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-* 食品保藏原理讲义 绪论 1、引言 2、食品保藏的概念 食品保藏原理是一门研究食品腐败变质的原因及保藏方法的原理和基本工艺,解释各种食品腐败变质现象机理并提出合理的、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的学科。 食品贮藏的类型： 1/维持食品最低生命活动的保藏法 此法主要用于新鲜水果、蔬菜等食品的活体保藏。这类方法包括冷藏法、气调法等。 2/抑制变质因素活动达到保藏目的的方法 属于这类保藏方法的有:冷冻保藏、干藏、腌制、熏制、化学品保藏及改性气体包装保藏等。 3/通过发酵保藏食品。 这是一类通过培养有益微生物进行发酵，利用发酵产物—乳酸、乙醇等来抑制腐败微生物的生长繁殖，从而保持食品品质的方法，如食品发酵。 4/利用无菌原理来保藏食品。 即利用热处理、微波、辐射等方法，将食品中的腐败微生物数量减少到无害的程度或全部杀灭，并长期维持这种状况，从而长期保藏食品的方法。罐藏、辐射保藏及无菌包装技术等均属于此类方法。 第一章 食品的腐败变质及其控制 1 引起食品腐败变质的主要因素及其特性 1.1生物学因素 1.1.1微生物 微生物引起食品腐败变质的特点 细菌: 细菌造成的变质,一般表现为食品的腐败,是由于细菌活动分解食物中的蛋白质和氨基酸,产生恶臭或异味的结果。 霉菌：霉菌易在有氧、水分少的环境中生长发育，在富含淀粉和糖的食品中也容易滋长霉菌。 （2） 影响微生物生长发育的主要因子 pH值:大多数细菌在中性或弱碱性的环境中较适宜，霉菌和酵母在弱酸的环境中适宜。一般以pH值4.6为界限。 氧气： 水分：一般情况下，大多数细菌要求AW>0.94，大多数酵母要求AW>0.88，大多数霉菌AW>0.75。 营养物：微生物和其他生物一样，也要进行新陈代谢。 温度：根据微生物适宜生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性三个类群。 1.1.2害虫和啮齿动物 1.2化学因素 1.2.1酶的作用 酶的活性受温度、PH值、水分活度等的影响。 1．2．2 非酶作用 非酶褐变：主要有美拉得反应引起的褐变、焦糖化反应引起的褐变以及抗坏血酸氧化引起的褐变等。 美拉德反应：由葡萄糖、果糖等还原性糖与氨基酸引起的褐变。 1.2.3 氧化作用 脂肪的氧化作用：是脂肪水解的游离脂肪酸，特别是不饱和游离脂肪酸的酸的双键容易被氧化，生成过氧化物并进一步分解的结果。 影响脂肪氧化的因素：温度、光线、金属离子、氧气、水分等。 防止措施：低温、避光、隔绝氧气、降低水分、减少与金属离子的接触、添加抗氧化等。 1.3 物理因素 1.3.1 温度： 1.3.2 水分 1.3.3 光 1.4 其它因素 机械损伤：果蔬在采收、贮运、加工前等环节处理不当，会产生机械性损伤。 乙烯：是促进成熟和衰老的一种植物激素，控制生长、衰老的许多方面，痕量就有生理活性。 外源污染物：包括环境污染、农药残留、滥用添加剂、包装材料等。 2 食品保藏的基本原理 2．1 微生物的控制 2．1．1 加热/冷却 （1） 微生物的耐热性 （2）加热杀菌的方法 1/巴氏杀菌法：杀菌温度65~80℃，主要用于不耐热的食品如果酸菜汁、果酒等的杀菌。适用于高酸性食品的杀菌。 2/常压杀菌：指101.325Kpa、100℃条件的杀菌处理。适用于高酸性食品的杀菌，即PH值小于4.6的食品才能采用常压杀菌，如水果罐头。 3/高压杀菌：指101.325Kpa以上、100℃以上的杀菌，主要适用于低酸性食品（pH值大于4.6）的杀菌。 2.1.2控制水分活度 当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大；相反，降低水分活度则抑制酶的活性。 2.1.3 酶活性的控制 酶与食品质量保持 酶的控制 1/加热处理 2/控制PH值 3/控制水分活度 第二章食品的干制保藏 干燥的定义：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。 食品的干藏：脱水干制品在它水分降低到足以防止腐败变质的水分后，始终保持低水分进行长期贮藏的过程。 