果蔬加工保藏原理及预处理.ppt

第二章 果蔬加工保藏原理与预处理,教学目标： 1.了解果蔬原料的加工特性，熟悉果蔬的主要化学成分与加工的关系。 2.熟悉食品败坏的原因，掌握根据保藏原理划分的果蔬加工保藏的主要方法。 3.熟悉果蔬加工原料预处理的基本工艺方法。 4. 掌握去皮、护色、半成品保藏的原理和方法。,1、生物学特性：呼吸作用 2、多样性：组织结构和化学成分的多样性 3、易腐性：微生物引发和化学作用 果蔬原料有三方面的特性，即多样性、生物性和易腐性。,果蔬原料特性：,果蔬加工贮藏的主要目的,果蔬加工的主要目的是防止果蔬腐败变质并保存其营养价值。 实质是控制果蔬化学成分的变化，使之符合食用的要求。,水,第一节 果蔬的化学成分与加工的关系,化学成分的质和量决定了果蔬外观和内在品质，即：颜色、风味、质地、营养、耐贮藏性和加工适应性。,维持产品的新鲜状态 维持正常的生理生化代谢 与果蔬的风味、口感、质地等有密切关系 与果蔬的贮藏性有关,一、水分,水分是果蔬的主要成分，平均含量80-90。 水的作用,游离水 (free water) 具有稀溶液的性质；可以自由流动；很容易被脱除掉。(70-80%，准结合水:717%）,果蔬中水的存在形式,结合水(bound water) 不能溶解物质；不能自由移动；不能为微生物所利用。（07%）,指食品中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值, 可用下式表示: Aw=P/P0 P -食品的蒸汽压 P0-纯水的蒸汽压,水分活度（water activity Aw ）,表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系。,水分活度的物理意义,通过计算水分活度来控制食品加工的条件和预测食品的耐藏性。 通常可利用降低水分活度的办法保藏食品。,水分活度在保藏加工中的应用,水分与果蔬加工的关系： 1.果蔬采收后，水分得不到补充，在贮运过程中容易蒸发失水而引起萎蔫、失重和失鲜。 2.果蔬含水量高，生理代谢旺盛，易衰老败坏。,实际生产中对水分的控制与应用：,1.需要保持果蔬的水分（大多数情况下） 例如：保鲜水果、净菜等。 2.需要控除一部分水分 例如：在蔬菜腌制发酵加工过程中，需要风干或晒的方式脱部分水，让蔬菜萎蔫，然后再加盐腌制发酵，以避免蔬菜撕裂或断裂。另外，干制品需要脱去水分。,果蔬中含氮物质的种类和特点： 种类：主要含蛋白质、氨基酸，少量酰胺、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等。 特点：含量不高。核果、柑橘类高，仁果、浆果类少。 是形成浓味、鲜味的重要成分。,二、含氮物质,含氮物质与加工的关系,（1）加工后制品，游离氨基酸含量上升（蛋白质水解）。 （2）产生非酶褐变（氨基酸或蛋白质与还原糖发生美拉德反应） （3）蛋白质与单宁结合产生沉淀（用于果酒、果汁澄清） （4）与风味相关（果蔬各自的特殊氨基酸组成，构成了产品独特风味，某些特殊氨基酸如谷氨酸和谷氨酰胺，可能与梨、李、菠萝、樱桃罐头的变味有关） （5）防止掺假（某些特殊氨基酸的含量和比例，可作为检测掺假的指标。如用脯氨酸可检测柑橘汁参假）,主要包括：脂肪和蜡质。 脂肪主要存在于种子和部分果实中，是提取植物油的极好原料（表2-2）。 脂肪易发生酸败。控制措施：温度、光线、水汽、金属等。 蜡质可防止茎、叶和果实凋萎，免受微生物侵染，对贮藏有利，在加工中一般应去除。,三、脂质,14,是果蔬干物质的主要成分，包括糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质等。 果蔬中的糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。