南农食品科学导论第二部分保藏.ppt
第二部分,保 藏Preservation,第七章 热Heat,学习目标Objectives1，指出四种食品的热保藏温度；2，描述怎样选定何时得热处理方式；3，热传递的方式；,7.1 热 热在物理上的意义是由于温度差异，质的某一部分转移到另一部分。热是能量的传递，如果物质的体积保持不变，他总是从物质的高温部分转移到低温部分，升高后者的温度，而降低前者的温度。温度是由物质分子的平均动能决定的。,7.2 保藏程度Degrees of preservation（9-1）,灭菌Sterilization：将微生物完全破坏，通常要求在温度121（250）条件下至少保持15min以破坏所有的孢子。商业无菌Commercial Sterility：所有的病原性微生物和产生毒素的微生物以及它在通常的储藏条件下能够繁殖并导致食品劣变的微生物完全被杀死。巴氏杀菌Pasteurization：是一种相对低能量的热处理方式。目的有两个：（1）破坏所有的可能在特定食品中繁殖的病原性微生物。（2）通过减少腐败性微生物的数量来延长食品货架寿命。热烫Blanching：是一种温和的热处理方式，常用于水果和蔬菜。主要目的使酶失活。,7.3 热处理方式的选择Selecting Heat Treatments,为了选择正确的热处理强度，首先应考虑两个因素：（1）使大多数最耐热的微生物失活所需要的时间-温度组合。（2）热要穿透食品和容器的特性。热穿透食品的特性根据食品的稠度和颗粒的大小以及容器的尺寸、形状和材料的变化而变化。,7.4 微生物的抗热性Heat Resistance of Microorganisms,罐装食品中最耐热的是肉毒梭状芽胞杆菌Clostridium Botulinum，必须使用足够的时间-温度组合杀死这种病原菌。加热能杀死所有细菌的孢子。孢子比细菌细胞具有更强的抗热性。不知道食品中含有哪一种微生物时，需应用安界限值。,肉毒杆菌的芽胞具有很高的耐热性,在100煮沸的情况下能存在数小时；然而,暴露在120湿热30分钟就能杀死其芽胞。相反,毒素却容易为加热所破坏,在80烹调食物30分钟就能避免肉毒中毒。,肉毒梭状芽胞杆菌(扫描电镜图片),7.5 热传递Heat Transfer,热传导Conduction Heating：热通过质点之间的接触来传递，罐内食品颗粒处于静止状态。热对流Convection Heating：依靠罐内流动来传递热量。辐射加热：通过介质完成能量传递，本身不加热。对流-传导Convection-Conduction：热传导是由于热的食品颗粒与冷的食品颗粒发生碰撞时产生的热传递，对流加热涉及热分子循环，导致更有效的热传递，通过对流加热时食品达到期望温度的时间要远远少于热传导。（淀粉凝胶）传导-对流Conduction-Convection：热处理时首先发生的是传导，然后食品质构的变化导致热对流。（油脂融化）辐射Radiation：是以电磁波为形式的能量传递，是热传递最快速的方法。,7.6 不同的温度-时间组合Different Temperature-Time Combinations,为了确定需要的时间-温度组合应该考虑食品中存在的最耐热的病原体和食品腐败菌，还需考虑食品的热穿透性和它们的容器。微生物的死亡和生长一样通常用对数方程来表示。食品加工者使用了两种特征值：D值(D Value)、Z值(Z Value)，这两个数值与不同加热温度和时间下微生物的死亡有关。D值指在某一特定温度下，微生物的数量减少一个对数周期所需要的时间分钟数。时间（min或s）和温度的单位必须是特定的。如D121=3.5min,Z值（如9-3）：热致死时间降低一个对数周期所需要升高的温度。时间-温度组合Time-Temperature Combinations：多种加热时间和温度组合能产生同样的破坏效应。如：对肉毒索状芽孢杆菌以下组合具有完全等同的杀菌效果：172-0.78min；124-1.45min；121-2.78min；118-5.27min；116-10min；110-36min；109-150min；100-330min低酸食品Low-Acid Foods：食品的酸性影响其加工温度和时间如表9-2所示。,如：104时，100min内杀死90%的微生物和114 时，10min内同样杀死90%的微生物，Z值为10。