食品干燥的目的： 提高食品的保藏性能； 有利于食品的包装和流通;形成特殊的风味、方便食用 1、食品的干藏的原理 食品物料中水分存在的形式: 自由水、结合水 水分活度：是指食品中水与纯水的逃逸趋势（逸度）之比。（wateractivity）Aw。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，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）。 食品水分活度大小的影响因素取决于：水存在的数量；温度；水中溶质的浓度；食品成分；水与非水部分结合的强度;糖、盐种类等。 1．1水分活度与微生物的关系 1．1．1微生物生长和水分活度的关系 只有食物的水分活度大于某一临界值时，特定的微生物才能生长。一般说来，细菌为aw>0.9，酵母为aw>0.88，霉菌为aw>0.8。 1.1.2微生物的耐热性因环境的水分活度不同而有差异。 降低水分活度除了有效地抑制微生物的生长外,也将使微生物的耐热性增大. 1．1．3细菌芽孢的形成及毒素的产生和水分活度的关系 1．2水分活度与酶的关系 酶的活性与水分活度之间存在一定的关系，当水分活度在中等偏上范围内增大时，酶活性也逐渐增大。酶反应速率随水分活性增加而增加 1．3水分活度对其他变质因素的关系 2、食品的干制过程 2．1干制过程的湿热传递 2．1．1湿物料的热物理特性 2．1．2影响湿热传递的因素 干制条件的影响因素：包括热空气的温度；空气流速；空气相对湿度；大气压力和真空度；食品性质如表面积，组分定向和细胞结构. （1）湿物料的表面积 ：湿热传递的速度随湿物料的表面积增大而加快。 （2）干燥介质的温度 ：当湿物料的初温一定时，干燥介质温度越高，表明传热温差越大，湿物料与干燥介质之间的热交换越快。 （3）空气流速 ：以空气作为传热介质时，空气流速将成为影响湿热传递的首要因素。 （4）空气的相对湿度：空气的相对湿度越低，则湿物料表面与干燥空气之间的水蒸汽压就越大，加之干燥空气能吸纳更多的水分，因而能加快湿热传递的 （5）真空度 ：加热真空容器的方法使水分在较低的温度下蒸发。而较低的蒸发温度和较短的干燥时间对热敏感性食品是非常重要的。 2．1．3湿物料在干燥过程中的湿热传递 （1）给湿过程 把湿物料中的水分从其表面层向加热介质发散的过程称作给湿过程。 （2）导湿过程 由于给湿过程的进行，湿物料内部建立起水分梯度，因而水分将由内层向表层发散。这种在水分梯度作用下水分由内层向表层的发散过程就是导湿过程。 食品的干制过程，实质上是热和质的传递过程，即食品从外界获得热量，使本身所含的水分向外扩散和蒸发的结果。 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。（雷科夫效应） 2．1．4食品干燥过程的特性 1.干燥曲线 干燥曲线是表示食品干燥过程中绝对水分（W绝）和干燥时间（τ）之间的关系曲线。该曲线的形状取决于食品种类及干燥条件等因素。 任何湿物料的干燥均包含了两个基本过程：降速干燥和恒速干燥的过程。 2.干燥速度曲线 干燥速度曲线是表示高燥过程中某个时间的干燥速度与该时间的食品绝对水分之关系的曲线。 3.食品温度曲线 食品温度曲线是表示干燥过程中食品温度和干燥时间之关系的曲线。 2．1．5食品干制工艺条件的选择 食品物料干燥过程分析：恒速阶段、降速阶段、临界湿含量 干燥开始，物料湿度稍有下降（AB），此时是物料加热阶段，物料表面温度提高并达到湿球温度，干燥速率由零增到最高值。这段曲线的持续时间和速率取决一物料厚度与受热状态。 BC段称为第一干燥阶段，物料湿度呈直线下降，干燥速率稳定不变，又称恒速干燥阶段。在这个阶段向物料提供的热量全部消耗于水分的蒸发，物料表面温度基本保持不变。 食品干燥过程，物料内部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水分扩散，则恒速阶段可以延长。食品干燥到某一湿度，湿度下降速率减慢（CD），进入第二干燥阶段，称为降速干燥阶段。进入末期，物料湿度渐向平衡湿度靠拢。干燥速率下降，物料温度提高。 当物料湿度达到平衡湿度值（DE段），物料干燥速率为零，物料温度上升至空气的干球温度。 食品加热干燥在降率阶段，低水分含量时，导湿性减小，导湿温性减小。 提高干燥速率的措施： 减少料层的厚度，缩短水分内部的扩散距离。 