食品工艺原理教案.docx
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食品工艺原理教案
•第一章绪论
•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。
或指可供食用的物质.
•
•
•食品：
经过加工制作的食物统称为食品。
食品的要求
v外观---形态,色泽,包装,标签
v风味---特征性的,香味,滋味
v营养---合适的营养构成
v卫生和安全
v货架寿命
v方便
v功能性质
果蔬的后熟：
指果实离开植株后的成熟现象,是由采收成熟度向食用成熟度过渡的过程
.
食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学。
v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
食品保藏原理的性质：
是专门研究食品腐败变质的原因及食品保藏方法的原理和基本工艺，解释各种食品腐败变质现象的机理并提出合理的、科学的防止措施，从而为食品的保藏加工提供理论基础和技术基础的学科。
第二章食品罐藏
罐藏是将食品原料经预处理后密封在容器或包装袋中，通过杀菌工艺杀灭大部分微生物的营养细胞，在维持密闭和真空条件下，得以在室温条件下长期保藏的食品保藏方法。
凡用罐藏方法加工的食品称为罐藏食品
罐头食品的特点
优点：
⑴可以长期储藏
⑵食用方便
⑶便于运输和储藏
⑷调节生产季节供应
⑸食用符合卫生要求
⑹组织软化、易于消化吸收
缺点：
⑴食品色香味变化，不及新鲜原料
⑵营养成分损失
⑶消耗包装材料
罐头生产基本工艺
原料处理（清洗,预煮,调味）→装罐→预封→排气→密封→杀菌→冷却→检验→包装→成品
装罐的一般要求
净重和固形物达到要求
净重是指罐头食品重量减去容器重量后所得的重量，包括液态（汤汁）和固态食品。
固形物重量是指罐内的固态食品的重量
合理分级或搭配
顶隙
顶隙是指罐内食品的表面与罐盖内表面之间的空隙。
对于大多数罐头来说，装罐时需保持适度的顶隙，一般为6—8mm
v若顶隙过小，在加热杀菌时由于罐内食品、气体的膨胀造成罐内压力增加而使容器变形、卷边松弛，甚至产生爆节（杀菌时由于罐内压力过高所导致的罐身接缝爆裂）、跳盖（玻璃瓶盖与瓶脱离）现象，同时内容物装得过多还造成原料的浪费；
v若顶隙过大，杀菌冷却后罐头外压大大高于罐内压，易造成瘪罐。
此外，顶隙过大，在排气不充分的情况下，罐内残留气体较多，将促进罐内壁的腐蚀和产品的氧化变色、变质，因而装罐时必须留有适度的顶隙。
装罐的时间控制
严禁异物装入
装罐方法
v人工装罐：
适用于经不起机械性摩擦,需要合理搭配、排列整齐、块片状食品
如需要分级和搭配的食物，排骨罐头、红烧鸡罐头、芦笋罐头、李子罐头。
v机械装罐：
液体、颗粒、半固体食品
如糖水、青豆、午餐肉
预封
v定义:
指食品装罐后用封罐机的滚轮初步将罐盖的盖钩卷入到罐身翻边的下面,相互钩连而成,其松紧程度以能让罐盖沿罐身自由的回转但不允许脱开为度,以便排气时使罐内的空气、水蒸气及其他气体自由地从罐内逸出。
v
预封的作用
预防排气时水蒸气落入
2、预防罐内处在表面的食品直接受高温蒸汽的损伤
3、避免外界冷空气的串入
4、防止排气受热后食品过度膨胀和汁液外溢
v排气：
是食品装罐后密封前将罐内顶隙间的、装罐时带入的和原料组织内的空气尽可能从罐内排除的技术措施，从而使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程。
v
（一）、排气的目的
Ø抑制罐内残存的需氧微生物的生长。
Ø防止在高温杀菌时因罐内空气、内容物膨胀而引起的变形甚至暴罐。
Ø控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀
Ø避免或减轻食品色香味的变化
Ø避免维生素和其他营养素遭到破坏
Ø有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐
排气的方法
v热力排气法（其次）→真空封罐排气法（首选）、蒸汽喷射排气法
影响真空度的因素
排气温度和时间——热力排气正相关
食品的密封温度——与上一条同一意思。
正相关
罐内顶隙的大小——热力排气不一定，真空/蒸汽喷射排气是正相关
