食品加工保藏技术课件.ppt

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1、Introduction to Food Preservation technology食品加工保藏技术简介,2.1 食品热加工保藏技术基础2.2 食品非热加工保藏技术基础,2.1 食品热加工保藏技术基础,教学重点：1）热干燥；2）热力杀菌与商业杀菌；3）液体浓缩；4）电磁波加热。教学难点：1）商业杀菌概念与商业无菌判别；2）冷藏冷冻理论。,2.1.1 食品保藏热加工技术简介一、食品保藏热加工技术的概念 在食品保藏加工过程中，食品原料通过热处理的技术或手段使食品原料更有利于食品长期储存或有利于食品后续加工程序并有效保存食品营养的科学方法。二、热加工技术在食品保藏的应用（1）食品干藏过程中的热干

2、燥技术（2）食品杀菌（3）食品原料的预处理热烫（4）果汁加热浓缩（5）热加工技术种类,2.1.2 食品干藏过程中的热干燥技术,一.食品热加工的历史二.热加工的特点和好处（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。三.热加工技术的进展,四.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2、干制对微生物的影响 3、水分活度与酶反应和化学反应的关系,1.水分活度 aw=f/f0f-食品中水的逸度;f0-纯水的逸度我们把食品中水的逸度和纯水的逸度

3、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,五.干燥原理 1、食品水分的吸收和解吸,2、干燥过程的特性 1)干燥过程物料水分的变化(右图)2)食品干燥过程的特性 干燥曲线-是干燥中物料平均湿度W脱和干燥时间()的关系曲线，即 W脱=f()。干燥速率曲线-是干

4、燥过程单位时间内物料湿度变化(dW脱/d)与该时间物料湿度W脱的关系曲线，即 dW脱/d=f(W脱)。在干燥速率曲线上各点切线所得的斜率即为该点物料湿度下相应的干燥速率。食品温度曲线-是干燥中食品温度(t食)和干燥时间()的关系曲线。,温度梯度 表面水分扩散到空气中 T T-T 内部水分转移到表面 M-M M 水分梯度 Food H2O,3、干制机理（内部水分的扩散过程）,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n的另一等湿面上的湿含量为W绝+W绝，那么物体内的水分梯度gradW绝 则为：grad W绝=lim（W绝/n）=W绝/n n0 W绝 物体

5、内的湿含量，即每千克干物质内的水 分含量（千克）n 物料内等湿面间的垂直距离（米）,n,grad W绝,I,湿度梯度影响下水分的流向图,W绝+W绝,W绝,导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得：i水=-K0（W绝/n）=-K0 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）0 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）水分转移方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负号。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

6、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,D,E,物料水分和导湿系数间的关系图 吸附水分 毛细管水分 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

7、湿系数（K102）,K102=(T/290)14,温度（）,硅酸盐类物质温度和导湿系数的关系图,4、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+T,T/n,i,内,表面,温度梯度下水分的流向图,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=-K0

8、（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）0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米2）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=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（1/）,O,A,B,物料水分W（%）,5、影响湿热传递的主要因素 1）食品物料的组成与结构(1)食品成分在物料中的位置 肉类肌肉纤维层干燥时，将肉层与热源相对平行，避免水分透过脂肪层，就可获得较快的干燥速率；油包

9、水乳浊液的脱水速率慢于水包油型乳浊液。(2)溶质浓度及类型 溶质(尤其是高糖分或低分子量溶质)的存在，会提高溶液沸点，影响水分气化。因此溶质浓度愈高，干燥速率下降。(3)结合水的状态 结合力吸附在食品物料固形物中的水分相对较难去除，最难去除的是由化学键形成水化物形式的水分，如葡萄糖单水化物或无机盐水合物。,(4)细胞结构 具有细胞结构的活性组织，细胞内及细胞间维持着一定的水分。当动、植物死亡，其细胞膜对水分的可透性加强。尤其受热(如漂烫或烹调)时，细胞蛋白质发生变性，失去对水分的保护作用。因此，经热处理的果蔬与肉、鱼类的干燥速率要比其新鲜状态快得多。2）物料的表面积 物料表面积愈大，干燥效率愈

10、高。,3）空气的湿度脱水干制时，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（达到平衡湿度，物料既不吸湿也不解湿(脱水)）。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。4）空气温度 传热介质和物料内的温差愈大，热量向食品传递的速率也愈大，物料水分外逸速率因而增加。温度与空气湿度密切相关，空气温度愈高，它在饱和前所能容纳的蒸汽量愈多，其携湿能力增加，有利于干燥

