【正文】 解有害氣體和農藥的目的。因此該系統(tǒng)可大大延長果蔬的保鮮期，實現無公害果蔬貯藏，利于長途運輸和外銷，社會效益和經濟效益十分顯著。第三節(jié) 生物技術保鮮參考：張柏林等.《生物技術與食品加工》.北京：化學工業(yè)出版社，2005，114119王 林，胡 云，2005，26（2）：242244 生物技術在食品保鮮中的應用日前主要是酶法保鮮技術，這是一種正在興起的食品保鮮技術。酶法保鮮的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有的優(yōu)良品性。由于酶的催化作用具有專一性、高效性和溫和性．酶法保鮮可應用于各種食品的保鮮，特別是有效防止氧化和微生物對食品所造成的不良影響。同時生物防治和利用遺傳基因進行保鮮是生物技術在果蔬貯藏保鮮上應用的典型例子。 另外，利用微生物（菌體粉末、菌體懸液、菌體發(fā)酵液、發(fā)酵液提取物等）進行保鮮也在發(fā)展中。一、利用葡萄糖氧化酶保鮮 食品的除氧保鮮 利用此酶保鮮的食品都應置于密閉容器中，同時酶也應和葡萄糖一起放進密閉容器中。一般都做成吸氧保鮮袋使用。 各種吸氧保鮮袋的基本原理都是把葡萄糖氧化酶與其作用底物葡萄糖混合在一起，包裝于不透水而可透氣的薄膜袋中，封閉后置于裝有需要保鮮食品的密閉容器中，當密閉容器中的氧氣透過薄膜進入袋中，就會在葡萄糖氧化酶的催化作用下與葡萄糖發(fā)生反應，從而除去罐藏食品容器中的氧，達到防止氧化和使容器中的食品保鮮的目的。 葡萄糖氧化酶也可以直接加入到啤酒及罐裝果汁、果酒和水果罐頭中，對食品氧化、罐藏容器氧化腐蝕都有防止作用。例：將葡萄糖氧化酶以4U/L加入到啤酒清酒（含酒精15－17%）罐中，保質期延長1－2個月。二、生物防治在果蔬保鮮上的應用 將病原菌的非致病菌噴灑到果蔬上，可以降低病害發(fā)生所引起的果蔬腐爛(1)將菠蘿的繩狀青酶噴到菠蘿上，則菠蘿青霉腐爛率大為降低；(2)草莓采前噴灑木霉菌，則大大降低采后灰霉?。?3)南運北調的馬鈴薯腐爛率高，用假單胞菌在采后浸漬，則其軟腐病降低。三、利用遺傳基因進行保鮮－培育耐貯藏果蔬 乙烯生物合成的關鍵酶主要是乙烯的直接前體—1氨基環(huán)丙烷1羧酸合成酶(ACC合成酶)和ACC氧化酶。利用反義基因技術抑制這兩種基因的表達。其中最為成功的就是延緩成熟和軟化的反義RNA轉基因番茄－果實不能自然成熟，不變紅，不變軟，只有用外源乙烯處理6天后才能恢復正常成熟。（Hamilton等1990）也擴大到草莓、梨、香蕉、芒果等。 目的基因還包括PG酶（多聚半乳糖醛酸酶），纖維素酶，果膠甲酯酶基因。反義技術DNA雙螺旋上僅有一股鏈的堿基序列能指導蛋白質合成。稱為“有義”鏈。在蛋白質合成時，由DNA有義鏈轉錄一種帶有適當指令的mRNA拷貝，轉運到核糖體后，該mRNA即指導氨基酸合成蛋白質。反義RNA是由DNA分子的錯誤（反義）鏈轉錄的RNA序列。反義RNA與有義RNA結合即可防止特殊基因編碼產生蛋白質。要使這一方法起作用，需將一段適宜的反向DNA片斷轉入宿主細胞的有義DNA鏈上，當該DNA被轉錄時，反向的DNA片斷即可形成反義RNA分子。四、微生物保鮮技術 菌體粉末、菌體懸液、菌體發(fā)酵液、發(fā)酵液提取物等。細菌、放線菌、霉菌、酵母。 生物保鮮液膜對草莓、荔枝常溫保鮮 草莓 從多種微生物菌株發(fā)酵提煉萃取的混合產物，如張福星的fb203，22℃/90%濕度時可保鮮3天。 草莓腐爛以Botryeis cinerea （葡萄孢屬）引起的灰霉?。?6%）、Rhizopous stolonifer（根霉屬）造成的軟腐?。?3%）為主。 荔枝 從真菌和放線菌的混合發(fā)酵液中提煉萃取出生物保鮮液fb313，來對荔枝進行保鮮，效果較好，室溫可達6－9天。但其未指出具體的放線菌種類。 其它 綠茶 在成品綠茶中摻入經低溫處理的嫌氣性蠟樣芽孢桿菌粉末，在茶葉的限氧包裝條件下，可以有效的控制茶葉氧化劣變。 茄子、蜜柑 賴建等把茄子、蜜柑放入無菌抽濾后的木霉發(fā)酵液中，浸5～10s 鐘，取出后晾干，套上聚乙烯薄膜袋，入庫保存，有效的抑制了茄子、蜜柑采后病菌的發(fā)展。