,7.8 包装前后的热处理Heating Before or After Packaging,包装前热处理的方式：分批处理、连续处理、热包装、热罐装等。无菌包装Aseptic Packaging：食品首先在容器外灭菌，然后装入一个预先灭菌过得容器中，并在无菌条件下进行密封。,第八章 冷藏Cold,学习目标Objectives：1 冷却、冷藏和冷冻的比较2 冷藏和阴凉贮藏3 冷冻和冷藏4 新的进展5 家庭冷冻,8.1 冷藏和冷冻的比较Refrigeration Versus Freezing,阴凉贮藏Cool Storage：2-16 冷藏温度：4.57 冻藏温度：-180 微生物在温度高于10下生长迅速。只要有水存在，有些微生物在亚冰冻温度条件下仍能生长；当温度低于-9.5时，微生物几乎不生长。,8.2 冷藏和阴凉贮藏Refrigeration and Cool Storage,冷藏也是一种温和的食品贮藏方法，它对食品的风味、质构和营养价值影响最小，但是冷藏对于保藏食品的贡献极其有限。对于大多数食品而言，冷藏能够使食品的货架寿命延长几天时间。冷藏可使腐败（微生物或酶的）反应减缓到最低程度。冷藏不能杀死微生物或使酶失活，只是减缓它们的优劣效应。阴凉贮藏作为一种保藏技术使用，必须使食品在加工、运输、展示和家庭冷藏过程中维持一个合适的低温条件。,冷藏温度与贮藏期的关系：,冷藏的基本要求Requirements of Refrigerated Storage：达到有效冷藏的必要条件是低温控制、空气循环、相对湿度控制（80%-95%）及气调。隔绝程度、开门频率、每天入库的温热食品数量和食品的呼吸速度都会影响冷藏的要求。在气调冷库里，必须维持标准的冷藏温度和湿度，减少O2含量和增加CO2含量以减少食品的呼吸。,在冷藏过程中食品发生的变化Changes in Food during Refrigerated Storage,冷害chilling injury吸收异味flavor absorption硬度firmness颜色color风味flavor糖分sugar。,冷冻和冻藏Freezing and Frozen Storage,冷冻可以被认为是冷藏的延续。冷冻类似于冷藏,因为它不会破坏微生物或使酶失活,但是它能延缓食品的劣变效应.冷冻已经成为一种主要技术,为家庭和餐馆提供方便食品,对食品品质变化如大小,形状质构,颜色,味道和微生物数量等影响最小。前提是食品冷冻操作适当而且食品能够被冷冻。如：芹菜、黄瓜、莴苣、萝卜解冻后变软、渗水、变色、变味,优质速冻食品应具备以下五个要素：,(1)冻结要在-18C-30C的温度下进行，并在20min内完成冻结。(2)速冻后的食品中心温度要达到-18C以下。(3)速冻食品内水分形成无数针状小冰晶，其直径应小于100m。(4)冰晶体分布与原料中液态水分的分布相近，不损伤细胞组织。(5)当食品解冻时，冰晶体融化的水分能迅速被细胞吸收而不产生汁液流失。,食品冷冻贮藏时间frozen storage time,冷冻时的化学变化Chemical Change during Freezing（冷冻果蔬酶活力下降，没有破坏，会引起品质损失）蔬菜中的酶Enzymes in Vegetables：进行烫漂使酶失活，延长冻藏期。水果中的酶Enzymes in Fruits：会引起水果褐变和维生素C损失。加入抗坏血酸（Vc）食品中的腐败Rancidity in Foods：化学腐败（含脂肪：气味变化，降低氧气含量）肉进行包装,冷冻时食品的质构变化Textual Changes during Freezing冰晶：细胞破裂，质构变软（果蔬水分含量大）结冻率：快速冻结温度波动引起的变化：-18C以下；温度少波动水分损失：表面冰晶蒸发，组织变干变硬；进行扛湿包装,冷冻过程中的微生物生长 Microbial Growth in the Freezer 冷冻过程实际上并不破坏水果和蔬菜中可能存在的微生物，虽然烫漂会破坏一些微生物，但是在冷藏期间微生物数量会有一个逐渐下降的过程，食品解冻时，会有大量的微生物成倍繁殖而引起食品劣变.（注意温度安全）肉毒梭状芽孢杆菌,对罐装的低酸食品而言,是产生问题最大的微生物.（低于-18不生长和产毒素，易安全保藏灌装低酸食品）,冷冻方法Freezing Methods 空气中冻结三种方法：静态空气“深”冻、鼓风冻结和流化床冻结。食品或食品外包装直接接触制冷剂表面的冻结方式：单板式、双板式、压力板式和半冻结式,包装Packaging 包装是为了防止冷冻食品脱水、强光的照射和与空气的接触，它要求牢固、柔韧而且不漏水。