食品加工原理(第二版)
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第二节 中间水分食品

【学习目标】

1.掌握中间水分食品技术原理。

2.熟悉中间水分食品加工方法。

【基础知识】

近年来,关于对水分含量对食品品质的影响这一问题的不断探索,引导了人们对传统食品保藏技术的思考,激发了人们对于通过降低水分活度来延长食品货架保存期这一方法的研究热情,进而利用这种生产方法产生了一种新颖的食品——中间水分食品。

中间水分食品的水分含量高于干燥食品的水分含量,并且食用时无需复水。而与其较高的水分含量的影响不同的是,中间水分食品可以在不需冷藏的情况下保持较长的货架稳定期。同样,罐装前的热杀菌也不是必要的,但有些产品需要进行巴氏杀菌。

一、中间水分食品

中间水分食品,是指含水量在20%~40%,AW在0.60~0.85,不需要冷藏的食品,也称为半干食品、中湿食品、半干半湿食品等,如半干的桃、杏、果汁糕点、果子酱、果冻、蛋糕等食品。

这种食品水分低于天然水果、蔬菜或肉类的含水量,但高于传统脱水食品的残留水分,如蜂蜜、果酱、果冻和某些果料蛋糕,以及部分干制品(枣干、无花果、李干、杏干、风干肉条、干肉饼、意大利式香肠等)。所以,这些食品的保藏能力部分来自于溶质的高浓度有关的高渗透压,而在某些食品中,其盐、酸和其他特有的溶质有助于提高保藏效果,即由于这些食品的水分中已溶入足够量的溶质,使AW降低到低于微生物生长繁殖所需的最低AW,所以不会滋生微生物。

二、中间水分食品的技术原理

中间水分食品的技术原理就是水分活度(AW)与食品性质及其稳定性的关系。AW对于微生物繁殖的影响是中间水分食品的最重要的问题。如前所述,大多数细菌在AW0.9以下就不会繁殖,当然要视具体的细菌而定。有些耐盐细菌AW在低至0.75下仍能繁殖,而某些嗜渗透压酵母菌甚至更低,但是这些微生物往往不是食品败坏的重要起因。霉菌较大多数更耐干燥,常在AW约为0.80的食品上繁殖良好,然而,甚至在低于0.70的AW下,有些食品在室温下存放几个月,仍可能出现缓慢繁殖现象。在AW值低于0.65时,霉菌繁殖完全被抑制,但是如此低的水分活度通常不适用于中湿食品的生产。这种AW在许多食品中相当于低于20%的总含水量,此类食品会失去咀嚼性,且近乎一种十足干燥的产品。就大多数食品来说,半湿性组织的AW值必须在0.70~0.85。这样的AW水平低得足够抑制普通食品的细菌繁殖。当这样低的AW还不足以长期抑制霉菌繁殖时,一种抗霉剂如山梨酸钾被添加进食品配方内来提高防腐作用。

通常在文献资料内所引用的抑制微生物的AW值计算至小数点2或3位,然而这不应给人一种印象,即所列举作为某一特定微生物繁殖的AW最小值是一个绝对值。它多少会受以下因素的影响,例如食品的pH、温度、微生物所需的营养状况以及水相中特定溶质的性质。虽然这些影响常常较小,但应谨慎地通过进行适当的细菌培养皿计数来确定新的中间水分食品配方。从公共卫生观点来说,细菌学试验也是必需做的。

三、中间水分食品的特征和加工技术

(一)中间水分食品具有的特征

对于微生物,尤其是对细菌的繁殖有干燥食品那样的抵抗力,在理想的状态下,能完全阻止由微生物导致的品质下降;具有良好的适口性而不需要补加水;采用普通食品常用的热处理和冷冻保藏方法有可能长期保存;营养成分易调整,食品包装材料经济等。

(二)中间水分食品常用的加工方法

添加丙二醇、山梨酸钾等防腐剂防止微生物增殖;添加多元醇、砂糖、食盐等湿润剂降低食品的AW;采用物理或化学方法改善食品的质地与风味;采用能阻水的包装来防止因吸潮或水分散失而引起的食品质量变化。

四、中间水分食品的生产工艺

有许多不同的工艺可以用来生产中间水分食品,可以把它们分为4类。

(一)部分干燥

如果原料天然就含有丰富的保湿剂的话,通常采用部分干燥的工艺,如:干燥水果(葡萄干、杏、苹果和无花果)和槭树糖浆。这类产品的水分活度是0.6~0.8。

(二)渗透法干燥

将固体的原料完全浸润于低水分活度的保湿剂中。由于渗透压的差异,水分从食品中被挤压至溶液中。同时,保湿剂在食品中扩散开来,这一过程通常远慢于水分挤出的速度。盐和糖常常被采用。这是传统工艺中糖渍水果的做法。同样,新的肉类和蔬菜类的中间水分产品也可以通过采用盐、糖、甘油和其他保湿剂浸渍的方法来制成。

(三)干燥浸渍

干燥浸渍是将经过脱水的固体原料在含有保湿剂的具有目标水分活度的溶液中浸泡。虽然这一工艺比其他方法更加耗能,但该工艺可以生产出更优品质的产品。该工艺被广泛应用于美国陆军和美国国家航空航天局(NASA)采用的中间水分食品的生产中。

(四)混合法

将各种食物成分,包括湿润剂混合挤压在一起,通过挤压、加热、烘烤来达到某一要求的水分活度。这种工艺耗时耗能少,同时对于不同的客户要求有很高的适应性。

它可以应用于传统的中间水分食品如胶产品、果酱、甜点,也同样适用于新型食品如各种零食、宠物食品等。美国陆军纳提客(Natick)实验室和美国空军对采用该种技术生产的中间水分食品进行了多次实验,以测试其作为一种战地紧急食品(该种产品的准备时间通常非常有限)的使用前景。

在这些实验中,渗透法干燥(moist infusion)产品可以更简单和经济地生产,但其与混合技术一样存在着风味上的不足。干燥浸渍(dry infusion)技术虽然需要耗能大的低温冻结干燥过程以获得令人满意的口感,但其产品的品质也很优秀。大量的专利技术在这些研究中产生。在与美国空军的合作中,斯维福特公司(Swift &Company)生产出了很多微型的采用干燥灌输工艺的中间水分食品。这些产品在冻结干燥后进行灌输,最适宜的灌输工艺得益于添加成分的添加次序和方法:5%~10%的甘油,5%的凝胶,大约3%的山梨(糖)醇以及7%~12%的脂肪含量,可以达到最好的物质黏合效果。

总之,中间水分食品的加工是采用物理的、化学的方法将食品中的自由水含量降低,即具有较低的AW,以此来抑制微生物的生长繁殖和食品中的其他不良变化,并保持良好的口感和风味。这种食品即使不经过冷藏或加热处理,也是稳定安全的,且不必复水亦可食用,故中间水分食品在无冷藏和无冷冻条件下也能保存,从而节省了成本。