11、进行。,5）空气流速 空气流速愈快，食品干燥也愈迅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。6）大气压力或真空度 干燥温度不变，气压降低，则沸腾愈益加速。在真空室内加热、干燥，就可在较低的温度下进行。7）物料干燥温度 不管空气温度多高，只要有水分蒸发，物料的温度实际上不会高于空气的湿球温度。随着物料水分降低，蒸发速率减慢时，颗粒温度随之升高。脱水食品并非无菌。,操作条件对于干燥的影响,六、食品在干燥过程发生的变化,1、物理变化干缩和干

12、裂 高温快速干燥：物料具有轻度内凹的干硬表面、较多的内裂纹和气孔，密度低(即质地疏松)，干制品容易吸水，复原迅速，与物料原状相似，但它的包装材料和贮运费用较大，内部多孔易于氧化，贮期较短。缓慢干制：有深度内凹的表面层和较高的密度高密度，干制品复水缓慢，但包装材料和贮运费用较为节省。表面硬化 含高浓度糖分和可溶性物质的食品最易出现。干制初期表面有含糖的粘质渗出物，将正在收缩的微孔、裂缝封闭。在微孔收缩和被溶质堵塞双重作用下表面硬化。减少表面硬化：降低表面温度使之缓慢干燥，或适当“回软”后再干燥。,六、食品在干燥过程发生的变化,多孔性形成 快速干燥、添加发泡剂并经搅打发泡、真空干燥或干燥前经预处理

13、均容易制成多孔性的制品。多孔性食品能迅速复水或溶解，提高食用方便性，但也带来保藏性问题。热塑性出现 糖分及果肉成分高的果蔬汁等食品，温度高时软化(热塑性粘质)甚至有流动性，而冷却时变硬(玻璃体,脆化)。,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：叶绿素、类胡萝卜素、花青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除加热会带来一些异味、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,脱水干燥对食品营养成分的影响,每单位重量干制食品中蛋白质、脂肪和碳水化合物 的含量大于新鲜食

14、品高温长时间的脱水干燥导致糖分损耗高温加热碳水化合物含量较高的食品极易焦化；缓慢晒干过程中初期的呼吸作用也会导致糖分分解;还原糖还会和氨基酸反应而产生褐变。高温脱水时脂肪氧化就比低温时严重得多干燥过程会造成维生素损失:水溶性维生素(VC和胡萝卜素等)易氧化，VB2对光极敏感。VB1对热敏感。迅速干燥比缓慢干燥对维生素破坏少。升华和真空干燥，VC和其他营养素破坏较少。,脱水干燥对食品颜色的影响,新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳。干燥会改变其物理和化学性质，使食品反射、散射、吸收和传递可见光的能力发生变化，从而改变了食品的色泽。如：（1）湿热条件下叶绿素将失去一部分镁原子而转化成脱镁叶绿素，呈橄榄绿，

15、不再呈草绿色。（2）类胡萝卜素、花青素也会因干燥处理有所破坏。T越高，t越长，色素变化(破坏)越多。（3）硫处理会促使花青素褪色，应加以重视。酶或非酶褐变反应是促使干燥品褐变的原因。为此干燥前需进行酶钝化处理(硫处理或巴氏杀菌)以防止变色。非酶褐变：糖分焦糖化和美拉德反应调节水分，低温贮藏。,干燥时食品风味的变化,食品失去挥发性风味成分：引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去除加热会带来一些异味、煮熟味牛乳失去极微量的低级脂肪酸，特别是硫化甲基，虽然它的含量实际上仅亿分之一，但其制品却已失去鲜乳风味。一般处理牛乳时所用的温度即使不高，蛋白质仍然会分解并有挥发硫放出。防止风味损失方法:从

16、干燥设备中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便尽可能保存它的原有风味。其它来源的香精或风味制剂补充到干制品中，或干燥前在液态食品中添加树胶和其它包埋物质将风味物微胶囊化。低温干燥,2.1.3 食品加热的干制方法,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：空气对流干燥设备、真空干燥设备、滚筒干燥设备、微波干燥设备,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

17、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,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

18、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;,（1）逆流式隧道干燥设备,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%

19、,（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

20、燥,特点 操作连续化、自动化、生产能力大,4.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）,5.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1015%降到36%优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。,6.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。,7.喷雾干