糖类在加工中常发生各种变化，是影响制品风味和品质的重要因素，糖的各种特性如甜度、溶解度、水解转化吸湿性和沸点上升等均与加工有关。,四、糖类,单糖主要为葡萄糖、果糖；双糖主要为蔗糖。 影响果蔬甜味因素：糖含量和种类、糖酸比。 糖与果蔬加工的关系： 1. 蔗糖低pH、高温下生成羟甲基糠醛、焦糖而变色。 2.糖的吸湿性会降低制品保藏性。蔗糖的转化可防止晶析或返砂。 3. 糖经发酵产生酒精、乳酸等用于腌制、酿造。 4. 还原糖与氨基酸等发生美拉德发应产生褐变。,（一）单糖和低聚糖,（二）多糖,1. 淀粉 未成熟的果实含淀粉较多，随着果实的成熟或后熟而逐渐减少。 淀粉的糊化（Gelatinization） ：淀粉粒在适当温度（55 60 ）下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。 淀粉糊化影响高淀粉原料加工成清汁类罐头或果蔬汁（引起沉淀，甚至汁液变成糊状）。,淀粉在淀粉酶或与稀酸共热，水解成葡萄糖。 提取淀粉的农产品应防止酶解，提高淀粉产量。 淀粉的凝沉和老化现象(Retrogradation) ： 淀粉溶液缓慢冷却或淀粉凝胶长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的现象，称为淀粉的老化。 实质是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的结晶化的不溶解性分子粉末。,植物细胞壁中的主要成分，是构成细胞壁的骨架物质。它们的含量与存在状态，决定着细胞壁的弹性、伸缩强度和可塑性。 幼嫩果蔬多为水合纤维素，组织质地柔韧、脆嫩； 老熟果蔬多为复合纤维素，组织粗糙坚硬，食用品质下降。,2.纤维素和半纤维素,纤维素由葡萄糖脱水缩合而成的多糖，是植物细胞里的主要成分。 半纤维素是多聚戊糖、多聚己糖和混合聚糖等组成的复杂多糖，是细胞壁的主要成分。 粗纤维不可溶性纤维素、半纤维素、木质素等。 膳食纤维指不能为人体消化道分泌的酶所分解的多糖类碳水化合物和木质素。 “第七大营养素”之称。,原果胶,成熟阶段,原果胶酶,纤维素,果 胶,过熟阶段,果胶酶,甲 醇,果胶酸,果胶酸酶,还 原 糖,半乳糖醛酸,（3）果胶物质,果胶是构成细胞壁的主要成分，也是影响果实质地的重要因素。,果胶物质形态变化导致果蔬硬度下降，影响果蔬贮运加工性能； 高甲氧基果胶凝胶速度快，凝胶温度高，主要用于酸奶，果酱以及果汁饮料中；低甲氧基果胶应用于低糖果冻、果酱制品。 果胶酸与钙盐结合可改善果蔬脆硬性，有利于加工制品的脆度； 制造澄清果蔬汁时，果胶的存在使果蔬混浊，应予以除去。,果胶物质与果蔬加工的关系：,果蔬中的有机酸是影响其风味的主要成分之一，主要有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸，还有少量的苯甲酸和水杨酸、延胡索酸等。,五、有机酸（organic acid）,常见果蔬中主要有机酸种类,果蔬酸味的强弱不仅与含酸量有关，还与酸根的种类、解离度（H+）、缓冲物质（蛋白质等）的有无、糖的含量有关。 糖酸比衡量果蔬品质的重要指标，也是判断某些果蔬成熟度、采收期的重要参考指标。,对风味的影响 （酸的种类） 对杀菌条件的影响 （低酸性与酸性食品） 对容器和设备的腐蚀作用 （有机酸与金属离子反应） 对加工制品色泽的影响 （色素、单宁变色） 对加工制品营养成分影响 （蛋白质水解、保护Vc、影响果胶凝胶特性、蔗糖水解为转化糖等）,加工特性,六、矿物质,果蔬矿物质是人体矿物质的重要来源，以无机盐或与有机物结合的方式存在。 生理功能：维持体液的渗透压和pH、参与体内生化反应 。 在果蔬加工中比较稳定，损失多为水溶性的部分。硝酸盐、亚硝酸盐的损失对人体有利。 