美國現代食品科技係列5：食品加工原理 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　全書內容新穎、精練，結構緊湊、簡潔。本書在介紹食品加工概念的基礎上，著重論述瞭熱加工、殺菌、冷藏、冷凍、脫水的保藏加工原理以及加工因素對食品品質的影響。此外，還介紹瞭食品工業一些新技術，如冷凍濃縮、膜分離和擠壓技術。

內容簡介

　　在食品科學專業中食品加工的本科教學已經有40多年的曆史瞭。在大多數的食品科學本科課程中，食品加工是以食品産品為基礎進行教學的。在許多教學計劃中，一些涉及加工的課程都側重在各種不同的産品上，如水果、蔬菜、乳製品、肉製品和蛋製品。在大多數情況下，課程重點都在各類産品的個性上，而很少強調各種産品加工所涉及的共性。通常要求大學生從所開課程中選修一、二門課程，以滿足食品工藝學傢學會(IFT)所建議的最低標準。
　　現行IFT最低標準建議食品科學專業的大學生需要至少完成一門食品加工課程，這門課程的說明如下：
　　一門有課堂教學和實驗的課程，涉及食品原料的一般特性、食品保藏原理，影響品質的加工因素、包裝、水和廢物處理以及衛生學。先修課程：普通化學、物理學和普通微生物學。
　　《食品加工原理》這本教科書就是圍繞上述要求而編寫的。盡管在所有的教學計劃中這類食品加工課程的安排沒有足夠的靈活性，但仍可適當放在學生學習瞭食品化學、食品微生物學和食品工程原理之後或在學習專業課程之前。
　　這本教科書的寫作方法是以介紹食品加工中應用的單元操作為主，教材內容既有各個加工的基本原理，又有各個加工的定量計算方法。基本原理給學生提供瞭加工以及加工對食品品質影響的背景，定量探討有助於學生瞭解加工達到理想結果的能力、以及不恰當的加工操作所引起的後果。本書中提到瞭不同的食品産品，以便使學生理解産品和加工之間的關係。
　　《食品加工原理》的前幾章討論瞭傳統的食品保藏方法。在諸論中介紹瞭理解本書內容所需的寬廣基礎之後，第二章介紹瞭與熱加工有關的基本概念，第三章和第四章涉及到具體的食品保藏加工，包括巴氏殺菌、熱燙和商業滅菌，本書中有兩章討論瞭用降低溫度來獲得食品保藏的加工方法，其中一章敘述瞭低溫對保藏食品和延長貨架期的作用，另一章是用深凍溫度來保藏食品和延長貨架期。這兩章都討論瞭貯藏溫度對貨架期和産品質量的影響。
　　降低食品中水分含量是食品保藏中一個獨立概念，有些加工使産品固體集中在幾乎等量的水中，這些加工被稱為濃縮。除去的水超過濃縮的程度被稱為脫水。脫水加工的産品水分含量很低並在環境溫度下貨架期延長。《食品加工原理》中有一章擠壓技術，這是一種生産貨架穩定食品的相對新的加工方法。本書的最後一章討論瞭其他的分離方法。雖然這些類型的加工操作單獨不會獲得保藏效果，但是分離是其他幾種保藏加工的一個基本部分。
　　本書的編寫方式是要鼓勵學生把以前在化學、微生物學和物理學領域中學到和知識結閤到學習食品保藏的加工中去，這種初始結閤為學生在完成專業課程的要求時所期望的另一個結閤提供瞭極好的背景。更加強調食品加工課程和專業課程兩者的結閤，將使食品科學專業的學生能夠更加理解和懂得食品化學、食品微生物和食品工程的重要性，因為它們影響質量保證、感官評以及導緻高質量和營養食品的産品開發。

作者簡介

　　夏文水，1982年和1985年在中國藥科大學藥化專業分彆獲得學士和碩士學位；1989年在無锡輕工大學食品科學與工程專業獲得博士學位；1993年被國傢公派赴意大利ANCONA大學做博士後研究工作。現為江南大學（原無锡輕工大學）食品學院教授、博士生導師。

