食 品 工 艺 学
食品技术原理
第一章绪论
第二章 食品的热处理与杀菌
第三章 食品的低温处理与保藏
第四章 食品的脱水加工
第五章 食品辐射保藏
第六章 食品的腌渍烟熏和发酵处理
第七章 食品的化学保藏
第八章 典型食品的加工工艺
第一章 绪论
第一节 食品的加工概念
一、食物与食品
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。
食品 ——经过加工制作的事物统称为食品
1,食品的概念及分类
—对食品不同的人关心的侧面不同
—不同地区也有不同的情况
分类：食品分类的方法很多，可以按保
藏方法分、按原料种类分、按原料和加工
方法分、按产品特点分。
按保藏方法分类
dehydrated garlic flake
干藏类
芋籽
冷冻类
Canned Mushroom
罐头类
黄瓜
腌渍类
辐射制品
发酵制品
烟熏制品
按原料种类分
果蔬制品 肉禽制品
乳制品
谷物制品
水产制品
按加工方法分
焙烤制品 饮料
糖果罐头制品
挤压制品
速冻制品（绿芦笋） 干制品发酵制品
按产品特点分
方便食品
……
疗效食品
婴儿食品
工程食品
（模拟食品）
快餐食品
休闲食品功能食品（保健食品）
2,食品的要求
? 外观
? 风味
? 营养
? 卫生和要求
? 货架寿命
? 方便
? 功能性质
二、加工工艺
1,概念
? 食品科学与工程领域的一些概念
– 食品科学
– 食品工艺学
食品科学
借用 Food Science （ Norman)的定义
食品科学可以定义为应用基础科学及
工程知识来研究食品的物理、化学及生
化性质及食品加工原理的一门科学。
食品科学
食品加工
食品科学
食品分析
食品工程 食品微生物
五个基础框架
1,食品的基础研究领域 （或者称之为 狭义食品科学 ）：包括食品
化学，研究食品的组成、结构、物化生化特点及加工和使用过
程中的变化的一门科学。
2,食品分析领域,分析食品产品及组分的质量特点、化学边的原
理
3,食品微生物领域,环境对食品腐败的作用以及微生物对食品本
身及食品制造过程的影响、微生物的检验、公共健康等问题的
一门科学
4,食品加工领域, 即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响
食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作
的一门科学 —— 这也是本课程的主要研究内容
5,食品工程领域,即研究食品加工过程中的工程原理及单元操作
的科学，工程原理包括物料与能量平衡、热力学、流体；流体
流动、传热与传质等等。
食品工艺学
? 食品工艺学是应用化学、物理学、生物
学、微生物学和食品工程原理等各方面
的基础知识、研究食品资源利用、原辅
材料选择、保藏加工、包装、运输以及
上述因素对食品质量货架寿命、营养价
值、安全性等方面的影响的一门科学。
食品加工的概念
? 在描述食品加工的概念之前，先熟悉一
些典型食品的加工流程。
? 加工基本概念包括：
– 增加热能并升高温度
– 去除热能或降低温度
– 去除水分或降低水分含量
– 利用包装以维持由于加工操作带来的产品的
特征
2,食品加工的目的
? 延长食品的储存时间
? 增加多样性
? 提供健康所需的营养素
? 为制造商提供利润
? 食品加工过程或多或少都含有这些目的，
但要加工一个特定产品其目的性可能各
不相同
– 比如冷冻食品的目的主要是保藏或延长货架
寿命
– 糖果工业的主要目的是提供多样性
– 但是要达到各个产品的目的却并不简单，并
不是买来设备就可以生产，或达到生产出食
品并赢利的目的
? 以橙汁和火腿肠为例
第二节 食品加工原料的特性和要求
一、食品原料主要组成
二、影响原料加工的因素
? 原料采收运输基本原则
– 原料应该在其品质最佳的时候进行采收、屠
宰或用其他方法进行采集。
– 原料在搬运中要避免损伤
– 将原料保藏在尽量减少变质的条件下
? 蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在采收或
离开植物母体之后仍然是活的
? 家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污
染这些产品的微生物是活的，同时，细胞中的生
化反应在继续。
? 原料品质决不会随贮藏时间的延长而变
好，产品一经采收或屠宰后即进入变质
过程。
? 加工过程本身不能改善原料的品质，也
许使有的制品变得可口一些，但不能改
善最初的品质。
1,影响原料品质的因素
（ 1）微生物的影响
（ 2）酶在活组织、垂死组织和死组织中的
作用
（ 3）呼吸
（ 4）蒸腾和失水
（ 5）成熟与后熟
– 成熟的定义是水果或蔬菜的器官连接在植株
上时所发生的变化现象。一般随着成熟过程
的进行有利于提高产品的品质。（注意适度，
否则会迅速后熟，迅速出现严重品质降低）
– 后熟定义是水果脱离果树或植株后于消费或
加工前所发生的变化。最后的后熟程度是在
采收后形成的最佳食品品质。
– 要理解适当的后熟虽然可以改善水果的口味，
但不能改善它的基本品质。水果的基本品质
是由于水果在果树上达到最佳成熟度的时间
来决定的。
– 大多数蔬菜不发生后熟过程
（ 6）动植物组织的龄期与其组织品质的关
系
– 组织的龄期指两个不同的阶段，第一是植物
器官或动物在其采收或屠宰时的生理龄期；
第二是采收或屠宰后原料存放的时间。
– 与采收前的品质有关的植物组织龄期往往是
决定性的。例芦笋、青豆荚
2,按照变质可能性将原料分类
? 极易腐败原料（ 1天 ~2周）
– 如肉类和大多数水果和部分蔬菜
– 采收（屠宰、切割）、搬运、包装、贮藏条件可能
强烈影响其品质
– 冷藏温度应该合理（某些果蔬会冻害）
? 中等腐败性原料（ 2周 ~2月）
– 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜
– 冷害问题
? 稳定的原料（ 2~8月）
– 粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等
3,原料的贮藏和保鲜
? 温度
? 气调贮藏
? 包装
第三节 食品的质量因素及其控制
? 质量的定义：食品好的程度，包括口感、
外观、营养价值等。或者将质量看成是
构成食品特征及可接受性的要素
外观
物理感觉 质构
风味
食品质量 营养质量
卫生质量
耐储藏性
一、质量因素
（一）物理因素
1,外观因素
（ 1）大小形状
（ 2）颜色、色泽
（ 3）一致性
2,质构因素 包括新鲜状态、加工过程、加工
以后的一些因素
3,风味因素
（ 1）味觉和香味
（ 2）色泽与质构对风味也有影响
（二）、营养因素
（三）、卫生因素
（四）、耐储藏性
如啤酒泡沫稳定性
柑橘汁浑浊稳定性
油脂蛤败
二,变质的影响因素
? 变质的概念：包括品质下降、营养价值、
安全性和审美感觉的下降
? 影响因素
1,微生物
2,天然食品酶
3,热、冷
4,水分
5,氧气
6,光
7,时间
三、食品保藏的原则
? 若短时间保藏，有两个原则
（ 1）尽可能延长活体生命
（ 2） 如果必须终止生命，应该马上洗净，
然后把温度降下来
? 长时间保藏 则需控制多种因素
1,控制微生物
– 加热 杀灭微生物 巴氏杀菌 灭菌
– 冷冻保藏 抑制微生物
– 干藏 抑制微生物
– 高渗透
– 烟熏
– 气调
– 化学保藏
– 辐射
– 生物方法
2,控制酶和其它因素
– 控制微生物的方法很多也能控制酶反应及生
化反应，但不一定能完全覆盖
比如：冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶。加
热、辐射、干藏也类似
3,其他影响因素包括昆虫、水分、氧、光
可以通过包装来解决。
思考题
1,影响原料品质的因素主要有哪些？
2,食品的质量因素主要有哪些？
3,常见食品的变质主要由哪些因素引起？
如何控制？
以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料
等为例来说明
第四节 食品工业的发展及其前景
? 广义上讲，食品工业无论从哪个角度都
是各个国家国民经济的基础或支柱之一。
– 广义食品工业包括农业、食品制造、市场三
个方面
? 整体而言，食品工业也是一个永不衰弱
的行业，是一个非常稳定的行业，更是
一个充满变化、有活力的行业
? 由于食品工业是国民经济的重要支柱产
业和关系国计民生及关联农业、工业、
流通等领域的大产业，因此，食品工业
现代化水平是反映人民生活质量及国家
文明程度的重要标志。作为农产品面向
市场的主要后续加工产业，食品工业在
农产品加工中占有最大比重，对推动农
业产业化作用巨大。 1999年全世界食品
工业的销售额为 2.7万亿美元，居各行业
之首。
? 我国 2000年食品工业总产值、利税分别为
8434.1亿元和 1458.3亿元，占全国工业总产值、
利税的 9.8%和 15.3%；年出口创汇 136.7亿美元。
? 食品工业企业达 19316个，就业人数达 403.7万，
占全国工业企业就业总人数的 7.3%。
? 食品工业是整个工业中为国家提供积累和吸纳
城乡就业人数最多、与农业关联度最强的产业。
第五节 食品技术原理的主要研究范围
和内容
1,研究原材料特点、研究充分利用现有食
品资源和开辟食品资源的途径
– 比如一大批具有功能性质、保健性质的食品
在 80年代中后期开始被开发
– 以前未被充分利用的资源，
? 比如马铃薯、面粉
2,研究食品保藏原理、探索食品生产、
储藏、运输和分配过程中腐败变质的原因
和控制途径
– 食品的腐败变质的特征和程度取决于两类因
素：非微生物因素和微生物因素
– 非微生物因素包括：糖的损失、含氮物质的
含量与组分的变化、维生素的氧化和损失、
脂肪的氧化、水分的变化等。这些变化会导
致口感、色泽、风味和产品一致性的不同，
导致不能被消费者接受。
? 具体举例说明并说明原因和解决办法
– 微生物因素
3.研究影响食品质量、包装和污染的加工
因素，研究良好的生产方法、工艺设备和
生产组织
– 比如加工因素中热加工对水果制品质量的影
响、相应的改进（工艺设备和保藏工艺两方
面的改进）
– 比如肉制品中的腌制工艺
– 比如奶粉的速溶性
– 废弃物的处理：乳清、黄浆水
4,研究食品的安全性、良好的生产操作和
卫生操作（ GMP）
– 比如 89年国内蘑菇罐头
– 99年牛肉汉堡 O157,H7的污染
5.创造新型、方便和特需的食品
– 改变食品的营养成分以适应特定人群需要
– 添加营养素到特定食品
– 改善质量提高品质
– 应用功能改善，包括包装方便性、食用方便
性、成本降低等
第六节 关于本课程
一、食品技术原理课程的重要性
– 食品技术原理作为食品科学与工程专业的一
门主干课程，可以为本科学生今后进一步学
习和研究食品加工保藏，今后从事本专业的
研究、管理、营销工作打下基础
二、本课程的主要参考书
1,食品工艺学 （上） 无锡轻院、天津轻院和编，中
国轻工出版社,1984
2,Food Processing Technology P.J.Fellows
3,Food Science Norman N.Potter,Joseph H.Hotchkiss
第二章 食品的脱水加工
? 概述
1,食品干藏的概念
一种说法：指在自然或控制条件下，使食
品中的水分降低到足以防止腐败变质
的水平后并始终保持低水分的保藏方法。
另一种说法：从食品中较完全地去处水分，
该条件不导致或几乎不导致食品性质的
其它变化（除水分外）。
2,食品脱水加工的历史
3,脱水加工的特点和好处
（ 1）延长保藏期；
（ 2）某些食品干制后，重量减轻、体积缩
小，可节省包装和运输费用；
（ 3）带来了方便性；
（ 4）设备可好可差。
4,脱水技术的进展
第一节 食品干藏原理
1,水分活度 f ——
食品中水的逸度a
w = ——f
0 —— 纯水的逸度
我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比
称为水分活度。
水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸
汽压来表示，在低压或室温时,f/f0 和
P/P0之差非常小（ <1%），故用 P/P0来定
义 aW是合理的。
(1) 定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水的蒸汽分压
P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）
水分活度大小取决于：
水存在的量；温度；水中溶质的浓度、食
品成分、水与非水部分结合的强度
表 2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系
F o o d M o i s t u r e c o n t e n t ( % ) W a t e r a c t i v i t y
I c e 100 1, 0 0
I c e 100 0, 9 1
I c e 100 0, 8 2
I c e 100 0, 6 2
F r e s h m e a t 70 0, 9 8 5
B r e a d 40 0, 9 6
M a r m a l a d e 35 0, 8 6
W h e a t f l o u r 1 4, 5 0, 7 2
R a i s i n 27 0, 6 0
M a c a r o n i 10 0, 4 5
B o i l e d s w e e t s 3, 0 0, 3 0
B i s c u u i t s 5, 0 0, 2 0
D r i e d m i l k 3, 5 0, 1 1
P o t a t o c r i s p s 1, 5 0, 0 8
(2）测量
? 利用定义
? 利用平衡相对湿度的概念
? aW3 100=相对湿度
? 具体方法参考 Food engineering properties
M.M.A.Mao
2,水分活度对食品的影响
? 大多数情况下，食品的稳定性（腐败、
酶解、化学反应等）与水分活度是紧密
相关的。
（ 1）水分活度与微生物生长的关系
p15 图 1-1-1；
（ 2）干制对微生物的影响 p18
（ 3）水分活度与酶反应和化学反应的关系
见 食品化学 P
思考题
? 水分活度概念
? 水分活度对微生物的影响
? 水分活度对酶及其它反应的影响
3,食品中水分含量（ M）与
水分活度之间的关系
? 水分吸附等温线的认识
? 温度对水分吸附等温线
的影响
? 水分吸附等温线的应用
以珍味鱼干、小麦干制等
为例说明
4,对食品干制的基本要求
? 原料质量
? 操作环境
? 原料预处理
? 干制后食品的水分
干藏原理
? 将食品中的水分活度降到一定程度，使
食品能在一定的保质期内不受微生物作
用而腐败，同时能维持一定的质构不变
即控制生化反应及其它反应。
如果干制食品发生腐败变质
? 原因
1,微生物污染（霉变），是否水分活度不
足以控制微生物
2,脂肪蛤败
3,虫害
思考题
1,水分活度对微生物、酶及其它反应有什
么影响？简述干藏原理
2,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？
第二节 食品液体的浓缩
? 浓缩方式
–膜浓缩
–蒸发
–冷冻浓缩
?不同浓缩方式的比较
表 1 不同浓缩方法的能量效率和浓缩程度
浓缩方法 蒸汽当量（去除
每公斤水分消耗
的能量折算）
可能的最大浓
缩浓度（ %）
超滤 0.001 28
反渗透 0.028 30
冷冻浓缩 0.090-0.386 40
蒸发
不带风味回收的三效浓缩
带风味回收的三效浓缩
0.370
0.510
80
80
一、膜浓缩
1,种类与应用
膜浓缩主要采用反渗透与超滤两种
? 反渗透主要用于分离水与低分子量溶液，
这些溶液具有高渗透压。
? 超滤用于从高分子量物料（如蛋白质、
多糖）中分离低分子量物料。
2,反渗透的原理
3,超滤的原理
? 与反渗透类似，驱动力
也是渗透压与外加压力
的差。
? 差别是超滤不能截留低
分子量物料，但反渗透
可以。
4,膜
? 反渗透膜
– 通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺
等具有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材
料
? 超滤膜
– 通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚
酯、刚性醋酸酯等材料
– 结构通常有两种一种为微孔膜主要用于卷式、板式
和管式膜；另一种为中空纤维膜，用于中空纤维系
膜系统。
5,设备
6.膜浓缩的应用
? 在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的
浓缩方式。在食品工业中最大的商业化
应用是乳清浓缩，其他还包括
– 蒸发前果汁的浓缩
– 柠檬酸、咖啡、淀粉糖浆、天然提取物
– 乳清脱盐（但保留糖）
– 纯化水
? 超滤的最大应用也是乳制品行业，如预
浓缩，选择性脱乳糖或脱盐，分离功能
性成分。其它应用包括：
– 酶、其它蛋白质或多糖的分离、浓缩
– 除菌
– 酿造工业
– 果汁澄清
– 反渗透之前的预处理
例 1 乳清分离过程中超滤、反渗透的应用
例 2 Camenbert干酪
制造过程中超滤、反
渗透的应用
例 3 苹果汁澄清常规方法 A与
膜处理方法 B的比较
A B
思考题
? 膜分离的种类主要有哪些？各自的分离
范围和原理是什么？
? 举例说明膜浓缩的应用。假设一食品体
系中含有大分子的多糖（分子量大于 10
万），蛋白质（分子量 5万左右），低分
子多肽，低聚糖（聚合度小于 10），单
糖和矿物质，请问如何分离并浓缩？
二、蒸发
1,蒸发原理
传热与传质
热量与质量的平衡原理
影响传热因素（温差、传热
面沉淀、界面膜
2,影响蒸发经济性的因素
? 由于发泡和夹带等引起的物料损失
? 能量消耗，减少能量消耗的方法
– 二次蒸汽再压缩
– 二次蒸汽再加热
– 多效蒸发（多效系统的数量取决于节省的能
量与操作费用的增加比较）
表 不同蒸发方式的蒸汽消耗
蒸汽消耗（ Kg/Kg蒸发水）
效数 不带二次蒸汽压缩 带二次蒸汽压
缩
1 1.1 0.6
2 0.3 0.4
3 0.4 0.3
3,蒸发设备
4,蒸发对食品的影响
? 风味
– 风味物质损失
? 解决方法包括 A将浓缩物与部分新鲜物料混合，
以提高风味； B风味物质回收
– 风味劣变
? 颜色
– 加深
? 营养物质损失
表 在浓缩和 UHT杀菌乳中的维生素损失
产品
损失（ %）
硫胺素 VB6 VB12 叶酸 VC
蒸发浓
缩牛乳
20 40 80 25 60
甜炼乳 10 <10 30 25 25
UHT杀
菌乳
<10 <10 <10 <10 <25
5,蒸发设备的选择
? 操作能力
? 物料需要浓缩的程度
? 物料的热敏性
? 是否需要回收风味物质
? 清洁的容易程度
? 操作的方便性
? 相对于蒸发能力的蒸发器大小
? 相对于蒸发能力和产品质量的操作费用
三 冷冻浓缩
? 冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平衡
原理的一种浓缩方法。
? 采用冷冻浓缩方法，溶液在浓度上是有限度的
（溶质浓度不能超过低共熔浓度）。
? 操作包括两个步骤，首先是部分水分从水溶液
中结晶析出，而后将冰晶与浓缩液加以分离。
? 特别适合于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质
因加热所造成的挥发损失。
思考题
? 常用的浓缩方法有哪些？如何选择合理
的浓缩途径？
第三节 干燥
一,食品干制的基本原理
1,食品水分的吸收和解吸
2,食品干制过程特性
（ 1）干燥曲线
– 干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线
– 干燥时，食品水分在短暂的平衡后，出现快速下降，几乎时直线下降，当
达到较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水
分。
（ 2）干燥速率曲线
– 随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒率
干燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含
量恒定，也就是说水分从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
（ 3）食品温度曲线
– 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
? 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。
? 外部很容易理解，取决于温度、空气、湿度、
流速以及表面蒸发面积、形状等
? 那么内部水分扩散速率的影响因素或决定因
素是什么呢？
二、干燥机制
温度梯度 表面水分扩散到空气中
T T-ΔT
内部水分转移到表面
M-ΔM
M
水分梯度 Food H2O
? 干制过程中潮湿食品食品表面水分受热
后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，
而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩
散，此时表面湿含量比物料中心的湿含
量低，出现水分含量的差异，即存在 水
分梯度 。水分扩散一般总是从高水分处
向低水分处扩散，亦即是从内部不断向
表面方向移动。这种水分迁移现象称为
导湿性 。
? 同时，食品在热空气中，食品表面受热
高于它的中心，因而在物料内部会建立
一定的温度差，即 温度梯度 。温度梯度
将促使水分（无论是液态还是气态）从
高温向低温处转移。这种现象称为 导湿
温性 。
1,导湿性
水分梯度
若用 W绝 表示等湿面湿含量或水分含量
（ kg/kg干物质），则沿法线方向相距 Δn
的另一等湿面上的湿含量为 W绝 +Δ W绝,
那么物体内的水分梯度 grad W绝 则为：
grad W绝 = lim （ Δ W绝 /Δn） = W绝 / n
Δn 0
W绝 —— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
grad W绝
I
图 湿度梯度影响下水分的流向
W绝 +Δ W绝 W绝
? 导湿性引起的水分转移量可按照下述公
式求得：
i水 = -Kγ0（ W绝 / n） = -Kγ0 W绝 千克 /米 2·小时
其中,i水 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg/kg干物质 ·米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 2·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 2 ）
W绝 —— 物料水分（ kg/kg干物质）
水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负
号。
需要注意的一点是：
? 导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，
它随着物料温度和水分而异。
物料水分与导湿系数间的关系
? K值的变化比较复杂。当
物料处于恒率干燥阶段时，
排除的水分基本上为渗透
水分，以液体状态转移，
导时系数稳定不变（ DE
段）；再进一步排除毛细
管水分时，水分以蒸汽状
态或以液体状态转移，导
湿系数下降（ CD段）；再
进一步为吸附水分，基本
上以蒸汽状态扩散转移，
先为多分子层水分，后为
单分子层水分。
物料水分 W绝 （ kg/kg绝干物质）
A
C
D E
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图物料水分和导湿系数间的关系
Ⅰ —吸附水分 Ⅱ — 毛细管水分
Ⅲ —渗透水分
导湿系数与温度的关系
图的启示：
? 若将导湿性小的物料在
干制前加以预热，就能
显著地加速干制过程。
? 因此可以将物料在饱和
湿空气中加热，以免水
分蒸发，同时可以增大
导湿系数，以加速水分
转移。
K3 102=(T/290)14
温度（ ℃ ）
图 硅酸盐类物质温度和
导湿系数的关系
2,导湿温性
? 在 对流干燥 中，物料表面受热高于它的
中心，因而在物料内部会建立一定的 温
度梯度 。温度梯度将促使水分（不论液
态或气态）从 高温处向低温处转移 。这
种现象称为 导湿温性 。
导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象。
? 高温将促使液体粘度
和它的表面张力下降，
但将促使蒸汽压上升，
而且毛细管内水分还
将受到挤压空气扩张
的影响。结果是毛细
管内水分将顺着热流
方向转移。
T T+ΔT
T/ n
i
内 表面
图 温度梯度下水分的流向
n
导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯
度成正比。
? 它的流量可通过下式计算求得：
i温 = -Kγ0δ（ T/ n）
其中,i温 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg/kg干物质 ·米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 2·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 2 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（ 1/℃,或 kg/kg干物
质 3 ℃ ）
导湿温系数就是温度梯度为 1℃ /米时物料
内部能建立的水分梯度，即
W T
? δ= -
n n
导湿温性和导湿性一
样，会因物料水分
的差异（即物料和
水分结合状态）而
异。
导湿温性
δ（
1/℃
）
O
A
B
物料水分 W（ %）
Ⅱ
Ⅰ
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯
度和温度梯度存在，因此，水分流动的方
向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果。
以上我们讲的都是热空气为加热介质。
? 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲
线将会变化。
思考题
1,干燥机制
2,预测微波干燥的干制过程特性
3,如果想要缩短干燥时间，该如何从机制
上控制干燥过程？
3、影响干制的因素
? 干制过程就是水分的转移和热量的传递，
即温湿传递，对这一过程的影响因素主
要取决于干制条件（由干燥设备类型和
操作状况决定）以及干燥物料的性质。
1,干制条件的影响
A,温度
对于用空气作为干燥介质时，提高空气温度，干燥加快。
? 由于温度提高，传热介质和食品间的温差越大，热量向食
品传递的速率越大，水分外逸速率因而加速。
? 对于一定湿度的空气，随着温度的提高，空气相对饱和湿
度下降，这会使水分从食品表面扩散的驱动力更大。
? 另外，温度高，水分扩散速率也加快，使内部干燥也加速
? 注意：若以空气作为加热介质，温度并非主要因素，因为
食品内水分以水蒸汽状态从它表面外逸时，将在其表面形
成饱和水蒸汽层，若不及时排除掉，将阻碍食品内水分进
一步外逸，从而降低了水分的蒸发速度，故温度的影响也
将因此而下降 。
B 空气流速
? 空气流速加快，食品干燥速率也加速。
? 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷
空气而吸收较多的水分；
? 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气
带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；
? 同时还因和食品表面接触的空气量增加，而显
著加速食品中水分的蒸发。
C 空气相对湿度
? 脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气
相对湿度越低，食品干燥速率也越快。近于饱
和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空
气差。饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食
品的蒸发水分。
? 脱水干制时，食品的水分能下降的程度也是由
空气湿度所决定。食品的水分始终要和周围空
气的湿度处于平衡状态。
? 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各
种食品的吸湿等温线上寻找 。
D 大气压力和真空度
操作条件对于干燥的影响
条件 恒率阶段 降率阶段
温度上升 干燥速率增加 干燥速率增加
空气流速上升 干燥速率增加 无变化
相对湿度下降 干燥速率增加 无变化
真空度上升 干燥速率增加 无变化
E 蒸发和温度
? 干燥空气温度不论多高，只要由水分迅
速蒸发，物料温度一般不会高于湿球温
度。
? 若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品
的温度将随之而上升。
? 脱水食品并非无菌。
（ 2）, 食品的性质的影响
A 表面积
B 组分定向
C 细胞结构
D 溶质的类型和浓度
4、合理选用干制工艺条件
? 食品干制工艺条件主要由干制过程中控
制干燥速率、物料临界水分和干制食品
品质的主要参变数组成。
– 比如。以热空气为干燥介质时，其温度、相
对湿度和食品的温度时它的主要工艺条件。
? 最适宜的干制工艺条件为：使干制时间
最短、热能和电能的消耗量最低、干制
品的质量最高。 —它随食品种类而不同。
如何选用合理的工艺条件：
? 使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水分
扩散速率，同时力求避免在食品内部建立起和湿度
梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部的水
分扩散速率。
? 恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证食品表面的
蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，
允许尽可能提高空气温度。
? 降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它
能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品
表面过度受热，导致不良后果。
? 干燥末期干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水
分加以选用。
三 干制对食品品质的影响
1,干制过程中食品的主要变化
（ 1）物理变化
– 干缩
– 表面硬化
– 多孔性
– 热塑性
（ 2）化学变化
? 营养成分
– 蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素
? 色素
– 色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递
可见光的能力）
– 天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素
– 褐变
? 风味
– 引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去处
– 热会带来一些异味、煮熟味
– 防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物
质，使风味固定
2,干制品的复原性和复水性
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是
衡量干制品品质的重要指标。
– 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后
在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、
结构、成分以及可见因素（感官评定）等各
个方面恢复原来新鲜状态的程度
– 干制品的复水性：新鲜食品干制后能重新吸
回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程
度来表示
– 复水比,P109
– 复重系数：
食品的干制方法的选择
? 干制时间最短、费用最低、品质最高
? 选择方法时要考虑：
– 不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、
颗粒
– 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热
传递的感受性
– 最终干制品的用途
– 消费者的要求不同
四,食品的干制方法
干制方法可以区分为自然和人工干燥两大
类
– 自然干制：在自然环境条件下干制食品的方
法：晒干、风干、阴干
– 人工干制：在常压或减压环境重用人工控制
的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设
备
? 人工干制：空气对流干燥设备、真空干
燥设备、滚筒干燥设备 （ P50）
一、空气对流干燥
? 空气对流干燥时最常见的食品干燥方法，这类干燥
在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气
则自然或强制地对流循环。
? 流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发
水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添
补充加热装置
? 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现
恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此干制过程重控
制好空气的干球温度就可以改善食品品质。
1,柜式干燥设备
? 特点：
– 间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高
? 操作条件：
– 空气温度 <94℃,空气流速 2-4m/s
? 适用对象
– 果蔬或价格较高的食品
– 或作为中试设备，摸索物料干制特性，为确
定大规模工业化生产提供依据
2,隧道式干燥设备
? 一些定义：
– 高温低湿空气进入的一端 ——热端
– 低温高湿空气离开的一端 ——冷端
– 湿物料进入的一端 ——湿端
– 干制品离开的一端 ——干端
– 热空气气流与物料移动方向一致 ——顺流
– 热空气气流与物料移动方向相反 ——逆流
（ 1）逆流式隧道干燥设备
? 湿端即冷端，干端即热端
– 湿物料遇到的是低温高湿空气，虽然物料含有高水
分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这样不易出
现表面硬化或收缩现象，而中心有能保持湿润状态，
因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂 ——适合
于干制水果
– 干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，虽
然遇到的是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，
因此物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。
此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了
避免焦化，干端处的空气温度不易过高，一般不宜
超过 66-77℃ 。
– 由于在干端处空气条件高温低湿，干制品的平衡水
分将相应降低，最终水分可低于 5%
注意问题
? 逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为
低温高湿的空气中，湿物料水分蒸发相
对慢，若物料易腐败或菌污染程度过大，
有腐败的可能。
? 载量过大，低温高湿空气接近饱和，物
料增湿的可能
（ 2）顺流隧道式干燥
? 湿端即热端,冷端即干端
? 湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降
比较大，可允许使用更高一些的空气温度如 80-90℃,
进一步加速水分蒸干而不至于焦化。
? 干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制
品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到 10%以下，
因此吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。
? 顺流干燥，国外报道只用于干制葡萄。
（ 3）双阶段干燥
? 顺流干燥：湿端水分蒸发率高
? 逆流干燥：后期干燥能力强
? 双阶段干燥：取长补短
– 特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好
– 用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）
– 现在还有多段式干燥设备，有 3,4,5段等，有广
泛的适应性。
3,输送带式干燥
? 特点
– 操作连续
化、自动
化、生产
能力大
4,气流干燥
? 用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在
热空气中干燥
? 适用对象：水分低于 35%~40%的物料
? 例糯米粉、马铃薯颗粒
5,流化床干燥
? 使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓
慢沸腾状态（与液态相似）。
? 适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒
后二段干燥）
6,仓贮干燥
? 适用于干制那些已经用其他干燥方法去
除大部分水分而尚有部分残余水分需要
继续清除的未干透的制品。
? 如将蔬菜半干制品中水分从 10~15%降到
3~6%
? 优点：比较经济而且不会对制品造成热
损害。
7.泡沫干燥
? 工作原理：将液态或浆质态物料首先制
成稳定的泡沫料，然后在常压下用热空
气干燥。
– 造泡的方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加
发泡剂
? 特点：接触面大，干燥初期水分蒸发快，
可选用温度较低的干燥工艺条件
? 适用对象：水果粉，易发泡的食品。
8,喷雾干燥
? 喷雾干燥就是将
液态或浆质态的
食品喷成雾状液
滴，悬浮在热空
气气流中进行脱
水干燥过程
? 设备主要由雾化
系统、空气加热
系统、干燥室、
空气粉末分离系
统、鼓风机等主
要部分组成。
（ 1）常用的喷雾系统有两种类型
? 压力喷雾：液体在高压下（ 700-1000kPa）下送
入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成
雾状，一般这种液滴颗粒大小约 100-300μm，
其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来
控制。
? 离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（ 5000-
20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的
孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小 10-500μm。
二、滚筒干燥
? 特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，
可使物料固形物从 3-30%增加到 90-98%，
表面湿度可达 100-145℃,接触时间 2秒 -
几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味
? 适用对象：浆状、泥状、液态，一些受
热影响不大的食品，如麦片、米粉
三、真空干燥
? 基本结构：干燥箱、真空系统、供热系
统、冷凝水收集装置
? 特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有
时可使被干燥物料膨化。
? 适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳
精
四、冷冻干燥
? 冷冻干燥的条件：
? 冻结方法：自冻法，预冻法
? 冷冻干燥的温度变化
– 初级干燥阶段
– 二级干燥阶段
? 冷冻干燥特点
思考题
? 干制条件主要有哪些？他们如何影响湿
热传递过程的？（如果要加快干燥速率，
如何控制干制条件）
? 影响干燥速率的食品性质有哪些？他们
如何影响干燥速率？
? 合理选用干燥条件的原则？
? 食品的复水性和复原性概念
第三章 食品的热加工与杀菌
引言
? 热加工方法
1,杀菌 (sterilization) —— 將所有微生物及孢子，
完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。
要由于有些罐头食品内容物传热速度相当慢，可能
需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，这
时食品品质可能以劣变到无法食用。
2,商業杀菌法 (commercial sterilzation) ——
將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生
物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，
在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保
质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法
称为商业灭菌法。
3.巴氏杀菌法 (Pasteurization)—— 在 100℃
以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死
病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败
菌，因此巴氏杀菌产品没有在常温下保存期
限的要求。
4.热烫 (Blanching)—— 生鲜的食品原料迅速
以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。
其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少
微生物数量。
第一节 热加工原理
一,罐头食品的腐败及腐败菌
? 凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败
菌。
? 曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在
725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的
罐头各占 20%,10%,8%、和 3%。大多数罐头中出现
的细菌为需氧性芽孢菌，曾偶尔在果蔬罐头中发现霉
菌孢子，却未发现酵母菌。但这些罐头并未出现有腐
败变质的现象。
? 这主要是罐内缺氧环境抑制了它们生长繁殖的结果。
若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质
现象。 ——商业无菌
? 若正常加工和杀菌的罐头，若在贮藏运输中发生变质
时，就应该找出腐败的根源，采取根除措施。
? 事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现腐
败菌也各有差异。
? 各种腐败菌的生活习性不同，故应该不同的杀
菌工艺要求。
? 因此，弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择
合理加热和杀菌工艺，避免贮运中罐头腐败变
质的首要条件。
1,食品 pH值与腐败菌的关系
? 各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种
食品的酸度或 pH值也各有差异。
? 根据腐败菌对不同 pH值的适应情况及其耐热
性，罐头食品按照 pH不同常分为四类：低酸
性、中酸性、酸性和高酸性
? 在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线
以 pH4.6为界线。
? 任何工业生产的罐头食品中其最后平衡 pH值
高于 4.6及水分活度大于 0.85即为低酸性食品。
表 3-1 各种常见罐头食品的 pH值
罐头食品 pH值 罐头食品 pH值
平均 最低 最高 平均 最低 最高
苹果 3.4 3.2 3.7 番茄汁 4.3 4.1 4.4
杏 3.6 3.2 4.2 芦笋（绿） 5.5 5.4 5.6
红酸樱桃 3.5 3.3 3.8 青刀豆 5.4 5.2 5.7
葡萄汁 3.2 2.9 3.7 黄豆猪肉 5.6 5.0 6.0
橙汁 3.7 3.5 4.0 蘑 菇 5.8 5.8 5.9
酸渍黄瓜 3.9 3.5 4.3 青豆 6.2 5.9 6.5
菠萝汁 3.5 3.4 3.5 马铃薯 5.5 5.4 5.6
番茄 4.3 4.6 4.6 菠菜 5.4 5.1 5.9
表 3-2 罐头食品按照酸度的分类
酸度级
别
pH值 食品种类 常见腐败
菌
热力杀菌
要求
低酸性 5.0以
上
虾、蟹、贝类、禽、牛肉、
猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、
青豆、青刀豆、笋
嗜热菌、
嗜温厌氧
菌、嗜温
兼性厌氧
菌
高温杀菌
105~121℃
中酸性 4.6~5.0 蔬菜肉类混合制品、汤类、
面条、沙司制品、无花果
酸性 3.7~4.6 荔枝、龙眼、桃、樱桃、
李、苹果、枇杷、梨、草
莓、番茄、什锦水果、番
茄酱、各类果汁
非芽孢耐
酸菌、耐
酸芽孢菌
沸水或
100℃ 以下
介质中杀
菌
高酸性 3.7以
下
菠萝、杏、葡萄、柠檬、
果酱、果冻、酸泡菜、柠
檬汁、酸渍食品等
酵母、霉
菌、酶
? 罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。
? 肉毒杆菌有 A,B,C,D,E,F六种类型，食品中常
见的有 A,B,E三种。其中 A,B类型芽孢的耐酸性较
E型强。
? 它们在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，对人
的致死率可达 65%。
? 肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，
主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。
? 罐头内的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜，因
此罐头杀菌时破坏它的芽孢为最低的要求。
? pH值低于 4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，它只有
在 pH大于 4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。
? 故肉毒杆菌能生长的最低 pH值成为两类食品分界的标
准线。
? 在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热的
厌氧腐败菌如 P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌的菌
株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐
头杀菌时供试验的对象菌。 ——如此确定的杀
菌工艺条件显然将有进一步提高罐头杀菌的可
靠性。
? 不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平
酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌
工艺条件才会完全遭到破坏。
? 另外，由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸
性食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食
品一类。
? 食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽
孢杆菌在 pH低于 3.7时仍能生长，因此 pH3.7就
成为这两类食品的分界线。
? 酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢
杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中
的腐败菌要差得多。
? 高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低
的耐酸性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时
该类食品中的酶比腐败菌显示出更强的耐热性，
所以酶的钝化为其加热的主要问题。例如酸黄
瓜罐头杀菌就是这样。
? 食品中常见腐败菌见表 P386-390
2,常见的罐头食品腐败变质的现象和原因
? 罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平
盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质的现象。
此外还有中毒事故。
（ 1）胀罐
? 原因
? 出现细菌性胀罐的原因
? 低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数
属于
– 专性厌氧嗜热芽孢杆菌。
– 厌氧嗜温芽孢菌。
? 酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温
芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭
状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、
番茄罐头中。
? 高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及
乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。
（ 2）平盖酸坏
– 外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味,pH可
能可以下降到 0.1-0.3
– 导致平盖酸坏的微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到
酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也不一定能
分离出来。
– 平酸菌在自然界中分布很广。糖、面粉及香辛料是常
见的平酸菌污染源。
– 低酸性食品中常见的平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌
– 酸性食品中常见的平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄
制品中重要的腐败变质菌。
（ 3）黑变或硫臭腐败
? 在细菌的活动下，含硫蛋白质分解并产
生唯一的 H2S气体，与罐内壁铁发生反应
生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品
上，以致食品发黑并呈臭味
? 原因是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有
在杀菌严重不足时才会出现。
（ 4）发霉
? 一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真
空度过低时才有可能在低水分及高浓度
糖分的食品表面生长
（ 5）产毒
? 如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等
? 从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，
其余均不耐热。
? 因此，为了避免中毒，食品杀菌时必须
以肉毒杆菌作为杀菌对象加以考虑
思考题
? 低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？
为什么？
? 罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐
头食品腐败变质的原因有哪些？
二、微生物的耐热性
? 微生物对热的敏感性常受各种因素的影
响，如种类、数量、环境条件等
? 鉴定微生物的死亡，常以它是否失去了
繁殖与变异能力为标准。
1,影响微生物耐热性的因素
（ 1）菌种与菌株
– 菌种不同、耐热性不同
– 同一菌种，菌株不同，耐热性也不同
– 正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽
孢弱
– 各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌
氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。
– 同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、
培育条件、贮存环境的不同而异
（ 2）热处理前细菌芽孢的培育和经历
– 生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐
败菌及其芽孢所处的生长环境对他们的耐热
性有一定影响
– 在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具
有较强的耐热性；在含有碳水化合物和氨基
酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；在高温
下培养比在低温下喂养形成的芽孢的耐热性
要强
– 菌龄与贮藏期也有一定影响
（ 3）热处理时介质或食品成分的影响
– 酸度
? 对大多数芽孢杆菌来说，
在中性范围内耐热性最强，
pH低于 5时细菌芽孢就不
耐热，此时耐热性的强弱
受其它因素控制
? 因此人们在加工一些蔬菜
和汤类时常常添加酸，适
当提高内容物酸度，以降
低杀菌温度和时间，保存
食品品质和风味。
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1
10
100
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(2
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)
pH3.5 pH4.5 pH5-7
98.9 121.1110
图 3-1 加热介质 pH对芽孢耐热性的影响
? 糖
– 高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保
护作用
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图 3-2 糖对细菌耐热性的影响
? 盐的影响
– 通常食盐的浓度在 4%以下时,对芽孢的耐热性有
一定的保护作用,而 8%以上浓度时,则可削弱其
耐热性,
– 这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异,
? 食品中其它成分的影响
– 淀粉对芽孢没有直接影响
– 蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性
– 脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用
– 如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大
大减弱芽孢的耐热性
（ 4）热处理温度
? 热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽
孢所需要的时间越短。
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10
100
1000
0 20 40 60
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图 3-3 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
表 3-3 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
100 1200 115 70 130 3
105 600 120 19 135 1
110 196 125 7
（ 5）原始活菌数
? 腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随
原始菌数而异，原始菌数越多，全部死
亡所需要的时间越长。
? 因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀
菌效果有直接的关系。
表 3-4 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
121℃ 时的
杀菌时间
（分钟）
玉米菌数平盖酸坏的百分率
无糖 60个平酸菌 /10
克食糖
2500个平酸菌 /10
克糖
70 0 0 95.8
80 0 0 75
90 0 0 54.2
注意
? 微生物在热力作用下的死亡特性既然是
各种因素综合影响的结果，那么，对腐
败菌耐热性作比较时就应指出比较时所
处的条件。
? 利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食
品的杀菌程度时，测定对象菌耐热性所
处的条件和环境应和该罐头食品所含成
分基本一致。
2,有关细菌耐热性的特性
（ 1）热力致死速率曲线或活菌
残存数曲线
– 微生物及其芽孢的热处理死亡
数是按指数递减或按对数循环
下降的。
– 若以纵坐标为物料单位值内细
胞数或芽孢数的对数值，以横
坐标为热处理时间，克得到一
直线 ——热力致死速率曲线或
活菌残存数曲线
10
100
1000
10000
0 1 2 3 4 5
?ó è ê±?? ￡¨2? ?
