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食品工艺学-第五章食品腌渍发酵和烟熏处内容•第一节食品的腌渍保藏•第二节食品的发酵保藏•第三节食品的烟熏处理•第四节半干半湿食品第一节食品的腌渍保藏前言历史现状及发展前景特点腌制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。早在南北朝时期的《齐民要术》一书中就记载了许多不同酱菜的制作方法，如甜酱、酱油等加工的酱菜、酒糟做的糟菜、糖蜜做的甜酱菜等。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。经过长期的生产实践，到明清时期，我国酱腌菜工艺和品种都有了很大的发展。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，在不同的市场销售。–普通的酱腌菜产品一般集中在农贸市场，中小商店，由于包装简易和产量较少，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，可以在全国范围销售，并有实力进入超市、大型商场等场所，日销售量大，具有较大的经济效益。现状及前景酱腌菜产品的价格差别较大，从5-8元/kg的普通产品到8-15元/kg的特色品牌，都有着巨大的消费群体我国人民有着悠久的食用酱菜的传统，在民间还有自行腌制、制作的习惯。随着社会的发展，生活水平的不断提高和工作节奏的加快，使工业化食品的比重不断加大。调查显示，经济发达地区酱腌菜企业的数量和规模，远远大于落后地区。由此表明，酱腌菜加工业的发展具有良好的前景。腌制品的特点1.腌制品种类繁多2.风味独特，具有地方特色3.可以作为开胃、调味食品4.容易加工制作5.有利于食品保藏一、腌渍的分类（一）根据腌渍的材料盐渍：又称腌制，大量食盐渗入食品组织来保藏肉类蔬菜蛋品糖渍：加糖腌制的过程酸渍：用调味酸浸渍的过程糟渍：腌渍过程加入米酒或米糟混合腌渍（二）根据腌渍的过程非发酵性腌渍品没有乳酸发酵，用盐量较高发酵性腌渍品有乳酸发酵，用盐量较低腌渍保藏通常是指非发酵性腌渍发酵保藏通常是指发酵性腌渍二、食品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），总是发生扩散渗透现象，溶质进入食品组织内，水分渗透出来。因此，扩散和渗透理论成为食品腌渍过程中重要的理论基础。（一）扩散扩散：分子或微粒在不规则热运动下固体、液体或者气体（蒸汽）浓度均匀化的过程原理：总是由高浓度向着低浓度的方向进行，并持续到各处浓度相等时停止，扩散的推动力就是浓度梯度差。糖分子通过全通透膜扩散示意图1.分子扩散的基本方程物质在扩散过程中，扩散量与通过的面积和浓度梯度成正比。Q—物质扩散量dc/dx--浓度梯度（c浓度，x间距）F—面积—扩散时间D--扩散系数（随溶质及溶剂的种类而异）“-”表示扩散方向与浓度梯度的方向相反dτdXdCDFdQ扩散速度方程式浓度梯度dc/dx↑dQ/dt↑F↑dQ/dt↑扩散系数D↑dQ/dt↑dXdCDFddQ扩散系数D改写上式可得扩散系数D：扩散系数的含义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。)dX/dC(Fd/dQD假设扩散物质为球形时，D值的表达式如下：D—扩散系数（m2/s）R—气体常数（8.314J/(K·mol)）N—阿伏伽德罗常数(6.023×1023)T—热力学温度（K）η—介质黏度（Pa·s）r—球形分子的直径(m)r6NRTD2.影响扩散速度的因素前式中的R、N、π均为常数，令K0＝R/6Nπ，则上式可简写为：r↑D↓η↑D↓T↑D↑温度每增加1℃，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加2.6%(2%-3.5%)。