食品加工FoodProcessing.ppt

食品加工(Food Processing),Wk 1,食品加工概論,“食品加工”的定義,為延長食品壽命、抑制食品品質(zhì)的劣化，而將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫呤群眯?、營養(yǎng)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等的製品 食品加工係以農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品為主要原料，用物理的、化學(xué)的、微生物學(xué)的方法處理，改變其形態(tài)以增加保藏性，或製造具有新性質(zhì)的食品。,“食品加工”的分類,原料 用途 製程,“食品加工”的目的,防止腐敗及變質(zhì) 提高可食性 改善嗜好性 改善營養(yǎng) 提高便利性：便於儲(chǔ)藏、運(yùn)送、食用。,食品的變質(zhì)與保存,為何需要保存食品？,可食性食物(動(dòng)物性/植物性)取得的方便性 無論時(shí)間 無論地區(qū) 食品原料的特性 變質(zhì) 季節(jié)性 生活習(xí)性及方式的變遷 狩獵 農(nóng)牧 商業(yè)交易 工業(yè)革命 人口快速的增長,“食品保存”的定義,為防止食品受物理、化學(xué)作用，以及微生物、昆蟲之類的生物作用所引起的變質(zhì)，以保持食品的品質(zhì)安全 可以延緩或防止食品變質(zhì)、腐敗的保存方法,食物的變質(zhì),物理變化 溫度 冷 熱 水份 化學(xué)變化 空氣 光線 酵素 微生物變化,食品為何腐壞？,微生物 殺菌 水活性 溫度 pH 密閉容器 幅射 化學(xué)藥劑 壓力 氧 風(fēng)味 褐變,食品的保存方法,罐頭食品 低溫食品 乾燥食品 鹽漬食品 糖漬食品 發(fā)酵食品 食品添加物 放射線照射 食品包裝,柵欄技術(shù)原理,High temperature (F) Heating Low temperature (T) Chilling, freezing Reduced water activity (aw) Drying, curing, conserving Increased acidity (pH) Acid addition or formation Reduced redox potential (Eh) Removal of oxygen or addition of ascorbate Biopreservatives Competitive flora such as microbial fermentation Other preservatives Sorbates, sulfites, nitrites,Type of Hurdle,Physical Aseptic packaging, electromagnetic energy (microwave, radio frequency, pulsed magnetic fields, high electric fields), high temperatures (blanching, pasteurization, sterilization, evaporation, extrusion, baking, frying), ionizing radiation, low temperature (chilling, freezing), modified atmospheres, packaging films (including active packaging, edible coatings), photodynamic inactivation, ultra-high pressures, ultrasonication, ultraviolet radiation,Type of Hurdle (continue),Physicochemical Carbon dioxide, ethanol, lactic acid, lactoperoxidase, low pH, low redox potential, low water activity, Maillard