食品工艺学导论第五章_食品腌制保藏

第五章食品腌制与烟熏加工原理主讲教师：刘雄西南大学食品学院2009.11.5第1节食品腌制保藏概述食品的腌制保藏原理食品食盐腌制食品糖渍一、概述（一）、概念让食盐或糖渗入食品组织内，降低其水分活度，提高其渗透压，或通过微生物的正常发酵降低食品的pH值，从而抑制腐败菌的生长，防止食品的腐败变质，获得更好的感官品质，并延长保质期的储藏方法称为腌制保藏。（二）、腌制食品类型1、按主腌制剂分（1）用食盐为主腌制剂的腌制过程称为腌渍；盐腌制品有腌菜、腌肉、腌鱼、腌禽蛋等。（2）用食糖为主腌制剂的腌制过程称为糖渍，糖渍品主要是蜜饯、果脯制品。一、概述2、按发酵与否分腌菜根据发酵与否，可分为两大类：发酵性和非发酵性的腌制品。发酵性腌制品的特点就是腌制时食盐用量较低，腌渍过程中有显著的乳酸发酵，并用醋液或糖醋香料液浸渍。产品有四川泡菜、酸黄瓜、酸萝卜、荞头等一、概述非发酵性腌制品的特点：食盐用量较高，乳酸发酵完全受到抑制或只能极其轻微地进行，其间还加用香料，这类产品可再分成三类：①腌菜；②酱菜；③糟制品。产品有咸白菜、腌雪菜、酱瓜、什锦菜、榨菜等。一、概述（三）主要腌制剂食盐、糖、肉类发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐）、发色助剂（抗坏血酸、烟酰胺等）、品质改良剂（磷酸盐类）、香辛料（大蒜、花椒、辣椒等）、酸味剂（食醋、乳酸、柠檬酸等）一、概述（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用1.溶液的扩散食品的腌制过程实际上是腌制剂向食品内部扩散的过程。扩散是分子或微粒在不规则热运动下浓度均匀化的过程。通常是溶质由高浓度区向低浓度区转移。扩散的推动力就是渗透压。二、食品腌制保藏原理（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用（1）扩散速度物质在扩散过程中，其扩散量和通过的面积及浓度梯度成正比，扩散方程式可写为：式中：Q─物质扩散量D─扩散系数(随溶质及溶剂种类而异)A─扩散通过的面积dc/dx─浓度梯度(c─浓度，x─间距)τ─扩散时间dτdxdcDAdQ扩散速度方程：dxdcDAddQ6NRTD(2)扩散系数扩散系数D是指单位浓度梯度时，扩散物质通过单位截面积的扩散速度。气体常数8.134J·K-1·mol-1绝对温度（K）阿伏加德罗常数6.02×1023介质黏度Pa·S溶质微粒直径（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用2.溶液的渗透渗透就是溶剂从低浓度溶液经过半透膜向高浓度溶液扩散的过程。溶液液面液面差半透膜高浓度溶液溶剂低浓度溶液原始液面（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用半透膜就是只允许溶剂(或小分子)通过而不允许溶质(或大分子)通过的膜。细胞膜就属于半透膜从热力学观点来看，由于半透膜孔眼非常小，所以对液体溶液而言，溶剂分子只能以蒸气状态(分子状态)迅速地从低浓度溶液中经半透膜孔眼向高浓度溶液内转移。（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用3.扩散渗透平衡食品腌渍过程实际上是扩散和渗透相结合的过程。这是一个动态平衡过程，其根本动力就是由于浓度差的存在，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。（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用4.溶液渗透压与微生物的关系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，即等渗溶液(Isotonic)、低渗溶液(Hypotonic)和高渗溶液(Hypertonic)。•低渗溶液中，溶液的水分会穿过微生物的细胞壁并通过细胞膜向细胞内渗透，使微生物细胞呈膨胀状态，如果内压过大，就导致原生质胀裂，微生物无法生长繁殖。