rTKD0(二)渗透渗透就是溶剂从低浓度经过半透膜向高浓度扩散的过程半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。渗透现象示意图高浓度溶液浓度越高，两边液面高度差越大，低浓度液面上承受的压力P也就越大。在高浓度溶液的液面上施加一定压力，若这个压力值等于由于形成液面高度差而使低浓度溶液液面承受的压力P，则会阻止水分子向浓溶液内渗透，并使得液面高度差下降，直至形成的液面高度差消失，所施加的这个压力就是渗透压。渗透压取决于溶液溶质的浓度，和溶质的数量无关1.渗透压计算公式（1）P＝9.81ρh（MPa）P—清水液面承受的液柱压力9.81—重力加速度g的取值ρ—溶液密度(指渗入清水后形成的溶液的密度)h—溶液液面和清水液面的高度差（2）范特·荷夫方程范特·荷夫(Van't·Hoff)经研究推导出稀溶液(接近理想溶液)的渗透压值计算公式如下：P＝cRTP—溶液的渗透压(kN·m-2)c—溶质摩尔浓度(mol·L-1)R—气体常数(8.314J·mol-1·K-1)T—绝对温度(K)（3）改良范特·荷夫方程布尔根据溶质和溶剂的某些特性将范特·荷夫公式改变成下式：P＝(ρ1/100Mr)CRTP—渗透压(MPa)ρ1—溶剂的密度(kg·m-3或g·L-1)R—气体常数(8.314J·mol-1·K-1)T—绝对温度(K)C—溶液浓度(100g或1kg溶剂中溶质的g数或kg数)Mr—溶质相对分子质量2.影响渗透压的因素温度上升，渗透压上升溶质的摩尔浓度上升，渗透压上升相同质量下，溶质分子量上升，渗透压下降溶质解离系数大，渗透压大虽然NaCl分子量小，i大，所以P0很大。1%的NaClP0=61.7N/m2大多数微生物细胞P030.7-61.510-15%NaClP0=303-606N/m2，达到相同的P0，蔗糖浓度需要60%以上。（三）食品的扩散渗透过程食品的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。三、腌制防腐原理生物组织包括微生物、动物和植物组织，它们在腌制过程中都存在着扩散和渗透作用。1.微生物与溶液浓度的关系微生物细胞是有细胞壁保护和原生质膜包围的胶体状原生质浆体。细胞壁上有很多微小的小孔，可允许直径1nm大小的可溶性物质通过，一般为全渗透性，可透过水、无机盐和各种营养素。原生质膜则为半渗透性，仅使水和小分子透过，但也能使电解质透过，只是活细胞有较高的电阻，因而离子进出细胞就很困难或渗透速度极慢原生质膜渗透性与微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、pH值、表面张力的性质和大小等相关腌制保藏原理C外=C内，P外=P内—等渗溶液，对微生物最适宜，如0.9%NaCl溶液C外C内，P外P内—低渗溶液，细胞外水分就会向细胞内渗透，细胞肿胀，甚至破裂C外C内，P外P内—细胞内水分会向细胞外渗透，原生质紧缩，出现质壁分离,使微生物生长活动受到抑制，脱水严重时造成微生物死亡。细胞外的这种溶液称为高渗溶液微生物的耐高渗性大多数腐败菌不能忍受高渗透压。2.5%以上的盐浓度暂时受到抑制,10%以上基本受到抑制,包括肉毒杆菌乳酸菌能忍受10-18%的盐浓度盐浓度20-25%时,差不多所有微生物都停止生长,但也有少数如霉菌、酵母（圆酵母）可耐受30%的盐浓度对于糖液，50-75%才能抑制细菌和霉菌的生长，而酵母能耐受更高的糖液浓度，说明酵母菌膜的渗透性大，溶质易扩散，不容易因高渗透压引起质壁分离2.腌制品中微生物的种类及生长繁殖盐在5%以下，最初有乳酸菌繁殖，产生酸味。随即就有腐败菌繁殖而腐败；盐8-10%时，乳酸菌生长繁殖，因乳酸的产生和盐的共同作用有抑制腐败菌的作用，但不久则因表面产生产膜酵母而使乳酸被消耗，腐败菌又再繁殖，不可长期保存；盐浓度达到15%，仅有发生腌菜臭的细菌繁殖，腐败菌极少能繁殖。