reactionproducts, organic acids, oxygen, ozone, phenols, phosphates, salt, smoking, sodium nitrite/nitrate, sodium or potassium sulphite, spices and herbs, surface treatment agents,Type of Hurdle(continue),Microbial Antibiotics, bacteriocins, competitive flora, protective cultures,Synergistic effects(協(xié)同效應(yīng)) of Hurdle Technology,Gram-positive bacteria include some of the more important spoilage bacteria, such as Clostridium, Bacillus and Listeria. A synergistic enhancement occurs if nisin is used against these bacteria in combination with antioxidants, organic acids or other antimicrobials. Combining antimicrobial hurdles in an intelligent way means other hurdles can be reduced, yet the resulting food can have superior sensory qualities.,食品熱處理的結(jié)果,正面： 殺死微生物，主要是致病菌和腐敗菌等有害的微生物； 鈍化酶,食品熱處理的結(jié)果(續(xù)),正面： 改善食品的品質(zhì)與特性，如產(chǎn)生特別的色澤、風(fēng)味和組織狀態(tài)等； 提高食品中營養(yǎng)成分的可利用率、可消化性等； 破壞食品中不需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制劑(Tripsin inhibitor),負(fù)面： 食品中的營養(yǎng)成分，特別是熱敏性成分有一定損失 食品的品質(zhì)和特性產(chǎn)生不良的變化； 消耗的能量較大。,食品熱處理的結(jié)果,熱加工的類型和特點(diǎn),1. 工業(yè)烹飪（Industrial cooking） 2. 殺菁或熱燙（Blanching or Scalding） 3. 熱擠壓（Hot extrusion） 4. 熱殺菌 巴氏(巴斯德)殺菌（Pasteurization） 商業(yè)殺菌（sterilization） 滅菌(absolute sterilization),熱殺菌的主要分類,濕熱殺菌 熱殺菌中最主要的方式之一。它是以蒸汽、熱水為介質(zhì)，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。,熱殺菌的主要分類(續(xù)),乾熱殺菌 採用火焰灼燒或乾熱空氣進(jìn)行滅菌的方法 電熱殺菌 亦稱“歐姆殺菌”，利用電極將電流通過物體，由於電阻差異、介質(zhì)損耗等的存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能，使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌的目的。,罐頭食品的傳熱方式 傳導(dǎo)； 對(duì)流； 傳導(dǎo)對(duì)流結(jié)合型 幅射 冷點(diǎn)：傳導(dǎo)是依靠物體間接觸進(jìn)行熱量傳遞，在加熱和冷卻過程中，物料間出現(xiàn)溫度梯度，傳導(dǎo)最慢一點(diǎn)往往是罐頭的幾何中心，稱為冷點(diǎn)。,熱能在食品中的傳遞,殺菌的分類,絕對(duì)殺菌(absolute sterilization) 使食品達(dá)到完全無菌的殺菌處理，要達(dá)到完全無菌之程度，必須使食中的每一顆粒均接受121 之高溫加熱15分鐘以上，但有些罐頭食品之內(nèi)容物傳熱速度相當(dāng)慢，可能須數(shù)小時(shí)才能達(dá)完全無菌，此食品品質(zhì)可能以變劣至無食用價(jià)值。 