食品原料的种类和新鲜度——组织内气体多，杀菌时才排除，降低真空度
食品的酸度
外界气温的变化——气温越高，罐内气体膨胀，真空度越小
外界气压的变化——气温越高，罐内气体膨胀，真空度越小
影响罐头热杀菌的因素
1影响微生物耐热性的主要因素
A.食品在杀菌前的污染状况
（1）污染微生物的种类
（2）污染微生物的数量
B食品的酸度（PH）
C食品的化学成分
（1）糖
（2）食品中的脂肪
（3）食品中的盐类
（4）蛋白质
（5）食品中的植物杀菌素
D罐头的杀菌温度
2罐头的传热
v1）罐内食品的物理性质
2）罐藏容器的物理性质
3）罐内食品的初温
4）杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置
5）罐头的杀菌温度
杀菌公式
F值：
在一定温度下（121.1℃）杀死一定浓度的对象菌所需要的时间。
F安＝DT（lga－lgb）
罐藏食品的变质
1、胀罐
物理性胀罐:
充填过度，排气不彻底；
化学性胀罐:
氢胀；
微生物性胀罐
2、平盖酸败
3、黑变
4、发霉
罐头（热）杀菌技术
v常压杀菌（杀菌温度不超过100℃）、
v高温高压杀菌（杀菌温度高于100℃而低于125℃）
v超高温杀菌（杀菌温度在125℃以上）三大类
第三章食品干藏
食品干燥，就是在自然条件或人工控制条件下促使食品中水分蒸发的工艺过程。
脱水就是为保证食品品质变化最小，在人工控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程。
食品干藏
就是脱水干制品在它的水分降低到足以防止腐败变质的水平后，始终保持低水分进行长期贮藏的过程。
食品干藏的特点
▪设备简单、生产费用低、因陋就简；
▪重量减轻、体积变小，节省包装、贮藏和运输费用，带来了方便性；
如：
果汁（12％左右）→浓缩果汁（70％以上）；
牛奶→奶粉（重量变为原来的1/8左右）。
▪食品可增香、变脆；
如：
炒芝麻、烤肉、烤面包。
▪食品的色泽、复水性有一定的差异。
如：
干制蔬菜。
水分活度（ActivityofwaterAW）在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与相同一温度下纯水的蒸汽压的比值.
对食品干制的基本要求
▪干制的食品原料应微生物污染少，品质高。
▪应在清洁卫生的环境中加工处理，
▪防止灰尘以及虫、鼠等侵袭下贮藏。
▪干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶活并降低微生物污染量。
▪有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫
Ø湿热的转移是食品干燥原理的核心问题
食品干燥过程的特性
▪
（1）干燥曲线
▪第一临界水分、平衡水分
▪
（2）干燥速率曲线
▪恒率干燥、降率干燥
▪（3）食品温度曲线
▪湿球温度、干球温度
▪干制过程中，湿物料内部同时有水分梯度和温度梯度存在，水分流动的方向由导湿性和导湿温性共同作用。
▪①预热阶段物料温度上升到干燥空气的湿球温度，食品水分逐渐下降，干燥速度由0增至最高值。
干制预热阶段所经历的时间很短，与整个干燥过程所需时间相比，常常略去不计
②恒率干燥阶段经过初期的预热阶段后，食品水分不断呈直线性下降，外界向物料提供的热量全部消耗于水分蒸发，此时食品不再受热（温度维持不变），干燥速率恒定，在该阶段蒸发的水分主要是游离水。
③降率干燥阶段当食品的大部分游离水蒸发完后，食品的含水量下降到某一数值，平均温度和湿度随干燥进行到达C点（临界点），此时食品的含水量称为第一临界水分（η1），湿度称为临界湿度；食品的干燥速度不再保持恒速状态，而是以曲线的形式下降，食品的干制进入降速干燥阶段。
影响湿热传递的重要因素
一、干燥介质状态
1.空气温度
2.空气湿度
3.空气流速
4.大气压力或真空度
二.食品物料的组成与结构
（1）食品成分在物料中的位置
（2）溶质浓度
（3）结合水的状态
（4）细胞结构
三.干燥机的型式、构造及使用情况
干制过程中食品的主要变化
物理变化
▪干缩、干裂
表面硬化
塑性变化 即受热软化
食品的多孔性
化学变化和其他变化
1、营养成分的变化
2、食品颜色的变化
3、食品风味的变化
