生科第六章--食品的盐制和糖制

半透膜是只允许溶剂或一些 物质通过而不允许另一些物 质通过的膜。细胞膜是半渗 透膜。
渗透是指当溶液与纯溶剂(可两种浓度不同的
渗 透
溶液)在半透膜隔开的情况下，溶剂(或较稀
作 溶液中的溶剂)通过半透膜向溶液(或较浓溶
用 液)中扩散的现象。
渗透的推动力----渗透压差（渗透压取决于
溶液的浓度，与溶液的数量没有关系）
的
影
响
食盐的抗氧化作用
1、食盐溶液的高渗透压作用 微生物正常的生长繁殖需要在等渗的环境中进行。
微生物细胞
呈膨胀状态
低渗环境
如果内压过大，就会使原生 质胀裂，微生物无法生长繁 殖，甚至死亡
高渗环境
微生物细胞
细胞原生质脱水，与细胞壁 发生质壁分离，并最终使细 胞变形，微生物生长活动受 到抑制，严重时会造成微生 物死亡。
第六章 食品的盐制 和糖制
化学保藏 就是在食品生产、贮藏和运输过程中使用化学
和生物制品来提高食品的耐藏性，尽可能保持食品 原有质量的措施。 常用的化学保藏方法
食品腌渍、烟熏及食品防腐剂保藏、食品抗氧 化剂保藏、食品保鲜剂保藏
第一节 食品盐制和 糖制的基本原理
一、概述
（一）腌渍的概念 指用食盐、食糖、食醋等腌渍材料处理食品
• 重量百分浓度:一般最常用 体积百分浓度:常用于酒类
➢ 溶液浓度的测定方法
✓ 盐水溶液浓度测定：密度计/波美密度计Bé
✓ 糖液浓度测定：量糖计/波林糖度计/白利(Brix)糖 度计来
• 测得波美度后，从相应化学手册的对照表中可以 方便地查出溶液的质量百分比浓度。
• 波美计应在15.6℃下测定，实际使用时需要校正。 温度每相差1℃，波美计则相差0.054℃ 。温度高 于标准时加，低则减。
➢ 溶解度（Solubility） 指在一定温度和压力下，物质在一定量溶剂中溶 解的最大量。 固体或液体溶质的溶解度常用100g溶剂中所溶解 的溶质质量（g）表示。 食盐、蔗糖在水中溶解度见P282-283表2-1-1及 2-1-2
（二）溶液的扩散和渗透
➢腌制时，首先是腌制剂（主要是盐和糖）溶于 水（食品组织内的水或／和外加的水）形成腌制 液，腌制液主要是由盐和糖作为溶质，水作为溶 剂形成的单一或混合溶液。
对
微
生
食糖溶液能降低水分活度
物
的 影
食糖的抗氧化作用
响
1、食糖溶液的高渗透压作用
1%的葡萄糖溶液----（1.2大气压）122KPa的渗 透压 1%的蔗糖溶液----0.7大气压(71KPa)的渗透压 60~70%蔗糖溶液----4255~4964KPa的渗透压 大多数微生物细胞的渗透压----3.55~16.7大气压 (360~1692KPa） ✓ 糖溶液的渗透压远远超过微生物的渗透压。
1%的食盐----618 KPa的渗透压(6.1个大气压） 8~15%的食盐----4944~9270 KPa的渗透压 一般细菌活动---- 360~1692 KPa渗透压（3.55-16.7 大气压）
腌制时蔬菜组织和周围溶液的渗透压＞微生 物细胞的渗透压，就迫使大部分微生物细胞失水 而处于假死状态，并能造成微生物体液的反渗， 从而抑制微生物活动，使产品得到保存。
Vant Hoff范特.荷夫认为溶液渗透压与理想气体性 质相似，并推导出稀溶液的渗透压计算公式：
pV
nRT
m Mr
RT
p
m Mr
1 V
RT
cmRT
1000
p——渗透压，Pa；
Cm——溶质浓度，mol·L-1；
T——热力学温度，K； R ——气体常数，8.314J/(K·mol)
此公式对于理解食品腌渍保藏（盐腌、糖渍、 烟熏）中的渗透过程很重要。
食盐浓度与水分活度关系
Aw
mol
%
0.995 0.990 0.980 0.960 0.940 0.920 0.900 0.850
0.150 0.300 0.607 1.200 1.770 2.310 2.830 4.030
0.87 1.72 3.43 6.55 9.38 11.90 14.20 19.10
3、食盐溶液对微生物产生生理毒害作用
高浓度食盐溶液中钠离子、镁离子、钾离子和氯 离子能对微生物产生毒害作用。主要是由于：
✓钠离子能和原生质中的阴离子结合产生毒害作用。 pH能加强钠离子对微生物的毒害作用。一般情况 下，酵母菌在20％的食盐溶液中才会被抑制，但 在酸性条件下，14％的食盐溶液就能抑制其生长。