使物料堆积疏松，采用空气穿流料层的接触方式以扩大干燥表面积。 采用接触加热和微波加热的方法，使深层料温高于表面料温，温度与湿度梯度同向加快内部水分的扩散。 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。 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。 （1）首先要根据食品性质选择适当的干燥方式和设备。 （2）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。 （3）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。 （4）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。 (5）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。 3 食品常用的干燥方法 以干燥时空气的压力来分类干燥方法有：常压干燥、真空干燥。 3．1常压对流干燥 常压对流干燥也叫空气对流干燥，是最常见的食品干燥方法。它是利用空气作为干燥介质，通过对流将热量传递给食品，使食品中水分受热蒸发而除去，从而获得干燥。 （1）固定床接触式对流干燥 形式：箱式干燥、隧道式干燥、带槽式干燥、泡沫干燥等。 顺流隧道式干燥的含义与特点：热空气与湿物料从一端进入，另外一端出来的干燥，湿端即热端，冷端即干端的称为顺流隧道式干燥。 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。 逆流式隧道干燥的含义与特点：湿物料与热空气分别从干燥隧道的两端进入，另外一端出来的干燥，湿端即冷端，干端即热端的称为逆流式隧道干燥。 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。干制品的含水量可以更低，但是承受更高的温度。 (2）悬浮接触式对流干燥 这类干燥法的共同特点是将固体或液体颗粒食品悬浮在干燥空气流中进行干燥。 A：气流干燥 气流干燥是将粉末状或颗粒状食品悬浮在热空气流中进行干燥的方法。 气流干燥设备只适用于在潮湿状态下仍能在气体中自由流动的颗粒食品或粉末食品如面粉、淀粉、葡萄糖、鱼粉等。 B：流化床干燥 流化床干燥：是使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态。其适用对象是（均匀的）颗粒或者粉态食品。其（气力悬浮速度）一致是进行流化床干燥的关键。 C：喷雾干燥 喷雾干燥法就是将液态或浆质态食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气流中进行干燥的方法 喷雾干燥的特点：蒸发面积大；干燥过程液滴的温度低；过程简单、操作方便、适合于连续化生产；耗能大、热效低。 3．2接触式干燥法 滚筒干燥器 ；真空滚筒干燥器、带式真空干燥器等。 3．3冷冻干燥法（物料水分是在固体下从冰结晶直接升化成水蒸气） 冷冻干燥也叫升华干燥、真空冷冻干燥、分子干燥等，是将食品先冻结然后在较高的真空度下，通过冰晶升华作用将水分除去而获得干燥的方法。 冷冻干燥的原理 ：依赖于温度和压力的改变，水可以在汽、液及固态三种相态之间相互转变或达到平衡状态； 食品冻结工艺将影响冷冻干燥：冻结率低或未冻结水分较多者，冻干品的含水量也高； 冻结速度将影响冻干速度和冻干品质量。冻结速度慢时，食品中易形成大冰晶，将对细胞组织产生严重的损害，引起细胞膜和蛋白质的变性，从而影响干制品的弹性和复水性； 食品中形成大冰晶时，升华产生的水蒸气容易逸出，且传热速度也快，因此干燥速度快，制品多孔性好。 干燥：冻结体冰晶的升华总是从表面开始的，这时升华的表面积就是冻结体的外表面积； 随着升华的进行，水分逐渐逸出，留下不能升华的多孔状固体，升华面世逐渐向内部前进； 食品冷冻干燥设备 ：无论是何种型式的冷冻干燥设备，它们的基本组成都包括：干燥室、制冷系统系统、真空系统、冷凝系统、加热系统等部分 加快冷冻干燥的方法 : 提高已干层导热性 ；减小已干层厚度 ；改变干燥室的压力和温度 ；低温冷凝方法 。 