要?dú)⒕?/p>

對象一芽抱數(shù)將降低到10-12.

（5）仿熱力致死時間曲線

縱坐標(biāo)為D對數(shù)值，橫坐標(biāo)為加熱溫度，加熱溫度與其對應(yīng)的D對數(shù)值呈直線關(guān)系。

-tlT2-T1

Log—=-----------若T2=121.1℃,則t2=F

t2Z

-假定Tl溫度下的D值已知，則，tl=nD

則D、F、Z值之間的關(guān)系可以通過下式轉(zhuǎn)換。

nD121-TF

Log—=-----------或D=—xlO（121-T）/Z

FZn

-這樣，已知T溫度下的D值，Z值，再針對罐頭產(chǎn)品需要確定n值后，就可計(jì)算得到相

應(yīng)的F值。

-n值并非固定不變，要根據(jù)工廠和食品的原始菌數(shù)或著污染菌的重要程度而定。

-比如在美國，對肉毒桿菌，要求n=12,對生芽梭狀芽抱桿菌，n=5。

三、酶的耐熱性

?罐頭食品熱力殺菌向高溫短時，特別是超高溫瞬時方向發(fā)展后，罐頭食品貯藏過程中常

出現(xiàn)了因酶活動而引起的變質(zhì)問題。

?過氧化物酶、果膠酯酶

?酶鈍化程度有時也被用做食品殺菌的測定指標(biāo)，例牛乳巴氏殺菌的效果可以根據(jù)磷酸酶

活力測定的結(jié)果判定。這是因?yàn)榕Ｈ橹辛姿崦笩崽幚頃r的鈍化程度和廢結(jié)合菌及其他病原菌熱處

理時的死亡程度相互一致。

思考題

-影響微生物耐熱性的因素主要有哪些？

-D值、Z值、F值的概念是什么？分別表示什么意思？這三者如何互相計(jì)算？

四、熱加工對食品品質(zhì)的影響

1.植物來源的包裝制品

-熱加工和產(chǎn)品貯存時的物理-化學(xué)變化決定了產(chǎn)品的質(zhì)量

-一般在貯存時發(fā)生的質(zhì)量變化相對于熱加工來說比較小。

-熱加工對食品品質(zhì)的影響取決于熱加工的時間和溫度，以及食品的組成和性質(zhì)以及其所

處的環(huán)境。

(1)質(zhì)構(gòu)

-在植物材料的熱處理過程中有兩種類型的質(zhì)構(gòu)破壞

-半透膜的破壞

-細(xì)胞間結(jié)構(gòu)的破壞并導(dǎo)致細(xì)胞分離

-其他變化包括

-蛋白質(zhì)變性

-淀粉糊化

-蔬菜和水果軟化

-為了提高罐藏產(chǎn)品的硬度一系列措施：

(2)顏色

產(chǎn)品的顏色取決于天然色素或外加色素的狀態(tài)和穩(wěn)定性以及加工和貯藏過程中的變色

反應(yīng)。

-在水果和蔬菜中

-葉綠素脫鎂

-胡蘿卜素將異構(gòu)化，顏色變淺(從5,6環(huán)氧化變成5,8環(huán)氧化)

-花青素將降解成灰色的色素

-花青素事實(shí)上對熱相當(dāng)穩(wěn)定的色素，但它可以參加很多反應(yīng)，使水果變色

-黃酮類色素如蕓香甘(蘆筍中)可與鐵形成黑色。

-類胡蘿卜素大多是脂溶性的，而且是不飽和化合物，通常容易氧化而導(dǎo)致變色和變味。

除了色素的氧化、降解，MaiUard反應(yīng)也會導(dǎo)致加工和貯藏過程產(chǎn)品的變色。

(3)風(fēng)味

-通常加熱不改變基本的風(fēng)味如甜、酸、苦、咸

-風(fēng)味變化的一個重要來源是脂肪氧化一特別是豆類、谷物

-Millard反應(yīng)也會改變一些風(fēng)味

-加熱過程也會使一些風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)或改變

(4)營養(yǎng)素

-加熱過程營養(yǎng)素的損失.doc

2.動物來源的包裝食品

（1）顏色

-肌紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵肌紅蛋白，從粉紅色變成紅褐色

-Maillard反應(yīng)和Caramelization反應(yīng)也會改變顏色

-腌制過程會改變顏色

-肉由于加熱引起的顏色損失可以通過外加色素校正

（2）質(zhì)構(gòu)

