第一章緒論第一節食品的概念一、食物與食品1.食物：供人類食用的物質稱為食物。是人體生長發育、更新細胞、修補組織、調節機能必不可少的營養物質，也是產生熱量保持體溫、進行體力活動的能量來源。除少數物質如鹽類外，幾乎全部來自動植物和微生物。2.食品：食物經過加工制作的食物統稱為食品。3.食品分類的方法：按加工工藝分；按原料來源分；按產品特點分；按食用對象分：老年、兒童、嬰兒、婦女、運動員、航空、軍用。二、食品的功能1.營養功能（第一功能，營養功能）蛋白質、碳水化合物（糖）、脂肪、維生素、礦物質、膳食纖維。提供營養和能量，為了生存（吃飽）。2.感觀功能（第二功能）為了滿足視覺、觸覺、味覺、聽覺的需求，使多吃吃好。3.保健功能（第三功能，新發展的功能）調節人體生理功能，起到增進健康、充沛精力、恢復疾病、延緩衰老、美容等作用。三、食品的特性1.安全性，無毒、無害、無副作用2.保藏性，有一定的貨架壽命3.方便性，食用、攜帶、運輸及保藏第二節食品加工工藝一、食品加工（一）加工操作類型預處理：清洗分離粉碎；單元操作：加熱冷卻干燥；關鍵工序：殺菌消毒；食品添加劑：調味保存；包裝：維持由于加工操作帶來的產品的特征。（二）食品加工的目的滿足消費者要求；延長食品的保藏期；增加食品的安全性；提高附加值。二、食品工藝EQ\o\ac(

,)根據技術上先進、經濟上合理的原則，將原料加工成半成品或將原料和半成品加工成食品的過程和方法。第四節食品工藝學的主要研究內容和范圍一、研究內容和范圍（一）根據食品原料的特性，研究食品的加工保藏1.食品原料的特性（1）有生命活動（2）季節性和地區性（3）復雜性（4）易腐性：按照腐敗變質可能性將食品原料分為：極易腐敗原料（1天~2周），如肉類和大多數水果和部分蔬菜；中等腐敗性原料（2周~2月），如柑橘、蘋果和大多數塊根類蔬菜；不易腐敗原料（2~8月），如糧食谷物、豆類、種子和無生命的原料如糖、淀粉和鹽等。2.引起食品變質的原因（1）微生物的作用（2）酶的作用（3）物理化學作用3.食品保藏的途徑（1）控制微生物：加熱（殺滅微生物、巴氏殺菌、滅菌）；冷凍保藏（抑制微生物）；干藏（抑制微生物）；高滲透；煙熏；氣調；化學保藏；輻射；生物方法。（2）控制酶（3）防止物理化學反應（二）研究食品質量要素和加工對食品質量的影響1.食品的質量因素主要包括：食品感官指標（包括色、香、味、質構等方面）、營養素含量、衛生指標和保藏期。2.加工對質量的影響（三）創造滿足消費者需求的新型食品如改變包裝、方便性、強化營養、增加功能、降低成本等。（四）研究充分利用現有食物資源和開辟食物資源的途徑1.充分開發以前未被充分利用的資源；2.加大對副產物的綜合利用。（五）研究加工或制造過程，實現食品工業生產的合理化、科學化和現代化科學選用工藝技術：（1）食品制造技術：生物技術、膜分離技術（2）食品保藏技術：高壓殺菌技術、輻射殺菌技術（3）食品監控技術：聚合酶鏈反應、生物傳感器。第二章食品的脫水1.脫水加工的類型（1）依據脫水的程度濃縮——產品是液體，其中水分含量高(>15%)干燥——產品是固體，最終水分含量低(<15%)（2）依據食品脫水的原理在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發（3）依據食品分子大小不同用膜來分離水分，如滲透、反滲透、超濾，主要是濃縮。2.干燥的目的（1）降低食品中的水分活度（2）減小食品體積和重量（3）為了食品的貯藏和延長保藏期3.食品干燥保藏EQ\o\ac(

,)指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質的程度后，并始終保持低水分進行長期保藏食品的一種方法，簡稱干藏。是一種最古老的食品保藏方法。4.食品干藏的特點（1）自然干制：時間長、設備簡單、生產費用低（2）人工干制：時間短、避免自然因素影響第一節食品干藏原理一、食品中水分存在的形式1.結合水或被束縛水2.自由水或游離水二、水分活度1.水分活度的定義EQ\o\ac(

,)游離水和結合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，將食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度Aw。(Aw=1自由水，可被利用；Aw<1結合水)Aw=f/f0f食品中水的逸度；f0純水的逸度水分逃逸的趨勢通常可以近似地用水的蒸汽壓來表示，在低壓或室溫時，f/f0和P/P0之差非常小（<1%），故可以用P/P0來定義Aw。水分活度通常定義為食品表面測定的水蒸汽壓(P)與相同溫度下純水的飽和蒸汽壓(P0)之比。Aw=P/P0P食品表面測定的水蒸汽壓；P0相同溫度下純水的飽和蒸汽壓影響Aw大小的因素取決于食品中水存在的量；溫度；水中溶質的濃度；食品成分；水與非水部分結合的強度。3.食品Aw與水分含量的關系——水分吸附等溫線P26三、水分活度與食品保藏性的關系Aw對微生物生長的影響大多數新鮮食品的Aw在0.98以上，食品中的腐敗菌所需的最低Aw都在0.9以上，一般認為Aw<0.7物料才能在室溫下長時間的貯存。當Aw<0.75食品腐敗變質顯著減慢；當Aw<0.65生長微生物極少。細菌Aw<0.85、毒素Aw<0.95、霉菌Aw<0.65不生長。Aw與酶活性的關系Aw<0.15抑制酶活性（干制一般不能抑制酶活性）Aw對化學變化的影響（1）氧化反應Aw<0.4：Aw↑v↓；Aw>0.4：Aw↑v↑（2）褐變反映Aw<0.7：Aw↑v↑；Aw>0.7：Aw↑v↓第二節食品干制機制一、干燥機制（一）導濕性EQ\o\ac(

