[笔记•食品工艺学] 第5章 食品的腌渍发酵和烟熏处理

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1.腌渍保藏

腌渍保藏是指用食盐、食糖等其他物质形成溶液后，产生相应的渗透压，溶质扩散进入食品组织内，水分子渗透出来，降低食品的游离水分，相应降低了水分活度，抑制微生物的活动，形成相应腌制品的保藏方法。

1.1.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。

1.2.渗透

渗透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。

1.3.等渗溶液（isotonic）

等渗溶液是其渗透压与微生物细胞液的渗透压相等的微生物细胞所处溶液。

1.4.低渗溶液（hypotonic）

低渗溶液是其渗透压低于微生物细胞液的渗透压微生物细胞所处溶液。

1.5.高渗溶液（hypertonic）

低渗溶液是其渗透压高于微生物细胞液的渗透压微生物细胞所处溶液。

1.6.血红素*

血红素是铁卟啉化合物，是血红蛋白的辅基，也是肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶等的辅基。

1.7.蜜制

密制是指果品原料以浓度为60%~70%的冷糖液浸渍，不需要加热处理的糖制操作方法。适用于肉质柔软而不耐糖煮的果品。

1.8.糖煮

糖煮是指将原料用热糖液煮制和浸渍的糖制操作方法，多用于肉质致密的果品。

1.9.干腌法

干腌法是利用干盐（结晶盐）或混合盐，先在食品表面擦透（腌鱼时不一定先擦透），使之有汁液外渗的现象，然后层堆在腌制架上或层装在腌制容器内，各层间还均匀地撒上食盐，依次压实，在外加压力或不加压的条件下，依靠外渗汁液形成盐液进行腌制的方法。

在食盐的渗透压和吸湿性的作用下，使食品组织渗出水分并溶解食盐，形成食盐溶液，称为卤水。

1.10.湿腌法（盐水腌制法）

将食品原料浸没在盛有一定浓度食盐溶液的容器设备中，利用溶液的扩散渗透作用使腌制剂均匀地渗入原料组织内部，直至原料组织内外溶液浓度达到动态平衡的一种腌制方法。

1.11.动脉注射腌制法

动脉注射腌制法是用泵及注射针头将盐水或腌制液经动脉系统送入分割肉或腿肉内的腌制方法。

1.12.肌肉注射腌制法

直接将腌制液或盐水通过注射针头注入肌肉中的腌制方法。分为单针头和多针头注射法两种。

2.发酵

借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程均称为发酵。

2.1.酵种（starter）

纯培养方法制得的发酵前加入的预期菌种。

2.2.酒精发酵

酒精发酵是食品中的糖类在酵母菌的作用下转化为乙醇的一种过程。

2.3.乳酸发酵

乳酸发酵是食品中的糖类在微生物的作用下产生乳酸的过程。

发酵产生单一产物的，可以称为同型发酵。

发酵产物为不单一的，可以称为异型发酵。

2.4.醋酸发酵

醋酸发酵是在空气存在条件下醋酸菌将酒精氧化为醋酸的过程。

2.5.丁酸发酵

食品中的乳酸和糖类在酪酸菌的作用下产生丁酸的过程称为丁酸发酵。

2.6.酪酸菌*

酪酸梭菌（Clostridium butyricum）又称酪酸梭状芽孢杆菌，酪酸杆菌，酪酸菌，丁酸梭状芽孢杆菌，丁酸梭菌，丁酸杆菌，丁酸菌是人的正常肠道菌之一，严格厌氧，为革兰阳性菌。由于产生的酪酸又叫丁酸，所以也被称为丁酸梭菌，丁酸杆菌或丁酸菌。酪酸梭菌是1933 年由日本千叶医科大学宫入近治博士首先发现并报告的，因此又名宫入菌。本菌存在于土壤、动物和人体的肠道中。

