79食品保藏原理讲义

1绪论•1、引言2、食品保藏的概念食品保藏原理是一门研究食品腐败变质的原因及保藏方法的原理和基本工艺,解释各种食品腐败变质现象机理并提出合理的、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的学科。食品贮藏的类型：1/维持食品最低生命活动的保藏法•此法主要用于新鲜水果、蔬菜等食品的活体保藏。这类方法包括冷藏法、气调法等。2/抑制变质因素活动达到保藏目的的方法•属于这类保藏方法的有，冷冻保藏、干藏、腌制、熏制、化学品保藏及改性气体包装保藏等。3/通过发酵保藏食品。•这是一类通过培养有益微生物进行发酵，利用发酵产物—乳酸、乙醇等来抑制腐败微生物的生长繁殖，从而保持食品品质的方法，如食品发酵。4/利用无菌原理来保藏食品。•即利用热处理、微波、辐射等方法，将食品中的腐败微生物数量减少到无害的程度或全部杀灭，并长期维持这种状况，从而长期保藏食品的方法。罐藏、辐射保藏及无菌包装技术等均属于此类方法。2第一章食品的腐败变质及其控制1引起食品腐败变质的主要因素及其特性1．1生物学因素1．1．1微生物(1)微生物引起食品腐败变质的特点细菌:细菌造成的变质,一般表现为食品的腐败,是由于细菌活动分解食物中的蛋白质和氨基酸,产生恶臭或异味的结果。霉菌：霉菌易在有氧、水分少的环境中生长发育，在富含淀粉和糖的食品中也容易滋长霉菌。（2）影响微生物生长发育的主要因子pH值:大多数细菌在中性或弱碱性的环境中较适宜，霉菌和酵母在弱酸的环境中适宜。一般以pH值4。6为界限。氧气：水分：一般情况下，大多数细菌要求AW0。94，大多数酵母要求AW0。88，大多数霉菌AW0。75。营养物：微生物和其他生物一样，也要进行新陈代谢。温度：根据微生物适宜生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性三个类群。1.1.2害虫和啮齿动物（1）害虫（2）啮齿动物1.2.化学因素3酶的作用酶的活性受温度、PH值、水分活度等的影响。与食品变质有关的主要酶类有以下几种。1．2．2非酶作用非酶褐变：主要有美拉得反应引起的褐变、焦糖化反应引起的褐变以及抗坏血酸氧化引起的褐变等。美拉德反应：由葡萄糖、果糖等还原性糖与氨基酸引起的褐变。1.2.3氧化作用脂肪的氧化作用：是脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和游离脂肪酸的酸的双键容易被氧化，生成过氧化物并进一步分解的结果。影响脂肪氧化的因素：温度、光线、金属离子、氧气、水分等。防止措施：低温、避光、隔绝氧气、降低水分、减少与金属离子的接触、添加抗氧化等。1.3物理因素1.3.1温度：1.3.2水分1.3.3光1.4其它因素机械损伤：果蔬在采收、贮运、加工前等环节处理不当，会产生机械性损伤。乙烯：是促进成熟和衰老的一种植物激素，控制生长、衰老的许多方面，痕量就有生理活性。外源污染物：包括环境污染、农药残留、滥用添加剂、包装材料等。42食品保藏的基本原理2．1微生物的控制2．1．1加热/冷却（1）微生物的耐热性（2）加热杀菌的方法1/巴氏杀菌法：杀菌温度65~80℃，主要用于不耐热的食品如果酸菜汁、果酒等的杀菌。适用于高酸性食品的杀菌。2/常压杀菌：指101。325Kpa、100℃条件的杀菌处理。适用于高酸性食品的杀菌，即PH值小于4。5的食品才能采用常压杀菌，如水果罐头。3/高压杀菌：指101。325Kpa以上、100℃以上的杀菌，主要适用于低酸性食品（pH值大于4.5）的杀菌。2.1.2控制水分活度当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大；相反，降低水分活度则抑制酶的活性。2.1.6烟熏2.1.7改变气体组成2.1.8使用添加剂2．2酶和其他因素的控制2.2.1酶活性的控制(1)酶与食品质量保持(2)酶的控制1/加热处理52/控制PH值3/控制水分活度第二章食品的低温保藏1食品低温保藏原理:利用低温控制微生物生长繁殖、酶活动及其他非酶变质因素的一种方法。1.1低温对微生物的影响1．1.1微生物的耐冷性1.1.2低温对微生物的抑制作用当微生物的生长繁殖速度下降到零时的温度称做生物学零度（BiologicalZero），通常为0℃。