商業(yè)殺菌(commercial sterilization) 殺死所有致病菌及會(huì)毒素產(chǎn)生的細(xì)菌。不過，在常溫?zé)o冷藏狀況之商業(yè)儲(chǔ)運(yùn)過程中，不得有微生物再繁殖，並且無有害人體健康之活性微生物或孢子存在。 巴斯德低溫殺菌(pasteurization) 100，屬於商業(yè)殺菌的一種以殺死病原菌及無芽孢細(xì)菌，但無法完全殺滅腐敗菌。 必需儲(chǔ)存在pH4.6、高糖、高鹽或低溫(04)下 殺菁(Blanching) 生鮮的食品原料迅速以熱水或蒸氣加熱處理之方式，稱為殺菁(blanching)。其目的為抑制或破壞食品中的酵素及減少微生物數(shù)目。,加熱殺菌,低溫殺菌 又稱巴氏德殺菌法（pasteurization） 100以下溫度加熱殺菌 一般以6265加熱30分鐘,加熱殺菌 (續(xù)),高溫殺菌 又稱商業(yè)滅菌（commercial sterilization ） 100以上溫度加熱殺菌 一般使用高壓殺菌釜（retort） 以110120加熱1030分鐘 畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品、蔬菜罐頭或殺菌軟袋食品適用,加熱殺菌 (續(xù)),高溫短時(shí)間殺菌 （high-temperature short-time pasteurization；HTST ） 又稱巴氏瞬間殺菌法（flash pasteurization） 7275加熱15秒鐘 用於牛乳、蔬果汁等液狀食品,加熱殺菌 (續(xù)),超高溫瞬間殺菌 （ultra high temperature sterilization；UHT ） 殺菌時(shí)為120135加熱2秒鐘 保久乳即採用此方法殺菌,罐頭食品,罐頭食品,定義 將食物充填於容器中，以脫氣、密封、加熱殺菌後，因微生物的消滅得以延長食品的保存時(shí)間。 開山祖師 1795年，法國糖果商N(yùn)icolas Appert 作法： 食物被充填在玻璃瓶中，先以軟木塞輕輕塞住，整個(gè)食物及容器以水浴加熱後，迅速打開軟木塞，以移除玻璃瓶內(nèi)空氣後，立即栓緊軟木塞，使食物得以儲(chǔ)存較長時(shí)間。,罐頭食品工業(yè)重要里程碑,1810年英國Peter Durand使用鍍錫的薄鐵板作成罐頭容器(tin canister)，並獲得專利 1847年美國開發(fā)製罐機(jī) 1852年Raymond Chevallier Appert發(fā)明了蒸汽殺菌斧的原型機(jī) 1864年法國Louis Pasteur發(fā)現(xiàn)細(xì)菌 1874年美罐頭業(yè)者A. K. Shriver發(fā)明高壓蒸煮法 1898年Julius Brenzinger發(fā)明封口機(jī) 衛(wèi)生罐(sanitary can)，二重捲封法 1950年殺菌軟袋(retort pouch)由美陸軍起頭研究發(fā)展 1965年鋁易開罐開發(fā),罐頭食品的保存原理,利用高溫殺菌 利用加熱造成罐頭的真空 藉密封來防止微生物再污染，及保持真空,罐頭的製程,原料 調(diào)理 依原料特性、加工層次及消費(fèi)者需求之不同而有所差異 例：蔬果類先經(jīng)殺菁(blanching)後再裝罐 容易裝罐 使酵素不活化、色香味及營養(yǎng)價(jià)值的保持 去除原料中的空氣 裝罐及添加湯汁 固型量的影響 脫氣、密封、殺菌 罐頭食品的主要的三大過程 冷卻 迅速冷卻至35，並擦乾罐表面的水 觀察期 710天,罐頭的脫氣的目的,防止好氣性微生物的滋長 真空對(duì)產(chǎn)品香味、色澤及維生素具保持作用，防止油脂的氧化及馬口鐵皮的腐蝕作用 防止高溫殺菌時(shí)罐頭因過度膨脹而受損，真空會(huì)造成罐蓋及罐底的稍為凹陷，以此判定封罐之完整性,罐頭的脫氣的方法,加熱脫氣法 封罐前將食品加熱 機(jī)械真空脫氣法 先加罐蓋並假捲封；再以真空封蓋機(jī)於瞬間抽真空並進(jìn)行捲封 蒸汽脫氣法 封罐前以蒸汽直接噴在充填內(nèi)容物後的罐頭上部空隙(head space)以置換空氣,罐頭真空度,是為罐內(nèi)氣壓與罐外氣壓之差 壓力以水銀柱高度表示，真空度則以英吋(in.)