冷冻干燥法的特点 : 冷冻干燥法能最好的保存食品原有的色、香、味和营养成分；冷冻干燥法能最好地保持食品原有形态； 冻干食品脱水彻底，保存期长；由于物料预先被冻结，原来溶解于水中的无机盐之类的溶质被固定，因此，在脱水时不会发生溶质迁移现象而导致表面硬化。 冷冻干燥法的主要缺点是能耗大、成本高。 4食品在干燥过程中的变化 4．1物理变化 4．1．1干缩 食品在干燥时,因水分被除去而导致体积缩小,肌肉组织细胞的弹性部分或全部丧失的现象称做干缩. 4．1．2表面硬化 是指干制品外表干燥而内部仍然软湿的现象 引起表面硬化的原因有两种，其一，食品在干燥时，其溶质借助水分的迁移不断在食品表层形成结晶，导致表面硬化；其二，由于食品表面干燥过于强烈，水分蒸发很快，而内部水分又不能及时扩散到表面，因而表层就会迅速干燥形成一层硬膜。 4．1．3溶质迁移现象 4．2 化学变化 4．2．1蛋白质因脱水而变性 影响蛋白质脱水变性的主要因素: 干燥温度、时间、水分活度、pH值、脂肪含量、干燥方法等因素地影响。 蛋白质在干燥过程中的变性机理包括： 4．2．2脂质氧化 为了防止干制品的脂质氧化酸败，可以采用下述措施：真空包装和使用脂溶性抗氧化剂处理。 4．2．3褐变 食品的干制会引起许多变色反应，最严重的变色应是褐变。 5、干制品的包装和贮藏 干制品的水分活度较低，极易在贮藏过程中吸潮。为此，干制品在贮藏之前须妥善包装以防止其吸湿。 6干制品的干燥比及复水性 干制品的干燥比是指干制前的原料重量和干制品重量之比，也即每生产1Kg干制品需要的新鲜原料重量，以R干表示，如以G初、G干分别表示原料干燥前、后的重量。 干制品的复水性是指干制品吸水后回复到原来状态的程度。它是一定量反映干制品品质的物理指标。复水性越好，表明干制品在干制过程中所发生的变质程度较轻，干制品的品质越高。 第三章 食品罐藏 罐藏: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,在维持密闭和真空的条件下,得以在室温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。　食品罐藏的原理 １.１高温对微生物的影响 １.１.１ 微生物的耐热性 １.１.２ 影响微生物耐热性的因素 （1）水分活度 水分活度或加热环境的相对湿度对微生物的耐热性有显著的影响。一般地，水分活度降低，微生物细胞的耐热性越强。 （2） 脂肪 脂肪的存在可以增强细菌的耐热性 （3）盐类 盐类对细菌的耐热性的影响是可变的，主要取决于盐类的种类、浓度等因素。 （4）糖类 糖的存在对微生物的耐热性有一定的影响，这种影响与糖类的种类及浓度有关。当浓度较低时，对微生物的耐热性的影响很小。但浓度较高时，则会增强微生物的耐热性。 （5）pH值 微生物受热时环境的pH值是影响其耐热性的重要因素。微生物的耐热性在中性或接近中性的环境中最强，而偏酸性或偏碱性的条件都会降低微生物的耐热性。 （6）蛋白质 加热时食品介质中如有蛋白质（包括明胶、血清等在内）存在，将对微生物起保护作用。 （7）初始活菌数 微生物的耐热性与初始活菌数之间有很大的关系。初始活菌数越多，则微生物的耐热性越强。 （8）微生物的生理状态 （9）培养温度 微生物的耐热性随着培养温度的升高而增高。 （10）热处理温度和时间 热处理温度越高则杀菌效果越好。 １.１.３微生物耐热性的表示方法 （1）加热时间与细菌芽孢致死率之关系——D值及TRT值 （2）加热温度和细菌芽孢的致死率之关系 D值的定义:在一定的环境和热力致死温度下,杀死某细菌群原有残存活菌数的90%所需的加热时间 D值的性质 D值越大，则细菌死亡速率越慢，细菌的耐热性就愈强。反之就愈弱，D值与细菌的耐热性之间存在正比关系。 D值与初始活菌数无关，但因热处理温度、菌种、细菌所处环境等因素而异。因此，D值只有在上述因素不变时才是常数 （3）D值、F值、和Z值三者之间的关系 Z值的概念：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（℃）。 F值为杀菌致死值，表示在一定温度下杀死一定浓度细菌(或芽孢)所需要的时间。 