食品工艺学第五章-食品的腌制烟熏发酵保藏

食品工艺学江南大学食品学院姜启兴联系方式办公室：E405-407电话：85329057，13585028520E-mail：[e-mail]第五章食品的腌渍发酵和烟熏处理腌制发酵烟熏半干半湿食品历史腌制是早期保存蔬菜的一种非常有效的方法。现今，蔬菜的腌制已从简单的保存手段转变为独特风味蔬菜产品的加工技术。酱腌菜这一传统食品是我国人民历代智慧的结晶，是祖国宝贵文化财富的一部分。•《周礼》、《诗经》已有记载酸菜的加工；•南北朝时期的《齐民要术》一书中就记载了许多不同酱菜的制作方法；•唐代我国酱菜技术不仅有了很大的发展，而且传到了日本，现今日本著名的奈良酱菜就是源于那时；•明清时期，我国酱腌菜工艺和品种都有了很大的发展，很多书籍都有详尽记载，其中一些品种和工艺一直流传至今。现状及国内外进展我国已有统计的酱腌菜加工企业约有600多家，大多是有着悠久历史的加工厂，规模小。产品多为散装、瓶装、罐装袋装或简易包装，在当地有着一定的知名度。近年来新建立了许多具有一定规模的、现代化的加工企业和知名品牌；•如联合利华食品公司（中国），威海市大洋酱菜公司，上海高蓉食品有限公司等，北京六必居、扬州三和四美、山东的玉堂酱菜、安徽的国有太和等。酱腌菜产品在国内有着巨大的消费市场，不论是日常佐餐，还是旅游、野餐等，都是必不可少的佳品。根据酱腌菜的包装和档次，在不同的市场。•家庭自制，一般自制自消；•作坊生产，农贸市场，中小商店，由于散装或简易包装，产量较少，通常供应本地市场。•大型企业的产品和一些知名品牌，包装精美、品质优良，保质期长，可在全国范围的超市、大型商场等销售。（一）根据腌渍过程分类非发酵性腌渍品-腌制品没有乳酸发酵，用盐量较高发酵性腌渍品-发酵食品有乳酸发酵，用盐量较低咸鱼、咸肉、咸蛋、蜜饯泡菜、酸黄瓜、发酵火腿、奶酪第一节食品的腌渍保藏一、腌渍类型（二）根据腌渍的材料盐渍腌菜、腌肉、腌蛋…等糖渍蜜饯、果脯、凉果、话化、果丹、果糕酸渍糟渍混合腌渍二、腌渍保藏的理论基础食品腌渍过程中，不论盐或糖或其它酸味剂等原辅料(固体或液体），总是溶质扩散进入食品组织内，水分渗透出来。扩散和渗透理论成为食品腌渍过程中重要的理论基础。（一）扩散溶质从高浓度到低浓度Q──物质扩散量D──扩散系数(随溶质及溶剂的种类而异)F──扩散通过的面积dc/dX──浓度梯度(C─浓度，X─间距)t──扩散时间“-”表示扩散方向与浓度梯度的方向相反dτdXdCDFdQ1.分子扩散的基本方程扩散系数D)dX/dC(Fd/dQDdXdCDFddQ扩散速率方程图1扩散现象示意图扩散量爱因斯坦假设扩散物质的粒子为球形时，扩散系数D的表达式可以写成R气体常数(8.314J·K-1·mol-1)N阿伏加德罗常数(6.023×1023)T绝对温度η介质黏度r球形分子的直径r6NRTDrTKD02影响扩散速度的因素dXdCDFddQrTKD0dc/dX、T、F↑↑；r,η↑↓。负号(二)渗透渗透就是溶剂从低浓度（溶质）经过半透膜向高浓度扩散的过程半渗透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜，比如细胞膜。实际上，半透膜对钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，由于原生质内电阻较高，而阻止了电解质的渗透进入。图2渗透现象示意图1Van’thoff方程溶液的渗透压和理想气体的性质是完全相似的，可用Van’thoff方程式表示Π＝cRT如考虑离子的解离Π＝icRT布尔改进Π＝[ρ1/(100Mr)]CRT如NaCl当完全解离时，i=2式中：Π──渗透压(MPa)ρ1──溶剂的密度(kg·m-3或g·L-1)R──气体常数(8.314J·K-1·mol-1)T──绝对温度(K)C──溶液浓度(100g或kg溶剂中溶质的g数或kg数)W──溶质相对分子质量2.