??
oá
éy
??
??
êy
图 3-4 热力致死速率曲线
D
D D D D D
（ 2） D值
? 图 3-4表明，直线横过一个对数循环时所需要
的时间（分钟）就是 D值（ Decimal reduction
time）。也就是直线斜率的倒数。直线斜率实
际反映了细菌的死亡速率。
? D值的定义就是在一定的处理环境中和在一定
的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死
90%原有残存活菌数时所需要的时间。
? D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌
的耐热性越强。
? 因此 D值大小和细菌耐热性的强度成正比。
? 注意,D值不受原始菌数影响
? D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所
处的环境和其它因素而异。
表 3-5 瞬间加热和冷却条件下单位时间为 D
时的细菌死亡速率
单位时间为 D时的加热时间（分钟） 单位容积残存活菌数
0D 104
1D 103
2D 102
3D 101
4D 100
5D 10-1
6D 10-2
7D 10-3
8D 10-4
? 从表 3-5可以看出，从 5D以后，为负指
数，也就是说有 1/10~1/10000活菌残存
下来的可能。
? 细菌和芽孢按分数出现并不显示，这只
是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。
? 实际上，这应该从概率的角度来考虑，
如果 100支试管中各有 1ml悬浮液，每 ml
悬浮液中仅含有 1个芽孢，经过 5D处理
后，残存菌数为 10-1，即 1/10活 10100，
也就是 100支试管中可能有 90支不再有活
菌存在，而 10支尚有活菌的可能。
? D值可以根据图 3-4中直线横过一个对数
循环所需的热处理时间求得。当然也可
以根据直线方程式求得，因为它为直线
斜率的倒数，即：
t
D=
log a – log b
? 例：
100℃ 热处理时，原始菌数为 13 104，热处
理 3分钟后残存的活菌数是 13 101，求该
菌 D值。
3
D= = 1.00
log1.03 104 –log1.03 10
即 D 100℃ 或 D110=1.00
（ 3）热力致死时间曲线（ TDT曲线）
? Thermal Death Time：
热力温度保持恒定不
变，将处于一定条件
下的悬浮液或食品中
某一菌种的细胞或芽
孢全部杀死所必需的
最短热处理时间。
1
10
100
1000
95 100 105 110 115 120 125
é±?ú ?? ?è ( ?? )
é±?ú
?ó
èè
ê±??
(
2
?
?ó
)
图 3-5热力致死时间曲线
Z
? 细菌的热力致死时间随致死温度而异。
它表示了不同热力致死温度时细菌芽孢
的相对耐热性。
? 与热力致死速率曲线一样，若以热处理
温度为横坐标，以热处理时间为纵坐标
（对数值），就得到一条直线，即热力。
? 表明热力致死规律同样按指数递降进行。
? Z值的概念：直线横过一个对数循环所需
要改变的温度数（ ℃ ）。
? 换句话说,Z值为热力致死时间按照 1/10，
或 10倍变化时相应的加热温度变化
（ ℃ ）。
? Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果
就越小。
? 通常用 121℃ （国外用 250F° 或 121.1℃ ）作
为标准温度，该温度下的热力致死时间用符
号 F来表示，并称为 F值。
? F值的定义就是在 121.1℃ 温度条件下杀死 一
定浓度 的细菌所需要的时间 —— F值与原始
菌数是相关的。
? t1 T2-T1
Log — = ———— 若 T2=121.1℃,则 t2=F
t2 Z
（ 4）热力指数递减时间（ TRT）
? 为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因
素考虑在内，将 D值概念进一步扩大，提
出了热力指数递减时间（ TRT）概念。
? TRT定义就是在任何特定热力致死温度
条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度
如 10-n（即原来活菌数的 1/10n）时所需
要的热处理时间（分钟）。
? TRTn=nD 即曲线横过 n个对数循环时所需
要的热处理时间。
? TRTn值与 D值一样不受原始菌数的影响。
? TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡
情况建立了基础。
? 如 121℃ 温度杀菌时 TRT12=12D，即经
12D分钟杀菌后罐内致死率为 D值的主要
杀菌对象 ——芽孢数将降低到 10-12。
（ 5）仿热力致死时间曲线
? 纵坐标为 D对数
值，横坐标为加
热温度，加热温
度与其对应的 D
对数值呈直线关
系。
1
10
100
1000
95 100 105 110 115 120 125
?ó è ?? ?è ( ?? )
D
?μ
(
2
?
?ó
)
Z
图 仿热力致死时间曲线
? t1 T2-T1
Log — = ———— 若 T2=121.1℃,则 t2=F
t2 Z
? 假定 T1温度下的 D值已知，则,t1= nD
则 D,F,Z值之间的关系可以通过下式转换。
nD 121-T F
Log —— = ———— 或 D = — 3 10 （ 121-T） /Z
F Z n
? 这样，已知 T温度下的 D值,Z值，再针
对罐头产品需要确定 n值后，就可计算得
到相应的 F值。
? n值并非固定不变，要根据工厂和食品的
原始菌数或着污染菌的重要程度而定。
? 比如在美国，对肉毒杆菌，要求 n=12，
对生芽梭状芽孢杆菌,n=5。
三、酶的耐热性
? 罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温
瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现
了因酶活动而引起的变质问题。
? 过氧化物酶、果胶酯酶
? 酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，
例牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测
定的结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理
时的钝化程度和废结合菌及其他病原菌热处理
时的死亡程度相互一致。
思考题
? 影响微生物耐热性的因素主要有哪些？
? D值,Z值,F值的概念是什么？分别表
示什么意思？这三者如何互相计算？
四、热加工对食品品质的影响
1,植物来源的包装制品
– 热加工和产品贮存时的物理 -化学变化决定
了产品的质量
– 一般在贮存时发生的质量变化相对于热加工
来说比较小。
– 热加工对食品品质的影响取决于热加工的时
间和温度，以及食品的组成和性质以及其所
处的环境。
（ 1）质构
? 在植物材料的热处理过程中有两种类型
的质构破坏
– 半透膜的破坏
– 细胞间结构的破坏并导致细胞分离
? 其他变化包括
– 蛋白质变性
– 淀粉糊化
– 蔬菜和水果软化
? 为了提高罐藏产品的硬度一系列措施：
（ 2）颜色
? 产品的颜色取决于天然色素或外加色素
的状态和稳定性以及加工和贮藏过程中
的变色反应。
? 在水果和蔬菜中
– 叶绿素脱镁
– 胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从 5,6环氧
化变成 5,8环氧化）
– 花青素将降解成灰色的色素
? 花青素事实上对热相当稳定的色素，但
它可以参加很多反应，使水果变色
? 黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可与铁
形成黑色。
? 类胡萝卜素大多是脂溶性的，而且是不
饱和化合物，通常容易氧化而导致变色
和变味。
? 除了色素的氧化、降解,Maillard反应也
会导致加工和贮藏过程产品的变色。
（ 3）风味
? 通常加热不改变基本的风味如甜、酸、苦、
咸
? 风味变化的一个重要来源是脂肪氧化 ——
特别是豆类、谷物
? Millard反应也会改变一些风味
? 加热过程也会使一些风味物质挥发或改变
（ 4）营养素
? 加热过程营养素的损失,doc
2,动物来源的包装食品
（ 1）颜色
– 肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色
变成红褐色
– Maillard反应和 Caramelization反应也会改
变颜色
– 腌制过程会改变颜色
– 肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加
色素校正
（ 2）质构
? 肌肉收缩和变硬
? 变软
? 改善方法：
（ 3）营养素
? 氨基酸损失可能达到 10-20%
? 维生素主要是硫胺素损失 50-70%，泛酸
20-35%，但维生素损失的变动很大，取
决于容器中的氧气、预处理方法（是否
去皮、切片）或热烫
热加工对营养成分和营养价值
的影响
? 工业上用于食品的加热方法，包括烹调、
热烫、巴氏杀菌和商业杀菌。
? 要定量或者预言在以上操作过程中营养
成分受热破坏的程度，是很困难的，但
是，对于加工过程中具有特定目的的其
它工业操作，能够设计出最大限度保存
营养素的加工方法。对此，定量地说明
加热对营养素的影响是很有必要地。
? 加热的理想效果概括如下：
– 食品特性的改善，
– 杀死微生物；
– 灭酶；
– 改善营养素的可利用率；
– 破坏不合需要的食品成分
? 不希望的影响包括六大类营养素的变化
– 蛋白质
– 碳水化合物
– 脂肪：
– 维生素：
– 矿物质：
? 对于加工过程，除了考虑热本身对产品
中营养素的破坏外，还要考虑其它因素
如沥滤损失、氧化降解、对产品的损伤
等。
热烫对蔬菜中营养素的影响
方法 营养素 损失 %
水烫法 维生素 C 16-58
维生素 B2 30-50
维生素 B1 16-34
烟酸 32-37
蒸汽热烫 维生素 C 16-26
维生素 B6 21
? 对罐头和其它加工食品的研究，很大部
分几种在维生素 C和 B1的保存率上。
? 柑橘汁
– 橙汁,98%~99%
– 葡萄柚汁,97%
? 番茄汁
– 维生素 C的损失，是在有氧气存在下受热而破
坏的，在罐头加工过程中，除去氧气即可防止
损失。
– 以下是最大限度保存番茄汁中的维生素 C的建
议
热烫对蔬菜的影响
? 成熟度
? 热烫方法
? 热烫时间
? 热烫设备
? 罐内存在氧气与否
贮藏的影响
? 10-18℃ 贮藏 2年的罐头，营养素的保存率都在
80%以上
? 27℃ 对维生素 C和 B2会产生不利影响
? 高温会改变产品的性质，酸性食品比非酸性食
品更明显
? 贮藏过程维生素 C以缓慢的速度发生无氧破坏
? 含大量维生素 B1的肉类制品需要低温贮藏
五、带容器的食品热加工时间的
推算
1,罐头食品杀菌时间受到下列因素的影响：
– 食品中可能存在的微生物或酶的耐热性
– 食品的污染情况
– 加热或杀菌的条件
– 食品的 pH
– 罐头容器的大小
– 食品的物理状态
– 食品预期贮存条件
——因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的
耐热性以及热传递速率。
2,热传递速率
? 传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热
穿过容器然后进入食品。
? 一般表面热传递系数非常高，不是传热
的限制因素。影响热穿透食品的一些主
要因素如下：
（ 1）产品的类型
流体或带小颗粒的流体食品 ——对流传热
固体（肉、鱼等） ——传导
当然即使是流体食品由于粘度、比重、组成
成分的不同而有差别。
（ 2）容器的大小
比如：铁罐头和蒸煮袋
（ 3）容器是否被搅动
比如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别对一些
粘稠或半固体的食品（如茄汁黄豆）
（ 4）杀菌锅和物料的初温
（ 5）容器的形状：高容器快
（ 6）容器的类型：
金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快
3,传热速率的测定
? 利用热电偶测定食品冷点的温度
4、罐头食品的传热曲线
5,加热时间的推算
? 加热时间的推算主要有两种方法，分别
由 Ball和 Olson，以及 Stumbo发展的。
? 罐藏 ——杀菌公式,.doc
六、罐头食品的一般工艺过程
? 预备原料和包装材料
? 获得可食用部分
? 洗涤
? 分级
? 检验
? 热烫
? 排气
? 密封
? 杀菌和冷却
? 检验
1,排气
? 目的
– 阻止需氧菌及霉菌的发育生长
– 防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形
或破损，特别是卷边受到压力后，易影响其密封
性。
– 控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀
– 避免或减轻食品色香味的变化
– 避免维生素和其他营养素遭到破坏
– 有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐
? 方法
– 加热排气：冷装罐，在预定的排气温度中
（用蒸汽或热水加热的排气箱）加热使罐内
中心温度达到 70-90℃ （也有资料认为需要
达到 80-95℃ ）
? 排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真
空度的主要因素。
? 对于空气含量低的食品来说，主要是排除顶隙内
的空气，密封温度是关键性因素
? 对于空气含量高的食品来说，除了要达到预期密
封温度外，还应合理地延长排气时间。
– 热灌装：一般将食品加热到 70-75℃ （有资
料认为应达到 85 ℃ ）然后立即装罐密封
– 真空排气
? 真空封罐时真空密封室内的真空度和饿食品温度
是控制罐内真空度的主要因素
– 蒸汽喷射法
2,封口
? 罐身与罐盖或
罐底由封口机
进行卷封就形
成二重卷边。
? 卷边厚度（ T）：指卷边后五层铁皮总厚度和
间隙之和。一般可以用 T=2t身 +3t盖 +G来计算。
其中 t身 ——罐身铁皮厚度
t盖 ——罐盖铁皮厚度
G——卷边内部铁皮与铁皮间间隙大小，标准值为
0.15mm，最大值 0.25mm
? 卷边宽度（ W）：指卷边顶部至卷边下缘的尺
寸，可以采用 W=1.1 t盖 +BH+LC+1.5 t盖 来计算
? 埋头度（ C）：卷边顶部至盖平面的高度
? 罐身身钩（ BH）：罐身翻边弯曲后的长度
? 罐盖盖钩（ CH）：罐盖的圆边向卷边内部弯
曲的长度
? 间隙（ LC）：卷边内顶部空隙有盖钩空隙和
身钩空隙
? 叠接度（ a）：卷边内身钩和盖钩相互叠
接的长度，一般可以按照 a≈BH+CH+1.1 t
盖 -W
? 卷边重合率（ a/b）：身钩和盖钩重叠程
度用百分率表示。
b BH+CH+1.1t-W
— 3 100 = ————————
a W-（ 2.6 t盖 +1.1 t身 ）
叠接度或重合率一般应大于 45%或 50-55%
? 卷边外部技术标准
? 卷边内部技术标准
– 卷边紧密度：卷边内部盖身钩紧密结合程度，
凭经验判断
– 叠接度,45%或 50-55%以上
– 罐身钩边和底盖钩边不得有严重皱纹。
? 卷边质量问题参考书本 P366-367表 29
3,杀菌工艺条件的确定
? 杀菌操作过程中罐头食品的杀菌工艺条件主要由
温度、时间、反压三个主要因素组成。在工厂中
常用杀菌式表示对杀菌操作的工艺要求。
升温时间 —恒温时间 —降温时间 t1-t2-t3
——————————————反压 （ ———— P）
杀菌温度 T
? 要注意的是，杀菌锅温度声
高到了杀菌温度 T，并不意
味着罐内食品温度也达到了
杀菌温度的要求，实际上食
品尚处于加热升温阶段。对
流传热型食品的温度在此阶
段内常能迅速上升，甚至于
到达杀菌温度。而导热型食
品升温很慢，甚至于开始冷
却时尚未能达到杀菌温度。
? 冷却时需要加反压
（ 1）杀菌工艺条件 —— 温度和时间的选用
? 正确的杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部
杀死和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能
保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不
至于过度。
? 罐头食品合理的 F值可以根据对象菌的耐热性、
污染情况以及预期贮藏温度加以确定。
? 同样的 F值可以有大量温度 -时间组合而成的工
艺条件可供选用。
? 原则上，尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还
要根据酶的残存活性和食品品质的变化作选择。
（ 2）杀菌时罐内外压力的平衡
? 罐头食品杀菌时随着罐温升高，所装内
容物的体积也随之而膨胀，而罐内的顶
隙则相应缩小。罐内顶隙的气压也随之
升高。
? 为了不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，必须
利用空气或杀菌锅内水所形成的补充压
力以抵消罐内的空气压力，这种压力称
为 反压力 。
第二节 热烫
? 热烫通常用语在热杀菌、干燥和冷冻之间对一
些蔬菜或水果灭酶，同时也能起到软化组织、
清洁、减少微生物数量的作用。
? 只有少量的蔬菜（如洋葱、绿胡椒）不需要热
烫。不热烫或热烫不足会对品质造成很大损害。
– 多酚氧化酶、脂肪氧化酶、叶绿素酶
– 通常可以采用蔬菜中比较耐热的酶如过氧化氢酶、
过氧化物酶。
? 影响热烫时间的因素包括：
– 水果或蔬菜的类型
– 食品的体积大小
– 热烫温度
– 加热方法
热烫方法
? 采用饱和蒸汽加热，带饱和湿度的冷空气
冷却
? 采用饱和蒸汽加热，冷却水喷雾冷却
? 采用饱和蒸汽加热，流动水冷却
? 采用热水加热，带饱和湿度的冷空气冷却
? 采用热水加热，冷却水喷雾冷却
? 采用热水加热，流动水冷却
1,蒸汽热烫
? 蒸汽热烫操作最主要的问题是：
– 能量消耗的有效性
– 物料被加热的均匀性
（ 1）提高加热有效性的方法
设备 有效性 目的
在设备进出口分别采用水喷
淋
19% 为了冷却逃逸
的蒸汽
食品进出热烫设备时采用旋
转阀
27% 降低蒸汽损失
采用 Venturi阀重新利用蒸汽 31% 蒸汽再利用
快速单体热烫 86-91% 降低加热时间
（ 2）关于加热均匀性
? 传统的常用的热烫设备中，食品铺多层，加
热时均匀性总是比较差，当中间的食品达到
加热要求时，表层的物料就被加热过度。
? 单体快速热烫（ Individual quick blanching，
IQB）可以解决这个问题。
? 也可以采用批式流化床热烫机解决均匀性，
但该设备还没大规模商业化使用。
（ 2）热水热烫
? 各种热水热烫设备基本都是将物料置于
70-100℃ 热水中，一段时间后进行冷却
? 设备有转鼓式的、刮板式的、隧道式的，
等等，也有仿造 IQB蒸汽式的设备，热效
率很高。
第三节 巴氏杀菌
1,加热程度的确定
? 热处理程度的确定根据目标产品中对象
菌的耐热性而定。比如
– 牛奶巴氏杀菌就是基于 C.Burnetii的 D60，以
及 n=12（ 12个对数循环）
– 液态鸡蛋杀菌就是基于 S.Seftenberg的 D60，
n=9
? 如何检查热处理效应
– 采用微生物检测方法测试病原菌，这个方法
直接但昂贵而且费时
– 研究发现可以利用酶，比如
? 牛乳中的碱性磷酸酶与牛乳中的病原菌有类似的
D值，测试酶活力相对简单得多。
? 液态鸡蛋可以采用 α-淀粉酶活力。
? 事实上，除了一些特殊的产品（如啤
酒），一些采用传统的低温长时间巴氏
杀菌的产品如牛奶、果汁等，目前都纷
纷转用高温短时间加工工艺。
? 高温短时的加热条件有利于产品营养、
感官品质特别是维生素、风味和色泽的
保持。
2.设备
2.1 包装产品的巴氏杀菌
? 固态食品和一些液态食品（如啤酒、果
汁）是包装好后进行巴氏消毒的。
– 采用玻璃罐的，要注意容器爆裂。加热时，
容器与水的温度不能超过 20℃,冷却时温差
不超过 10℃ 。
– 采用金属罐或塑料罐，不论采用热水还是蒸
汽作为加热介质，破裂的危险都不大。
? 设备形式
– 类似热烫设备，比如隧道式的，加热介质可
以是蒸汽可以是热水，分多个区域，带热量
回收装置的。
2.2 未包装的液体产品的巴氏杀菌
? 一些低黏度的液体产品（如牛奶、乳制
品、果汁、液态鸡蛋等）通常使用连续
式的设备如：板式热交换器
? 一些产品（如果汁）需要在加热前脱气，
以防止氧化，通常可以采用真空脱气。
第四节 商业杀菌
一、包装食品的商业杀菌
1,批式
2,连续式
二、超高温杀菌（ UHT）
? 灌装在容器中后杀菌，一个主要的问题是热穿
透速率比较低。目前有一些方法用于提高热传
递速率，比如：
– 采用更薄的罐材料
– 采用旋转杀菌方法
– 升高杀菌温度 ——但不可行，因为带来对罐材料
要求更高，设备要求更高等问题
? 采用罐装前杀菌然后无菌罐装就能很好解决这
个问题,UHT指采用 132-143℃ 温度对未包装
的流体食品短时杀菌。
– UHT操作不需要考虑容器大小问题
– UHT唯一的问题是设备成本比较高，而且比较复
杂。
? UHT操作能很好地用于液态和带小颗粒的流
体食品，但对于含大块固体的流体食品，存在
很多问题：
– 若要将大块物料中心的酶杀死，那么表面会过度
受热
– 必须要采用搅动方法以提高传热速率并保持温度
均匀，但这样会导致食品外观破坏
– 至今仍缺乏相应的能包装含大块物料的流体的罐
装和容器
– 如果设备是管式的，无法进行保温。
? UHT设备特点：
? UHT设备分类
– 直接系统
– 非直接系统
– 其他系统
? 直接系统的优点
? 直接系统的缺点
? 间接系统
1,板式
– 缺点
– 优点
2,列管式
– 优点
– 缺点
3,刮板式
– 适合于高黏度的或带颗粒的物料
– 生产品种灵活
– 常用于水果沙司等
第四章 食品的低温处理与保藏
? 冷冻食品按保藏原理可分为两大类：
– 一类是冷藏制品, 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；
– 另一类是冻藏制品, 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 。
? 冷冻食品具有营养, 方便, 卫生和经济等特点, 是 50、
60年代发展起来的新型加工食品 。 它 70年代迅速发展,
80年代在世界上普及, 成为发展最迅速的食品产业,
到 90年代, 冷冻方便食品的产量和销量在有的发达国
家如美国已占全部食品的 50%以上, 逐步取代罐头食
品的首要地位, 跃居加工食品榜首 。
? 目前世界冷冻食品总产量已经超过 5000
万吨，人均消费约 10公斤。发达国家的
冷冻食品已形成规模化的工业生产，在
市场上普及，成为消费者生活中不可缺
少的食品。发展较快的国家有美国，欧
共体 13国，日本和澳大利亚等国。具体
各国家和地区的冷冻食品消费量见表 4-1，
冷冻食品种类分布见表 4-2。
表 4-1 冷冻食品消费量（万吨）
国家 95年 96年
消费量 人均（公斤） 消费量 人均（公斤）
美国 1512.3 1512.3 1650 60
欧共体 934 934 957 26.6
日本 202.4 202.4 215 17.1
台湾 32.02 32.02
中国 240 240 300 2.5
表 4-2冷冻食品消费种类分布 (万吨 )
水产类 畜禽类 果蔬类 调理食品 合计
美国 110 299 751 490 1650
欧共体 113.3 182.9 405 255.8 957
日本 10 2 86 117 215
? 我国冷冻食品的发展较晚,70年代初开始上海生产
速冻蔬菜和点心,80年代国内冷冻小包装分割肉、
禽、水产和速冻点心等产品出口与内销陆续增加。
? 随着我国经济发展，城镇化趋势加速，消费者对方
便食品需求日益增加，食品工业开始重视方便食品
开发，上海、天津、宁波、青岛、大连、广州相继
成立冷冻食品专业公司，从事冷冻方便食品的生产
和内外销，产量大增，品种也从传统的分割肉、禽、
水产及传统中式点心、速冻水饺、包子、汤圆、烧
卖等扩展到冷冻方便主食、各种菜肴、预制主副食
及各类小吃等等。
? 特别是 90年代以来，应超市发展的需要，冷冻食品
迅速发展，企业数和生产规模成倍增加。目前，全
国有冷冻食品企业 1000余家，产量约 300万吨，品种
发展到 100余种。
第一节 食品低温保藏的基本原理
? 食品冷冻保藏就是利用低温以控制微生
物生长繁殖和酶活动的一种方法。
一．低温对反应速度的影响
? 温度是物质分子或原子运动能量的度量,
当物质中热量被去除后, 物质的动能便
减少, 其组成物质的分子运动变缓 。 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 。
?反应速率随温度的变化可用温度商 Q10表示：
Kt+10
Q10=----------
Kt
式中 Kt是温度 t时的反应速度,Kt+10是温度为
(t+10℃ )时的反应速度。因此，温度商数 Q10表示
温度每升高 10℃ 时反应速度所增加的倍数。换言
之，温度商数表示温度每下降 10℃ 反应速度所减
缓的倍数。低温保藏的目的是抑制反应速度，所
以温度商越高，低温保藏的效果就越显著。
? 许多化学和生物反应中, 根据 Van,t hoff定律, Q10值
在 2和 3之间 。 举例来说, 假设其值为 2.5,则当温度
从 30℃ 降到 10℃ 时, 食品中的化学和生物反应速度
可减 6.25倍, 即允许保藏期约延长 6倍 。
? 但应当注意, 在广泛的温度范围内, Q10值是有变化
的, 最常见的是当冷却或冻结食品的温度接近冻结
点时, Q10值大大增加, 所以, 对冷却和冻结食品,
应考虑 Q10值有更大幅度, 即 2-16之间, 甚至更大些,
这取决于产品的性质, 温度范围和质量变化的类型 。
? 在一种食品中，经常不只是一种反应过程，而是伴
随着或相继地发生几种反应和过程。由于有些反应
过程可能起相反作用，所以，产品的稳定性并不随
温度的降低而增加，比如面包，其新鲜度在 8℃ 以上
随温度的下降迅速下降，这主要是由于淀粉老化的
结果。
二、低温对酶的影响
? 温度对酶的活性有很大影响，大多数酶的适应
活动温度为 30~40℃ 。高温可使酶蛋白变性、
酶钝化，低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。
? 大多数酶活性化学反应的 Q10值为 2~3。也就是
说温度每下降 10℃,酶活性就削弱 1/2~1/3。
? 虽然有些酶类，例如脱氢酶，在冻结中受到强
烈抑制，但大量的酶类即使在冻结的基质中仍
然继续活动，例如转化酶、脂酶、脂肪氧化酶，
甚至在极低温状态下还能保持轻微活性，只是
催化速度比较慢。比如，某些脂酶甚至在 -29℃
时还能起催化作用产生游离脂肪酸。
? 温度越低和贮藏期越长的规律并不是对
所有原料都适用。
– 有些原料会产生生理性伤害，如马铃薯、香
蕉、黄瓜等。
? 由于冷冻或冷藏不能破坏酶的活性，冻
制品解冻后酶将重新活跃，使食品变质。
– 有些速冻制品为了将冷冻、冻藏和解冻过程
中食品内不良变化降低到岁低限度，会采用
先预煮，破坏酶活性，然后再冻制。
三、低温对微生物的影响
1,低温与微生物的关系
（ 1）任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的
温度范围。温度越低，它们的活动能力也越
弱。
– 故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。
– 温度降低到最低生长点时，它们就停止生长并出
现死亡。
– 根据微生物的适宜生长温度范围可将微生物分为
三大类，嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。在低温贮藏
的实际应用中，嗜温菌、嗜冷菌是最主要的。
蜡状芽孢杆菌
肉毒杆菌
产气黄膜杆菌
大肠杆菌
李斯特菌
沙门氏菌
– 大多数食物的致毒性微生物类和粪便污染性菌都属于
嗜温菌类 。 粪便污染菌类可用作微生物 (卫生检验 )指
示剂, 当它们的含量超出一定范围时即可指示出食物
受致毒菌污染 。 通常食物致毒性菌在温度低于 5℃ 的
环境中即不易生长, 而且不产生毒素；毒素一旦产生
后, 是不能用降低温度来使之失去活性的 。
– 微生物菌落能在冷藏期间繁殖的，大多数属于嗜冷性
菌类，它们在 0℃ 以下环境中的活动有蛋白水解酶、
脂解酶和醇类发酵酶等的催化反应。由于大多数动物
性食品 (肉、禽、鱼 )的嗜冷菌主要是好氧性的，如果
加以包装或在厌氧条件下冷却贮存 (装满包装袋、空隙
部分抽真空或充二氧化碳、氮气等惰性气体 )可显著地
延长贮藏期。大多数蔬菜上的嗜冷菌为细菌和霉菌，
而水果上主要是霉菌和酵母。
（ 2）长期处于低温中的微生物能产生新的
适应性，这是长期低温培育中自然选育
后形成了多少能适应低温的菌种所得的
结果。
– 这种微生物对低温的适应性可以从微生物生
长时出现的滞后期缩短的情况加以判断。
2,低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
? 微生物的生长繁殖是和活动下物质代谢的结果。因
此温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓，微
生物的生长繁殖就随之减慢。
? 在正常情况下，微生物细胞内总生化变化是相互协
调一致的。但降温时，由于各种生化反应的温度系
数不同，破坏了各种反应原来的协调一致性，影响
了微生物的生活机能。
? 温度下降时，微生物细胞内原生质黏度增加，胶体
吸水性下降，蛋白质分散度改变，并且最后还可能
导致了不可逆性蛋白质变性，从而破坏正常代谢。
? 冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞内原生质或
胶体脱水，使溶质浓度增加促使蛋白质变性。
? 同时冰晶体的形成还会使细胞遭受机械性破坏。
3,影响微生物低温致死的因素
（ 1）温度的高低
– 冰点以上：微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，
虽然只有部分能适应低温的微生物和嗜冷的菌逐渐
增长，但最后也回导致食品变质。
– -8~-12℃,尤其 -2-5℃ （冻结温度）：此时微生物的
活动就会受到抑制或几乎全部死亡。
– -20~-25℃,微生物的死亡比 -8~-12℃ 时缓慢；当温
度急剧下降到 -20~-30℃ 时，所有生化变化和胶体变
性几乎完全处于停顿状态，以致细胞能在较长时间
内保持其生命力。
（ 2）降温速度
– 冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大
– 冻结时，缓冻将导致大量微生物死亡，而速
冻则相反。
（ 3）结合状态和过冷状态
– 急剧冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状
态，避免结晶形成固态玻璃体，就有可能避
免因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。
– 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时，
介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，
有利于保持细胞内胶体稳定性。（比如芽孢，
低温下稳定性比生长细胞高）
（ 4）介质
– 高水分和低 pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖、
盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用
（ 5）贮期
– 低温贮藏时微生物一般总是随着贮存期的增加而有
所减少；
– 但贮藏温度越低，减少的量越少，有时甚至没有减
少；
– 贮藏初期微生物减少的量最大，其后死亡率下降。
（ 6）交替冻结和解冻
– 理论上讲会加速微生物的死亡，但实际效果并不显
著。
4,冻制食品中病原菌控制问题
? 冻制食品并非无菌，因而就有可能含病原菌，
如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血
性链球菌、沙门氏菌等，因此病原菌的控制是
一个重要问题。
? 肉毒杆菌对低温有很强的抵抗力。
? 能产生肠毒素的葡萄球菌也常会在冻制蔬菜中
出现，但若将解冻温度降低至 4.4~10℃,则无
毒素出现。
? 参看 p126-127
思考题
? 冻藏和冷藏的概念
? 冷冻保藏的基本原理
? 低温对酶的影响
? 影响微生物低温致死的因素
? 低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
第二节 食品的冷藏
? 冷藏是将食品的品温降低到接近冰点，而不冻
结的一种食品保藏方法。
? 冷藏温度一般为 -2~15℃,而 4~8℃ 则为常用的
冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称为高温库。
? 过去它曾作为果蔬、肉制品短期贮藏的一种方
法，在商业上也只是在适当延长易腐食品及其
原料的供应时间及缓和季节性产品的加工高峰
时起一定作用。近年来，随着其它保藏技术的
发展，比如气调保藏，发酵，化学保藏，辐射
保藏及包装等技术的推广，冷藏技术与这些单
元操作结合，使很多制品如冷却肉、清洁菜、
冷藏的四季鲜果、鲜牛奶等等，以其新鲜、方
便的形象，逐渐在食品消费中占一席之地。
? 若冷藏适当，在一定的贮藏期内，对食
品的风味、质地、营养价值等不良影响
很小。比其他保藏加工手段如热处理、
干藏等带来的不良影响小。
? 对大多数食品来说，冷藏实际上是一种
效果比较弱的保藏技术。易腐食品如成
熟番茄的贮藏期为 7~10天，耐藏食品的
可长达 6~8个月。见表 p162。
? 有些热带和亚热带水果及部分蔬菜如果
在它们的冰点以上 3-10℃ 内储藏，会发
生冷害。
? 冷藏制品是否能成功地推向消费者除了
本身质量以外，最重要的是冷藏链是否
完善。冷藏链涉及到冷冻设备、高温库、
冷冻运输及冷柜零售。特别是一些低酸
性食品如新鲜或低温预煮的肉制品（如
西式火腿）、比萨饼、未包装的面团等，
它们极易被致病菌污染，因此必须在严
格控制的条件下制造、储藏和运输、销
售。
一、食品的冷却
（一）冷却方法
食品冷却的方法常用的有冷风冷却、冷水
冷却、接触冰冷却、真空冷却等，人们
根据食品的种类及冷却要求的不同，选
择其适用的冷却方法。
1.接触冰冷却
? 这种冷却效果是靠冰的融解潜热 （ 约
334720 kJ/kg） 。
? 用冰直接接触, 从产品中取走热量, 除
了有高冷却速度外, 融冰可一直使产品
表面保持湿润 。
? 这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和
一些水果，也用于一些食品如午餐肉的
加工。
? 食品冷却的速度取决于食品的种类和大
小、冷却前食品的原始温度、冰块和食
品的比例以及冰块的大小
? 食品冷却时的用冰量可以根据食品放热
量进行推算。食品的原始温度、气候状
况、运输距离、冷却方法，以及对食品
质量的要求等在确定用冰量时都是必须
考虑的因素。
2,空气冷却法
? 降温后的冷空气作为冷却介质流经食品
时吸取其热量，促使其降温的方法称为
空气冷却法。
? 在应用空气冷却时，主要的空气参数是
温度、速度和相对湿度。 （对某些食品
适用的冷却工艺条件见表 p138-139，以
及下表）
? 温度视食品的具体要求而定
? 相对湿度因种类、是否有包装而异
– 在食品无包装的情况下，因为存在干耗问题，
空气的相对湿度应当尽可能高。
? 风速一般 1.5~5.0m/s。
– 空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提
高而增加的，但动力消耗也与风速成正比，
所以高风速所需要的动力明显增加。虽然产
品表面传热系数只与风速成正比，但厚的产
品因为有较高的占控制地位的内部热阻，所
以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效，
故一般风速不大于 2-3米 /秒。
? 空气冷却一般适合于冷却果蔬、肉及其
制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制
品及糖果等。
? 为了抑制霉菌，必要时冷却前或冷却时
可在设施中进行果蔬烟熏。
? 冷空气降温方法
– 机械制冷
– 冰冷
3,水冷法
? 冷水冷却是通过低温水将需要冷却的食品冷却
到指定温度的方法。
? 冷水冷却比空气冷却有一些重要的优点，如避
免干耗，冷却速度快得多，需要的空间减少，
对于某些产品，成品质量较好。
? 但是大多数产品不允许用冷水冷却，因为外观
会受到损害，同时冷却以后难以储藏。
? 冷水冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬
菜。
? 冷却水中的微生物可以通过加杀菌剂如含氧化
合物的方法进行控制。
4.真空冷却
? 真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽
化潜热（约 2520kJ/kg），并以水蒸汽状态，按
质量传递方式转移此热量的，所蒸发的水可以
是食品本身的水分，或者是事先加进去的。
? 汽化要求使水沸腾。因为在常压下水的沸点是
100℃,低的沸腾温度只有用抽真空的办法才
能取得。
? 这种方法主要用于叶类蔬菜和蘑菇。消毒牛奶
和烹调后的土豆丁的瞬间冷却也要靠真空冷却。
? 这种方法是目前所有冷却方法中最迅速的。
（二）食品冷却时的冷耗量
? 如果食品内无热源存在，周围介质的温度稳定
不变，物体内各点的温度相同，即它们处于简
单冷却的情况下，冷耗量的计算如下：
Q=GC（ T初 -T终 ）
– Q——冷却过程中食品的散热量或冷耗量（千焦）
– G——被冷却食品的重量（千克）
– C——冻结点以上食品的比热（千焦 /千克,K）
– T初 ——冷却开始时食品的初温（ K）
– T终 ——冷却完成时食品的终温（ K）
? 关于比热（参看书本或 Food Engineering
Properties M.M.Rao）
? 食品内有热源
– 生化反应热
– 呼吸热
? 冷却率因素
? 安全系数
二、食品冷藏工艺
1、影响冷藏食品冷藏效果的因素
（ 1） 影响新鲜制品冷藏效果的因素有以下方
面：
– 食品原料的种类, 生长环境
– 制品收获后的状况 （ 比如是否受到机械损伤或
微生物污染, 成熟度如何等 ）
– 运输, 储藏及零售时的温度, 湿度状况 。
– 冷却方法
。
? 以新鲜鱼为例，鲜鱼冷藏时间的长短取
决于鱼类死后发生的僵硬期的长短，僵
硬是鱼类处于新鲜阶段标志，但死后僵
硬发生的迟早、延续时间的长短，则因
鱼的种类、捕捞方法、渔获后致死的条
件、贮存的温度等因素而不同。快速冷
却，鱼体的温度愈低，愈能抑制和减缓
酶解作用，死后僵硬开始得越迟，僵硬
期持续的时间也越长，货架期也越长。
例：鳕鱼死后僵硬随温度而不同的试验。
（ 2） 影响加工制品冷藏效果的因素包括：
– 制品种类
– 加工时微生物去除的程度及酶失活的程度
– 加工及包装时的卫生控制状况
– 包装的阻隔能力
– 运输、储藏及零售时的温度状况
– 冷却方法
2,冷藏工艺条件
? 贮藏温度
– 贮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。
– 冷藏室的温度必须严格控制。任何温度变化都
有可能对食品造成不良后果。
? 空气相对湿度
– 冷藏室内空气中水分含量对食品的耐藏性有
直接的影响。
– 冷藏时适宜的湿度见表 P162
? 空气流速
– 空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。
– 为了保证贮藏室温度均匀，应保持速度最低
的空气循环。
– 带包装的食品不受空气湿度和流速的影响
三、食品冷藏时的变化
? 食品在冷却冷藏时，由于植物性食品、动物性
食品及加工制品的性质不同，组成成分不同，
所以发生的变化也不一样。其变化程度与冷却
方法、冷却温度、食品的种类、成分等都有关。
所有变化除了肉类在冷却储藏过程中的成熟作
用外，其他均会使食品的品质下降。当然采取
一定的措施可以减缓变化速度。比如采用合适
的包装，对易于变化的新鲜果蔬及新鲜鱼肉类
制品采用冷藏结合气调储藏等。
1.水分蒸发
? 食品在冷却时，不仅食品的温度下降，
而且食品中所含汁液的浓度增加，表面
水分蒸发，出现干燥现象。
? 当食品中的水分减少后，不但造成重量
损失 (俗称干耗 )，而且使水果、蔬菜类食
品失去新鲜饱满的外观。
表 4-4 水果蔬菜的水分蒸发特性
水分蒸发特性 水果蔬菜的种类
A型 (蒸发量小 ) 苹果, 橘子, 柿子, 梨, 西瓜, 葡萄 (欧洲
种 ),马铃薯, 洋葱
B型 (蒸发量中等 ) 白桃, 李子, 无花果, 番茄, 甜瓜, 莴苣,
萝卜
C型 (蒸发量大 ) 樱桃, 杨梅, 龙须菜, 葡萄 (美国种 ),叶菜
类, 蘑菇
? 为了减少水果、蔬菜类食品冷却时的水
分蒸发作用，要根据它们各自的水分蒸
发特性，控制其适宜的湿度和低温条件。
表 4-5 冷却及贮藏中食肉胴体的干耗
时间 牛 (%) 小牛 (%) 羊 (%) 猪 (%)
12小时 2.0 2.0 2.0 1.0
24小时 2.5 2.5 2.5 2.0
36小时 3.0 3.0 3.0 2.5
48小时 3.5 3.5 3.5 3.0
8天 4.0 4.0 4.5 4.0
14天 4.5 4.6 5.0 5.0
? 肉类水分蒸发的量与冷却贮藏室的空气
温度、湿度及流速有关，还与肉的种类、
单位重量表面积的大小、表面形状、脂
肪含量有关。
2.冷害
? 在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在
冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限
时，果、蔬的正常生理机能受到障碍，失去平
衡，称为冷害。
? 冷害的各种现象，最明显的症状是在表皮出现
软化斑点和心部变色，像鸭梨的黑心病，马铃
薯的发甜现象都是低温伤害。
? 表 4-6列举的是一些果、蔬冷害的界限温度与症
状。
表 4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状
种
类
界限温
度 (℃ )
症状 种类 界限温
度 (℃ )
症状
香
蕉
11.7-13.8 果皮变黑 马铃
薯
4.4 发甜、
褐变
西
瓜
4.4 凹斑、风味异
常
番茄
(熟 )
7.2-10 软化、
腐烂
黄
瓜
7.2 凹斑、水浸状
斑点腐败
番茄
(生 )
12.3-
13.9
催熟果
颜色
茄
子
7.2 表皮变色、腐
败
不好、
腐烂
? 有些水果、蔬菜在外观上看不出冷害的
症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失
了正常的促进成熟作用的能力，这也是
冷害的一种。
? 一般来说，产地在热带、亚热带的水果、
蔬菜容易发生冷害。
? 但是，有时候为了吃冷的水果、蔬菜，
短时间的放入冷藏库内，即使在界限温
度以下，也不会出现冷害，因为水果、
蔬菜冷害的出现还需要一定的时间，症
状出现最早的品种是香蕉，像黄瓜、茄
子一般则需要 10～ 14天。
3.生化作用
? 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。
– 例
? 肉类宰后主要发生的是成熟作用
4.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”。
5.淀粉老化
? 普通的淀粉大致由 20%直链淀粉和 80%支链淀粉
构成，这两种成分形成微小的结晶，这种结晶的
淀粉叫 ?-淀粉。它在适当温度下，在水中溶胀分
裂形成均匀糊状溶液，这种作用叫 糊化作用。 糊
化作用实质上是把淀粉分子间的氢键断开，水分
子与淀粉形成氢键，形成胶体溶液。糊化的淀粉
又称为 ?-淀粉。
? 食品中的淀粉中以 ?-淀粉的形式存在。
? 但是在接近 0℃ 的低温范围中，糊化了的 ?-淀粉
分子又自动排列成序，形成致密的高度晶化的不
溶性淀粉分子，迅速出现了淀粉的 ?化，这就是
淀粉的老化 。
? 老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也
不易被人消化吸收。
? 淀粉老化作用最适水分含量
? 淀粉老化作用最适温度是 2～ 4℃ 。
– 例
6.微生物增殖
? 水果、蔬菜
? 肉类
? 鱼类
? 在冷却贮藏的温度下
7,寒冷收缩
8.冷藏过程中不良变化的控制
? 采用气调储藏可以大幅度减小冷藏过程
中的不良反应。
四、低温气调贮藏
? 正常的空气是由 78%的氮气,21%的氧气及少
量二氧化碳和其它气体组成。所谓气调储藏即
是人工调节储藏环境中氧气及二氧化碳的比例，
以减缓新鲜制品的生理作用及生化反应的速度，
比如呼吸作用，从而达到延长货架期的目的。
? 气调储藏一般采用比普通冷藏更高的相对湿度
（ 90-95%），这可以延缓新鲜制品的皱缩并降
低重量损失。
? 目前已经商业化应用气调储藏的制品主
要有：新鲜的肉制品、鱼制品、水果及
蔬菜，焙烤制品及干酪。
思考题
? 冷藏的常用温度
? 食品冷却方法及其优缺点
? 影响冷藏食品冷藏效果的因素（包括新鲜和加
工食品）
? 冷藏工艺条件有哪些？如何影响冷藏加工的？
? 冷耗量的计算
? 食品冷藏时的变化（这个题目很大，需要仔细
回答）
? 冷害的概念
? 气调贮藏的概念、条件、方法。
第三节食品的冻结
? 食品冻藏，就是采用缓冻或速冻方法将食品冻结，
而后再在能保持食品冻结状态的温度下贮藏的保藏
方法。
? 常用的贮藏温度 为 -12～ -23℃,而以 -18℃ 为最适用。
冻藏适用于长期贮藏，短的可达数日，长的可经年。
? 常见的冻藏方便食品，不仅有需要保持新鲜状态的
果蔬、果汁、浆果、肉、禽、水产品等，而且还有
不少预制食品，如面包、点心、冰淇淋以及品种繁
多的预煮和特种食品，膳食用菜肴。
? 合理冻结和贮藏的食品在大小、形状、质地、色泽
和风味方面一般不会发生明显的变化，而且还能保
持原始的新鲜状态。
? 现在冻藏食品已发展成为方便食品中的一类面
广量大的食品，在国外还成为家庭、餐馆、食
堂膳食单中常见的食品。
? 直到目前为止，还没有一种保藏形式的食品在
使用上和食味上能象冻藏食品那样食用时方便，
口味很新鲜。一般只要解冻和加热后即可食用。
特别是耐热蒸煮薄膜袋和特种解冻加热炉如微
波炉的出现，食用冻藏食品便愈加方便。
? 脱水或干制食品也是一种方便食品，但使用时
不仅需要根据食品特点分别复水，而且还需要
加热，使用上就不及冻藏食品方便。罐头食品
食用虽然方便，但有些食品如面食点心很难罐
藏，而且品质也不及冻藏食品那样新鲜。
? 当然，冻藏食品需要大量制冷设备、冻藏设施
和专门的商品销售网，因而也有其局限性。
一、冻制或冻结前对原料加工的工艺要求
? 任何冻制食品最后的品质及其耐藏性决
定于下列各种因素：
– 冻制用原料的成分和性质
– 冻制用原料的严格选用、处理和加工
– 冻结方法
– 贮藏情况
? 只有新鲜优质原材料才能供冻制之用。
就水果来说，还必须选用适宜于冻制的
品种，有些品种不宜冻制，否则不是冻
制品品质低劣便是不耐久藏。冻制用果
蔬应在成熟度最高时采收，此外，为了
避免酶和微生物活动引起不良变化，采
收后应尽快冻制。
? 果蔬冻制前都应先加工处理。
– 就蔬菜来说，原料表面上的尘土、昆虫、汁液等杂
质被清理和清除后，还需要在 100℃ 热水或蒸气中
进行预煮，以破坏蔬菜中原有酶的活力，因为低温
并不能破坏酶的活力，仅能减少它的活力。预煮时
大部分酶的活力破坏掉后，就可以显著地提高冻制
蔬菜的耐藏性。
– 预煮时间随蔬菜种类、性质而异，青刀豆 1～ 1.5分
钟，而甜玉米则需要 11分钟。预煮时虽杀灭了大量
的微生物，但仍有不少细菌残留下来。为了阻止这
些残存细菌的腐败活动，预煮后和包装冻制前应立
即将原料冷却到 10℃ 以下。
? 水果也要象蔬菜那样进行清理和清洗，
清除杂质，降低微生物污染。
– 水果的酶性变质比蔬菜还要严重些，可是水
果不宜采用预煮的方法破坏酶的活力，因为
这会破坏新鲜水果原有的品质。
– 冻制水果极易褐变，它是氧化酶活动的结果。
为了有效地控制氧化，在冻制水果中常加有
以浸没水果为度的低浓度糖浆，有时还另外
添加柠檬酸、抗坏血酸和二氧化硫等添加剂
以延缓氧化作用。
? 肉制品一般在冻制前并不需要特殊加工
处理。
– 当然，目前美国及部分欧洲国家在冻制肉之
前为了防止肉的冷收缩以提高肉的嫩度，普
遍使用电刺激手段处理。
– 国外，为了适应他们烹调特点和口味的要求，
牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处理。不过，
如果冷藏期超过 6,7天以上，这就会对冻肉
制品在冻藏时的耐藏性发生影响。
? 就家禽来说，试验表明，凡是屠宰后
12～ 24小时内冻结的，其肉质要比屠宰
后立即冻结的具有较好的嫩度。如屠宰
后超过 24小时才冻结，肉的嫩度无明显
改善，而贮藏期却反而缩短。
? 对于预煮的制品或一些调理制品，则采
用合适包装后，即可冻制。
二、食品的冻结及其质量
? 食品冻结是食品冻藏前的必经阶段，冻结技术对冻
藏品质量及其耐藏性有相当的影响。
? 食品的冻结或冻制就是运用现代冻结技术 (包括设备
和工艺 )在尽可能短的时间内，将食品温度降低到它
的冻结点 (即冰点 )以下预期的冻藏温度，使它所含的
全部或大部分水分，随着食品内部热量的外散而形
成冰晶体，以减少生命活动和生化变化所必需的液
态水分，并便于运用更低的贮藏温度，抑制微生物
活动和高度减缓食品的生化变化，从而保证食品在
冷藏过程中的稳定性。
? 此外，冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、
冷冻脱水食品，及食品水分的分离和浓缩如浓缩果
汁等。
1.食品的冻结点
? 众所周知，水的冰点是 0℃,而水中溶入糖、盐一类非
挥发性物质时，冰点就会下降。
? 食品一般都是由动植物来源的原料制成，动植物原料
则是由大量细胞构成，在细胞中含有大量有机物质和
无机物质，包括水、盐、糖及复杂的蛋白质、核糖核
酸等，有些还溶有气体。不仅原料如此，在加工过程
中，大部分食品，特别是预制食品，还要添加盐类、
糖类、油脂等等辅料，使食品体系更为复杂。因此，
食品的冻结点低于纯水的冰点。
? 当然由于水分和溶有固形物的种类及其数量各有差异，
食品的冻结点也不一样。如肉类 -1.7～ -2.2℃,鱼 -
1.0～ -2.2℃,蛋 -0.56℃,葡萄 -2.5～ -3.9℃,花生 -
8.3℃ 。这些食品在同一冻结条件下冻结时，时间就会
不同。
2,食品冻结规律和水分冻结量
牛肉薄片的冻结曲线
? 纯水冻结，冰点是固定不变的
? 食品冻结点随水分冻结量的增加，温度不断下
降。
– 水分冻结量指食品冻结时它的水分转化成冰晶体的
形成量，也就是一定温度时形成的冰晶体重量与在
同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总重量之比
（即冰晶体重量占食品中水分总含量的比例）。
? 少量未冻结的高浓度的高浓度溶液只有温度降
低到低共熔点时，才会全部凝结成固体。
? 食品的低共熔点大约为 -55~-65℃ 左右，冻藏温
度一般仅 -18℃ 左右，故冻藏食品中的水分实际
上并未完全凝结固化。
3.冻结速度
? 冻结速度快或慢的划分，目前还未统一。现通
用的方法有按时间和距离两种划分方法。
(1)按时间划分
(2)按距离划分
? 冻结速度有两种不同的表达方式：界面位
移速度和冰晶体形成速度。
– 界面位移速。
– 冰晶体的形成速度
? 一般讲冻结速度以快速为好，因鱼肉肌球
蛋白在 -2～ -3℃ 之间变性最大。 淀粉的老
化在 +1～ -1℃ 之间进行最快，所以必须快
速通过 -1～ -5℃ 温度区域。
? 影响冻结速度的因素
– 食品成分：
– 非食品成分如传热介质、食品厚度、放热系数
（空气流速、搅拌）以及食品和冷却介质密切
接触程度等
4,冻结速度与冰晶分布的关系
? 冻结速度快，组织内冰层推进速度大于水
分移动速度时，冰晶分布越接近天然食品
中液态水的分布情况，且冰晶的针状结晶
体数量多。
? 大多数食品是在温度降低到 -1℃ 以下才开
始冻结，然而温度降低到 -46℃ 时，尚有部
分高浓度的汁液仍未冻结。
? 大多数冰晶体都是在 -1~-4℃ （ -1～ -5℃ ）
间形成，这个温度区间称为最高冰晶体形
成阶段。
表 4-7冻结速度与结晶冰形状之间的关系
冻结速度
通过 0~5℃
的时间
冰结晶 冰层推进
速度 I
水移动速
度 W
位置 形状 大小（直径
3 长度）
数量
数秒 细胞
内
针状 1~53 5~10μ 无数 I≥W
1.5分 细胞
内
杆状 0~203 20~50
0μ
多数 I>W
40分 细胞
内
柱状 50~1003 100
0μ以上
少数 I<W
90分 细胞
内
块粒
状
50~2003 200
μ以上
少数 I≤W
表 4-7 为冻结速度与结晶冰形状之间的关系。当冰
层推进速度大于水移动速度时，冰晶体小，数量多。
表 4-8龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系
冻结方法 冻结温度
（ ℃ ）
冻结速
度
（ cm/h）
冰晶（ μ）
厚 宽 长
液氮 -196 10-100 0.5~5 0.5~5 5~15
干冰 +乙
醇
-80 10左右 6.1 18.2 29.2
盐水 -18 6左右 9.1 12.8 29.7
平板 -40 2-4 87.6 163.0 320.0
空气 -18 0.08-0.2 324.4 544.0 920.0
表 4-8为龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系。从表中
也可以看出，冻结速度快冰晶小，冻结速度慢冰晶大。
? 冻结速度慢，由于细胞外溶液温度低，冰晶首先在这里产生，
而此时细胞内的水分还以液相残存着。同温度下水的蒸汽压
总高于冰，在蒸汽压作用下细胞内的水向冰晶移动，形成较
大的冰晶体且分布不均匀。水分转移除蒸汽压差外还因动物
死后蛋白质的保水能力降低，细胞膜的透水性增强而加强。
? 实际上被冻物总有一定体积，冻结速度从表面到中心明显在
变慢，要保持同一冻速是困难的，而这种由于冻速差别引起
的质量变化如在允许限度内，则冻速稍慢些也可以。
? 冻结不仅仅涉及把食品冻结起来这一工序，还依赖储藏流通
环节对冻结的保持。流通中温度波动就会产生重结晶从而使
冰晶变大。
? 这样看来似乎速冻的意义是有条件的，从提高食品质量这一
角度看，只有迅速冻结把食品冻结体的状态牢靠地保持在 -
18℃ 以下的储藏条件下才能得到稳定的速冻食品质构，才能
抑制微生物活动、延缓生化反应，才能得到较高质量的制品。
5.冻结对食品物理性质的影响
（ 1）冻结食品比热下降
（ 2）冻结食品导热系数增加
（ 3）热传导系数增加
（ 4）体积增加
6,食品冻结的冷耗量
? 食品冻结的冷耗量就是冻结过程中食品在它降
温范围内所放出的热量。
? 冻结过程中食品的放热量大致可以区分为三个
部分
– 冻结前冷却时的放热量
– 冻结时形成冰晶体的放热量
– 冻结食品降温时的放热量
? 冷耗量另外还要加上安全系数、人员进出、灯
光等等的冷耗量
? 冻结前冷却时的放热量
Q1=C0（ T初 -T冻 ）
其中 C0 温度高于冻结点时的比热
? 冻结时形成冰晶体的放热量
Q2=Wωγ冰
其中,ω最终冻结食品温度时水分冻结量（在总水分含量中水分冻
结量 占的百分比）
γ冰,水分形成冰晶体时放出的潜热
? 冻结食品降温时的放热量
Q3=Ci（ T冻 -T终 ）
其中 Ci 温度高于冻结点时的比热
冷耗量 Q=（ Q1 + Q2 + Q3+ Q门（人员进出） + Q灯光及其他电器
+ Q货架和包装 + Q生化热和其它 ） 3 安全系数
7.冻结以及冻藏对食品品质的影响
? 冻结食品会发生食品组织瓦解、质地改
变、乳状液被破坏、蛋白质变性等
? 因此，合理控制冻制对食品品质的影响
是保证冻制食品品质的重要条件
（ 1）冻结对溶液内溶质重新分布的影响
（ 2）浓缩的危害性
（ 3）冰晶体对食品的危害性
– 冰晶体的成长以及危害性
– 为了防止冻藏过程中因冰晶体成长给冻结食
品带来的不良影响，我们可以从以下几方面
来加以防止：
（ 4）干耗
– 食品在冷却、冻结、冻藏过程中都会产生干
耗，但因冻藏时间最长，干耗问题更为突出。
冻结食品的干耗主要是由于食品表面的冰结
晶升华而造成的。
（ 5）变色
（ 6）液汁损失
干耗,doc
8,速冻与缓冻
? 速冻食品的质量总是高于缓冻食品
? 速冻的主要优点
– 形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小
– 冻结时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成
纯冰的时间也随之缩短
– 将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，
就能及时阻止冻结时食品分解
– 另外迅速冻结时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以
及各种成分相互接触的时间也显著缩短。因而浓缩
的危害性也随之下降。
? 缓冻的危害（自己总结）
? 所以为了保证食品的品质，应该尽可能
快地通过 -1～ -5℃ 这个最高冰晶体形成温
度带。
9,冻制品的包装和贮藏
（ 1）包装
? 合理的包装就能显著减少冻制食品的脱
水干燥、控制食品氧化和微生物引起的
腐败变质。
? 用于包装速冻产品的包装必须用能在 -
40～ -50℃ 的环境中保持柔软，不致发脆、
破裂的材料制成，常用的有 EVA薄膜和
线性聚乙烯等。
? 冻结过的水果和蔬菜有特殊意义的特点
如下：
（ 1）冻结以后产品的体积增加：
（ 2）冻结以后包装的产品散装容重比事先包
装的显然要低；
（ 3）材料应能抵御弱酸并不漏液体
（ 4）易于褐边变和失去香味的水果，特别需
要能隔绝氧气及其它气体的材料包装；
（ 5）所有产品都需要用不透水蒸汽的材料包
装；
? 冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。
产 品
包 装
冻结前包装
（公斤 /分米 3）
冻结后包装
（公斤 /分米 3）
豌豆 0.60 0.40
豆类 0.48 —
胡萝卜丁 0.50 —
切开的菠菜 0.93 —
草莓 0.94 0.38
李子 0.57 0.43
木莓 — 0.35
覆盆子、葡萄干、醋栗 0.53 0.42
未去核的酸樱桃 0.70 —
表 4-11 一些零售包装产品的散装容重
（ 2）贮藏
– 冻制四品贮藏的任务，就是尽一切可能阻止食品中
各种变化，以达到长期贮藏的目的。
– 食品贮藏的工艺条件如温度、相对湿度和空气流速
是决定食品贮藏期和品质的重要因素。
A、贮藏温度
B、冻藏食品的重结晶
C、冻藏食品的干缩
思考题
? 影响冻制食品最后的品质及其耐藏性的
因素
? 速冻的定义，速冻与缓冻的优缺点
? 影响冻结速度的因素
? 最大冰晶体形成带的概念
? 冻结对食品品质的影响
? 食品冻结冷耗量的计算
三, 冻结方法
1,缓冻方法
食品放在绝热的低温室中（ -18~-40℃,常
用是 -23~-29℃ ），并在静态的空气中进
行冻结的方法 ——是空气冻结法的一种。
2,速冻方法
? 主要有三类：
– 鼓风冻结 ——采用连续不断的低温空气在物
料周围流动；
– 平板冻结或接触冻结 ——物料直接与中空的
金属冷冻盘接触, 其中冷冻介质在中空的盘
中流动；
– 喷淋或浸渍冷冻 ——物料直接与冷冻介质接
触
– 冻结方法,doc
表 4.1 冷冻过程中物料冰晶体前沿的运动速率
冰晶体前沿的运动速率（ cm h-1） 冷冻设备类型
0.2~0.4 冷藏
0.5~3.0 平板冻结机或鼓风冻结机
5.0~10.0 鼓风冻结机和流化床冻结机
10~100 液氮和干冰冻结机
表 4-10 冻结小型水果和蔬菜的特征比较
序号 冻结方式 冻结时间 冻结速率
（ cm/hr）
1
包装产品（ 280g的容器）
吹风冻结
平板冻结
3-5hr
0.5-1hr
0.5-0.3
3.0-1.5
2 散装冻结无包装产品
（普通的传送带吹风冻
结器）
0.3-0.5hr
——
3
单体冻结产品
流体化的传送带或盘子
低温冻结或氟里昂 -12
5-10min
0.5-1min
7.5-3.7
75-37
四、通过数学方法预测冷冻时间
? 通过数学方法预测冷冻时间,doc
五、解冻方法
? 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状
态的水分转化为液态，同时恢复食品原
有状态和特性的工艺过程。
? 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要
的品质，使品质的变化或数量上的损耗
都减少到最小的程度。
? 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失
为食品解冻中最常出现的质量问题。
? 大部分食品冻结时，或多或少会有水分从细胞内
向细胞或纤维间的间隙内转移，为此，尽可能恢
复冻结前水分在食品内的分布状况是解冻过程中
的重要课题。若解冻不当，极易出现严重的食品
汁液流失。
? 要恢复食品内水分原来分布的状况并非易事：
– 细胞和纤维受到冰晶体损害后，显著地降低了它们原
来的水分保持能力；
– 细胞组成成分中某些重要性质，基本上就是 蛋白质的
持水能力受到损害；
– 冻结引起组织内发生了生化变化，从而导致了组织结
构和介质 pH值的变化，同时复杂的有机物质有部分分
解成为较为简单的和吸水能力较弱的物质。
? 上述影响解冻食品完全恢复原有特性的原因，除
了冻结和储藏的方法不完善外，还和食品本身能
分解的有机物质的特性有关
1,对解冻的影响因素
（ 1） 缓慢冻结的食品经过长期冻藏后，
在解冻时就会有大量的水分析出。
表：不同温度的空气中冻结的肉块在 20℃ 空气
中解冻时肉汁损失
冻结温度（ ℃ ） 肉汁损耗量（原重
中所占的百分率）
-8 11
-20 6
-43 3
（ 2） 冻藏温度对解冻肉汁损耗量也有影响。
表,-20℃ 时冻结的肉块在不同温度中冻藏 3天
后，在空气中缓慢解冻时肉汁损耗量
冻藏温度（ ℃ ） 肉汁损耗量（原重
中所占的百分率）
-1~-5 12~17
-3~-9 8
-19 3
? 长期在不良条件下冻藏的冻制品解冻后，汁液
流失量可达原重的 15-16%
（ 3） 动物组织宰后的成熟度（ pH）在解
冻时对汁液流失有很大影响
– 肉蛋白的等电点为 5.4，越接近等电点，汁液
损失越大
表 pH对肉汁液流失的影响
试样性质 肉的水提
取液的 pH
Kg/cm2压力下肉馅的汁液流
失（在原重所占百分率）
屠宰 24小时后冻结 5.6 9.8
屠宰 72小时后冻结 5.9 8.8
（ 4） 解冻速度对肉汁损失也有影响
? 缓慢解冻，汁液损失少
? 不过缓慢解冻也存在着浓缩危害、微生物繁殖、
品质下降等不利因素
? 解冻时温度的提高以及低温食品遇高温、高湿
空气以致它表面上有冷凝水出现，都将会加剧
微生物的生长活动，加速生化反应。
? 国外已有良好的迅速解冻技术，不但有效地缩
短了解冻时间，而且也消除了微生物生长活动
的可能性
表 解冻温度对鲭鱼汁液损失的影响
解冻温度（ ℃ ） 45 35 25 15 5
鲭鱼汁液流失（压出汁液
占原重的百分比）
34.5 24.9 14.0 8.0 6.2
表 解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间
解冻温度（ ℃ ） 腐败变质前允许解冻时间
21~27 20小时
4 5~7天
0 2~3周
-7 6~8周
表 解冻对 136kg全蛋冻制品内微生物的影响
解冻方法 解冻需要时间
（小时）
解冻时微生物增量
（ %）
26.7℃ 空气解冻 23 1000
21.1℃ 空气解冻 36 750
7.2℃ 空气解冻 63 225
16.6℃ 流水解冻 15 250
21.1℃ 流水解冻 12 300
15.6℃ 搅拌水解冻 9 40
微波加热解冻 15（分钟） 几乎没有
2,食品的解冻方法
? 以提供热量的方法分：
– 预先加热到较高温度的外界介质向食品表面传递热
量，而后热量再从食品表面逐渐向食品中心传递
– 高频或微波场中是内部各个部位上同时受热
? 从外界介质和食品热交换方式看，食品解冻方
法有如下几种：
– 空气解冻法：又分 0~4℃ 缓慢解冻,15~20℃ 迅速解
冻以及 25~40℃ 空气蒸汽混合介质解冻
– 水或盐水解冻法：用 4~20℃ 水或盐水介质浸没式或
喷淋式解冻法
– 在冰块中的解冻法
– 在加热金属面上的解冻法
? 零售包装的水果应当在不敞开的容器中解冻，可在冰箱中用
3～ 5℃ 的温度解冻 6～ 12小时，也可以在空气中解冻 3～ 6小
时，在 0～ 10℃ 的温度范围内可以获得最好的外观、质地和
最好的风味。如果将冻水果缓慢解冻并达到室温，这些水果
可能溃烂，顶层可能变色并缺原有风味，尤其是在事先打开
的容器中更是如此。
? 未加糖的水果可以撒上糖，或浸泡在糖浆中，放在一个有盖
的容器内解冻。这不仅可缩短解冻时间，而且明显增进了水
果风味，容易褐变的水果可以在 0.1～ 0.5%抗坏血酸的溶液
中或在糖浆中解冻。也可推荐真空蒸汽解冻。
? 至于冻结蔬菜，如果不经解冻就烹煮，大多数能保持较大体
积、较好形态和质地。大多数冻结蔬菜所需要的烹调时间比
相应的新鲜蔬菜少三分之一，烹调时应尽可能少加水。
? 用于再加工的鱼的解冻操作对于保持鱼的质量至关
重要。
? 在空气中解冻时，温度不允许超过 20℃,通常使用
带饱和水蒸气的空气来解冻，空气流速为 8—10ms-1。
? 水解冻很简单也很便宜，但可能导致风味和外观方
面的质量损失。
? 真空解冻时，鱼由吊车运入气密室中，真空度下降，
同时在房间底部的浅盘中的水被加热，使房间充满
水蒸气，水蒸气冷凝到鱼的表面，蒸汽释放的潜热
被鱼吸收，这个方法水用量较低，解冻速率与空气
强制循环解冻器相似，然而，必须小心的是在解冻
过程中不可让释放的气体使鲜鱼破裂（如鲱，鲭的
背部裂开）。
? 鱼的快速解冻可采用微波，介电或电阻加热。微
波加热比较昂贵，并由于热量被表面吸收，会导
致局部过热问题以及表面煮热的危险 。 介电加热
解冻，尽管更昂贵，但解冻时间仅为空气或真空
解冻的 20%。电阻加热解冻要求鱼首先采用常规
方法如浸在水中使其温度上升到 -10℃ 左右，在此
温度之上，将鱼安置在两块金属板之间形成导体，
然后加上低压交流电，由于电场方向的改变，使
水的两极振荡，摩擦生热使鱼升温，理想状态下，
鱼块应该是平行整齐的，平整的表面使其与导电
的盘之间形成良好接触。电方法解冻比较昂贵，
并需要良好的操作，然而，如果能正确使用，这
类方法能得到品质良好的解冻鱼产品。
思考题
? 食品冻结有哪些方法？
? 冻结食品解冻有哪些方法？
? 影响解冻的因素有哪些？
冷冻产品
? 冷冻产品举例,doc
第五章 食品辐射保藏
? 概述
– 辐射加工是利用电离辐射 （ 主要是指钴 -60γ射线和电子
加速器产生的电子束 ） 与物质相互作用的物理效应, 化
学效应和生物效应, 对物质或材料进行加工处理的过程 。
? 各种保藏方法优缺点概述
? 辐射保藏的优点
– 辐射加工是一种高效加工手段,
– 具有穿透性强,
– 可在常温下进行,
– 节能,
– 无残毒,
– 易控制等独特优势 。
– 目前辐射加工技术已向很多行业渗透 。
国内外发展简况
– 采用辐射技术加工食品早在 20世纪 40年代就已开始进行，
50年代美国等国家加强了研究,70年代证明了辐照食品的
卫生安全性,80年代各国开始建立规程、法规、标准。
– 1980年 FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论：
辐照食品总平均剂量 10kGy以下不需要做毒理学实验，无特
殊营养和微生物学问题。
– 1984年，代表 130多个国家的食品法典委员会（ CAC）向成
员国建议辐照食品 CAC标准及辐照食品设施推荐规程。
– 迄今为止，已有 40多个国家批准了 100多种类的辐照食品。
但辐照技术真正大规模商业化应用，是从 20世纪 90年代开
始的。
– 辐照加工技术虽然从技术讲已相对成熟，但由于公众接受
性、各类别食品的标准、法规以及检验、辐照设施等尚存
在一定问题，辐照食品仍未被广泛接受。
– 从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷
越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。 1997年蒙特
利尔公约会议决定发达国家在 2005年前、发展中国家在
2015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用
更突出出来。另外，食源性疾病近年来在美国、日本等
地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞
李斯特峻、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有
明显的关联。比如 1997年美国 2500万磅牛肉末受大肠杆
菌 O157,H7的污染,9万人致病,25人死亡，导致了美
国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约 1万吨）。这件事
直接导致了 1997年 12月美国 FDA批准了红肉辐照。
我国辐射加工食品产业化发展也很快,1984-
1994年共批准了 18中辐照食品,1996年又正式
颁布了“辐照食品卫生管理办法”,1997年公
布了“辐照食品类别卫生标准”，进一步鼓励
对进口食物、食品原料以及国内的 6大类食品
进行辐照处理。
第二节 辐射基本原理
一、辐射类型
辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱
中，根据 能量相应的大小 可将电磁波分
成无线电波、微波、红外、可见、紫外
线,X射线和 γ射线。
γ频率
λ波长
λγ=C
γ=C/λ
低频辐射区 γ<1015Hz 高频辐射线 γ>1018Hz
E能量
无线电波 微波 红外
可见
紫外 X射线和 γ射线
105Hz 1010 1015 1018 1020
3km 3cm 3μm 3nm 0.3nm
43 10-10 ev 43 10-5 43 10-3 4 43 102 4k 4M
? 低频辐射线（非电离辐射）：
– 波长较长、能量小（频率低），仅能使物质
分子产生转动或振动而产生热，也可起到加
热杀菌作用。
? 高频辐射线（电离辐射）：
– 频率较高、能量大，如 X-,γ-射线，可使物
质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌
作用（冷杀菌）。
二,α-,β-,γ-,X-射线
1,放射性同位素
– 当原子序数在 84以上，原子核是不稳定的，能以一定的速
率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。
– 自然界中有天然的不稳定同位素，但还有一些不稳定同位
素是使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的。
（ 1） α-射线,当同位素中,n,p+>1.5:1,从原子核中放射出带
2p+和 2n的带正电高速粒子流（氦核） ——称为 α-射线。
（ 2） β-射线,当核内中子数和质子数不等时，若某一中子释放
出能量转变成质子（ n>p+) n→p+ +β-( 带负电的高速电子 )；若
核内 p+>n时 (这种情况一般指在加速器中 ),p++1.02Mev→n+β+
（带正电荷的高速电子）
β--和 β+-粒子是带正电荷和负电荷的高速电子。
（ 3） X-射线 若核内质子在外层电子云中，从 K层捕
获电子，转变成中子,p+ +e- →n
当 K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，则高能
态（外层）电子会捕获进去，释放出能量 ——X-射
线。
所以,X-射线指原子核外电子所放出的能量。
（ 4） γ-射线 当原子核在发射了 α-和 β-射线或 k-捕获后，
核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回
到基态时，原子就发出光子流 ——γ-射线 （即不带
电荷的粒子流）。
以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生
电离作用的能力和不同穿透程度的能力。
? α-射线：相对质量较大，电离能力大，穿透能
力小
? β-射线：为 α-射线质量的几千分子一，点电量为其的
一般，穿透能力比 α-射线大。
? γ-射线：电离能力比 α-,β-射线小，但穿透能力比
它们大。
? X-射线：电离能力小，穿透能力很强。
2,放射性衰变
? 每个放射性同位素放出射线后，就转变
成另一个原子核，从不稳定的元素变成
稳定同位素，原子核转变过程称为放射
性衰变。
? 若放射性强度因衰变而降低到原来的一
半所需要的时间称为半衰期。
三、辐射用多种单位
国际单位 常用单位
辐射能量 焦耳 ev
放射性强度 Bq C i
辐射量 库仑 / 千克 伦琴
吸收剂量 G y J/ k g r ad
四、辐射源
? 人工放射性同位素
? 电子加速器
第三节 食品辐射技术的化学与生
物学效应
一、辐射化学效应
由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及
质子的基本过程有二：
– 初级辐射,是使物质形成离子、激发态分子
或分子碎片。
– 次级辐射,是使初级辐射的产物相互作用，
生成与原始物质不同的化合物。
? 初级辐射一般无特殊条件，而次级辐射
与温度等其它条件有关。
? 水
? 氨基酸与蛋白质
? 酶
? 糖类
? 脂类
? 维生素
二、食品辐射的生物学效应
? 生物学效应指辐射对生物体如微生物、
病毒、昆虫、寄生虫、植物等的影响，
这些影响是由于生物体内的化学变化造
成的。
（一）微生物
1,辐射对微生物的作用
（ 1） 直接效应,指微生物接受辐射后本身发
生的反应，可使微生物死亡。
A,细胞内蛋白质,DNA受损，即 DNA分子碱基发
生分解或氢键断裂等，由于 DNA分子本身受到
损伤而致使细胞死亡 ——直接击中学说
B,细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，这些
分子的断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功
能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从
而使微生物死亡
（ 2） 间接效应
? 来自被激活的水分子或电离的游离基
? 当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化
还原作用，这些激活的水防呢子就与微生物内的
生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到
影响。
2,微生物对辐射的敏感性
为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀
死 90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生
物下降到原数的 10%所需要的剂量，并用 D10值表示：
N D
log — = - —
N0 D10
其中,N0 表示最初的微生物数
N表示使用 D剂量后残留的微生物数
D表示初期剂量
D10表示微生物残存数减到原数的 10%时的剂量
不同微生物的辐射敏感性
微生物 环境 辐射 D 1 0
（ K G y ）
加热 D
1 2 1 ℃
肉毒杆菌 A 型 磷酸缓冲液
2, 4 1
6 - 1 2 秒
罐装鸡肉
3, 1 1
罐装咸肉
1, 8 9
嗜热脂肪芽孢杆菌 缓冲液
1, 0
4 0 - 5 0 分钟
大肠杆菌 肉汤
0, 2
金黄色葡萄球菌 干燥状态
0, 6 5
肉汤
0, 1 0
微生物对辐射的敏感性
? 一般来说
? G- > G+ > 酵母 > 霉菌 (敏感度 )
（二）病毒
? 通常使用高达 30KGy的剂量才能抑制。
（三）昆虫
? 辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，
对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性
成正比，与它们的分化程度成反比。处于幼虫期的
昆虫对辐射比较敏感，成虫细胞对射线的敏感性较
小，高剂量才能使成虫致死，但是成虫的性腺细胞
对辐射是敏感的。因此，低剂量可造成绝育或引起
遗传上的紊乱 。
? 辐射对昆虫总的损伤作用是：致死、“击倒”（貌
似死亡，随后恢复）、寿命缩短、推迟换羽、不育、
减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸，
这些作用都是在一定剂量水平夏发生的，而在其它
剂量下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命、
增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。
? 成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照
过的卵可以发育成幼虫，但不能发育成
蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不
育；用 0.13-0.25KGy照射可使卵和幼虫有
一定的发育能力，但能够阻止它们发育
到成虫阶段；用 0.4-1.0KGy剂量，能阻止
所有卵和幼虫、蛹发育到下一阶段；甲
虫成虫不育需要 0.13-0.25KGy，而蛾需要
0.45-1.00KGy才行；螨需要蛹 0.25-
0.45KGy剂量才能达到不育,30-50KGy
才能致死。
（四）寄生虫
? 辐射可使寄生虫不育或死亡
? 猪肉内旋毛虫，
– 不育剂量,0.12KGy，死亡 7.5KGy
? 牛肉绦虫，
– 致死 3.0-5.0KGy
（五）植物
? 水果：
– 对于有呼吸变换期的水果，在其呼吸率达最
小值时是辐射处理的关键时刻，在此时辐射
能抑制其后熟期，主要是能改变体内乙烯的
生产率从而影响其生理活动。
– 能使化学成分发生变化，如维生素 C的破坏、
原果胶变成果胶及果胶酸盐、纤维素及淀粉
的降解、某些酸的破坏及色素的变化等。
? 蔬菜
– 辐射可影响新鲜蔬菜的代谢反应，其效果育
剂量有关。如可改变蔬菜的呼吸率，防止老
化，改变化学成分。
– 根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，
在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐
烂。
– 对蘑菇可防止开伞延迟后熟。
本节思考题
1,辐射有哪些化学效应及生物学效应？
2,辐射保藏食品的原理
从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬
等的影响角度回答。
第四节 辐射在食品保藏和加工中
的应用及其卫生安全性
一、辐射保藏的三种形式
1,辐射阿氏灭菌
2,辐射巴氏灭菌
3,辐射耐储杀菌
二、现有的一些商业化应用
1,果蔬制品及谷物制品
（ 1）抑制球茎、块茎类作物发芽
（ 2）杀虫
（ 3）抑制微生物，达到保鲜效果
2,肉类
3,调味品
4,食品产品
三、卫生安全性
1,有关诱惑放射性
–一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递
给元素中的一些原子核，在一定条件下会造成激发反
应，引起这些原子核的不稳定，由此而发射出中子并
产生 γ-辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由
电离辐射诱发出来的） ——诱惑放射性。
–诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及
所使用的射线能量，若射线能量很高，超过某元素的
核反应能阈，则该元素会产生放射性。
? 食品中的基本元素，氮氢氧
– 14N > 10.5Mev γ-射线 会产生放射性
– 16O > 15.5Mev γ-射线 会产生放射性
– 12C > 18.8Mev γ-射线 会产生放射性
– 大部分元素核反应能阈都在 10Mev以上，目
前在食品中允许使用的辐射源只有 60Co，
（ γ1= 1.17 Mev,γ2 = 1.33Mev）能量
<10Mev,故不会产生诱惑放射性
2,在轻元素中,放射性同位素的半衰期极短
(几秒 ~几十分钟 ),还不等到达消费者手中,
放射性就消失了。
3,毒性问题
1980年，联合国粮农组织（ FAO），国际原子
能机构（ IAEA），世界卫生组织（ WHO），
专家会议，认为，在 10KGy以内的辐射食品，
不需要再进行此剂量范围的毒性试验，再微
生物学核营养学上都不存在问题，可以作为
“推荐接受”。
4,微生物发生变异的危险
四、消费者接受性方面
五、检验
表 辐射食品的测定方法
方法 项目 原理 适用食品
电阻抗法 土豆物理法
粘度法
膜性质变化
调味品
碳氢化合物法 所有含脂食品，包括鸡肉、牛肉、猪肉、
贝类、虾、蟹等
2- 羟基环丁酮法 含脂食品如鸡肉、猪肉和蛋制品
过氧化物法
脂类变化
猪肉、蛋粉、奶粉、大豆粉等
DNA （碱基损伤
和链断裂）法
核酸变化 鸡肉、猪肉等
酪氨酸法 蛋白质变化 含苯丙氨酸的食品，如鸡肉
化学法
d-2, 3- 丁二醇法 乙醇变化 酒类
化学发光法 被照物溶于水时发光 调味品、姜、洋葱等发光法
热释光法 陷落载流子受热发光 贝类、甲壳类、土豆、洋葱、调味品、
鲜蘑菇等
ESR 法 长寿命自由基生成 带骨肉、干果、骨头、硬果壳、包装材
料等
微生物体系变化 微生物对辐照敏感性
不同
生 物 学
和 生 理
学方法 发芽试验 DNA 变化
? 电离辐射与食品物质的相互作用，可在食品组
分上诱发复杂的化学变化，这些变化主要是由
自由基过程产生的。但是不仅辐照过程可以产
生自由基，其它一些过程如热处理、光照、金
属离子的催化、酶催化、研磨、超声波以及食
品储存过程中氧和过氧化物相互作用也可以产
生自由基。因此并不是所有化学变化的结果都
能用来指示食品是否已被辐照，只有其中的一
些辐照专一性产物，一些在辐照前后含量有明
显变化的产物，或者辐照在食品组成诱导的某
些化学特性，才能用于辐照食品的检测。
（一）利用辐射对食品成分的化学效应检测
辐照食品
（ 1） 脂类的辐射变化和含脂辐照食品的检测
（ A） 利用挥发性碳氢化合物和烷基环丁酮检测含脂辐照食
品
（ B） 利用有机过氧化合物检测含脂辐照食品
（ 2） 蛋白质的辐射降解和辐照含蛋白质
食品的检测
（ 3） 利用核酸的变化检测
（ 4） 利用乙醇的辐照化学变化检测辐照
酒
2.利用生成的长寿命的自由基检测辐照食
品 —电子自旋共振法（ ESR）
3.利用热释光和化学发光技术检测辐照食品
（ 1） 热释光
（ 2） 化学发光法
本节思考题
? 辐射的诱惑放射性概念
? 辐射食品的主要检测方法，各种检测方
法的依据。
第六章 食品腌渍和烟熏保藏
? 概述
– 历史
– 国内外进展
– 特点
第一节 食品的腌渍保藏
一、腌渍类型
（一）根据腌渍的材料
– 盐渍
? 肉类
? 蔬菜
? 水果
? 乳品
– 糖渍
– 酸渍
– 糟渍
– 混合腌渍
（二）根据腌渍的过程
? 非发酵性腌渍品
? 发酵性腌渍品
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，总是形成溶液后，扩散