-肌肉收縮和變硬

-變軟

-改善方法：

（3）營養(yǎng)素

-氨基酸損失可能達(dá)到10-20%

維生素主要是硫胺素?fù)p失50-70%,泛酸20-35%,但維生素?fù)p失的變動很大，取決于

容器中的氧氣、預(yù)處理方法（是否去皮、切片）或熱燙

熱加工對營養(yǎng)成分和營養(yǎng)價值的影響

-工業(yè)上用于食品的加熱方法，包括烹調(diào)、熱燙、巴氏殺菌和商業(yè)殺菌。

要定量或者預(yù)言在以上操作過程中營養(yǎng)成分受熱破壞的程度，是很困難的，但是，對于

加工過程中具有特定目的的其它工業(yè)操作，能夠設(shè)計(jì)出最大限度保存營養(yǎng)素的加工方法。對此,

定量地說明加熱對營養(yǎng)素的影響是很有必要地。

?不希望的影響包括六大類營養(yǎng)素的變化

-蛋白質(zhì)

-碳水化合物

-脂肪：

-維生素：

?加熱的理想效果概括如下：

-食品特性的改善，

-殺死微生物；

-滅酶；

-改善營養(yǎng)素的可利用率；

-破壞不合需要的食品成分

-礦物質(zhì)：

-對于加工過程，除了考慮熱本身對產(chǎn)品中營養(yǎng)素的破壞外，還要考慮其它因素如瀝濾損

失、氧化降解、對產(chǎn)品的損傷等。

熱燙對蔬菜中營養(yǎng)素的影響

對罐頭和其它加工食品的研究，很大部分幾種在維生素C和B1的保存率上。

-柑橘汁

-橙汁：98%~99%

-葡萄柚汁：97%

-番茄汁

-維生素C的損失，是在有氧氣存在下受熱而破壞的，在罐頭加工過程中，除去氧氣即可

防止損失。

-以下是最大限度保存番茄汁中的維生素C的建議

熱燙對蔬菜的影響

-成熟度

-熱燙方法

-熱燙時間

-熱燙設(shè)備

-罐內(nèi)存在氧氣與否

貯藏的影響

?10-18℃貯藏2年的罐頭，營養(yǎng)素的保存率都在80%以上

?27℃對維生素C和B2會產(chǎn)生不利影響

?高溫會改變產(chǎn)品的性質(zhì)，酸性食品比非酸性食品更明顯

?貯藏過程維生素C以緩慢的速度發(fā)生無氧破壞

?含大量維生素B1的肉類制品需要低溫貯藏

五、帶容器的食品熱加工時間的推算

1.罐頭食品殺菌時間受到下列因素的影響：

-食品中可能存在的微生物或酶的耐熱性

-食品的污染情況

-加熱或殺菌的條件

—食品的pH

-罐頭容器的大小

-食品的物理狀態(tài)

-食品預(yù)期貯存條件

——因此，要確定熱加工時間必須知道微生物或酶的耐熱性以及熱傳遞速率。

2.熱傳遞速率

-傳熱介質(zhì)一般為蒸汽或熱水，傳熱時熱穿過容器然后進(jìn)入食品。

-一般表面熱傳遞系數(shù)非常高，不是傳熱的限制因素。影響熱穿透食品的一些主要因素如

下：

(1)產(chǎn)品的類型

流體或帶小顆粒的流體食品——對流傳熱

固體(肉、魚等)---傳導(dǎo)

當(dāng)然即使是流體食品由于粘度、比重、組成成分的不同而有差別。

(2)容器的大小

比如：鐵罐頭和蒸煮袋

(3)容器是否被攪動

比如：旋轉(zhuǎn)殺菌比常規(guī)殺菌有效，特別對一些粘稠或半固體的食品(如茄汁黃豆)

