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06 第六章 食品腌渍和烟熏保藏.ppt

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本课件讲解食品的腌渍、烟熏与发酵处理,涵盖腌渍保藏理论、食盐与食糖的作用、肉类发色机理、蔬菜腌制与发酵类型,并介绍烟熏成分、烟熏方法与半干半湿食品。

第六章食品的腌渍烟熏和发酵处理章节标题页,标示本章涵盖腌渍、发酵与烟熏三类保藏方法
腌渍烟熏和发酵处理概述,说明三类方法均通过抑制微生物生长实现保藏
食品腌渍的主要类型,包括盐渍、糖渍、酸渍与混合腌渍等不同方式
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第1页:第六章 腌渍烟熏和发酵处理

第六章食品腌渍和烟熏保藏

概述–历史–国内外进展–特点

第2页:腌渍烟熏和发酵处理概述

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

第3页:食品的腌渍类型

(二)根据腌渍的过程

非发酵性腌渍品

发酵性腌渍品

第4页:第一节 食品的腌渍保藏

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。

第5页:腌渍保藏的理论基础

(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/m3CA2 :A组分在点2处的浓度Kmol/m3Z1 :A组分在点1处的距离mZ2:A组分在点2处的距离m

第6页:腌渍保藏的理论基础续

假定一组分通过另一组分扩散

JA’= NA’= D’C(CA1-CA2)/ZCsmNA’=:传递速度Kmol/(m2·s)D’:扩散速度m2·sC::溶液总浓度C= CA+ CSZ:1,2截面间的距离mCA1 :1截面上的溶质浓度Kmol/m3CA2 :2截面上的溶质浓度Kmol/m3Csm :1,2 截面上溶剂S浓度的对数平均值Kmol/m3

第7页:腌制剂的作用

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↑

第8页:腌制剂的作用续

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*10-12TDAB=
————μVA1/3T: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.

第9页:食盐溶液的浓度和相对密度

食盐溶液的浓度和相对密度及波美度:下表列出相关数据。

食盐溶液的浓度和相对密度及波美度
溶液浓度(%)相对密度波美度(°Bé)
41.0294.1
61.0446.1
81.0598.2
101.07410.2
151.11314.9
201.15319.3
26(饱和)1.20424.6

原表数字粘连严重,数值按源文顺序拆分,建议对照原课件核对。

  • (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。

第10页:腌渍品的分类

根据Van’t hoff定律,溶液的渗透压和理想气体的性质是完全相似的。

Van’t hoff方程PV=nRT=(G/M)RTG 1 GP0=
· ——· RT =Cm·RT (Cm= ——)M V MVP0—渗透压(N/m2)Cm—溶液的摩尔浓度mol/LV —溶液溶积(L或m3)T—绝对温度(K)G —溶质质量(kg)R—气体常数8.29×10-3N·m/mol·KM—溶质分子量

第11页:腌制品分类特点及腐败

若溶质有解离时,它对渗透压的贡献就要增加

P0= iCRTi
等渗系数(物质解离因素)当完全解离上时,i= 2

第12页:盐渍品分类特点及腐败

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

第13页:腌制方法

对于分子体积较小的溶质,则用Wilke-chang关系式

DAB=7.4×10-12(φMB)1/2T/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

第14页:腌制方法续

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。

第15页:肉类腌制中的发色机理

(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。

第16页:肉类腌制中的助发色剂

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% NaCl2. 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

第17页:蔬菜的腌制

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。

第18页:发酵腌制品:酸菜

(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。

第19页:发酵腌制品:酸菜续

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。

第20页:泡菜

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。

第21页:腌渍品的腐败

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

第22页:腌渍品腐败续

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

第23页:腌渍品腐败续二

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。

第24页:影响腌制的因素

(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。

第25页:腌渍过程中微生物的变化

(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

第26页:腌渍品的质量控制

(三)发色

肉中主要的色素为肌红蛋白和血红蛋白,宰杀后,肌红蛋白就是主要的色素,肌红蛋白的结构见书本P701。

肌红蛋白的颜色主要受–Fe的氧化还原状态的影响–珠蛋白的物理状态–Fe的第六个电子对由什么物质提供,提供电子对难易情况将对键的性质(离子或共价键)和络合物色泽有影响高铁肌红蛋白肌红蛋白氧合肌红蛋白MMb Mb MbO2棕红色或深褐色紫红色深红色

第27页:腌渍品的包装

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)

第28页:腌渍品的保藏

(四)风味和其它品质

第29页:腌制设备和卫生管理

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30页:第二节 食品的发酵保藏

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+ CO23. 醋酸发酵酒精+醋酸菌+O2 → 醋酸+ H2O4. 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

第31页:发酵的概念

(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

第32页:发酵的类型

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。

第33页:发酵的微生物学

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

第34页:发酵的控制因素

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

第35页:发酵食品的质量管理

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36页:第三节 烟熏保藏

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

第37页:烟熏保藏的目的

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。

第38页:熏烟的成分

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

第39页:熏烟的产生

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。

第40页:熏烟的沉积

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。

第41页:熏烟成分的作用

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。

第42页:烟熏材料

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。

第43页:烟熏方法

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。

第44页:烟熏方法续

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。

第45页:烟熏设备

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%

第46页:烟熏对食品的影响

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。

第47页:烟熏食品的质量和安全

(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。

第48页:烟熏食品的质量和安全续

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。

第49页:烟熏食品的包装和保藏

(三)、烟熏装置

简单烟熏炉

强制通风式烟熏房

连续式烟熏房

第50页:烟熏设备与操作

五、液态烟熏制剂

第51页:烟熏工艺的发展

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52页:第四节 半干半湿食品

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

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