21、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100-300m，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10-500m。,8、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

22、%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,9、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,思考题,1、干燥会导致食品物性和风味哪些变化？2、简述食物干燥方法种类？3、合理选用干燥条件的原则？,2.1.4 食品热杀菌,一、概念1、热杀菌技术-将食品加热至可使蛋白质变性的温度(60)，从而促使食品中的微生物体中酶系蛋白变性导致微生物死亡的方法。热介质或热源:常用热水、

23、高温高压水蒸汽、高温油、热空气、红外线、微波等。现代食品的热杀菌工艺由法国人Appert发明,已有200年历史，经过各国长期的生产实践,拥有成熟的基础理论和装备。热杀菌工艺是现代所有食品生产的基础。在食品生产中最常用、应用范围最广。目前90%以上的食品采用热杀菌。,2、非热杀菌新技术 对食品采用相关杀菌处理，杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低的方法。包括物理和化学两类技术。非热物理杀菌：采用电磁波、压力、光照等物理手段进行食 品杀菌。特点：作用强烈、效果明显；保持 食品自然风味、营养成份和质构。设备昂 贵、应用面相对较小。化学杀菌：采用臭氧、二氧化碳、防腐剂、二氧化氯等化学 试剂杀灭食品中微

24、生物的方法。特点：易于操 作、效果较好。可能引起食品新的化学污染。,3.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。4.商业杀菌法(commercial sterilzation)將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。,5.巴氏杀菌法(Pasteurization)在100

25、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。6.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。,二、食品热杀菌方法分类1、从传热介质分为干热杀菌和湿热杀菌干热杀菌介质为热空气湿热杀菌介质为水或其他液体如食用油等2、从热源分为 电、火焰、微波三种类型电加热主要通过电能使发热器件发射红外或远红外；火焰主要通过加热空气产生的热空气粒子流传热；微波主要通过食品吸收电磁波电磁振荡引起分子运动产生热能。,三、食品湿热杀菌的分类1、巴氏杀菌 巴

26、氏杀菌(Pasteurization)即低温保持式杀菌法。亦称低温长时间杀菌法。是利用低于100摄氏度的热力杀灭微生物的消毒方法。由德国微生物学家巴斯德于1863年发明，至今国内外仍广泛应用于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。新鲜原奶中的生物活性物质十分怕热，如果用摄氏100度的消毒方法，则原奶中的生物活性物质将被破坏，而且原奶中的维生素、蛋白质等也有损失。,2、高温短时杀菌HTST高温短时杀菌（85-95/15-30s）3、超高温瞬时杀菌UHT（135-150、2-5s）UHT加热之后虽然菌已几乎都死，但原料乳在低温贮乳时低温菌所产生的蛋白酶及解脂酶，其耐热性很高。130-150，UHT加热其

27、D值可达1.5分钟以上，故UHT灭菌，其酶活性也不失活。例如UHT灭菌（149，4 秒）对假单胞菌（Pseudomonas)的蛋白酶不过有10%失活，这种乳在保存中产生苦味，凝胶化及沉淀等现象。耐热性解脂酶会使乳在保存中产生脂肪分解臭味。,1、食品热力杀菌方式 预装食品的杀菌：无菌包装食品的杀菌：,四、食品热力杀菌方法与生产应用,罐藏食品瓶装食品蒸煮袋食品,利乐砖奶、饮料康美盒果汁饮料,杀菌锅杀菌水浴锅杀菌喷淋隧道杀菌火焰杀菌,UHT杀菌管式杀菌板式杀菌,2、食品热力杀菌方法高温杀菌(Apperization)（100）常温杀菌(Pasteurization)（60100）,高压高温杀菌(水蒸

28、汽杀菌)常压高温杀菌(火焰杀菌),常压常温杀菌高压常温杀菌HTST杀菌(7090,560S)UHT(138,28S),3、食品热力杀菌形式与装备1）.罐头食品的间歇式-静止式杀菌 生产效率和杀菌效率最低-小企业普遍采用,3、食品热力杀菌形式与装备2）罐头食品的间歇静止式-无篮连续自动杀菌系统,生产效率高，适合大型企业。,3、食品热力杀菌形式与装备3）罐头食品的间歇式-回转式杀菌 杀菌效率是间歇静止式的20倍。适合中小企业,3、食品热力杀菌形式与装备4）.罐头食品的连续式-回转式杀菌系统 高生产效率、高杀菌效率,3、食品热力杀菌形式与装备5）罐头食品的连续式-高静水压杀菌系统 高生产效率、高杀菌