,)由于水分梯度使得食品水分從高水分處向低水分處移動或擴散的現象稱為導濕現象，也稱為導濕性。1.水分梯度若用M表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質），則由外到內沿法線方向相距Δn的另一等濕面上的水分含量為M+ΔM，那么食品內的水分梯度gradM則為：M——食品內的濕含量，即每千克干物質內的水分含量（kg/kg）；Δn——食品內等濕面間的垂直距離（m）。導濕性引起的水分轉移量可按照下述公式求得：I濕——食品內水分轉移量，為單位時間內單位面積上的水分轉移量（kg/m2·h）；K——導濕系數（m2/h）；γ0——單位潮濕物料容積內絕對干物質重量（kg/m3）；“-”——表示水分轉移的方向與水分梯度的方向相反。需要注意的一點是：導濕系數在干燥過程中并非穩定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。2.導濕系數與食品水分的關系當物料處于恒率干燥階段（=3\*ROMANIII區）時，食品水分含量較高，這部分被排除的水分基本上為毛細管水分，以液體狀態轉移，導濕系數因而始終穩定不變（DE段）；當達到=2\*ROMANII區時，被去除的水分基本上為滲透水分，這部分水分以蒸汽狀態和以液體狀態擴散轉移，導濕系數也就下降（CD段）；再進一步排除的水分則為吸附水分，基本上以蒸汽狀態擴散轉移，先為多分子層水分，后為單分子層水分，而單分子層水分和物料結合極為牢固，故導濕系數先上升（CB）而后下降（BA）。3.導濕系數與溫度的關系若將導濕性小的物料在干制前加以預熱，可以提高導濕系數，就能顯著地加速干制過程。因此可以將食品物料先在飽和濕空氣中加熱，以免食品物料表面水分蒸發，同時可以增大導濕系數，以加速水分轉移。（二）導濕溫性EQ\o\ac(

,)溫度梯度將促使水分（不論液態或氣態）從高溫處向低溫處轉移。這種現象稱為導濕溫性。（導濕溫性是在許多因素影響下產生的復雜現象。高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細管內水分還將受到擠壓空氣擴張的影響。結果是毛細管內水分將順著熱流方向轉移。）1.溫度梯度導濕溫系數就是溫度梯度為1℃/m時物料內部能建立的水分梯度，導濕溫性和導濕性一樣，會因物料水分的差異（即物料和水分結合狀態）而變化。（三）導濕性與導濕溫性引起的食品干燥干制過程中，食品濕物料內部同時會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分的總流量是由導濕性和導濕溫性共同作用的結果。I總=I濕+I溫兩者方向相反時：I總=I濕－I溫（1）當I濕﹥I溫時，水分將按照物料水分減少方向轉移，以導濕性為主，而導濕溫性成為阻礙因素，水分擴散則受阻。（2）當I濕﹤I溫時，水分隨熱流方向轉移，并向物料水分增加方向發展，而導濕性成為阻礙因素。如：烤面包的初期二、干制過程的特性食品在干制過程中，食品水分含量逐漸減少，干燥速率逐漸變低，食品溫度也在不斷上升。（一）干燥曲線1.食品水分含量曲線干制過程中食品絕對水分和干制時間的關系曲線。干燥時，食品水分在短暫的平衡后，出現快速下降，幾乎是直線下降，當達到較低水分含量時（第一臨界水分），干燥速率減慢，隨后達到平衡水分。平衡水分取決于干燥時的空氣狀態。2.干燥速率曲線隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達到最高值，然后穩定不變，此時為恒速率干燥階段（第一干燥階段），此時水分從內部轉移到表面足夠快，從而可以維持表面水分含量恒定，也就是說水分從內部轉移到表面的速率大于或等于水分從表面擴散到空氣中的速率。3.食品溫度曲線初期食品溫度上升，直到最高值——濕球溫度，整個恒率干燥階段溫度不變，即加熱轉化為水分蒸發所吸收的潛熱（熱量全部用于水分蒸發）。在降率干燥階段，溫度上升直到干球溫度，說明水分的轉移來不及供水分蒸發，則食品溫度逐漸上升。（二）干燥階段P37食品干制過程特性總結：干制過程中食品內部水分擴散大于食品表面水分蒸發或外部水分擴散，則恒率階段可以延長，若內部水分擴散速率低于表面水分擴散，就不存在恒率干燥階段。三、影響干制的因素 （一）干制條件的影響1.溫度對于空氣作為干燥介質，提高空氣溫度，恒速期干燥速度加快，降速期也會增加。2.空氣流速空氣流速加快，食品恒速期的干燥速率也加速，對降速期沒有影響，因為此時干燥受內部水分遷移或擴散所限制。3.