3.烟熏保藏

食品的烟熏保藏是指利用木材不完全燃烧时产生的烟气熏制食品，以赋予食品特殊风味并能延长食品保藏的方法。

3.1.熏烟

熏烟是由木材燃烧产生的蒸汽、气体、液体（树脂）和微粒固体的混合物。

熏烟中主要包含有酚类、醇类、有机酸、羰基化合物、烃类这几大类化合物。

3.2.冷熏法

制品周围熏烟和空气混合气体的平均温度不超过22℃（一般为15℃~20℃）的烟熏过程称为冷熏。

3.3.热熏法

制品周围熏烟和空气混合气体的温度超过22℃的烟熏过程称为热熏。

3.4.液熏法（湿熏法/无烟熏法）

利用木材干馏生成的烟气成分采用一定方法液化或者再加工形成烟熏液，浸泡食品或喷涂食品表面，以代替传统的烟熏方法。

4.半干半湿食品

食品的状态处于固液两者之间，其水分含量在20%~50%，Aw大多数处于0.70~0.85之间（比新鲜水果、蔬菜和肉类的水分含量或Aw低，而比传统干燥食品的水分含量或Aw要高），处于半干半湿状态的食品称为半干半湿食品。

5.栅栏因子

食品变质腐败起控制作用的因子称为栅栏因子，这些因子单独或相互作用，形成食品腐败变质的“栅栏”。

5.1.栅栏技术

栅栏技术是运用不同的栅栏因子，科学合理地组合起来，发挥其协同作用，从而抑制微生物的腐败，改善食品品质。

6.扩展**

6.1.超声波空化作用**

超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。

6.2.生物胺

生物胺是一类具有生物活性、含氨基的低分子质量化合物。大多数食品中都含有生物胺，这些生物胺主要由微生物氨基酸脱羧酶作用于氨基酸脱羧而生成。适量生物胺可促进人体的正常生理活动，而过量摄入会产生不良反应。

6.3.电化学生物传感器

电化学生物传感器是由生物敏感元件和信号转换器组成的分析仪器,一般的电化学传感器是将生物敏感元件固定在电极表面作为分子识别部分,通过生物敏感元件与目标物质结合形成的浓度信号转化为电压、电流和电阻等可识别的电信号,从而实现对目标物质的定性、定量分析。[2]

腌渍保藏的原理是用食盐、食糖等其他物质形成溶液后，产生相应的渗透压，溶质扩散进入食品组织内，水分子渗透出来，降低食品的游离水分，相应降低了水分活度，造成一个不适合微生物生长繁殖的环境，抑制微生物的活动，以此来延长食品保藏。