自然干燥的特点
A,投资少、管理粗放、生产费用低，能在产地就地进行
B,能促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟。
C,自然干燥缓慢，干燥时间长。
晒干时间随食品物料种类和气候条件而异，一般2～3天，长则10多天，甚至更长时间。
D,干燥最终水分受到限制，常会受到气候条件的影响和限制。
如在阴雨季节就无法晒干，而难以制成品质优良的产品，甚至还会造成原料的腐败变质。
E,自然干燥还需有大面积的晒场和大量劳动力，生产效率低，又容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿动物等的侵袭，制品的卫生安全性较难保证。
F,科学利用太阳能，充分利用天然能源。
干制品包装储运前的预处理
v均湿（回软）
v分级除杂
v除虫（蛾类，甲类，壁虱类）（烟熏—甲基溴）
16-24g/m324h以上 残留量要求
v压块（幻灯片121）
v干制品的速化复水处理
Ø复原性：
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）等各方面恢复原来新鲜状态的程度
复水性：
新鲜食品干制后重新吸回水分的程度，用干制品吸水增重程度表示
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-1℃以上8℃以下
另一类是冻藏制品-18℃以下
v食品冷冻保藏就是利用低温保藏食品的过程，即降低食品温度，并维持低温水平或冷冻状态，以便阻止或延缓它们的腐败变质，从而达到远途运输和短期或长期的贮藏目的。
食品冻结前，降温愈速，微生物的死亡率也愈大
食品冻结时情况恰好相反，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。
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。
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，
冷藏时的变化
v水分蒸发
v冷害
v串味
v生化作用
v脂类变化
v淀粉老化
v微生物增殖
v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。
v
食品的冻结点低于纯水的冰点。
v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。
冻结对食品品质的影响
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
（4）冻结时食品容积的变化
（5）速冻与缓冻
v速冻食品的质量总是高于缓冻食品
v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。
v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
真空解冻法
在加热金属面上的解冻法
第五章食品的辐射保藏
食品辐射保藏——是利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料，进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理，抑制根类食物的发芽和延迟新鲜食物生理过程的成熟发展，以达到延长食品保藏期的方法和技术。
这种技术又称为食品辐照（Foodirradiation）技术。
辐照食品——经辐照技术处理后的食品。
食品辐射的特点
能耗低。
杀菌效果好。
“冷杀菌”。
是物理加工过程
可以改进食品的工艺质量
改进食品卫生质量
食品辐射的特点（缺点）
1.杀菌剂量不同有时酶不能完全失活
2.化学变化虽然很微量但食品有可能产生不好的感官性变化。
这些变化主要是由游离基的作用引起
3.安全性.对微生物的致死剂量对人来说是相当大的，因此，操作人员的防护必须采取万全之策。
必须遮蔽放射源，并且必须经常地对作业区域和作业人员进行连续监护
4.设备投资大
▪放射性下降至初始值一半所需的时间称为半衰期，以t1/2表示。
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。