空氣相對濕度脫水干制時，如果用空氣作為干燥介質，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。因為食品表面和干燥空氣之間的水分蒸汽壓差是影響外部質量傳遞的推動力。4.大氣壓力和真空度氣壓影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當真空下干燥時，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。但是，若干制由內部水分轉移限制，則真空干燥對干燥速率影響不大。適合熱敏物料的干燥。5.蒸發和溫度空氣相對溫度越低，恒速期干燥速率也越快，對降速期無影響。若物料水分下降，蒸發速率減慢，食品的溫度將隨之而上升。（二）食品性質的影響1.表面積小顆粒、薄片、表面積大易干燥，快。2.組分定向水分在食品內的轉移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。例如：芹菜的細胞結構，沿著長度方向比橫穿細胞結構的方向干燥要快得多。在肉類蛋白質纖維結構中，也存在類似行為。細胞結構細胞結構間的水分比細胞內的水更容易除去。當細胞結構破碎是，有利于干燥。溶質的類型和濃度溶質與水相互作用，抑制水分子遷移，降低水分轉移速率，干燥慢。第三節干制對食品品質的影響一、干制過程中食品的主要變化（一）物理變化1.干縮、干裂2.表面硬化3.多孔性4.熱塑性，加熱時會軟化的物料如糖漿或果漿5.溶質的遷移（二）化學變化1.營養成分（1）蛋白質（2）脂肪，高溫脫水時脂肪氧化比低溫時嚴重（3）碳水化合物（4）維生素；2.色素色澤隨物料本身的物化性質改變（反射、散射、吸收傳遞可見光的能力）；天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素、血紅素（肉類）；褐變：酶促褐變、非酶褐變（焦糖化、美拉德反應）。3.風味引起水分除去的物理力，也會引起一些揮發物質的去除；熱會帶來一些異味、煮熟味、硫味、焦香味的生成。防止風味損失方法：芳香物質回收、低溫干燥、添加包埋物質如樹膠，使風味固定。二、干制品的復原性和復水性EQ\o\ac(

,)干制品的復原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小、形狀、質地、顏色、風味、結構、成分以及其他可見因素（感官評定）等各個方面恢復原來新鮮狀態的程度。干制品的復水性：新鮮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來表示。復水比R復=m復/m干m復：干制品復水后瀝干重m干：干制品試樣重復重系數K復=m復/m原m原：干制前相應原料重R干=m原/m干反映了食品物料被脫水的程度三、合理選用干制工藝條件1.最適宜的干制工藝條件使干制時間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質量最高。它隨食品種類而不同。2.選用合理的工藝條件的原則（1）使食品表面的水分蒸發速率盡可能等于食品內部的水分擴散速率，同時力求避免在食品內部建立起溫度梯度。辦法：需降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度。（2）恒率干燥階段，物料表面溫度是濕球溫度。為了加速蒸發，在保證食品表面的蒸發速率不超過食品內部的水分擴散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。（3）降率干燥階段時，應設法降低表面蒸發速率，使內部水分擴散率一致，以免食品表面過度受熱，導致不良后果。（4）干燥末期，干燥介質的相對濕度應根據預期干制品水分含量指標來加以選用。第四節食品的干制方法干制方法可以區分為自然和人工干燥兩大類。自然干制在自然環境條件下干制食品的方法：曬干、風干、陰干。人工干制在常壓或減壓環境重用人工控制的工藝條件進行干制食品，有專用的干燥設備。常見設備有空氣對流干燥設備、真空干燥設備、滾筒干燥設備。（一）空氣對流干燥1.柜式干燥設備①特點：間歇型，小批量、設備容量小、操作費用高。②操作條件：空氣溫度<94℃，空氣流速2-4m/s。③適用對象：果蔬或價格較高的食品；作為中試設備，摸索物料干制特性，為確定大規模工業化生產提供依據。2.隧道式干燥設備熱端——高溫低濕空氣進入的一端冷端——低溫高濕空氣離開的一端濕端——濕物料進入的一端干端——干制品離開的一端順流——熱空氣氣流與物料移動方向一致逆流——熱空氣氣流與物料移動方向相反（1）逆流式隧道干燥設備在物料內部水分源源不斷的供應下，物料表面水分就能不受阻撓地向外擴散蒸發，這樣不易出現表面硬化或收縮現象，而中心又能保持濕潤狀態，因此食品物料能全面均勻地收縮，不易發生干裂；干制品的平衡水分將相應降低，最終水分可低于5%；若干物料的停留時間過長，容易焦化。為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一半不宜超過70℃；食品物料載量不宜過多。