,新的进展 New Developments,冷冻技术的成功应用为食品加工者开辟了一个新的领域，他们能够制备完整的膳食食品并将其冷冻，一直到消费者准备融化并加热使用该产品。到目前为止，没有其它任何一种食品的包藏方式能比冷冻食品方便。,家庭冷冻Home Freezing,刚性容器Rigid Containers：用塑料和玻璃材料制造的刚性材料容器适用于所有的包装食品，尤其适合于液态食品的包装。柔性包装袋或包装纸Flexible Bags or Wrappings抗水分蒸发性材料和增强型铝箔支撑的包装袋和纸适用于干法包装蔬菜和水果、肉类、鱼或家禽，也适用于液体包装；防护性的硬纸板箱用于防止包装袋或纸渗漏，使食品易堆放；,冷柜刻度表Freezer Pointers,为了使食品快速冻结，可以在24h前预先将温度设定在-23度或更低；食品一经包装和密封好就立刻冷冻；不要将未冻结的食品在冷柜堆放太多，使冷柜超负荷。袋装食品堆放在冷柜最冷的部位直接接触冷表面；包装袋之间留有空隙，使空气可以自由循环。,实现高质量的冷冻食品（不适合冷冻的食品）冷冻对香料和调味品的影响冷柜管理（温度、详细记录）,第九章 干燥和脱水Drying and Dehydration,学习目标Objectives：1，掌握脱水和干燥的定义和作用；2，解释干燥曲线；3，识别食品干燥过程中发生的化学变化；4，描述3种干燥的方法；5，食品浓缩的方法。,脱水Dehydration 脱水：一般在自然和烹饪时发生，脱水几乎可以完全除去水分。脱水可以导致重量减轻，每个容器单位体积容纳的产品增大，运费降低等结果。干燥：目的是降低含水量从而阻止微生物的生长。干燥不能除去食物中的所有水分。影响食品在干燥过程中水分和热传递因素有：表面积、温度差、空气流通、湿度、气压。（采用哪些措施增强水分干燥效果？）方法：增大食品的表面积、提高温度和空气流通速度、降低湿度和气压来增强食品的脱水效果。,干燥曲线：脱水时，食品丧失水分的速率一直在变化。首先水分丧失很快，因为水分从食品表面丧失。当食品表层形成一层干燥界面时，剩下的水分就会被限制在内部。食品外部的干燥界面形成了一个隔离层阻止热向食品快速传递，而且食品内部的水分也更不容易向外挥发。最后食品湿度达到了正常的相对平衡，它从外界吸收的的水分等于它挥发的水分。如图9-1。,图9-1典型干燥曲线表,食物在干燥过程中发生的化学变化如下：非酶褐变Nonenzymatic browning（美拉德反应、焦糖化反应）酶促褐变Enzymatic browning增加复水难度Loss of ease of rehydration风味损失Loss of flavor,干燥方法Drying Methods,空气对流干燥 Air convection筒式干燥 Drum真空干燥 Vacuum冷冻干燥 Freeze,典型的空气对流干燥器有一个封闭的容器，循环的空气通过这个容器并被加热。需干燥的食物被拖在容器的内部，空气的流动由风扇、鼓风机、和隔板控制。干燥后的产品由特殊设计的设备收集。例如：片状食品、酱、液体,筒式干燥：在加热的转筒表面放一薄层需要干燥的食物，随着转筒的滚动不停的添加食品，薄层食物得以干燥。这种干燥器有一个或两个转筒。例如：牛奶、土豆泥、西红柿酱和动物饲料。,真空干燥：真空干燥产品品质最高但是其耗费也最大。真空干燥器的关键部分是真空室、加热器、保持真空的装置、收集从食品中会发出蒸汽的装置。真空干燥机两个主要类型是架式真空干燥机和连续真空带式干燥机。例如：果汁、速溶茶、牛奶。,冷冻干燥：冷冻干燥保护了食品的风味、颜色、组织状态和外观。冷冻干燥的原理是蒸汽压低，水分从冰中蒸发时冰不会融化。例如：咖啡、果汁、草莓、牛排。,所有的液体食物在脱水时首先被浓缩，食品缩水后体积和重量下降。浓缩食品蒸发了1/3-2/3的水分，有一定的保藏效果，但主要是降低了食品的重量和体积，可以降低包装和运输的费用。如：全脂无糖炼乳、果蔬汁、糖浆、果酱、凝胶。,食品浓缩Food Concentration,食品浓缩方法Methods of Concentration日照Solar 人工湖浓缩盐溶液敞开式Open Kettles（敞盖的热容器）汤瞬时蒸发器Flash evaporators（蒸汽加热容器）薄膜蒸发器Thin film evaporators（喷射食品成膜）真空蒸发器Vacuum evaporators（低温+真空）冷冻浓缩Freeze concentration（分离冰晶）橙汁超滤和反渗透Ultrafiltration and reverse osmosis 酸奶、果汁,家庭干燥Home Drying,大多数食品可以用现在的食品干燥机在家庭干燥。