(4)殺菌鍋和物料的初溫

(5)容器的形狀：高容器快

<6)容器的類型：

金屬罐比玻璃罐、塑料罐傳熱快

3.傳熱速率的測定

-利用熱電偶測定食品冷點(diǎn)的溫度

4、罐頭食品的傳熱曲線

5.加熱時間的推算

加熱時間的推算主要有兩種方法，分別由Ball和Olson,以及Stumb。發(fā)展的。

-罐藏---殺菌公式：.doc

六、罐頭食品的一般工藝過程

?預(yù)備原料和包裝材料

?獲得可食用部分

?洗滌

?分級

,檢驗(yàn)

?熱燙

?排氣

?密封

?殺菌和冷卻

,檢驗(yàn)

1.排氣

?目的

-阻止需氧菌及霉菌的發(fā)育生長

-防止或減輕因加熱殺菌時空氣膨脹而使容器變形或破損，特別是卷邊受到壓力后，易影

響其密封性。

-控制或減輕罐藏食品貯藏中出現(xiàn)的罐內(nèi)壁腐蝕

-避免或減輕食品色香味的變化

-避免維生素和其他營養(yǎng)素遭到破壞

-有助于避免將假脹罐誤認(rèn)為腐敗變質(zhì)性脹罐

-方法

-加熱排氣：冷裝罐，在預(yù)定的排氣溫度中（用蒸汽或熱水加熱的排氣箱）加熱使罐內(nèi)中

心溫度達(dá)到70-90℃（也有資料認(rèn)為需要達(dá)到80-95℃）

?排氣溫度、排氣時間、密封溫度是確定密封后真空度的主要因素。

?對于空氣含量低的食品來說，主要是排除頂隙內(nèi)的空氣，密封溫度是關(guān)鍵性因素

?對于空氣含量高的食品來說，除了要達(dá)到預(yù)期密封溫度外，還應(yīng)合理地延長排氣時間。

熱灌裝：一般將食品加熱到70-75℃（有資料認(rèn)為應(yīng)達(dá)到85℃）然后立即裝罐密封

-真空排氣

?真空封罐時真空密封室內(nèi)的真空度和餓食品溫度是控制罐內(nèi)真空度的主要因素

-蒸汽噴射法

2.封口

-罐身與罐蓋或罐底由封口機(jī)進(jìn)行卷封就形成二重卷邊。

?卷邊厚度（T）：指卷邊后五層鐵皮總厚度和間隙之和。一般可以用T=2t身+3t蓋+G

來計(jì)算。

其中t身——罐身鐵皮厚度

t蓋一罐蓋鐵皮厚度

G——卷邊內(nèi)部鐵皮與鐵皮間間隙大小，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15mm,最大值0.25mm

?卷邊寬度（W）：指卷邊頂部至卷邊下緣的尺寸，可以采用W=l.lt蓋+BH+LC+1.5t

蓋來計(jì)算

?埋頭度（C）：卷邊頂部至蓋平面的高度

?罐身身鉤（BH）：罐身翻邊彎曲后的長度

?罐蓋蓋鉤（CH）：罐蓋的圓邊向卷邊內(nèi)部彎曲的長度

?間隙（LC）：卷邊內(nèi)頂部空隙有蓋鉤空隙和身鉤空隙

-疊接度（a）：卷邊內(nèi)身鉤和蓋鉤相互疊接的長度，一般可以按照a^BH+CH+Llt蓋-W

-卷邊重合率（a/b）：身鉤和蓋鉤重疊程度用百分率表示。

bBH+CH+l.lt-W

—xlOO=---------------

aW-（2.6t蓋+1.11身）

疊接度或重合率一般應(yīng)大于45%或50-55%

-卷邊外部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

-卷邊內(nèi)部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

-卷邊緊密度：卷邊內(nèi)部蓋身鉤緊密結(jié)合程度，憑經(jīng)驗(yàn)判斷

-疊接度：45%或50-55%以上

-罐身鉤邊和底蓋鉤邊不得有嚴(yán)重皺紋。

-卷邊質(zhì)量問題參考書本P366-367表29

3.殺菌工藝條件的確定

?殺菌操作過程中罐頭食品的殺菌工藝條件主要由溫度、時間、反壓三個主要因素組成。

在工廠中常用殺菌式表示對殺菌操作的工藝要求。

升溫時間一恒溫時間一降溫時間tl-t2-t3

-------------------------反壓（-------P）

殺菌溫度T

?要注意的是，