（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用•高渗溶液中,微生物细胞内的水分会透过原生质膜向外界溶液渗透,结果是细胞的原生质脱水产生质壁分离(Plasmolysis)。质壁分离的结果使细胞变形，微生物生长活动受到抑制，脱水严重时还会造成微生物死亡。大多数微生物细胞的渗透压为304-608kPa,1%食盐溶液产生618kPa，（一）食品腌渍过程的扩散与渗透作用（二）腌渍的保藏原理•1.食盐溶液的防腐机理食盐溶液对微生物细胞具有脱水作用；食盐溶液对微生物具有生理毒害作用；食盐溶液可抑制微生物酶活力；食盐溶液可降低微生物环境的水分活度；食盐的加入使溶液中氧气浓度下降。•不同微生物对食盐溶液的耐受力–1%以下:微生物的生理活动不会受到任何影响;–1%-3%:大多数微生物会受到暂时性抑制;–6%-8%:大肠杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌停止生长;–超过10%:大多数杆菌便不再生长。（二）腌渍的保藏原理菌种名称食盐浓度(%)Bact.coli(大肠杆菌)12Bact.amyjo-bacter(丁酸菌)13Bact.proteusvulgare(变形杆菌)8Mycoderma(酒花酵母菌,一种假酵母菌)6Oidiumlactis(产生乳酸的一种霉菌)8Molds(霉菌)10Yeast(酵母菌)25表1微生物能耐受的最大食盐浓度•不同微生物对食盐溶液的耐受力蔬菜腌制过程中，几种微生物所能忍受的最高的食盐溶液的浓度如下：Bact.brassicaefermentati(乳酸菌)12%Bact.cueumerisfermentati(乳酸菌)13%Bact.aderholdifermentati(乳酸菌)8%Bact.coli(大肠杆菌)6%Bact.amylobacterfermentati(丁酸菌)8%Bact.proteusvulgare(变形杆菌)10%Bact.botulinus(肉毒杆菌)6%（二）腌渍的保藏原理2.糖溶液的防腐机理食糖溶液产生高渗透压；食糖溶液可以降低环境的水分活度；食糖使溶液中氧气浓度降低。（二）腌渍的保藏原理10%葡萄糖溶液渗透压121.59kPa;同浓度蔗糖为70.93kPa；糖制品生产中，蔗糖浓度超过50%才有好的作用；对霉菌和酵母，蔗糖浓度需提高到72%以上。•3.酸味剂的防腐机理食醋、柠檬酸、乳酸等，通过降低环境的pH值，抑制细菌生长。–0.2%醋酸，抑制各种细菌和部分霉菌生长；–0.6%醋酸，抑制各种霉菌和酵母菌生长。（二）腌渍的保藏原理•4.硝酸盐及亚硝酸盐的防腐机理–硝酸盐和亚硝酸盐对细菌具有抑制作用,特别是对肉毒梭菌有较强的抑制作用.加入的硝酸盐及亚硝酸盐在肉中形成HNO2后,分解产生NO2,再继续分解成NO和O2,氧可抑制深层肉中严格厌氧的肉毒梭菌的繁殖,从而防止肉毒梭菌产生肉毒毒素而引起的食物中毒,同时也起到了防腐作用。（二）腌渍的保藏原理•5.香辛料的防腐机理–香辛料提取物，具有强烈抗菌作用的香辛料有：肉桂、丁香、肉豆蔻、大蒜等。许多香辛料的乙醇提取液对革兰氏阴性和阳性菌有抑制作用。–大蒜被誉为“天然广谱抗生素”，对化脓性球菌、葡萄球菌、脑膜炎球菌、肺炎双球菌、链球菌、念球菌、绿脓杆菌、白喉杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、大肠杆菌、幽门螺旋杆菌、霍乱弧菌、须发癣菌等有明显的抑制或杀灭作用。––辣椒对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、汉逊氏酵母菌、青霉、黑曲霉均有强烈抑制作用。（二）腌渍的保藏原理（一)腌制剂常用的腌制剂有：食盐、糖、肉类发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐）、发色助剂（抗坏血酸、烟酰胺等）品质改良剂（磷酸盐类）、防腐剂（苯甲酸及钠盐、山梨酸及钠盐）腌制用食盐的要求食盐因其来源不同可分为海盐、湖盐、池盐、井盐、矿盐等，食盐的主要成分为NaCl，不过常常还含有一些杂质，包括有CaCl2、MgCl2、FeCl3及CaSO4、MgSO4、KCl等，还有部分CaSO4和CaCO3等。食盐中含有钾化合物会产生刺激咽喉的味道，含量多时会引起恶心、头痛等；钙、镁不仅会使制品带有苦味，还会导致产品质地粗硬，不够爽脆；铁则会与香料中微量鞣质反应而形成黑变。