精彩書評

　　序言
　　在食品科學專業中食品加工的本科教學已經有40多年的曆史瞭。在大多數的食品科學本科課程中，食品加工是以食品産品為基礎進行教學的。在許多教學計劃中，一些涉及加工的課程都側重在各種不同的産品上，如水果、蔬菜、乳製品、肉製品和蛋製品。在大多數情況下，課程重點都在各類産品的個性上，而很少強調各種産品加工所涉及的共性。通常要求大學生從所開課程中選修一、二門課程，以滿足食品工藝學傢學會(IFT)所建議的最低標準。
　　現行IFT最低標準建議食品科學專業的大學生需要至少完成一門食品加工課程，這門課程的說明如下：
　　一門有課堂教學和實驗的課程，涉及食品原料的一般特性、食品保藏原理，影響品質的加工因素、包裝、水和廢物處理以及衛生學。先修課程：普通化學、物理學和普通微生物學。
　　《食品加工原理》這本教科書就是圍繞上述要求而編寫的。盡管在所有的教學計劃中這類食品加工課程的安排沒有足夠的靈活性，但仍可適當放在學生學習瞭食品化學、食品微生物學和食品工程原理之後或在學習專業課程之前。
　　這本教科書的寫作方法是以介紹食品加工中應用的單元操作為主，教材內容既有各個加工的基本原理，又有各個加工的定量計算方法。基本原理給學生提供瞭加工以及加工對食品品質影響的背景，定量探討有助於學生瞭解加工達到理想結果的能力、以及不恰當的加工操作所引起的後果。本書中提到瞭不同的食品産品，以便使學生理解産品和加工之間的關係。
　　《食品加工原理》的前幾章討論瞭傳統的食品保藏方法。在緒論中介紹瞭理解本書內容所需的寬廣基礎之後，第二章介紹瞭與熱加工有關的基本概念，第三章和第四章涉及到具體的食品保藏加工，包括巴氏殺菌、熱燙和商業滅菌，本書中有兩章討論瞭用降低溫度來獲得食品保藏的加工方法，其中一章敘述瞭低溫對保藏食品和延長貨架期的作用，另一章是用深凍溫度來保藏食品和延長貨架期。這兩章都討論瞭貯藏溫度對貨架期和産品質量的影響。
　　降低食品中水分含量是食品保藏中一個獨立概念，有些加工使産品固體集中在幾乎等量的水中，這些加工被稱為濃縮。除去的水超過濃縮的程度被稱為脫水。脫水加工的産品水分含量很低並在環境溫度下貨架期延長。《食品加工原理》中有一章擠壓技術，這是一種生産貨架穩定食品的相對新的加工方法。本書的最後一章討論瞭其他的分離方法。雖然這些類型的加工操作單獨不會獲得保藏效果，但是分離是其他幾種保藏加工的一個基本部分。
　　所幸的是以前食品加工教科書已經提齣瞭教學方嚮，由Karel，Fennema和Lund編著的《食品保藏物理原理》已為強調加工的食品加工教學提供瞭一個雛形。最近，由Fellows編著的《食品加工工藝學》也已提供瞭類似的結構，但重點是在很大量的各個加工上。《食品加工原理》與以前這些教科書有相似性，但更加強調加工的描述和工藝設計的定量理解，特彆是加工對産品品質的影響。
　　作者們很高興有這樣二個機會參與食品科學專業的本科教育工作。本書編寫方式是要鼓勵學生把以前在化學、微生物學和物理學領域中學到的知識結閤到學習食品保藏的加工中去，這種初始結閤為學生在完成專業課程的要求時所期望的另一個結閤提供瞭極好的背景。更加強調食品加工課程和專業課程兩者的結閤，將使食品科學專業的學生能夠更加理解和懂得食品化學、食品微生物學和食品工程的重要性，因為它們影響質量保證、感官評定以及導緻高質量和營養食品的産品開發。
　　許多人以直接或間接的方式為成功完成本書做齣瞭貢獻。作者在選材過程中，有機會與學生和教師相互交流，這些相互交流在發展各章的寫作方法中顯得極其重要。藉此機會對幫助齣版本書的所有人錶示感謝。
　　戴尼斯R.海德曼
　　理查德W.哈特爾

