食品机械与工艺基础-食品的化学、腌制、烟熏保藏技术

第五章 食品的化学、腌制、烟熏 保藏技术食品机械与工艺基础食品机械与工艺基础学习要求：1、掌握食品化学保藏的有关概念、原理及应用原则；2、熟悉常用防腐剂和抗氧剂的种类和使用方法。3、掌握食品腌制的基本原理 4、掌握常用食品腌制剂的种类及其作用5、熟悉各类食品的腌制方法6、掌握烟熏的成分与作用；熟悉食品的烟熏方法食品机械与工艺基础食品化学保藏-在食品生产和贮运过程中使用化学制品来 提高食品耐藏性和尽可能保持其原有品质的措施。其主要 任务是保持食品品质和延长保藏时间。特点：在室温条件下延缓食品的腐败变质；方法简单、经济实惠；第一节 食品的化学保藏一、概述食品及其原料在生产、储存、运输、销售中，因自身具有丰富的营养，使微生物能在食品中生长繁殖使食品腐败， 食品中油脂与其他成分的氧化导致食品品质劣变。食品机械与工艺基础食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味、形、营养价值以及为保存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。食品添加剂的使用不能改善低质食品的品质，食品添加剂只能限量使用，应按照食品卫生标准规定控制用量。因此，可以用来作为化学保藏的食品添加剂主要有防腐剂、抗氧化剂，统称为食品保藏剂。1、食品添加剂食品机械与工艺基础食品保藏剂的分类和作用按来源分为天然和人工合成两类；按种类分为防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂。分类防腐剂-能抑制微生物生长但不能杀灭微生物；杀菌剂-能够杀灭微生物；抗氧化剂-防止氧化反应发生。作用食品机械与工艺基础2、食品防腐剂和抗氧化剂的使用问题（1）经过安全性毒理学评价证明在使用限量内长期使用对人体安全无害。 （2）不影响食品感官理化性质，对食品营养成分不应有破坏作用。 （3）应有严格的卫生标准和质量标准。 （4）在达到一定使用目的后，经加工、烹调或储存时，能被破坏或排除。 （5）不得用来掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。不得使用非定点生产厂、无生产许可证及污染或变质的产品。食品机械与工艺基础二、食品防腐剂加入食品中能杀死或抑制微生物，防止或延缓食品腐败变质的食品添加剂叫作防腐剂（抑菌剂）。1、食品防腐剂应具备的条件Ø 卫生安全、使用有效、不破坏食品的固有品质 Ø 少量使用就能达到防腐要求 Ø 不会对生产设备和包装容器等发生不良化学反应 Ø 热敏性不能太强，否则容易受热分解 Ø 使用过程中不对工作人员健康造成明显伤害，如皮肤 的腐蚀，呼吸道粘膜和眼睛的刺激等 Ø 大量使用不会污染环境。食品机械与工艺基础有机防腐剂（合成有机防腐剂、天然有机防腐剂） 苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯、丙酸盐类等。 无机防腐剂 亚硫酸及其盐类、硝酸盐及亚硝酸盐、双氧水、二氧化碳等。 2、常用化学防腐剂及其作用机理食品机械与工艺基础（1）合成有机防腐剂苯甲酸和苯甲酸钠-广谱性抑菌剂作用机理：使微生物细胞的呼吸系统发生障碍，阻碍细胞膜的 正常生理作用。起作用的是苯甲酸分子。苯甲酸对酵母的影响 大于霉菌的影响，但对细菌效力极弱； 使用条件：酸性条件，pH对羟基苯甲酸酯类苯甲酸类。从防腐效果来看，大体上对羟基苯 甲酸酯类的抗菌作用比山梨酸和苯甲酸强。但对羟基苯甲 酸酯类水溶性差，使用时通常将它们溶于氢氧化钠、乙酸 或乙醇，使用不当效果反而降低。 食品机械与工艺基础（2）无机防腐剂 亚硫酸及其盐类作用机理：消耗食品中的氧气，使好气性微生物缺氧死亡，并 能抑制某些微生物生理活动中酶的活性。对细菌的杀灭作用强 ，对酵母的作用弱。 使用条件：酸性介质pH3.5抑菌效果较好，浓度增大和温度升 高杀菌作用增强。 使用量：在食品中,ADI为0-0.7mg/kg,其最大使用量为2.4g/kg 。 使用范围：用来保藏荔枝、菠萝肉、菠萝汁、蜜饯、干果。 