某些特征微量元素的含量及比例可作为检验食品掺假依据。 果蔬残留药物中矿物质应洗涤干净。,七、维生素,(一) 维生素C 在酸性溶液或浓度高的糖液中比在碱性中稳定，在富氧环境或氧化剂存在时不稳定，分解速度受温度、pH值、金属离子及紫外线的影响。 对紫外线不稳定，不宜将玻璃瓶罐头放在阳光下。干制品应密封包装以免维生素C被氧化。 铜与铁具有催化作用，加速维生素C氧化，故在加工时应避免使用铜铁器具。 维生素C氧化后，还导致食品发生褐变。,果蔬不含维生素A，但胡萝卜素在动物体内分解出维生素A；深绿和橙黄色蔬菜含量高。 胡萝卜素耐高温，但在加热时遇氧易氧化。罐藏及果蔬汁能很好地保存胡萝卜素，干制时易损失，漂洗和杀菌均无影响，在碱性溶液中较稳定。,(二) 维生素A,二、维生素 B1(硫胺素),是维持人体神经系统正常活动的重要成分，也是糖代谢的辅酶之一。缺乏常引起脚气病，发生周围神经炎、消化不良和心血管失调等。 在酸性环境中稳定，在中性和碱性环境中对热敏感，易发生氧化还原反应。罐藏蔬菜或干制品能较好地保存维生素B1，在沸水中烫漂会破坏，有一部分溶于水中。,八、色素物质,果蔬呈色的主要物质。 一般对热、光、酸、碱和某些酶敏感。 按溶解性分为：脂溶性的叶绿素、类胡萝卜素； 水溶性的花色素、类黄酮等。 果蔬的色泽影响产品的外观质量，果蔬加工中应尽量保持原有的色泽，防止变色。,（一）叶绿素,对酸、碱、射线、光照等敏感。 （1）种类与加工特性 主要叶绿素a和叶绿素b，溶于乙醇，不溶于水。 加工中对叶绿素影响最大的因素是酸、碱、热、光、酶等。,（2）绿色的保持,蔬菜类：加入一定浓度的NaHCO3溶液浸泡，结合烫漂处理。 用Cu2+、Zn2+等取代Mg2+。 挑选品质优良的原料，尽快加工并低温下贮藏。,（二）类胡萝卜素,脂溶性色素，主要有胡萝卜素、叶黄素、番茄红素等三类。 耐热性强，遇碱稳定； 有氧条件下，易被脂肪酶、过氧化物酶氧化，紫外线促进氧化。 主要加工特性： 1）维生素A源 2）加工中相对稳定 （氧化易产生异味） 3）作为着色剂,一类以糖苷形式存在的红色水溶性色素，是果蔬花卉呈色的主要色素，又称花色苷或花青素。 主要有六种类型： 天竺葵色素、芍药花色素、矢车菊色素、牵牛花色素、飞燕草色素、锦葵花色素等。,（三）花青素,主要加工特性,受pH值影响而变色。 （红-紫-蓝） 易被亚硫酸及其盐类褪色。（半成品保存褪色复色） 在有抗坏血酸存在的条件下，花色素会分解褪色。 氧气、高温、光线、金属离子等使花色素发生不良变化。（沉淀、褐变、变色等）,（四） 花黄素,在酸性条件下无色，在碱性时呈黄色，与铁盐作用变成绿色或褐色。 加工时应注意的问题： 1.用碱处理洋葱、马铃薯等含黄酮类的果蔬时出现变黄现象，加入少量酒石酸氢钾可消除。 2.避免与铁金属器具和设备接触。 3.富含黄酮类果蔬制品储存过久产生褐色沉淀。,九、单宁,单宁（鞣质）是具有涩味、能产生褐变及与金属离子产生褐变的物质，属于酚类化合物，其结构单体主要是邻苯二酚、邻苯三酚及间苯三酚。 单宁与果蔬极其制品的风味和色泽的变化关系密切。 主要有两大类： 水解型单宁：单宁酸和绿原酸 缩合型单宁 ：儿茶素,单宁的加工特性： 涩味 含量过高会产生很不舒服的收敛性涩感；适度的单宁含量可以给产品带来清凉的感觉，也可强化酸味的作用。 脱涩方法： 温水浸泡法 40 /1015h 酒浸泡法 喷洒40%的蒸馏酒/密封510d CO2脱涩法 置于CO2浓度50%的容器中 乙烯脱涩法 密闭容器充入乙烯,变色 酶促褐变：单宁作为多酚氧化酶的底物而发生酶促褐变使产品变红。护色措施 ：果蔬中单宁含量、酶活性、供氧量三者控制其一。 酸性加热条件下的自身氧化缩合。在较低pH（pH2.5）下，单宁能自身氧化缩合生成红粉。单宁含量较高的原料加工过程中，pH的控制十分重要。 