第二节 食品盐制和 糖制的工艺与控制
三 、食品腌渍品保藏原理
二、肉类腌渍剂的作用 ➢硝酸盐和亚硝酸盐类使产品呈现稳定的红色，并 具有抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长； ➢糖类能改善肌肉组织状态，增加产品风味和嫩度 ➢磷酸盐具有保水剂的作用 ➢抗坏血酸具有助呈色作用
三 、食品腌渍品保藏原理
（一）食盐（Salt） 风味：肉制品中含有大量的蛋白质、脂肪等成分 具有的鲜味，常常要在一定浓度的咸味下才能表 现出现，不然就淡而无味。 防腐：盐可以通过脱水作用和渗透压的作用，抑 制微生物的生长，延长肉制品的保存期。 保水性：一定的离子强度可提高保水性，主要可 提取盐溶性蛋白；但盐浓度过高，会由于渗透压 作用造成脱水。
2、食糖溶液能降低水分活度
不同浓度糖液的Aw值（25℃）
糖液浓度（%）
Aw值
8.5
0.995
15.4
0.990
26.1
0.980
48.2
0.940
58.4
0.900
67.2
0.850
3、食糖的抗氧化作用
氧气在糖液中溶解度小，氧的溶解度与糖液 浓度呈负相关。在20℃的环境中，60%蔗糖液中 氧的溶解度仅为纯水中含氧量的l/6，因此食糖 溶液能起到抗氧化作用。这对于糖制品的色泽、 风味和维生素等的保存和抑制好气性菌的生长 具有很重要的作用。
D RT
6NAr
• D——扩散系数，在单位浓度梯度影响下，单位时间内通 过单位面积的溶质量；
• R——摩尔气体常数[8.314 J/(K·mol)]； • T——热力学温度，K； • NA——阿伏加德罗常数，6.023×1023mol-1； • 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。
r
令K0=R/6Nπ（均为常数）,则上式可简写为： D K0 T
r
温度（T）越高，粒子的直径（r）越小，介质的粘 度（η）越低，则扩散系数（D）就越大。在其他 条件（浓度梯度和面积）相同的情况下， 扩散系 数增大，物质的扩散速率和扩散量也就增大。
通称为糖制品,如果脯、蜜饯
改善结构
有利保存
（二）食品腌制品的种类
1、肉类腌制 2、蔬菜腌制 3、水果类腌制——果蔬类糖制
1、肉类的腌制(curing)
主要是用食盐，并添加硝酸钠（钾）或/ 和亚硝酸钠（钾）及糖类等腌制材料来处 理肉原料。经过腌制加工出的产品称为腌 腊制品。如腊肉、发酵火腿等。
2、蔬菜类制品的腌制
✓ 可在2%浓度生长的微生物称为耐盐微生物
✓ 一般来说，球菌的抗盐性比杆菌强，非病原菌抗盐性＞病 原菌。
➢ 微生物对蔗糖的耐受性
1%～10%
可促进某些菌生长
50%
可阻止酵母生长
65%～85%
阻止细菌，霉菌生长
（二）腌制剂的防腐作用
食
食盐溶液的高渗透压作用
盐
对
食盐溶液能降低水分活度
微
生
物
食盐溶液对微生物产生生理毒害作用
✓ 不同的糖或盐所产生的渗透压也不相同。如： 相同浓度下，葡萄糖和果糖（180）对微生物的 抑制作用比蔗糖和乳糖（342）大。
扩散与渗透相结合----食品腌制过程中，食
扩 散
品组织内/外的腌制液浓度会借溶质的扩散和
与 溶剂渗透而达到平衡。
渗 透 动力----浓度差，当浓度差逐渐降低直至消
相 结

失时，内外浓度趋向平衡,扩散和渗透过程即
原料，使其渗入食品组织内，以提高其渗透压， 降低水分活度，或通过微生物的正常发酵降低 食品pH值，有选择性地抑制腐败微生物的活动， 从而防止食品腐败变质、改善食品食用品质的 一种加工方法称为腌渍保藏。
盐 制----经盐腌加工的食品通
称为盐腌制品，如腌菜、腊肉等。
腌
增加风味
渍
稳定颜色
糖 制----经过糖腌加工的食品
二、食品腌渍的基本原理
食品在腌渍过程中，需使用不同的腌制剂， 常用的有盐、糖、酱油、香辛料等，腌制剂在腌 制过程中首先要形成溶液，然后通过扩散和渗透 作用进入食品组织内，从而降低食品内的水分活 度，提高渗透压，进而抑制微生物和酶的活动， 达到防止食品腐败的目的。
（一）浓度及溶解度
