食品工艺学

1食品工艺学食物——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。（P2T）食品——经过加工制作的食物统称为食品。（P2T）食品的功能——营养功能、感官功能、保健功能（P12T）食品的特性(安全性、方便性、保藏性)（P15T）1．安全性无毒无害卫生；（P16T）指食品无毒、无害、无副作用；与“食品卫生”为同义词；有微生物、化学、物理方面微生物：细菌总数、致病菌、霉菌等；化学：重金属铅砷汞、农药残留、药残、激素、滥用化学添加剂或用量超标；物理：杂质、外形、异物2．方便性食用使用运输；3．保藏性有一定的货架寿命。食品加工的历史我国有悠久的历史：《齐民要术》--贾思勰用热空气干燥食品在1795年法国；商业化冷冻食品鱼1862年；罐头加热杀菌在1810年法国；尼古拉.阿培尔发明；果蔬里含有的酶：多酚氧化酶，淀粉氧化酶，果胶分解酶植物的主要成分：多糖谷物：麦谷蛋白、麦胶蛋白能吸水膨胀形成面筋质肉的食用品质及物理性质颜色（色泽）：肌红蛋白的含量决定颜色（氧分压高-利氧合-鲜红，养分压低-利氧化-暗；细菌繁殖-暗；pH值高肉色深，pH值下降过快会使肉色灰白;温度高利细菌;快速冷冻肉，冰晶小，颜色浅白，慢速冷冻肉冰晶大，肉色深红；盐：促进色素氧化）滋味和气味：生肉味（咸味、金属味和血腥味）、（途径：美拉德反应、脂质氧化、硫胺素养降解、腌肉的风味）保水性：指肌肉受到外力作用时，其保持原有水分与添加水分的能力。嫩度:指肉在食用时口感的老嫩,反映了肉的质地,由肌肉中各种蛋白质的结构和结缔组织的特性决定。（影响的根本因素：肌纤维的粗细与质地、结缔组织的质与量）肉的物理性质肉的化学组成（水分、糖原、蛋白质、脂肪、浸出物、矿物质和维生素）肉中水分的存在形式结合水：与蛋白质结合的水分子层不易流动水：存在于肌纤丝，肌原纤维及膜之间自由水：存在于细胞外间隙中能自由流动的水，约占总水分的15％蛋白质肌浆蛋白质肌原纤维蛋白质肉间质蛋白质肉的成熟僵直前期——僵直期——解僵期2糖原分解生成乳酸，pH降低，排酸阶段正常状态下，僵直期的肉嫩度最差肉的腐败外界微生物在肉表面繁殖所致微生物对脂肪的酶促反应：脂肪氧化酶微生物对蛋白质的作用屠宰后肉的变化：尸僵——肉的成熟——肉的腐败水产原料的特性1.多样性2.多变性3.鱼体大小、部位对成分的影响4.不同季节鱼体成分的变化5.容易腐败变质鱼贝类的主要化学成分1.蛋白质2.脂肪3.浸出物4色素5呈味成分鱼贝类的死后变化及保鲜僵直——自溶——腐败异常乳：当乳牛受到饲养管理、疾病、气温以及其他各种因素的影响时,乳的成分和性质往往发生变化,这时与常乳的性质有所不同,也不适于加工优质的产品,这种乳称作异常乳腐败与变质的区别：（P4T）变质的概念：包括品质、营养价值、安全性和审美感觉的下降。食品腐败变质：常常由微生物、酶的作用、物理化学因素引起的。微生物：（P7T）细菌：绝大多数腐败致病菌（比酵母占优）酵母：碳水化合物霉菌：有氧、干燥环境，淀粉影响微生物生长的因子（P8T）•pH值•氧气•水分•温度•营养成分化学因素(P9T)•酶的作用氧化酶、脂氧合酶、脂酶、果胶酶•非酶作用美拉德反应（还原性糖＋氨基酸------褐色产物）•氧化作用脂肪3食品保藏技术(P10T)：是专门研究食品腐败变质的原因及食品保藏方法的原理和基本工艺，解释各种食品腐败变质现象的机理并提出合理的、科学的防止措施，从而为食品的保藏加工提供理论基础和技术基础的学科。食品保藏技术的历史沿革(P11T-12T)•腌制保藏技术（公元前3000年到前1200年，犹太人、中国人、希腊人）低温保藏和烟熏保藏技术（公元前1000年，古罗马人）干藏技术（2000年前，西方人、中国人）•罐藏技术（《北山酒经》记载）1809年，法国人NicolasAppert发明罐藏食品被认为是现代食品保藏技术的开端1883年，现代食品冷冻技术1908年，化学品保藏技术1918年，气调冷藏技术1943年，食品辐照保藏技术加热（P15T）•在高温作用下微生物体内的酶,脂质体和细胞膜被破坏,以致蛋白质凝固,细胞内停止因而死亡。