影响渗透压的因素温度↑↑溶质的摩尔浓度↑↑溶质分子量↑↓溶质解离系数↑↑温度每增加1℃，渗透压增加0.30%~0.35%（三）食品的扩散渗透现象食品腌渍过程实际上是扩散和渗透相结合的过程。食品外部溶液和食品组织细胞内部溶液之间借助溶剂的渗透过程及溶质的扩散过程，当浓度差逐渐降低直至消失时，扩散和渗透过程就达到平衡。对食品而言可以认为扩散是较“宏观”的，而渗透是“微观”的。三、腌制防腐原理（一）腌制液浓度与微生物的关系1、腌制中的微生物细菌类乳酸菌类、马铃薯菌、枯草菌；酵母类产生酒精、调味，产膜酵母在表面繁殖，影响外观；霉菌类原料贮藏时常发生，腌制时较少；10%后大多杆菌不生长6-8%大肠菌、沙门氏菌、肉毒杆菌不生长2、腌制液浓度与微生物生长繁殖关系（1）盐渍＜5%，开始乳酸菌繁殖→腐败8-10%，乳酸菌繁殖，短时抑菌→腐败15%，仅有发生腌菜臭的细菌繁殖，腐败菌极少能繁殖20%，基本可以完全防止细菌繁殖球菌被抑制葡萄球菌20-25%霉菌、酵母受抑制腌制品易受霉菌、酵母污染！（2）糖渍50%，抑制大多细菌65-75%，抑制霉菌和酵母霉菌、酵母耐受糖液浓度要比细菌高得多；蜂蜜等常因耐高渗酵母而变质。盐好于糖单糖好于多糖？（二）腌制防腐作用1、渗透压的作用根据微生物细胞所处在溶液浓度的不同，可把环境溶液分成三种类型：等渗溶液(Isotonic，P外=P内)；0.9%NaCl,生理盐水低渗溶液(Hypotonic，P外P内)；水由外向内，导致原生质胀裂高渗溶液(Hypertonic，P外P内)。水由内向外，质壁分离1%食盐溶液就可以产生0.830MPa(计算值)的渗透压，因此高浓度食盐溶液（如10%以上）就会产生很高的渗透压，对微生物细胞产生强烈的脱水作用，导致微生物细胞的质壁分离。2、降低水分活度作用盐液浓度(%)00.8571.753.113.506.056.9210.013.015.621.3水分活度(AW)1.0000.9950.9900.9820.9800.9650.9600.9400.9200.9000.850渗透压(MPa)00.641.302.292.584.575.298.0911.0414.1122.40溶液的水分活度与渗透压是相关的，渗透压越高，水分活度必然越低，它们之间存在转换关系式：WAA1lnVRTVA──溶剂的摩尔体积(m3)蔗糖溶液的浓度渗透压(MPa)mol·L-1g·L-1按P=CRT计算值*实验测定值0.134.20.2440.2390.5171.01.2181.1860.8273.61.9491.9031.0342.02.4372.3972.2752.45.35913.1032.5855.06.090—*范德·霍夫公式仅适用于稀溶液，故高浓度时与实验值有较大的偏差。四、影响腌制的因素（理论研究与实际应用的区别）（一）食盐的纯度CaCl2和MgCl2等杂质，二者的溶解度远远超过NaCl的溶解度，会大大降低NaCl的溶解度；含量高时，腌制品有苦味。微生物注意：各影响因素是否越大越好？图5-2腌制时食盐纯度对其内渗量的影响为了达到完全防腐的目的，要求食品内盐含量至少在17%，而所用盐浓度至少要达到25%。从消费者能接受的腌制品咸度来看，其盐分以2%～3%为宜。蔬菜腌制时，盐含量一般在5%～15%范围内，如是作为发酵前的处理，有时可低到2%～3%。（二）食盐的用量和浓度前述的扩散渗透理论表明，扩散渗透速度随盐浓度而异。雷伊(Reay)用各种盐浓度腌渍鲱鱼，测定食盐向鱼体内渗量，结果见图5-3。实际上，腌制时食盐用量需根据腌制目的、环境条件如气温、腌制对象、腌制品种和消费者口味而有所不同。图5-3腌渍鲱鱼，温度对食盐向鱼体内渗量的影响（三）温度由扩散渗透理论可知，温度越高，扩散渗透速度越迅速；选择适宜的温度必须考虑微生物的作用；肉类在室温较高下容易腐败，一般在低温10℃以下进行.