（1）扩散通过的面积，在其他条件相同的情况下，扩散通过的面积越大，扩散速率越快。

（2）糖或盐溶液等其他物质的浓度梯度，在其他条件相同的情况下，其值越大，速率越快。

（3）扩散系数，其取决于扩散物质的种类和温度（粒子直径、介质的黏性）。在其他条件相同的情况下，扩散系数增大，物质的扩散速度和扩散量也就增大，

温度越高，粒子的直径越小，介质的黏度越低，扩散系数越大。

四、影响腌制的因素

（1）食盐的纯度

食盐的和主要成分为NaCl，其含有的杂质有化学性质较活泼的镁盐、铁盐和铜盐等，也含有化学性质不活泼的沙土及一些有机物，还有部分难溶于水的碳酸钙和硫酸钙等。

不同成分的溶解度不同，一些物质带有一些苦味（Ca2+，Mg2+等）。因此杂质会影响食盐中水分含量的变化，最终腌制品的风味。

腌制过程中，镁盐和钙盐等杂质会影响食盐向食品扩散渗透的速度。为保证食盐迅速渗入食品内，应尽可能选用纯度较高的食盐，以便尽早阻止食品向腐败变质方向发展。

食品中不应有微量铜、铁、铬存在，它们对脂肪氧化产生严重的影响。

*我国现行的食用盐国家标准为“GB/T 5461-2016 食用盐”，本标准代替GB 5461-2000 食用盐（含第2号修改单） 。

（2）食盐用量或盐浓度

扩散渗透速度会受到盐浓度的影响。腌制时的食盐用量需要根据腌制目的、环境条件如气温、腌制对象、腌制品种和消费者口味有所不同。

为了达到完全防腐目的，食品内盐含量至少为17%，而所用盐浓度至少要达到25%。若腌制时气温低，用量可以降低些，若气温高，用量则应高些。

腌制肉类时，因肉类容易腐败变质，还需要添加硝石才能完全防止腐败变质。

（3）温度

温度越高，扩散渗透速度约迅速。

选用适宜腌制温度需小心谨慎，温度升高不仅提高渗透速度，也加快了微生物的生长活动。要避免在完全腌制之前就发生腐败变质。

肉类为防止再食盐渗透入肉前就出现腐败变质现象，其腌制应在低温10℃以下进行。

鱼的最适宜腌制温度为5~7℃，小型鱼类可采取较高的温度腌制。

蔬菜腌制时对温度要求有所不同，一般来说，蔬菜腌制的温度可高些。

（4）空气

缺氧是腌制蔬菜中必须重视的问题，乳酸菌是厌氧性的，只有缺氧时才能促使素材腌制时进行乳酸发酵，同时还能减少因氧化造成的维生素C的损耗。发酵时产生的二氧化碳也能将菜内的空气或氧排除掉，形成缺氧环境。

肉类腌制时，保持缺氧环境将有利于避色退色。当肉类无还原物质存在时，暴漏于空气中的肉表面的色素就会氧化，并出现退色现象。

腌制过程中除腌制剂扩散渗透外，同时还存在着化学和生化变化，这个过程又称为成熟。

例如腌肉制品成熟的过程中发生了蛋白质和脂肪变化从而形成特有色泽、风味，而且在成熟过程中仍然在肉内进一步进行着腌制剂如食盐、硝酸盐、亚硝酸盐、异构抗坏血酸盐以及糖分等的均匀扩散过程。

腌制品的色泽是由发色过程产生的，其与肉类中色素的变化密切相关。

腌肉色泽形成的过程大致分为下述三个阶段：

（1）NO+Mb → 2NOMMb

（2）2NOMMb → NOMb

（3）NOMb ＋ 热 ＋ 烟熏 → NO-血色原（Fe2+）

腌制品成熟过程中存在促使腌制品产生风味的一系列化学、生物化学变化。但是目前对其实际变化情况了解极少。

现在认为腌肉的特殊风味是含有组氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、蛋氨酸等氨基酸和一氧化氮肌红蛋白等的浸出液，脂肪、糖和其他挥发性羧基化合物等少量挥发性物质以及在特殊微生物作用下糖类的分解物等组合而成。

（1）盐腌

a.干腌法

b.湿腌法

c.动脉或肌肉注射腌制法

d.混合腌制法

（2）糖渍

A.保持原料组织形态的糖渍法

A1)果脯蜜饯类糖渍法

糖制具体可分为密制和糖煮两种操作方法，糖煮又分为常压糖煮（可分为一次煮成法和多次煮成法）和真空糖煮。

A2)凉果类糖渍法

B.破碎原料组织形态的糖渍法

（1）酸度

酸不论是食品原有成分，还是外加的或发酵后生成的，都有抑制微生物生长的作用，即含酸食品有一定的防腐能力。

含酸食品虽有一定的防腐能力，但是有氧存在时表面上也可能会有霉菌生长，霉菌会将酸消耗掉，以致使食品失去防腐能力，于是在这类食品表面上就会逐渐发生脂肪降解和蛋白质降解活动。食品酸度也会因中和而下降。