低温只是抑制微生物的生长繁殖,是抗菌作用而非杀菌作用.1.2低温对酶活性的影响一般地，低温特别是冻结将对酶的活性产生抑制作用.2食品的冷却和冷藏2.1食品的冷却:将食品的温度降低到接近食品的冰点,但不冻结.2.1.1冷却的目的冷却的主要目的是降低食品的温度以抑制微生物和酶等变性剂的作用，延长食品的保质期。（二）预冷速度和时间1．预冷速度预冷就是食品不断放出热量而降低温度的过程。预冷速度就是用来表示该放热过程的快慢的物理量。2．预冷时间预冷时间是摘将食品从初温t0冷却到预定的终温t是所6需时间，以τ表示。（三）预冷方法常用方法有空气冷却法、水冷却法、冰冷却法及真空冷却法等四种。1．空气冷却法它是将食品放在冷却空气中，通过冷却空气的不断循环带走食品的热量，从而使食品获得冷却。优点：简便易行，缺点:冷却速度慢，冷却食品干耗较大及冷风分配不均匀等。2．水冷却法即将食品直接与低温的水接触而获得冷却的方法。水冷却法通常有两种方式：浸渍式和喷淋式，水冷却法的优点是冷却速度快、避免了干耗、占用空间少等。缺点：损害食品外观、易发生污染及水溶性营养素流失等3．冰冷却法即冰直接与食品接触，吸收融解热后变成水，同时使食品冷却的方法。其特点是冷却速度快，鱼体表面湿润、光泽，且无干耗。4.真空冷却法原理:它是利用水在真空条件下沸点降低的原理来冷却食品的，特别适合于蔬菜、蘑菇等表面积大的蔬菜的冷却。优点是冷却速度很快，缺点是成本较高，少量不经济。2.2食品的冷藏冷藏是将食品的品温维持在冰点以上某一温度范围内的贮藏过程。7冷藏是通过抑制微生物及酶类的活动和降低食品基质中的活性，来防止食品腐败变质，保持食品的新鲜度和营养价值。冷藏是目前效果较好、价格较低、保鲜时间较长、最普遍采用的食品贮藏方法。食品的冷藏有两种普遍使用的方法，即空气冷藏法和CA冷藏法。2.2.2空气冷藏法空气冷藏法：是用空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温，在食品冷藏过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品换热，保持食品的低温水平。食品冷藏工艺和控制冷藏过程中主要控制的工艺条件包括冷藏温度，空气的相对湿度和空气的流速等。这些工艺条件可随食品种类、储藏期的长短和有无包装而异。P59表2-5部分食品的冷藏工艺要求影响因素：1/冷藏温度是冷藏工艺中最重要的因素。食品的贮藏期是贮藏温度的函数，冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。2/空气相对湿度冷藏室内空气中的湿度对食品物料的耐藏性有直接的影响，冷藏室内空气既不宜过干也不宜过湿，应根据不同物料选择合适的相对湿度。3/空气循环一般冷藏室内的空气保持一定的流速以保持室内温度的均匀和进行空气循环。**只有空气的相对湿度较高而流速较低时，才会使食品物料的水分损耗降低到最低的程度。空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。4/通风换气通风换气的方法有自由通风换气和机械通风换气两种。5/包装及堆码包装方法可采用普通包装法，也可以用真空包装及充气包装法6/产品的相容性存放在同一冷藏室中的食品，相互之间不允许产生不利的影响。2.2.3食品在冷藏过程中的质量变化1．干耗干耗的定义：食品在冷却时，不禁食品的温度下降，而且食品中所含汁液的浓度增加，由于分子的扩散作用，表面水分蒸发，出现干燥现象，当食品中的水分减少后，就造成了重量损失。干耗的机理：假设单位时间内食品的干耗为W(kg)，其表面积为F(m2)，食品表面的水蒸气分压为Pf(N/m2)，与食品接触的空气的水蒸气分压为Pm(N／m2)，那么下列关系式成立：W=βF(Pf-Pm)×9.8(3．1)式中β为食品表面的蒸发系数或升华系数，kg／N。β、F都是与食品本身有关的物理特性，因此对于某个食品而言，它们是常数。这就是说；干耗是由食品表面与其周围空气之间韵水蒸气压差来决定的，压差越大，则单位时间内的干耗也越大。影响干耗的因素：（1）热量供给的热量越多，则干耗速度越快。