遇铁变黑色，与锡长时间共热呈玫瑰色，遇碱变蓝色。 与蛋白质产生絮凝，用于果汁澄清。,十、芳香物质,果蔬中芳香物质大多为油性挥发性物质，故又称挥发性油，也称精油。 主要成分为醇、酯、醛、酮、烃以及萜类和烯烃等。 水果：酯类、醇类、酸类物质等。 蔬菜：含硫化合物、高级醇、醛、萜类等。,与果蔬加工的关系,提取香精油 (提取与分离） 氧化与挥发损失 （控制加工时间） 控制制品中的含量 （过高、过低不可） 抑菌作用（防腐，如大蒜精油、橙皮香精油）,十一、糖苷类,构成果蔬苦味的主要物质。 与加工的关系： 苦杏仁苷 （多存种子中；应预煮除氢氰酸） 黑芥子苷（苦味；十字花科蔬菜含较多；腌渍菜特有香味） 茄碱苷（剧毒；茄科植物中；含量少。如发芽发绿的马铃薯） 柑橘类糖苷（苦味；柑橘类果实中，汁中少） 除以上糖苷物质外，果蔬中的花青素、单宁及其他许多物质也常以糖苷形式存在。,一类本质为蛋白质的生物催化剂，决定着体内的代谢反应。 氧化酶：多酚氧化酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶等。 水解酶：果胶酶类、淀粉酶类、蛋白酶、纤维素酶、各种糖苷分解酶等。 与果蔬加工的关系：利用和抑制（钝化）,十二、酶,食品败坏：一种食品，凡是改变了原来的性质和状态而质量变差称之为食品败坏。 食品败坏的主要原因：微生物败坏、酶败坏、理化败坏。,第二节 果蔬的败坏与加工保藏方法,一、果蔬败坏的原因,二、果蔬的加工保藏方法,（一）运用无菌原理的保藏方法 （二）抑制微生物活动的保藏方法 （三）利用发酵原理的保藏方法 （四）维持食品最低生命活动的保藏法,第三节 果蔬加工原料预处理,果蔬加工对原料的要求：原料的种类和品种、原料的成熟度、果蔬新鲜度。,在果蔬加工学上，一般将成熟度分为三个阶段，即可采收成熟度（绿熟:五六成熟） 、加工成熟度（坚熟：七至九成熟）和生理成熟度（过熟）。,果蔬加工预处理包括：选别、分级、清洗、去皮、切分、修整、烫漂（预煮）、硬化、抽空等工序。对制品影响最大的有分选、去皮、漂烫及工序间护色。,一、原料的分级 分级是按照加工品的要求采用不同的标准进行分级。常用的分级标准有大小分级、成熟度分级、色泽分级和品质分级。,二、原料的洗涤,目的：洗去果蔬表面附着的灰尘、泥沙和大量的微生物及部分残留的化学农药，保证产品清洁卫生。 方法：根据原料被污染程度，耐压耐摩擦的程度，以及表面状态的不同，采用不同的方法及机械来进行。,滚筒式清洗机,双级滚筒,自动化输送,带式清洗机,果蔬在输送带上边移动边被高压水清洗,三、去皮,目的：许多果蔬外皮较粗糙、坚硬、有不良风味，因此加工时应除去以提高果蔬的品质。 去皮的方法：机械、碱液、热力和手工去皮等。,（一）机械去皮： 主要用于比较规整的果蔬。常用的有旋皮机、擦皮机和专用的去皮机械三类。,(二)碱液去皮 应用最广泛的。 原理：通过碱液对表皮内的中胶层溶解，从而使果皮分离，表皮所含的角质、半纤维素具有较强的抗腐蚀能力，中层薄壁组织主要由果胶组成，在碱的作用下，极易腐蚀溶解，而可食部分多为薄壁细胞，抗酸碱的腐蚀，碱液掌握适度，就可使表皮脱落。 常用的碱为氢氧化钠（廉价）、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。 处理方法：浸碱法和淋碱法。,淋碱机,浸碱法,碱液去皮的优点：适应性广，几乎所有的果蔬都可以用碱液去皮，且对原料表面不规则、大小不一的原料也能达到良好的去皮效果；掌握适度时，损失率少，原料利用率高；节省人工、设备。但必须注意碱液的强腐蚀性。,(三)热力去皮 果蔬先用短时高温处理，使之表皮迅速升温而松软，果皮膨胀破裂，与内部果肉组织分离，然后迅速冷却去皮。适用于成熟度高的桃、杏、枇杷、番茄和甘薯等。 热源主要有蒸气（常压与加压）和热水。蒸汽去皮主要用在桃上。 