（2）酒精含量

酒精与酸一样具有防腐作用。这是由于酒精具有脱水的性质，使菌体蛋白质因脱水而变性的缘故。

酒精防腐能力的大小取决于酒精含量，按体积分数计12%~15%的发酵酒精就能抑制微生物的生长。

（3）菌种的使用

如果在发酵开始时加入大量预期菌种，其可以迅速地生长繁殖，并抑制住其他杂菌的生长，从而促使发酵过程向着预定的方向进行。

纯培养方法制得的发酵前加入的预期菌种，其可以是单一菌种，也可以是混合菌种。

蔬菜腌制时一般不采用纯粹培养的乳酸菌接种。生产葡萄酒、啤酒、醋、面包、乳酸菌等都使用专门培养的菌种进行接种发酵。

（4）温度

各种微生物都有其适宜生长的温度，因而发酵食品中不同类型的发酵作用可以通过调节温度来控制。

不同的微生物发酵所得到的产品酸度和风味各有不同，多种微生物发酵的产物有更好的品质。可以通过控制温度来改善发酵过程。

（5）氧的供给量

供氧或缺氧可以促进或抑制某种菌的生长活动，同时可以引导发酵向预期的方向发展。

食品的烟熏保藏是指利用木材不完全燃烧时产生的烟气熏制食品，以赋予食品特殊风味并能延长食品保藏的方法。

熏制过程中，熏烟中各种脂肪族和芳香族化合物如醇、醛、酮、酚、酸类等凝结沉积在制品表面和渗入近表面的内层，从而使熏制品形成特有的色泽、香味和具有一定保藏性。其中酚类对食品具有抗氧化作用，抑菌防腐作用。

烟熏的作用取决于熏烟的质量如熏烟中成分种类和浓度等，其作用有减少食品加工强度，形成特殊风味，延长保藏时间等。

食品烟熏的目的概括起来主要有：

a.形成特种烟熏风味

b.防止腐败变质

c.加工新颖产品

d.发色

e.预防氧化

液态烟熏制剂（简称烟熏剂）一般由硬木屑热解制成。将产生的烟雾引入吸收塔的手中，熏烟不断产生并反复循环被水吸收，直到达到理想的浓度。经过一段时间后，溶液中有关成分相互反应、聚合，焦油沉淀，过滤除去溶液中不溶性的烃类物质后，液态烟熏剂就基本制成了，这种烟熏剂主要含有熏烟中的蒸汽相成分，包括酚、有机酸、醇和羰基化合物。

利用上述原始的烟熏剂，又可调节其中的酸浓度或者调节其中的成分，生产出各种不同的产品。

液态烟熏剂以及衍生物使用时可以采用直接混合法和表面添加法两种：

直接混合法：将熏液按配方直接与食品混合均匀即成。

表面添加法：将熏液或稀释液施于食品的表面而实现熏制目的。表面添加法分为浸渍法、喷淋法、涂抹法和雾化法、汽化法等。

在半干半湿食品保藏中需要采取多种保藏技术相互结合进行综合保藏，采取栅栏技术。

各栅栏因子有Aw、pH、温和热处理、低温、烟熏、防腐剂、使用竞争性微生物、冷藏等。同时新保藏技术如超高压技术、振荡磁场、脉冲电场、强光脉冲技术等也广受关注。

（1）浓缩物，如浓缩果汁、果酱、甜炼乳等。

（2）发酵食品，如豆酱、香肠、火腿、干酪等。

（3）腌渍食品，如榨菜、蜜饯、盐水鸭等。

（4）天然食品，如蜂蜜等

（5）鱼糜制品、宠物食品、午餐肉、面包、蛋糕和馒头等其他食品。

1.现代腌制技术

随着肉品加工技术的发展,部分发达国家已完成传统腌制技术向现代腌制技术的改造。现代腌制技术及新技术的研究应用,具备腌制速度快、生产周期短、提高肉品品质和安全性的优点,包括电技术、超声波技术、滚揉技术、变压技术等。