渗透进入食品组织内，溶质的增加，从
而降低食品组织内的水分活度，提高它
们的渗透压，正是这种渗透压的影响下，
抑制微生物活动和生长，从而起到防止
食品腐败变质的保藏目的，因此，渗透
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
1,分子扩散的基本方程
JA = - DABdC/Dz
假定为等分子扩散
则 JA = NA = DAB(CA1-CA2)/(Z2-Z1)
JA,A组分扩散通量 Kmol/（ m2·s ）
DAB, A的分子扩散系数（在 B中） m2·s
CA1, A组分在点 1处的浓度 Kmol/m3
CA2, A组分在点 2处的浓度 Kmol/m3
Z1, A组分在点 1处的距离 m
Z2,A组分在点 2处的距离 m
假定一组分通过另一组分扩散
? JA’ = NA’ = D’C(CA1-CA2)/ZCsm
NA’ =：传递速度 Kmol/（ m2·s ）
D’：扩散速度 m2·s
C：：溶液总浓度 C= CA+ CS
Z,1,2截面间的距离 m
CA1, 1截面上的溶质浓度 Kmol/m3
CA2, 2截面上的溶质浓度 Kmol/m3
Csm, 1,2 截面上溶剂 S浓度的对数平均值
Kmol/m3
从扩散方程可以看出，扩散速度的影响因素
? 扩散系数 D ↑ NA ↑
? 溶质总浓度 C ↑ NA ↑
? Z Z ↓ NA ↑
? 溶质浓度差 ↑ NA ↑
? Csm ↓ NA ↑
2,关于扩散系数
（ 1） Stokes-Einstein方程是最早的理论方程
稀溶液在液相中的扩散速率的计算，可采用半经验的方法,Stokes-Einstein
方程是最早的理论方程之一，它是从大的球形分子（ A）在小分子的液相
溶剂（ B）中扩散推导出来的，用 Stokes定律描述作用在运动溶质分子上
的拽力。然后，假定所有分子是相似的，并按立方晶格排列，同时用分
子体积表示分子半径，经过改变后得到：
9.96*10-12 T
DAB = ——————
μVA 1/3
T：温度 K VA,正常温度下溶质的分子体积 cm3/（ g·mol）
μ：溶液的粘度 cp
该方程用于分子量约为 1000或更大的非水合溶质分子或者水溶液中 V>500
cm3/（ g·mol）的溶质的扩散系数的计算,精确度相当高,
(二 ) 渗透 ——上述扩散方程的另一个方面，溶剂行为
? 渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地
说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高
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。
根据 Van’t hoff定律，溶液的渗透压和理想
气体的性质是完全相似的。
? Van’t hoff方程
PV=nRT=（ G/M） RT
G 1 G
P0 = —— · —— · RT =Cm ·RT （ Cm = ——）
M V MV
P0 — 渗透压（ N/m2） Cm—溶液的摩尔浓度 mol/L
V — 溶液溶积（ L或 m3） T— 绝对温度（ K）
G — 溶质质量 （ kg） R— 气体常数 8.293 10-3 N·m/mol·K
M—溶质分子量
若溶质有解离时，它对渗透压的贡献就要增加
? P0 = iCRT
i —— 等渗系数（物质解离因素）
当完全解离上时,i= 2
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，则渗透压下
降
? 溶质解离系数大，渗透压大
对于分子体积较小的溶质，则用 Wilke-
chang关系式
? DAB=7.43 10-12（ φMB） 1/2 T/μBVA 0.6
– 其中 φ：溶剂缔合参数,MB,溶剂分子量
– VA：溶质 A的分子体积（查表得）
– μB：溶剂黏度
? 从以上关系式可知：
– 提高温度，有助于提高扩散系数
– 降低体系黏度，有助于提高扩散系数
– 选择分子体积小的溶质作为渗透剂，也有助于提高
扩散系数
三、生物组织的扩散和渗透现象
? 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。
（一）微生物细胞
? 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，分两层：外层含有脂多糖和蛋白质；
内层主要为粘肽层即有糖和氨基酸组成，位于细胞
内侧，把细胞浆包在里面。
? 细胞壁由平行的双层磷脂构成,中间嵌入蛋白质。
? 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、非离子化有机分子和各种营养素。而细胞
内膜则句半透性，仅使水和小分子透过，但也能使
电解质透过，只是活细胞句较高的电阻，因而离子
进出细胞就很困难或渗透速度极慢。
当微生物细胞处在浓度不同的溶液中，就会
出现三种对微生物活动有影响的情况。
1,内外溶解度相等 ——对微生物最适宜
比如,0.9% NaCl
2,C外 <C内 P外 <P内
3,C外 >C内 P外 >P内
质壁分离,使微生物生长活动受到停止抑制，细胞外
的这种溶液成为高渗溶液 ——腌制保藏原理
4,原生质膜渗透性随微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、
pH值、表面张力的性质和大小等相关
盐浓度 >2.5% 大多数微生物暂时性受到抑制
10-15% 完全停止生长
– 例如 腐败菌 (大多数 ) 不能忍受 >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
– 20-25%盐浓度,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）可忍受 30%的盐浓度
– 对于糖液,50-75%才能一直细菌和霉菌的生长，而酵母能忍
受更高的糖液浓度，说明酵母菌膜的渗透性大，溶质易扩散，
建立不了高渗透压而引起质壁分离。
（二） 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
三种情况。
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，而使溶质易扩散进行组织
中，从而使腌制品有咸味，若调味料，应
有调味料的特点。
? 所以对于腌渍保藏来讲，两个目的
– 动植物组织 ——使之易渗透，使风味一致
– 微生物 ——使之不易进入细胞，从而建立高
渗透环境，造成其被抑制。
四、腌制剂在食品保藏中的作用（ p662）
1,食盐
食盐对微生物细胞的影响：
? 脱水作用
? 离子水化作用
? 毒性作用
? 对酶作用
? 盐液缺氧的影响
2,糖
? 降低水分活度
? 脱水作用，渗透压导致质壁分离
五、腌制对食品品质的影响
（一）腌制剂
1,组成
现代腌制剂除了食盐外还加
硝酸盐（硝酸钠、亚硝酸钠） ——发色
磷酸盐 ——提高肉的持水性
抗坏血酸（烟酸、烟酰胺） ——帮助发色
糖、香料 ——调节风味
2,食盐纯度对腌制的影响
（ 1）金属离子
– CaCl2和 MgCl2等杂质含量高，腌制品有苦味，当钙离
子和镁离子在水肿达到 0.15-0.18%可察觉到有苦味，相
当于在 NaCl中含有 0.6%，此外钙离子和镁离子的存在
会影响 NaCl向食品内的扩散速度。如精制盐腌制鱼,5
天半就可达到平衡。若用含 1%CaCl2的 NaCl则需 7天，
含 4.7%的 MgCl2则需 23天。
– Cu,Fe,Cr离子的存在易引起脂肪氧化酸败 。
– Fe离子与果蔬中的鞣质反应后形成黑变，如黄瓜变黑
– K离子含量高，会刺激咽喉，严重时会引起恶心和头痛。
（ 2）微生物
? 低质盐和粗制盐都是晒盐，微生物污染严
重，如嗜盐菌易引起腌制食品变质。
– 因此腌制品应采用精制盐，精制盐经高温处
理再结晶，可使杂质和微生物污染降低。
– 要求腌制盐起码用二级盐以上。
（二）腌制方法
1,干腌法
2,湿腌法
3,动脉或肌肉注射法
4,混合腌制法
（三）发色
? 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，肌红蛋白的结构见书本 P701。
? 肌红蛋白的颜色主要受
– 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，提供电子对难易情况
将对键的性质（离子或共价键）和络合物色泽有影响
高铁肌红蛋白 肌红蛋白 氧合肌红蛋白
MMb Mb MbO2
棕红色或深褐色 紫红色 深红色
? 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
? 腌制时，添加亚硝酸盐，目的让色素与 NO反应形
成粉红色的较稳定的色素
? 研究认为，腌制肉色泽形成大致分为三个阶段
– NO + Mb → NOMMb
– NOMMb → NOMb
– NOMb + 热 + 烟熏 → NO-血色原 （ Fe 2+ ）（稳定的粉
红色）
（四）风味和其它品质
思考题
? 腌制速度的影响因素（扩散速度的影响
因素）
? 腌渍保藏原理
? 腌制剂的作用
? 腌制对食品品质的影响
? 腌制方法
第二节 食品的发酵保藏
一、发酵的概念
二、重要的微生物作用类型
（一）重要的发酵类型
1,乳酸发酵 糖 +乳酸菌 → 乳酸
2,酒精发酵 糖 + 酵母 → 酒精 + CO2
3,醋酸发酵 酒精 +醋酸菌 +O2 → 醋酸 + H2O
4,丁酸发酵 乳酸或糖 + 酪酸梭状芽孢杆菌 →丁酸 +副产物
5,产气发酵 糖 +大肠杆菌等 →CO2+H2
（二）蛋白质降解
– 蛋白质 +变形杆菌等 → 胺 +NH3↑（腐败）
– 蛋白质降解有时也是需要被利用的，比如酱和酱
油的生产、腐乳的生产等
（三）脂解
– 脂肪 +产碱杆菌 →脂肪酸 →醛类等 （酸败变质）
– 脂肪降解也有好的一面，在腐乳、肉制品生产中，
部分降解形成香味。
（四）产毒
三、发酵保藏的原理
? 发酵保藏食品利用能够产酸和酒精的微
生物的生长来抑制其它微生物的生长
– 有利菌一旦能大批生长，在它们所产生的酒
精和酸的影响下，原来有可能被腐败菌所利
用的食物成分将被发酵菌作利用
– 有利菌的产物如酸和酒精等对有害菌有抑制
作用，从而使得有害菌得生长不能大量进行，
而保持食品不腐败。
四、控制食品发酵的因素（ P676-683）
? 酸度
? 酒精
? 酵种
? 温度
? 氧气供应量
? 盐
五、发酵对食品品质的影响
1,改变食品的风味和香气
（ 1）蔬菜
（ 2）牛乳
（ 3）制酒
（ 4）对肉类
2,提高营养价值
3,改变组织结构
（ 1）蔬菜脆性的变化
（ 2）色泽的变化
（ 3）其它：豆腐乳、干酪、面包
思考题
? 发酵对食品品质的影响
? 食品发酵保藏的原理
? 控制食品发酵的因素
第三节 烟熏保藏
一、烟熏的目的（ P713）
1,形成特殊烟熏风味
2,发色
3,防止腐败变质
4,预防氧化
二、烟熏成分
熏烟主要是不完全氧化产物包括挥发性
成分和微粒固体如碳粒等，以及水蒸气、
CO2等组成的混合物
在熏烟中对制品产生风味、发色作用
及防腐效果，有关的成分就是不完全氧
化产物，人们从这种产物中已分出约 200
多种化合物，一般认为最重要的成分有
酚、醇、酸、羧基化合物和烃类等。
1,酚
? 从熏烟中分离并鉴定的酚类有 20多种，
都是酚的各种取代物，如愈疮木酚、邻
位、间位、对位甲基酚或甲氧基取代物
等。
? 酚在鱼肉类烟熏制品中有三重作用
– 形成特有的烟熏味
– 抑菌防腐作用
– 有抗氧化作用
2,醇
? 木材熏烟中醇的种类很多，有甲醇、乙
醇及多碳醇
? 醇的作用中，保藏作用不是主要的，它
主要起到一种为其它有机物挥发创造条
件的作用，也就是挥发性物质的载体。
3,有机酸
? 在整个熏烟组成中存在有含 1-10个碳的
简单有机酸，熏烟蒸汽相内的有机酸含
1-4碳,5-10碳的有机酸附在熏烟内的微
粒上。
? 有机酸有微弱的防腐能力。
? 有机酸能促进肉烟熏时表面蛋白质凝固，
使肠衣易剥除。
4,羰基化合物
? 这类化合物有 20多种，包括戊酮、戊醛、
丁醛、丁酮等等，一些短链的醛酮化合
物在气相内，有非常典型的烟熏风味和
芳香味。
? 羰基化合物与肉中的蛋白质、氨基酸发
生美拉德反应，产生烟熏色泽。
5,烃类
? 主要指有树脂产生的多苯环烃类，其中
至少有两类二苯并蒽和苯并芘，已被证
实是致癌物质。这两种物质一般附着在
熏烟的固相上，可以被清除掉。
三、烟熏工艺
1,冷熏
制品周围熏烟和空气混合物气体的温度不
超过 22℃ 的烟熏过程称为冷熏。冷熏时间长，
需要 4-7天，熏烟成分在制品中渗透较均匀且较
深，冷熏时制品干燥虽然比较均匀，但程度较
大，失重量大，有干缩现象，同时由于干缩提
高了制品内盐含量和熏烟成分的聚集量，制品
内脂肪熔化不显著或基本没有，冷熏制品耐藏
性比其它烟熏法稳定，特别适用于烟熏生香肠。
2,热熏
? 制品周围熏烟和空气混合气体的温度超过 22℃
的烟熏过程称为热熏，常用的烟熏温度在 35-
50℃,因温度较高，一般烟熏时间短，约 12-48
小时。
? 在肉类制品或肠制品中，有时烟熏和加热蒸煮
同时进行，因此生产烟熏熟制品时，常用 60-
110℃ 温度。
? 热熏时因蛋白质凝固，以致制品表面上很快形
成干膜，妨碍了制品内部的水分渗出，延缓了
干燥过程，也阻碍了熏烟成分向制品内部渗透，
因此，其内渗深度比冷熏浅，色泽较浅。
? 烟熏温度对于烟熏抑菌作用有较大影响，
温度为 30℃ 浓度较淡的熏烟对细菌影响
不大；温度为 13℃ 而浓度较高的熏烟能
显著降低微生物数量，温度为 60℃ 时不
论淡的或浓的熏烟都能将微生物数量下
降到原数的 0.01%
四、烟熏的方法
（一）燃料 P718
烟熏可采用各种燃料如庄稼（稻草、玉米
棒子）木材等，各种材料所产生的成分
有差别，一般来说，硬木、竹类风味较
佳，软木、松叶类风味较次，烟熏一般
采用硬木。
（二）熏烟产生的条件 (P719)
? 较低的燃烧温度和适量的空气的供应时缓慢燃烧的条件，
在正常烟熏条件下，常见的温度范围为 100-400℃,会
产生 200多种成分。烟熏时引入氧气，则在氧气氧化作
用下，熏烟成分会进一步复杂化，如果将空气严格加以
控制，熏烟呈黑色，并含有大量羧酸，这样的熏烟不适
合用于食品。
? 烟熏时，燃烧和氧化同时进行。供氧量增加时，酸和酚
的量增加，供氧量超过完全氧化时需氧的 8倍左右，形
成量达到最高值。如果温度较低，酸的形成量较大，燃
烧温度增加到 400℃ 以上，酸和酚的比值就下降。因此，
400℃ 是分界线，高于或低于时产生的熏烟成分有显著
差别。
? 因此燃烧温度在 340~400℃ 以及氧化温度在 200-
250℃ 间产生的熏烟质量最高。
? 虽然 400℃ 燃烧温度最适宜于形成最高量的酚，
然而它也同时有利于苯并芘及其它环烃的形成。
如将致癌物质形成量降低到最低程度，世纪燃
烧温度以控制在 343℃ 为宜。
? 相对湿度也影响烟熏。
? 烟熏浓度一般可用 40瓦电灯来确定，若离 7米
时可见则熏烟不浓，若离 0.6米不可见则说明熏
烟很浓。
（三）、烟熏装置
? 简单烟熏炉
? 强制通风式烟熏房
? 连续式烟熏房
五、液态烟熏制剂
思考题
? 烟熏保藏的基本原理
? 熏烟的组成及其作用
? 熏烟发生的条件
第四节 半干半湿食品
一、特点
– 部分脱水而可溶性固形物的浓度较高
– 水分活度 0.7-0.85
– 水分活度尚不足以控制酶的活性，也易发生象美拉
德反应一类德化学变化
二、加工注意点
– 降低水分活度
– 加防霉剂
– 巴氏灭菌
第七章 食品德化学保藏
第一节概述
一、化学保藏的概念
1,食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中
适用化学制品来提高食品的耐藏性和尽可能
保持原有品质的一种方法，也就是防止食品
变质和延长保质期。
2,化学制品：指成分明确，结构清楚，从化学
工业中生产出来的制品。
? 有一些化学制品，它能抑制微生物生长，
延续食品腐败变质，称为化学防腐剂：
如苯甲酸、山梨酸、丙酸、尼泊金酯、
亚硝酸盐。
? 有一些化学制品它能阻止或延续食品中
成分被氧化的反应，称为抗氧化剂。
? 而利用化学制品来抑制酶的添加剂则不
常用。
3,化学保藏的原理
化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和抗氧
化剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，
从而达到保藏的目的
? 它是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态，
属于暂时性保藏
? 由防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭
细菌严重污染的食品，利用化学防腐剂才有效。抗
氧化剂也是如此，在化学反应尚未发生前。
? 并不能改善低质食品的品质，即如果食品腐败变质
和氧化反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧
化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。
4.特点
? 简单、经济
第二节 食品添加剂及其使用问题
一、食品添加剂
1,概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变质，
适应食品加工工艺的需要而加入到食品中的化
学合成物质或天然物质。
2,食品添加剂与食品配料的区别
食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理评
价，用量比较大，一般在 3%以上，如盐、糖、
大豆蛋白、奶油、淀粉、植脂末等。
食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的
ADI值
第二节 食品添加剂及其使用问题
一、食品添加剂
1,概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变质，适
应食品加工工艺的需要，而加入到食品中的化学合
成物质或天然物质
2,食品添加剂与食品配料的区别
– 食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理学评价，
用量比较大，一般在 3%以上，如上述的盐、糖、大豆蛋
白、奶油、淀粉、植脂末等
– 食品添加剂：需要经过毒理学检验，并由一定的 ADI值，
一般用量较小。
二、食品添加剂的分类及应用状况
第三节 化学防腐剂
用于食品保藏的抗菌剂可以区分为屋脊和
有机的两大类,CO2,SO2,H2O2，苯甲
酸及其钠盐，山梨酸及其钾盐，脂肪酸、
酒精等为常用的抗菌剂。
一、无机类
1,SO2、亚硫酸盐类
– 漂白作用和还原作用
? 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。
? 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性变，比如多酚氧化酶的反应。
? 可与有色物质作用而漂白，比如花青素、胡萝卜素等 ——用于苹果、马
铃薯、果脯原料等。
? 用于防止非酶褐变，如藕、土豆片等。
– 抑菌作用、抑制昆虫
? 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的作用稍差一些。
? 亚硫酸对微生物的抑制效果与其存在状态有关，亚硫酸分子在防腐上最
有效。
–毒理学评价及可能的危害
? 无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突
变作用，高计量下，哺乳动物细胞中可导
致染色体损害，但在当前的适用剂量下，
对多数人无害。
? 关于其危害，主要对过敏的哮喘者有诱发
的可能
2,过氧化氢
? 因具有氧化还原作用而具有杀菌效果，
特别对厌氧芽孢杆菌杀灭效果好。
? 工厂用于无菌包装容器及塑料容器的消
毒处理
3,卤素（氯）
? 食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用次氯酸
钙（钠）或直接加氯进行消毒。
? 消毒原理 ——次氯酸
– 加氯处理时，水中存在能和氯反应并使它失去杀菌效
力的物质，例如 H2S和有机杂质等，只有这些物质全部
和氯结合，即满足了水本身需氯量而有残余游离氯出
现后，才具有有效的杀菌能力或抑制微生物生长活动
的能力，此时水的加氯处理达到了转折点 ——氯转效
点。
– 各种水因其有机质和干扰物质含量不同，它们的转折
点也不同（ P740）。
– PH较低时，氯的杀菌效力可提高。
4,CO2
? 高浓度的 CO2能阻止微生物的生长，高
压下,C02溶解度比常压下高，因而高压
下，防腐能力也大 ——碳酸饮料的防腐
? CO2也常和冷藏结合在仪器用于水果保
鲜、气调保鲜 ——减缓呼吸作用。
5,亚硝酸盐和硝酸盐
? 两者都有延迟微生物生长的作用，后者
由于靠酶转化或亚硝酸盐而起作用，用
量大一些
? 抑制梭状芽孢杆菌有效
二、有机类
1,苯甲酸及其钠盐，以及衍生物 对羟基苯甲酸酯（尼
泊金酯，甲、乙、丙、丁、庚）
– 这类制品只有在酸性介质中才有效,pH从 7.0降到 3.5，防
腐能力可增加 5-10倍，只有未解离酸才有防腐力，成盐后
基本无效果；
– 苯甲酸对酵母的影响大于霉菌的影响，但对细菌效力极弱；
– 苯甲酸对人体毒害小；
– 衍生物，对羟基苯甲酸酯，对于细菌、霉菌都有非常明显
的作用，其抗菌活性依赖于链长度。一般随链长度增长对
革兰氏阳性菌作用要比阴性菌强。另外，尼泊金酯受 pH影
响较小，可用于中性食品，但由于其溶解度有限，加之不
良的气味和费用较高，使其未能广泛用于食品。
2,山梨酸及其钾盐
? 对霉菌有较强的抑制作用，对厌氧菌无
效,pH值越低，抗菌作用越强，在微生
物数量过高的情况下，发挥不了作用
3,其它酸类
? 丙酸、丙酸钙：有效地抑制引起食品发粘的菌
类，马铃薯杆菌和细菌，而且它抑菌霉菌生长
时，对酵母的生长基本无影响，因此，特别适
用于面包等焙烤食品的防腐。
? 丙酸及其盐时谷物、饲料储藏中最有效的有机
酸类防腐剂，在美国，被认为是安全的食品防
腐剂，广泛用于面包和加工干酪，在我国，广
泛用于糕点、饼干、面包等。
? 另外，脱氢醋酸、双乙酸钠也是有效的。
以上防腐剂适用注意点
? 食品 pH,pH下降，防腐作用上升；
? 抑菌谱不同；
? 不同的防腐剂之间有协同作用；
? 一般比较难溶于水，应先溶解后再添加。
三、生物代谢产物
1,抗菌素
抗菌素的抗菌效能为普通化学防腐剂的
100-1000倍。抗菌作用有选择性，青霉素对 G-，
土霉素对 G+-都有效，头孢菌素都有效。但有
一点要注意，微生物可能会逐渐产生耐药性。
2,乳酸链球菌素（ Nisin）
抗菌谱比较窄，只能杀死革兰氏阳性菌，
特别是孢子，对阴性菌、酵母和霉菌均无作用，
一般 10mg/kg却有效。目前用于干酪等乳制品、
罐头制品、乙醇饮料。
3,纳它链霉素（ Natamycin）
? 对酵母和霉素有效，对细菌无效。
4,植物杀菌素
第四节 抗氧化剂
目前常用的抗氧化剂主要用于防止食物蛤败（油
脂氧化）和褐变。
一、防止食物蛤败的抗氧化剂
? 氧化和水解是导致脂肪蛤败的主要原因。对氧化性蛤
败有影响的因素有空气、光线、热、重金属离子、水
分等。
? 抗氧化剂主要的作用是截获游离基、切断游离基反应，
阻止过氧化物的产生。
? 目前常用的抗氧化剂有 BHA（丁基羟基茴香醚）、
BHT（二丁基羟基对甲酚）,PG（没食子酸甲酯）等，
主要用于脂肪或多脂类食品
? 还有抗坏血酸及其衍生物，异抗坏血酸及微生
物 E等
? 金属离子会促进氧化，因而添加金属离子的螯
合剂有增效作用，比如柠檬酸、磷酸、抗坏血
酸等
? 天然的抗氧化剂，如茶多酚等
二、防止褐变用抗氧化剂
这一类主要是水溶性抗氧化剂
1,抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸
– 果蔬的酶促褐变主要是一些酚类倍氧化成醌类，在
酶的作用下，偶联成聚合体，出现褐色素
– 着类抗氧化剂主要是自己和氧气作用，消耗掉氧气，
不阻止组织中酚类受到氧化
使用注意点
? 防止金属离子 ——采用螯合剂；
? 充氮等措施，减少于氧气的接触；
? 避光避热；
? 协同作用。
第八章 保藏技术进展
? 保藏技术发展到今天，手法很多，大致
分成两类：加热和非加热
? 非加热技术有很多，包括化学法、发酵
法、离心分离法去除微生物，膜处理去
除微生物、辐射、臭氧灭菌等
? 新技术包括高压脉冲电场、高静压、振
荡磁场、强超声波等。
高压保藏技术
食品的高压处理就是将食品放入压力传递介质 ( 通常是水 )
中，通常在 1 0 0 - 6 0 0 M p a 的压力下保持一段时间以达到加工
保藏的目的。高压加工有别于传统的加热过程，热处理是
由于加热后分子剧烈运动，破坏结合力较弱的键，从而引
起蛋白质等高分子物质的变性，在此过程中，也同时对共
价键发生破坏，使色素、纤维素、香气等低分子物质发生
变化，从而达到加工保藏的目的。但高压却是引发氢键之
类的弱结合键变化，不破坏分子的基本结构，所以高压处
理虽然能有效的杀灭微生物，使酶失活，却能使食品保持
原有的色、香、味，形成高质量的产品。因此，高压加工
技术具有很多热加工无法比拟的优点 。
高压在食品的领域主要的研究方向
(1) 对微生物的影响；
(2) 对生物大分子的影响, 比如使蛋白质变性,
使酶失活或激活, 形成凝胶, 对大分子降解的
影响及对抽提操作的影响等；
(3) 高压对食品质量的影响 (特别是对风味和色
泽的影响 )；
(4)对产品功能性质的影响, 比如密度的变化,
冷冻和解冻温度及质构变化等 。
? 高压技术是一个非常有前景的非热食品
保藏方法，高压不仅可用于保藏食品，
而且可以提高食品的流变性质和功能性
质。高压技术一个重要的方面是可以灭
酶，但不影响食品的营养价值和风味。
高压加工制品可以保持新鲜风味何质构。
高压技术的实施费用较高，这也抑制了
高压技术的商业化发展
栅栏技术
? 大部分食品保藏技术都是基于延缓或阻碍微生物生
长的原理，通过控制一些能影响微生物生长和生命
活动的因素如温度、水分活度、氧化还原势,pH、
营养物质,O2以及化学防腐剂等来达到保藏目的。
如将上述这些阻碍微生物生长的因素联合起来应用，
达到同样保藏效果将比单一控制其中某一因素的条
件温和得多。
? 栅栏技术就是指联合控制多种阻碍微生物生长的因
素以达到保藏效果。栅栏的概念就是指温度、水分
活度,pH等等的复合作用。
食品技术原理
第一章绪论
第二章 食品的热处理与杀菌
第三章 食品的低温处理与保藏
第四章 食品的脱水加工
第五章 食品辐射保藏
第六章 食品的腌渍烟熏和发酵处理
第七章 食品的化学保藏
第八章 典型食品的加工工艺
第一章 绪论
第一节 食品的加工概念
一、食物与食品
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。
食品 ——经过加工制作的事物统称为食品
1,食品的概念及分类
—对食品不同的人关心的侧面不同
—不同地区也有不同的情况
分类：食品分类的方法很多，可以按保
藏方法分、按原料种类分、按原料和加工
方法分、按产品特点分。
按保藏方法分类
dehydrated garlic flake
干藏类
芋籽
冷冻类
Canned Mushroom
罐头类
黄瓜
腌渍类
辐射制品
发酵制品
烟熏制品
按原料种类分
果蔬制品 肉禽制品
乳制品
谷物制品
水产制品
按加工方法分
焙烤制品 饮料
糖果罐头制品
挤压制品
速冻制品（绿芦笋） 干制品发酵制品
按产品特点分
方便食品
……
疗效食品
婴儿食品
工程食品
（模拟食品）
快餐食品
休闲食品功能食品（保健食品）
2,食品的要求
? 外观
? 风味
? 营养
? 卫生和要求
? 货架寿命
? 方便
? 功能性质
二、加工工艺
1,概念
? 食品科学与工程领域的一些概念
– 食品科学
– 食品工艺学
食品科学
借用 Food Science （ Norman)的定义
食品科学可以定义为应用基础科学及
工程知识来研究食品的物理、化学及生
化性质及食品加工原理的一门科学。
食品科学
食品加工
食品科学
食品分析
食品工程 食品微生物
五个基础框架
1,食品的基础研究领域 （或者称之为 狭义食品科学 ）：包括食品
化学，研究食品的组成、结构、物化生化特点及加工和使用过
程中的变化的一门科学。
2,食品分析领域,分析食品产品及组分的质量特点、化学边的原
理
3,食品微生物领域,环境对食品腐败的作用以及微生物对食品本
身及食品制造过程的影响、微生物的检验、公共健康等问题的
一门科学
4,食品加工领域, 即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响
食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作
的一门科学 —— 这也是本课程的主要研究内容
5,食品工程领域,即研究食品加工过程中的工程原理及单元操作
的科学，工程原理包括物料与能量平衡、热力学、流体；流体
流动、传热与传质等等。
食品工艺学
? 食品工艺学是应用化学、物理学、生物
学、微生物学和食品工程原理等各方面
的基础知识、研究食品资源利用、原辅
材料选择、保藏加工、包装、运输以及
上述因素对食品质量货架寿命、营养价
值、安全性等方面的影响的一门科学。
食品加工的概念
? 在描述食品加工的概念之前，先熟悉一
些典型食品的加工流程。
? 加工基本概念包括：
– 增加热能并升高温度
– 去除热能或降低温度
– 去除水分或降低水分含量
– 利用包装以维持由于加工操作带来的产品的
特征
2,食品加工的目的
? 延长食品的储存时间
? 增加多样性
? 提供健康所需的营养素
? 为制造商提供利润
? 食品加工过程或多或少都含有这些目的，
但要加工一个特定产品其目的性可能各
不相同
– 比如冷冻食品的目的主要是保藏或延长货架
寿命
– 糖果工业的主要目的是提供多样性
– 但是要达到各个产品的目的却并不简单，并
不是买来设备就可以生产，或达到生产出食
品并赢利的目的
? 以橙汁和火腿肠为例
第二节 食品加工原料的特性和要求
一、食品原料主要组成
二、影响原料加工的因素
? 原料采收运输基本原则
– 原料应该在其品质最佳的时候进行采收、屠
宰或用其他方法进行采集。
– 原料在搬运中要避免损伤
– 将原料保藏在尽量减少变质的条件下
? 蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在采收或
离开植物母体之后仍然是活的
? 家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污
染这些产品的微生物是活的，同时，细胞中的生
化反应在继续。
? 原料品质决不会随贮藏时间的延长而变
好，产品一经采收或屠宰后即进入变质
过程。
? 加工过程本身不能改善原料的品质，也
许使有的制品变得可口一些，但不能改
善最初的品质。
1,影响原料品质的因素
（ 1）微生物的影响
（ 2）酶在活组织、垂死组织和死组织中的
作用
（ 3）呼吸
（ 4）蒸腾和失水
（ 5）成熟与后熟
– 成熟的定义是水果或蔬菜的器官连接在植株
上时所发生的变化现象。一般随着成熟过程
的进行有利于提高产品的品质。（注意适度，
否则会迅速后熟，迅速出现严重品质降低）
– 后熟定义是水果脱离果树或植株后于消费或
加工前所发生的变化。最后的后熟程度是在
采收后形成的最佳食品品质。
– 要理解适当的后熟虽然可以改善水果的口味，
但不能改善它的基本品质。水果的基本品质
是由于水果在果树上达到最佳成熟度的时间
来决定的。
– 大多数蔬菜不发生后熟过程
（ 6）动植物组织的龄期与其组织品质的关
系
– 组织的龄期指两个不同的阶段，第一是植物
器官或动物在其采收或屠宰时的生理龄期；
第二是采收或屠宰后原料存放的时间。
– 与采收前的品质有关的植物组织龄期往往是
决定性的。例芦笋、青豆荚
2,按照变质可能性将原料分类
? 极易腐败原料（ 1天 ~2周）
– 如肉类和大多数水果和部分蔬菜
– 采收（屠宰、切割）、搬运、包装、贮藏条件可能
强烈影响其品质
– 冷藏温度应该合理（某些果蔬会冻害）
? 中等腐败性原料（ 2周 ~2月）
– 柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜
– 冷害问题
? 稳定的原料（ 2~8月）
– 粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等
3,原料的贮藏和保鲜
? 温度
? 气调贮藏
? 包装
第三节 食品的质量因素及其控制
? 质量的定义：食品好的程度，包括口感、
外观、营养价值等。或者将质量看成是
构成食品特征及可接受性的要素
外观
物理感觉 质构
风味
食品质量 营养质量
卫生质量
耐储藏性
一、质量因素
（一）物理因素
1,外观因素
（ 1）大小形状
（ 2）颜色、色泽
（ 3）一致性
2,质构因素 包括新鲜状态、加工过程、加工
以后的一些因素
3,风味因素
（ 1）味觉和香味
（ 2）色泽与质构对风味也有影响
（二）、营养因素
（三）、卫生因素
（四）、耐储藏性
如啤酒泡沫稳定性
柑橘汁浑浊稳定性
油脂蛤败
二,变质的影响因素
? 变质的概念：包括品质下降、营养价值、
安全性和审美感觉的下降
? 影响因素
1,微生物
2,天然食品酶
3,热、冷
4,水分
5,氧气
6,光
7,时间
三、食品保藏的原则
? 若短时间保藏，有两个原则
（ 1）尽可能延长活体生命
（ 2） 如果必须终止生命，应该马上洗净，
然后把温度降下来
? 长时间保藏 则需控制多种因素
1,控制微生物
– 加热 杀灭微生物 巴氏杀菌 灭菌
– 冷冻保藏 抑制微生物
– 干藏 抑制微生物
– 高渗透
– 烟熏
– 气调
– 化学保藏
– 辐射
– 生物方法
2,控制酶和其它因素
– 控制微生物的方法很多也能控制酶反应及生
化反应，但不一定能完全覆盖
比如：冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶。加
热、辐射、干藏也类似
3,其他影响因素包括昆虫、水分、氧、光
可以通过包装来解决。
思考题
1,影响原料品质的因素主要有哪些？
2,食品的质量因素主要有哪些？
3,常见食品的变质主要由哪些因素引起？
如何控制？
以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料
等为例来说明
第四节 食品工业的发展及其前景
? 广义上讲，食品工业无论从哪个角度都
是各个国家国民经济的基础或支柱之一。
– 广义食品工业包括农业、食品制造、市场三
个方面
? 整体而言，食品工业也是一个永不衰弱
的行业，是一个非常稳定的行业，更是
一个充满变化、有活力的行业
? 由于食品工业是国民经济的重要支柱产
业和关系国计民生及关联农业、工业、
流通等领域的大产业，因此，食品工业
现代化水平是反映人民生活质量及国家
文明程度的重要标志。作为农产品面向
市场的主要后续加工产业，食品工业在
农产品加工中占有最大比重，对推动农
业产业化作用巨大。 1999年全世界食品
工业的销售额为 2.7万亿美元，居各行业
之首。
? 我国 2000年食品工业总产值、利税分别为
8434.1亿元和 1458.3亿元，占全国工业总产值、
利税的 9.8%和 15.3%；年出口创汇 136.7亿美元。
? 食品工业企业达 19316个，就业人数达 403.7万，
占全国工业企业就业总人数的 7.3%。
? 食品工业是整个工业中为国家提供积累和吸纳
城乡就业人数最多、与农业关联度最强的产业。
第五节 食品技术原理的主要研究范围
和内容
1,研究原材料特点、研究充分利用现有食
品资源和开辟食品资源的途径
– 比如一大批具有功能性质、保健性质的食品
在 80年代中后期开始被开发
– 以前未被充分利用的资源，
? 比如马铃薯、面粉
2,研究食品保藏原理、探索食品生产、
储藏、运输和分配过程中腐败变质的原因
和控制途径
– 食品的腐败变质的特征和程度取决于两类因
素：非微生物因素和微生物因素
– 非微生物因素包括：糖的损失、含氮物质的
含量与组分的变化、维生素的氧化和损失、
脂肪的氧化、水分的变化等。这些变化会导
致口感、色泽、风味和产品一致性的不同，
导致不能被消费者接受。
? 具体举例说明并说明原因和解决办法
– 微生物因素
3.研究影响食品质量、包装和污染的加工
因素，研究良好的生产方法、工艺设备和
生产组织
– 比如加工因素中热加工对水果制品质量的影
响、相应的改进（工艺设备和保藏工艺两方
面的改进）
– 比如肉制品中的腌制工艺
– 比如奶粉的速溶性
– 废弃物的处理：乳清、黄浆水
4,研究食品的安全性、良好的生产操作和
卫生操作（ GMP）
– 比如 89年国内蘑菇罐头
– 99年牛肉汉堡 O157,H7的污染
5.创造新型、方便和特需的食品
– 改变食品的营养成分以适应特定人群需要
– 添加营养素到特定食品
– 改善质量提高品质
– 应用功能改善，包括包装方便性、食用方便
性、成本降低等
第六节 关于本课程
一、食品技术原理课程的重要性
– 食品技术原理作为食品科学与工程专业的一
门主干课程，可以为本科学生今后进一步学
习和研究食品加工保藏，今后从事本专业的
研究、管理、营销工作打下基础
二、本课程的主要参考书
1,食品工艺学 （上） 无锡轻院、天津轻院和编，中
国轻工出版社,1984
2,Food Processing Technology P.J.Fellows
3,Food Science Norman N.Potter,Joseph H.Hotchkiss
第二章 食品的脱水加工
? 概述
1,食品干藏的概念
一种说法：指在自然或控制条件下，使食
品中的水分降低到足以防止腐败变质
的水平后并始终保持低水分的保藏方法。
另一种说法：从食品中较完全地去处水分，
该条件不导致或几乎不导致食品性质的
其它变化（除水分外）。
2,食品脱水加工的历史
3,脱水加工的特点和好处
（ 1）延长保藏期；
（ 2）某些食品干制后，重量减轻、体积缩
小，可节省包装和运输费用；
（ 3）带来了方便性；
（ 4）设备可好可差。
4,脱水技术的进展
第一节 食品干藏原理
1,水分活度 f ——
食品中水的逸度a
w = ——f
0 —— 纯水的逸度
我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比
称为水分活度。
水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸
汽压来表示，在低压或室温时,f/f0 和
P/P0之差非常小（ <1%），故用 P/P0来定
义 aW是合理的。
(1) 定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水的蒸汽分压
P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）
水分活度大小取决于：
水存在的量；温度；水中溶质的浓度、食
品成分、水与非水部分结合的强度
表 2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系
F o o d M o i s t u r e c o n t e n t ( % ) W a t e r a c t i v i t y
I c e 100 1, 0 0
I c e 100 0, 9 1
I c e 100 0, 8 2
I c e 100 0, 6 2
F r e s h m e a t 70 0, 9 8 5
B r e a d 40 0, 9 6
M a r m a l a d e 35 0, 8 6
W h e a t f l o u r 1 4, 5 0, 7 2
R a i s i n 27 0, 6 0
M a c a r o n i 10 0, 4 5
B o i l e d s w e e t s 3, 0 0, 3 0
B i s c u u i t s 5, 0 0, 2 0
D r i e d m i l k 3, 5 0, 1 1
P o t a t o c r i s p s 1, 5 0, 0 8
(2）测量
? 利用定义
? 利用平衡相对湿度的概念
? aW3 100=相对湿度
? 具体方法参考 Food engineering properties
M.M.A.Mao
2,水分活度对食品的影响
? 大多数情况下，食品的稳定性（腐败、
酶解、化学反应等）与水分活度是紧密
相关的。
（ 1）水分活度与微生物生长的关系
p15 图 1-1-1；
（ 2）干制对微生物的影响 p18
（ 3）水分活度与酶反应和化学反应的关系
见 食品化学 P
思考题
? 水分活度概念
? 水分活度对微生物的影响
? 水分活度对酶及其它反应的影响
3,食品中水分含量（ M）与
水分活度之间的关系
? 水分吸附等温线的认识
? 温度对水分吸附等温线
的影响
? 水分吸附等温线的应用
以珍味鱼干、小麦干制等
为例说明
4,对食品干制的基本要求
? 原料质量
? 操作环境
? 原料预处理
? 干制后食品的水分
干藏原理
? 将食品中的水分活度降到一定程度，使
食品能在一定的保质期内不受微生物作
用而腐败，同时能维持一定的质构不变
即控制生化反应及其它反应。
如果干制食品发生腐败变质
? 原因
1,微生物污染（霉变），是否水分活度不
足以控制微生物
2,脂肪蛤败
3,虫害
思考题
1,水分活度对微生物、酶及其它反应有什
么影响？简述干藏原理
2,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？
第二节 食品液体的浓缩
? 浓缩方式
–膜浓缩
–蒸发
–冷冻浓缩
?不同浓缩方式的比较
表 1 不同浓缩方法的能量效率和浓缩程度
浓缩方法 蒸汽当量（去除
每公斤水分消耗
的能量折算）
可能的最大浓
缩浓度（ %）
超滤 0.001 28
反渗透 0.028 30
冷冻浓缩 0.090-0.386 40
蒸发
不带风味回收的三效浓缩
带风味回收的三效浓缩
0.370
0.510
80
80
一、膜浓缩
1,种类与应用
膜浓缩主要采用反渗透与超滤两种
? 反渗透主要用于分离水与低分子量溶液，
这些溶液具有高渗透压。
? 超滤用于从高分子量物料（如蛋白质、
