第四章食品加热新技术

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1、第四章 食品加热新技术,第一节 微波加热技术,微波一般是指波长在1mmlm范围(其相应的频率为300300000MHz)内的电磁波。,微波四大基本特性：波动性、高频性、热特性和非热特性。,热特性：透射到生物组织内部使偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高的频率振荡，产生热量。,非热特性：电效应、磁效应及化学效应等。,被加热的材料对微波的反应可以分为四种情况： （1）穿透微波； （2）反射微波； （3）吸收微波； （4）部分吸收微波。,一、微波加热原理,微波能量转化的方式有许多种：离子传导、偶极子转动、界面极化、核磁共振等。,微波加热不需要外部热源，而是向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其偶极子（一

2、端带正电，另一端带负电的分子）运动，分子之间相互碰撞、摩擦，使物料各部分在同一瞬间获得热量而升温。,水被微波加热的机制：,当电场存在条件下，水分子发生取向极化，而当电场的方向改变时，水分子带电方向也会改变，于是，水分子在电场中不断旋转。家用微波炉，在频率2450MHz下，水分子在微波场中快速旋转而产生摩擦热，从而产生足够的热能。,一般含有水分的物质都能用微波来进行加热，快速均匀，达到很好效果。,二、微波加热的特点,1、微波加热时样品加热均匀，温度梯度小。,2、微波对物质具有选择性加热的特点。,3、微波加热能迅速的控制反应温度。,4、高温具有一定的杀菌作用。,5、微波加热穿透能力强，能量利用效率

3、高。,6、微波加热环境清洁卫生、无污染。,三、微波加热设备,微波加热设备主要由电源、微波管、连接波导、加热器及冷却系统等组成。,微波加热设备根据其结构型式，分为箱式、隧道式、平板式、曲波导式和直波导式等几大类。,(一)箱式微波加热器,结构由谐振腔、输入波导、反射板和搅拌器等组成。谐振腔为矩形空腔。若每边长度都大于12时，从不同的方向都有波的反射。因此，被加热物体(食品介质)在谐振腔内各个方面都受热。,(二)隧道式加热器,隧道式加热器也称连续式谐振腔加热器，可以连续加热物料，物料通过输送带经微波加热后连续输出。,四、微波加热技术在食品工业中的应用,(一)微波烹调,微波烹调食品主要有两种形式： 1

4、、家庭和食堂中自己配料烹调食品； 2、公司推出微波炉方便食品。,（包括常温下流通和低温下流通）,(二)微波干燥,一般干燥方法的干燥过程热量传递与水分扩散传递的方向相反，导致食品中心部位的加热和干燥很困难。,微波加热物料最内层首先干燥，水分蒸发向外层迁移，热量也是由内部向外部传递，水分迁移和干燥速度均加快。,(三)微波解冻,一般的解冻过程，方向是由外向内。而微波解冻是内外一起进行的，因此速度要比传统的由外向内进行的解冻过程快得多。,(四)微波杀菌,1.作用机理,(1)热效应：微生物细胞在微波场的作用下，其内部分子也被极化并做高频振荡，产生热效应，温度升高。,(2)非热效应：使微生物生化过程产生的

5、粒子排列组合状态和运动规律发生改变，使微生物的生理活性物质发生变化。,微波可应用于肉制品、禽制品、水产品、果蔬、罐头、乳制品的杀菌、灭酶和消毒。,2.应用,(五)微波焙烤,优点： 温度较低，时间较短，营养成分的损失较小。 节省时间 产品具有微小孔道，结构蓬松。 设备占地面积小。,(六) 微波膨化,原理： 微波的能量到达物料深层，转换成热能，将物料深层水份迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压力，迫使物料膨化，形成无数的微小孔道，使物料组织膨胀、疏松。,第二节 过热蒸汽应用技术,在饱和水汽化的过程中，含有悬浮沸腾水滴的蒸汽称为湿饱和蒸汽，不含水滴的饱和蒸汽称为干饱和蒸汽(简称饱和蒸汽)，无色、透明。,过热

6、蒸汽是在一定的操作压力下，继续加热已沸腾汽化的饱和蒸汽达到沸点以上的温度、完全呈气体状态的水。,一、过热蒸汽定义：,过热蒸汽的温度比相同压力下的干饱和蒸汽温度更高，质量体积更大。,二、过热蒸汽的性质,过热蒸汽比干饱和蒸汽的水分子运动更剧烈，同一容积内的水分子的数量更少，可认为是干燥状态下的蒸汽。,三、过热蒸汽的产生与设备,将干饱和蒸汽加热成过热蒸汽的设备称为过热器。,过热器是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。,过热器按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式；按结构特点可分为蛇形管式、 屏式、墙式和包墙式。都由若干根并联管组组成。管子的外径一般为3060毫米。,

7、对流过热器布置在锅炉的对流烟道中，主要依靠对流传热从烟气中吸收热量。,对流过热器：,四、过热蒸汽在食品工业中的应用,(一)过热蒸汽用于食品干燥,过热蒸汽直接与被干燥物料接触而去除水分。,优点：,2产品品质优异,3蒸汽用量少,4有利于保护环境,5具有灭菌消毒作用,1热效率高，节能效果显著,(二)过热蒸汽用于食品膨化加工,大米、高粱等在200600kPa的压力下，玉米在600800kPa压力下能很好地膨化，但小麦、燕麦要在更高的压力下才能有较好的膨化效果，而大豆等豆类则几乎不膨化。,对于小麦等一些谷类原料，可先用饱和水蒸气加热，而后再用过热水蒸汽加热，可以在较低的工作压力下取得较好的效果。,(三)