原料损失少、色泽好、风味好，但只适用于皮易剥离的原料，要求成熟度高。,(四)手工去皮 应用刨、刀等工具人工去皮，应用较广。优点是去皮干净、损失率少，并可有修整的作用，同时也可去心、去核、切分等同时进行，在果蔬原料质量较不一致的情况下能显示出其优点，但这种方法费工、费时、生产效率低。,目前常用的手工去皮刀具图,(四)其他去皮方法 酶法去皮、冷冻去皮、真空去皮等。,四、原料的切分、去心、去核及修整,切分：果蔬罐藏、 干制、加工果脯、 蜜饯和腌制蔬菜时，多功能切片机 破碎：果酒、果汁、菜汁及番茄制品，破碎打浆机 核果类：去核；仁果类：去心 划线、刺孔：枣、金柑、梅等加工蜜饯,五、烫漂,（一）烫漂处理的作用 1.钝化酶活性，减少氧化变色和营养物质损失； 2.增加细胞透性，利于水分蒸发和干制品复水； 3.稳定或改进色泽（排除果肉组织内的空气）； 4.降低果蔬中的污染物和微生物数量； 5.除去部分辛辣和其他不良风味； 6.软化或改进组织结构。,果蔬的烫漂也称预煮、热烫、杀青等。是指将已切分的或经其他预处理的新鲜果蔬原料放入沸水或热蒸气中进行短时间的热处理。,1.热水烫漂系统 2.蒸气烫漂系统 3.组合式烫漂系统 4.单体快速烫漂系统,（二）烫漂处理的方法,烫漂的程度：组织透明，失去鲜果蔬的硬度，半生不熟（罐头）。钝化最耐热的过氧化氢酶为标准：干制和速冻类。 烫漂后及时用流动水或冷风冷却，防组织变软。 漂烫中维生素C的损失最为明显。在达到漂烫效果的前提下，应尽量缩短漂烫时间和减少原料同氧气的接触。,（三）烫漂处理过程的确定,六、工序间的护色措施 原因:去皮或切分后，褐变，主要是酶促褐变。护色措施均从排除氧气和抑制酶活性两方面着手。 方法： （一）食盐水护色：抑酶兼除氧，1-2%，用氯化钙溶液能护色和增加果肉的硬度。 （二）有机酸溶液护色：降低多酚氧化酶活性 常用0.5-1%柠檬酸。 （三）烫漂处理 四）抽空处理 （五）硫处理,强烈的护色效果，0.03-0.06% 防腐作用， 0.3% 抗氧化作用 促进水分蒸发 漂白作用 延长贮藏期,2.处理的方法 熏硫法：干制果品的保存； 葡萄贮藏保鲜 浸硫法：果脯、罐头、速冻制品,1.亚硫酸的保藏作用,毒性作用：成品中一般要求20mg/kg以下 。 只适用于干制、糖制、制汁、制酒或片状罐头的原料保藏。 对果胶酶抑制作用小，果肉易变软，产生不愉快嗅感和味感，破坏VB1。 易分解失效，现配现用，密闭。 酸性环境作用明显。 避免接触金属离子。 严格掌握药品的质量标准，注意重金属含量。 加工或食用前须脱硫以符合国标，脱硫方法：加热、搅动、充气、抽空、漂洗和加抗氧化剂等。,3.注意事项,（一）盐腌处理 （二）硫处理 （三）防腐剂 （四）大罐无菌保存,七、半成品保存,复习思考题 1、简述糖、果胶、有机酸、维生素、含氮物质、色素、单宁、芳香物质等果蔬主要化学成分的加工特性。 2、简述食品败坏的主要原因和根据保藏原理划分的果蔬加工保藏的主要方法。 3、简述果蔬原料分级、清洗的目的和常用方法。 4、简述果蔬原料去皮的主要方法，并说明其原理。 5、说明果蔬原料漂烫的目的和方法。 6、分析果蔬原料变色的主要原因，并制定工序间护色的措施。 7、简述果蔬加工半成品保藏的常用方法，并阐述各个方法的保藏原理和操作要点。,讨论:,1.山楂在成熟过程中为什么会由硬变软直至软烂？ 2.绿色蔬菜在加工过程中常常会有绿色变为黄褐色，这是什么原因？采取什么措施进行护色？,预习 第三章 果蔬罐藏,1、罐藏原理。 2、顶隙的大小对罐藏的影响。 3、罐藏工艺中排气的作用和方法 4、影响罐头杀菌效果的因素 5、罐藏的工艺流程和操作要点？ 6、影响罐头真空度的因素有哪些？ 7、常见的罐头食品败坏现象及原因？ 8、胀罐的原因及解决措施？ 9、罐藏食品变浑浊的原因及解决措施？ 10、罐液的配制要求？,