比如腌茄子可能变色；盐浓度达到20%时，基本可以完全防止细菌繁殖，仅汁液的表面可能会有微量产膜酵母生长。腌茄子可保持原色。腌制过程中的微生物A）细菌类–细菌类中以乳酸菌为主要种类，适量的乳酸可增加制品的美味，但是过量则会使制品酸败。乳酸菌主要为厌氧菌；除产生乳酸外，有些乳酸菌还产生乙醇、甲醇、乙醛、丙酮、蚁酸、丙酸、琥珀酸、反丁稀二酸（富马酸）以及微量的丁酸。–马铃薯菌和枯草菌有糖化淀粉的作用，也可发生丁酸臭，丁酸臭味的产生也与丁酸菌相关。如果马铃薯菌和枯草菌类繁殖旺盛，可使制品软化，因此一般把此类微生物视为有害菌。B）酵母类–酵母可产生酒精而具有调味的功效，但也可因此而使制品变质。另外产膜酵母类一般繁殖在汁液的表面，虽无大碍，但有损外观。而且消耗糖类、酒精、氨基酸、有机物等，也属于有害微生物。C）霉菌类–霉菌类在蔬菜腌制中很少发生，但在原料贮存时经常有生长繁殖而导致原料败坏。通常在汁液表面生长者为产膜酵母，在容器（如木桶等）的内侧生长者，多属霉菌。3.动植物组织无论是动物还是植物组织，如果结构完整，存在着影响溶质扩散的障碍，如膜使溶质难于扩散，则动植物组织在盐和糖溶液中也会出现和微生物细胞一样的情况。如鲜山楂果做蜜饯，当在高浓度糖液中高温熬煮时，就会看到山楂果出现收缩，而山楂果肉内部没有甜味，在高渗透压时，水分向外渗透。如果将山楂破碎，则糖易向果肉组织中扩散，吃起来有甜味。在腌制萝卜、蔬菜时，都是要将其切小，使组织结构破坏，而使溶质易扩散进入组织中，从而使腌制品有咸味。动植物组织——使腌制剂易扩散进入，产生高渗透压，有味道；微生物——在细胞外建立高渗透压环境，产生质壁分离，使其被抑制。腌渍保藏的目的4.腌制剂在食品保藏中的作用食盐脱水作用形成水化离子降低水分活度毒性作用对酶作用盐液缺氧的影响糖降低水分活度脱水作用，渗透压导致质壁分离降低溶液氧气浓度(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在溶液中完全解离为钠离子和氯离子，导致食盐溶液具有很高的渗透压。例如1%食盐溶液就可以产生61.7kN·m-2的渗透压，而通常大多数微生物细胞的渗透压只有30.7-61.5kN·m-2，因此食盐溶液会对微生物细胞产生强烈的脱水作用。脱水的结果导致微生物细胞的质壁分离，微生物的生理活动呈被抑制状态，造成微生物停止生长或者死亡。所以食盐具有很强的防腐能力食盐溶液可形成水化离子降低溶液的水分活度食盐解离出的钠离子和氯离子周围聚集一群水分子，形成水化离子。大量的水分子从自由状态转变为结合状态，引起了水分活度的降低。随着食盐浓度的增加，水分活度逐渐降低。在饱和盐溶液中，无论细菌、酵母还是霉菌都不能生长。食盐溶液的水分活度和渗透压盐液浓度(%)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食盐溶液对微生物具有生理毒害作用食盐溶液中的一些离子，如钠离子、镁离子、钾离子和氯离子等，在高浓度时能对微生物发生毒害作用。钠离子能和细胞原生质的阴离子结合产生毒害作用，而且这种作用随着溶液pH值的下降而加强。例如酵母在中性食盐溶液中，盐液的浓度要达到20%时才会受到抑制，但在酸性溶液中时，浓度为14%就能抑制酵母的活动。另外还有人认为食盐对微生物的毒害作用可能来自氯离子，因为食盐溶液中的氯离子会和细胞原生质结合，从而促使细胞死亡。食盐溶液对微生物酶活力有影响–食品中溶于水的大分子营养物质，微生物难以直接吸收，必须先在微生物分泌的酶作用下，降解成小分子物质之后才能利用。有些不溶于水的物质，更需要先经微生物酶的作用，转变为可溶性的小分子物质。不过微生物分泌出来的酶的活性常在低浓度的盐溶液中就遭到破坏，有人认为这是由于Na+和Cl-可分别与酶蛋白的肽