三、食盐腌制技术（二)、食盐腌制方法干腌法湿腌法动脉或肌肉注射腌制法混合腌制法1.干腌法•优点：设备简单,用盐量较少,制品含水量低,利于储藏，食品营养成分流失较少；•缺点：食盐撒布难以均匀,失重大，味太咸，色泽较差，盐卤不能完全浸没原料，暴露在空气中的部分容易引起油烧现象。2.湿腌法•优点：食品原料完全浸没在浓度一致的盐溶液中，原料中的盐分布均匀，避免原料接触空气而出现油烧现象。•缺点：色泽和风味不及干腌法,用盐多,营养成分流失较多,含水量高不利于储藏；湿腌法劳动强度大,容器设备多,占地面积大。肉类盐腌液配方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——0.2~0.53.动脉注射或肌肉注射腌制法•动脉注射：优点是腌制速度快，产品得率高。缺点是只能用于腌制前后腿，胴体分割时要注意保证动脉的完整性，并且腌制品易腐败变质，需冷藏。•肌肉注射：又分为单针头和多针头注射两种，目前多针头注射法使用较广，主要用于生产西式火腿和腌制分割肉。与动脉注射法基本相似主要区别在于，肌肉注射法不须经动脉而是直接将腌制液或盐水通过注射针头注入肌肉中。盐水注射机真空盐水注射滚揉机系统1：盐水自动称；2：活塞泵；3：密闭筒体；4：注射针；5：揉搓器；6：肉车4.混合腌制法由两种或两种以上的腌制方法相结合的腌制技术称为混合腌制法。鱼类腌制时常用混合腌制法。用注射法腌肉时，也总是和干腌或湿腌相结合，这也是混合腌制法。特点：对肉制品，制品色泽好、营养流失少、咸度适中，因为干盐及时溶解，避免因湿腌时食品水分外渗而降低盐水浓度。对果蔬制品，咸酸甜味俱有，制品风味独特，同时腌制时不象干腌那样会使食品表面发生脱水现象。（三）、腌菜加工技术1.非（弱）发酵性腌制品工艺流程：•选料→修整→清洗→加盐→腌制→咸菜类•选料→修整→清洗→盐腌→脱盐→酱渍→酱菜类•选料→修整→清洗→盐腌→脱盐→糖醋渍→糖醋类原料选择•凡组织紧密、质地肥厚、不易发软的新鲜蔬菜均可作腌渍原料。如白萝卜、胡萝卜、豆角、甘蓝、芥菜、嫩姜、辣椒、荞头、大蒜、佛手瓜、贡菜等。将原料去除不可食部分，清洗干净，适当切分，晾干表面水分备用。榨菜加工工艺2.发酵型腌菜（1）发酵的概念通常认为发酵为缺氧条件下糖类的分解。不过从食品工业角度来看，为了扩大其范围，发酵可进一步被理解为有氧或缺氧条件下糖类或近似糖类物质的分解。(2)发酵的类型及机理酒精发酵酵母菌C6H12O62C2H5OH＋2CO2酶醋酸发酵醋酸杆菌C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O酶乳酸发酵乳酸杆菌C6H12O62CH3·CHOH·COOH酶发酵泡菜中最主要发酵酪酸发酵酪酸梭状芽孢杆菌C6H12O6CH3(CH2)2COOH＋2CO2＋2H2O酶这是不期望出现的发酵类型3.影响食品发酵的因素及控制酸度酒精含量菌种的使用温度氧的供给量食盐酸度高酸度可以降低细菌表面原生质膜外，与输送溶质通过原生质膜相关的蛋白质和催化导致合成被膜组分的酶活性，影响了菌体对营养的吸收；高酸度还影响微生物正常的呼吸作用，控制酸度可以控制发酵。酒精含量脱水性质，使菌体蛋白质因脱水而变性；酒精还可溶解菌体表面脂质；酒精的防腐能力的大小取决于酒精浓度；饮料酒中酒精含量达20%，则不需经巴氏杀菌就足以防止腐败和变质。从而起到一定机械除菌作用12%-15%的发酵酒精就能抑制微生物的生长，而一般发酵饮料酒精含量仅为9%-13%，缺少防腐能力，仍需经巴氏杀菌。菌种的使用发酵开始时加入大量预期菌种，它们可以迅速地生长繁殖,并抑制杂菌的生长，从而促使发酵向着预定方向进行。随着科技的发展，发酵前加入的预期菌种已可以用纯培养方法制得，这种纯培养菌种称为酵种(Starter)，可以是单一菌种，也可以是混合菌种。蔬菜腌制品如酸白菜、泡菜等的制时作常用到该技术。温度各种微生物都有其最适宜生长的温度，因而利用温度可以控制微生物的生长。混合发酵中各种不同类型的微生物也可以通过发酵温度的控制，促使它们各自分别突出生长。氧的供给量•霉菌是完全需氧性的,缺氧时不能存活，控制缺氧条件则可控制霉菌生长；•酵母是兼性厌氧菌，氧气充足时繁殖，缺氧时则进行酒精发酵；