適用對象：李、梅等水果（2）順流隧道式干燥濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發異常迅速，可允許使用更高一些的空氣溫度如80-90℃，進一步加速水分蒸干而不至于焦化；干端處則與低溫高濕空氣相遇，物料水分蒸發極其緩慢，干制品水分難以降到10%以下，不適宜于吸濕性較強的食品干燥。（3）雙階段干燥第一階段順流干燥：濕端水分蒸發率高；第二階段逆流干燥：后期干燥能力強。①特點：干燥比較均勻，生產能力高，品質較好②用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、大蒜、馬鈴薯等）3.輸送帶式干燥（1）多層輸送帶特點：物料有翻動；物流方向有順流和逆流；操作連續化、自動化、生產能力大、占地少。（2）雙帶式干燥4.氣流干燥用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品在熱空氣中干燥。①特點：干燥強度大，懸浮狀態，物料最大限度地與熱空氣接觸；干燥時間短，0.5~5秒，并流操作；散熱面積小，熱效高，小設備大生產；適用范圍廣，物料(晶體)有磨損,動力消耗大。②適用對象：水分低于35%~40%的物料。流化床干燥適用于藥品干燥（二）接觸干燥EQ\o\ac(

,)接觸干燥是指被干燥物與加熱面處于直接接觸狀態，蒸發水分的能量來自于被加熱的固體接觸面，熱量以傳導的方式傳遞給物料，又稱傳導干燥。①特點：可實現快速干燥，采用高壓蒸汽，可使物料固形物從3-30%增加到90-98%，表面濕度可達100-145℃，接觸時間2秒-幾分鐘，干燥費用低，帶有煮熟風味。②適用對象：漿狀、泥狀、糊狀、膏狀、液態物料，一些受熱影響不大的食品，如麥片、米粉。③滾筒干燥（典型）基本結構：金屬圓筒在漿料中滾動，物料為薄膜狀，受熱蒸發，熱由里向外。（三）真空干燥①基本結構：干燥箱、真空系統、供熱系統、冷凝水收集裝置。②特點：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時可使被干燥物料膨化。③設備類型：間歇式真空干燥和連續式真空干燥（帶式輸送）。=4\*GB3④適用于：各種（如液體、漿狀、粉末、顆粒、塊片）水果制品以及麥乳精類第五節干制品的包裝和貯藏為了保持干制品的特性以及便于儲藏運輸，通常對于干制品的而言包括三部分：干制品的預處理、干制品的包裝、干制品的貯藏。一、包裝前干制品的預處理1.篩選分級剔除塊片和顆粒大小不合標準產品或其他碎屑雜質等物，有時在輸送帶上進行人工篩選。2.均濕處理有時曬干或烘干的干制品放在密閉室內或容器內短暫貯藏，使水分在干制品內部重新擴散和分布，從而達到均勻一致的要求，這稱為均濕處理。特別是水果干制品。均濕處理還常稱為回軟和發汗。一般需2-3周，菜干需1-8天，倉貯干燥。3.滅蟲處理干制品，尤其是果疏干制品常有蟲卵混雜其間，在適宜的條件下會生長造成損失。故常用煙熏劑用甲基溴作為有效的煙熏劑，此外還有氯化乙烯和氯化丙烯。4.壓塊（片）將干制品壓縮成密度較高的塊狀或片狀，如紫菜。減小體積。但應對有韌性的果蔬產品。5.速化復水處理（1）壓片法即將顆粒狀果干經過相距為一定距離（0.025mm-1.5mm）間隙轉輥，進行軋制壓扁，薄果片復水比顆粒狀迅速得多；（2）刺孔法將半干制品水分含量16-30%的干蘋果片進行刺孔，然后再干制到5%水分，不僅可加熱干燥速度，還可使干制品復水加快；（3）刺孔壓片法在轉輥上裝有刺孔用針，同時壓片和刺孔，復水速度可達最快。二、干制品的包裝（一）干制品的包裝要求（1）能防止干制品吸濕回潮以免結塊和長霉；包裝材料在90%相對濕度中，每年水分增加量不超過2%；（2）能防止外界空氣、灰塵、蟲、鼠和微生物以及氣味等入侵；（3）能不透外界光線或避光；（4）貯藏、搬運和銷售過程中具有耐久牢固的特點，能維護容器原有特性，包裝容器在30～100cm高處落下120～200次而不會破損，在高溫、高濕或浸水和雨淋的情況也不會破爛；（5）包裝的大小、形狀和外觀應有利于商品的推銷；（6）與食品相接觸的包裝材料應符合食品衛生要求，無毒、無害，并且不會導致食品變性、變質；（7）包裝費用應做到低廉或合理；（8）對于防濕或防氧化要求高的干制品，除包裝材料要符合要求外，還需要在包裝內另加干燥劑或結合充氮氣、抽真空等措施。（二）干制品的包裝容器紙箱和盒、塑料袋、金屬罐、玻璃瓶干制品的包裝（1）高吸濕性食品的包裝①典型食品：速溶咖啡、奶粉、蛋粉、果蔬干粉以及一些冷凍干燥的產品等，水分1％一3％，通常平衡相對濕度低于20％，有一些產品低10％。②包裝要求：包裝環境有較低的相對濕度（RH），包裝材料隔絕水、汽、氣、光性能高，包裝密封性好。③包裝形式：金屬罐、玻璃瓶、復合鋁塑紙罐、鋁箔袋及鋁塑復合袋；真空或充氣；軟包裝：組合包裝（大套小），外袋內加干燥劑、吸氧劑。（2）易吸濕性食品的包裝典型食品：茶葉、脫水湯料、烘烤早餐谷物、餅干等。水分2％～8％，平衡相對濕度10％－30％。