(原理)•热处理后的食品美味可口,提高了食品的吸收利用率,降低了生物性病原的威胁,延长了食品保藏期限。（作用）•食品经高温处理后,还需结合密封,真空和冷却等方法,才能长期保藏。（后续工序）问题(P16T)经过高温灭菌的食品,在偶尔情况下和经过一定时间后,仍有芽孢增殖使食品腐败变质的可能。在一定情况下也会产生某种程度的食品分解,品质下降和营养素损失,甚至形成有害热解产物等。但这是次要的,并可在一定程度上加以控制。区分冷藏与冷冻的温度（P17T）低温保藏食品工艺即为冷藏,冷冻工艺。冷藏：是预冷后的食品在稍高于冰点温度(0℃)中进行贮藏的方法.食品冷藏温度：一般是-2～15℃，常用冷藏温度在4℃～8℃,贮藏期一般为几天～几周。冷冻：是先将食品冻结,而后在能保持冻结状态的温度下贮藏的保藏方法.常用冻藏温度：-12℃～-23℃,-18℃最佳。贮藏期可达数日～数年冰晶生成区与速冷的关系\速冻的目的（P18T）低温下食品的主要变化是脂肪酸败，脂肪的酸败决定于含脂肪多的食品在低温下能储藏的期限。食品冷冻是一个过程,当温度降至-1℃～-5℃,称冰晶生成带。所以在冷冻工业中要求迅速降温冻结食品,以最短的时间通过冰晶生成带,避免上述现象发生.即急速冷冻。冷冻食品的解冻过程,对食品质量也有明显的影响。食品融解温度缓慢上升,可避免这些现象（脂肪酸败？）,食品基本上可恢复至冻结前的新鲜状态。急速冻结,缓慢融化的原则,应在冷冻食品制售业中切实贯彻。缓冻：对细胞机械损伤大，细胞变形，胶体性质变化大，食品品质、营养价值、风味和质构受损。高渗处理（P21T）提高渗透压,达到食品保藏的目的基质高渗,微生物体将脱水死亡食品高渗也可减少其中含氧量并抑制食品中酶的活性食品保藏中常用的提高渗透压方法是盐腌和糖渍第一节食品干藏原理食品中水分存在的形式：结合水和非结合水4食1.2水分活度(P14T)水分活度既能反映食品中水分存在状态，又能揭示食品质量变化和微生物繁殖对其水分可利用的程度。在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与相同一温度下纯水的蒸汽压的比值，即：P为食品中水的蒸汽分压，P0为纯水的蒸汽压。纯水的P与P0是一致的，所以纯水Aw值为1。而食品中的水分由于有一部分与某些可溶性成分共存（以结合水的形式存在），它的蒸汽压P总是小于纯水的蒸汽压P0，所以食品的Aw均小于1食品的Aw与空气的ERH是两个不同的概念，前者表示食品中的水分被束缚的程度，后者表示空气被水蒸气饱和的程度水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。表1微生物繁殖生长最低的Aw值(P22T)微生物类别最低Aw值大多数的球菌、杆菌和某些霉菌大多数酵母大多数霉菌、金黄色葡萄球菌耐高渗透压酵母耐干霉菌所有的微生物0.95～0.910.91～0.870.87～0.800.65～0.610.75～0.65＜0.60表2几种微生物繁殖与产生毒素的最低Aw值微生物种类毒素名称繁殖产毒黄曲霉（Asp.flavus）青霉（Pen.patulum）赭曲霉（Asp.ochraceus）赭色青霉(Pen.ochraceus)葡萄穗霉(Stachybotrysatra)黄曲霉毒素（Aflatoxin）青霉菌毒素（Patulin）赭曲霉毒素（Ochratoxin）赭色青霉酸（Penicllicacid）葡萄穗霉毒素(Stachybotryin)0.65～0.750.800.770.760.940.830.850.850.810.94细菌、酵母、霉菌、大多数都不能发育了（先死顺序）干制并不能将微生物（病原菌）全部杀死，只能抑制他们的活动问题(P26)1.