第二章 果蔬的速凍第一節(jié)冷凍對果蔬的影響 速凍：通常以通過最大冰晶體生成帶（5～1℃）小于30min為準。也有以冰晶體大小在70μm為界；或單位時間內凍結層從表面向內部延伸的距離表示，即速度≥5～20㎝/h。 最大冰晶體生成帶：大部分食品中心溫度從1℃降至5℃時，近80%的水分可凍結成冰。一、物理變化對果蔬的影響 p373 冰晶(a)未凍結； (b)快速凍結； (c)緩慢凍結不同凍結速率時鱈魚肉中冰結晶的情況二、化學變化對果蔬的影響 p374 色澤：退綠；褐變 風味：異味－羰基化合物、乙醇 質地：軟化第二節(jié)速凍工藝一、速凍方法及設備 速凍方法分為：空氣凍結法、簡接接觸凍結法；直接接觸凍結法鼓風凍結法(airblast freezing)也屬于A空氣凍結法之一，所用的介質是低溫空氣，但采用鼓風，使空氣強制流動并和食品物料充分接觸，增強制冷的效果，達到快速凍結的目的。凍結室內的空氣溫度—般為29～46℃，空氣的流速在10～15ms1。凍結室可以是供分批凍結用的房間，也可以是用小推車或輸送帶作為運輸工具進行連續(xù)隧道凍結。隧道式凍結適用于大量包裝或散裝食品物料的快速凍結。 采用小推車隧道凍結時，需冷凍的食品物料可以先裝在冷凍盤上，然后置于小推車上進入隧道．小推車在隧道中的行進速度可根據凍結時間和隧道的長度設定，使小推車從隧道的末端出來時食品物料巳完全凍結。溫度一般在—35～—45℃，空氣流速在2～3ms1。凍結時間為；包裝食品1～4h，較厚食品6～12h。采用輸送帶隧道凍結時．食品物料被置于輸送帶上進入凍結隧道，輸送帶可以做成螺旋式以減小設備的體積，輸送帶上還可以帶有通氣的小孔，以便冷空氣從輸送帶下由小孔吹向食品物料，這樣在凍結顆粒狀的散裝食品物料(如豆類蔬菜、切成小塊的果蔬等)時，顆粒狀的食品物料可以被冷風吹起而懸浮于輸送帶上空，使空氣和食品物料能更好地接觸．這種方法又被稱為流化床式凍結(Fluid bed freezing)。散裝的顆粒型食品物料可以通過這種方法實現快速凍結，凍結時間一般只需要幾分鐘．這種凍結被稱為單體快速凍結(1ndividual quick freezing，IQF)。 B板式凍結法(Plate freezing)是最常見的間接接觸凍結法。二、一般工藝過程及個性 一般工藝過程 進料→預處理→稱重→裝袋→速凍→凍藏→上市 個性 p375－379 速凍水果、葉菜少；原料采后至加工允許的時間間隔；是否加糖處理；熱燙時間等。第三章 果蔬的干制水分活度（≤）Aw = P/P0其中 P：食品中水的蒸汽分壓；P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。一、干制方法 自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法：曬干、風干、陰干。 人工干制：在常壓或減壓環(huán)境中用人工控制的工藝條件進行干制食品，有專用的干燥設備。常見設備有空氣對流干燥設備、真空干燥設備、滾筒干燥設備。 空氣對流干燥 空氣對流干燥時最常見的食品干燥方法，最初為烘房、烘灶。這類干燥在常壓下進行，食品也分批或連續(xù)地干制，而空氣則自然或強制地對流循環(huán)。 流動的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時還要為載料盤或輸送帶增添補充加熱裝置。采用這種干燥方法時，在許多食品干制時都會出現恒率干燥階段和降率干燥階段。因此干制過程中控制好空氣的干球溫度就可以改善食品品質。 箱（柜）式干燥設備(1)特點：間歇型，小批量、設備容量小、操作費用高。(2)操作條件：空氣溫度94℃，空氣流速24m/s。(3)適用對象：①果蔬或價格較高的食品。②作為中試設備，摸索物料干制特性，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產提供依據。 隧道式干燥設備 一些定義：①高溫低濕空氣進入的一端——熱端②低溫高濕空氣離開的一端——冷端③濕物料進入的一端——濕端④干制品離開的一端——干端⑤熱空氣氣流與物料移動方向一致——順流⑥熱空氣氣流與物料移動方向相反——逆流(1)逆流式隧道干燥設備 濕端即冷端，干端即熱端。 濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現表面硬化或收縮現象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂——適合于干制水果。 干端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍然比較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫熱空氣相近的程度。此時，若干物料的停留時間過長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過6677℃。 由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應降低，最終水分可低于5%。 注意問題： 逆流干燥，濕物料載量不宜過多，因為低溫高濕的空氣中，濕物料水分蒸發(fā)相對慢，若物料易腐敗或菌污染程度過大，有腐敗的可能。 載量過大，低溫高濕空氣接近飽和，物料增濕的可能。(2)順流隧道式干燥 濕端即熱端， 冷端即干端。 濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空氣溫度如8090℃，進一步加速水分蒸干而不至于焦化。 干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應增加，干制品水分難以降到10%以下，因此吸濕性較強的食品不宜選用順流干燥方式。 順流干燥，國外報道只用于干制葡萄。(3)雙階段干燥（混流）順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高；逆流干燥：后期干燥能力強；雙階段干燥：取長補短。①特點：干燥比較均勻，生產能力高，品質較好②用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等） 現在還有多段式干燥設備，有3，4，5段等，有廣泛的適應性。 輸送帶式干燥 特點：單、多層輸送帶，操作連續(xù)化、自動化、生產能力大。 物料有翻動；物流方向有順流和逆流；操作連續(xù)化、自動化、生產能力大、占地少。 氣流干燥 用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品在熱空氣中干燥。 特點：干燥強度大，懸浮狀態(tài)，物料最大限度地與熱空氣接觸；干燥時間短，~5秒，并流操作；散熱面積小，熱效高，小設備大生產。 適用對象：水分低于35%~40%的物料；適于進行表面蒸發(fā)的恒速過程，不適于物料內部的遷移以擴散為主的物料。 流化床干燥 使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。 適用對象：粉態(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）。 單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動流化床干燥器；振動流化床干燥器。 泡沫干燥①工作原理：將液態(tài)或漿質態(tài)物料首先制成穩(wěn)定的泡沫料，然后在常壓下用熱空氣干燥。②造泡的方法：機械攪拌，加泡沫穩(wěn)定劑，加發(fā)泡劑。③特點：接觸面大，干燥初期水分蒸發(fā)快，可選用溫度較低的干燥工藝條件。④適用對象：水果粉，易發(fā)泡的食品。 噴霧干燥 噴霧干燥就是將液態(tài)或漿質態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進行脫水干燥過程。(1)常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型①壓力噴霧：液體在高壓下（7001000kPa）下送入噴霧頭內以旋轉運動方式經噴嘴孔向外噴成霧狀，一般這種液滴顆粒大小約100300μm，其生產能力和液滴大小通過食品流體的壓力來控制。