目錄

1 緒論
1.1 食品加工工業
1.2 食品加工業的曆史
1.3 加工概念
1.4 基本加工概念
1.5 質量變化動力學
1.6 小結
參考文獻
2 熱加工原理
2.1 高溫對微生物菌群的影響
2.2 産品貨架期和安全性的確定
2.3 熱加工對食品質量的影響
2.4 計算方法
參考文獻
3 巴氏殺菌和熱燙
3.1 殺菌和熱燙的目的
3.2 熱處理係統的描述
3.3 巴氏殺菌過程的確定
3.4 熱燙處理過程的確定
3.5 改善産品質量的處理過程
3.6 小結
參考文獻
4 商業殺菌
4.1 一般概念
4.2 商業殺菌係統介紹
4.3 容器內食品的加熱和冷卻
4.4 熱處理時間的確定
4.5 商業殺菌對食品質量的影響
4.6 小結
參考文獻
5 食品冷藏
5.1 前言
5.2 冷藏的基本原理
5.3 冷藏過程中微生物生長繁殖的控製
5.4 食品的變質
5.5 冷藏食品貨架期的確定
5.6 未來發展
參考文獻
6 凍結和冷凍食品的貯藏
6.1 食品冷凍方式的種類
6.2 冷凍時間的估算
6.3 食品冷凍及其質量
6.4 冷凍食品的貯藏
6.5 小結
參考文獻
7 液體濃縮
7.1 蒸發
7.2 蒸發器類型
7.3 蒸發器結構
7.4 膜分離
7.5 冷凍濃縮
參考文獻
8 乾燥
8.1 食品中水的狀態
8.2 乾燥對食品質量的影響
8.3 水分的吸收和解吸
8.4 乾燥速率
8.5 乾燥麯綫
8.6 影響乾燥的因素
8.7 乾燥方法
8.8 噴霧乾燥
8.9 冷凍乾燥
參考文獻
9 食品分離加工
9.1 物理/機械分離
9.2 擴散/平衡分離
10 食品擠壓
10.1 擠壓機和擠壓操作
10.2 擠壓設備
10.3 擠壓産品生産車間
10.4 擠壓的基本原理
10.5 影響擠壓操作的因素
10.6 擠壓産品的特點
10.7 放大設計
10.8 擠壓對食品的作用
10.9 擠壓新進展
參考文獻