多糖）中分离低分子量物料。
2,反渗透的原理
3,超滤的原理
? 与反渗透类似，驱动力
也是渗透压与外加压力
的差。
? 差别是超滤不能截留低
分子量物料，但反渗透
可以。
4,膜
? 反渗透膜
– 通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺
等具有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材
料
? 超滤膜
– 通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚
酯、刚性醋酸酯等材料
– 结构通常有两种一种为微孔膜主要用于卷式、板式
和管式膜；另一种为中空纤维膜，用于中空纤维系
膜系统。
5,设备
6.膜浓缩的应用
? 在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的
浓缩方式。在食品工业中最大的商业化
应用是乳清浓缩，其他还包括
– 蒸发前果汁的浓缩
– 柠檬酸、咖啡、淀粉糖浆、天然提取物
– 乳清脱盐（但保留糖）
– 纯化水
? 超滤的最大应用也是乳制品行业，如预
浓缩，选择性脱乳糖或脱盐，分离功能
性成分。其它应用包括：
– 酶、其它蛋白质或多糖的分离、浓缩
– 除菌
– 酿造工业
– 果汁澄清
– 反渗透之前的预处理
例 1 乳清分离过程中超滤、反渗透的应用
例 2 Camenbert干酪
制造过程中超滤、反
渗透的应用
例 3 苹果汁澄清常规方法 A与
膜处理方法 B的比较
A B
思考题
? 膜分离的种类主要有哪些？各自的分离
范围和原理是什么？
? 举例说明膜浓缩的应用。假设一食品体
系中含有大分子的多糖（分子量大于 10
万），蛋白质（分子量 5万左右），低分
子多肽，低聚糖（聚合度小于 10），单
糖和矿物质，请问如何分离并浓缩？
二、蒸发
1,蒸发原理
传热与传质
热量与质量的平衡原理
影响传热因素（温差、传热
面沉淀、界面膜
2,影响蒸发经济性的因素
? 由于发泡和夹带等引起的物料损失
? 能量消耗，减少能量消耗的方法
– 二次蒸汽再压缩
– 二次蒸汽再加热
– 多效蒸发（多效系统的数量取决于节省的能
量与操作费用的增加比较）
表 不同蒸发方式的蒸汽消耗
蒸汽消耗（ Kg/Kg蒸发水）
效数 不带二次蒸汽压缩 带二次蒸汽压
缩
1 1.1 0.6
2 0.3 0.4
3 0.4 0.3
3,蒸发设备
4,蒸发对食品的影响
? 风味
– 风味物质损失
? 解决方法包括 A将浓缩物与部分新鲜物料混合，
以提高风味； B风味物质回收
– 风味劣变
? 颜色
– 加深
? 营养物质损失
表 在浓缩和 UHT杀菌乳中的维生素损失
产品
损失（ %）
硫胺素 VB6 VB12 叶酸 VC
蒸发浓
缩牛乳
20 40 80 25 60
甜炼乳 10 <10 30 25 25
UHT杀
菌乳
<10 <10 <10 <10 <25
5,蒸发设备的选择
? 操作能力
? 物料需要浓缩的程度
? 物料的热敏性
? 是否需要回收风味物质
? 清洁的容易程度
? 操作的方便性
? 相对于蒸发能力的蒸发器大小
? 相对于蒸发能力和产品质量的操作费用
三 冷冻浓缩
? 冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平衡
原理的一种浓缩方法。
? 采用冷冻浓缩方法，溶液在浓度上是有限度的
（溶质浓度不能超过低共熔浓度）。
? 操作包括两个步骤，首先是部分水分从水溶液
中结晶析出，而后将冰晶与浓缩液加以分离。
? 特别适合于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质
因加热所造成的挥发损失。
思考题
? 常用的浓缩方法有哪些？如何选择合理
的浓缩途径？
第三节 干燥
一,食品干制的基本原理
1,食品水分的吸收和解吸
2,食品干制过程特性
（ 1）干燥曲线
– 干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线
– 干燥时，食品水分在短暂的平衡后，出现快速下降，几乎时直线下降，当
达到较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水
分。
（ 2）干燥速率曲线
– 随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒率
干燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含
量恒定，也就是说水分从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
（ 3）食品温度曲线
– 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
? 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。
? 外部很容易理解，取决于温度、空气、湿度、
流速以及表面蒸发面积、形状等
? 那么内部水分扩散速率的影响因素或决定因
素是什么呢？
二、干燥机制
温度梯度 表面水分扩散到空气中
T T-ΔT
内部水分转移到表面
M-ΔM
M
水分梯度 Food H2O
? 干制过程中潮湿食品食品表面水分受热
后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，
而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩
散，此时表面湿含量比物料中心的湿含
量低，出现水分含量的差异，即存在 水
分梯度 。水分扩散一般总是从高水分处
向低水分处扩散，亦即是从内部不断向
表面方向移动。这种水分迁移现象称为
导湿性 。
? 同时，食品在热空气中，食品表面受热
高于它的中心，因而在物料内部会建立
一定的温度差，即 温度梯度 。温度梯度
将促使水分（无论是液态还是气态）从
高温向低温处转移。这种现象称为 导湿
温性 。
1,导湿性
水分梯度
若用 W绝 表示等湿面湿含量或水分含量
（ kg/kg干物质），则沿法线方向相距 Δn
的另一等湿面上的湿含量为 W绝 +Δ W绝,
那么物体内的水分梯度 grad W绝 则为：
grad W绝 = lim （ Δ W绝 /Δn） = W绝 / n
Δn 0
W绝 —— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
grad W绝
I
图 湿度梯度影响下水分的流向
W绝 +Δ W绝 W绝
? 导湿性引起的水分转移量可按照下述公
式求得：
i水 = -Kγ0（ W绝 / n） = -Kγ0 W绝 千克 /米 2·小时
其中,i水 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg/kg干物质 ·米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 2·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 2 ）
W绝 —— 物料水分（ kg/kg干物质）
水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负
号。
需要注意的一点是：
? 导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，
它随着物料温度和水分而异。
物料水分与导湿系数间的关系
? K值的变化比较复杂。当
物料处于恒率干燥阶段时，
排除的水分基本上为渗透
水分，以液体状态转移，
导时系数稳定不变（ DE
段）；再进一步排除毛细
管水分时，水分以蒸汽状
态或以液体状态转移，导
湿系数下降（ CD段）；再
进一步为吸附水分，基本
上以蒸汽状态扩散转移，
先为多分子层水分，后为
单分子层水分。
物料水分 W绝 （ kg/kg绝干物质）
A
C
D E
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图物料水分和导湿系数间的关系
Ⅰ —吸附水分 Ⅱ — 毛细管水分
Ⅲ —渗透水分
导湿系数与温度的关系
图的启示：
? 若将导湿性小的物料在
干制前加以预热，就能
显著地加速干制过程。
? 因此可以将物料在饱和
湿空气中加热，以免水
分蒸发，同时可以增大
导湿系数，以加速水分
转移。
K3 102=(T/290)14
温度（ ℃ ）
图 硅酸盐类物质温度和
导湿系数的关系
2,导湿温性
? 在 对流干燥 中，物料表面受热高于它的
中心，因而在物料内部会建立一定的 温
度梯度 。温度梯度将促使水分（不论液
态或气态）从 高温处向低温处转移 。这
种现象称为 导湿温性 。
导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象。
? 高温将促使液体粘度
和它的表面张力下降，
但将促使蒸汽压上升，
而且毛细管内水分还
将受到挤压空气扩张
的影响。结果是毛细
管内水分将顺着热流
方向转移。
T T+ΔT
T/ n
i
内 表面
图 温度梯度下水分的流向
n
导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯
度成正比。
? 它的流量可通过下式计算求得：
i温 = -Kγ0δ（ T/ n）
其中,i温 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg/kg干物质 ·米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 2·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 2 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（ 1/℃,或 kg/kg干物
质 3 ℃ ）
导湿温系数就是温度梯度为 1℃ /米时物料
内部能建立的水分梯度，即
W T
? δ= -
n n
导湿温性和导湿性一
样，会因物料水分
的差异（即物料和
水分结合状态）而
异。
导湿温性
δ（
1/℃
）
O
A
B
物料水分 W（ %）
Ⅱ
Ⅰ
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯
度和温度梯度存在，因此，水分流动的方
向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果。
以上我们讲的都是热空气为加热介质。
? 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲
线将会变化。
思考题
1,干燥机制
2,预测微波干燥的干制过程特性
3,如果想要缩短干燥时间，该如何从机制
上控制干燥过程？
3、影响干制的因素
? 干制过程就是水分的转移和热量的传递，
即温湿传递，对这一过程的影响因素主
要取决于干制条件（由干燥设备类型和
操作状况决定）以及干燥物料的性质。
1,干制条件的影响
A,温度
对于用空气作为干燥介质时，提高空气温度，干燥加快。
? 由于温度提高，传热介质和食品间的温差越大，热量向食
品传递的速率越大，水分外逸速率因而加速。
? 对于一定湿度的空气，随着温度的提高，空气相对饱和湿
度下降，这会使水分从食品表面扩散的驱动力更大。
? 另外，温度高，水分扩散速率也加快，使内部干燥也加速
? 注意：若以空气作为加热介质，温度并非主要因素，因为
食品内水分以水蒸汽状态从它表面外逸时，将在其表面形
成饱和水蒸汽层，若不及时排除掉，将阻碍食品内水分进
一步外逸，从而降低了水分的蒸发速度，故温度的影响也
将因此而下降 。
B 空气流速
? 空气流速加快，食品干燥速率也加速。
? 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷
空气而吸收较多的水分；
? 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气
带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；
? 同时还因和食品表面接触的空气量增加，而显
著加速食品中水分的蒸发。
C 空气相对湿度
? 脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气
相对湿度越低，食品干燥速率也越快。近于饱
和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空
气差。饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食
品的蒸发水分。
? 脱水干制时，食品的水分能下降的程度也是由
空气湿度所决定。食品的水分始终要和周围空
气的湿度处于平衡状态。
? 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各
种食品的吸湿等温线上寻找 。
D 大气压力和真空度
操作条件对于干燥的影响
条件 恒率阶段 降率阶段
温度上升 干燥速率增加 干燥速率增加
空气流速上升 干燥速率增加 无变化
相对湿度下降 干燥速率增加 无变化
真空度上升 干燥速率增加 无变化
E 蒸发和温度
? 干燥空气温度不论多高，只要由水分迅
速蒸发，物料温度一般不会高于湿球温
度。
? 若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品
的温度将随之而上升。
? 脱水食品并非无菌。
（ 2）, 食品的性质的影响
A 表面积
B 组分定向
C 细胞结构
D 溶质的类型和浓度
4、合理选用干制工艺条件
? 食品干制工艺条件主要由干制过程中控
制干燥速率、物料临界水分和干制食品
品质的主要参变数组成。
– 比如。以热空气为干燥介质时，其温度、相
对湿度和食品的温度时它的主要工艺条件。
? 最适宜的干制工艺条件为：使干制时间
最短、热能和电能的消耗量最低、干制
品的质量最高。 —它随食品种类而不同。
如何选用合理的工艺条件：
? 使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水分
扩散速率，同时力求避免在食品内部建立起和湿度
梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部的水
分扩散速率。
? 恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证食品表面的
蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，
允许尽可能提高空气温度。
? 降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它
能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品
表面过度受热，导致不良后果。
? 干燥末期干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水
分加以选用。
三 干制对食品品质的影响
1,干制过程中食品的主要变化
（ 1）物理变化
– 干缩
– 表面硬化
– 多孔性
– 热塑性
（ 2）化学变化
? 营养成分
– 蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素
? 色素
– 色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递
可见光的能力）
– 天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素
– 褐变
? 风味
– 引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去处
– 热会带来一些异味、煮熟味
– 防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物
质，使风味固定
2,干制品的复原性和复水性
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是
衡量干制品品质的重要指标。
– 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后
在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、
结构、成分以及可见因素（感官评定）等各
个方面恢复原来新鲜状态的程度
– 干制品的复水性：新鲜食品干制后能重新吸
回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程
度来表示
– 复水比,P109
– 复重系数：
食品的干制方法的选择
? 干制时间最短、费用最低、品质最高
? 选择方法时要考虑：
– 不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、
颗粒
– 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热
传递的感受性
– 最终干制品的用途
– 消费者的要求不同
四,食品的干制方法
干制方法可以区分为自然和人工干燥两大
类
– 自然干制：在自然环境条件下干制食品的方
法：晒干、风干、阴干
– 人工干制：在常压或减压环境重用人工控制
的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设
备
? 人工干制：空气对流干燥设备、真空干
燥设备、滚筒干燥设备 （ P50）
一、空气对流干燥
? 空气对流干燥时最常见的食品干燥方法，这类干燥
在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气
则自然或强制地对流循环。
? 流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发
水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添
补充加热装置
? 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现
恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此干制过程重控
制好空气的干球温度就可以改善食品品质。
1,柜式干燥设备
? 特点：
– 间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高
? 操作条件：
– 空气温度 <94℃,空气流速 2-4m/s
? 适用对象
– 果蔬或价格较高的食品
– 或作为中试设备，摸索物料干制特性，为确
定大规模工业化生产提供依据
2,隧道式干燥设备
? 一些定义：
– 高温低湿空气进入的一端 ——热端
– 低温高湿空气离开的一端 ——冷端
– 湿物料进入的一端 ——湿端
– 干制品离开的一端 ——干端
– 热空气气流与物料移动方向一致 ——顺流
– 热空气气流与物料移动方向相反 ——逆流
（ 1）逆流式隧道干燥设备
? 湿端即冷端，干端即热端
– 湿物料遇到的是低温高湿空气，虽然物料含有高水
分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这样不易出
现表面硬化或收缩现象，而中心有能保持湿润状态，
因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂 ——适合
于干制水果
– 干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，虽
然遇到的是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，
因此物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。
此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了
避免焦化，干端处的空气温度不易过高，一般不宜
超过 66-77℃ 。
– 由于在干端处空气条件高温低湿，干制品的平衡水
分将相应降低，最终水分可低于 5%
注意问题
? 逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为
低温高湿的空气中，湿物料水分蒸发相
对慢，若物料易腐败或菌污染程度过大，
有腐败的可能。
? 载量过大，低温高湿空气接近饱和，物
料增湿的可能
（ 2）顺流隧道式干燥
? 湿端即热端,冷端即干端
? 湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降
比较大，可允许使用更高一些的空气温度如 80-90℃,
进一步加速水分蒸干而不至于焦化。
? 干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制
品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到 10%以下，
因此吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。
? 顺流干燥，国外报道只用于干制葡萄。
（ 3）双阶段干燥
? 顺流干燥：湿端水分蒸发率高
? 逆流干燥：后期干燥能力强
? 双阶段干燥：取长补短
– 特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好
– 用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）
– 现在还有多段式干燥设备，有 3,4,5段等，有广
泛的适应性。
3,输送带式干燥
? 特点
– 操作连续
化、自动
化、生产
能力大
4,气流干燥
? 用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在
热空气中干燥
? 适用对象：水分低于 35%~40%的物料
? 例糯米粉、马铃薯颗粒
5,流化床干燥
? 使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓
慢沸腾状态（与液态相似）。
? 适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒
后二段干燥）
6,仓贮干燥
? 适用于干制那些已经用其他干燥方法去
除大部分水分而尚有部分残余水分需要
继续清除的未干透的制品。
? 如将蔬菜半干制品中水分从 10~15%降到
3~6%
? 优点：比较经济而且不会对制品造成热
损害。
7.泡沫干燥
? 工作原理：将液态或浆质态物料首先制
成稳定的泡沫料，然后在常压下用热空
气干燥。
– 造泡的方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加
发泡剂
? 特点：接触面大，干燥初期水分蒸发快，
可选用温度较低的干燥工艺条件
? 适用对象：水果粉，易发泡的食品。
8,喷雾干燥
? 喷雾干燥就是将
液态或浆质态的
食品喷成雾状液
滴，悬浮在热空
气气流中进行脱
水干燥过程
? 设备主要由雾化
系统、空气加热
系统、干燥室、
空气粉末分离系
统、鼓风机等主
要部分组成。
（ 1）常用的喷雾系统有两种类型
? 压力喷雾：液体在高压下（ 700-1000kPa）下送
入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成
雾状，一般这种液滴颗粒大小约 100-300μm，
其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来
控制。
? 离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（ 5000-
20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的
孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小 10-500μm。
二、滚筒干燥
? 特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，
可使物料固形物从 3-30%增加到 90-98%，
表面湿度可达 100-145℃,接触时间 2秒 -
几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味
? 适用对象：浆状、泥状、液态，一些受
热影响不大的食品，如麦片、米粉
三、真空干燥
? 基本结构：干燥箱、真空系统、供热系
统、冷凝水收集装置
? 特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有
时可使被干燥物料膨化。
? 适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳
精
四、冷冻干燥
? 冷冻干燥的条件：
? 冻结方法：自冻法，预冻法
? 冷冻干燥的温度变化
– 初级干燥阶段
– 二级干燥阶段
? 冷冻干燥特点
思考题
? 干制条件主要有哪些？他们如何影响湿
热传递过程的？（如果要加快干燥速率，
如何控制干制条件）
? 影响干燥速率的食品性质有哪些？他们
如何影响干燥速率？
? 合理选用干燥条件的原则？
? 食品的复水性和复原性概念
第三章 食品的热加工与杀菌
引言
? 热加工方法
1,杀菌 (sterilization) —— 將所有微生物及孢子，
完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。
要由于有些罐头食品内容物传热速度相当慢，可能
需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，这
时食品品质可能以劣变到无法食用。
2,商業杀菌法 (commercial sterilzation) ——
將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生
物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，
在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保
质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法
称为商业灭菌法。
3.巴氏杀菌法 (Pasteurization)—— 在 100℃
以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死
病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败
菌，因此巴氏杀菌产品没有在常温下保存期
限的要求。
4.热烫 (Blanching)—— 生鲜的食品原料迅速
以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。
其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少
微生物数量。
第一节 热加工原理
一,罐头食品的腐败及腐败菌
? 凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败
菌。
? 曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在
725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的
罐头各占 20%,10%,8%、和 3%。大多数罐头中出现
的细菌为需氧性芽孢菌，曾偶尔在果蔬罐头中发现霉
菌孢子，却未发现酵母菌。但这些罐头并未出现有腐
败变质的现象。
? 这主要是罐内缺氧环境抑制了它们生长繁殖的结果。
若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质
现象。 ——商业无菌
? 若正常加工和杀菌的罐头，若在贮藏运输中发生变质
时，就应该找出腐败的根源，采取根除措施。
? 事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现腐
败菌也各有差异。
? 各种腐败菌的生活习性不同，故应该不同的杀
菌工艺要求。
? 因此，弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择
合理加热和杀菌工艺，避免贮运中罐头腐败变
质的首要条件。
1,食品 pH值与腐败菌的关系
? 各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种
食品的酸度或 pH值也各有差异。
? 根据腐败菌对不同 pH值的适应情况及其耐热
性，罐头食品按照 pH不同常分为四类：低酸
性、中酸性、酸性和高酸性
? 在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线
以 pH4.6为界线。
? 任何工业生产的罐头食品中其最后平衡 pH值
高于 4.6及水分活度大于 0.85即为低酸性食品。
表 3-1 各种常见罐头食品的 pH值
罐头食品 pH值 罐头食品 pH值
平均 最低 最高 平均 最低 最高
苹果 3.4 3.2 3.7 番茄汁 4.3 4.1 4.4
杏 3.6 3.2 4.2 芦笋（绿） 5.5 5.4 5.6
红酸樱桃 3.5 3.3 3.8 青刀豆 5.4 5.2 5.7
葡萄汁 3.2 2.9 3.7 黄豆猪肉 5.6 5.0 6.0
橙汁 3.7 3.5 4.0 蘑 菇 5.8 5.8 5.9
酸渍黄瓜 3.9 3.5 4.3 青豆 6.2 5.9 6.5
菠萝汁 3.5 3.4 3.5 马铃薯 5.5 5.4 5.6
番茄 4.3 4.6 4.6 菠菜 5.4 5.1 5.9
表 3-2 罐头食品按照酸度的分类
酸度级
别
pH值 食品种类 常见腐败
菌
热力杀菌
要求
低酸性 5.0以
上
虾、蟹、贝类、禽、牛肉、
猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、
青豆、青刀豆、笋
嗜热菌、
嗜温厌氧
菌、嗜温
兼性厌氧
菌
高温杀菌
105~121℃
中酸性 4.6~5.0 蔬菜肉类混合制品、汤类、
面条、沙司制品、无花果
酸性 3.7~4.6 荔枝、龙眼、桃、樱桃、
李、苹果、枇杷、梨、草
莓、番茄、什锦水果、番
茄酱、各类果汁
非芽孢耐
酸菌、耐
酸芽孢菌
沸水或
100℃ 以下
介质中杀
菌
高酸性 3.7以
下
菠萝、杏、葡萄、柠檬、
果酱、果冻、酸泡菜、柠
檬汁、酸渍食品等
酵母、霉
菌、酶
? 罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。
? 肉毒杆菌有 A,B,C,D,E,F六种类型，食品中常
见的有 A,B,E三种。其中 A,B类型芽孢的耐酸性较
E型强。
? 它们在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，对人
的致死率可达 65%。
? 肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，
主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。
? 罐头内的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜，因
此罐头杀菌时破坏它的芽孢为最低的要求。
? pH值低于 4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，它只有
在 pH大于 4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。
? 故肉毒杆菌能生长的最低 pH值成为两类食品分界的标
准线。
? 在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热的
厌氧腐败菌如 P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌的菌
株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐
头杀菌时供试验的对象菌。 ——如此确定的杀
菌工艺条件显然将有进一步提高罐头杀菌的可
靠性。
? 不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平
酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌
工艺条件才会完全遭到破坏。
? 另外，由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸
性食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食
品一类。
? 食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽
孢杆菌在 pH低于 3.7时仍能生长，因此 pH3.7就
成为这两类食品的分界线。
? 酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢
杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中
的腐败菌要差得多。
? 高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低
的耐酸性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时
该类食品中的酶比腐败菌显示出更强的耐热性，
所以酶的钝化为其加热的主要问题。例如酸黄
瓜罐头杀菌就是这样。
? 食品中常见腐败菌见表 P386-390
2,常见的罐头食品腐败变质的现象和原因
? 罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平
盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质的现象。
此外还有中毒事故。
（ 1）胀罐
? 原因
? 出现细菌性胀罐的原因
? 低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数
属于
– 专性厌氧嗜热芽孢杆菌。
– 厌氧嗜温芽孢菌。
? 酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温
芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭
状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、
番茄罐头中。
? 高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及
乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。
（ 2）平盖酸坏
– 外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味,pH可
能可以下降到 0.1-0.3
– 导致平盖酸坏的微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到
酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也不一定能
分离出来。
– 平酸菌在自然界中分布很广。糖、面粉及香辛料是常
见的平酸菌污染源。
– 低酸性食品中常见的平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌
– 酸性食品中常见的平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄
制品中重要的腐败变质菌。
（ 3）黑变或硫臭腐败
? 在细菌的活动下，含硫蛋白质分解并产
生唯一的 H2S气体，与罐内壁铁发生反应
生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品
上，以致食品发黑并呈臭味
? 原因是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有
在杀菌严重不足时才会出现。
（ 4）发霉
? 一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真
空度过低时才有可能在低水分及高浓度
糖分的食品表面生长
（ 5）产毒
? 如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等
? 从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，
其余均不耐热。
? 因此，为了避免中毒，食品杀菌时必须
以肉毒杆菌作为杀菌对象加以考虑
思考题
? 低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？
为什么？
? 罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐
头食品腐败变质的原因有哪些？
二、微生物的耐热性
? 微生物对热的敏感性常受各种因素的影
响，如种类、数量、环境条件等
? 鉴定微生物的死亡，常以它是否失去了
繁殖与变异能力为标准。
1,影响微生物耐热性的因素
（ 1）菌种与菌株
– 菌种不同、耐热性不同
– 同一菌种，菌株不同，耐热性也不同
– 正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽
孢弱
– 各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌
氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。
– 同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、
培育条件、贮存环境的不同而异
（ 2）热处理前细菌芽孢的培育和经历
– 生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐
败菌及其芽孢所处的生长环境对他们的耐热
性有一定影响
– 在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具
有较强的耐热性；在含有碳水化合物和氨基
酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；在高温
下培养比在低温下喂养形成的芽孢的耐热性
要强
– 菌龄与贮藏期也有一定影响
（ 3）热处理时介质或食品成分的影响
– 酸度
? 对大多数芽孢杆菌来说，
在中性范围内耐热性最强，
pH低于 5时细菌芽孢就不
耐热，此时耐热性的强弱
受其它因素控制
? 因此人们在加工一些蔬菜
和汤类时常常添加酸，适
当提高内容物酸度，以降
低杀菌温度和时间，保存
食品品质和风味。
0.1
1
10
100
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(2
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)
pH3.5 pH4.5 pH5-7
98.9 121.1110
图 3-1 加热介质 pH对芽孢耐热性的影响
? 糖
– 高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保
护作用
0.1
1
10
100
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(2
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)
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→
图 3-2 糖对细菌耐热性的影响
? 盐的影响
– 通常食盐的浓度在 4%以下时,对芽孢的耐热性有
一定的保护作用,而 8%以上浓度时,则可削弱其
耐热性,
– 这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异,
? 食品中其它成分的影响
– 淀粉对芽孢没有直接影响
– 蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性
– 脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用
– 如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大
大减弱芽孢的耐热性
（ 4）热处理温度
? 热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽
孢所需要的时间越短。
1
10
100
1000
0 20 40 60
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2D
′?