通常采用121℃(国外为250˚F)为标准温度，与此对应的热力致死时间t称为F值 实际杀菌F值(F实)：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果，把罐头在不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，单位是时间分钟，即相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。 安全杀菌F：指罐头杀菌在某一恒定温度(121℃)下杀灭一定数量的微生物或者芽孢所需的加热时间。作为判别某一杀菌条件合理性的标准值，也称标准F值，用F安表示。F安主要由罐头污染特性决定(微生物种类和数量). 2、 食品罐藏的基本工艺过程 2．1罐藏原料的预处理 2．2食品的装罐和预封 1罐前容器的准备 2.2.2食品的装罐 2．2．2．1装罐的工艺要求 （1）保质保量 净重：指罐头食品重量减去容器的重量后所得的重量，包括液体和固体在内。 每只罐允许净重公差为3%。但每批罐的净重平均值不应低于固体物净重。 （2）留有一定的顶隙 顶隙:指罐内食品表面层或液面与罐盖间的空隙 一般的，罐内食品表面与容器翻边或顶边应相距（4~8）毫米。 (3)排列整齐、均匀一致 (4)装罐时要保持罐口的清洁 2．2．3预封 2．3罐头的排气 2．3．1排气的目的 排气的定义：是在装罐或预封后将罐内顶隙间的、装罐时代入的核原料组织细胞内的空气排出罐外的技术措施。 排气的目的：阻止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损。阻止需氧菌和霉菌的生长发育。避免或减轻食品色、香、味的变化。控制或减轻罐藏食品在贮藏中出现的罐内壁腐蚀。避免维生素和其他营养素遭受破坏。 有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐。 2．3．2罐内真空度的测定 真空度：罐头排气后罐内残留气体压力和罐外大气压之差即罐内真空度 习惯上以mmHg表示,国际单位以N/m2或Pa表示。 罐内残留气体愈多，其压力愈大，则真空度就愈低。 2．3．4排气方法 （1）加热排气法 基本原理：将预封后的罐头通过蒸汽或热水进行加热，或将加热后的食品趁热装罐，利用空气、水蒸汽和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排出掉。 形式：热装罐法和排气箱加热排气法 特点：能较好地排除食品组织内部的空气，获得较好的真空度，还能起某种程度的脱臭和杀菌作用。但是加热排气法对食品色、香、味有不良的影响，热量利率较低，卫生状况较差。 （2）真空封罐排气法 原理：利用真空泵将密封室内的空气抽出，形成一定的真空度，当罐头进入封罐机的密封室时，罐内部分空气在真空条件下立即被抽出，随即封罐。 “真空吸收”程度高的食品 “真空吸收”程度高的食品需要补充加热。 真空封罐时罐内食品常会出现真空度下降的现象，即真空密封的罐头静置20—30分钟后，它的真空度会下降到比原来刚封好时低，这就是“真空吸收”现象。 真空吸收系数 ： K吸＝W末/W始100% 式中 W始——真空封罐时罐内的真空度 W末——真空封罐后，静置20—30分钟时的罐内真空度 K吸——真空吸收系数 各种水果的K吸值并不相同，多数在0.4—0.6之间。 应用：应用于肉类、鱼类、部分果蔬类罐头等的生产。 （3）蒸汽喷射排气法 原理:向罐头顶隙喷射蒸汽，赶走顶隙内的空气后立即封罐，依靠顶隙内蒸汽的冷凝来获得罐头的真空度。 影响因素： ⑴ 顶隙 （2）食品种类 ⑶ 封罐温度 应用：适用于大多数加糖水或盐水的罐头食品和大多数固态食品等，但不适用于干装食品。 2．4．2罐头的密封 罐头食品能够长期保藏的两个主要因素：一是充分杀灭罐内的致病菌和腐败菌；二是使罐内食品与外界完全隔绝，不再受到外界空气和微生物的污染而腐败变质。 2．5罐头的杀菌和冷却 罐头杀菌的对象菌是指食品中污染数量大，耐热性强、不易杀灭，罐头中经常出现、危害最大，杀菌的重点对象。pH大于4.6的低酸性食品的对象菌——肉毒梭状芽孢杆菌 罐头的pH分类及其根据是： 低酸性食品：在罐头生产中常根据食品的pH将其分为酸性食品和低酸性食品两大类，一般以pH4.6为分界限，pH＜4.6的为酸性食品，pH≥4.6的为低酸性食品。低酸性食品一般应采用高温高压杀菌，即杀菌温度高于100℃。 商业杀菌：在杀菌程度上杀灭腐败菌、致病菌、产毒菌，并不要求绝对无菌，允许活菌存在，但不引起腐败、致病、产毒为度。