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1、食品加工(Food Processing)Wk1食品加工概論“食品加工”的定義為延長食品壽命、抑制食品品質的劣化，而將其轉變為具嗜好性、營養性、安全性、經濟性等的製品食品加工係以農產品、畜產品、水產品為主要原料，用物理的、化學的、微生物學的方法處理，改變其形態以增加保藏性，或製造具有新性質的食品。“食品加工”的分類原料用途製程“食品加工”的目的防止腐敗及變質提高可食性改善嗜好性改善營養提高便利性：便於儲藏、運送、食用。食品的變質與保存為何需要保存食品？可食性食物(動物性/植物性)取得的方便性無論時間無論地區食品原料的特性變質季節性生活習性及方式的變遷狩獵農牧商業交易工業革命人口快速的增長“食品
2、保存”的定義為防止食品受物理、化學作用，以及微生物、昆蟲之類的生物作用所引起的變質，以保持食品的品質安全可以延緩或防止食品變質、腐敗的保存方法食物的變質物理變化溫度冷熱水份化學變化空氣光線酵素微生物變化食品為何腐壞？微生物殺菌水活性溫度pH密閉容器幅射化學藥劑壓力氧風味褐變食品的保存方法罐頭食品低溫食品乾燥食品鹽漬食品糖漬食品發酵食品食品添加物放射線照射食品包裝柵欄技術原理High temperature(F)HeatingLow temperature(T)Chilling,freezingReducedwater activity(aw)Drying,curing,conservingIn
3、creasedacidity(pH)Acid addition or formationReducedredox potential(Eh)Removal of oxygen or addition ofascorbateBiopreservativesCompetitiveflorasuch asmicrobialfermentationOtherpreservativesSorbates,sulfites,nitritesType of HurdlePhysicalAsepticpackaging,electromagneticenergy(microwave,radiofrequency
4、,pulsedmagneticfields,highelectricfields),hightemperatures(blanching,pasteurization,sterilization,evaporation,extrusion,baking,frying),ionizingradiation,lowtemperature(chilling,freezing),modifiedatmospheres,packagingfilms(includingactivepackaging,ediblecoatings),photodynamicinactivation,ultra-highpr
5、essures,ultrasonication,ultravioletradiationType of Hurdle(continue)PhysicochemicalCarbondioxide,ethanol,lacticacid,lactoperoxidase,lowpH,lowredoxpotential,lowwateractivity,Maillardreactionproducts,organicacids,oxygen,ozone,phenols,phosphates,salt,smoking,sodiumnitrite/nitrate,sodiumorpotassiumsulph
6、ite,spicesandherbs,surfacetreatmentagentsType of Hurdle(continue)MicrobialAntibiotics,bacteriocins,competitiveflora,protectiveculturesSynergistic effects(協同效應)of Hurdle TechnologyGram-positive bacteriainclude some of the more important spoilage bacteria,such asClostridium,BacillusandListeria.A syner
7、gistic enhancement occurs ifnisinis used against these bacteria in combination with antioxidants,organic acids or other antimicrobials.Combining antimicrobial hurdles in an intelligent way means other hurdles can be reduced,yet the resulting food can have superior sensory qualities.食品熱處理的結果 正面：殺死微生物
8、，主要是致病菌和腐败菌等有害的微生物；鈍化酶食品熱處理的結果(續)正面：改善食品的品質與特性，如產生特别的色澤、風味和组織狀態等；提高食品中营養成分的可利用率、可消化性等；破壞食品中不需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制劑(Tripsininhibitor)負面：食品中的營養成分，特别是熱敏性成分有一定损失食品的品質和特性產生不良的變化；消耗的能量較大。食品熱處理的結果熱加工的類型和特點1.1.工業烹飪（Industrial cooking）2.殺菁或熱燙（Blanching or Scalding）3.熱擠壓（Hot extrusion）4.熱殺菌 巴氏(巴斯德)殺菌（Pasteuriz