图5-4食盐水腌制小沙丁鱼时食盐的渗透速度（四）空气（密封）•抑制霉菌生长；•有利乳酸菌发酵产乳酸•减少维生素等氧化损失（五）腌制材料的大小（比表面积）五、腌制品的成熟(一）成熟与品质腌制过程中除腌制剂渗透扩散外，同时还存在着化学和生化变化，这个过程又称为成熟。主要是微生物和动植物组织本身酶的活动引起的只有经历成熟过程后，腌制品才具有它自己特有的色泽、风味和质地。腌制品的成熟过程不仅是蛋白质和脂肪分解从而形成特有风味的过程。食盐、硝酸盐、亚硝酸盐、异构抗坏血酸盐以及糖分等均匀扩散过程，并和肉内成分进行着反应的过程。（二）成熟过程色泽和风味的变化1、腌制品的色泽（1）肌红蛋白肉中主要的色素为肌红蛋白和血红蛋白，宰杀后，肌红蛋白就是主要的色素。（２）肌红蛋白的颜色变化Fe的氧化还原状态的影响珠蛋白的物理状态Fe的第六个电子对由什么物质提供，提供电子的难易情况将对键的性质（离子或共价键）和络合物色泽有影响MMbMbMbO2棕红色或深褐色紫红色深红色（３）发色机制腌制时，添加亚硝酸盐，目的让色素与NO反应形成较稳定粉红色色素研究认为，腌制肉色泽形成大致分为三个阶段NO+Mb→NOMMb（亚硝酰高铁肌红蛋白）NOMMb→NOMbNOMb+热+烟熏→NO-血色原（Fe2+）（稳定的粉红色）如果有硫氢基还原剂存在，肌红蛋白还能形成硫肌红蛋白——呈绿色若有其它还原物质如抗坏血酸存在，这将会有胆肌红蛋白形成——呈绿色，胆肌红蛋白还会迅速被氧化，生成珠蛋白、铁和四吡咯图9腌肉时硝酸盐和亚硝酸盐变化的途径（了解）2.腌制品的风味腌制品成熟过程中除上述肉色变化外，还存在着能促使腌制品产生风味的一系列化学、生物化学变化。肉中的脂类对熟肉食品的总体风味和口感有重要的贡献。这一类化合物被认为对未经过腌制的肉类风味有重要的贡献，但对腌制肉则没有产生作用。风味与香味（氨基酸、挥发性物质）六、食品的腌制方法常见腌制剂：食盐：产生高渗透压，赋予风味硝酸盐、亚硝酸盐类：发色、抑菌（但过量易致癌）磷酸盐：提高肉的持水性抗坏血酸：抗氧化，帮助发色糖、醋：调节风味香辛料：风味腌制方法：干腌法、湿腌、注射腌制法、混合腌制法、新型快速腌制法（一）盐腌1.干腌法干腌法是利用干盐（结晶盐）或混合盐，先在食品表面擦透，使之有汁液外渗现象，然后层堆在腌制架上或层装在腌制容器内，各层间均匀地撒上盐，依次压实，在外加压力或不加压的条件下，依靠外渗汁液形成盐液进行腌制的方法。在食盐的渗透压和吸湿性的作用下，使食品组织渗出水分并溶解其中，形成盐溶液，称为卤水。在腌制过程常需定期翻缸。同时要加盐复腌，通常2-4次。食盐用量因原料季节而异：肉通常为17-20%；冬天可减少，14-15%；（金华火腿）芥菜、雪里蕻等通常7-10%，夏季通常14-15%。干腌的特点优点：操作简单、制品较干，易保藏；无需特别当心；营养成分流失少，风味较好缺点：腌制不均匀、腌制过程缓慢，失重大，味太咸、色泽较差，若用硝酸盐，色泽可以好转。我国的名产金华火腿、咸肉、烟熏肋肉和鱼类及雪里蕻、萝卜干等常采用干腌。2.湿腌法湿腌：盐水腌制法。它是将食品原料浸没在盛有一定浓度食盐溶液的容器设备中，利用溶液的扩散和渗透作用使腌制剂均匀地渗入原料组织内部，直至原料组织内外溶液浓度达到动态平衡的一种腌制方法。腌制浓度一般为15～20%，有时饱和盐水。湿腌时食品中水分会渗透出来使盐液原有浓度迅速下降，这要求在腌制过程中增添食盐以维持一定浓度。材料浸渍用料肌肉注射用甜味式咸味式水100100100食盐15-2021-2524砂糖2-70.5-1.02.5硝石0.1-0.50.1-0.50.1亚硝酸盐0.05-0.080.05-0.080.1香辛料0.3-1.00.3-1.00.3-1.0化学调味料——0.2-0.5肉类腌制配方湿腌法的特点腌肉时肉质柔软，盐度适当；制品的色泽和风味不及干腌制品；腌制时间和干腌法一样，较长；所需劳动量比干腌法大；蛋白质流失较大；因水分多不易保藏；主要腌制蛋类、肉类、蔬