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90? ? 84? ? 80? ?
图 3-3 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
表 3-3 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
温度
℃
平酸菌芽孢
全部死亡所
需时间（分）
100 1200 115 70 130 3
105 600 120 19 135 1
110 196 125 7
（ 5）原始活菌数
? 腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随
原始菌数而异，原始菌数越多，全部死
亡所需要的时间越长。
? 因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀
菌效果有直接的关系。
表 3-4 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
121℃ 时的
杀菌时间
（分钟）
玉米菌数平盖酸坏的百分率
无糖 60个平酸菌 /10
克食糖
2500个平酸菌 /10
克糖
70 0 0 95.8
80 0 0 75
90 0 0 54.2
注意
? 微生物在热力作用下的死亡特性既然是
各种因素综合影响的结果，那么，对腐
败菌耐热性作比较时就应指出比较时所
处的条件。
? 利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食
品的杀菌程度时，测定对象菌耐热性所
处的条件和环境应和该罐头食品所含成
分基本一致。
2,有关细菌耐热性的特性
（ 1）热力致死速率曲线或活菌
残存数曲线
– 微生物及其芽孢的热处理死亡
数是按指数递减或按对数循环
下降的。
– 若以纵坐标为物料单位值内细
胞数或芽孢数的对数值，以横
坐标为热处理时间，克得到一
直线 ——热力致死速率曲线或
活菌残存数曲线
10
100
1000
10000
0 1 2 3 4 5
?ó è ê±?? ￡¨2? ?
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oá
éy
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êy
图 3-4 热力致死速率曲线
D
D D D D D
（ 2） D值
? 图 3-4表明，直线横过一个对数循环时所需要
的时间（分钟）就是 D值（ Decimal reduction
time）。也就是直线斜率的倒数。直线斜率实
际反映了细菌的死亡速率。
? D值的定义就是在一定的处理环境中和在一定
的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死
90%原有残存活菌数时所需要的时间。
? D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌
的耐热性越强。
? 因此 D值大小和细菌耐热性的强度成正比。
? 注意,D值不受原始菌数影响
? D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所
处的环境和其它因素而异。
表 3-5 瞬间加热和冷却条件下单位时间为 D
时的细菌死亡速率
单位时间为 D时的加热时间（分钟） 单位容积残存活菌数
0D 104
1D 103
2D 102
3D 101
4D 100
5D 10-1
6D 10-2
7D 10-3
8D 10-4
? 从表 3-5可以看出，从 5D以后，为负指
数，也就是说有 1/10~1/10000活菌残存
下来的可能。
? 细菌和芽孢按分数出现并不显示，这只
是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。
? 实际上，这应该从概率的角度来考虑，
如果 100支试管中各有 1ml悬浮液，每 ml
悬浮液中仅含有 1个芽孢，经过 5D处理
后，残存菌数为 10-1，即 1/10活 10100，
也就是 100支试管中可能有 90支不再有活
菌存在，而 10支尚有活菌的可能。
? D值可以根据图 3-4中直线横过一个对数
循环所需的热处理时间求得。当然也可
以根据直线方程式求得，因为它为直线
斜率的倒数，即：
t
D=
log a – log b
? 例：
100℃ 热处理时，原始菌数为 13 104，热处
理 3分钟后残存的活菌数是 13 101，求该
菌 D值。
3
D= = 1.00
log1.03 104 –log1.03 10
即 D 100℃ 或 D110=1.00
（ 3）热力致死时间曲线（ TDT曲线）
? Thermal Death Time：
热力温度保持恒定不
变，将处于一定条件
下的悬浮液或食品中
某一菌种的细胞或芽
孢全部杀死所必需的
最短热处理时间。
1
10
100
1000
95 100 105 110 115 120 125
é±?ú ?? ?è ( ?? )
é±?ú
?ó
èè
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(
2
?
?ó
)
图 3-5热力致死时间曲线
Z
? 细菌的热力致死时间随致死温度而异。
它表示了不同热力致死温度时细菌芽孢
的相对耐热性。
? 与热力致死速率曲线一样，若以热处理
温度为横坐标，以热处理时间为纵坐标
（对数值），就得到一条直线，即热力。
? 表明热力致死规律同样按指数递降进行。
? Z值的概念：直线横过一个对数循环所需
要改变的温度数（ ℃ ）。
? 换句话说,Z值为热力致死时间按照 1/10，
或 10倍变化时相应的加热温度变化
（ ℃ ）。
? Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果
就越小。
? 通常用 121℃ （国外用 250F° 或 121.1℃ ）作
为标准温度，该温度下的热力致死时间用符
号 F来表示，并称为 F值。
? F值的定义就是在 121.1℃ 温度条件下杀死 一
定浓度 的细菌所需要的时间 —— F值与原始
菌数是相关的。
? t1 T2-T1
Log — = ———— 若 T2=121.1℃,则 t2=F
t2 Z
（ 4）热力指数递减时间（ TRT）
? 为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因
素考虑在内，将 D值概念进一步扩大，提
出了热力指数递减时间（ TRT）概念。
? TRT定义就是在任何特定热力致死温度
条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度
如 10-n（即原来活菌数的 1/10n）时所需
要的热处理时间（分钟）。
? TRTn=nD 即曲线横过 n个对数循环时所需
要的热处理时间。
? TRTn值与 D值一样不受原始菌数的影响。
? TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡
情况建立了基础。
? 如 121℃ 温度杀菌时 TRT12=12D，即经
12D分钟杀菌后罐内致死率为 D值的主要
杀菌对象 ——芽孢数将降低到 10-12。
（ 5）仿热力致死时间曲线
? 纵坐标为 D对数
值，横坐标为加
热温度，加热温
度与其对应的 D
对数值呈直线关
系。
1
10
100
1000
95 100 105 110 115 120 125
?ó è ?? ?è ( ?? )
D
?μ
(
2
?
?ó
)
Z
图 仿热力致死时间曲线
? t1 T2-T1
Log — = ———— 若 T2=121.1℃,则 t2=F
t2 Z
? 假定 T1温度下的 D值已知，则,t1= nD
则 D,F,Z值之间的关系可以通过下式转换。
nD 121-T F
Log —— = ———— 或 D = — 3 10 （ 121-T） /Z
F Z n
? 这样，已知 T温度下的 D值,Z值，再针
对罐头产品需要确定 n值后，就可计算得
到相应的 F值。
? n值并非固定不变，要根据工厂和食品的
原始菌数或着污染菌的重要程度而定。
? 比如在美国，对肉毒杆菌，要求 n=12，
对生芽梭状芽孢杆菌,n=5。
三、酶的耐热性
? 罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温
瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现
了因酶活动而引起的变质问题。
? 过氧化物酶、果胶酯酶
? 酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，
例牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测
定的结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理
时的钝化程度和废结合菌及其他病原菌热处理
时的死亡程度相互一致。
思考题
? 影响微生物耐热性的因素主要有哪些？
? D值,Z值,F值的概念是什么？分别表
示什么意思？这三者如何互相计算？
四、热加工对食品品质的影响
1,植物来源的包装制品
– 热加工和产品贮存时的物理 -化学变化决定
了产品的质量
– 一般在贮存时发生的质量变化相对于热加工
来说比较小。
– 热加工对食品品质的影响取决于热加工的时
间和温度，以及食品的组成和性质以及其所
处的环境。
（ 1）质构
? 在植物材料的热处理过程中有两种类型
的质构破坏
– 半透膜的破坏
– 细胞间结构的破坏并导致细胞分离
? 其他变化包括
– 蛋白质变性
– 淀粉糊化
– 蔬菜和水果软化
? 为了提高罐藏产品的硬度一系列措施：
（ 2）颜色
? 产品的颜色取决于天然色素或外加色素
的状态和稳定性以及加工和贮藏过程中
的变色反应。
? 在水果和蔬菜中
– 叶绿素脱镁
– 胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从 5,6环氧
化变成 5,8环氧化）
– 花青素将降解成灰色的色素
? 花青素事实上对热相当稳定的色素，但
它可以参加很多反应，使水果变色
? 黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可与铁
形成黑色。
? 类胡萝卜素大多是脂溶性的，而且是不
饱和化合物，通常容易氧化而导致变色
和变味。
? 除了色素的氧化、降解,Maillard反应也
会导致加工和贮藏过程产品的变色。
（ 3）风味
? 通常加热不改变基本的风味如甜、酸、苦、
咸
? 风味变化的一个重要来源是脂肪氧化 ——
特别是豆类、谷物
? Millard反应也会改变一些风味
? 加热过程也会使一些风味物质挥发或改变
（ 4）营养素
? 加热过程营养素的损失,doc
2,动物来源的包装食品
（ 1）颜色
– 肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色
变成红褐色
– Maillard反应和 Caramelization反应也会改
变颜色
– 腌制过程会改变颜色
– 肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加
色素校正
（ 2）质构
? 肌肉收缩和变硬
? 变软
? 改善方法：
（ 3）营养素
? 氨基酸损失可能达到 10-20%
? 维生素主要是硫胺素损失 50-70%，泛酸
20-35%，但维生素损失的变动很大，取
决于容器中的氧气、预处理方法（是否
去皮、切片）或热烫
热加工对营养成分和营养价值
的影响
? 工业上用于食品的加热方法，包括烹调、
热烫、巴氏杀菌和商业杀菌。
? 要定量或者预言在以上操作过程中营养
成分受热破坏的程度，是很困难的，但
是，对于加工过程中具有特定目的的其
它工业操作，能够设计出最大限度保存
营养素的加工方法。对此，定量地说明
加热对营养素的影响是很有必要地。
? 加热的理想效果概括如下：
– 食品特性的改善，
– 杀死微生物；
– 灭酶；
– 改善营养素的可利用率；
– 破坏不合需要的食品成分
? 不希望的影响包括六大类营养素的变化
– 蛋白质
– 碳水化合物
– 脂肪：
– 维生素：
– 矿物质：
? 对于加工过程，除了考虑热本身对产品
中营养素的破坏外，还要考虑其它因素
如沥滤损失、氧化降解、对产品的损伤
等。
热烫对蔬菜中营养素的影响
方法 营养素 损失 %
水烫法 维生素 C 16-58
维生素 B2 30-50
维生素 B1 16-34
烟酸 32-37
蒸汽热烫 维生素 C 16-26
维生素 B6 21
? 对罐头和其它加工食品的研究，很大部
分几种在维生素 C和 B1的保存率上。
? 柑橘汁
– 橙汁,98%~99%
– 葡萄柚汁,97%
? 番茄汁
– 维生素 C的损失，是在有氧气存在下受热而破
坏的，在罐头加工过程中，除去氧气即可防止
损失。
– 以下是最大限度保存番茄汁中的维生素 C的建
议
热烫对蔬菜的影响
? 成熟度
? 热烫方法
? 热烫时间
? 热烫设备
? 罐内存在氧气与否
贮藏的影响
? 10-18℃ 贮藏 2年的罐头，营养素的保存率都在
80%以上
? 27℃ 对维生素 C和 B2会产生不利影响
? 高温会改变产品的性质，酸性食品比非酸性食
品更明显
? 贮藏过程维生素 C以缓慢的速度发生无氧破坏
? 含大量维生素 B1的肉类制品需要低温贮藏
五、带容器的食品热加工时间的
推算
1,罐头食品杀菌时间受到下列因素的影响：
– 食品中可能存在的微生物或酶的耐热性
– 食品的污染情况
– 加热或杀菌的条件
– 食品的 pH
– 罐头容器的大小
– 食品的物理状态
– 食品预期贮存条件
——因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的
耐热性以及热传递速率。
2,热传递速率
? 传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热
穿过容器然后进入食品。
? 一般表面热传递系数非常高，不是传热
的限制因素。影响热穿透食品的一些主
要因素如下：
（ 1）产品的类型
流体或带小颗粒的流体食品 ——对流传热
固体（肉、鱼等） ——传导
当然即使是流体食品由于粘度、比重、组成
成分的不同而有差别。
（ 2）容器的大小
比如：铁罐头和蒸煮袋
（ 3）容器是否被搅动
比如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别对一些
粘稠或半固体的食品（如茄汁黄豆）
（ 4）杀菌锅和物料的初温
（ 5）容器的形状：高容器快
（ 6）容器的类型：
金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快
3,传热速率的测定
? 利用热电偶测定食品冷点的温度
4、罐头食品的传热曲线
5,加热时间的推算
? 加热时间的推算主要有两种方法，分别
由 Ball和 Olson，以及 Stumbo发展的。
? 罐藏 ——杀菌公式,.doc
六、罐头食品的一般工艺过程
? 预备原料和包装材料
? 获得可食用部分
? 洗涤
? 分级
? 检验
? 热烫
? 排气
? 密封
? 杀菌和冷却
? 检验
1,排气
? 目的
– 阻止需氧菌及霉菌的发育生长
– 防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形
或破损，特别是卷边受到压力后，易影响其密封
性。
– 控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀
– 避免或减轻食品色香味的变化
– 避免维生素和其他营养素遭到破坏
– 有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐
? 方法
– 加热排气：冷装罐，在预定的排气温度中
（用蒸汽或热水加热的排气箱）加热使罐内
中心温度达到 70-90℃ （也有资料认为需要
达到 80-95℃ ）
? 排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真
空度的主要因素。
? 对于空气含量低的食品来说，主要是排除顶隙内
的空气，密封温度是关键性因素
? 对于空气含量高的食品来说，除了要达到预期密
封温度外，还应合理地延长排气时间。
– 热灌装：一般将食品加热到 70-75℃ （有资
料认为应达到 85 ℃ ）然后立即装罐密封
– 真空排气
? 真空封罐时真空密封室内的真空度和饿食品温度
是控制罐内真空度的主要因素
– 蒸汽喷射法
2,封口
? 罐身与罐盖或
罐底由封口机
进行卷封就形
成二重卷边。
? 卷边厚度（ T）：指卷边后五层铁皮总厚度和
间隙之和。一般可以用 T=2t身 +3t盖 +G来计算。
其中 t身 ——罐身铁皮厚度
t盖 ——罐盖铁皮厚度
G——卷边内部铁皮与铁皮间间隙大小，标准值为
0.15mm，最大值 0.25mm
? 卷边宽度（ W）：指卷边顶部至卷边下缘的尺
寸，可以采用 W=1.1 t盖 +BH+LC+1.5 t盖 来计算
? 埋头度（ C）：卷边顶部至盖平面的高度
? 罐身身钩（ BH）：罐身翻边弯曲后的长度
? 罐盖盖钩（ CH）：罐盖的圆边向卷边内部弯
曲的长度
? 间隙（ LC）：卷边内顶部空隙有盖钩空隙和
身钩空隙
? 叠接度（ a）：卷边内身钩和盖钩相互叠
接的长度，一般可以按照 a≈BH+CH+1.1 t
盖 -W
? 卷边重合率（ a/b）：身钩和盖钩重叠程
度用百分率表示。
b BH+CH+1.1t-W
— 3 100 = ————————
a W-（ 2.6 t盖 +1.1 t身 ）
叠接度或重合率一般应大于 45%或 50-55%
? 卷边外部技术标准
? 卷边内部技术标准
– 卷边紧密度：卷边内部盖身钩紧密结合程度，
凭经验判断
– 叠接度,45%或 50-55%以上
– 罐身钩边和底盖钩边不得有严重皱纹。
? 卷边质量问题参考书本 P366-367表 29
3,杀菌工艺条件的确定
? 杀菌操作过程中罐头食品的杀菌工艺条件主要由
温度、时间、反压三个主要因素组成。在工厂中
常用杀菌式表示对杀菌操作的工艺要求。
升温时间 —恒温时间 —降温时间 t1-t2-t3
——————————————反压 （ ———— P）
杀菌温度 T
? 要注意的是，杀菌锅温度声
高到了杀菌温度 T，并不意
味着罐内食品温度也达到了
杀菌温度的要求，实际上食
品尚处于加热升温阶段。对
流传热型食品的温度在此阶
段内常能迅速上升，甚至于
到达杀菌温度。而导热型食
品升温很慢，甚至于开始冷
却时尚未能达到杀菌温度。
? 冷却时需要加反压
（ 1）杀菌工艺条件 —— 温度和时间的选用
? 正确的杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部
杀死和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能
保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不
至于过度。
? 罐头食品合理的 F值可以根据对象菌的耐热性、
污染情况以及预期贮藏温度加以确定。
? 同样的 F值可以有大量温度 -时间组合而成的工
艺条件可供选用。
? 原则上，尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还
要根据酶的残存活性和食品品质的变化作选择。
（ 2）杀菌时罐内外压力的平衡
? 罐头食品杀菌时随着罐温升高，所装内
容物的体积也随之而膨胀，而罐内的顶
隙则相应缩小。罐内顶隙的气压也随之
升高。
? 为了不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，必须
利用空气或杀菌锅内水所形成的补充压
力以抵消罐内的空气压力，这种压力称
为 反压力 。
第二节 热烫
? 热烫通常用语在热杀菌、干燥和冷冻之间对一
些蔬菜或水果灭酶，同时也能起到软化组织、
清洁、减少微生物数量的作用。
? 只有少量的蔬菜（如洋葱、绿胡椒）不需要热
烫。不热烫或热烫不足会对品质造成很大损害。
– 多酚氧化酶、脂肪氧化酶、叶绿素酶
– 通常可以采用蔬菜中比较耐热的酶如过氧化氢酶、
过氧化物酶。
? 影响热烫时间的因素包括：
– 水果或蔬菜的类型
– 食品的体积大小
– 热烫温度
– 加热方法
热烫方法
? 采用饱和蒸汽加热，带饱和湿度的冷空气
冷却
? 采用饱和蒸汽加热，冷却水喷雾冷却
? 采用饱和蒸汽加热，流动水冷却
? 采用热水加热，带饱和湿度的冷空气冷却
? 采用热水加热，冷却水喷雾冷却
? 采用热水加热，流动水冷却
1,蒸汽热烫
? 蒸汽热烫操作最主要的问题是：
– 能量消耗的有效性
– 物料被加热的均匀性
（ 1）提高加热有效性的方法
设备 有效性 目的
在设备进出口分别采用水喷
淋
19% 为了冷却逃逸
的蒸汽
食品进出热烫设备时采用旋
转阀
27% 降低蒸汽损失
采用 Venturi阀重新利用蒸汽 31% 蒸汽再利用
快速单体热烫 86-91% 降低加热时间
（ 2）关于加热均匀性
? 传统的常用的热烫设备中，食品铺多层，加
热时均匀性总是比较差，当中间的食品达到
加热要求时，表层的物料就被加热过度。
? 单体快速热烫（ Individual quick blanching，
IQB）可以解决这个问题。
? 也可以采用批式流化床热烫机解决均匀性，
但该设备还没大规模商业化使用。
（ 2）热水热烫
? 各种热水热烫设备基本都是将物料置于
70-100℃ 热水中，一段时间后进行冷却
? 设备有转鼓式的、刮板式的、隧道式的，
等等，也有仿造 IQB蒸汽式的设备，热效
率很高。
第三节 巴氏杀菌
1,加热程度的确定
? 热处理程度的确定根据目标产品中对象
菌的耐热性而定。比如
– 牛奶巴氏杀菌就是基于 C.Burnetii的 D60，以
及 n=12（ 12个对数循环）
– 液态鸡蛋杀菌就是基于 S.Seftenberg的 D60，
n=9
? 如何检查热处理效应
– 采用微生物检测方法测试病原菌，这个方法
直接但昂贵而且费时
– 研究发现可以利用酶，比如
? 牛乳中的碱性磷酸酶与牛乳中的病原菌有类似的
D值，测试酶活力相对简单得多。
? 液态鸡蛋可以采用 α-淀粉酶活力。
? 事实上，除了一些特殊的产品（如啤
酒），一些采用传统的低温长时间巴氏
杀菌的产品如牛奶、果汁等，目前都纷
纷转用高温短时间加工工艺。
? 高温短时的加热条件有利于产品营养、
感官品质特别是维生素、风味和色泽的
保持。
2.设备
2.1 包装产品的巴氏杀菌
? 固态食品和一些液态食品（如啤酒、果
汁）是包装好后进行巴氏消毒的。
– 采用玻璃罐的，要注意容器爆裂。加热时，
容器与水的温度不能超过 20℃,冷却时温差
不超过 10℃ 。
– 采用金属罐或塑料罐，不论采用热水还是蒸
汽作为加热介质，破裂的危险都不大。
? 设备形式
– 类似热烫设备，比如隧道式的，加热介质可
以是蒸汽可以是热水，分多个区域，带热量
回收装置的。
2.2 未包装的液体产品的巴氏杀菌
? 一些低黏度的液体产品（如牛奶、乳制
品、果汁、液态鸡蛋等）通常使用连续
式的设备如：板式热交换器
? 一些产品（如果汁）需要在加热前脱气，
以防止氧化，通常可以采用真空脱气。
第四节 商业杀菌
一、包装食品的商业杀菌
1,批式
2,连续式
二、超高温杀菌（ UHT）
? 灌装在容器中后杀菌，一个主要的问题是热穿
透速率比较低。目前有一些方法用于提高热传
递速率，比如：
– 采用更薄的罐材料
– 采用旋转杀菌方法
– 升高杀菌温度 ——但不可行，因为带来对罐材料
要求更高，设备要求更高等问题
? 采用罐装前杀菌然后无菌罐装就能很好解决这
个问题,UHT指采用 132-143℃ 温度对未包装
的流体食品短时杀菌。
– UHT操作不需要考虑容器大小问题
– UHT唯一的问题是设备成本比较高，而且比较复
杂。
? UHT操作能很好地用于液态和带小颗粒的流
体食品，但对于含大块固体的流体食品，存在
很多问题：
– 若要将大块物料中心的酶杀死，那么表面会过度
受热
– 必须要采用搅动方法以提高传热速率并保持温度
均匀，但这样会导致食品外观破坏
– 至今仍缺乏相应的能包装含大块物料的流体的罐
装和容器
– 如果设备是管式的，无法进行保温。
? UHT设备特点：
? UHT设备分类
– 直接系统
– 非直接系统
– 其他系统
? 直接系统的优点
? 直接系统的缺点
? 间接系统
1,板式
– 缺点
– 优点
2,列管式
– 优点
– 缺点
3,刮板式
– 适合于高黏度的或带颗粒的物料
– 生产品种灵活
– 常用于水果沙司等
第四章 食品的低温处理与保藏
? 冷冻食品按保藏原理可分为两大类：
– 一类是冷藏制品, 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；
– 另一类是冻藏制品, 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 。
? 冷冻食品具有营养, 方便, 卫生和经济等特点, 是 50、
60年代发展起来的新型加工食品 。 它 70年代迅速发展,
80年代在世界上普及, 成为发展最迅速的食品产业,
到 90年代, 冷冻方便食品的产量和销量在有的发达国
家如美国已占全部食品的 50%以上, 逐步取代罐头食
品的首要地位, 跃居加工食品榜首 。
? 目前世界冷冻食品总产量已经超过 5000
万吨，人均消费约 10公斤。发达国家的
冷冻食品已形成规模化的工业生产，在
市场上普及，成为消费者生活中不可缺
少的食品。发展较快的国家有美国，欧
共体 13国，日本和澳大利亚等国。具体
各国家和地区的冷冻食品消费量见表 4-1，
冷冻食品种类分布见表 4-2。
表 4-1 冷冻食品消费量（万吨）
国家 95年 96年
消费量 人均（公斤） 消费量 人均（公斤）
美国 1512.3 1512.3 1650 60
欧共体 934 934 957 26.6
日本 202.4 202.4 215 17.1
台湾 32.02 32.02
中国 240 240 300 2.5
表 4-2冷冻食品消费种类分布 (万吨 )
水产类 畜禽类 果蔬类 调理食品 合计
美国 110 299 751 490 1650
欧共体 113.3 182.9 405 255.8 957
日本 10 2 86 117 215
? 我国冷冻食品的发展较晚,70年代初开始上海生产
速冻蔬菜和点心,80年代国内冷冻小包装分割肉、
禽、水产和速冻点心等产品出口与内销陆续增加。
? 随着我国经济发展，城镇化趋势加速，消费者对方
便食品需求日益增加，食品工业开始重视方便食品
开发，上海、天津、宁波、青岛、大连、广州相继
成立冷冻食品专业公司，从事冷冻方便食品的生产
和内外销，产量大增，品种也从传统的分割肉、禽、
水产及传统中式点心、速冻水饺、包子、汤圆、烧
卖等扩展到冷冻方便主食、各种菜肴、预制主副食
及各类小吃等等。
? 特别是 90年代以来，应超市发展的需要，冷冻食品
迅速发展，企业数和生产规模成倍增加。目前，全
国有冷冻食品企业 1000余家，产量约 300万吨，品种
发展到 100余种。
第一节 食品低温保藏的基本原理
? 食品冷冻保藏就是利用低温以控制微生
物生长繁殖和酶活动的一种方法。
一．低温对反应速度的影响
? 温度是物质分子或原子运动能量的度量,
当物质中热量被去除后, 物质的动能便
减少, 其组成物质的分子运动变缓 。 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 。
?反应速率随温度的变化可用温度商 Q10表示：
Kt+10
Q10=----------
Kt
式中 Kt是温度 t时的反应速度,Kt+10是温度为
(t+10℃ )时的反应速度。因此，温度商数 Q10表示
温度每升高 10℃ 时反应速度所增加的倍数。换言
之，温度商数表示温度每下降 10℃ 反应速度所减
缓的倍数。低温保藏的目的是抑制反应速度，所
以温度商越高，低温保藏的效果就越显著。
? 许多化学和生物反应中, 根据 Van,t hoff定律, Q10值
在 2和 3之间 。 举例来说, 假设其值为 2.5,则当温度
从 30℃ 降到 10℃ 时, 食品中的化学和生物反应速度
可减 6.25倍, 即允许保藏期约延长 6倍 。
? 但应当注意, 在广泛的温度范围内, Q10值是有变化
的, 最常见的是当冷却或冻结食品的温度接近冻结
点时, Q10值大大增加, 所以, 对冷却和冻结食品,
应考虑 Q10值有更大幅度, 即 2-16之间, 甚至更大些,
这取决于产品的性质, 温度范围和质量变化的类型 。
? 在一种食品中，经常不只是一种反应过程，而是伴
随着或相继地发生几种反应和过程。由于有些反应
过程可能起相反作用，所以，产品的稳定性并不随
温度的降低而增加，比如面包，其新鲜度在 8℃ 以上
随温度的下降迅速下降，这主要是由于淀粉老化的
结果。
二、低温对酶的影响
? 温度对酶的活性有很大影响，大多数酶的适应
活动温度为 30~40℃ 。高温可使酶蛋白变性、
酶钝化，低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。
? 大多数酶活性化学反应的 Q10值为 2~3。也就是
说温度每下降 10℃,酶活性就削弱 1/2~1/3。
? 虽然有些酶类，例如脱氢酶，在冻结中受到强
烈抑制，但大量的酶类即使在冻结的基质中仍
然继续活动，例如转化酶、脂酶、脂肪氧化酶，
甚至在极低温状态下还能保持轻微活性，只是
催化速度比较慢。比如，某些脂酶甚至在 -29℃
时还能起催化作用产生游离脂肪酸。
? 温度越低和贮藏期越长的规律并不是对
所有原料都适用。
– 有些原料会产生生理性伤害，如马铃薯、香
蕉、黄瓜等。
? 由于冷冻或冷藏不能破坏酶的活性，冻
制品解冻后酶将重新活跃，使食品变质。
– 有些速冻制品为了将冷冻、冻藏和解冻过程
中食品内不良变化降低到岁低限度，会采用
先预煮，破坏酶活性，然后再冻制。
三、低温对微生物的影响
1,低温与微生物的关系
（ 1）任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的
温度范围。温度越低，它们的活动能力也越
弱。
– 故降温就能减缓微生物生长和繁殖的速度。
– 温度降低到最低生长点时，它们就停止生长并出
现死亡。
– 根据微生物的适宜生长温度范围可将微生物分为
三大类，嗜热菌、嗜温菌和嗜冷菌。在低温贮藏
的实际应用中，嗜温菌、嗜冷菌是最主要的。
蜡状芽孢杆菌
肉毒杆菌
产气黄膜杆菌
大肠杆菌
李斯特菌
沙门氏菌
– 大多数食物的致毒性微生物类和粪便污染性菌都属于
嗜温菌类 。 粪便污染菌类可用作微生物 (卫生检验 )指
示剂, 当它们的含量超出一定范围时即可指示出食物
受致毒菌污染 。 通常食物致毒性菌在温度低于 5℃ 的
环境中即不易生长, 而且不产生毒素；毒素一旦产生
后, 是不能用降低温度来使之失去活性的 。
– 微生物菌落能在冷藏期间繁殖的，大多数属于嗜冷性
菌类，它们在 0℃ 以下环境中的活动有蛋白水解酶、
脂解酶和醇类发酵酶等的催化反应。由于大多数动物
性食品 (肉、禽、鱼 )的嗜冷菌主要是好氧性的，如果
加以包装或在厌氧条件下冷却贮存 (装满包装袋、空隙
部分抽真空或充二氧化碳、氮气等惰性气体 )可显著地
延长贮藏期。大多数蔬菜上的嗜冷菌为细菌和霉菌，
而水果上主要是霉菌和酵母。
（ 2）长期处于低温中的微生物能产生新的
适应性，这是长期低温培育中自然选育
后形成了多少能适应低温的菌种所得的
结果。
– 这种微生物对低温的适应性可以从微生物生
长时出现的滞后期缩短的情况加以判断。
2,低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
? 微生物的生长繁殖是和活动下物质代谢的结果。因
此温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓，微
生物的生长繁殖就随之减慢。
? 在正常情况下，微生物细胞内总生化变化是相互协
调一致的。但降温时，由于各种生化反应的温度系
数不同，破坏了各种反应原来的协调一致性，影响
了微生物的生活机能。
? 温度下降时，微生物细胞内原生质黏度增加，胶体
吸水性下降，蛋白质分散度改变，并且最后还可能
导致了不可逆性蛋白质变性，从而破坏正常代谢。
? 冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞内原生质或
胶体脱水，使溶质浓度增加促使蛋白质变性。
? 同时冰晶体的形成还会使细胞遭受机械性破坏。
3,影响微生物低温致死的因素
（ 1）温度的高低
– 冰点以上：微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，
虽然只有部分能适应低温的微生物和嗜冷的菌逐渐
增长，但最后也回导致食品变质。
– -8~-12℃,尤其 -2-5℃ （冻结温度）：此时微生物的
活动就会受到抑制或几乎全部死亡。
– -20~-25℃,微生物的死亡比 -8~-12℃ 时缓慢；当温
度急剧下降到 -20~-30℃ 时，所有生化变化和胶体变
性几乎完全处于停顿状态，以致细胞能在较长时间
内保持其生命力。
（ 2）降温速度
– 冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大
– 冻结时，缓冻将导致大量微生物死亡，而速
冻则相反。
（ 3）结合状态和过冷状态
– 急剧冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状
态，避免结晶形成固态玻璃体，就有可能避
免因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。
– 微生物细胞内原生质含有大量结合水分时，
介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，
有利于保持细胞内胶体稳定性。（比如芽孢，
低温下稳定性比生长细胞高）
（ 4）介质
– 高水分和低 pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖、
盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用
（ 5）贮期
– 低温贮藏时微生物一般总是随着贮存期的增加而有
所减少；
– 但贮藏温度越低，减少的量越少，有时甚至没有减
少；
– 贮藏初期微生物减少的量最大，其后死亡率下降。
（ 6）交替冻结和解冻
– 理论上讲会加速微生物的死亡，但实际效果并不显
著。
4,冻制食品中病原菌控制问题
? 冻制食品并非无菌，因而就有可能含病原菌，
如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌、溶血
性链球菌、沙门氏菌等，因此病原菌的控制是
一个重要问题。
? 肉毒杆菌对低温有很强的抵抗力。
? 能产生肠毒素的葡萄球菌也常会在冻制蔬菜中
出现，但若将解冻温度降低至 4.4~10℃,则无
毒素出现。
? 参看 p126-127
思考题
? 冻藏和冷藏的概念
? 冷冻保藏的基本原理
? 低温对酶的影响
? 影响微生物低温致死的因素
? 低温导致微生物活力减弱和死亡的原因
第二节 食品的冷藏
? 冷藏是将食品的品温降低到接近冰点，而不冻
结的一种食品保藏方法。
? 冷藏温度一般为 -2~15℃,而 4~8℃ 则为常用的
冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称为高温库。
? 过去它曾作为果蔬、肉制品短期贮藏的一种方
法，在商业上也只是在适当延长易腐食品及其
原料的供应时间及缓和季节性产品的加工高峰
时起一定作用。近年来，随着其它保藏技术的
发展，比如气调保藏，发酵，化学保藏，辐射
保藏及包装等技术的推广，冷藏技术与这些单
元操作结合，使很多制品如冷却肉、清洁菜、
冷藏的四季鲜果、鲜牛奶等等，以其新鲜、方
便的形象，逐渐在食品消费中占一席之地。
? 若冷藏适当，在一定的贮藏期内，对食
品的风味、质地、营养价值等不良影响