（3）低吸濕性食品的包裝典型食品：堅果、豆類、淀粉、肉干等，含水量6％～30％，平均濕度比較大。食品的熱處理和殺菌第一節熱處理原理一、微生物的耐熱性（一）影響微生物耐熱性的因素1.污染微生物的種類和數量。（1）種類霉菌和酵母的耐熱性都比較低，在50-60℃條件下就可以殺滅；而有一部分的細菌卻很耐熱，尤其是有些細菌可以在不適宜生長的條件下形成非常耐熱的芽孢。（2）污染量微生物的耐熱性與一定容積中所存在的微生物的數量有關。微生物量越多，全部殺滅所需的時間就越長。2.熱處理溫度在微生物生長溫度以上的溫度就可以導致微生物的死亡。3.罐內食品成分（1）pH值。許多高耐熱性的微生物，在中性時的耐熱性最強。pH低于5時細菌芽孢不耐熱。pH越低的食品，所需的殺菌溫度越低或殺菌時間越短。（2）脂肪。脂肪含量高則細菌的耐熱性會增強。（3）糖。糖的濃度越高，越難以殺死食品中的微生物。高濃度糖液對細菌的芽孢有保護作用。（4）蛋白質。食品中蛋白質含量在5%左右時，對微生物有保護作用。15%以上時對耐熱性無影響。（5）鹽。低濃度食鹽對微生物有保護作用，而高濃度食鹽則對微生物的抵抗力有削弱作用。（6）植物殺菌素。有些植物（如蔥、姜、蒜、辣椒、蘿卜、胡蘿卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等）的汁液以及它們分泌的揮發性物質對微生物有抑制或殺滅作用，這類物質就被稱為植物殺菌素。（二）熱殺菌食品的pH值分類分為高酸性（pH≤3.7）、酸性（pH＞3.7-4.6）、中酸性（pH＞4.6-5.0）和低酸性（pH＞5.0）；也有分為高酸性（pH＜4.0）、酸性（pH4.0-4.6）和低酸性（pH＞4.6）；但從食品安全和人類健康的角度，只要分成酸性（≤4.6）和低酸性（＞4.6）兩類即可。pH4.6被確定為低酸性食品和酸性食品的分界線。肉毒梭狀芽孢桿菌是嗜溫厭氧性細菌，A和B型較耐熱。以肉毒桿菌為對象菌的低酸性食品被劃定為pH＞4.6、Aw＞0.85。因而所有pH值大于4.6的食品都必須接受基于肉毒桿菌耐熱性所要求的最低熱處理量。有些低酸性食品物料因為感官品質的需要，不宜進行高強度的加熱，這時可以采取加入酸或酸性食品的辦法，將整罐產品的最終平衡pH值在4.6以下，這類產品稱為“酸化食品”。（三）微生物耐熱性參數1.熱力致死溫度：表示對于特定種類的微生物進行殺菌達到某一個溫度時，微生物已全部死亡，該溫度即熱力致死溫度。2.熱力致死時間曲線（TDT曲線）：熱力致死時間用以表示將在一定環境中一定數量的某種微生物恰好全部殺滅所采用的殺菌溫度和時間組合。熱力致死時間曲線方程：TDT曲線與環境條件有關，與微生物數量有關，與微生物的種類有關。3.F0值：單位為min，即TDT121.1，是采用121.1℃殺菌溫度時的熱力致死時間F0值與菌種、菌量及環境條件有關。顯然，F0值越大，菌的耐熱性越強。4.Z值：單位為℃，是殺菌時間變化10倍所需要相應改變的溫度數。在酸性食品中的微生物，采取100℃或以下殺菌的，通常取Z=8℃。Z值越大，因溫度上升取得的殺菌效果越小。5.熱力致死速率曲線：t=D(lga－lgb)6.D值：單位為min，表示在特定的環境中和特定的溫度下，殺滅90%特定的微生物所需要的時間。D值與溫度有關、與環境條件有關、與菌種有關。D值越大，表示殺滅同樣百分數微生物所需的時間越長，說明這種微生物的耐熱性越強。7.F0=nD：肉毒桿菌對消費者的可能危害，取n=12。二、食品的傳熱（一）傳熱方式（二）影響傳熱的因素1.罐內食品的物理性質。主要指食品的狀態、塊形大小、濃度、粘度等。2.初溫。指殺菌操作開始時，罐內食品物料的溫度。3.容器。對于殺菌操作中的傳熱，主要考慮容器的材料、容積和幾何尺寸。4.殺菌鍋。靜置式殺菌鍋與回轉式殺菌鍋的區別。（三）傳熱測定指對罐頭中心溫度（或稱冷點溫度）的測定，冷點指罐頭在殺菌冷卻過程中，溫度變化最緩慢的點。罐頭中心溫度測定儀主要由熱電偶和電位差計組成。（四）傳熱曲線對流型和傳導型食品物料的傳熱曲線近似于直線，稱為簡單型曲線；先對流后傳導型食品物料的傳熱曲線近似于兩根相交的直線，稱為轉折型曲線。這兩種類型的傳熱曲線因其有規律性，故可用于“公式法”或“列圖線法”計算殺菌值。三、殺菌強度的計算及確定程序鮑爾、奧爾森和舒爾茨等人對比奇洛的方法進行了改進（鮑爾改良法）。鮑爾還推出了公式計算法。史蒂文斯在鮑爾公式法的基礎上又提出了方便實際應用的列圖線法。鮑爾改良法：致死率值Li=lg-1(θi-121)/z對于牛乳等液體食品進行的巴氏殺菌，常采用63℃作為標準參照溫度，Li=lg-1(θi-63)/z。第二節熱處理技術一、商業殺菌（一）食品罐藏的基本工序罐藏食品俗稱罐頭，相應的容器稱為空罐、罐頭盒。罐藏食品的生產過程由預處理（包括揀選、清洗、去皮核、修整、預煮、漂洗、分級、切割、調味、抽空等工序）、裝罐、排氣、密封、殺菌、冷卻和后處理（包括保溫、擦罐、貼標、裝箱、倉儲、運輸）等工序組成。預處理的工序組合可根據產品和原料而有不同，但排氣、密封和殺菌為罐藏食品必需的和特有的工序，因此也就是罐藏食品生產的基本工序。