9、ation）商業殺菌（sterilization）滅菌(absolute sterilization)熱殺菌的主要分類濕熱殺菌熱殺菌中最主要的方式之一。它是以蒸汽、熱水为介質，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。熱殺菌的主要分類(續)乾熱殺菌 採用火焰灼燒或乾熱空氣進行滅菌的方法電熱殺菌亦稱“歐姆殺菌”，利用電極将電流通過物體，由於電阻差異、介質損耗等的存在，最終使電能轉化為熱能，使食品内部產生热量而達到殺菌的目的。罐頭食品的傳熱方式 傳導；對流；傳導對流结合型幅射 冷点：傳導是依靠物体間接觸進行热量傳递，在加熱和冷却過程中，物料間出現温度梯度，傳導最慢一点往往是罐頭的幾何中心，稱為冷点。熱能在食
10、品中的傳遞殺菌的分類絕對殺菌(absolute sterilization)使食品達到完全無菌的殺菌處理，要達到完全無菌之程度，必須使食中的每一顆粒均接受121 之高溫加熱15分鐘以上，但有些罐頭食品之內容物傳熱速度相當慢，可能須數小時才能達完全無菌，此食品品質可能以變劣至無食用價值。商業殺菌(commercial sterilization)殺死所有致病菌及會毒素產生的細菌。不過，在常溫無冷藏狀況之商業儲運過程中，不得有微生物再繁殖，並且無有害人體健康之活性微生物或孢子存在。巴斯德低溫殺菌(pasteurization)100，屬於商業殺菌的一種以殺死病原菌及無芽孢細菌，但無法完全殺滅腐敗菌
11、。必需儲存在pH4.6、高糖、高鹽或低溫(04)下殺菁(Blanching)生鮮的食品原料迅速以熱水或蒸氣加熱處理之方式，稱為殺菁(blanching)。其目的為抑制或破壞食品中的酵素及減少微生物數目。加熱殺菌低溫殺菌又稱巴氏德殺菌法（pasteurization）100以下溫度加熱殺菌一般以6265加熱30分鐘加熱殺菌(續)高溫殺菌又稱商業滅菌（commercial sterilization）100以上溫度加熱殺菌一般使用高壓殺菌釜（retort）以110120加熱1030分鐘畜產品、水產品、蔬菜罐頭或殺菌軟袋食品適用加熱殺菌(續)高溫短時間殺菌（high-temperature shor
12、t-time pasteurization；HTST）又稱巴氏瞬間殺菌法（flash pasteurization）7275加熱15秒鐘用於牛乳、蔬果汁等液狀食品加熱殺菌(續)超高溫瞬間殺菌（ultra high temperature sterilization；UHT）殺菌時為120135加熱2秒鐘保久乳即採用此方法殺菌罐頭食品罐頭食品定義將食物充填於容器中，以脫氣、密封、加熱殺菌後，因微生物的消滅得以延長食品的保存時間。開山祖師1795年，法國糖果商Nicolas Appert作法：食物被充填在玻璃瓶中，先以軟木塞輕輕塞住，整個食物及容器以水浴加熱後，迅速打開軟木塞，以移除玻璃瓶內空氣後
13、，立即栓緊軟木塞，使食物得以儲存較長時間。罐頭食品工業重要里程碑1810年英國PeterDurand使用鍍錫的薄鐵板作成罐頭容器(tincanister)，並獲得專利1847年美國開發製罐機1852年RaymondChevallierAppert發明了蒸汽殺菌斧的原型機1864年法國LouisPasteur發現細菌1874年美罐頭業者A.K.Shriver發明高壓蒸煮法1898年JuliusBrenzinger發明封口機衛生罐(sanitarycan)，二重捲封法1950年殺菌軟袋(retortpouch)由美陸軍起頭研究發展1965年鋁易開罐開發罐頭食品的保存原理利用高溫殺菌利用加熱造成罐頭
14、的真空藉密封來防止微生物再污染，及保持真空罐頭的製程1.原料2.調理依原料特性、加工層次及消費者需求之不同而有所差異例：蔬果類先經殺菁(blanching)後再裝罐容易裝罐使酵素不活化、色香味及營養價值的保持去除原料中的空氣3.裝罐及添加湯汁1.固型量的影響4.脫氣、密封、殺菌1.罐頭食品的主要的三大過程5.冷卻1.迅速冷卻至35，並擦乾罐表面的水6.觀察期710天罐頭的脫氣的目的1.防止好氣性微生物的滋長2.真空對產品香味、色澤及維生素具保持作用，防止油脂的氧化及馬口鐵皮的腐蝕作用3.防止高溫殺菌時罐頭因過度膨脹而受損，真空會造成罐蓋及罐底的稍為凹陷，以此判定封罐之完整性罐頭的脫氣的方法加熱
15、脫氣法封罐前將食品加熱機械真空脫氣法先加罐蓋並假捲封；再以真空封蓋機於瞬間抽真空並進行捲封蒸汽脫氣法封罐前以蒸汽直接噴在充填內容物後的罐頭上部空隙(head space)以置換空氣罐頭真空度是為罐內氣壓與罐外氣壓之差壓力以水銀柱高度表示，真空度則以英吋(in.)表示地球大氣壓力為 14.7磅/平方英吋，1磅壓力的真空度約2吋水銀柱高度，因此罐外氣壓等於29.5吋，所以當罐內氣壓為17吋時，其真空度為29.5-17=12.5(in.)馬口鐵(tinplate)表面(兩面)鍍錫的鋼片(0.20.4mm)1/3的錫產量用於馬口鐵的製造現代馬口鐵的一般組成為(鋼板層/合金層/錫層/氧化膜/油膜)優點：
16、防腐蝕及防銹便宜、堅硬、易成型、可錫焊、可塗漆、可印刷等鍍錫法熱浸及電鍍Macau馬口鐵剖面圖馬口鐵罐的製造俗稱三片罐(three piece can，分罐身、罐蓋及罐底)利用二重捲封法將三片密接無焊錫及焊接溶劑滲入之虞，又稱衛生罐(sanitary can)尚有橢圓罐、方型罐、馬蹄型罐(Spam)等橢圓罐及方形罐是由馬口鐵皮沖壓而成，是為罐身及罐底一體的二片罐(two piece can)空罐指的是馬口鐵皮製成含罐身及罐底台灣常用空罐的規格罐徑(外徑)：59.00mm156.54mm最常見的為4號罐直徑：76.84mm罐高：113.26mm容積：462.30cm3罐頭的密封二重捲封法(double seaming)二重捲封機(double seamer)軋頭(chuck)托盤(lifter)第一捲輪(first operation seaming roll)第二捲輪(second operation seaming roll)空罐的塗漆塗漆的作用內部塗漆防止內容物與罐金屬接觸時，發生內壁腐蝕及變色外部塗漆防止在高濕度、氣溫變化大、長期儲存時罐頭外部之生銹罐內面的塗漆料依內容物的不同，