很小。比其他保藏加工手段如热处理、
干藏等带来的不良影响小。
? 对大多数食品来说，冷藏实际上是一种
效果比较弱的保藏技术。易腐食品如成
熟番茄的贮藏期为 7~10天，耐藏食品的
可长达 6~8个月。见表 p162。
? 有些热带和亚热带水果及部分蔬菜如果
在它们的冰点以上 3-10℃ 内储藏，会发
生冷害。
? 冷藏制品是否能成功地推向消费者除了
本身质量以外，最重要的是冷藏链是否
完善。冷藏链涉及到冷冻设备、高温库、
冷冻运输及冷柜零售。特别是一些低酸
性食品如新鲜或低温预煮的肉制品（如
西式火腿）、比萨饼、未包装的面团等，
它们极易被致病菌污染，因此必须在严
格控制的条件下制造、储藏和运输、销
售。
一、食品的冷却
（一）冷却方法
食品冷却的方法常用的有冷风冷却、冷水
冷却、接触冰冷却、真空冷却等，人们
根据食品的种类及冷却要求的不同，选
择其适用的冷却方法。
1.接触冰冷却
? 这种冷却效果是靠冰的融解潜热 （ 约
334720 kJ/kg） 。
? 用冰直接接触, 从产品中取走热量, 除
了有高冷却速度外, 融冰可一直使产品
表面保持湿润 。
? 这种方法经常用于冷却鱼、叶类蔬菜和
一些水果，也用于一些食品如午餐肉的
加工。
? 食品冷却的速度取决于食品的种类和大
小、冷却前食品的原始温度、冰块和食
品的比例以及冰块的大小
? 食品冷却时的用冰量可以根据食品放热
量进行推算。食品的原始温度、气候状
况、运输距离、冷却方法，以及对食品
质量的要求等在确定用冰量时都是必须
考虑的因素。
2,空气冷却法
? 降温后的冷空气作为冷却介质流经食品
时吸取其热量，促使其降温的方法称为
空气冷却法。
? 在应用空气冷却时，主要的空气参数是
温度、速度和相对湿度。 （对某些食品
适用的冷却工艺条件见表 p138-139，以
及下表）
? 温度视食品的具体要求而定
? 相对湿度因种类、是否有包装而异
– 在食品无包装的情况下，因为存在干耗问题，
空气的相对湿度应当尽可能高。
? 风速一般 1.5~5.0m/s。
– 空气冷却法中的热交换速率是随着风速的提
高而增加的，但动力消耗也与风速成正比，
所以高风速所需要的动力明显增加。虽然产
品表面传热系数只与风速成正比，但厚的产
品因为有较高的占控制地位的内部热阻，所
以冷却时单纯强调提高风速未见得能奏效，
故一般风速不大于 2-3米 /秒。
? 空气冷却一般适合于冷却果蔬、肉及其
制品、蛋品、脂肪、乳制品、冷饮半制
品及糖果等。
? 为了抑制霉菌，必要时冷却前或冷却时
可在设施中进行果蔬烟熏。
? 冷空气降温方法
– 机械制冷
– 冰冷
3,水冷法
? 冷水冷却是通过低温水将需要冷却的食品冷却
到指定温度的方法。
? 冷水冷却比空气冷却有一些重要的优点，如避
免干耗，冷却速度快得多，需要的空间减少，
对于某些产品，成品质量较好。
? 但是大多数产品不允许用冷水冷却，因为外观
会受到损害，同时冷却以后难以储藏。
? 冷水冷却通常用于禽类、鱼类、某些水果和蔬
菜。
? 冷却水中的微生物可以通过加杀菌剂如含氧化
合物的方法进行控制。
4.真空冷却
? 真空冷却的依据是水在低压下蒸发时要吸取汽
化潜热（约 2520kJ/kg），并以水蒸汽状态，按
质量传递方式转移此热量的，所蒸发的水可以
是食品本身的水分，或者是事先加进去的。
? 汽化要求使水沸腾。因为在常压下水的沸点是
100℃,低的沸腾温度只有用抽真空的办法才
能取得。
? 这种方法主要用于叶类蔬菜和蘑菇。消毒牛奶
和烹调后的土豆丁的瞬间冷却也要靠真空冷却。
? 这种方法是目前所有冷却方法中最迅速的。
（二）食品冷却时的冷耗量
? 如果食品内无热源存在，周围介质的温度稳定
不变，物体内各点的温度相同，即它们处于简
单冷却的情况下，冷耗量的计算如下：
Q=GC（ T初 -T终 ）
– Q——冷却过程中食品的散热量或冷耗量（千焦）
– G——被冷却食品的重量（千克）
– C——冻结点以上食品的比热（千焦 /千克,K）
– T初 ——冷却开始时食品的初温（ K）
– T终 ——冷却完成时食品的终温（ K）
? 关于比热（参看书本或 Food Engineering
Properties M.M.Rao）
? 食品内有热源
– 生化反应热
– 呼吸热
? 冷却率因素
? 安全系数
二、食品冷藏工艺
1、影响冷藏食品冷藏效果的因素
（ 1） 影响新鲜制品冷藏效果的因素有以下方
面：
– 食品原料的种类, 生长环境
– 制品收获后的状况 （ 比如是否受到机械损伤或
微生物污染, 成熟度如何等 ）
– 运输, 储藏及零售时的温度, 湿度状况 。
– 冷却方法
。
? 以新鲜鱼为例，鲜鱼冷藏时间的长短取
决于鱼类死后发生的僵硬期的长短，僵
硬是鱼类处于新鲜阶段标志，但死后僵
硬发生的迟早、延续时间的长短，则因
鱼的种类、捕捞方法、渔获后致死的条
件、贮存的温度等因素而不同。快速冷
却，鱼体的温度愈低，愈能抑制和减缓
酶解作用，死后僵硬开始得越迟，僵硬
期持续的时间也越长，货架期也越长。
例：鳕鱼死后僵硬随温度而不同的试验。
（ 2） 影响加工制品冷藏效果的因素包括：
– 制品种类
– 加工时微生物去除的程度及酶失活的程度
– 加工及包装时的卫生控制状况
– 包装的阻隔能力
– 运输、储藏及零售时的温度状况
– 冷却方法
2,冷藏工艺条件
? 贮藏温度
– 贮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。
– 冷藏室的温度必须严格控制。任何温度变化都
有可能对食品造成不良后果。
? 空气相对湿度
– 冷藏室内空气中水分含量对食品的耐藏性有
直接的影响。
– 冷藏时适宜的湿度见表 P162
? 空气流速
– 空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。
– 为了保证贮藏室温度均匀，应保持速度最低
的空气循环。
– 带包装的食品不受空气湿度和流速的影响
三、食品冷藏时的变化
? 食品在冷却冷藏时，由于植物性食品、动物性
食品及加工制品的性质不同，组成成分不同，
所以发生的变化也不一样。其变化程度与冷却
方法、冷却温度、食品的种类、成分等都有关。
所有变化除了肉类在冷却储藏过程中的成熟作
用外，其他均会使食品的品质下降。当然采取
一定的措施可以减缓变化速度。比如采用合适
的包装，对易于变化的新鲜果蔬及新鲜鱼肉类
制品采用冷藏结合气调储藏等。
1.水分蒸发
? 食品在冷却时，不仅食品的温度下降，
而且食品中所含汁液的浓度增加，表面
水分蒸发，出现干燥现象。
? 当食品中的水分减少后，不但造成重量
损失 (俗称干耗 )，而且使水果、蔬菜类食
品失去新鲜饱满的外观。
表 4-4 水果蔬菜的水分蒸发特性
水分蒸发特性 水果蔬菜的种类
A型 (蒸发量小 ) 苹果, 橘子, 柿子, 梨, 西瓜, 葡萄 (欧洲
种 ),马铃薯, 洋葱
B型 (蒸发量中等 ) 白桃, 李子, 无花果, 番茄, 甜瓜, 莴苣,
萝卜
C型 (蒸发量大 ) 樱桃, 杨梅, 龙须菜, 葡萄 (美国种 ),叶菜
类, 蘑菇
? 为了减少水果、蔬菜类食品冷却时的水
分蒸发作用，要根据它们各自的水分蒸
发特性，控制其适宜的湿度和低温条件。
表 4-5 冷却及贮藏中食肉胴体的干耗
时间 牛 (%) 小牛 (%) 羊 (%) 猪 (%)
12小时 2.0 2.0 2.0 1.0
24小时 2.5 2.5 2.5 2.0
36小时 3.0 3.0 3.0 2.5
48小时 3.5 3.5 3.5 3.0
8天 4.0 4.0 4.5 4.0
14天 4.5 4.6 5.0 5.0
? 肉类水分蒸发的量与冷却贮藏室的空气
温度、湿度及流速有关，还与肉的种类、
单位重量表面积的大小、表面形状、脂
肪含量有关。
2.冷害
? 在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在
冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限
时，果、蔬的正常生理机能受到障碍，失去平
衡，称为冷害。
? 冷害的各种现象，最明显的症状是在表皮出现
软化斑点和心部变色，像鸭梨的黑心病，马铃
薯的发甜现象都是低温伤害。
? 表 4-6列举的是一些果、蔬冷害的界限温度与症
状。
表 4-6水果蔬菜冷害的界限温度和症状
种
类
界限温
度 (℃ )
症状 种类 界限温
度 (℃ )
症状
香
蕉
11.7-13.8 果皮变黑 马铃
薯
4.4 发甜、
褐变
西
瓜
4.4 凹斑、风味异
常
番茄
(熟 )
7.2-10 软化、
腐烂
黄
瓜
7.2 凹斑、水浸状
斑点腐败
番茄
(生 )
12.3-
13.9
催熟果
颜色
茄
子
7.2 表皮变色、腐
败
不好、
腐烂
? 有些水果、蔬菜在外观上看不出冷害的
症状，但冷藏后再放至常温中，就丧失
了正常的促进成熟作用的能力，这也是
冷害的一种。
? 一般来说，产地在热带、亚热带的水果、
蔬菜容易发生冷害。
? 但是，有时候为了吃冷的水果、蔬菜，
短时间的放入冷藏库内，即使在界限温
度以下，也不会出现冷害，因为水果、
蔬菜冷害的出现还需要一定的时间，症
状出现最早的品种是香蕉，像黄瓜、茄
子一般则需要 10～ 14天。
3.生化作用
? 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。
– 例
? 肉类宰后主要发生的是成熟作用
4.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”。
5.淀粉老化
? 普通的淀粉大致由 20%直链淀粉和 80%支链淀粉
构成，这两种成分形成微小的结晶，这种结晶的
淀粉叫 ?-淀粉。它在适当温度下，在水中溶胀分
裂形成均匀糊状溶液，这种作用叫 糊化作用。 糊
化作用实质上是把淀粉分子间的氢键断开，水分
子与淀粉形成氢键，形成胶体溶液。糊化的淀粉
又称为 ?-淀粉。
? 食品中的淀粉中以 ?-淀粉的形式存在。
? 但是在接近 0℃ 的低温范围中，糊化了的 ?-淀粉
分子又自动排列成序，形成致密的高度晶化的不
溶性淀粉分子，迅速出现了淀粉的 ?化，这就是
淀粉的老化 。
? 老化的淀粉不易为淀粉酶作用，所以也
不易被人消化吸收。
? 淀粉老化作用最适水分含量
? 淀粉老化作用最适温度是 2～ 4℃ 。
– 例
6.微生物增殖
? 水果、蔬菜
? 肉类
? 鱼类
? 在冷却贮藏的温度下
7,寒冷收缩
8.冷藏过程中不良变化的控制
? 采用气调储藏可以大幅度减小冷藏过程
中的不良反应。
四、低温气调贮藏
? 正常的空气是由 78%的氮气,21%的氧气及少
量二氧化碳和其它气体组成。所谓气调储藏即
是人工调节储藏环境中氧气及二氧化碳的比例，
以减缓新鲜制品的生理作用及生化反应的速度，
比如呼吸作用，从而达到延长货架期的目的。
? 气调储藏一般采用比普通冷藏更高的相对湿度
（ 90-95%），这可以延缓新鲜制品的皱缩并降
低重量损失。
? 目前已经商业化应用气调储藏的制品主
要有：新鲜的肉制品、鱼制品、水果及
蔬菜，焙烤制品及干酪。
思考题
? 冷藏的常用温度
? 食品冷却方法及其优缺点
? 影响冷藏食品冷藏效果的因素（包括新鲜和加
工食品）
? 冷藏工艺条件有哪些？如何影响冷藏加工的？
? 冷耗量的计算
? 食品冷藏时的变化（这个题目很大，需要仔细
回答）
? 冷害的概念
? 气调贮藏的概念、条件、方法。
第三节食品的冻结
? 食品冻藏，就是采用缓冻或速冻方法将食品冻结，
而后再在能保持食品冻结状态的温度下贮藏的保藏
方法。
? 常用的贮藏温度 为 -12～ -23℃,而以 -18℃ 为最适用。
冻藏适用于长期贮藏，短的可达数日，长的可经年。
? 常见的冻藏方便食品，不仅有需要保持新鲜状态的
果蔬、果汁、浆果、肉、禽、水产品等，而且还有
不少预制食品，如面包、点心、冰淇淋以及品种繁
多的预煮和特种食品，膳食用菜肴。
? 合理冻结和贮藏的食品在大小、形状、质地、色泽
和风味方面一般不会发生明显的变化，而且还能保
持原始的新鲜状态。
? 现在冻藏食品已发展成为方便食品中的一类面
广量大的食品，在国外还成为家庭、餐馆、食
堂膳食单中常见的食品。
? 直到目前为止，还没有一种保藏形式的食品在
使用上和食味上能象冻藏食品那样食用时方便，
口味很新鲜。一般只要解冻和加热后即可食用。
特别是耐热蒸煮薄膜袋和特种解冻加热炉如微
波炉的出现，食用冻藏食品便愈加方便。
? 脱水或干制食品也是一种方便食品，但使用时
不仅需要根据食品特点分别复水，而且还需要
加热，使用上就不及冻藏食品方便。罐头食品
食用虽然方便，但有些食品如面食点心很难罐
藏，而且品质也不及冻藏食品那样新鲜。
? 当然，冻藏食品需要大量制冷设备、冻藏设施
和专门的商品销售网，因而也有其局限性。
一、冻制或冻结前对原料加工的工艺要求
? 任何冻制食品最后的品质及其耐藏性决
定于下列各种因素：
– 冻制用原料的成分和性质
– 冻制用原料的严格选用、处理和加工
– 冻结方法
– 贮藏情况
? 只有新鲜优质原材料才能供冻制之用。
就水果来说，还必须选用适宜于冻制的
品种，有些品种不宜冻制，否则不是冻
制品品质低劣便是不耐久藏。冻制用果
蔬应在成熟度最高时采收，此外，为了
避免酶和微生物活动引起不良变化，采
收后应尽快冻制。
? 果蔬冻制前都应先加工处理。
– 就蔬菜来说，原料表面上的尘土、昆虫、汁液等杂
质被清理和清除后，还需要在 100℃ 热水或蒸气中
进行预煮，以破坏蔬菜中原有酶的活力，因为低温
并不能破坏酶的活力，仅能减少它的活力。预煮时
大部分酶的活力破坏掉后，就可以显著地提高冻制
蔬菜的耐藏性。
– 预煮时间随蔬菜种类、性质而异，青刀豆 1～ 1.5分
钟，而甜玉米则需要 11分钟。预煮时虽杀灭了大量
的微生物，但仍有不少细菌残留下来。为了阻止这
些残存细菌的腐败活动，预煮后和包装冻制前应立
即将原料冷却到 10℃ 以下。
? 水果也要象蔬菜那样进行清理和清洗，
清除杂质，降低微生物污染。
– 水果的酶性变质比蔬菜还要严重些，可是水
果不宜采用预煮的方法破坏酶的活力，因为
这会破坏新鲜水果原有的品质。
– 冻制水果极易褐变，它是氧化酶活动的结果。
为了有效地控制氧化，在冻制水果中常加有
以浸没水果为度的低浓度糖浆，有时还另外
添加柠檬酸、抗坏血酸和二氧化硫等添加剂
以延缓氧化作用。
? 肉制品一般在冻制前并不需要特殊加工
处理。
– 当然，目前美国及部分欧洲国家在冻制肉之
前为了防止肉的冷收缩以提高肉的嫩度，普
遍使用电刺激手段处理。
– 国外，为了适应他们烹调特点和口味的要求，
牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处理。不过，
如果冷藏期超过 6,7天以上，这就会对冻肉
制品在冻藏时的耐藏性发生影响。
? 就家禽来说，试验表明，凡是屠宰后
12～ 24小时内冻结的，其肉质要比屠宰
后立即冻结的具有较好的嫩度。如屠宰
后超过 24小时才冻结，肉的嫩度无明显
改善，而贮藏期却反而缩短。
? 对于预煮的制品或一些调理制品，则采
用合适包装后，即可冻制。
二、食品的冻结及其质量
? 食品冻结是食品冻藏前的必经阶段，冻结技术对冻
藏品质量及其耐藏性有相当的影响。
? 食品的冻结或冻制就是运用现代冻结技术 (包括设备
和工艺 )在尽可能短的时间内，将食品温度降低到它
的冻结点 (即冰点 )以下预期的冻藏温度，使它所含的
全部或大部分水分，随着食品内部热量的外散而形
成冰晶体，以减少生命活动和生化变化所必需的液
态水分，并便于运用更低的贮藏温度，抑制微生物
活动和高度减缓食品的生化变化，从而保证食品在
冷藏过程中的稳定性。
? 此外，冻结技术也常用于特殊食品的制造如冰淇淋、
冷冻脱水食品，及食品水分的分离和浓缩如浓缩果
汁等。
1.食品的冻结点
? 众所周知，水的冰点是 0℃,而水中溶入糖、盐一类非
挥发性物质时，冰点就会下降。
? 食品一般都是由动植物来源的原料制成，动植物原料
则是由大量细胞构成，在细胞中含有大量有机物质和
无机物质，包括水、盐、糖及复杂的蛋白质、核糖核
酸等，有些还溶有气体。不仅原料如此，在加工过程
中，大部分食品，特别是预制食品，还要添加盐类、
糖类、油脂等等辅料，使食品体系更为复杂。因此，
食品的冻结点低于纯水的冰点。
? 当然由于水分和溶有固形物的种类及其数量各有差异，
食品的冻结点也不一样。如肉类 -1.7～ -2.2℃,鱼 -
1.0～ -2.2℃,蛋 -0.56℃,葡萄 -2.5～ -3.9℃,花生 -
8.3℃ 。这些食品在同一冻结条件下冻结时，时间就会
不同。
2,食品冻结规律和水分冻结量
牛肉薄片的冻结曲线
? 纯水冻结，冰点是固定不变的
? 食品冻结点随水分冻结量的增加，温度不断下
降。
– 水分冻结量指食品冻结时它的水分转化成冰晶体的
形成量，也就是一定温度时形成的冰晶体重量与在
同一温度时食品内所含水分和冰晶体的总重量之比
（即冰晶体重量占食品中水分总含量的比例）。
? 少量未冻结的高浓度的高浓度溶液只有温度降
低到低共熔点时，才会全部凝结成固体。
? 食品的低共熔点大约为 -55~-65℃ 左右，冻藏温
度一般仅 -18℃ 左右，故冻藏食品中的水分实际
上并未完全凝结固化。
3.冻结速度
? 冻结速度快或慢的划分，目前还未统一。现通
用的方法有按时间和距离两种划分方法。
(1)按时间划分
(2)按距离划分
? 冻结速度有两种不同的表达方式：界面位
移速度和冰晶体形成速度。
– 界面位移速。
– 冰晶体的形成速度
? 一般讲冻结速度以快速为好，因鱼肉肌球
蛋白在 -2～ -3℃ 之间变性最大。 淀粉的老
化在 +1～ -1℃ 之间进行最快，所以必须快
速通过 -1～ -5℃ 温度区域。
? 影响冻结速度的因素
– 食品成分：
– 非食品成分如传热介质、食品厚度、放热系数
（空气流速、搅拌）以及食品和冷却介质密切
接触程度等
4,冻结速度与冰晶分布的关系
? 冻结速度快，组织内冰层推进速度大于水
分移动速度时，冰晶分布越接近天然食品
中液态水的分布情况，且冰晶的针状结晶
体数量多。
? 大多数食品是在温度降低到 -1℃ 以下才开
始冻结，然而温度降低到 -46℃ 时，尚有部
分高浓度的汁液仍未冻结。
? 大多数冰晶体都是在 -1~-4℃ （ -1～ -5℃ ）
间形成，这个温度区间称为最高冰晶体形
成阶段。
表 4-7冻结速度与结晶冰形状之间的关系
冻结速度
通过 0~5℃
的时间
冰结晶 冰层推进
速度 I
水移动速
度 W
位置 形状 大小（直径
3 长度）
数量
数秒 细胞
内
针状 1~53 5~10μ 无数 I≥W
1.5分 细胞
内
杆状 0~203 20~50
0μ
多数 I>W
40分 细胞
内
柱状 50~1003 100
0μ以上
少数 I<W
90分 细胞
内
块粒
状
50~2003 200
μ以上
少数 I≤W
表 4-7 为冻结速度与结晶冰形状之间的关系。当冰
层推进速度大于水移动速度时，冰晶体小，数量多。
表 4-8龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系
冻结方法 冻结温度
（ ℃ ）
冻结速
度
（ cm/h）
冰晶（ μ）
厚 宽 长
液氮 -196 10-100 0.5~5 0.5~5 5~15
干冰 +乙
醇
-80 10左右 6.1 18.2 29.2
盐水 -18 6左右 9.1 12.8 29.7
平板 -40 2-4 87.6 163.0 320.0
空气 -18 0.08-0.2 324.4 544.0 920.0
表 4-8为龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系。从表中
也可以看出，冻结速度快冰晶小，冻结速度慢冰晶大。
? 冻结速度慢，由于细胞外溶液温度低，冰晶首先在这里产生，
而此时细胞内的水分还以液相残存着。同温度下水的蒸汽压
总高于冰，在蒸汽压作用下细胞内的水向冰晶移动，形成较
大的冰晶体且分布不均匀。水分转移除蒸汽压差外还因动物
死后蛋白质的保水能力降低，细胞膜的透水性增强而加强。
? 实际上被冻物总有一定体积，冻结速度从表面到中心明显在
变慢，要保持同一冻速是困难的，而这种由于冻速差别引起
的质量变化如在允许限度内，则冻速稍慢些也可以。
? 冻结不仅仅涉及把食品冻结起来这一工序，还依赖储藏流通
环节对冻结的保持。流通中温度波动就会产生重结晶从而使
冰晶变大。
? 这样看来似乎速冻的意义是有条件的，从提高食品质量这一
角度看，只有迅速冻结把食品冻结体的状态牢靠地保持在 -
18℃ 以下的储藏条件下才能得到稳定的速冻食品质构，才能
抑制微生物活动、延缓生化反应，才能得到较高质量的制品。
5.冻结对食品物理性质的影响
（ 1）冻结食品比热下降
（ 2）冻结食品导热系数增加
（ 3）热传导系数增加
（ 4）体积增加
6,食品冻结的冷耗量
? 食品冻结的冷耗量就是冻结过程中食品在它降
温范围内所放出的热量。
? 冻结过程中食品的放热量大致可以区分为三个
部分
– 冻结前冷却时的放热量
– 冻结时形成冰晶体的放热量
– 冻结食品降温时的放热量
? 冷耗量另外还要加上安全系数、人员进出、灯
光等等的冷耗量
? 冻结前冷却时的放热量
Q1=C0（ T初 -T冻 ）
其中 C0 温度高于冻结点时的比热
? 冻结时形成冰晶体的放热量
Q2=Wωγ冰
其中,ω最终冻结食品温度时水分冻结量（在总水分含量中水分冻
结量 占的百分比）
γ冰,水分形成冰晶体时放出的潜热
? 冻结食品降温时的放热量
Q3=Ci（ T冻 -T终 ）
其中 Ci 温度高于冻结点时的比热
冷耗量 Q=（ Q1 + Q2 + Q3+ Q门（人员进出） + Q灯光及其他电器
+ Q货架和包装 + Q生化热和其它 ） 3 安全系数
7.冻结以及冻藏对食品品质的影响
? 冻结食品会发生食品组织瓦解、质地改
变、乳状液被破坏、蛋白质变性等
? 因此，合理控制冻制对食品品质的影响
是保证冻制食品品质的重要条件
（ 1）冻结对溶液内溶质重新分布的影响
（ 2）浓缩的危害性
（ 3）冰晶体对食品的危害性
– 冰晶体的成长以及危害性
– 为了防止冻藏过程中因冰晶体成长给冻结食
品带来的不良影响，我们可以从以下几方面
来加以防止：
（ 4）干耗
– 食品在冷却、冻结、冻藏过程中都会产生干
耗，但因冻藏时间最长，干耗问题更为突出。
冻结食品的干耗主要是由于食品表面的冰结
晶升华而造成的。
（ 5）变色
（ 6）液汁损失
干耗,doc
8,速冻与缓冻
? 速冻食品的质量总是高于缓冻食品
? 速冻的主要优点
– 形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小
– 冻结时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成
纯冰的时间也随之缩短
– 将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，
就能及时阻止冻结时食品分解
– 另外迅速冻结时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以
及各种成分相互接触的时间也显著缩短。因而浓缩
的危害性也随之下降。
? 缓冻的危害（自己总结）
? 所以为了保证食品的品质，应该尽可能
快地通过 -1～ -5℃ 这个最高冰晶体形成温
度带。
9,冻制品的包装和贮藏
（ 1）包装
? 合理的包装就能显著减少冻制食品的脱
水干燥、控制食品氧化和微生物引起的
腐败变质。
? 用于包装速冻产品的包装必须用能在 -
40～ -50℃ 的环境中保持柔软，不致发脆、
破裂的材料制成，常用的有 EVA薄膜和
线性聚乙烯等。
? 冻结过的水果和蔬菜有特殊意义的特点
如下：
（ 1）冻结以后产品的体积增加：
（ 2）冻结以后包装的产品散装容重比事先包
装的显然要低；
（ 3）材料应能抵御弱酸并不漏液体
（ 4）易于褐边变和失去香味的水果，特别需
要能隔绝氧气及其它气体的材料包装；
（ 5）所有产品都需要用不透水蒸汽的材料包
装；
? 冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。
产 品
包 装
冻结前包装
（公斤 /分米 3）
冻结后包装
（公斤 /分米 3）
豌豆 0.60 0.40
豆类 0.48 —
胡萝卜丁 0.50 —
切开的菠菜 0.93 —
草莓 0.94 0.38
李子 0.57 0.43
木莓 — 0.35
覆盆子、葡萄干、醋栗 0.53 0.42
未去核的酸樱桃 0.70 —
表 4-11 一些零售包装产品的散装容重
（ 2）贮藏
– 冻制四品贮藏的任务，就是尽一切可能阻止食品中
各种变化，以达到长期贮藏的目的。
– 食品贮藏的工艺条件如温度、相对湿度和空气流速
是决定食品贮藏期和品质的重要因素。
A、贮藏温度
B、冻藏食品的重结晶
C、冻藏食品的干缩
思考题
? 影响冻制食品最后的品质及其耐藏性的
因素
? 速冻的定义，速冻与缓冻的优缺点
? 影响冻结速度的因素
? 最大冰晶体形成带的概念
? 冻结对食品品质的影响
? 食品冻结冷耗量的计算
三, 冻结方法
1,缓冻方法
食品放在绝热的低温室中（ -18~-40℃,常
用是 -23~-29℃ ），并在静态的空气中进
行冻结的方法 ——是空气冻结法的一种。
2,速冻方法
? 主要有三类：
– 鼓风冻结 ——采用连续不断的低温空气在物
料周围流动；
– 平板冻结或接触冻结 ——物料直接与中空的
金属冷冻盘接触, 其中冷冻介质在中空的盘
中流动；
– 喷淋或浸渍冷冻 ——物料直接与冷冻介质接
触
– 冻结方法,doc
表 4.1 冷冻过程中物料冰晶体前沿的运动速率
冰晶体前沿的运动速率（ cm h-1） 冷冻设备类型
0.2~0.4 冷藏
0.5~3.0 平板冻结机或鼓风冻结机
5.0~10.0 鼓风冻结机和流化床冻结机
10~100 液氮和干冰冻结机
表 4-10 冻结小型水果和蔬菜的特征比较
序号 冻结方式 冻结时间 冻结速率
（ cm/hr）
1
包装产品（ 280g的容器）
吹风冻结
平板冻结
3-5hr
0.5-1hr
0.5-0.3
3.0-1.5
2 散装冻结无包装产品
（普通的传送带吹风冻
结器）
0.3-0.5hr
——
3
单体冻结产品
流体化的传送带或盘子
低温冻结或氟里昂 -12
5-10min
0.5-1min
7.5-3.7
75-37
四、通过数学方法预测冷冻时间
? 通过数学方法预测冷冻时间,doc
五、解冻方法
? 冻制食品的解冻就是使食品内冰晶体状
态的水分转化为液态，同时恢复食品原
有状态和特性的工艺过程。
? 解冻时必须尽最大努力保存加工时必要
的品质，使品质的变化或数量上的损耗
都减少到最小的程度。
? 食品的质地、稠度、色泽以及汁液流失
为食品解冻中最常出现的质量问题。
? 大部分食品冻结时，或多或少会有水分从细胞内
向细胞或纤维间的间隙内转移，为此，尽可能恢
复冻结前水分在食品内的分布状况是解冻过程中
的重要课题。若解冻不当，极易出现严重的食品
汁液流失。
? 要恢复食品内水分原来分布的状况并非易事：
– 细胞和纤维受到冰晶体损害后，显著地降低了它们原
来的水分保持能力；
– 细胞组成成分中某些重要性质，基本上就是 蛋白质的
持水能力受到损害；
– 冻结引起组织内发生了生化变化，从而导致了组织结
构和介质 pH值的变化，同时复杂的有机物质有部分分
解成为较为简单的和吸水能力较弱的物质。
? 上述影响解冻食品完全恢复原有特性的原因，除
了冻结和储藏的方法不完善外，还和食品本身能
分解的有机物质的特性有关
1,对解冻的影响因素
（ 1） 缓慢冻结的食品经过长期冻藏后，
在解冻时就会有大量的水分析出。
表：不同温度的空气中冻结的肉块在 20℃ 空气
中解冻时肉汁损失
冻结温度（ ℃ ） 肉汁损耗量（原重
中所占的百分率）
-8 11
-20 6
-43 3
（ 2） 冻藏温度对解冻肉汁损耗量也有影响。
表,-20℃ 时冻结的肉块在不同温度中冻藏 3天
后，在空气中缓慢解冻时肉汁损耗量
冻藏温度（ ℃ ） 肉汁损耗量（原重
中所占的百分率）
-1~-5 12~17
-3~-9 8
-19 3
? 长期在不良条件下冻藏的冻制品解冻后，汁液
流失量可达原重的 15-16%
（ 3） 动物组织宰后的成熟度（ pH）在解
冻时对汁液流失有很大影响
– 肉蛋白的等电点为 5.4，越接近等电点，汁液
损失越大
表 pH对肉汁液流失的影响
试样性质 肉的水提
取液的 pH
Kg/cm2压力下肉馅的汁液流
失（在原重所占百分率）
屠宰 24小时后冻结 5.6 9.8
屠宰 72小时后冻结 5.9 8.8
（ 4） 解冻速度对肉汁损失也有影响
? 缓慢解冻，汁液损失少
? 不过缓慢解冻也存在着浓缩危害、微生物繁殖、
品质下降等不利因素
? 解冻时温度的提高以及低温食品遇高温、高湿
空气以致它表面上有冷凝水出现，都将会加剧
微生物的生长活动，加速生化反应。
? 国外已有良好的迅速解冻技术，不但有效地缩
短了解冻时间，而且也消除了微生物生长活动
的可能性
表 解冻温度对鲭鱼汁液损失的影响
解冻温度（ ℃ ） 45 35 25 15 5
鲭鱼汁液流失（压出汁液
占原重的百分比）
34.5 24.9 14.0 8.0 6.2
表 解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间
解冻温度（ ℃ ） 腐败变质前允许解冻时间
21~27 20小时
4 5~7天
0 2~3周
-7 6~8周
表 解冻对 136kg全蛋冻制品内微生物的影响
解冻方法 解冻需要时间
（小时）
解冻时微生物增量
（ %）
26.7℃ 空气解冻 23 1000
21.1℃ 空气解冻 36 750
7.2℃ 空气解冻 63 225
16.6℃ 流水解冻 15 250
21.1℃ 流水解冻 12 300
15.6℃ 搅拌水解冻 9 40
微波加热解冻 15（分钟） 几乎没有
2,食品的解冻方法
? 以提供热量的方法分：
– 预先加热到较高温度的外界介质向食品表面传递热
量，而后热量再从食品表面逐渐向食品中心传递
– 高频或微波场中是内部各个部位上同时受热
? 从外界介质和食品热交换方式看，食品解冻方
法有如下几种：
– 空气解冻法：又分 0~4℃ 缓慢解冻,15~20℃ 迅速解
冻以及 25~40℃ 空气蒸汽混合介质解冻
– 水或盐水解冻法：用 4~20℃ 水或盐水介质浸没式或
喷淋式解冻法
– 在冰块中的解冻法
– 在加热金属面上的解冻法
? 零售包装的水果应当在不敞开的容器中解冻，可在冰箱中用
3～ 5℃ 的温度解冻 6～ 12小时，也可以在空气中解冻 3～ 6小
时，在 0～ 10℃ 的温度范围内可以获得最好的外观、质地和
最好的风味。如果将冻水果缓慢解冻并达到室温，这些水果
可能溃烂，顶层可能变色并缺原有风味，尤其是在事先打开
的容器中更是如此。
? 未加糖的水果可以撒上糖，或浸泡在糖浆中，放在一个有盖
的容器内解冻。这不仅可缩短解冻时间，而且明显增进了水
果风味，容易褐变的水果可以在 0.1～ 0.5%抗坏血酸的溶液
中或在糖浆中解冻。也可推荐真空蒸汽解冻。
? 至于冻结蔬菜，如果不经解冻就烹煮，大多数能保持较大体
积、较好形态和质地。大多数冻结蔬菜所需要的烹调时间比
相应的新鲜蔬菜少三分之一，烹调时应尽可能少加水。
? 用于再加工的鱼的解冻操作对于保持鱼的质量至关
重要。
? 在空气中解冻时，温度不允许超过 20℃,通常使用
带饱和水蒸气的空气来解冻，空气流速为 8—10ms-1。
? 水解冻很简单也很便宜，但可能导致风味和外观方
面的质量损失。
? 真空解冻时，鱼由吊车运入气密室中，真空度下降，
同时在房间底部的浅盘中的水被加热，使房间充满
水蒸气，水蒸气冷凝到鱼的表面，蒸汽释放的潜热
被鱼吸收，这个方法水用量较低，解冻速率与空气
强制循环解冻器相似，然而，必须小心的是在解冻
过程中不可让释放的气体使鲜鱼破裂（如鲱，鲭的
背部裂开）。
? 鱼的快速解冻可采用微波，介电或电阻加热。微
波加热比较昂贵，并由于热量被表面吸收，会导
致局部过热问题以及表面煮热的危险 。 介电加热
解冻，尽管更昂贵，但解冻时间仅为空气或真空
解冻的 20%。电阻加热解冻要求鱼首先采用常规
方法如浸在水中使其温度上升到 -10℃ 左右，在此
温度之上，将鱼安置在两块金属板之间形成导体，
然后加上低压交流电，由于电场方向的改变，使
水的两极振荡，摩擦生热使鱼升温，理想状态下，
鱼块应该是平行整齐的，平整的表面使其与导电
的盘之间形成良好接触。电方法解冻比较昂贵，
并需要良好的操作，然而，如果能正确使用，这
类方法能得到品质良好的解冻鱼产品。
思考题
? 食品冻结有哪些方法？
? 冻结食品解冻有哪些方法？
? 影响解冻的因素有哪些？
冷冻产品
? 冷冻产品举例,doc
第五章 食品辐射保藏
? 概述
– 辐射加工是利用电离辐射 （ 主要是指钴 -60γ射线和电子
加速器产生的电子束 ） 与物质相互作用的物理效应, 化
学效应和生物效应, 对物质或材料进行加工处理的过程 。
? 各种保藏方法优缺点概述
? 辐射保藏的优点
– 辐射加工是一种高效加工手段,
– 具有穿透性强,
– 可在常温下进行,
– 节能,
– 无残毒,
– 易控制等独特优势 。
– 目前辐射加工技术已向很多行业渗透 。
国内外发展简况
– 采用辐射技术加工食品早在 20世纪 40年代就已开始进行，
50年代美国等国家加强了研究,70年代证明了辐照食品的
卫生安全性,80年代各国开始建立规程、法规、标准。
– 1980年 FAO/IAEA/WHO辐照食品安全联合专家委员会结论：
辐照食品总平均剂量 10kGy以下不需要做毒理学实验，无特
殊营养和微生物学问题。
– 1984年，代表 130多个国家的食品法典委员会（ CAC）向成
员国建议辐照食品 CAC标准及辐照食品设施推荐规程。
– 迄今为止，已有 40多个国家批准了 100多种类的辐照食品。
但辐照技术真正大规模商业化应用，是从 20世纪 90年代开
始的。
– 辐照加工技术虽然从技术讲已相对成熟，但由于公众接受
性、各类别食品的标准、法规以及检验、辐照设施等尚存
在一定问题，辐照食品仍未被广泛接受。
– 从健康环境和安全角度，溴甲烷、二溴已烷和环氧乙烷
越来越被禁用，食品辐照可取代化学熏蒸。 1997年蒙特
利尔公约会议决定发达国家在 2005年前、发展中国家在
2015年前要彻底禁用溴甲烷，这使食品辐照的替代作用
更突出出来。另外，食源性疾病近年来在美国、日本等
地多有发生，沙门氏菌、弯曲菌、大肠杆菌、单核细胞
李斯特峻、弧菌等所致的疾病与辐照食品近年的发展有
明显的关联。比如 1997年美国 2500万磅牛肉末受大肠杆
菌 O157,H7的污染,9万人致病,25人死亡，导致了美
国历史上最大一次冻汉堡包的回收（约 1万吨）。这件事
直接导致了 1997年 12月美国 FDA批准了红肉辐照。
我国辐射加工食品产业化发展也很快,1984-
1994年共批准了 18中辐照食品,1996年又正式
颁布了“辐照食品卫生管理办法”,1997年公
布了“辐照食品类别卫生标准”，进一步鼓励
对进口食物、食品原料以及国内的 6大类食品
进行辐照处理。
第二节 辐射基本原理
一、辐射类型
辐射指能量传递的一种方式，在电磁波谱
中，根据 能量相应的大小 可将电磁波分
成无线电波、微波、红外、可见、紫外
线,X射线和 γ射线。
γ频率
λ波长
λγ=C
γ=C/λ
低频辐射区 γ<1015Hz 高频辐射线 γ>1018Hz
E能量
无线电波 微波 红外
可见
紫外 X射线和 γ射线
105Hz 1010 1015 1018 1020
3km 3cm 3μm 3nm 0.3nm
43 10-10 ev 43 10-5 43 10-3 4 43 102 4k 4M
? 低频辐射线（非电离辐射）：
– 波长较长、能量小（频率低），仅能使物质
分子产生转动或振动而产生热，也可起到加
热杀菌作用。
? 高频辐射线（电离辐射）：
– 频率较高、能量大，如 X-,γ-射线，可使物
质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌
作用（冷杀菌）。
二,α-,β-,γ-,X-射线
1,放射性同位素
– 当原子序数在 84以上，原子核是不稳定的，能以一定的速
率放出射线，由这种原子组成的元素称为放射性同位素。
– 自然界中有天然的不稳定同位素，但还有一些不稳定同位
素是使用原子反应堆及粒子加速器等人工制造的。
（ 1） α-射线,当同位素中,n,p+>1.5:1,从原子核中放射出带
2p+和 2n的带正电高速粒子流（氦核） ——称为 α-射线。
（ 2） β-射线,当核内中子数和质子数不等时，若某一中子释放
出能量转变成质子（ n>p+) n→p+ +β-( 带负电的高速电子 )；若
核内 p+>n时 (这种情况一般指在加速器中 ),p++1.02Mev→n+β+