➢ 溶液的浓度（consistency;concentration;density） 指溶液某样成分的相对含量。用重量或体积的百 分比表示。 质量分数（%）、物质的量浓度（mol/L）、质 量摩尔浓度（mol/kg）
三 、食品腌渍品保藏原理
（二）糖（Sugar） 1.助呈色作用 还原糖可保持肉色、能吸收氧而防止 肉脱色。 2.增加嫩度 糖极易氧化成酸，使肉的酸度增加， 利于胶原膨润和松软，因而增加了肉的嫩度。 3.调味作用 糖和盐有相反的滋味，可一定程度地 缓和腌肉咸味。 4.产生风味物质 在加热肉制品时，糖和含硫氨基 酸之间发生美拉德反应，产生醛类等多羰基化合物， 其次产生含硫化合物，增加肉的风味。
影响渗透的因素
➢ 渗透压(与温度及浓度成正比)。为加快腌渍 过程，应尽可能在高温度(T)和高浓度溶液(C)的 条件下进行。 ➢ 溶剂的密度(影响不大)和溶质的摩尔质量(有 一定影响)。溶质的摩尔质量越大，需用的溶质 重量也就越大。如果溶质能解离为离子，则能 提高渗透压。因而用量可以减少。
✓ 如：分子量较小且能解离的食盐，浓度为1015%时能产生3×105Pa的渗透压，而要达到相同 的渗透压食糖(蔗糖)浓度则需要达到60%。所以 糖渍时比盐腌时的需要溶液浓度高得多。
三 、食品腌渍品保藏原理
（四）硝酸盐和亚硝酸盐 （1）抑菌作用 抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长， 并且具有抑制许多其它类型腐败菌生长的作用。 （2）呈色作用 （3）抗氧化作用 延缓腌肉腐败，这是由于它本 身具有还原性。 （4）风味作用 对腌肉的风味有极大的影响，如 果不使用它们，那么腌制品仅带有咸味而已。
以蔬菜为原料，添加食盐、食醋等材料 进行浸渍加工而成，又称为腌渍(pickling)。 根据使用的腌制材料的不同，又分为盐腌、 糖醋渍、酱渍等。
3、水果类腌制——果蔬类糖制 以果品蔬菜为原料，采用糖渍，即用较高浓度 的糖溶液浸泡，使糖渗入到食品组织内，以达 到腌渍的目的。糖具有一定的防腐能力，并且 能改善制品的风味。常见的糖渍水果有果脯、 蜜饯、果冻、果酱等。
➢食品的腌制过程，实际上是腌制液向食品组织 内扩散的过程。
扩散是指分子或粒子在不规则热力运动下固体、 溶 液体、气体浓度均匀化的过程，是一种物质迁 液 的 移现象。 扩 散 扩散的推动力----浓度差（高浓度向低浓度转
移至各处浓度平衡）、温度差、湍流运动
r
➢ 爱因斯坦假设扩散物质的粒子为球形时，扩散 系数D可以表达为：
合 达到平衡（渗透平衡过程）。其结果是，食
品组织细胞失去大部分水分，溶液的浓度升
高，水分活性下降，渗透压提高。
三、食品腌渍保藏原理
（一）腌渍剂浓度与微生物的耐受性 ➢ 微生物对食盐的耐受性
盐浓度＜0.9% 微生物生长活动不受影响
1%～3% ＞10%
15% 20%～25%
微生物生长暂时性抑制 大多数杆菌不能生长 球菌停止生长 霉菌生长受到抑制
2、食盐溶液能降低水分活度
盐溶于水----离解为Na+和Cl-----在其周围聚集一 群水分子----形成水合离子----自由水变成结合水---自由水减少，水分活度下降 ✓ 溶液的水分活度随食盐浓度的增大而下降，在饱 和食盐溶液(26.5％）中，水分全部被离子吸引，没 有自由水，因此，所有的微生物都不能生长。 ✓ 提高食盐浓度具有减少有效水分含量、降低水分 活度的作用。
三 、食品腌渍品保藏原理
(三) 酸味料
➢腌渍食品所使用的酸味料主要是食醋。食醋分为 酿造醋和人工合成醋两种，酿造醋又分为米醋、 熏醋、糖醋三种。 ➢食醋的主要成分是醋酸，具有良好的抑菌作用。 当醋酸浓度达0.2％时，便能发挥抑菌的效果；当 保藏液中醋酸的浓度达0.4％时，就对各种细菌和 部分霉菌具有良好的抑制作用；当浓度达0.6％时， 就对各种霉菌以及酵母菌发挥优良的抑菌防腐作 用。
✓氯离子也会与细胞原生质结合而促使细胞死亡。
4、食盐的抗氧化作用
✓ 氧在盐溶液中的溶解度要小于在水中的溶解 度。 ✓ 食品腌制时，食盐的加入使溶液中氧气浓度 下降，从而造成缺氧环境，并且产品组织内的 溶解氧在盐溶液浓度高时也会被排除，从而抑 制氧化反应及好气性微生物的活动。
食
糖
食糖溶液的高渗透压作用