精彩書摘

　　大多數食品加工操作旨在通過減少或消除微生物活性而延長産品的貨架期。總的目標是指加工操作應滿足確保與微生物有關的人類健康安全的最低要求。必須指齣，大多數食品加工操作會影響産品的物理和感官特性。目前，在食品工業中普遍的做法是用加工操作作為提高食品物理和感官特性的一種方式。
　　一些與食品加工操作有關的基本概念有：①增加熱能和提高溫度；②減少熱能或降低溫度；③除去水分或降低水分含量；④利用包裝來維持通過加工操作建立的想的産品特性。
　　許多食品加工操作利用熱能來提高産品溫度和延長貨架期。在大多數情況下，主要目的是在一定的時間內應用預定的高溫來減少食品中的微生物數量。巴氏殺菌是加工操作的一個很好的例子，它利用既定的時間／溫度關係來消除食品中的緻病菌。巴氏殺菌除瞭要符閤必須減少緻病菌數量的最低要求外，還要減少腐敗菌的數量，從而在低溫下延長食品貨架期。
　　熱燙是一種類似於巴氏殺菌的加熱處理，但專門用於水果和蔬菜。同樣，該過程也是利用既定的時間／溫度關係，選擇性地鈍化食品中的酶。歸根到底，加工的結果是食品在貯藏過程中的穩定性並減少腐敗變質。
　　涉及熱能的加工操作最公認的可能是商業滅菌，即用熱能獲得罐裝食品的穩定性。商業滅菌就是利用既定的溫度／時間關係選擇性地消除食品中的緻病菌芽孢。同樣加工也會極大地減少食品中的腐敗菌，加工容器內缺氧，即使在室溫下，微生物也不能生長繁殖。
　　用熱能提高産品溫度還有另外幾個優點。首先，能減少食品中的抗營養成分，這些成分對熱敏感，容易被鈍化。另外，熱加工易於提高一些營養素在人類代謝中的利用性。最後，熱能為良好的加工控製提供瞭機會。
　　必須指齣，熱加工也有不利的方麵。最熟知的缺點就是熱處理導緻食品中營養成分含量降低。食品中的大多數營養素是熱敏性的，即使在最低的時間／溫度關係下加工，營養素也會減少。同樣，食品中大部分質量屬性是熱敏性的。用典型的熱加工會降低理想的質量屬性。
　　第二個要討論的加工概念是除去熱能。應用這種概念的加工是指降低産品的溫度和延長貨架期，其基本目的就是在食品貯藏和銷售過程中利用低溫來減少或消除微生物的活性和生長繁殖。根據這種概念，有兩類加工方法。一類是冷卻或降低産品的溫度，隨後冷藏，則能控製腐敗菌的生長繁殖，獲得理想的長貨架期。這種延長貨架期的方法用於許多易腐産品，包括新鮮水果和蔬菜，以及鮮肉和水産品。
　　另一類是除去過量的熱能使産品溫度降低到水的冰點以下，這就産生瞭冷凍食品和食品冷凍加工。該過程就是從産品中除去足量的熱能，使産品中的水發生相變，從而抑製微生物的生長，延長貨架期。很顯然，食品內冰晶的形成會引起食品的物理特性發生顯著改變，這都是由冷凍和隨後解凍所引起的。
　　除去熱能作為食品加工操作有其缺陷。主要是食品在貯藏和分銷過程中易受到熱量濫用的傷害。這種缺點在冷藏食品和冷凍食品中都有，此外，冷凍食品還有另一個缺點，就是在食品結構內形成的冰結晶會引起質量下降。在大多數情況下，這些不利的變化與加工過程中冰晶形成的大小有關。
　　第三個基本的加工概念是從産品結構中除去水。一般來說，這些加工的目的是減少産品中水分含量而延長貨架期。更具體地說，就是利用低水分含量來抑製微生物生長繁殖或消除影響貨架期的其他跟製因素。
　　第一種類型的脫水加工稱為産品濃縮。即從液體食品中除去足量的水以抑製微生物生長繁殖。液態食品通常含水超過85％，濃縮加工後將使産品固形物濃度增加到40％-5Q％左右。一般來說，這些濃度會限製微生物對水的利用，從而抑製微生物的生長繁殖。
　　脫水加工的第二種類型是乾燥處理。這個過程就是從食品中除去水分到微生物活性被抑製或消除的程度。通常，乾燥食品的水分含量低於10％。而對微生物活性的抑製作用是與降低微生物生長所需的水分活度有關。乾燥食品在外觀上與原來食品相比有明顯的差彆，脫水加工的缺陷是引起産品顯著的變化，主要是産品質量屬性有明顯的降低。第二個缺點是從産品中除去水分需要大量的熱能。
　　第四個即最後一個食品加工的概念是包裝，即是維持通過加工操作建立的産品特性所需的加工步驟。包裝材料和容器因産品而異，並受到包裝前采用的加工操作類型的影響。要維持加工建立的理想的産品特性，就要精選包裝或容器材料。容器類型和包裝形式都受到加工的影響，特彆是當考慮産品是預先裝罐還是加工後再裝罐時。歸根到底，包裝或包裝材料的目的是為瞭維持通過加工操作已建立的貨架期。
　　
　　肉毒杆菌對人類健康危害極大，因而所有pH大於4．5的食品都必須接受基於肉毒杆菌耐熱性所要求的最低量熱處理。圖4．1中錶示的熱力緻死時間一溫度關係說明瞭這一最低量熱處理。如圖所示，典型的參照處理過程為121℃2．45min。圖4．1還錶明耐熱常數(Z值)是10℃。一般認為，能夠足以消除肉毒杆菌對健康危害的熱處理過程就會足以消除有可能在未加工食品中存在的所有其他緻病菌對健康的危害。