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？答：南方雨水多，空气比较潮湿，所以容易发生霉变。用密封袋或密封桶装起来就好了。2.真味鱼干发生霉变，即使添加防腐剂，依然不能解决问题，是什么原因，如何改善真味鱼干的保藏期？答：因为防腐剂只能延长细菌生长的滞后期，而鱼干已经霉变，腐败变质的产物已留存到其中。改善措施：1.选择有针对性的防腐剂2.贮藏在光线较暗、干燥和低温的地方类似题：冬天生产的珍味鱼干，用密封袋包装后，放到夏天，发现了霉变，是什么原因，如何控制？答：冬天温度低，相同含水量情况下，所对应的有效水分低。随着温度上升，夏天时，Aw变大，相对湿度变大，有效水分上升。控制方法：1.干燥彻底2.添加相对应的添加剂食品的干燥或脱水统称为干制食品干燥过程（干制）的基本原理（核心问题：湿热转移）-将能量传递给食品(传热过程)0PPAw5-促使食品物料中水分向表面转移并排放到物料周围的外部环境中，完成脱水干制的基本过程(传质过程)（P6T）大题（上图）1给湿过程（三条曲线）7/3/20108D`E`A`AC`B`D``C``B``A``EDCBE``干燥曲线干燥速率曲线食品温度曲线时间（小时）食品温度（℃）食品干燥速率（%/分）食品绝对水分（%）6(P9T大题)食品干制过程特性(P10T)干燥速率曲线初期加热阶段：随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值恒率干燥阶段：干燥速率稳定不变、水分从食品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降率干制阶段：第一临界水分点以下，速率下降食品温度曲线(P11T)初期食品温度上升，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(P12T)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。(P12T)2.干燥阶段在典型的食品干燥过程中，物料先经过预热后，再经历干燥恒定阶段（恒速期）和干燥降速阶段（降速期）(P13T)7影响干制的因素（温度、空气流速、空气湿度、真空度、食品特性）3影响湿热传递的因素(P15T)3影响湿热传递的因素(P15T)3.1干燥介质状态3.1.1温度温度是传热的推动力，加热介质与食品之间的温差越大，传入食品的热量传递速率就越高，从而为食品脱水提供推动力。当加热介质是空气时，温度的作用就居次要地位由于水分以水蒸气的形式逸出食品而在食品表面形成雾化层，故必须加以排除，否则水分就会在食品表面形成一层饱和大气，从而减缓随后的脱水速率。空气越热，空气成为饱和之前所能容纳的水分就越多3.1.2湿度（空气干燥度）3.1.3空气速度3.1.4大气压力和真空3.1.5蒸发和温度3.1.6时间和温度3.2原料的性质与状态3.2.1原料的种类(成分的定向、溶质的浓度、水的结合、细胞结构)3.2.2表面积3.2.3原料的预处理3.2.4进入干燥机时的温度3.3干燥机的型式、构造及使用情况食品冷藏原理：食品在如此低温条件下进行加工和贮藏，能抑制微生物的活动和酶的作用，可以在很大程度上防止腐败及生物化学作用，新鲜食品就能长期保藏下来，一般在－18℃下，可以保存10～12个月以上。冷藏制品：主要指将食品原料和配料经过前处理，例如清洗、分割、包装或加工处理后，在-1℃以上8℃以下储藏的制品；冻藏制品:主要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的食品。低温冷藏原理(P4T)1低温对反应速度的影响2低温对酶的影响3低温与微生物的关系一、低温对反应速度的影响(P5T)由于物质生化和化学反应速度主要取决于反应物质分子的碰撞速度，因此，反应速度取决于温度。许多化学和生物反应中，根据Va