只要选择了正确的温度、低湿度和空气流动，烘箱和食品干燥机就可以干燥食品。常用的家庭干燥方法有：食品干燥机、烘箱干燥、室内干燥、日晒干燥。,第10章 发酵、微生物和生物技术Fermentation、Microorganisms and Biotechnology,目标Objectives1，什么是发酵；2，控制发酵的三种方法；3，例举6种发酵食品；4，酿造的步骤。,发酵Frementations,发酵是最古老的食品贮藏方法之一。原理是利用细菌和酵母菌在厌氧条件(没有氧气条件下)对糖的降解。发酵产生酸和乙醇，还有乙醛、酮和风味物质。发酵有助于食品抵抗微生物的降解从而保藏食品。发酵的一般反应：葡萄糖 丙酮酸 乙醛和二氧化碳 乙醇,乳酸菌发酵可以生产：酸奶、泡菜、农家干酪、香肠醋酸菌发酵可以生产：食醋、果醋霉菌可以生产：蓝色干酪酵母菌可以生产：啤酒、葡萄酒、威士忌、面包,优点Benefits：1、发酵的主要优点是有利于食物的保藏。（产酸抑制腐败；增加风味；去掉大豆的腥味；改变食品化学成分）2、发酵食品比非发酵性食品更有营养。（微生物产生维生素和生长因子；产的酶分解纤维素成单糖）,控制Control为了满足微生物生长，发酵可以通过三个因素控制：1、pH：抑制腐败菌或不期望微生物的生长 2、盐浓度：（卤水），腐败微生物盐度耐受性 2.5%3、温度：温度不同，优势微生物的生长种类不同,发酵技术的应用Uses of Fermentation,发酵乳制品Fermented Dairy Products：干酪的生产依赖于乳酸菌的乳糖发酵。乳酸菌产生乳酸，可以降低pH；有助于凝乳；促进脱水收缩；抑制腐败菌和致病性细菌的生长；并且有助于干酪质构、风味。面包生产Bread Making：面包使用酵母菌发酵。泡菜Pickling：泡菜的制造是将果蔬浸泡在含有一种或几种调味料的醋溶液中，这些调味料可以增加风味。腌制：蔬菜、水果、肉类、鸡蛋、坚果,干酪,道家泡菜,面包,加工肉制品Processed Meats：可以增加包藏效果、并由于生产的乳酸而形成独特的刺激味。发酵抑制了腐败菌和病原菌的生长。醋Vinegar：由乙醇发酵过程中产生的醋溶液，可以作为调味品或防腐剂。（通常含4-8%乙酸）葡萄酒生产Wine Making：葡糖经挑选和去梗后立刻榨汁，存在于果皮表面的酵母菌作用于葡萄中的糖类、发酵自然进行。,酿造Brewing(啤酒)包括四个部分：糖化、蒸煮、发酵、成熟。糖化Mashing：麦芽、水和粉碎的谷物在一定温度下使得谷物淀粉完全转化为糖。蒸煮Bioling：液化的麦芽汁浓缩加入啤酒花。发酵Fermentation：麦芽汁中接入酵母，产生乙醇、二氧化碳、以及糖分解的副产物。成熟Aging：将蛋白质从啤酒中移除，或用酶法“消化”。,作为食品的微生物Microorganisms As Food,除了用于改善食品，某些微生物还可以作为动物饲料和人类的食品。这些经过筛选的微生物具有生长快速、营养价值高及其他作为饲料和食品的性质，有时也称为单细胞蛋白（SCP）。如：酿酒酵母和焙烤酵母,基因工程和生物技术Genetic Engineering and Biotechnology,食品工业中，基因工程可以提高传统发酵食品的产量可效率，还可以将废弃的或没有充分利用的原料转化为有用的原料。转基因食品：利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。转基因生物直接食用，或者作为加工原料生产的食品，统称为“转基因食品”我国转基因作物种植量居世界第四，主要为转基因棉花。主要的转基因作物有：大豆、棉花、玉米、油菜籽、甜菜、水果等,凝乳酶Chymosin（皱胃酶）：用于干酪的加工。是食品中允许使用的第一个基因工程食品。牛生长激素Bovine Somatotropin：用于乳牛可以使牛乳的产量提高10%-20%，而饲料的摄入量仅提高6%。西红柿Tomatoes：西红柿含有多聚半乳糖醛酸酶的反义基因。（转基因西红柿正常成熟风味饱满且软化慢）克隆Cloning：从体细胞中生产许多相同的基因工程动物将成为可能。,The End,