排氣（1）排氣的目的=1\*GB3①降低殺菌時罐內壓力，防止變形、裂罐、脹袋等現象。=2\*GB3②防止好氧性微生物生長繁殖。=3\*GB3③減輕罐內壁的氧化腐蝕。=4\*GB3④防止和減輕營養素的破壞及色、香、味成分的不良變化。（2）排氣方法=1\*GB3①熱灌裝法：一般將食品加熱至70-75℃后即裝罐密封。=2\*GB3②加熱排氣法：冷裝罐，在預封后排氣溫度中加熱，使罐中心溫度為70-90℃=3\*GB3③蒸汽噴射排氣法=4\*GB3④真空排氣法殺菌殺菌公式：（對流型T↑快；導熱型T↑慢，需加反壓）罐藏食品發生腐敗變質的現象及因素1.主要腐敗變質現象脹罐（胖聽）=1\*GB3①假脹，食品裝得太滿，或是真空度太低=2\*GB3②氫脹，罐內食品酸度高，罐內壁嚴重腐蝕并產生氫氣=3\*GB3③細菌性脹罐，微生物在罐內生長使內容物腐敗平蓋酸敗：產酸不產氣pH下降到0.1-0.3。平酸菌是糖面粉及香料的常見污染源。嗜熱脂肪芽孢桿菌（低酸性食品中，受到酸的抑制而自然消失）、凝結芽孢桿菌（酸性食品）硫化黑變或硫臭腐敗：含硫蛋白質分解產生H2S，與鐵反應生成硫化亞鐵黑色物質。主要有致黑色梭狀芽孢桿菌霉變產毒：肉毒桿菌（耐熱性較強，作為殺菌對象）、金黃色葡萄球菌造成罐藏食品腐敗變質的主要原因（1）初期腐敗（2）殺菌不足（3）殺菌后污染（4）嗜熱菌生長二、巴氏殺菌在100℃以下的加熱介質中的低溫殺菌方法，以殺死病原菌及無芽孢細菌，但無法完全殺滅腐敗菌三、熱燙生鮮的食品原料迅速以熱水或蒸氣加熱處理的方式目的：滅酶同時軟化組織、清潔、減少微生物數量第四章食品冷凍食品冷凍就是采用降低溫度的方式對食品進行加工和保藏的過程。根據降低溫度的程度，將溫度在0~8℃的加工稱為冷卻或冷藏，而溫度在-1℃以下的加工稱為凍結或凍藏。經過冷凍加工的食品統稱為冷凍食品。1.冷卻食品和凍結食品冷卻食品不需要凍結，是將食品的溫度降到接近凍結點，并在此溫度下保藏的食品。凍結食品，是凍結后在低于凍結點的溫度保藏的食品。冷卻食品和凍結食品合稱冷凍食品，可按原料及消費形式分為果蔬類、水產類、肉禽蛋類、調理方便食品類這四大類。2.冷凍食品的特點易保藏，廣泛用于各種易腐食品的生產、運輸和貯藏；營養、方便、衛生、經濟；市場需求量大，在發達國家占有重要的地位，在發展中國家發展迅速。第一節食品冷凍保藏原理一、低溫對微生物的影響（一）低溫與微生物的關系1.微生物對食品的破壞作用。2.微生物在食品中生長的主要條件：液態水分；pH值；營養物；溫度；降溫速度。3.低溫對微生物的作用：低溫可起到抑制微生物生長和促使部分微生物死亡的作用。但在低溫下，其死亡速度比在高溫下要緩慢得多。一般認為，低溫只是阻止微生物繁殖，不能徹底殺死微生物，一旦溫度升高，微生物的繁殖也逐漸恢復。（低溫對微生物的抑制作用可用于延長食品的貯存期，微生物的初始數量越少，食品的貯存期越長）4.根據適宜生長溫度范圍經微生物分為三大類：嗜熱菌、嗜溫菌、嗜冷菌。許多嗜冷菌和嗜溫菌的最低生長溫度低于0℃，有的可達-8℃。（二）低溫導致微生物活力減弱和死亡的原因溫度下降，酶活性隨之下降（三）影響微生物低溫致死的因素1.溫度的高低：一般為-12~-2℃，尤其-5~-2℃為最甚2.降溫速度：凍結前，降溫越快，微生物的死亡率越大；凍結點以下，緩凍將導致剩余微生物的大量死亡，而速凍對微生物的致死效果較差。二、低溫對酶活性的影響酶作用的效果因原料而異。酶活性隨溫度的下降而降低。一般的冷藏和凍藏不能完全抑制酶的活性。三、低溫對非酶因素的影響各種非酶促化學反應的速度，都會因溫度下降而降低。第二節食品的冷卻和冷藏一、食品的冷卻（一）冷卻的目的植物性食品的冷藏保鮮；肉類凍結前的預冷；分割肉的冷藏銷售；水產品的冷藏保鮮。（二）冷卻的方法1.固體物料（1）冷風冷卻用于果蔬類的高溫庫房肉類的冷風冷卻裝置、隧道式冷卻裝置（2）冷水冷卻浸入式、噴霧式、淋水式優缺點：效率高、來源豐富、干耗小；食品交叉污染及感官質量下降（3）碎冰冷卻特點：冷卻能力大，干耗小冰的種類：淡水冰、海水冰操作要點：表面積大，接觸的隔柵適用：魚，肉（4）真空冷卻原理：通過水分蒸發將自身的溫度降低操作：將食品置于真空室中并將壓力降低到大約0.5kPa，通過水分蒸發將自身的溫度降低2.液體食品物料的冷卻特點：間接冷卻冷卻介質：水、鹽水、乙醇、丙二醇冷卻器：間歇式、連續式3.其它冷卻方法接觸冷卻、輻射冷卻、低溫學接觸冷卻（三）食品冷卻時的冷耗量食品冷卻過程中總的冷耗量，即由制冷裝置所帶走的總熱負荷QT：QT=QF+QV（1）食品的冷耗量QF：QF=QS+QL+QC+QP+QWQS：食品的顯熱；QL：脂肪的凝固潛熱；QC：生化反應熱；QP：包裝物冷耗量；QW：水蒸氣結霜潛熱。其它各種冷耗量QV如外界傳入的熱量，外界空氣進入造成的水蒸氣結霜潛熱，風機、泵、傳送帶電機及照明燈產生的熱量等。（四）冷卻速度與冷卻時間理論基礎：傳熱。方式：按照食品的形狀和冷卻裝置的形式，分別研究平板狀食品、圓柱狀食品和球狀食品的傳熱過程，從而計算食品的冷卻速度和冷卻時間。