食品化学食品干藏原理.docx
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食品化学食品干藏原理
食品干藏
一、食品干藏原理
1、水分和微生物的关系——水分活度
f——食品中水的逸度
aw=——
f0——纯水的逸度
2、干制对微生物的影响
3、干制对酶活性的影响
4、对食品干制的基本要求
二、食品干制的基本原理
1、影响湿热传递的因素
（1）食品表面积
（2）温度
（3）空气流速
（4）空气的干燥程度或空气温度
（5）大气压力和真空
（6）蒸发和温度
（7）时间与温度
2、食品结合水
（1）化学结合水
（2）物理化学结合水分
a、吸附结合水分
b、渗透和结构结合水分
（3）机械结合水分或游离水分
a毛细管水分
b湿润水分
3、干制过程中食品水分状态的变化
4、食品干制过程的特性
（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。
5、干制过程中潮湿物料的湿热传递
（1）物料给湿过程
Ｗ＝Ｃ（Ｐ物饱－Ｐ空蒸）760／Ｂ
oＷ——食品表面水分蒸发强度（千克／平方米·小时）
oＰ物饱——和潮湿物料表面湿球温度相应的饱和水蒸气压（毫米汞柱）
oＰ空蒸——热空气的水蒸气压（毫米汞柱）
oＢ——大气压（毫米汞柱）
oＣ——潮湿物料表的给湿系数（千克／平方米·小时·毫米汞柱），可按Ｃ＝０.０２２９＋０.０１７４Ｖ进行计算（Ｖ为空气流速，米／秒），空气垂直流向液面时Ｃ值加倍。
（2）物料导湿过程或内部水分的扩散过程
a、导湿性
ⅰ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gradW绝则为：
gradW绝=lim（ΔW绝/Δn）=W绝/n
Δn0
∙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）
ⅱ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）=-Kγ0W绝千克/米2·小时
∙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。
ⅲ物料水分与导热系数间的关系
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。
ⅳ导热系数与温度的关系
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。
b、导温湿性
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）
∙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×℃）
6、合理选用食品干制工艺条件的途径
（1）食品干制过程中所选用的工艺条件必须使食品表面水分蒸发速度尽可能等于食品内部水分扩散率，同时力求避免在食品内部建立起和和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部水水分扩散率，在导热性较小的食品中，如果食品表面向内层深处转移，外层则迅速干燥，它也就迅速加热到和周围介质相同的温度。
a、在恒率干燥阶段中，物料表面温度不会高于湿球温度。
b、干制过程中食品表面水分蒸发接近结束时，应设法降低食品表面水分蒸发率使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品表面层受热过度，导致不良后果。
c、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、干制过程中食品的主要变化
1、干制时食品的物理变化
（1）干缩和干裂
（2）表面硬化
（3）物料内多孔性的形成
（4）热塑性的出现
2、干制时食品的化学变化
（1）脱水干制对食品营养成分的影响
表:
新鲜和脱水干制食品营养成分的比较
营养成分
牛肉（%）
青豆（%）
新鲜
干制
新鲜
干制
水分
68
10
74
5
蛋白质
20
55
7
25
脂肪
10
30
1
3
碳水化合物
1
1
11
65
灰分
1
4
1
2
表:
干制工艺条件对葡萄糖损耗的影响
热空气温度（℃）
下列不同脱水干制时间下的糖分损失率（%）
8小时
16小时
32小时
60
0．6
0．8
1．0
85
8．7
12．2
14．9