目的是尽量减少加热杀菌对食品色香味形带来的不利影响。 巴氏杀菌法：杀菌温度为100℃以下，适用于高酸性食品的杀菌。 杀菌的目的： 1/主要杀灭罐内微生物的致病菌、腐败菌、产毒菌 2/增进食品风味 3/软化食品组织，易于人体消化吸收 4/钝化酶的活性 2．5．1罐头食品的热传递 （1）罐装食品中的传热方式： 传热方式：传导（什么叫冷点？）、对流、对流传导结合式 1/传导： 导热：由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式即导热。 冷点：导热最慢通常在罐头的几何中心处，此点称为冷点，在加热时，它为罐内温度最低点，再冷却时则为温度最高点。 导热可分稳态导热和不稳态导热 稳态导热：物体内温度的分布和热传导速度不随时间而变。 不稳态导热：温度的分布和热传导速度皆为时间的函数。 属于导热方式的罐头食品有：固态及粘稠食品 2/对流换热： 借助于流体的流动来传递热量的方式，也即流体各部分的质点发生相对位移而产生的热交换。 属于对流换热方式的罐头食品有：果汁、汤类等低黏度液体状食品。 3/对流传导结合式 许多情形下，罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后进行。 （2）影响罐装食品传热的因素 1/食品的物理性质 2/食品的初温 一般地，初温与杀菌温度之差越小，罐头中心加热到杀菌温度所需的时间越短。 3/容器 4/杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置 回转式杀菌对于加快导热-----对流结合型传热的食品及流动性差的食品的传热，尤为有效。 5/其它 1. 安全F值的估算 2. 加热杀菌时间的一般计算法 1920年Bigelow根据细菌致死率和罐头食品传热曲线推算出杀菌时间，这种方法被 称为基本推算法（ The General Method） 基本推算法的关键是找出罐头食品传热曲线与各温度下细菌热力致死时间的关系。 比奇洛基本推算法： 细菌致死率 ←→ 传热曲线。T食＞T致死 → 1。基本原理：找出罐头食品传热曲线和各温度时细菌热力致死时间性的关系，为罐头食品杀菌操作（理论上达到完全无菌程度）推算预定杀菌温度工艺条件下需要的加热冷却时间。 2。部份杀菌量： 细菌在T℃温度时的热力致死时间为I分钟，在T℃加热了t钟，则在T℃温度下完成的杀菌程度为t/τ。 杀菌率(致死率)-热力致死时间的倒数积分后,总致死量. A=∫0tdt/τ 杀菌效率值以A表示，假如某细菌在T温度下致死时间为τ1，而在该温度下加热时间为τ，则τ/τ1就是部分杀菌效率值。 总的杀菌效率值就是各个很小温度去区间内的部分杀菌效率值之和，即： A=A1+A2+……+An 或 A=∫0tdt/τ 当A=1时，杀菌时间最适宜 3。罐头杀菌时间和F值的公式计算法 2．5．3杀菌工艺条件和杀菌方法 杀菌对象菌的选择：一般说霉菌和酵母菌的耐热热性较嗜热性细菌为低，故在杀菌对象菌中主要考虑的是耐热性细菌的芽孢。 在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线以PH4。6为标准 杀菌强度： F值：在一定温度下，杀灭一定浓度的对象菌所需的加热时间 1/杀菌规程 罐头杀菌的工艺条件也即所谓杀菌规程，是指杀菌温度、时间及分压等因素，一般表示成下列形式： 杀菌工艺规程的制订 各种罐头均应由授权机构按规定的程序制订加热杀菌的工艺规程，供工厂采用。 制订杀菌工艺规程的依据和程序: (1)必须根据以下基本因素制订杀菌工艺规程： 罐头中微生物的种类及其耐热性的有关参数，罐型大小和形状，产品的 pH值，成分或配方，固形物量，贮藏温度。 (2)根据杀菌设备的具体情况，正确选定各种罐头的冷点，在实际生产中反复进行热穿试验。依据实验取得的数据，拟定试验性杀菌工艺规程。 (3)根据试验性杀菌工艺规程 进行样品试验-----接种试验-----生产线上的试验。 2/罐头的杀菌方法 罐头的杀菌方法通常有两大类，即常压杀菌和高压杀菌 （1）常压沸水杀菌 适合于大多数水果和部分蔬菜罐头，杀菌设备为立式开口杀菌锅。 （2）高压蒸汽杀菌 低酸性食品，如大多数蔬菜、肉类及水产品类罐头必须采用100℃以上的高压杀菌。 （3）高压水杀菌 此法适用于肉类、鱼贝类的大直径扁罐及玻璃罐。 