使用方法：配制成水溶液使用。低温、密封条件下使用。 毒性：在人体内被代谢成硫酸盐，能从尿中排出，对人认为是 安全无害。但对过敏的哮喘者有诱发的可能。食品机械与工艺基础硝酸盐和亚硝酸盐 作用机理：对梭状肉毒芽孢杆菌等耐热性芽孢有很强的抑制 作用，还有抗氧化的作用。 使用条件：酸性介质pH3.5抑菌效果较好，浓度增大和稳定 升高杀菌作用增强。 使用量：ADI分别为硝酸盐0-5mg/kg，亚硝酸盐0-0.2mg/kg， 在肉类罐头和肉制品中，亚硝酸盐最大使用量为0.15g/kg， 硝酸盐为0.5g/kg。 使用范围：肉类罐头和肉制品。 使用方法：配制成水溶液使用。 毒性：食品机械与工艺基础次氯酸钙（钠）、氯 作用机理：加氯处理时，水中存在能和氯反应并使它失去杀 菌效力的物质，例如H2S和有机杂质等，只有这些物质全部和 氯结合，即满足了水本身需氯量而有残余游离氯出现后，才 具有有效的杀菌能力或抑制微生物生长活动的能力。 PH较低时，氯的杀菌效力可提高。食品机械与工艺基础 CO2 作用机理：高浓度的CO2能阻止微生物的生长，因而能达到保 藏的目的。高压下，CO2溶解度比常压下高，因而高压下，防 腐能力也大碳酸饮料的防腐。CO2也常和冷藏结合在一起用于水果保鲜、气调保鲜减缓呼吸作用。 使用量：用于储藏鸡蛋，通常浓度为2.5%,用于水果储藏， CO2为23。食品机械与工艺基础3、天然防腐剂及其应用天然防腐剂是指由生物体分泌或者体内存在的具有抑菌作用的物质，经人工提取或者加工的食品防腐剂。这类防腐 剂有的本身就是食品的组分，对人体无害，并能增加食品的 风味。 （1）酒精酒精使微生物细胞的蛋白质发生不可逆变性而起杀菌作用。食品中酒精含量达到1%-2%时，对葡萄球菌、大肠杆 菌、假单孢菌属等具有杀灭作用；30%以上可以杀灭各种微 生物，使食品得以长期保藏。食品机械与工艺基础（2）甲壳素和壳聚糖由蟹壳、虾壳中提取的一类黏多糖，其衍生物的水溶液浸渍、喷洒、涂布在果蔬表面，可以形成薄而透明、多微孔结构 的可食性薄膜。这种薄膜具有较低的透水性和对气体的选择性 透过，可以降低果蔬储藏期间的水分丧失；对果蔬的生命活动 产生抑制作用；薄膜本身具有防霉抑菌作用。食品机械与工艺基础（3）乳酸链球菌素作用：由乳酸链球菌产生的一种多肽物质，对革兰氏阳性菌 有抑制作用，但对霉菌和酵母的影响很弱，且需在酸性条 件下方能保证其稳定。常用于乳制品和肉制品的抑菌防腐。 毒性：乳酸链球菌素在未加工牛奶中存在，长期运输牛奶加 入可防止短期腐败，延长保存期 1-2天。每公斤体重食用 330万单位。无毒性及过敏性，安全性高，乳制品中最大用量 为0.5g/kg 。 应用范围：炼乳罐头、灭菌牛奶，植物蛋白食品。食品机械与工艺基础（4）有机酸作用机理：有机酸使食品的pH值下降，微生物的活动受抑制 ，含酸量与对微生物的抑制作用呈正相关性。 食品中的有机酸来源多样：水果中的有机酸是固有的，如柠檬酸、苹果酸等；发酵作用产生的有机酸，如食醋、乳酸；加工过程添加的有机酸 。 毒性：有机酸对食品不产生任何的毒副作用，但对食品的风 味有影响。食品机械与工艺基础天然防腐剂的防腐效果远不如合成有机防腐剂，提取费 用高，有些成分具有不良的气味，故使用不广泛。葱、姜、蒜的辛辣成分；中草药成分； 魔芋聚甘露糖、褐藻酸钠、蜂蜡蔗糖酯等。（5）其他天然防腐剂食品机械与工艺基础4、防腐剂与其他方法的结合使用（1）与加热方法相结合在防腐剂的存在条件下，杀灭微生物的温度可以降低很多。 （2）与冷冻处理相结合冷冻可以限制微生物的繁殖，加入防腐剂后，一般能延长食品的冷藏保存期。食品机械与工艺基础5、绿色食品对防腐剂的要求防腐剂在绿色食品中的使用，要求十分严格，苯甲酸及其盐类等许多防腐剂禁止在绿色食品中使用。有些防腐剂对人体有一定的毒害作用对生态环境会造成不良影响超量、超范围使用会引起食品安全问题食品机械与工艺基础三、食品抗氧化剂能够阻止或延缓食品氧化、以提高食品的稳定性和延长储存期的食品添加剂叫抗氧化剂。用于防止油脂氧化酸败、 食品氧化退色、食品氧化褐变、维生素氧化损失等。食品机械与工艺基础1、防止食品酸败的抗氧化剂氧化和水解是导致脂肪蛤败的主要原因。