（2）脱水干制对食品色素的影响
（3）干制时食品风味的变化
鲜乳和乳粉配制的乳中挥发硫放出量
乳类
加热处理时间（小时）
第公斤乳固形物中挥发硫放出量（毫克）
60℃
70℃
鲜乳
1/2
0．01
0．08
1
0．03
0．18
2
0．05
0．48
3
0．07
0．76
乳粉的复原乳
1/2
0．02
0．35
1
0．32
0．56
2
0．51
0．89
3
0．65
1．22
四、食品的干制方法
干制液态和固态食品常用的干燥设备类型
干燥设备类型
适用的食品类型
空气对流干燥设备
烘房式
块片状
柜式、托盘、浅盘
块片状、浆状、液态
隧道式
块片状
槽形输送带式
块片状
边疆输送带式
浆状、液态
气流输送带式
小块片状、颗粒状
流化床式
小块片状、颗粒状
喷雾式
液态、浆状
滚筒干燥设备
常压
浆状、液态
真空
浆状、液态
真空干燥设备
架式
块片状、浆状、液态
带式
浆状、液态
冷冻干燥
块片状、液态
1、晒干和风干
2、空气对流干燥
（1）柜式干燥设备
（2）隧道式干燥设备
•
（3）输送带式干燥设备
（4）带式干燥槽或带式槽形干燥设备
（5）气流干燥
（6）流化床干燥
（7）仓贮干燥
（8）膨化干燥
（9）泡沫干燥
（10）喷雾干燥
3、滚筒干燥
4、真空干燥
（1）间歇式真空干燥
（2）连续式真空干燥
5、冷冻干燥（或升华干燥）
五、干制品的包装和贮藏
1、包装前干制品的处理
2、干制品的包装
干制品的包装能达到下列几点要求
∙能防止干制品吸湿回潮以免结块和长霉
∙能防止外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等入侵
∙能不透外界光线
∙贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能维护容器原有特性
∙包装的大小、形状和外观应有利于商品的推销
∙和食品相接触的包装材料应符合食品卫生要求，并且不会导致食品变性、变质
∙包装费用应做到低廉或合理
3、干制品的贮藏
六、干制品的压块
七、干制品水分、干燥比和复水性
1、干制品水分、水分蒸发量和干燥比
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：
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
复重系数
八、半干半潮食品
食品腌制
一、腌制的机理
1、日晒的脱水作用
紫外线可杀死蔬果表面之微生物且由有浓缩的效果，使其味道更香醇可口。
2、食盐的渗透作用：
使蔬果组织软化，以保存可溶性细胞内容物之风味。
如盐度在10%以上，更可防止腐败菌之繁殖而达到保存的目的。
3、蔬菜的发酵作用
如淀粉糖化发酵、糖发酵、氧化发酵、催化发酵、会因細胞死亡自我消化而除去生菜味及涩味。
4、微生物的发酵作用
产生糖分、有机酸、氨基酸、醇类及酯类，而酿成腌渍物特有的风味。
5、副材料与调调味料之作用
如用酱醪或酒麴，使蔬果有适当的脆度和风味。
二、食品腌制的方法
1、干腌法
金华火腿制作工艺
干腌法是利用干盐（结晶盐）或混合盐，先在食品表面擦透，即有汁液外渗（一般腌鱼时不一定先擦透），而后层堆在腌制架上或层装在腌制容器内，各层间还应均匀地撒上食盐，各层依次压实，在外加压或不加条件下，依靠外渗汁液形成盐液进行腌制的方法。
开始腌制时仅加食盐，不加盐水故称为干腌法。
优点：
操作简便；制品较干，易于保藏；无需特别当心；营养成分流失少（肉腌制时蛋白质流失量为（0.3-0.5%）。
缺点：
腌制不均匀、失重大、味太咸、色泽较差，若加用硝酸钠，色泽可以好转。
2、湿腌法
湿腌法即盐水腌制法，就是在容器内将食品浸没在预先配制好的食盐溶液内，并通过扩散和水分转移，让腌制剂渗入食品内部，并获得比较均匀的分布，直至它的浓度最后和盐液浓度相同的腌制方法。
缺点：
其制品的色泽和风味不及干腌制品；腌制时间和干腌法一样，比较长；所需劳动量比干腌法大；腌肉时肉质柔软，盐水适当，但蛋白质流失较大（0.8-0.9）；因含水分多不易保藏。
3、动脉或肌肉注射腌制法
（1）动脉注射腌制法
此法是用泵将盐水或腌制液经动脉系统压送入分割肉或腿肉内的腌制方法，为散布盐液的最好方法。
一般分割胴体的方法并不考虑原来的动脉系统的完整性，故此法只能用于腌制前后腿。
优点：
腌制速度快而出货迅速，其次就是得率比较高。
若用碱性磷酸盐，得率还可进一步提高。
缺点：