二、食品的冷藏影響冷藏的因素貯藏溫度：不僅指的是冷庫內的空氣溫度，更重要指的是食品溫度，是重要的冷藏參數。空氣相對濕度及其流速：冷凝水分過多，在冷藏溫度下的食品會發霉，溫度變化時食品還容易腐爛；空氣濕度過低，食品中水分就會迅速蒸發并出現萎縮。冷藏時，水果適宜的相對濕度為85%-90%；蔬菜90%-95%；堅果70%；干制品<5%。空氣流速愈大，食品和空氣間的蒸汽壓差就隨之而增大，食品水分的蒸發率也就相應增大。只有相對濕度較高而且空氣流速較低時，才會使水分的損耗降到最低的程度。食品原料的種類：魚死后，組織中的糖原無氧分解生成乳酸，在形成乳酸的同時，磷酸肌酸分解為無機磷酸和肌酸。（二）食品冷藏時的變化（1）水分蒸發：肉類食品表面收縮、硬化，形成干燥皮膜；雞蛋氣室增大。（2）冷害：指在冷卻貯藏時，有些水果、蔬菜的品溫雖然在凍結點以上，但當貯藏溫度低于某一溫度界限時，果蔬的正常生理機能受到障礙，失去平衡的現象。香蕉果皮變黑，西瓜凹斑等。（3）生化作用：淀粉和糖、糖和酸的比例，果膠物質的變化，維生素C的減少等。肉類宰后主要發生的是成熟作用。（4）脂類的變化（5）淀粉老化：最適溫度2-4℃（6）微生物增殖：傷口衰老（7）串味：具有強烈氣味的食品與其它食品放在一起貯存或冷藏。第三節低溫氣調貯藏定義：食品原料在不同于周圍大氣（21%O2、0.03%CO2）的環境中貯藏。通常與冷藏結合使用。用途：延長季節性易腐爛食品原料的貯藏期。機理：采用低溫和改變氣體成分的技術，延遲生鮮食品原料的自然成熟過程。1.氣調貯藏的生理基礎（1）降低呼吸強度（指單位實踐，單位質量物料呼出CO2的多少），推遲呼吸高峰；（2）抑制乙烯的生成，延長貯藏期；（3）控制真菌的生長繁殖；（4）若O2過少，會產生厭氧呼吸，CO2過多，會使原料中毒。2.氣調貯藏方法（1）自然降氧法果蔬原料貯藏于密封的冷藏庫中（氣調庫），果蔬本身的呼吸作用使庫內的氧量減少，二氧化碳量增加。用吸入空氣來維持一定的氧濃度。用氣體洗滌器來除去過多的二氧化碳：堿式，讓氣體通過4~5%的NaOH；水式，讓氣體通過低溫的流動水；干式，讓氣體通過消石灰填充柱。（2）快速降氧法在氣體發生器中用燃燒丙烷的方法來制取低氧高二氧化碳的氣體；將氣體通入冷藏庫中；庫中常保持負壓。待藏原料入庫時，即處于最適貯藏氣體氛圍，特別適用于不耐藏但經濟價值高的原料，如草莓。（3）混合降氧法先用快速降氧法將冷藏庫內的氧氣降低到一定程度；原料入庫，利用自然降氧法使氧的含量進一步降低。既可控制易腐原料的初期快速腐爛，又降低生產成本。（4）包裝貯藏法=1\*GB3①生理包裝：將原料放進聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和氣體透過袋壁的活動，維持適宜的氣體氛圍。=2\*GB3②硅氣窗包裝：用帶有硅橡膠的厚質袋包裝原料，并密封。因氣體的交換只通過硅窗進行，所以改變硅窗的面積，就可以維持不同的氣體氛圍。第四節食品的凍結和凍藏一、凍結點與凍結率1.食品的凍結點：冰晶開始出現的溫度食品凍結的實質是其中水分的凍結。食品中的水分并非純水。因此食品的凍結點低于純水的冰點。溫度-60℃左右，食品內水分全部凍結。在-18~-30℃時，食品中絕大部分水分已凍結，能夠達到凍藏的要求。凍結率：凍結終了時食品內水分的凍結量（%），又稱結冰率。K=100（1－TD/TF）TD和TF分別為食品的凍結點及其凍結終了溫度二、凍結曲線凍結曲線表示了凍結過程中溫度隨時間的變化。冷凍曲線的三個階段：初始階段，從初溫到冰點；中間階段，此階段大部分水分陸續結成冰；終了階段，從大部分水結成冰到預設的凍結終溫。三、凍結時放出的熱量凍結終溫。-18℃即可熱量的三個組成部分：冷卻時的熱量qc；形成冰時放出的熱量qi；自冰點至凍結終溫時放出的熱量qe。單位質量食品的總熱量：q=qc+qi+qe，Gkg食品凍結時的總熱量：Q=Gq，或用焓差法表示：Q=G（i2-i1），i1及i2分別為食品初始和終了狀態時的焓值。凍結時總熱量的大小與食品中含水量密切有關，含水量大的食品其總熱量亦大。四、凍結速度1.速凍的定性表達2.速凍的定量表達（1）按時間劃分：食品中心從-1℃降到-5℃所需要時間，3-30min快速凍結、30-120min中速凍結、大于120min慢速凍結。（2）按距離劃分：單位時間-5℃的凍結層從食品表面沿向內部，時間以h為單位，距離以cm為單位，快速凍結時，v>5-20cm/h；中速凍結時，v=1-5cm/h；緩慢凍結時，v=0.1-1cm/h。國際制冷學會的凍結速度定義：3.凍結速度與冰晶凍結速度快，食品組織內冰層推進速度大于水移動速度，冰晶的分布接近天然食品中液態水的分布情況，冰晶數量極多，呈針狀結晶體。凍結速度慢，細胞外溶液濃度較低，冰晶首先在細胞外產生，而此時細胞內的水分是液相。在蒸汽壓差作用下，細胞內的水向細胞外移動，形成較大的冰晶，且分布不均勻。除蒸汽壓差外，因蛋白質變性，其持水能力降低，細胞膜的透水性增強而使水分轉移作用加強，從而產生更多更大的冰晶大顆粒。4.凍結速度對食品的影響速凍形成的冰結晶多且細小均勻，水分從細胞內向細胞外的轉移少，不至于對細胞造成機械損傷。