8、过热蒸汽用于粉粒状原料的瞬间杀菌,过热蒸汽与粉粒状物料直接接触进行瞬时杀菌，不会使原料水分增加，并可以将品质的劣化控制在最低的程度。,（四）过热水蒸气的其他用途,酱油生产的副产物酱油粕，可用过热蒸汽对其进行脱臭和干燥。 用过热蒸汽处理米糠，能有效抑制其酸败。,第三节 水油混合油炸技术,一、油炸的基本概念和方法,1、油炸的概念油炸是将食品置于热油中，使食品熟化和干燥的过程。,2、油炸的过程食品置于热油中后，其表面温度迅速升高，水分汽化，表层干燥，然后水分汽化层向食品内部迁移。食品表面的温度逐步升高至油温，食品内部的温度慢慢趋向100。,影响油炸的因素： 食品原料的导热系数 ； 油的温度； 油炸的

9、方法； 食品原料的厚度。,浅层油炸 油炸的方法 按油炸压力分为：常压深层 油炸、真空深层油炸 深层油炸 按油是否与水混合：纯油油 炸、水油混合油炸,3、油炸的方法,1、加热对油的影响 （1）油被氧化生成羰基化合物、羟基酸、酮基酸和环氧酸。 （2）油分子聚合生成环状化合物和高分子量的聚合物。 （3）脂溶性维生素的氧化。,二、油炸对食品的影响,2、加热对油炸食品的影响 炸用油的品质； 油的使用时间及其热稳定性； 油炸温度和油炸时间； 食品的大小和表面特性； 油炸后的处理。,3、油炸的持油率,三、油炸用油,检验指标：色泽、香味、游离脂肪酸、过氧化值、碘价、发烟点和热稳定性等。 使用后检验指标：色泽、

10、游离脂肪酸、碘价、发烟点、三酰甘油脂和微量元素等。,传统的油炸工艺缺点： (1)高油温对食品中的营养成分会造成破坏。 (2)油在高温下持续时间过长颜色变黑会产生有害化学成分。 (3)残渣长时间接触高温油会枯焦，也会产生有害物质。 (4)高温下长时间反复煎炸食品的油会生成多种含有毒性的油脂聚合物。,四、水油混合式深层油炸原理,水油混合式深层油炸工艺是指在同一敞口容器中加入油和水，相对密度小的油占据容器的上半部，相对密度大的水则占据容器的下半部，将电热管水平安置在容器的油层中，油炸时食品处在油层中。,炸制食品时产生的食物残渣从高温油层落下，积存于底部温度较低的水层中，同时残渣中所含的油经过水层分离

11、后又返回油层，落入水中的残渣可以随水排出。,五、水油混合式油炸设备,1、传统油炸技术与设备,2、间歇式水油混合式油炸设备,主要技术参数： （1）炸用油油面高出加热器上方约60mm； （2）加热器上方油层温度保持在180230之间，并通过温度数字显示系统准确显示其最高温度； （3）加热器被设计仅在上表面240度圆周上发热，所产生的热量就能有效地被油炸层所吸收 ； （4）油水分界面的温度自动控制在55以下。,无烟型多功能水油混合式油炸装置结构图 1.箱体 2.操作系统 3.锅盖 4.蒸笼 5.滤网 6.冷却循环气筒 7.排油烟管 8.温控数显系统 9.油位显示仪 10.油炸锅 11.电气控制系统

12、12.放油阀 13.冷却装置 14.蒸煮锅 15.排油烟孔 16.加热器 17.排污阀 18.脱排油烟装置,工艺特点： 限位控制 分区控温 自动过滤 自我洁净,工艺优点： 油始终保持新鲜状态，炸出的食品色香味俱佳，外形漂亮,营养损失小。 没有与食物残渣一起丢弃的油，浪费小，成本低。 无油脂的严重氧化变质的现象。,3、连续深层油炸设备,图5-3 连续深层油炸设备 (1)油炸机 (2)成型机 1.出自成型机的食品生坯 2.油炸机入口 3.潜油网带 4.炸货输送带 5.油炸机出口 6.机体 7.生坯输送带,连续式油水混合油炸设备由一条恒温油槽中的不锈钢网格传送带构成。食品被缓慢地定量送入油中,下沉到

13、浸泡在油中的传送带上,食品在炸热和炸熟时呈悬浮状,则被压在另一条传送带下,食品卸下端采用倾斜传送带使多余的油流回油槽中。,第四节 真空低温油炸技术,一、真空低温油炸 真空低温油炸是利用在减压的条件下，食品中水分的汽化温度降低，能在短时间内迅速脱水，实现在低温条件下对食品的油炸。,二、真空低温油炸的特点 、温度低，营养损失少。 、水分蒸发快，干燥时间短。 、对食品具有膨化效果。 、油脂的劣变速度慢，油耗少，产品耐贮藏。,三、影响真空油炸过程的因素 （1）温度：100 （2）真空度：92.098.7kPa （3）油炸前的预处理：溶液浸泡、热水漂洗和速冻处理,四、真空低温油炸工艺,、原料的挑选,、清洗,、切片：一般为mm厚。,、护色、灭酶：亚硫酸氢钠溶液浸泡，热水浸烫。,、漂洗,、糖置换：真空渗糖。,（一）前处理,（二）真空油炸 油的预热放入原料抽气、加热，炸制停止油炸。,（三）油炸后处理,、脱油：目的是将含油量降低到10以下。,（）预脱油,（）离心脱油,、加香,三、真空低温油炸产品的品质特征及包装要求 、吸湿性强，要求密封包装 、易于氧化，故要求低温、避光、密封包装。,