②離心噴霧：液體被泵入高速旋轉的盤中（500020000rpm），在離心力的作用下經圓盤周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小10500μm。(2)噴霧干燥的特點 蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作方便、適合于連續(xù)化生產；耗能大、熱效低。(3)噴霧干燥的典型產品 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。 接觸干燥 被干燥物與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)水分的能量來自傳導方式進行干燥，間壁傳熱，干燥介質可為蒸汽、熱油。①特點：可實現快速干燥，采用高壓蒸汽，可使物料固形物從330%增加到9098%，表面溫度可達100145℃，接觸時間2秒幾分鐘，干燥費用低，帶有煮熟風味。②適用對象：漿狀、泥狀、液態(tài)，一些受熱影響不大的食品，如麥片、米粉 滾筒干燥 基本結構： 金屬圓筒在漿料中滾動，物料為薄膜狀，受熱蒸發(fā)，熱由里向外。 設備類型：(1)單滾筒(2)雙滾筒(3)真空滾筒干燥 帶式真空干燥 真空干燥①基本結構：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置。②特點：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時可使被干燥物料膨化。③設備類型：間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥（帶式輸送）。 適用于：水果片、顆粒、粉末，如麥乳精。 冷凍干燥（升華干燥） 將食品在冷凍狀態(tài)下，食品中的水變成冰，再在高真空度下，冰直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，故又稱為升華干燥。 要使物料中的 水變成冰，同時由冰直接升華為水蒸汽，則必須要使物料的水溶液保持在三相點以下。(1)冷凍干燥的條件： 真空室內的絕對壓力＜。冷凍溫度＜4℃。(2)凍結方法：自凍法，預凍法 自凍法：就是利用物料表面水分蒸發(fā)時從它本身吸收汽化潛熱，促使物料溫度下降，直至它達到凍結點時物料水分自行凍結，如能將真空干燥室迅速抽成高真空狀態(tài)即壓力迅速下降，物料水分就會因水分瞬間大量蒸發(fā)而迅速降溫凍結。 但這種方法因為有液→氣的過程會使食品的形狀變形或發(fā)泡，沸騰等。適合于一些有一定體形的如芋頭\碎肉塊\雞蛋等。 預凍法：用一般的凍結方法如高速冷空氣循環(huán)法、低溫鹽水浸漬法、液氮或氟利昂等制冷劑使物料預先凍結，一般食品在4℃以下開始形成冰晶體，此法較為適宜。主要將液態(tài)食品干燥。(3)冷凍干燥設備基本結構 冷凍干燥設備組成：和真空干燥設備相同，但要多一個制冷系統(tǒng)。 設備類型：間歇式冷凍干燥設備；隧道式連續(xù)式冷凍干燥設備。(4)冷凍干燥特點 在35℃以下凍結情況下，絕對壓力5毫米以下的真空條件下，使食品中的冰晶升華，從而達到干燥的目的。由于在低溫下操作，能最大限度地保存食品的色香味，如蔬菜的天然色素基本保持不變，各種芳香物質的損失可減少到最低限度。 因低溫操作，特別適合熱敏性高和極易氧化的食品干燥，能保存食品中的各種營養(yǎng)成分。凍干食品具有多種結構，因此具有理想的速溶性和快速復水性。復水后的凍干食品比其他干燥方法生產的食品更接近于新鮮食品。 能最好地保持原物料的外觀形狀。 在低溫脫水過程中，抑制了氧化過程和微生物的生命活動。升華過程中避免了果蔬內部成分的遷移。 保存期長，食用方便。附：凍干蔬菜等食品的國內外市場行情據國家海關總署、國家商檢局統(tǒng)計，在20世紀90年代，我國脫水蔬菜出口量每年以30%的速度增加，出口約占世界總產量的