29、效率,3、食品热力杀菌形式与装备6）无菌处理系统（无菌包装系统）,3、食品热力杀菌形式与装备7）无菌加工/无菌包装设备,3、食品热力杀菌形式与装备8）无菌处理-杀菌设备,五、热力杀菌微生物控制理论与商业无菌,一)食品酸度、水份活度Aw与微生物热力致死的关系1.食品介质pH=4.6是危害性微生物耐热性和芽孢萌发的分界点 pH4.6的食品中的非芽孢菌（即普通腐败菌，如酵母、霉菌、非芽孢细菌）易于在常温（60100）条件下短时间内可杀灭；食品pH4.6时，残留的危害性致病菌（肉毒梭状芽孢杆菌）、嗜温菌和嗜热菌等生孢菌芽孢必须采用高温（110121）条件才能杀灭。如果pH4.6的食品中残留存在肉毒梭状

30、芽孢杆菌的芽孢，它们将处于被抑制状态，不能萌发生长，不会危害人体健康（1970s美国发生过几次肉类制品肉毒梭状芽孢杆菌毒中毒事件）。2.食品水份活度Aw=0.85是微生物适宜生长或芽孢耐热性的近似分界点 对于营养细胞：食品中水份活度Aw0.85时，残留的微生物耐热性增强，尤其当食品pH同时4.6时，更需考虑高温杀菌；对于芽孢：当食品的水份活度Aw0.85时，食品中芽孢耐热性反而增强，对于可能污染芽孢菌的食品，一般不论食品的pH值是高于还是低于4.6，通常采用高温条件才能达到理想的杀菌效果。,二)食品酸度与杀菌方法选择1.低酸食品(pH4.6、Aw0.85)采用高温杀菌（110121.1）。主要

31、对象菌：,1）嗜热生孢菌（适宜生长温度4055）：常见于蔬菜、猪肉类罐头。嗜热脂肪芽孢杆菌：平盖酸败；D121.1=450min;嗜热解糖梭状芽孢杆菌：高温缺氧发酵;D121.1=3040min;致黑梭状芽孢杆菌：致黑硫臭腐败;D121.1=2030min;2）嗜温生孢厌氧菌（适宜生长温度3550）：常见于蔬菜、肉类和水产 罐头。生芽孢梭状杆菌:缺氧腐败;D121.1=1.5min;肉毒杆菌A和B型:缺氧腐败/产神经毒素;D121.1=0.2min 在低酸性食品中肉毒杆菌A和B型危害最大，在食品中出现的几率较高，常作为低酸性食品的最主要杀灭对象菌。常取12D121.1作为标准安全杀菌时间。,2

32、.酸性食品(pH4.6)一般采用常温杀菌(65100）中酸性食品(3.7 pH4.6)高酸性食品(2.5 pH3.6),a.天然酸性食品:常见腐败菌为耐酸非芽孢菌（酵母、霉菌、乳酸菌等）多数在65100 常温可杀灭。D65902min b.酸化食品(加酸、发酵，平衡pH4.6)可能需高温杀菌。当酸化不当或食品并不是所有成分pH4.6 时，可能存在：耐酸嗜热菌（主要对象菌如凝结芽孢杆菌，常见于番茄汁罐头引起平盖酸败）。D121.1=0.07min。,常见腐败菌为耐酸性非芽孢菌（酵母菌、霉菌、乳酸菌等，适宜生长温度30左右）：只需巴氏杀菌，6585。D65902min,三)生产中食品杀菌的真实效果

33、,四)商业无菌,1.概念食品商业无菌-一种等级极高的食品安全状态。罐装密封的食品中不存在腐败菌或致病菌的营养细胞以及致病菌芽孢;也不存在在常温(1038)下能萌发的生孢腐败菌芽孢。,根据美国FSIS（食品安全监察局）、FDA（食品药品管理局）对食品商业无菌质量监控要求，食品商业无菌并不要求达到绝对无菌状态，但安全等级极高：,对于酸性食品：平板计数培养基检测为无菌（无营养细胞增殖现象）;食品中不得残留致病菌芽孢;且耐热生孢杆菌的芽孢的几率要低于10-6个/罐（酸性条件下这些孢子不会萌发）。对于低酸性食品：平板计数培养基检测为无菌（无营养细胞增殖现象）;食品中不得残留致病菌芽孢;且耐热生孢杆菌的芽