辐照应用类型
1.辐射阿氏杀菌（radappertization）
2.辐射巴氏杀菌（radicidation）
3.辐射耐贮杀菌（radurization）
第六章食品腌渍、发酵和烟熏保藏
▪腌渍保藏定义：
Ø 让食盐或糖渗入食品组织内，降低其水分活度，提高其渗透压，或通过微生物的正常发酵降低食品的pH值，从而抑制腐败菌的生长，防止食品的腐败变质，获得更好的感官品质，并延长保质期的储藏方法称为腌渍保藏。
Ø
Ø腌制品的特点
1.腌制品种类繁多
２.风味独特，具有地方特色
３.可以作为开胃、调味食品
4.容易加工制作
5.有利于食品保藏
食盐溶液的防腐机理
■食盐溶液对微生物细胞具有脱水作用；
■食盐溶液对微生物具有生理毒害作用；
■食盐溶液对微生物酶活力有影响；
■食盐溶液可降低微生物环境的水分活度；
■食盐的加入使溶液中氧气浓度下降。
（1）糖溶液的防腐机理
■食糖溶液产生高渗透压；
■食糖溶液可以降低环境的水分活度；
■食糖使溶液中氧气浓度降低。
o食品腌渍过程的扩散与渗透作用
发酵可进一步被理解为有氧或缺氧条件下糖类或近似糖类物质的分解。
发酵的作用
1.产酸发酵
2.酒精发酵
3.生产发酵调味品
4.其他
发酵的类型
1.酒精发酵
2.醋酸发酵
3.乳酸发酵
4.酪酸发酵（丁酸发酵）
影响食品发酵的因素
酸度
（二）酒精含量
（三）菌种的使用
（四）温度
（五）氧的供给量
（六）食盐
发酵对食品品质的影响
1.改变食品的风味和香气
▪2提高营养价值
3改变组织质构
4色泽的变化
食品腌制的方法
Ø干腌法
Ø湿腌法
Ø注射腌制法
Ø动脉注射腌制法
Ø肌肉注射腌制法
Ø混合腌制法
o干腌法特点
o优点
o操作简便；
o制品较干，易于保藏；
o营养成分流失少。
o缺点
o腌制不均匀；
o失重大；
o味太咸；
o色泽较差，若加用硝酸钠，色泽可以好转。
o腌制过程中有关因素的控制
o1食盐的纯度
o2食盐用量或盐水浓度
o3温度的控制
o4空气
烟熏的目的
▪形成特种烟熏风味；
▪
（2）防止腐败变质；
▪（3）加工新颖产品；
▪（4）发色；
▪（5）预防氧化。
▪一般认为最重要的成分有：
直接烟熏法
Ø冷熏法：
以贮藏为主要目的。
Ø温熏法：
以调味为主要目的。
Ø热熏法
Ø焙熏法
第七章食品化学保藏
造成食品腐败的因素
•生物学因素:
微生物等
•化学因素：
酶、非酶因素、氧化作用
•物理因素：
温度、水分、光
•其他因素：
生物激素、外源污染物等
使食品失去营养价值、造成食物中毒或使食品变色、维生素破坏、油脂酸败、营养价值降低等。
食品化学保藏就是在食品生产、贮藏和运输过程中使用化学和生物制品（食品添加剂）来提高食品的耐藏性以及尽可能保持食品原有品质的措施。
化学制品是指成分明确，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：
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。
食品化学保藏的优点
Ø简便
Ø经济
Ø
化学保藏存在的问题
Ø暂时性保藏
Ø用量大，同时带来异味
Ø不能改善低质食品的品质
Ø环境污染和食用安全问题
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
食品防腐剂的分类
按照来源分类：
Ø化学（合成）防腐剂
无机防腐剂
有机防腐剂
Ø生物（天然）防腐剂
无机防腐剂
Ø二氧化硫（SO2）
ØH2O2
Ø卤素：
次氯酸
Ø二氧化碳（CO2）
Ø硝酸盐和亚硝酸盐
有机防腐剂
Ø酸及其盐
Ø苯甲酸及其盐
Ø丙酸、丙酸钙
Ø山梨酸及其盐
Ø醇类
Ø乙醇
Ø乙二醇
食品保藏对使用抗菌素的要求
Ø抗菌素经口服后必须对人体不会产生毒害，最好通过人体代谢就能消化掉，至少能消化成惰性物质后从人体排泄掉。
Ø人类食品中使用抗菌素应有充分的理由，即无其他更切实可行的保藏方法可供使用。
Ø和其他方法比较，使用抗菌素特别有利。
Ø抗菌素对腐败菌具有较广的抗菌作用。
Ø使用方便、成本低廉，并且有可靠的控制和检验方法。
Ø长期使用于食品保藏，不至于为治疗疾病时使用抗菌素带来不良后果。
例如肉、乳等能延长贮藏时间的最有效的抗菌素为金霉素。
食品抗氧化剂的种类
脂溶性抗氧化剂
水溶性抗氧化剂
