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
aw = ——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
FoodMoisture content (%)Water activity
Ice10 1.00
Ic 10 0.91
Ic 10 0.82
Ice10 0.62
Fresh meat7 0.985
Bread4 0.96
Marmalade350.86
Wheat flour14,0.72
Raisin270.60
Macaron 100.45
Boiled sweets3,0.30
Biscuuit 5,0.20
Dried milk3.50.11
Potato crisp 1,0.08
(2）测量
利用定义
利用平衡相对湿度的概念
aW×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
80
80
0.370
0.510
蒸发不带风味回收的三效浓缩带风味回收的三效浓缩
400.090-0.386冷冻浓缩
300.028反渗透
280.001超滤可能的最大浓缩浓度（%）
蒸汽当量（去除每公斤水分消耗的能量折算）
浓缩方法一、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
0.30.43
0.40.32
0.61.11
带二次蒸汽压缩不带二次蒸汽压缩效数蒸汽消耗（Kg/Kg蒸发水）
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
<25<10<10<10<10UHT杀菌乳
252530<1010甜炼乳
6025804020蒸发浓缩牛乳
VC叶酸VB12VB6硫胺素损失（%）
产品
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+ΔW绝，
那么物体内的水分梯度grad W绝 则为：
grad W绝= lim（ΔW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+ΔW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。
导湿系数
K（
m2
/h）
物料水分W绝（kg/kg绝干物质）
A
C
DE
ⅠⅡⅢ
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。
导湿系数
（
K×
10
2 ） K×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×℃）
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(commercialsterilzation) ——
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
5.95.15.4菠菜4.64.64.3番茄
5.65.45.5马铃薯3.53.43.5菠萝汁
6.55.96.2青豆4.33.53.9酸渍黄瓜
5.95.85.8蘑菇4.03.53.7橙汁
6.05.05.6黄豆猪肉3.72.93.2葡萄汁
5.75.25.4青刀豆3.83.33.5红酸樱桃
5.65.45.5芦笋（绿）4.23.23.6杏
4.44.14.3番茄汁3.73.23.4苹果最高最低平均最高最低平均
pH值罐头食品pH值罐头食品表3-2 罐头食品按照酸度的分类酵母、霉菌、酶菠萝、杏、葡萄、柠檬、
果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁、酸渍食品等
3.7以下高酸性沸水或
100℃以下介质中杀菌非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌荔枝、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
3.7~4.6酸性蔬菜肉类混合制品、汤类、
面条、沙司制品、无花果
4.6~5.0中酸性高温杀菌
105~121℃
嗜热菌、
嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌虾、蟹、贝类、禽、牛肉、
猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、
青豆、青刀豆、笋
5.0以上低酸性热力杀菌要求常见腐败菌食品种类pH值酸度级别
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
杀菌温度℃
杀菌时间
(分钟
)
pH3.5 pH4.5 pH5-7
98.9121.1110
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
杀菌温度℃
杀菌时间
(分钟
)
无糖 10%蔗糖
→
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
0204060
热处理时间(分钟)
活菌残存数
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
7125196110
113519120600105
3130701151200100
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）
温度
℃
（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
54.20090
750080
95.80070
2500个平酸菌/10
克糖
60个平酸菌/10
克食糖无糖玉米菌数平盖酸坏的百分率121℃时的杀菌时间
（分钟）
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
012345
加热时间（分）
每毫升芽孢数图3-4 热力致死速率曲线
D
D DDDD
（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
10-48D
10-37D
10-26D
10-15D
1004D
1013D
1022D
1031D
1040D
单位容积残存活菌数单位时间为D时的加热时间（分钟）
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1×104，热处理3分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。
3
D= = 1.00
log1.0×104–log1.0×10
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
95100105110115120125
杀菌温度(℃)
杀菌加热时间
(分钟
)
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
95100105110115120125
加热温度(℃)
D值
(分钟
)
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。
nD121-T F
Log —— = ———— 或D = —×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
21维生素B6
16-26维生素C蒸汽热烫
32-37烟酸
16-34维生素B1
30-50维生素B2
16-58维生素C水烫法损失%营养素方法
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
—×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降低加热时间86-91%快速单体热烫蒸汽再利用31%采用Venturi阀重新利用蒸汽降低蒸汽损失27%食品进出热烫设备时采用旋转阀为了冷却逃逸的蒸汽
19%在设备进出口分别采用水喷淋目的有效性设备
（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）
96年95年国家
2.5300240240中国
32.0232.02台湾
17.1215202.4202.4日本
26.6957934934欧共体
6016501512.31512.3美国人均（公斤）消费量人均（公斤）消费量表4-2冷冻食品消费种类分布(万吨)
21511786210日本
957255.8405182.9113.3欧共体
1650490751299110美国合计调理食品果蔬类畜禽类水产类