冷凍中未被破壞的細胞組織，在適當解凍后水分能保持在原來的位置，并發揮原有的作用，有利于保持食品原有的營養價值和品質。緩凍形成的較大冰結晶會刺傷細胞，破壞組織結構，解凍后汁液流失嚴重，影響食品的價值，甚至不能食用。一般來說，速凍食品的質量總是高于緩凍食品。速凍的主要優點為：（1）形成的冰晶體顆粒小，對細胞的破壞性也比較小（2）凍結時間越短，允許鹽分擴散和分離出水分以形成純冰的時間也隨之縮短（3）將食品溫度迅速降低到微生物生長活動溫度以下，就能及時阻止凍結時食品分解（4）迅速凍結時，濃縮的危害性也隨之下降5.最大冰晶生成帶：指-1~-5℃的溫度范圍，大部分食品在此溫度范圍內約80%的水分形成冰晶。研究表明，食品凍結應以最快的速度通過最大冰晶生成帶。五、凍結時間P166六、食品的凍結方法按生產過程的特性分，凍結系統可分為批量式、半連續式和連續式三類。按從產品中取出熱量的方式，凍結方式可分為吹風凍結、表面接觸凍結和低溫凍結這三種基本類型，以及它們的組合方式。1.吹風凍結：吹風式凍結裝置用空氣作為傳熱介質。可分為批量式（冷庫，固定的吹風隧道，帶推車的吹風隧道）和連續式（直線式、螺旋式和流化床式凍結器）。2.金屬表面接觸凍結：產品與金屬表面接觸進行熱交換，金屬表面則由制冷劑的蒸發或載冷劑的吸熱來進行冷卻。凍結方式與吹風凍結相比有兩個優點：傳熱效果好；不需配置風機。但這種方式不適用于不規則形狀產品的凍結。按照結構形式，金屬表面接觸凍結裝置可分為三種主要類型：帶式，板式和筒式。3.低溫凍結：低溫凍結采用液氮（-195℃）或液態二氧化碳（-79℃）作為制冷劑，常用于：（1）小批量生產（2）新產品開發（3）季節性生產（4）臨時的超負荷狀況。相對較低的溫度可以使產品快速凍結，對保證產品質量和降低干耗都是十分有利的；但設備投資和運行費用較高。低溫凍結設備則可以是箱式，直線式，螺旋式或浸液式。氮氣可直接排放到空氣中而二氧化碳則需要回收。七、凍結與凍藏中的變化及技術管理1.凍結與凍藏中的變化（1）體積膨脹與內壓增加（2）比熱下降：冰低于水，含水多的食品比熱大（3）導熱系數增大（4）溶質重新分布（5）液體濃縮（6）冰晶體成長（7）滴落液：解凍后不能被肌肉重新吸收回原來狀態而流失的水。造成水分和營養成分的損失（8）干耗：由于食品表面的冰結晶升華而造成的（9）脂肪氧化（10）變色：脂肪的變色（氧化變黃）、蔬菜的變色（酶促褐變）、紅色肉的變色（肌紅蛋白因氧而褐變，金槍魚的褐變）、魚肉的綠變、蝦的黑變（酪氨酸氧化產生黑色素）、其他褐變。2.凍藏技術管理凍藏溫度（正確選擇、恒定）凍藏間相對濕度（95%）凍藏間空氣流速（自然循環）堆垛密度（越緊密越好）包裝或保護層（涂冰）減少人員出入和電燈開啟用臭氧消除庫內異味（2~6mg/m3）◎回熱：冷藏食品的溫度回升至常溫的過程，是冷卻的逆過程。回熱的目的：防止食品在出庫后因為表面水分凝結而遭受污染及變質。回熱處理時的控制原則：與食品表面接觸的空氣的露點應始終低于食品表面溫度。◎解凍：凍結食品的溫度回升至凍結點以上的過程，是凍結的逆過程。原則：保證食品加工時必要的品質，使損耗減少到最小的程度。（食品的質地、稠度、色澤、汁液流失為食品解凍中的常見損耗）解凍溫度曲線。與凍結過程相類似，-5~-1℃是冰晶最大融解帶，也應盡快通過，以免食品品質的過度下降。第五章食品腌漬發酵和煙熏保藏腌制品的特點：腌制品種類繁多；風味獨特，具有地方特色；可以作為開胃、調味食品；容易加工制作；有利于食品保藏。第一節食品的腌漬保藏腌漬類型1.根據腌漬的材料鹽漬（腌菜、腌肉、腌禽蛋）；糖漬；酸漬2.根據腌漬的過程（1）非發酵性腌漬品：沒有乳酸發酵，用鹽量較高。（2）發酵性腌漬品：有乳酸發酵，用鹽量較低。一、腌漬保藏的理論基礎腌制溶液的擴散和滲透理論成為食品腌漬過程中重要的理論基礎。1.擴散溶質從高濃度到低濃度。擴散系數：2.滲透滲透就是溶劑從低濃度經過半滲透膜向高濃度溶液擴散的過程。腌制防腐原理腌制液濃度與微生物的關系腌制中的各種微生物細菌類馬鈴薯菌和枯草菌有糖化淀粉的作用，可產生丁酸臭酵母類（3）霉菌類腌制液濃度與微生物生長繁殖的關系（1）鹽漬=1\*GB3①鹽含量達到6%-8%時，大腸桿菌、沙門氏菌和肉毒桿菌停止生長=2\*GB3②鹽含量超過10%后，大多數桿菌便不再生長，酵母在10%的鹽溶液中仍能生長=3\*GB3③鹽含量達到15%時，球菌被抑制，腐敗菌極少能繁殖=4\*GB3④鹽含量達到20%時，基本可以完全防止細菌繁殖，葡萄球菌被抑制=5\*GB3⑤鹽含量達到20%-25%時，霉菌才能被抑制腌制食品易受到酵母和霉菌的污染而變質。非病原菌抗鹽性一般比病原菌強。糖漬=1\*GB3①濃度為1%-10%的糖溶液，實質上會促進某些菌種的生長=2\*GB3②濃度達到50%時，阻止大多數細菌的生長=3\*GB3③濃度達到65%-75%時，酵母和霉菌的生長才能被抑制為了保藏食品糖液的濃度至少要達到50%以上，以70%-75%為最適宜在同樣濃度下的葡萄糖、果糖溶液的抑菌效果要比乳糖、蔗糖好。這是因為葡萄糖、果糖是單糖，相對分子質量為180；乳糖、蔗糖是雙糖