第八章食品加工新技术
第一节食品生物技术
生物技术指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
食品生物技术就是通过生物技术手段,用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品,改进传统生产过程,以提高人类生活质量的科学技术。
Ø分类
基因工程
蛋白质工程
细胞工程
酶工程
发酵工程
应用概况
•一是利用基因工程、细胞工程技术对食品资源的改造与改良
•二是利用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品,如酒类、调味品、酸奶类等发酵制品
•三是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如许多功能性的低聚糖、食品添加剂等
•四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造,降低能耗、提高产率,改善食品品质。
第二节食品微胶囊技术
v微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料,将分散的固体、液体,甚至是气体物质包裹起来,形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。
v包裹的过程即为微胶囊化,形成的微小粒子称为微胶囊。
v芯材:
被包埋的物质称为芯材
Ø可为油溶性、水溶性化合物或混合物,其状态可为粉末、固体、液体或气体。
v壁材:
包埋心材实现微囊胶化的物质称为壁材。
Ø可用作微胶囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料
一般来说，油溶性心材应采用水溶性壁材，而水溶性心材必须采用油溶性壁材。
微胶囊化的目的
v改善被包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解性）;
v使物质免受环境的影响,提高物质的稳定性;
v屏蔽味道和气味;
v降低物质毒性;
v将不相容的物质隔离;
v根据需要控制物质的释放等。
制备微胶囊的方法有很多，根据原理不同，可以分为物理法、化学法、物理化学法。
微胶囊技术在食品工业中的应用
v微胶囊技术在食品添加剂包囊化过程中的应用
微胶囊技术在饮料工业中的应用
微胶囊技术在食品加工中其他方面的应用
第三节食品微波杀菌技术
微波杀菌机理有热效应和非热效应两种。
微波杀菌的特点
v时间短且速度快
v低温杀菌可保持食品成分
v杀菌均匀彻底
v食品成分对微波具有选择吸收性
v节约能源
v操作方便简单
第四节食品超高压技术
食品超高压技术是指将软包装或散装的食品放入密封的、高强度的施加压力容器中，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压（100~1000MPa），在常温或较低温度（低于100℃）下维持一定时间后，达到杀菌、物料改性、产生新的组织结构、改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度的一种加工方法
影响超高压杀菌的主要因素
1.压力大小和受压时间
2.施压方式
3.微生物的种类
4.温度
5.pH
6.水分活度（Aw）
7.食品本身的组成和添加物
超高压保藏技术的基本原理
液体（水）在超高压作用下被压缩，而受压食品介质中的蛋白质、淀粉、酶等产生压力变性而被压缩，生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部分（氢键、离子键和疏水键等相互作用），即物质结构发生变化，其结果是食品中的蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶失活、微生物死亡，或使之产生一些新物料改性和改变物料某些理化反应速度，故可长期保存而不变质
超高压杀菌的原理
（1）改变细胞形态
（2）影响细胞生物化学反应
（3）影响细胞内酶活力
（4）高压对细胞膜的影响
（5）高压对细胞壁的影响
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