34、孢的几率要低于10-9个/罐。我国食品标准的商业无菌要求参照FSIS和FDA要求。,2.食品商业无菌重点监控的芽孢菌,1)致病性芽孢菌(食品中不能含有营养细胞和芽孢)肉毒梭状杆菌Clostriium botulimon A、B、E、F型产神经毒素，我国主 要为A型。产气荚膜梭菌Clostriium perfringens 产毒素 腊状芽孢杆菌Bacillus cereus 产肠毒素 巴氏梭菌Clostriium barati 产肉毒素2）腐败性芽孢菌(食品中不能含有营养细胞;可能存在概率极低(酸性食品 10-6;低酸性食品10-9)的芽孢)嗜热杆菌:嗜热脂肪芽孢杆菌:pH5.0,生长温度227

35、7,致酸平盖败;凝结芽孢杆菌:pH4.0,生长温度1860,致平盖酸败;嗜热解糖梭状芽孢杆菌:pH4.5,生长温度4371,产酸产气;致黑梭状芽孢杆菌:pH4.5,生长温度3570,产酸,产H2S,平盖酸败或轻胖;嗜温杆菌:酪酸梭状芽孢杆菌:pH4.0,生长温度3045,产酸,产气;多粘芽孢杆菌:pH5.7-6.8,生长温度30-40,产酸、产气、产乙醇，导致胀罐；,四)商业无菌,四)商业无菌,3.要求达到商业无菌的食品范围 根据国际食品法曲委员会CAC/RCP 23-1979,Rev.2-1993 低酸和酸化低酸罐头食品推荐卫生操作规程、CAC/RCP 40-1993 无菌加工和包装低酸食品

36、卫生操作规程 等标准要求：(1)罐藏食品-常温(1038)条件下贮藏，具有所规定的商业无菌要求的安全货架期.包括采用铁罐、玻璃罐、蒸煮袋包装形式密封的低酸性食品（pH4.6）、酸化低酸食品（pH4.6）。不包括以上包装形式包装的需冷藏的食品。,（2）无菌加工和无菌灌装的食品-内容物属于低酸和酸化低酸的食品；但不包括执行巴氏杀菌工艺的乳品和酸性食品。但无菌加工和无菌灌装的食品其包装物、生产容器和管道必须要达到商业无菌的要求。我国GB 5408.2-1999 灭菌乳曾经要求执行商业无菌的要求，但由于对产品品质损害太大，GB19646-2005巴氏杀菌、灭菌乳卫生标准改为执行限量含菌（菌落总数10c

37、fu/g；大肠菌群3 MPN/100g;不得检出致病菌）,四)商业无菌,3.要求达到商业无菌的食品范围,2.1.5 食品原料的预处理热烫,一、热烫的主要作用1、烫漂灭酶、护色烫漂灭酶主要依靠高温使酶变性失活，同时要辅以抗褐变剂处理，如，焦亚硫酸钠、维生素c、柠檬酸等等。烫漂灭酶缺点是使果蔬的部分组织液流出，并使热敏性成分损失。,2、杀菌热烫过程的杀菌并不是食品杀菌的终端程序，而是食品加工过程的预处理程序的一部分，它能有效降低食品原料在后期杀菌的原始菌数，从而提高后期杀菌的效果。3、软化组织在热烫过程中，通过高温可使果蔬组织软化，改变果蔬组织的流变特性，有利于果蔬的后续加工程序，可提高出汁率，并

38、增强果汁或果块风味。,4、果蔬去皮果蔬去皮分为碱液热烫去皮和酸液热烫去皮。同时，还有空气干热去皮、红外去皮以及火焰去皮。碱液热烫去皮和酸液热烫去皮通过p值调节使果肉与果皮分离，如，橘瓣膜与囊衣的分离。空气干热去皮、红外去皮主要是通过热胀冷缩去皮。如，大豆加工。火焰去皮主要通过烧灼比较薄的表皮，如马铃薯。5、预热在果蔬热烫过程中，也果蔬加工的为后续加工程序提供预热，为后续加工升温作准备。,思考题,1、食品热烫的主要作用？2、简介热力杀菌方法的分类。3、食品pH分类与杀菌方法有什么内在联系？4、简述商业无菌概念。目前国标要求达到商业无菌的食品有哪些？,2.1.6 果蔬汁加热浓缩方法,一、果蔬汁加热