8（2）堆垛密度及装载量堆垛的密度与食品干耗的关系（3）冷藏或冻藏条件冷藏或冻藏温度越低，空气相对湿度越高及流速越小则食品的干耗也越少。（4）空气流速空气流速对干耗的影响会因食品种类而有所差异。（5）冷库的建筑结构减少干耗的方法：良好的包装，如气密性包装或真空包装，包冰衣，使冷库温度低且稳定，提高冷库的相对湿度及修建夹套式冷库等均是有效的减少干耗的方法。造成的损害（1）果蔬抑制果蔬的呼吸作用、影响新陈代谢；造成果蔬的调萎、新鲜度下降，果肉软化收缩、氧化反应加剧；导致果蔬产生重量损失（2）肉类会在肉的表面形成干化层，加剧脂肪的氧化。2．冷害有些水果、蔬菜冷藏室的温度虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，这些水果、蔬菜的正常生理机能受到障碍，称为冷害。3．变色、变味和变质4、组织成分变化水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体。为了运输和贮存的便利，一般在收获时尚未完全成熟，因此收获后还有个后熟过程。在冷却贮藏过程中，水果、蔬菜的呼吸作用，后熟作用仍能继续进行，体内所含的成分也不断发生变化。5．脂类的变化冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸会氧化、聚合等复杂的变化，同时使食品的风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，就被人们称之为“油烧”。6．微生物的增殖7．寒冷收缩宰后的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显著收缩，以后即使经过成熟作用过程，肉质也不会十分柔软，这种现象叫寒冷收缩。防止寒冷收缩的方法：（1）增加冷却前的ATP和糖原的分解。（2）阻止肌肉纤维的收缩。3食品的冻结定义:冻结是将食品的温度降低到食品的冻结点以下的某一预定温度,是食品中的大部分水分冻结成冰晶体的过程.3.1食品的冻结过程指食品物料降温到完全冻结的整个过程3.1.1.食品的冰点食品中的水分开始结冰的温度即为食品的冰点。冻结率:指的是食品冻结过程中,在某一温度时食品中的水分转化成冰晶体的量,与在同一温度时食品内所含水分和冰晶的总量之比.最大冰晶生成区:大部分食品在-1~-5℃温度范围内几乎80%的水分结成冰,此温度范围称为最大冰晶生成区.3.1.2.冻结过程与冻结曲线冰晶形成的条件:过冷:当液体温度降到冻结点时，液相与结晶相处于平衡状态，为了使液相形成结晶相，必须使温度低于冰点，造成过冷。因此，过冷现象是水中发生冰结晶的先决条件。9形成晶核:当液体处于过冷状态由于某种刺激作用而产生结晶中心。将冻结过程中食品温度随时间的变化关系在坐标图中表示出来，就得到冻结曲线。3.2冻结速度与冻结时间3.2.1冻结速度所谓冻结速度，是指食品内某个点的温度下降的速度或食品内某种温度的冰锋向内扩展的速度。冻结速度有三种常用的表示方法，它们是：（1）以通过最大冰晶生成带的时间来表示：凡在30min以内通过-1～5℃的温度带，谓之快速冻结，而超过30分钟时则谓之缓慢冻结。(2）Plank表示法：即单位时间内-5℃之冰锋向内部推进的距离。有三种情形：当冻结速度在(5～20)cm／h时，称为快速冻结；当冻结速度在(1～5)cm／h时，为中速冻结；当冻结速度在(0.1～1)cm／h时，为缓慢冻结。冻结速度与冰晶分布之关系冻结速度与冰晶状态的关系所谓冰晶的状态是指在冻结过程中所形成的冰晶的大小、数量及形状等。冻结速度越快，则形成的冰晶数量越多，体积越细小，形状越趋向杆状和针伏；而冻结度越慢，则形成的冰晶的体积越粗大，数量越少，形状越趋向棒状和块状。冻结速度对食品质量的影响冻结速度与冻结食品质量之间的关系还应考虑到以下几个方面：(1)对于大多数食品，冻结速度在某一范围内的快慢并不会使食品的质量产生太大的差异。冻结速度对食品质量的影响依种类而异。(2)对于体积大的食品，要使它们以均匀的速度进行冻结，现行的冻结方法是办不到的。(3)影响冰晶状态的因素，除冻结速度外，还有原料的新鲜度、生理状态、添加盐类或糖类等辅助处理等等。(4)通过最大冰晶生成带的时间来判断冻结速度的快慢，有时是不妥当的。10(5)冰晶的状态是不稳定的，在冻藏过