　　涉及肉毒杆菌生長和産生毒素的另一個代謝特點是産氣。對於維持厭氧條件的密封容器，産生的氣體足以造成容器的明顯膨脹。根據這個特點，就可采取重要的質量控製步驟以避免含有肉毒杆菌毒素的罐裝食品到達消費者手中的可能性。由於引起産品腐敗的非緻病菌芽孢的耐熱性更高，大多數低酸食品都要求熱處理強度超過這個最低量。
　　錶4．2介紹瞭一些pH小於3．7的典型食品。在酸性條件下，肉毒杆菌的生長並不是重要的威脅；而多種産芽孢細菌、酵母及黴菌則會造成食品的敗壞。一般而言，這些微生物的耐熱性低於肉毒杆菌，因而不要求如此嚴格的熱處理過程。在此情況下以及在低酸食品中要求的熱處理過程，都是以第2章中介紹的概念為基礎的。對數減菌時間(D值)和耐熱性常數(Z值)的知識提供瞭一個直接的方法來建立確保産品安全，並從經濟方麵考慮具有可接受腐敗率所需要的熱緻死時間。
　　大多數商業殺菌過程是將裝有産品的容器在高溫環境中放置足夠長的時間以得到所希望的由熱處理過程所確定的時間／溫度關係。在對罐裝食品進行熱處理時，重要而特有的難題是處理過程要根據容器內産品的加熱和冷卻特性而確定。因為耐熱的緻病菌或可導緻産品腐敗的微生物有可能處在容器內的最慢加熱位置，而這個位置必須受到與該微生物的時間／溫度關係相等效的熱處理。
　　容器內食品的加熱和冷卻性質可以分為以下三類：
　　(1)傳導；
　　(2)傳導對流混閤；
　　(3)對流。
　　本章稍後部分將按照這三種分類詳細討論産品加熱和冷卻的類型。
　　由於商業殺菌所需的熱處理過程需要高溫，因而典型的加熱介質為高壓水蒸氣。在密封容器的周圍維持高壓環境可以使溫度超過100℃。要維持這樣的高溫，進行熱處理所用的器具必須耐高壓。這樣的器具稱為耐壓殺菌鍋。
　　總之，要確立必須的熱處理過程就是在容器周圍維持一段時間的高溫來滿足容器內最慢加熱點的最低熱處理要求，確保在容器內部的最慢加熱點已達到所確定的時間／溫度關係或等效的熱處理，這就達到瞭商業殺菌所需要的熱處理過程。
　　4.2.1 商業殺菌係統介紹
　　有兩種類型的加熱介質用於商業殺菌過程。最流行的是在高壓下達到135—140℃的高壓飽和蒸汽。飽和蒸汽地器錶麵提供一個很有效的傳熱環境．並確保容器內部的升溫阻力主要取決於容器的內容物。某些類型的容器要求在殺菌處理的開始階段．即當蒸汽剛開始接觸容器錶麵時，需要特彆仔細地進行殺菌鍋的排氣，以保證所有空間全都充滿滿蒸汽而不留空氣死角。在冷卻過程中，需要注意確保容器內部的壓力梯度不要太大，以免損壞容器或破壞密封。
　　第二種用於商業殺菌過程的加熱介質是熱水。水不能用於超過100℃的溫度，但對於酸性食品，很多處理過程在100℃或略低即可完成。
　　有很多不同類型的商業殺菌係統。為瞭闡述各種類型係統之間的某些特有的差異，將介紹五種殺菌係統。
　　
　　商業殺菌對於質量屬性的特殊影響將因各具體的特性而異。食品的色澤主要與産品細胞結構內的色素有關。在多數情況下，這些色素是熱敏性的，其亮度會因熱處理過程而減弱。盡管在多數情況下需要保持色澤，但也有一些産品希望改變色澤。
　　在多數産品中，熱處理過程對於風味的影響肯定是負麵的。風味的變化通常涉及到産品中蛋白質結構的變化、澱粉或其他碳水化閤物的變化以及脂肪成分的變化。熱處理過程對這些産品組分的影響造成消費者難以接受的異味。産品成分變化所導緻的風味變化是一係列復雜反應的結果，大多數這些反應在高溫下反應加速。其中有些反應開始於熱處理過程，但在儲藏過程中仍繼續進行，以緻更難加以控製。
　　商業殺菌過程也影響到食品的質構或黏度。果蔬組織都是熱敏性的。因熱處理造成的細胞破裂易使組織軟化。質構上的這些變化在有些情況下是有利的，但在多數情況下認為是不利於産品質量的。熱處理對質構産生積極作用的一類産品是肉類製品。熱處理造成的細胞組織的破裂使産品更加軟嫩，也更令人滿意。熱處理過程對液體食品的黏度的影響主要取決於其組成，多數情況下，高溫可降低産品黏度。然而，在其他類産品中，熱處理的影響可導緻産品變稠或黏度增加。
　　正如本章前麵提到的，一般認為熱處理過程會造成食品營養組分某種程度的減少。營養素的實際損失率取決於耐熱常數Z0。由於質量屬性的耐熱常數與微生物的耐熱常數有特定的關係，因而通過高溫短時熱處理可提高食品中營養的保持。
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前言/序言

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