39、浓缩技术分类1、常压加热浓缩技术在常压下加热使果蔬汁中的水蒸发，最后溶液被浓缩。常压蒸发浓缩技术简单，热敏性物质损失大，芳香物质易挥发，应配套芳香物质冷凝回收装置。,2、减压加热浓缩技术减压蒸发通常要在常温或低温下进行。通过降低浓缩液液面的压力，从而使果蔬汁中溶剂沸点降低，加快溶剂蒸发。此法适于浓缩受热易变性的物质，特别是蛋白质、酶、核酸等生物大分子。热敏性物质损失小，同样芳香物质易挥发，应配套芳香物质冷凝回收装置。,二、按果蔬汁的流变状态分类1、薄层蒸发浓缩通过机械方法或理化方法使果蔬汁以刮膜或挂膜形成薄层在常压或减压条件蒸发溶剂，使果蔬汁浓缩。如刮板式薄层蒸发和双效降膜或升膜浓缩。薄层蒸发

40、浓缩特点：浸提液的浓缩速度快，受热时间短；不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏；能连续操作，可在常压或减压下进行；能将溶剂回收重复使用。,（1）升膜式蒸发器 适用于蒸发量较大，有热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。不适用高粘度、有结晶析出或易结垢的粒液。（2）降膜式蒸发器 适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液，由于降膜式没有液体静压强作用，沸腾传热系数与温度差无关，即使在较低传热温度差下，传热系数也较大，对热敏性药液的浓缩更有益。（3）刮板式薄膜蒸发器 适于高粘度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩，但结构复杂，动力消耗大。（4）离心式薄膜蒸发器 适于高热敏性物料蒸发浓缩。,2、泡沫蒸发浓缩在加热条件

41、下，经乳化剂或理化技术使果蔬汁形成泡沫状态，然后在瞬间减压和消泡剂条件下消泡，达到溶剂挥发的目的，从而使果蔬汁浓缩。3、常规液态蒸发浓缩在常压或减压条件下加热使果蔬汁的溶剂达到沸腾状态，使果蔬汁的溶剂挥发，从而达到果蔬汁的浓缩目的。,三、按热介质分类1、水蒸气如夹层锅等2、导热硅油如板式热交换3、热空气如流化床浓缩或干燥,2.1.7 果蔬汁加热浓缩设备,一、双效真空降膜浓缩设备流程,一、双效浓缩器,二、球形真空浓缩罐,三、可倾式夹层锅,思考题,1、食品热浓缩技术分类？2、食品热浓缩技术特点？,2.1.8 电磁波加热技术及特点,一、红外线在食品加工中的应用1、绪言红外(波长为0.721000m之

42、间的电磁波)技术已逐渐应用于航天、航空、遥感、工业检测、食品、医药、化工、石油工业等军民研究领域。人们根据红外光谱的不同波段合理的选择应用到其所关心的领域，因为对红外波谱的划分并没有一个明确的划分，在不同的研究领域有不同的划分。,我们引入到食品工业中，习惯上将近红外(0.723m)用来进行快速检测，例如含水量检测和蛋白质含量的检测；中红外(340m)已经被广泛用来进行掺假检测；远红外(401000m)更多的用来加热和干燥，例如烤烟、果蔬的脱水处理；高红外(0763m)一般用来加热，现在流行的光波炉就是高红外应用的典型例子。,2、红外线在食品热加工中的应用分类（1）远红外加热技术（2）高红外密集

43、加热技术3、远红外加热技术原理由于红外线的谱带位于可见光和微波之间，具有光和波的性质，以光速在空间直线传播。它辐射到物体表面上能反射、透射和吸收，无介质热损失，随着波长的变化有质的变化，突出表现为它的穿透力和热效应。水和含水物质的分子或基团的固有运动(振动或转动)频率，换成波长表示大致是在25200m波带，与远红外线频率相匹配。远红外线能穿入食物内部粒子之间的微小间隙，激起分子内能级变化，迫使分子运动加剧而内部发热，使其温度急剧升高。,4、高红外密集加热技术原理近来在国内外，红外辐射加热技术又向短波长延伸，在杂志上也可见到“高红外”的名词，即“高密度红外辐射加热(High DensityInf