2．6．1罐头的检查 外观判断：生锈？穿孔？胀罐？真空度低？（敲击） 感官检验：色泽，风味，组织状态。 生化检验：固形物含量，净量。 微生物检验： 2．6．2 罐头食品的包装和储藏 3、罐头食品的变质现象 3．1罐头食品的变质 罐头食品中常见的腐败现象有胀罐、平酸腐败、黑变、发霉等。 3．1．1胀罐 物理性胀罐：多是由于原料(内容物)装得太满或排气不充分，或是在储运过程中受震荡、强热、冷冻等原因引起的。 物理性胀罐主要的防止措施有： 　　 (1)应严格控制装罐量，切勿过多。 　　 (2)注意装罐时，罐头的顶隙要适宜，要控制在3-8mm。 　　 (3)提高排气时罐内的中心温度，排气要充分，封罐后能形成较高的真空度 　　 (4)加压杀菌后的罐头消压速度不能太快，使罐内外的压力较平衡，切勿悬殊过大。 　　 (5)控制罐头制品适宜的贮藏温度　0-10℃。 化学性胀罐：见于酸性罐头食品(如糖水山楂等)是其中的有机酸与铁较长时间接触，产生电化反应而放出氢气造成的，也叫做氢胀 细菌性胀罐：主要是细菌从外界侵入，在罐内生长繁殖而引起的。这种罐头不但产生气体引起膨胀，而且开罐后气味与滋味也具有严重的酸性腐败臭味，不能食用。 3．1．2平酸腐败 罐头外观正常，但内容物酸度增加，pH值可下降到0.1～0.3，因而需要开罐后检查方能确认。 特征：外观正常，开罐后呈轻微或严重酸味。 平酸菌：导致罐头平盖酸败的细菌（多为兼性厌氧菌） 3．1．3黑变或硫臭腐败（隐胀，轻胀）： 是由于微生物的生长繁殖是含硫蛋白质分解产生惟一的H2S气体，与罐内壁铁质反应生成黑色硫化物，沉积在罐内壁或食品上，使其发黑并呈臭味。 引起黑变的细菌是致黑梭状芽孢杆菌，其芽孢的耐热性较差。因此，只有在杀严重不足时才会出现。_ 外观：正常或隐胀，轻胀。 3．1．4发霉是指罐头内容物表面出现霉菌生长的现象。 原因：容器裂漏或真空度偏低。 3．2 罐头容器常出现罐壁腐蚀和变色等变质现象。 罐内壁的腐蚀现象 常见的罐内壁腐蚀有酸性均匀腐蚀、集中腐蚀、氧化圈及异常脱锡腐蚀等。 第四章 食品的低温保藏 1 食品低温保藏原理: 果蔬在采收以后的生命活动抑制了微生物对果蔬的腐败作用，而生命活动本身消耗了果蔬的营养物质，降低温度减小了生命活动，保持了营养价值，实现保藏。无正常生命活动的动物性食品放在低温下，则微生物和酶对食品的作用就变得很微小，在－18℃冻结时，生成的冰结晶使微生物细胞受到破坏，微生物丧失活力而不能繁殖，酶的反应受到严重抑制，食品的化学变化极为缓慢，可以作较长时间的贮藏而不会腐败变质，这就是食品冷藏原理。 1.1低温对微生物的影响 1．1.1 微生物的耐冷性 1.1.2低温对微生物的抑制作用 当微生物的生长繁殖速度下降到零时的温度称做生物学零度（Biological Zero），通常为0℃。 低温只是抑制微生物的生长繁殖,是抗菌作用而非杀菌作用. 1.2低温对酶活性的影响 一般地，低温特别是冻结将对酶的活性产生抑制作用. 2 食品的冷却和冷藏 2.1食品的冷却:将食品的温度降低到接近食品的冰点,但不冻结. 2.1.1冷却的目的 冷却的主要目的是降低食品的温度以抑制微生物和酶等变性剂的作用，延长食品的保质期。 2.1.2冷却法 常用方法有空气冷却法、水冷却法、冰冷却法及真空冷却法等四种。 (1)空气冷却法 它是将食品放在冷却空气中，通过冷却空气的不断循环带走食品的热量，从而使食品获得冷却。 优点：简便易行，缺点:冷却速度慢，冷却食品干耗较大及冷风分配不均匀等。 (2)水冷却法 即将食品直接与低温的水接触而获得冷却的方法。水冷却法通常有两种方式：浸渍式和喷淋式， 水冷却法的优点是冷却速度快、避免了干耗、占用空间少等。 缺点：损害食品外观、易发生污染及水溶性营养素流失等 (3)冰冷却法 即冰直接与食品接触，吸收融解热后变成水，同时使食品冷却的方法。其特点是冷却速度快，鱼体表面湿润、光泽，且无干耗。 (4)真空冷却法 原理: 它是利用水在真空条件下沸点降低的原理来冷却食品的，特别适合于蔬菜、蘑菇等表面积大的蔬菜的冷却。 优点是冷却速度很快，缺点是成本较高，少量不经济。 2.2食品的冷藏 冷藏是将食品的品温维持在冰点以上某一温度范围内的贮藏过程。 冷藏是通过抑制微生物及酶类的活动和降低食品基质中的活性，来防止食品腐败变质，保持食品的新鲜度和营养价值。 