（带正电荷的高速电子）
β--和 β+-粒子是带正电荷和负电荷的高速电子。
（ 3） X-射线 若核内质子在外层电子云中，从 K层捕
获电子，转变成中子,p+ +e- →n
当 K层（低能态）电子被捕获后剩下一空穴，则高能
态（外层）电子会捕获进去，释放出能量 ——X-射
线。
所以,X-射线指原子核外电子所放出的能量。
（ 4） γ-射线 当原子核在发射了 α-和 β-射线或 k-捕获后，
核的能级处于激发态（高能态），当这种激发态回
到基态时，原子就发出光子流 ——γ-射线 （即不带
电荷的粒子流）。
以上这些射线都具有使被辐射物质的原子或分子发生
电离作用的能力和不同穿透程度的能力。
? α-射线：相对质量较大，电离能力大，穿透能
力小
? β-射线：为 α-射线质量的几千分子一，点电量为其的
一般，穿透能力比 α-射线大。
? γ-射线：电离能力比 α-,β-射线小，但穿透能力比
它们大。
? X-射线：电离能力小，穿透能力很强。
2,放射性衰变
? 每个放射性同位素放出射线后，就转变
成另一个原子核，从不稳定的元素变成
稳定同位素，原子核转变过程称为放射
性衰变。
? 若放射性强度因衰变而降低到原来的一
半所需要的时间称为半衰期。
三、辐射用多种单位
国际单位 常用单位
辐射能量 焦耳 ev
放射性强度 Bq C i
辐射量 库仑 / 千克 伦琴
吸收剂量 G y J/ k g r ad
四、辐射源
? 人工放射性同位素
? 电子加速器
第三节 食品辐射技术的化学与生
物学效应
一、辐射化学效应
由电离辐射使食品产生各种粒子、离子及
质子的基本过程有二：
– 初级辐射,是使物质形成离子、激发态分子
或分子碎片。
– 次级辐射,是使初级辐射的产物相互作用，
生成与原始物质不同的化合物。
? 初级辐射一般无特殊条件，而次级辐射
与温度等其它条件有关。
? 水
? 氨基酸与蛋白质
? 酶
? 糖类
? 脂类
? 维生素
二、食品辐射的生物学效应
? 生物学效应指辐射对生物体如微生物、
病毒、昆虫、寄生虫、植物等的影响，
这些影响是由于生物体内的化学变化造
成的。
（一）微生物
1,辐射对微生物的作用
（ 1） 直接效应,指微生物接受辐射后本身发
生的反应，可使微生物死亡。
A,细胞内蛋白质,DNA受损，即 DNA分子碱基发
生分解或氢键断裂等，由于 DNA分子本身受到
损伤而致使细胞死亡 ——直接击中学说
B,细胞内膜受损，膜由蛋白质和磷脂组成，这些
分子的断裂造成细胞膜泄漏，酶释放出来，酶功
能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从
而使微生物死亡
（ 2） 间接效应
? 来自被激活的水分子或电离的游离基
? 当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化
还原作用，这些激活的水防呢子就与微生物内的
生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到
影响。
2,微生物对辐射的敏感性
为了表示某种微生物对辐射的敏感性，就通常以每杀
死 90%微生物所需要的戈瑞数来表示，即残存微生
物下降到原数的 10%所需要的剂量，并用 D10值表示：
N D
log — = - —
N0 D10
其中,N0 表示最初的微生物数
N表示使用 D剂量后残留的微生物数
D表示初期剂量
D10表示微生物残存数减到原数的 10%时的剂量
不同微生物的辐射敏感性
微生物 环境 辐射 D 1 0
（ K G y ）
加热 D
1 2 1 ℃
肉毒杆菌 A 型 磷酸缓冲液
2, 4 1
6 - 1 2 秒
罐装鸡肉
3, 1 1
罐装咸肉
1, 8 9
嗜热脂肪芽孢杆菌 缓冲液
1, 0
4 0 - 5 0 分钟
大肠杆菌 肉汤
0, 2
金黄色葡萄球菌 干燥状态
0, 6 5
肉汤
0, 1 0
微生物对辐射的敏感性
? 一般来说
? G- > G+ > 酵母 > 霉菌 (敏感度 )
（二）病毒
? 通常使用高达 30KGy的剂量才能抑制。
（三）昆虫
? 辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，
对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性
成正比，与它们的分化程度成反比。处于幼虫期的
昆虫对辐射比较敏感，成虫细胞对射线的敏感性较
小，高剂量才能使成虫致死，但是成虫的性腺细胞
对辐射是敏感的。因此，低剂量可造成绝育或引起
遗传上的紊乱 。
? 辐射对昆虫总的损伤作用是：致死、“击倒”（貌
似死亡，随后恢复）、寿命缩短、推迟换羽、不育、
减少卵的孵化、延迟发育、减少进食量和抑制呼吸，
这些作用都是在一定剂量水平夏发生的，而在其它
剂量下，甚至可能出现相反的效应，如延长寿命、
增加产卵、增进卵的孵化和促进呼吸。
? 成年前的昆虫经辐射可产生不育；辐照
过的卵可以发育成幼虫，但不能发育成
蛹；照射的蛹可发展为成虫，但成虫不
育；用 0.13-0.25KGy照射可使卵和幼虫有
一定的发育能力，但能够阻止它们发育
到成虫阶段；用 0.4-1.0KGy剂量，能阻止
所有卵和幼虫、蛹发育到下一阶段；甲
虫成虫不育需要 0.13-0.25KGy，而蛾需要
0.45-1.00KGy才行；螨需要蛹 0.25-
0.45KGy剂量才能达到不育,30-50KGy
才能致死。
（四）寄生虫
? 辐射可使寄生虫不育或死亡
? 猪肉内旋毛虫，
– 不育剂量,0.12KGy，死亡 7.5KGy
? 牛肉绦虫，
– 致死 3.0-5.0KGy
（五）植物
? 水果：
– 对于有呼吸变换期的水果，在其呼吸率达最
小值时是辐射处理的关键时刻，在此时辐射
能抑制其后熟期，主要是能改变体内乙烯的
生产率从而影响其生理活动。
– 能使化学成分发生变化，如维生素 C的破坏、
原果胶变成果胶及果胶酸盐、纤维素及淀粉
的降解、某些酸的破坏及色素的变化等。
? 蔬菜
– 辐射可影响新鲜蔬菜的代谢反应，其效果育
剂量有关。如可改变蔬菜的呼吸率，防止老
化，改变化学成分。
– 根菜类如土豆、洋葱等辐射后可抑制发芽，
在光照下皮层也不发绿，但剂量过高，会腐
烂。
– 对蘑菇可防止开伞延迟后熟。
本节思考题
1,辐射有哪些化学效应及生物学效应？
2,辐射保藏食品的原理
从辐射效应对微生物、酶、病虫害、果蔬
等的影响角度回答。
第四节 辐射在食品保藏和加工中
的应用及其卫生安全性
一、辐射保藏的三种形式
1,辐射阿氏灭菌
2,辐射巴氏灭菌
3,辐射耐储杀菌
二、现有的一些商业化应用
1,果蔬制品及谷物制品
（ 1）抑制球茎、块茎类作物发芽
（ 2）杀虫
（ 3）抑制微生物，达到保鲜效果
2,肉类
3,调味品
4,食品产品
三、卫生安全性
1,有关诱惑放射性
–一种元素若在电离辐射的照射下，辐射能量将传递
给元素中的一些原子核，在一定条件下会造成激发反
应，引起这些原子核的不稳定，由此而发射出中子并
产生 γ-辐射，这种电离辐射使物质产生放射性（是由
电离辐射诱发出来的） ——诱惑放射性。
–诱惑放射性的可能性取决于被辐射物质的性质以及
所使用的射线能量，若射线能量很高，超过某元素的
核反应能阈，则该元素会产生放射性。
? 食品中的基本元素，氮氢氧
– 14N > 10.5Mev γ-射线 会产生放射性
– 16O > 15.5Mev γ-射线 会产生放射性
– 12C > 18.8Mev γ-射线 会产生放射性
– 大部分元素核反应能阈都在 10Mev以上，目
前在食品中允许使用的辐射源只有 60Co，
（ γ1= 1.17 Mev,γ2 = 1.33Mev）能量
<10Mev,故不会产生诱惑放射性
2,在轻元素中,放射性同位素的半衰期极短
(几秒 ~几十分钟 ),还不等到达消费者手中,
放射性就消失了。
3,毒性问题
1980年，联合国粮农组织（ FAO），国际原子
能机构（ IAEA），世界卫生组织（ WHO），
专家会议，认为，在 10KGy以内的辐射食品，
不需要再进行此剂量范围的毒性试验，再微
生物学核营养学上都不存在问题，可以作为
“推荐接受”。
4,微生物发生变异的危险
四、消费者接受性方面
五、检验
表 辐射食品的测定方法
方法 项目 原理 适用食品
电阻抗法 土豆物理法
粘度法
膜性质变化
调味品
碳氢化合物法 所有含脂食品，包括鸡肉、牛肉、猪肉、
贝类、虾、蟹等
2- 羟基环丁酮法 含脂食品如鸡肉、猪肉和蛋制品
过氧化物法
脂类变化
猪肉、蛋粉、奶粉、大豆粉等
DNA （碱基损伤
和链断裂）法
核酸变化 鸡肉、猪肉等
酪氨酸法 蛋白质变化 含苯丙氨酸的食品，如鸡肉
化学法
d-2, 3- 丁二醇法 乙醇变化 酒类
化学发光法 被照物溶于水时发光 调味品、姜、洋葱等发光法
热释光法 陷落载流子受热发光 贝类、甲壳类、土豆、洋葱、调味品、
鲜蘑菇等
ESR 法 长寿命自由基生成 带骨肉、干果、骨头、硬果壳、包装材
料等
微生物体系变化 微生物对辐照敏感性
不同
生 物 学
和 生 理
学方法 发芽试验 DNA 变化
? 电离辐射与食品物质的相互作用，可在食品组
分上诱发复杂的化学变化，这些变化主要是由
自由基过程产生的。但是不仅辐照过程可以产
生自由基，其它一些过程如热处理、光照、金
属离子的催化、酶催化、研磨、超声波以及食
品储存过程中氧和过氧化物相互作用也可以产
生自由基。因此并不是所有化学变化的结果都
能用来指示食品是否已被辐照，只有其中的一
些辐照专一性产物，一些在辐照前后含量有明
显变化的产物，或者辐照在食品组成诱导的某
些化学特性，才能用于辐照食品的检测。
（一）利用辐射对食品成分的化学效应检测
辐照食品
（ 1） 脂类的辐射变化和含脂辐照食品的检测
（ A） 利用挥发性碳氢化合物和烷基环丁酮检测含脂辐照食
品
（ B） 利用有机过氧化合物检测含脂辐照食品
（ 2） 蛋白质的辐射降解和辐照含蛋白质
食品的检测
（ 3） 利用核酸的变化检测
（ 4） 利用乙醇的辐照化学变化检测辐照
酒
2.利用生成的长寿命的自由基检测辐照食
品 —电子自旋共振法（ ESR）
3.利用热释光和化学发光技术检测辐照食品
（ 1） 热释光
（ 2） 化学发光法
本节思考题
? 辐射的诱惑放射性概念
? 辐射食品的主要检测方法，各种检测方
法的依据。
第六章 食品腌渍和烟熏保藏
? 概述
– 历史
– 国内外进展
– 特点
第一节 食品的腌渍保藏
一、腌渍类型
（一）根据腌渍的材料
– 盐渍
? 肉类
? 蔬菜
? 水果
? 乳品
– 糖渍
– 酸渍
– 糟渍
– 混合腌渍
（二）根据腌渍的过程
? 非发酵性腌渍品
? 发酵性腌渍品
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，总是形成溶液后，扩散
渗透进入食品组织内，溶质的增加，从
而降低食品组织内的水分活度，提高它
们的渗透压，正是这种渗透压的影响下，
抑制微生物活动和生长，从而起到防止
食品腐败变质的保藏目的，因此，渗透
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
1,分子扩散的基本方程
JA = - DABdC/Dz
假定为等分子扩散
则 JA = NA = DAB(CA1-CA2)/(Z2-Z1)
JA,A组分扩散通量 Kmol/（ m2·s ）
DAB, A的分子扩散系数（在 B中） m2·s
CA1, A组分在点 1处的浓度 Kmol/m3
CA2, A组分在点 2处的浓度 Kmol/m3
Z1, A组分在点 1处的距离 m
Z2,A组分在点 2处的距离 m
假定一组分通过另一组分扩散
? JA’ = NA’ = D’C(CA1-CA2)/ZCsm
NA’ =：传递速度 Kmol/（ m2·s ）
D’：扩散速度 m2·s
C：：溶液总浓度 C= CA+ CS
Z,1,2截面间的距离 m
CA1, 1截面上的溶质浓度 Kmol/m3
CA2, 2截面上的溶质浓度 Kmol/m3
Csm, 1,2 截面上溶剂 S浓度的对数平均值
Kmol/m3
从扩散方程可以看出，扩散速度的影响因素
? 扩散系数 D ↑ NA ↑
? 溶质总浓度 C ↑ NA ↑
? Z Z ↓ NA ↑
? 溶质浓度差 ↑ NA ↑
? Csm ↓ NA ↑
2,关于扩散系数
（ 1） Stokes-Einstein方程是最早的理论方程
稀溶液在液相中的扩散速率的计算，可采用半经验的方法,Stokes-Einstein
方程是最早的理论方程之一，它是从大的球形分子（ A）在小分子的液相
溶剂（ B）中扩散推导出来的，用 Stokes定律描述作用在运动溶质分子上
的拽力。然后，假定所有分子是相似的，并按立方晶格排列，同时用分
子体积表示分子半径，经过改变后得到：
9.96*10-12 T
DAB = ——————
μVA 1/3
T：温度 K VA,正常温度下溶质的分子体积 cm3/（ g·mol）
μ：溶液的粘度 cp
该方程用于分子量约为 1000或更大的非水合溶质分子或者水溶液中 V>500
cm3/（ g·mol）的溶质的扩散系数的计算,精确度相当高,
(二 ) 渗透 ——上述扩散方程的另一个方面，溶剂行为
? 渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地
说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透膜向高
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。
根据 Van’t hoff定律，溶液的渗透压和理想
气体的性质是完全相似的。
? Van’t hoff方程
PV=nRT=（ G/M） RT
G 1 G
P0 = —— · —— · RT =Cm ·RT （ Cm = ——）
M V MV
P0 — 渗透压（ N/m2） Cm—溶液的摩尔浓度 mol/L
V — 溶液溶积（ L或 m3） T— 绝对温度（ K）
G — 溶质质量 （ kg） R— 气体常数 8.293 10-3 N·m/mol·K
M—溶质分子量
若溶质有解离时，它对渗透压的贡献就要增加
? P0 = iCRT
i —— 等渗系数（物质解离因素）
当完全解离上时,i= 2
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，则渗透压下
降
? 溶质解离系数大，渗透压大
对于分子体积较小的溶质，则用 Wilke-
chang关系式
? DAB=7.43 10-12（ φMB） 1/2 T/μBVA 0.6
– 其中 φ：溶剂缔合参数,MB,溶剂分子量
– VA：溶质 A的分子体积（查表得）
– μB：溶剂黏度
? 从以上关系式可知：
– 提高温度，有助于提高扩散系数
– 降低体系黏度，有助于提高扩散系数
– 选择分子体积小的溶质作为渗透剂，也有助于提高
扩散系数
三、生物组织的扩散和渗透现象
? 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。
（一）微生物细胞
? 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，分两层：外层含有脂多糖和蛋白质；
内层主要为粘肽层即有糖和氨基酸组成，位于细胞
内侧，把细胞浆包在里面。
? 细胞壁由平行的双层磷脂构成,中间嵌入蛋白质。
? 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、非离子化有机分子和各种营养素。而细胞
内膜则句半透性，仅使水和小分子透过，但也能使
电解质透过，只是活细胞句较高的电阻，因而离子
进出细胞就很困难或渗透速度极慢。
当微生物细胞处在浓度不同的溶液中，就会
出现三种对微生物活动有影响的情况。
1,内外溶解度相等 ——对微生物最适宜
比如,0.9% NaCl
2,C外 <C内 P外 <P内
3,C外 >C内 P外 >P内
质壁分离,使微生物生长活动受到停止抑制，细胞外
的这种溶液成为高渗溶液 ——腌制保藏原理
4,原生质膜渗透性随微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、
pH值、表面张力的性质和大小等相关
盐浓度 >2.5% 大多数微生物暂时性受到抑制
10-15% 完全停止生长
– 例如 腐败菌 (大多数 ) 不能忍受 >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
– 20-25%盐浓度,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）可忍受 30%的盐浓度
– 对于糖液,50-75%才能一直细菌和霉菌的生长，而酵母能忍
受更高的糖液浓度，说明酵母菌膜的渗透性大，溶质易扩散，
建立不了高渗透压而引起质壁分离。
（二） 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
三种情况。
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，而使溶质易扩散进行组织
中，从而使腌制品有咸味，若调味料，应
有调味料的特点。
? 所以对于腌渍保藏来讲，两个目的
– 动植物组织 ——使之易渗透，使风味一致
– 微生物 ——使之不易进入细胞，从而建立高
渗透环境，造成其被抑制。
四、腌制剂在食品保藏中的作用（ p662）
1,食盐
食盐对微生物细胞的影响：
? 脱水作用
? 离子水化作用
? 毒性作用
? 对酶作用
? 盐液缺氧的影响
2,糖
? 降低水分活度
? 脱水作用，渗透压导致质壁分离
五、腌制对食品品质的影响
（一）腌制剂
1,组成
现代腌制剂除了食盐外还加
硝酸盐（硝酸钠、亚硝酸钠） ——发色
磷酸盐 ——提高肉的持水性
抗坏血酸（烟酸、烟酰胺） ——帮助发色
糖、香料 ——调节风味
2,食盐纯度对腌制的影响
（ 1）金属离子
– CaCl2和 MgCl2等杂质含量高，腌制品有苦味，当钙离
子和镁离子在水肿达到 0.15-0.18%可察觉到有苦味，相
当于在 NaCl中含有 0.6%，此外钙离子和镁离子的存在
会影响 NaCl向食品内的扩散速度。如精制盐腌制鱼,5
天半就可达到平衡。若用含 1%CaCl2的 NaCl则需 7天，
含 4.7%的 MgCl2则需 23天。
– Cu,Fe,Cr离子的存在易引起脂肪氧化酸败 。
– Fe离子与果蔬中的鞣质反应后形成黑变，如黄瓜变黑
– K离子含量高，会刺激咽喉，严重时会引起恶心和头痛。
（ 2）微生物
? 低质盐和粗制盐都是晒盐，微生物污染严
重，如嗜盐菌易引起腌制食品变质。
– 因此腌制品应采用精制盐，精制盐经高温处
理再结晶，可使杂质和微生物污染降低。
– 要求腌制盐起码用二级盐以上。
（二）腌制方法
1,干腌法
2,湿腌法
3,动脉或肌肉注射法
4,混合腌制法
（三）发色
? 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，肌红蛋白的结构见书本 P701。
? 肌红蛋白的颜色主要受
– 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，提供电子对难易情况
将对键的性质（离子或共价键）和络合物色泽有影响
高铁肌红蛋白 肌红蛋白 氧合肌红蛋白
MMb Mb MbO2
棕红色或深褐色 紫红色 深红色
? 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
? 腌制时，添加亚硝酸盐，目的让色素与 NO反应形
成粉红色的较稳定的色素
? 研究认为，腌制肉色泽形成大致分为三个阶段
– NO + Mb → NOMMb
– NOMMb → NOMb
– NOMb + 热 + 烟熏 → NO-血色原 （ Fe 2+ ）（稳定的粉
红色）
（四）风味和其它品质
思考题
? 腌制速度的影响因素（扩散速度的影响
因素）
? 腌渍保藏原理
? 腌制剂的作用
? 腌制对食品品质的影响
? 腌制方法
第二节 食品的发酵保藏
一、发酵的概念
二、重要的微生物作用类型
（一）重要的发酵类型
1,乳酸发酵 糖 +乳酸菌 → 乳酸
2,酒精发酵 糖 + 酵母 → 酒精 + CO2
3,醋酸发酵 酒精 +醋酸菌 +O2 → 醋酸 + H2O
4,丁酸发酵 乳酸或糖 + 酪酸梭状芽孢杆菌 →丁酸 +副产物
5,产气发酵 糖 +大肠杆菌等 →CO2+H2
（二）蛋白质降解
– 蛋白质 +变形杆菌等 → 胺 +NH3↑（腐败）
– 蛋白质降解有时也是需要被利用的，比如酱和酱
油的生产、腐乳的生产等
（三）脂解
– 脂肪 +产碱杆菌 →脂肪酸 →醛类等 （酸败变质）
– 脂肪降解也有好的一面，在腐乳、肉制品生产中，
部分降解形成香味。
（四）产毒
三、发酵保藏的原理
? 发酵保藏食品利用能够产酸和酒精的微
生物的生长来抑制其它微生物的生长
– 有利菌一旦能大批生长，在它们所产生的酒
精和酸的影响下，原来有可能被腐败菌所利
用的食物成分将被发酵菌作利用
– 有利菌的产物如酸和酒精等对有害菌有抑制
作用，从而使得有害菌得生长不能大量进行，
而保持食品不腐败。
四、控制食品发酵的因素（ P676-683）
? 酸度
? 酒精
? 酵种
? 温度
? 氧气供应量
? 盐
五、发酵对食品品质的影响
1,改变食品的风味和香气
（ 1）蔬菜
（ 2）牛乳
（ 3）制酒
（ 4）对肉类
2,提高营养价值
3,改变组织结构
（ 1）蔬菜脆性的变化
（ 2）色泽的变化
（ 3）其它：豆腐乳、干酪、面包
思考题
? 发酵对食品品质的影响
? 食品发酵保藏的原理
? 控制食品发酵的因素
第三节 烟熏保藏
一、烟熏的目的（ P713）
1,形成特殊烟熏风味
2,发色
3,防止腐败变质
4,预防氧化
二、烟熏成分
熏烟主要是不完全氧化产物包括挥发性
成分和微粒固体如碳粒等，以及水蒸气、
CO2等组成的混合物
在熏烟中对制品产生风味、发色作用
及防腐效果，有关的成分就是不完全氧
化产物，人们从这种产物中已分出约 200
多种化合物，一般认为最重要的成分有
酚、醇、酸、羧基化合物和烃类等。
1,酚
? 从熏烟中分离并鉴定的酚类有 20多种，
都是酚的各种取代物，如愈疮木酚、邻
位、间位、对位甲基酚或甲氧基取代物
等。
? 酚在鱼肉类烟熏制品中有三重作用
– 形成特有的烟熏味
– 抑菌防腐作用
– 有抗氧化作用
2,醇
? 木材熏烟中醇的种类很多，有甲醇、乙
醇及多碳醇
? 醇的作用中，保藏作用不是主要的，它
主要起到一种为其它有机物挥发创造条
件的作用，也就是挥发性物质的载体。
3,有机酸
? 在整个熏烟组成中存在有含 1-10个碳的
简单有机酸，熏烟蒸汽相内的有机酸含
1-4碳,5-10碳的有机酸附在熏烟内的微
粒上。
? 有机酸有微弱的防腐能力。
? 有机酸能促进肉烟熏时表面蛋白质凝固，
使肠衣易剥除。
4,羰基化合物
? 这类化合物有 20多种，包括戊酮、戊醛、
丁醛、丁酮等等，一些短链的醛酮化合
物在气相内，有非常典型的烟熏风味和
芳香味。
? 羰基化合物与肉中的蛋白质、氨基酸发
生美拉德反应，产生烟熏色泽。
5,烃类
? 主要指有树脂产生的多苯环烃类，其中
至少有两类二苯并蒽和苯并芘，已被证
实是致癌物质。这两种物质一般附着在
熏烟的固相上，可以被清除掉。
三、烟熏工艺
1,冷熏
制品周围熏烟和空气混合物气体的温度不
超过 22℃ 的烟熏过程称为冷熏。冷熏时间长，
需要 4-7天，熏烟成分在制品中渗透较均匀且较
深，冷熏时制品干燥虽然比较均匀，但程度较
大，失重量大，有干缩现象，同时由于干缩提
高了制品内盐含量和熏烟成分的聚集量，制品
内脂肪熔化不显著或基本没有，冷熏制品耐藏
性比其它烟熏法稳定，特别适用于烟熏生香肠。
2,热熏
? 制品周围熏烟和空气混合气体的温度超过 22℃
的烟熏过程称为热熏，常用的烟熏温度在 35-
50℃,因温度较高，一般烟熏时间短，约 12-48
小时。
? 在肉类制品或肠制品中，有时烟熏和加热蒸煮
同时进行，因此生产烟熏熟制品时，常用 60-
110℃ 温度。
? 热熏时因蛋白质凝固，以致制品表面上很快形
成干膜，妨碍了制品内部的水分渗出，延缓了
干燥过程，也阻碍了熏烟成分向制品内部渗透，
因此，其内渗深度比冷熏浅，色泽较浅。
? 烟熏温度对于烟熏抑菌作用有较大影响，
温度为 30℃ 浓度较淡的熏烟对细菌影响
不大；温度为 13℃ 而浓度较高的熏烟能
显著降低微生物数量，温度为 60℃ 时不
论淡的或浓的熏烟都能将微生物数量下
降到原数的 0.01%
四、烟熏的方法
（一）燃料 P718
烟熏可采用各种燃料如庄稼（稻草、玉米
棒子）木材等，各种材料所产生的成分
有差别，一般来说，硬木、竹类风味较
佳，软木、松叶类风味较次，烟熏一般
采用硬木。
（二）熏烟产生的条件 (P719)
? 较低的燃烧温度和适量的空气的供应时缓慢燃烧的条件，
在正常烟熏条件下，常见的温度范围为 100-400℃,会
产生 200多种成分。烟熏时引入氧气，则在氧气氧化作
用下，熏烟成分会进一步复杂化，如果将空气严格加以
控制，熏烟呈黑色，并含有大量羧酸，这样的熏烟不适
合用于食品。
? 烟熏时，燃烧和氧化同时进行。供氧量增加时，酸和酚
的量增加，供氧量超过完全氧化时需氧的 8倍左右，形
成量达到最高值。如果温度较低，酸的形成量较大，燃
烧温度增加到 400℃ 以上，酸和酚的比值就下降。因此，
400℃ 是分界线，高于或低于时产生的熏烟成分有显著
差别。
? 因此燃烧温度在 340~400℃ 以及氧化温度在 200-
250℃ 间产生的熏烟质量最高。
? 虽然 400℃ 燃烧温度最适宜于形成最高量的酚，
然而它也同时有利于苯并芘及其它环烃的形成。
如将致癌物质形成量降低到最低程度，世纪燃
烧温度以控制在 343℃ 为宜。
? 相对湿度也影响烟熏。
? 烟熏浓度一般可用 40瓦电灯来确定，若离 7米
时可见则熏烟不浓，若离 0.6米不可见则说明熏
烟很浓。
（三）、烟熏装置
? 简单烟熏炉
? 强制通风式烟熏房
? 连续式烟熏房
五、液态烟熏制剂
思考题
? 烟熏保藏的基本原理
? 熏烟的组成及其作用
? 熏烟发生的条件
第四节 半干半湿食品
一、特点
– 部分脱水而可溶性固形物的浓度较高
– 水分活度 0.7-0.85
– 水分活度尚不足以控制酶的活性，也易发生象美拉
德反应一类德化学变化
二、加工注意点
– 降低水分活度
– 加防霉剂
– 巴氏灭菌
第七章 食品德化学保藏
第一节概述
一、化学保藏的概念
1,食品化学保藏就是在食品生产和储运过程中
适用化学制品来提高食品的耐藏性和尽可能
保持原有品质的一种方法，也就是防止食品
变质和延长保质期。
2,化学制品：指成分明确，结构清楚，从化学
工业中生产出来的制品。
? 有一些化学制品，它能抑制微生物生长，
延续食品腐败变质，称为化学防腐剂：
如苯甲酸、山梨酸、丙酸、尼泊金酯、
亚硝酸盐。
? 有一些化学制品它能阻止或延续食品中
成分被氧化的反应，称为抗氧化剂。
? 而利用化学制品来抑制酶的添加剂则不
常用。
3,化学保藏的原理
化学保藏就是在食品中添加化学防腐剂和抗氧
化剂来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生，
从而达到保藏的目的
? 它是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态，
属于暂时性保藏
? 由防腐剂只能延长细菌生长滞后期，因而只有未遭
细菌严重污染的食品，利用化学防腐剂才有效。抗
氧化剂也是如此，在化学反应尚未发生前。
? 并不能改善低质食品的品质，即如果食品腐败变质
和氧化反应已经开始，则决不能利用防腐剂和抗氧
化剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。
4.特点
? 简单、经济
第二节 食品添加剂及其使用问题
一、食品添加剂
1,概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变质，
适应食品加工工艺的需要而加入到食品中的化
学合成物质或天然物质。
2,食品添加剂与食品配料的区别
食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理评
价，用量比较大，一般在 3%以上，如盐、糖、
大豆蛋白、奶油、淀粉、植脂末等。
食品添加剂：需要经过毒理学检验，并有一定的
ADI值
第二节 食品添加剂及其使用问题
一、食品添加剂
1,概念：为改善食品的色、香、味以及防腐变质，适
应食品加工工艺的需要，而加入到食品中的化学合
成物质或天然物质
2,食品添加剂与食品配料的区别
– 食品配料：是公认安全的物质，无需进行毒理学评价，
用量比较大，一般在 3%以上，如上述的盐、糖、大豆蛋
白、奶油、淀粉、植脂末等
– 食品添加剂：需要经过毒理学检验，并由一定的 ADI值，
一般用量较小。
二、食品添加剂的分类及应用状况
第三节 化学防腐剂
用于食品保藏的抗菌剂可以区分为屋脊和
有机的两大类,CO2,SO2,H2O2，苯甲
酸及其钠盐，山梨酸及其钾盐，脂肪酸、
酒精等为常用的抗菌剂。
一、无机类
1,SO2、亚硫酸盐类
– 漂白作用和还原作用
? 减少植物组织中的氧气，抑制褐变反应。
? 抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性变，比如多酚氧化酶的反应。
? 可与有色物质作用而漂白，比如花青素、胡萝卜素等 ——用于苹果、马
铃薯、果脯原料等。
? 用于防止非酶褐变，如藕、土豆片等。
– 抑菌作用、抑制昆虫
? 可以强烈抑制霉菌、好气性细菌，对酵母的作用稍差一些。
? 亚硫酸对微生物的抑制效果与其存在状态有关，亚硫酸分子在防腐上最
有效。
–毒理学评价及可能的危害
? 无致癌和不影响生殖，对某些细菌有致突
变作用，高计量下，哺乳动物细胞中可导
致染色体损害，但在当前的适用剂量下，
对多数人无害。
? 关于其危害，主要对过敏的哮喘者有诱发
的可能
2,过氧化氢
? 因具有氧化还原作用而具有杀菌效果，
特别对厌氧芽孢杆菌杀灭效果好。
? 工厂用于无菌包装容器及塑料容器的消
毒处理
3,卤素（氯）
? 食品工厂设备清洗及加工用水等广泛采用次氯酸
钙（钠）或直接加氯进行消毒。
? 消毒原理 ——次氯酸
– 加氯处理时，水中存在能和氯反应并使它失去杀菌效
力的物质，例如 H2S和有机杂质等，只有这些物质全部
和氯结合，即满足了水本身需氯量而有残余游离氯出
现后，才具有有效的杀菌能力或抑制微生物生长活动
的能力，此时水的加氯处理达到了转折点 ——氯转效
点。
– 各种水因其有机质和干扰物质含量不同，它们的转折
点也不同（ P740）。
– PH较低时，氯的杀菌效力可提高。
4,CO2
? 高浓度的 CO2能阻止微生物的生长，高
压下,C02溶解度比常压下高，因而高压
下，防腐能力也大 ——碳酸饮料的防腐
? CO2也常和冷藏结合在仪器用于水果保
鲜、气调保鲜 ——减缓呼吸作用。
5,亚硝酸盐和硝酸盐
? 两者都有延迟微生物生长的作用，后者
由于靠酶转化或亚硝酸盐而起作用，用
量大一些
? 抑制梭状芽孢杆菌有效
二、有机类
1,苯甲酸及其钠盐，以及衍生物 对羟基苯甲酸酯（尼
泊金酯，甲、乙、丙、丁、庚）
– 这类制品只有在酸性介质中才有效,pH从 7.0降到 3.5，防
腐能力可增加 5-10倍，只有未解离酸才有防腐力，成盐后
基本无效果；
– 苯甲酸对酵母的影响大于霉菌的影响，但对细菌效力极弱；
– 苯甲酸对人体毒害小；
– 衍生物，对羟基苯甲酸酯，对于细菌、霉菌都有非常明显
的作用，其抗菌活性依赖于链长度。一般随链长度增长对
革兰氏阳性菌作用要比阴性菌强。另外，尼泊金酯受 pH影
响较小，可用于中性食品，但由于其溶解度有限，加之不
良的气味和费用较高，使其未能广泛用于食品。
2,山梨酸及其钾盐
? 对霉菌有较强的抑制作用，对厌氧菌无
效,pH值越低，抗菌作用越强，在微生
物数量过高的情况下，发挥不了作用
3,其它酸类
? 丙酸、丙酸钙：有效地抑制引起食品发粘的菌
类，马铃薯杆菌和细菌，而且它抑菌霉菌生长
时，对酵母的生长基本无影响，因此，特别适
用于面包等焙烤食品的防腐。
? 丙酸及其盐时谷物、饲料储藏中最有效的有机
酸类防腐剂，在美国，被认为是安全的食品防
腐剂，广泛用于面包和加工干酪，在我国，广
泛用于糕点、饼干、面包等。
? 另外，脱氢醋酸、双乙酸钠也是有效的。
以上防腐剂适用注意点
? 食品 pH,pH下降，防腐作用上升；
? 抑菌谱不同；
? 不同的防腐剂之间有协同作用；
? 一般比较难溶于水，应先溶解后再添加。
三、生物代谢产物
1,抗菌素
抗菌素的抗菌效能为普通化学防腐剂的
100-1000倍。抗菌作用有选择性，青霉素对 G-，
土霉素对 G+-都有效，头孢菌素都有效。但有
一点要注意，微生物可能会逐渐产生耐药性。
2,乳酸链球菌素（ Nisin）
抗菌谱比较窄，只能杀死革兰氏阳性菌，
特别是孢子，对阴性菌、酵母和霉菌均无作用，
一般 10mg/kg却有效。目前用于干酪等乳制品、
罐头制品、乙醇饮料。
3,纳它链霉素（ Natamycin）
? 对酵母和霉素有效，对细菌无效。
4,植物杀菌素
第四节 抗氧化剂
目前常用的抗氧化剂主要用于防止食物蛤败（油
脂氧化）和褐变。
一、防止食物蛤败的抗氧化剂
? 氧化和水解是导致脂肪蛤败的主要原因。对氧化性蛤
败有影响的因素有空气、光线、热、重金属离子、水
分等。
? 抗氧化剂主要的作用是截获游离基、切断游离基反应，
阻止过氧化物的产生。
? 目前常用的抗氧化剂有 BHA（丁基羟基茴香醚）、
BHT（二丁基羟基对甲酚）,PG（没食子酸甲酯）等，
主要用于脂肪或多脂类食品
? 还有抗坏血酸及其衍生物，异抗坏血酸及微生
物 E等
? 金属离子会促进氧化，因而添加金属离子的螯
合剂有增效作用，比如柠檬酸、磷酸、抗坏血
酸等
? 天然的抗氧化剂，如茶多酚等
二、防止褐变用抗氧化剂
这一类主要是水溶性抗氧化剂
1,抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、植酸
– 果蔬的酶促褐变主要是一些酚类倍氧化成醌类，在
酶的作用下，偶联成聚合体，出现褐色素
– 着类抗氧化剂主要是自己和氧气作用，消耗掉氧气，
不阻止组织中酚类受到氧化
使用注意点
? 防止金属离子 ——采用螯合剂；
? 充氮等措施，减少于氧气的接触；
? 避光避热；
? 协同作用。
第八章 保藏技术进展
? 保藏技术发展到今天，手法很多，大致
分成两类：加热和非加热
? 非加热技术有很多，包括化学法、发酵
法、离心分离法去除微生物，膜处理去
除微生物、辐射、臭氧灭菌等
? 新技术包括高压脉冲电场、高静压、振
荡磁场、强超声波等。
高压保藏技术
食品的高压处理就是将食品放入压力传递介质 ( 通常是水 )
中，通常在 1 0 0 - 6 0 0 M p a 的压力下保持一段时间以达到加工
保藏的目的。高压加工有别于传统的加热过程，热处理是
由于加热后分子剧烈运动，破坏结合力较弱的键，从而引
起蛋白质等高分子物质的变性，在此过程中，也同时对共
价键发生破坏，使色素、纤维素、香气等低分子物质发生
变化，从而达到加工保藏的目的。但高压却是引发氢键之
类的弱结合键变化，不破坏分子的基本结构，所以高压处
理虽然能有效的杀灭微生物，使酶失活，却能使食品保持
原有的色、香、味，形成高质量的产品。因此，高压加工
技术具有很多热加工无法比拟的优点 。
高压在食品的领域主要的研究方向
(1) 对微生物的影响；
(2) 对生物大分子的影响, 比如使蛋白质变性,
使酶失活或激活, 形成凝胶, 对大分子降解的
影响及对抽提操作的影响等；
(3) 高压对食品质量的影响 (特别是对风味和色
泽的影响 )；
(4)对产品功能性质的影响, 比如密度的变化,
冷冻和解冻温度及质构变化等 。
? 高压技术是一个非常有前景的非热食品
保藏方法，高压不仅可用于保藏食品，
而且可以提高食品的流变性质和功能性
质。高压技术一个重要的方面是可以灭
酶，但不影响食品的营养价值和风味。
高压加工制品可以保持新鲜风味何质构。
高压技术的实施费用较高，这也抑制了
高压技术的商业化发展
栅栏技术
? 大部分食品保藏技术都是基于延缓或阻碍微生物生
长的原理，通过控制一些能影响微生物生长和生命
活动的因素如温度、水分活度、氧化还原势,pH、
营养物质,O2以及化学防腐剂等来达到保藏目的。
如将上述这些阻碍微生物生长的因素联合起来应用，
达到同样保藏效果将比单一控制其中某一因素的条
件温和得多。
? 栅栏技术就是指联合控制多种阻碍微生物生长的因
素以达到保藏效果。栅栏的概念就是指温度、水分
活度,pH等等的复合作用。