表示 地球大氣壓力為 14.7磅/平方英吋，1磅壓力的真空度約2吋水銀柱高度，因此罐外氣壓等於29.5吋，所以當(dāng)罐內(nèi)氣壓為17吋時(shí)，其真空度為29.5-17=12.5(in.),馬口鐵(tin plate),表面(兩面)鍍錫的鋼片(0.20.4mm) 1/3的錫產(chǎn)量用於馬口鐵的製造 現(xiàn)代馬口鐵的一般組成為(鋼板層/合金層/錫層/氧化膜/油膜) 優(yōu)點(diǎn)： 防腐蝕及防銹 便宜、堅(jiān)硬、易成型、可錫焊、可塗漆、可印刷等 鍍錫法 熱浸及電鍍 Macau,馬口鐵剖面圖,馬口鐵罐的製造,俗稱三片罐(three piece can，分罐身、罐蓋及罐底) 利用二重捲封法將三片密接無焊錫及焊接溶劑滲入之虞，又稱衛(wèi)生罐(sanitary can) 尚有橢圓罐、方型罐、馬蹄型罐(Spam)等 橢圓罐及方形罐是由馬口鐵皮沖壓而成，是為罐身及罐底一體的二片罐(two piece can) 空罐指的是馬口鐵皮製成含罐身及罐底,臺(tái)灣常用空罐的規(guī)格,罐徑(外徑)：59.00 mm 156.54 mm 最常見的為4號(hào)罐 直徑：76.84 mm 罐高：113.26 mm 容積： 462.30 cm3,罐頭的密封,二重捲封法(double seaming) 二重捲封機(jī)(double seamer) 軋頭(chuck) 托盤(lifter) 第一捲輪(first operation seaming roll) 第二捲輪(second operation seaming roll),空罐的塗漆,塗漆的作用 內(nèi)部塗漆 防止內(nèi)容物與罐金屬接觸時(shí)，發(fā)生內(nèi)壁腐蝕及變色 外部塗漆 防止在高濕度、氣溫變化大、長期儲(chǔ)存時(shí)罐頭外部之生銹,罐內(nèi)面的塗漆料,依內(nèi)容物的不同，而有不同的內(nèi)塗料 樹脂塗料(oleoresinous lacquer) 適用於果實(shí)、蔬菜及調(diào)味魚類罐頭 C-塗料 (c-enamel) 氧化鋅+樹脂塗料 適用於含多量蛋白質(zhì)的魚貝類、肉類 殺菌加熱過程中含硫的cysteine及cystine的游離硫生成硫化氫，與馬口鐵的鐵生成黑色的硫化鐵。氧化薪可與硫化氫形成無色硫化氫 酚(phenol)類途料 使用於魚貝類及肉類 也用於外部塗料 乙烯基(vinyl)塗料 通長塗於樹脂塗料之上，非常強(qiáng)的覆膜，無味、無臭、無色 適用於啤酒、碳酸飲料等,二重封口機(jī)照片,二重捲封機(jī)構(gòu)造,二重捲封法圖示,無錫鋼皮(tin-free steel plate; TFS),優(yōu)點(diǎn) 在鋼皮上形成氧化鉻覆膜 不與硫反應(yīng) 原料影響面低,缺點(diǎn) 焊接性不好 鉻延展性低,鋁罐,優(yōu)點(diǎn) 輕 不腐蝕 與硫接觸不變黑 易沖壓成型 對(duì)中性食品安定，不易變化 無毒性 表面易處理上色,缺點(diǎn) 焊接性不良 強(qiáng)度不高(80%同厚度的馬口鐵) 對(duì)酸性食物，耐蝕性較馬口鐵低 無磁性 高價(jià)格(馬口鐵的3倍),玻璃容器,優(yōu)點(diǎn) 不易與內(nèi)容物起化學(xué)反應(yīng) 無腐蝕 易成任何形狀 透明 可開閉,缺點(diǎn) 透明 易破碎 需通過100磅/平方吋/分鐘之耐壓試驗(yàn) 導(dǎo)熱性差 避免殺菌及冷卻過程中過度的溫度變化，需耐42之溫度變化 玻璃碎片,常見的軟質(zhì)包材,聚烯烴材料 聚乙烯(polyethylene; PE) 高密度/低密度 低溫下 良好的強(qiáng)韌性與柔軟性 高透氣性 聚丙烯(polypropylene; pp) 最輕的塑膠材料之一 剛性及耐熱性較PE佳 聚苯乙烯(polystyrene; PS) 耐酸鹼 低拉力強(qiáng)度及衝擊強(qiáng)度 聚氯乙烯(polyvinylchloride; PVC) 硬質(zhì)(無塑化)PVC-透明性及機(jī)械性佳，低透氣性