冷藏是目前效果较好、价格较低、保鲜时间较长、最普遍采用的食品贮藏方法。 食品的冷藏有两种普遍使用的方法，即空气冷藏法和CA冷藏法。 2.2.2空气冷藏法 空气冷藏法：是用空气作为冷却介质来维持冷藏库的低温，在食品冷藏过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品换热，保持食品的低温水平。 食品冷藏工艺和控制 冷藏过程中主要控制的工艺条件包括冷藏温度，空气的相对湿度和空气的流速等。这些工艺条件可随食品种类、储藏期的长短和有无包装而异。 影响因素： 1/冷藏温度 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，冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。 2/空气相对湿度 冷藏室内空气中的湿度对食品物料的耐藏性有直接的影响，冷藏室内空气既不宜过干也不宜过湿，应根据不同物料选择合适的相对湿度。 3/空气循环 一般冷藏室内的空气保持一定的流速以保持室内温度的均匀和进行空气循环。**只有空气的相对湿度较高而流速较低时，才会使食品物料的水分损耗降低到最低的程度。空气流速越大，食品水分蒸发率也越高。 4/通风换气 通风换气的方法有自由通风换气和机械通风换气两种。 5/包装及堆码 包装方法可采用普通包装法，也可以用真空包装及充气包装法 6/产品的相容性 存放在同一冷藏室中的食品，相互之间不允许产生不利的影响。 2.2.3 CA冷藏法 果蔬的气调贮藏是把贮藏室内的空气组成成分加以调换，减少库内的氧气，增加二氧化碳，在人工组成气体中进行冷却贮藏，简称CA贮藏(ControlledAtmosphereStorage)。 由于CA贮藏使果蔬的呼吸作用受到抑制，因此比单纯的冷藏能更好地保持其鲜度，从而延长了果蔬的贮藏期。 （ 2）CA贮藏法的特点 CA贮藏法是一种很好的水果、蔬菜保鲜方法。它能抑制果、蔬的呼吸作用，阻滞乙烯的生成，推迟果蔬的后熟，延缓其衰老过程，从而显著地延长果、蔬的保鲜期；能减少果、蔬的冷害，从而减少损耗；能抑制果蔬色素的分解，保持其原有色泽；形态；风味； CA贮藏法的主要缺点是一次投资较大，成本较高及应用范围有限，目前仅在苹果、梨等水果中有较大规模的应用。 （3）CA贮藏的方法 1/自然降氧法 2/机械降氧法 3/气体半透膜法 4/抽真空法气体半透膜法 果蔬出库前逐步升温的目的与方法是什么？ 冷藏果蔬出库前的处理 果蔬从冷库中直接取出，常常会在表面凝结有水珠，特别是夏天，凝结的水珠量更多，俗称发汗现象。再加上剧烈温差的影响，会促使呼吸作用大大加强，使果蔬容易软烂。经过长期低温贮藏的果实，骤遇高温色泽也会变暗，因此冷藏的果蔬在出库前要进行逐步升温。 逐步升温的升温过程最好在专设的升温间内进行，也可在冷藏库的走廊内进行。果蔬升温时，空气温度应比果蔬温度高2—4℃左右，相对湿度在75—80％左右，当果蔬温度上升到与外界气温相差4—5℃时才能出库。 2.2.4食品在冷藏过程中的质量变化 2.2.4.1干耗 干耗的定义：食品在冷却时，不禁食品的温度下降，而且食品中所含汁液的浓度增加，由于分子的扩散作用，表面水分蒸发，出现干燥现象，当食品中的 水分减少后，就造成了重量损失。 干耗的机理 ：假设单位时间内食品的干耗为W(kg)，其表面积为F(m2)，食品表面的水蒸气分压为Pf(N/m2)，与食品接触的空气的水蒸气分压为Pm(N／m2)，那么下列关系式成立：W = β F(Pf - Pm)9.8 (3．1) 式中β为食品表面的蒸发系数或升华系数，kg／N。 β、F都是与食品本身有关的物理特性，因此对于某个食品而言，它们是常数。这就是说；干耗是由食品表面与其周围空气之间韵水蒸气压差来决定的，压差越大，则单位时间内的干耗也越大。 影响干耗的因素： （1）热量 供给的热量越多，则干耗速度越快。 （2）堆垛密度及装载量 堆垛的密度与食品干耗的关系 （3）冷藏或冻藏条件 冷藏或冻藏温度越低，空气相对湿度越高及流速越小则食品的干耗也越少。 （4）空气流速 空气流速对干耗的影响会因食品种类而有所差异。 （5）冷库的建筑结构 减少干耗的方法： 良好的包装，如气密性包装或真空包装，包冰衣，使冷库温度低且稳定，提高冷库的相对湿度及修建夹套式冷库等均是有效的减少干耗的方法。 造成的损害 果蔬 抑制果蔬的呼吸作用、影