(1)静态变压腌制

静态变压腌制是指将物料放置在静止的腌制液中,在常压、真空和加压的压力交替变化状态下进行腌制的一种方法。

静态变压应用在肉制品腌制过程中的原理为在真空状态下物料组织间隙的空气被排出,腌制液渗入。在加压的状态下促使腌制液充分分散在物料细胞间隙中。一个压力变化周期内,不断进行吸入和挤出腌制液的交替运动,促进食盐的扩散。

静态变压腌制不会使肉块发生软化变形,能较好的保持原料肉的外观和组织结构。

(2)真空滚揉腌制技术

肉在真空条件下的滚揉机滚筒中,因滚筒的旋转而受到一定形式的机械作用力,这种作用力能够改善腌制肉制品的质构,提高腌制肉制品的嫩度,加快腌制速度,这种腌制技术就称为真空滚揉技术。

真空滚揉腌制技术应用在肉制品腌制过程中的原理是通过抽真空,排出肉品原料及其渗出物间的空气,避免在以后的热加工中产生热膨现象破坏产品的结构,也可以避免长时间连续生产过程中发生的氧化反应,还能促进腌制液渗入。但真空度也不宜太高,否则在高真空度下肉块中的水分非常容易被抽出来,一般真空度要求在60.1～80 kPa。

(3)超声波腌制技术

超声波是一种频率高于2 kHz的声波,通过调整频率可以应用在许多工业中。超声波技术应用在肉制品腌制过程中是利用功率超声波在介质中传播时的空化效应瞬间,产生高温和压力加快物质的转移,微射流促进离子在界面的穿透。在肉的腌制过程中,经超声波处理可以增加盐分的扩散系数,强化渗透过程的质量传递;破坏肌肉组织结构,加快食盐的渗透速度。

(4)超高压处理腌制技术

超高压技术(Ultra-high pressure processing,UHPP)即高静压技术(High hydro static pressure,HHP),是一种非热处理技术,,以水或其他流体作为传导介质,将食品密封于高压处理仓中,施加高静压(100～1000 MPa),保压一段时间后,大分子物质失活、糊化和变性,达到冷杀菌和蛋白质变性的效果。

用超高压技术处理腌制肉制品,可以缩短腌制时间,提高腌制的效率。此外,由于超高压技术作用对象是食品中的非共价键,对共价键无破坏作用,故超高压技术也能够较好的保留食物固有的感官品质以及营养成分,也可赋予食物新的风味。

生物胺是一类具有生物活性、含氨基的低分子质量化合物。

生物胺广泛存在于动、植物以及微生物体内,在其正常新陈代谢过程中会产生少量生物胺。除此之外,生物胺也广泛存在于多种食品中,尤其是发酵食品。

发酵食品的原料中通常含有较多的蛋白质、多肽等,并且常见的发酵微生物如酵母、乳酸菌以及毛霉等都可以在其生长过程中将蛋白质分解为多肽以及氨基酸,其中部分产胺微生物能够在氨基酸的代谢过程中产生生物胺。

生物胺作为一类具有生物活性的小分子含氮化合物,是发酵食品中常见的代谢物之一,过量摄入会引起呼吸困难、心悸等不良反应,同时生物胺与食品腐败密切相关,其含量可作为衡量食品质量和新鲜度的指标,发酵食品作为生物胺含量较高的食物种类之一,生物胺含量超标可能会引起严重的食品安全事故,危及消费者健康,因此对发酵食品中生物胺进行定性定量检测是非常必要的。

其目前发酵食品中的生物胺的检测方法进展可简要概括为：

（1）色谱法

①基于高效液相色谱法

②基于气相色谱法

③基于高效离子色谱法、薄层层析法、毛细管电泳法

（2）传感器法

（3）其他方法

[1]陈星, 沈清武, 王燕, 罗洁. 新型腌制技术在肉制品中的研究进展[J]. 食品工业科技, 2020, 41 (02): 345-351.

[2]张殿伟, 张玉华, 马元辰, 王胜男, 廖永红, 王凤寰, 刘慧琳. 发酵食品中生物胺检测技术研究进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2023, 14 (20): 140-151.