食品的低温保藏技术

扩散是由于微粒（分子、原子）的热运动而产生的物质迁移现象。主要是由于浓度差而产生，也可以由温度差和湍流运动等产生。

扩散总是从高浓度向低浓度处转移。

物质在扩散过程中，其扩散量和通过的面积及浓度梯度成正比，扩散方程式可写为：

式中： Q ── 物质扩散量

D ── 扩散系数(随溶质及溶剂的种类而异) A ── 扩散通过的面积

── 浓度梯度(C ── 浓度， X ── 间距) t ── 扩散时间

扩散速度方程：

扩散系数D：

dQ??DAdCdtdXdQdC??DAdtdXD??dQ/dtA(dC/dX) 扩散系数的含义是指单位浓度梯度时，扩散物质通过单位截面积的扩散速度。 假设扩散物质的粒子为球形时，扩散系数D的表达式可以写成：

D?RT6NAr?式中：D ── 扩散系数，在单位浓度梯度的影响下，单位时间内通过单位面积的溶质量 R ── 气体常数(8.314J·K-1·mol-1) T ── 绝对温度(K)

N ── 阿伏加德罗常数(6.023×1023)

r ── 溶质微粒(球形)直径，应比溶剂分子大，并且只适用于球形分子(m) η ── 介质粘度(Pa·s)

前式中的R、N、π均为常数，令K0＝R/6Nπ，则上式可简写为：

D?K0Tr? 温度(T)越高，粒子的直径(r)越小，介质的粘度(h)越低，则扩散系数(D)就越大。

在其它条件(浓度梯度和面积)相同的情况下，扩散系数增大，物质的扩散速度和扩散量也就增大。

由此可见食盐和不同糖类在腌渍食品的过程中，其扩散速度是各不相同的。

例如，不同糖类在溶液中的扩散速度可比较如下：葡萄糖＞蔗糖＞饴糖中的糊精(5.21∶3.80∶1.00)。

另外它们的扩散速度还随温度升高而增大，这是由于温度增加，分子运动加快，溶剂粘度降低，溶质分容易从溶剂分子间通过的缘故。

一般来说，温度每增加1℃，各种物质在水溶液中的扩散系数平均增加2.6%(2%~3.5%)。

溶液的渗透：

渗透——就是溶剂从低浓度溶液经过半透膜向高浓度溶液扩散的过程。参见图8-1 半透膜——就是只允许溶剂(或小分子)通过而不允许溶质(或大分子)通过的膜。 细胞膜就属于半透膜。

从热力学观点来看，溶剂只从外逸趋势较大的区域(蒸气压高)向外逸趋势较小的区域(蒸气压低)转移，由于半透膜孔眼非常小，所以对液体溶液而言，溶剂分子只能以蒸气状态(分子状态)迅速地从低浓度溶液中经半透膜孔眼向高浓度溶液内转移。 高浓度溶液浓度越高，两边液面高度差越大，低浓度液面上承受的压力P也就越大。

在高浓度溶液的液面上施加一定压力，若这个压力值等于由于形成液面高度差而使低浓度溶液液面承受的压力P，则会阻止水分子向浓溶液内渗透，并使得液面高度差下降，直至形成的液面高度差消失，所施加的这个压力就是渗透压。 渗透压取决于溶液溶质的浓度，和溶质的数量无关。

渗透作用是在渗透压的作用下进行的，腌制的速度取决于渗透压。

渗透压和温度及浓度成正比，因此为了加快腌渍过程，应尽可能在高温度和高浓度溶液的条件下进行。

渗透速度还和溶剂密度及溶质相对分子质量有一定关系。但溶剂密度对腌渍过程影响不大。溶质相对分子质量则是对腌渍过程有一定影响，溶质的相对分子质量越大，需用的溶质重量也就越大。若溶质能离解为离子，则用量显然可以减少些。 （二）腌制的防腐作用 食盐溶液的防腐作用

·对微生物细胞的脱水作用。·降低水分活度。·对微生物的生理毒害作用。·食盐溶液对微生物酶活力有影响。·降低溶液中氧的浓度。

不同微生物对食盐溶液的耐受力

一般来说，盐液浓度在1%以下时，微生物的生理活动不会受到任何影响。 当浓度为1%~3%时，大多数微生物就会受到暂时性抑制。 当浓度达到6%~8%时，大肠杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌停止生长。

当浓度超过10%后，大多数杆菌便不再生长。球菌在盐液浓度达到15%时被抑制，其中葡萄球菌则要在浓度达到20%时，才能被杀死。酵母在10%的盐液中仍能生长，霉菌必须在盐液浓度达到20%~25%时才能被抑制。 糖溶液的防腐机理