只能用于腌前后腿，胴体分割时还要注意保证动脉的完整性；腌制的产品容易腐败变质，故需要冷藏运输。
（2）肌肉注射腌制
此法有单针头和多针头注射法两种。
肌肉注射用的针头大多为多孔的，单针头注射腌制法可用于各种分割肉和动脉无关。
优点：
可以缩短操作时间并提高生产率，用盐液注射法腌制时可提高得率，降低生产成本。
缺点：
其成品质量不及干腌制品，因其风味差，煮熟时收缩的程度也比较大。
4、混合腌制法
这是一种干腌和湿腌相结合的腌制法。
常用于鱼类。
优点：
可以避免湿腌液因食品水分外渗而降低浓度，因干盐及时溶解于外渗水分内。
同时腌制时不像干腌那样促使食品表面发生脱水现象，而且腌制过程比单纯干腌始得早。
二、腌制过程中有关因素的控制
1、食盐的浓度
（1）食盐用量或盐水浓度
S
——╳100%=B（%）
W+S
式中：
B——盐液浓度（%）
W——食品水分（%）
S——腌制后食品内盐分（%）
2、作用机理
（1）渗透压的利用：
寻找代替食盐的物质如酒精、糖及盐类（KCL）以补足渗透压。
（2）酸的利用：
以“低盐增酸”来制造与保存腌渍物，且嗜好上已有此趋势了。
（3）低温的利用：
原料的贮藏、初渍、加工到成品的保存与售卖，均須要配合低温（盐8%以下温度5℃以下）的利用。
（3）加热杀菌：
可防止微生物引起的腐败，也可抑制酶所引起的变色与变味，适合小袋装产品。
（4）添加微生物抑制剂：
最好并用才不会损害风味。
如：
己二烯酸，己二烯酸钾与醋酸钠并用。
初期菌数的抑制：
洗涤（10-20ppm之杀菌水）、前处理，加工过程中的污染，都要特别注意防止。
3、温度的控制
4、空气
三、腌制品的成熟
腌制品的成熟过程不仅是蛋白质和脂肪分解从而形成特有风味的过程。
对腌肉来说，尚有极重要的发色过程。
1、充氧
Mb+O2——→MbO2
（肌红蛋白）←——（氧合肌红蛋白）
2、脱氧
肌肉色泽的形面大致可以分为以下述的三个阶段：
（1）NO+Mb——→NOMMb
一氧化氮肌红蛋白一氧化氮高铁肌红蛋白
（2）NOMMb——→NOMb
一氧化氮高铁肌红蛋白一氧化氮肌红蛋白
（2）NOMb+热+烟熏——→NO—血色原
一氧化氮肌红蛋白一氧化氮亚铁血色原
（稳定粉红色）
四、腌制质量
1、味觉优良
（1）咸味
食盐的渗透作用可改良风味并避免保存不良故要使用适合各个腌渍物的盐量，调理成适合所喜好的咸味。
苹果酸钠或葡萄糖酸钠也可以使用。
（2）酸味
依腌渍物的种类，在熟成期间生成乳酸，醋酸和其他的酸可使腌渍物具备适当的酸味，有整肠作用及防止胃肠内的异常发酵食物中毒的功效。
（3）辣味
辣椒素或姜油使腌渍物含有适当的辣味而刺激味觉，增进食欲；并使内分泌旺盛，有利于健康。
（4）甜味
因添加砂糖，葡萄糖、果糖、甘草或甜菊而使口味柔和，促过食欲。
（5）苦味及涩味
适当的苦味（粗盐、苦盐中的镁）及涩味（单宁、生物碱等）可增加腌渍物爽快的味道。
鲜味（甘味）：
由适当的盐、酸、辣、甜、苦、涩味混合而来的。
2、嗅、视、触觉须良好
（1）香味
各种蔬菜的香气成分，移至腌渍物或由于微生物、酵素等作用形成芳香味。
（2）色彩
叶绿素，类胡萝卜素，叶绿素及花青素等尽量在制程中保持其新鲜色彩，使其成为可口的腌渍物。
（3）食欲
口腔和舌头的触觉、咬感、硬度等食感，使腌渍物的美味相差很大。
3、符合卫生
（1）不含有害物质
沒有异地味成分，不误用有毒植物。
更不可含有水银、砷、铬、镉、铜、铅等有毒金属。
（2）不含有害微生物和昆虫
不被大肠菌群、沙门氏菌、肉毒杆菌、寄生虫卵和一般腐败杂菌所污染。
（3）不含食品添加物
尽可能依照固有的加工法，如要使用调味料，酸味料，甜味料等也要符合食品卫生法规的标准。
4、营养要丰富
（1）纤维
醃渍物富含纤维素能帮助消化，可避免憩室症及大肠癌；并可促进胰岛素的分泌及抑制胆固醇的上升而预防糖尿病及高血压。
（2）无机物
腌渍物有中和其他酸性食品之效果，因其含有钾、钙、铁、镁、钠等元素，是为碱性食品。
（3）有机酸
含有多种有种酸，使风味佳助消化并调整身体的酸碱度，使pH呈微碱性。
（4）维生素
含维生素Ａ、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ6、Ｃ和泛酸等，有助于预防夜盲症、脚气病、口角炎、小球性低血红素贫血，坏血病。
（5）其他
腌渍物含有多种酶如淀粉、醣、氧化等和乳酸菌之有用微生物，而使消化、吸收更趋圆滑。
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