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,thoff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b-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a-淀粉。
食品中的淀粉中以a-淀粉的形式存在。
但是在接近0℃的低温范围中，糊化了的a-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b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
×长度）
数量数秒 细胞内针状 1~5×5~10μ 无数 I≥W
1.5分 细胞内杆状 0~20×20~50
0μ
多数 I>W
40分 细胞内柱状 50~100×100
0μ以上少数 I<W
90分 细胞内块粒状
50~200×200
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）×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
3-43
6-20
11-8
肉汁损耗量（原重中所占的百分率）
冻结温度（℃）
（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
3-19
8-3~-9
12~17-1~-5
肉汁损耗量（原重中所占的百分率）
冻藏温度（℃）
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
8.85.9屠宰72小时后冻结
9.85.6屠宰24小时后冻结
Kg/cm2压力下肉馅的汁液流失（在原重所占百分率）
肉的水提取液的pH
试样性质
（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
6.28.014.024.934.5鲭鱼汁液流失（压出汁液占原重的百分比）
515253545解冻温度（℃）
表 解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间
6~8周-7
2~3周0
5~7天4
20小时21~27
腐败变质前允许解冻时间解冻温度（℃）
表解冻对136kg全蛋冻制品内微生物的影响几乎没有15（分钟）微波加热解冻
40915.6℃搅拌水解冻
3001221.1℃流水解冻
2501516.6℃流水解冻
225637.2℃空气解冻
7503621.1℃空气解冻
10002326.7℃空气解冻解冻时微生物增量
（%）
解冻需要时间
（小时）
解冻方法
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
4×10-10 ev4×10-5 4×10-3 4 4×102 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 BqCi
辐射量 库仑/千克伦琴吸收剂量 Gy J/kgrad
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 D10
（KGy）
加热D121℃
肉毒杆菌A型 磷酸缓冲液 2.41 6-12秒罐装鸡肉 3.11
罐装咸肉 1.89
嗜热脂肪芽孢杆菌 缓冲液 1.0 40-50分钟大肠杆菌 肉汤 0.2
金黄色葡萄球菌 干燥状态 0.65
肉汤 0.10
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= 1.17Mev，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’thoff定律，溶液的渗透压和理想气体的性质是完全相似的。
Van’thoff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 8.29×10-3 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=7.4×10-12（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
MMbMb 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100-600Mpa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。
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
aw = ——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
FoodMoisture content (%)Water activity
Ice10 1.00
Ic 10 0.91
Ic 10 0.82
Ice10 0.62
Fresh meat7 0.985
Bread4 0.96
Marmalade350.86
Wheat flour14,0.72
Raisin270.60
Macaron 100.45
Boiled sweets3,0.30
Biscuuit 5,0.20
Dried milk3.50.11
Potato crisp 1,0.08
(2）测量
利用定义
利用平衡相对湿度的概念
aW×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
80
80
0.370
0.510
蒸发不带风味回收的三效浓缩带风味回收的三效浓缩
400.090-0.386冷冻浓缩
300.028反渗透
280.001超滤可能的最大浓缩浓度（%）
蒸汽当量（去除每公斤水分消耗的能量折算）
浓缩方法一、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
0.30.43
0.40.32
0.61.11
带二次蒸汽压缩不带二次蒸汽压缩效数蒸汽消耗（Kg/Kg蒸发水）
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
<25<10<10<10<10UHT杀菌乳
252530<1010甜炼乳
6025804020蒸发浓缩牛乳
VC叶酸VB12VB6硫胺素损失（%）
产品
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+ΔW绝，
那么物体内的水分梯度grad W绝 则为：
grad W绝= lim（ΔW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+ΔW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。
导湿系数
K（
m2
/h）
物料水分W绝（kg/kg绝干物质）
A
C
DE
ⅠⅡⅢ
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。
导湿系数
（
K×
10
2 ） K×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×℃）
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(commercialsterilzation) ——
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
5.95.15.4菠菜4.64.64.3番茄
5.65.45.5马铃薯3.53.43.5菠萝汁
6.55.96.2青豆4.33.53.9酸渍黄瓜
5.95.85.8蘑菇4.03.53.7橙汁
6.05.05.6黄豆猪肉3.72.93.2葡萄汁
5.75.25.4青刀豆3.83.33.5红酸樱桃
5.65.45.5芦笋（绿）4.23.23.6杏
4.44.14.3番茄汁3.73.23.4苹果最高最低平均最高最低平均
pH值罐头食品pH值罐头食品表3-2 罐头食品按照酸度的分类酵母、霉菌、酶菠萝、杏、葡萄、柠檬、
果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁、酸渍食品等
3.7以下高酸性沸水或
100℃以下介质中杀菌非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌荔枝、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
3.7~4.6酸性蔬菜肉类混合制品、汤类、
面条、沙司制品、无花果
4.6~5.0中酸性高温杀菌
105~121℃
嗜热菌、
嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌虾、蟹、贝类、禽、牛肉、
猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、
青豆、青刀豆、笋
5.0以上低酸性热力杀菌要求常见腐败菌食品种类pH值酸度级别
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
杀菌温度℃
杀菌时间
(分钟
)
pH3.5 pH4.5 pH5-7
98.9121.1110
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
杀菌温度℃
杀菌时间
(分钟
)
无糖 10%蔗糖
→
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
0204060
热处理时间(分钟)
活菌残存数
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
7125196110
113519120600105
3130701151200100
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）
温度
℃
（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
54.20090
750080
95.80070
2500个平酸菌/10
克糖
60个平酸菌/10
克食糖无糖玉米菌数平盖酸坏的百分率121℃时的杀菌时间
（分钟）
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
012345
加热时间（分）
每毫升芽孢数图3-4 热力致死速率曲线
D
D DDDD
（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
10-48D
10-37D
10-26D
10-15D
1004D
1013D
1022D
1031D
1040D
单位容积残存活菌数单位时间为D时的加热时间（分钟）
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1×104，热处理3分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。
3
D= = 1.00
log1.0×104–log1.0×10
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
95100105110115120125
杀菌温度(℃)
杀菌加热时间
(分钟
)
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
95100105110115120125
加热温度(℃)
D值
(分钟
)
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。
nD121-T F
Log —— = ———— 或D = —×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
21维生素B6
16-26维生素C蒸汽热烫
32-37烟酸
16-34维生素B1
30-50维生素B2
16-58维生素C水烫法损失%营养素方法
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
—×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降低加热时间86-91%快速单体热烫蒸汽再利用31%采用Venturi阀重新利用蒸汽降低蒸汽损失27%食品进出热烫设备时采用旋转阀为了冷却逃逸的蒸汽
19%在设备进出口分别采用水喷淋目的有效性设备
（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）
96年95年国家
2.5300240240中国
32.0232.02台湾
17.1215202.4202.4日本
26.6957934934欧共体
6016501512.31512.3美国人均（公斤）消费量人均（公斤）消费量表4-2冷冻食品消费种类分布(万吨)
21511786210日本
957255.8405182.9113.3欧共体
1650490751299110美国合计调理食品果蔬类畜禽类水产类
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,thoff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b-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a-淀粉。
食品中的淀粉中以a-淀粉的形式存在。
但是在接近0℃的低温范围中，糊化了的a-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b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
×长度）
数量数秒 细胞内针状 1~5×5~10μ 无数 I≥W
1.5分 细胞内杆状 0~20×20~50
0μ
多数 I>W
40分 细胞内柱状 50~100×100
0μ以上少数 I<W
90分 细胞内块粒状
50~200×200
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）×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
3-43
6-20
11-8
肉汁损耗量（原重中所占的百分率）
冻结温度（℃）
（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
3-19
8-3~-9
12~17-1~-5
肉汁损耗量（原重中所占的百分率）
冻藏温度（℃）
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
8.85.9屠宰72小时后冻结
9.85.6屠宰24小时后冻结
Kg/cm2压力下肉馅的汁液流失（在原重所占百分率）
肉的水提取液的pH
试样性质
（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
6.28.014.024.934.5鲭鱼汁液流失（压出汁液占原重的百分比）
515253545解冻温度（℃）
表 解冻温度和食品出现腐败变质前允许的解冻时间
6~8周-7
2~3周0
5~7天4
20小时21~27
腐败变质前允许解冻时间解冻温度（℃）
表解冻对136kg全蛋冻制品内微生物的影响几乎没有15（分钟）微波加热解冻
40915.6℃搅拌水解冻
3001221.1℃流水解冻
2501516.6℃流水解冻
225637.2℃空气解冻
7503621.1℃空气解冻
10002326.7℃空气解冻解冻时微生物增量
（%）
解冻需要时间
（小时）
解冻方法
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
4×10-10 ev4×10-5 4×10-3 4 4×102 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 BqCi
辐射量 库仑/千克伦琴吸收剂量 Gy J/kgrad
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 D10
（KGy）
加热D121℃
肉毒杆菌A型 磷酸缓冲液 2.41 6-12秒罐装鸡肉 3.11
罐装咸肉 1.89
嗜热脂肪芽孢杆菌 缓冲液 1.0 40-50分钟大肠杆菌 肉汤 0.2
金黄色葡萄球菌 干燥状态 0.65
肉汤 0.10
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= 1.17Mev，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’thoff定律，溶液的渗透压和理想气体的性质是完全相似的。
Van’thoff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 8.29×10-3 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=7.4×10-12（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
MMbMb 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100-600Mpa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。