食糖溶液产生高渗透压；食糖溶液可以降低环境的水分活度；食糖使溶液中氧气浓度降低。 不同微生物对食糖溶液的耐受力

浓度为1%~10%的糖溶液实质上会促进某些菌种的生长，浓度达到50%时会阻止大多数细菌的生长，而要抑制酵母和霉菌的生长，则要求其浓度达到65%~85%。一般为了达到保藏食品的目的，糖液的浓度至少要达到50%~70%，以70%~75%为最适宜。 在同样百分浓度下葡萄糖、果糖溶液的抑菌效果要比乳糖、蔗糖好。（相对分子质量） 例如：抑制食品中葡萄球菌需要的葡萄糖浓度为40%~50%，而蔗糖则为60%~70%。 （三）微生物发酵的防腐作用

腌制过程中的正常发酵是乳酸发酵，但常伴有轻度的酒精发酵和微弱的醋酸发酵。 发酵产生乳酸、乙醇、醋酸等产物，具有防腐作用。 发酵过程还能改善产品的风味、口感和质构。

发酵性腌制品的特点就是腌制时食盐用量较低，腌渍过程中有显著的乳酸发酵，并用醋液或糖醋香料液浸渍。产品有四川泡菜、酸黄瓜、酸萝卜、荞头等。 二、食品常用腌制方法 (二) 食品糖渍方法

（三）食品发酵腌制法

主要是利用乳酸发酵所产生的乳酸进行腌制。如：酸白菜、泡菜、酸奶、酸豆乳等。 影响食品发酵的因素及控制 第二节 食品烟熏保藏技术

食品的烟熏保藏就是利用不完全燃烧所产生的熏烟来处理食品，达到延长食品保藏期，并产生特殊风味的目的。

烟熏主要用于鱼类、禽类及肉制品的加工中，某些植物性食品也可采用，如豆制品（熏干）和干果（乌枣）。烟熏保藏在生产中常常与腌制相结合使用。 一、烟熏的目的

防腐。熏烟成分中的有机酸、醛和酚类都具有较强的杀菌能力，制品表面形成的膜具有隔绝效果。 抗氧化。主要是熏烟成分中的酚类化合物起作用。 发色。主要是美拉德反应的结果。

获得烟熏风味。熏烟中的许多有机化合物附着在制品上，赋予制品特有的烟熏风味。 二、烟熏的主要成分及其对食品保藏的作用

熏烟是由气体、液体和微粒固体形成的混合物，含有多种不同的化合物，随燃烧温度、燃烧室的条件、形成混合物的氧化反应及其许多因素的变化而有差异。

最常见的有：酚类、有机酸类、醇类、羰基化合物、烃类以及一些气体物质。 （一） 酚类物质

·抗氧化作用。抑菌防腐作用。形成特有的“熏香”味。 （二）羰基化合物

具有非常典型的烟熏风味，对制品风味的形成极为重要。

参与美拉德反应，与形成制品色泽有关，对烟熏制品色泽极为重要。 （二） 醇类物质

·作为挥发性物质的载体。 对风味的形成并不起任何作用。杀菌作用极弱。 （四） 有机酸类

·对制品的风味影响极为微弱。积聚在制品表面，杀菌防腐作用微弱。最重要的作用是促使肉制品表面蛋白质凝固，形成良好的外皮。 （五）烃类

多环烃对烟熏制品并不起重要的防腐作用，也不会产生特有风味，且多有致癌作用(已证实苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽是致癌物质)。 研究表明它们多附着在熏烟的固相上，因此可以去除掉。现已研制出不含苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽的液体烟熏制剂，使用时就可以避免食品因烟熏而含有制癌物质。 （六）气体成分

烟熏中产生的气体物质有CO2、CO、O2、N2、NO等，大多数对制品的风味无关紧要。NO在熏制时（特别是碱性条件）可形成亚硝胺或亚硝酸。 三、熏烟的产生 （一）熏烟原料

（五） 可燃烧的植物性材料，以硬质木材较好，其中以胡桃为标准优质烟熏材料。

（六） 发烟材料要求树脂含量少，烟味好，而且防腐物质含量多。一般来说，硬木、竹类风味较佳，而软木、松叶类因树脂含

量高，燃烧时产生大量黑烟，使制品表面发黑，并含有多萜烯类的不良气味（产生苦味等）。

（七） 实际生产中常使用混合硬木屑。如采用木炭加阔叶树的木屑(硬木木屑)、玉米穗轴(玉米棒子)和谷壳等作为发烟材料。 （二）熏烟的产生

（八） 木材不完全燃烧所产生。大多数木材在200～260℃时即有熏烟产生，温度达到260～310℃时，则产生焦木液和一些焦油，

温度再上升到310℃以上时，则木质素裂解产生酚及其衍生物。

（九） 熏烟的成分受很多因素影响，与供氧量、燃烧温度有关，与木材种类也有很大关系。 影响熏烟成分的因素 三、烟熏的方法与设备