对氧化性蛤败有影响的因素有空气、光线、热、重金属离子、水分等。抗氧化剂主要的作用是截获游离基、切断游离基反应，阻止过氧化物的产生。目前常用的抗氧化剂有BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基对甲酚）、PG（没食子酸甲酯）等，主要用于脂肪 或多脂类食品。食品机械与工艺基础（1）抗氧化剂的作用机理抗氧化剂极易被氧化，可与空气中的氧首先反应，保护食品 能催化、引起氧化反应的物质封闭。 阻止、减弱氧化酶的活性； 使氧化过程中的链式反应中断，破坏氧化过程； 抗氧化剂放出氢离子，将自动氧化过程中产生的过氧化物 破坏，使其不形成醛或酮，抑制或阻碍甘油酯化物自动氧 化所生成之脂质游离基进一步与大气中氧结合，而形成一 连串的自动氧化连锁反应，籍以延缓油脂发生酸败的现象 ，增进油脂或油脂食品的有效贮存期。食品机械与工艺基础（2）常用的抗氧化剂丁基羟基茴香醚（BHA）使用范围：油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、速十米、干 制食品、罐头、腌腊制品等。 使用量：ADI为0-0.5g/kg(FAO,1994)，最大使用量为0.2g/kg没食子酸丙酯（PG）使用范围：油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、速食面、速 食米、干制食品、罐头、腌腊制品、果蔬罐头、果酱、冷冻 鱼、啤酒、葡萄酒、果汁、肉制品、油脂火腿、糕点等。 使用量：ADI为0-0.2mg/kg(FAO/WHO)，最大使用量0.2g/kg。食品机械与工艺基础2、防止食品褐变的抗氧化剂主要有抗坏血酸及其盐类，异抗坏血酸及其盐类等。抗坏血酸（维生素C）作用机理：抗坏血酸的抗氧化机理是与氧结合而作为食品除 氧剂，消耗氧，还原高价金属离子，以防止对食品的氧化。 化学性质：无毒，有抗氧化作用，营养强化作用。 使用范围：果汁、水果罐头、果酱、乳制品、肉制品等。 使用量：ADI为0-15mg/kg，规定最大使用量饮料120- 240mg/L；水果罐头200-400mg/kg；乳制品100-180mg/kg。 注意：因本品容易被氧化，它的水溶液受热、遇光后易破坏 ，应避光密闭保存。食品机械与工艺基础 第二节 食品的腌制与烟熏保藏我国人民有着悠久的食用酱菜的传统，在民间还有自行腌制、制作的习惯。随着社会的发展，生活水平的不断提高和 工作节奏的加快，使工业化食品的比重不断加大。调查显示 ，经济发达地区酱腌菜企业的数量和规模，远远大于落后地 区。由此表明，酱腌菜加工业的发展具有良好的前景。 腌制是指用食盐、糖等腌制材料处理食品原料，使其渗入食品组织内，以提高其渗透压，降低水分活度，并有选择 性地抑制微生物活动，促进有益微生物的活动，从而改善食 品食用品质的加工方法。食品机械与工艺基础腌渍保藏分类 （1）根据腌渍的材料盐渍；糖渍；酸渍；糟渍；混合腌渍。（2）根据腌渍的过程干态、半干态非发酵性 酱菜：甜酱、咸酱的盐腌品糖渍品：米酒糟或米糠、糖渍水果（即没有乳酸发酵，用盐量较高。）发酵性： 食盐含量低，主要乳酸发酵如：四川泡菜、酸黄瓜、韩国泡菜等（即有乳酸发酵，用盐量较低。）食品机械与工艺基础一、食品腌制的基本原理食品腌渍过程中，所选用的腌制剂主要有糖和盐。不 论盐或糖或其它酸味剂等原辅料(固体或液体），形成溶液后，总是发生扩散渗透现象，溶质进入食品组织内，溶质 的增加，水分渗透出来，从而降低食品内的水分活度，提 高渗透压，正是这种渗透压的影响下，抑制微生物和酶的 作用，使食品不易腐败。食品的腌渍过程主要扩散和渗透的过程。因此，扩散和渗透理论成为食品腌渍过程中重要的理论基础。食品机械与工艺基础1、溶液的扩散和渗透 （1）溶液的扩散扩散是分子或微粒在不规则热运动下固体、液体或者气体（蒸汽）浓度均匀化的过程。扩散的动力来自渗透压，并 总是从高浓度向低浓度转移，使溶液各部分浓度平衡为止。溶质从高浓度溶液到低浓度溶液。 溶质分子越小，扩散系数越大，物质的扩散速率和扩散量就会越大。 温度升高，使得介质的黏度降低，使得扩散系数会加大，从而增加了扩散速率