44、rared)”，俗称高红外。1)采用了高频率(短波)的红外辐射加热灯采用了高频率(短波)的红外辐射加热灯管；2)采用了高密度的加热布局；3)采用高辐射强度的加热方式。,光波炉利用的这种发热等实际是上一种依靠远红外线卤素灯管（Halogen Light）发热，因此，光波炉有可以叫做远红外线卤素炉。通过这种卤素灯管发热后，再利用高效能的反射集中热量，就像凸透镜一样将热能集中起来，最后将这种高温通过耐高温的微晶玻璃面板传热。用户就就可以将摆放食物的器皿放在这种面板上加热了。,5、远红外加热技术原理及特点当被加热物料分子振动波长与远红外光谱的波长相匹配时，物料分子能获得红外光谱辐射的最大能量吸收，从而

45、使物料分子振动加剧，物料温度升高。特点：1、节能2、加热升温快3、无污染4、热效率高等特点,6、高红外密集加热技术原理及特点 高红外是一种以电为能源的先进的涂层加热技术。简单的说，高红外加热是利用红外元件发出的高能量、高密度、全波段的辐射，直接作用于工件表面的一种辐射加热技术。它基于红外波的波长和能量“匹配吸收”原理，红外波能够被有机涂层很好地吸收，其中的高能量短波更是能穿透几十微米厚的涂层，由内而外加热，使涂层迅速干燥，实现快速烘干。,二、微波微波加热原理及特点1、微波加热原理微波是一种频率高、波长短的电磁波，其波长为11000 mm，频率在300300 000 MHz之间工业上常用的频率有

46、915 MHz和2450 MHz。食品中的水分、蛋白质、脂肪和碳水化合物等都属于电介质，能够很好地吸收微波能。这些极性分子从原来的随机分布状态，转变为依照电场的极性排列取向通过电磁场的震荡过程促使分子高速运动和相互摩擦，从而产生热量，这种效应称介电感应加热效应。,2、微波加热的特点微波加热不同于其他加热方法，一般的加热方式都是先加热物体的表面，然后热量由表面传到内部，而微波加热则可直接辐射加热物体的全部。具有以下特性：(一)选择加热性(二)穿透性(三)热惯性小,（一）、选择性加热 物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物

47、质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。,（二）、穿透性 微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更短，因此具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于介质损耗引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关

48、关系时，物料内外加热均匀一致。,（三）、热惯性小 微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。,3、微波技术在食品工业中的应用(1)食品的解冻和软化 国外已有使用915和2450MHz微波解冻设备进行食品的软化、解冻.(2)微波用于一些食品的烹调及预加工(3)微波用于食品物料的干燥(包括真空干燥、冷冻干燥)微波加热可用于诸如通心粉、谷物、水果、海藻类食品等干燥。,(4)微波还可用于食品的杀菌消毒(5)微波用于焙烤与烘烤(6)微波用于食品物料的去壳去皮(7)微波用于动物油脂的熬制(

49、8)微波用于酒类的陈化(9)其他,思考题,1、远红外加热技术原理及特点？2、高红外密集加热技术原理及特点？3、微波加热的特点,常见的非热杀菌新技术1、超高压或高静压（UHP）杀菌技术：采用1001000MPa 的高压对食品进行的杀菌处理。超高压可影响物质的非共价键（氢键、疏水键），从而引起蛋白质变性、脂肪结晶、淀粉糊化等。在2225下，100450MPa可杀灭非芽孢菌（如200MPa下荔枝汁可达到商业无菌的要求）；800MPa可杀灭芽孢并钝酶。已应用于牛肉、果汁、豆奶、果酱等食品的商业杀菌，但批量较小。2、脉冲电场（PEF）杀菌技术：将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中，由于高压电脉冲能破

50、坏细菌的细胞膜，改变其通透性，从而杀死细胞。15100 kV/cm脉冲电场技术可在低于40的条件下实现对液体物料的灭菌。在连续操作的情况下,能较好的杀灭病原菌和腐败菌等。,2.2 食品非热加工保藏技术基础,3、振动磁场杀菌技术：采用适宜磁力强度(如0.6特斯拉（T）)，将食品放在N极与S极之间，经过连续摆动，不需加热，可达到100%的杀菌效果，对食品的成分和风味无任何影响。适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品 4、紫外线杀菌：当微生物被紫外线照射时，其细胞的部分氨基酸和核酸吸收紫外线，产生光化学作用，引起细胞内成分特别是核酸、原浆蛋白、酯的化学变化，使细胞质变性。仅适用于透