烹飪科學原理
ISBN13：9787030767882
出版社：科學出版社
作者：鄧力
出版日：2024/05/31
裝訂：精裝
頁數：781頁
規格：24cm*17cm (高/寬)
版次：一版
內容介紹
本書以火候這一烹飪核心問題為切入點展開研究。從心理物理學、感官評估、動力學、熱質傳遞等原理出發，透過數理邏輯推演出烹飪成熟的定量公式和測定方法，構建了烹飪過程的數學模型，從而提出了火候的品質優化原理—烹飪成熟值理論，並通過試驗研究和數值模擬進行了驗證。在理論基礎上研究了火候控制等關鍵問題，給出了烹飪的參數化科學分類、定義，研究了烹飪的前、後處理工藝，從而構建了烹飪科學的基本框架。
目錄
第1章 導論1
1.1 概念與範疇2
1.1.1 烹飪2
1.1.2 烹飪科學2
1.1.3 烹飪工藝與烹飪過程3
1.1.4 烹飪工程與技術4
1.2 烹飪科學研究概述5
1.2.1 烹飪中蘊含食品科學的深層原理5
1.2.2 烹飪科學的中國視角7
1.2.3 烹飪科學研究現況9
1.2.4 烹飪科學研究需要解決的問題11
1.3 烹飪科學研究的方法論14
1.3.1 烹飪科學研究的路徑14
1.3.2 烹飪研究的方法論14
1.4 烹飪科學的學科關聯18
1.4.1 烹飪科學與各學科的關係18
1.4.2 烹飪中的三傳一反19
1.4.3 烹飪科學與食品熱處理23
1.5 本書的烹飪科學研究體系23
參考文獻24
第2章 成熟的定量27
2.1 概述28
2.1.1 成熟的意義28
2.1.2 文獻回顧28
2.1.3 烹飪成熟的主觀與客觀30
2.1.4 烹飪成熟研究的意義30
2.1.5 如何得到表徵成熟的普適性函數31
2.2 食品熱處理品質變化動力學31
2.2.1 動力學原理32
2.2.2 現有食品熱處理動力學函數36
2.2.3 食品熱處理品質動力學在食品工程的應用38
2.3 成熟的心理物理學及感官評估原理42
2.3.1 成熟相關的心理物理學42
2.3.2 成熟定量的感官評估方法44
2.3.3 成熟量化研究對感官評估科學的挑戰46
2.4 成熟的定量表達48
2.4.1 基於動力學和感官評估定量成熟48
2.4.2 烹飪過熱的定量54
2.4.3 M值與O值算例56
2.4.4 動力學函數的空間位置選擇57
2.4.5 成熟值原理的可驗證推論57
2.5 烹飪成熟和過熱品質因子58
2.5.1 烹飪食材主要組成的成熟品質因子59
2.5.2 烹飪成熟的風味品質因子62
2.5.3 烹飪成熟的物理品質因子63
2.5.4 烹飪成熟因子的複雜度66
2.5.5 烹飪的過熱品質因子66
2.6 成熟與過熱的分類及特徵69
2.6.1 成熟的分類69
2.6.2 不同烹飪工藝的成熟特徵70
參考文獻72
第3章 成熟的測量77
3.1 成熟值測量方法的建構78
3.1.1 成熟值M測定的技術基礎78
3.1.2 同時測定MT和zM的假設試算法79
3.1.3 已知zM值的MT測量方法82
3.1.4 成熟值測量中的統計偏差計算方法82
3.2 成熟值的首次測量—豬裡肌成熟值的測量87
3.2.1 測量方法87
3.2.2 測定結果91
3.2.3 採用變異係數定值法再次測定92
3.2.4 AMT的影響因素分析及成熟值原理驗證94
3.3 畜肉成熟值的比較及影響因素分析95
3.3.1 目標及方法96
3.3.2 不同畜肉的MT的對比測量97
3.3.3 AMT與食材組成的關係100
3.3.4 成熟值原理的驗證101
3.3.5 肉的成熟的複雜性101
3.4 蔬菜成熟值的測定102
3.4.1 測量方法103
3.4.2 蔬菜的成熟值測定結果104
3.4.3 蔬菜成熟測定的總結與討論115
3.5 水產品及內臟成熟值的測定118
3.5.1 測量方法118
3.5.2 水產品和內臟的成熟值測定結果119
3.5.3 水產品及內臟成熟測定的總結與討論123
3.6 再製生食的烹飪成熟值的測定124
3.6.1 測量方法124
3.6.2 再製生食的成熟測定結果125
3.6.3 再製生食成熟測定的總結與討論128
3.7 穀物成熟值的測定129
3.7.1 測量方法129
3.7.2 各種穀物成熟值測定結果131
3.7.3 穀物成熟測定的總結與討論136
3.8 成熟值測量總結及參數意義138
3.8.1 測定結果總結138
3.8.2 成熟值測量各參數的意義140
3.9 成熟值原理的驗證與探索143
3.9.1 成熟值假說的驗證143
3.9.2 成熟值測量可靠度評估144
3.9.3 視覺成熟原理探索148
3.9.4 成熟度及調味對水傳熱烹調草魚風味的影響151
參考文獻155
第4章 烹飪的熱傳遞159
4.1 烹飪與熱質傳遞160
4.1.1 烹調熱質傳遞問題的展開160
4.1.2 烹飪過程的傳熱類型160
4.1.3 文獻回顧165
4.1.4 烹飪傳熱的研究方法169
4.2 烹飪傳熱的控制方程式170
4.2.1 熱傳導170
4.2.2 熱對流/對流換熱174
4.2.3 熱輻射179
4.3 相變條件下的烹飪傳熱傳質180
4.3.1 烹飪的相變問題概述180
4.3.2 水性傳熱介質的蒸發方程式182
4.3.3 多孔介質熱質傳遞理論184
4.3.4 基於多孔介質理論建構烹飪熱質傳遞模型189
4.4 控制方程式的適用性194
4.4.1 模型的適用與簡化194
4.4.2 模型條件的滿足196
4.5 烹飪熱質傳遞特性分析197
4.5.1 不同烹飪製程的傳熱學特徵197
4.5.2 烹調加熱功率與熱阻199
4.5.3 水傳熱烹飪製程的傳熱特性201
4.5.4 油傳熱烹飪製程的傳熱特性204
4.5.5 汽傳熱烹飪製程的傳熱特性206
4.5.6 三種烹調介質的性質對烹調傳熱的影響207
4.6 烹飪中的食材縮小問題209
4.6.1 基本概念209
4.6.2 研究食材收縮問題的意義209
4.6.3 可參考的收縮現象數學模型209
4.6.4 收縮中邊界移動問題的解法—移動網格法213
4.6.5 烹飪過程中收縮現象數學模型214
參考文獻215
第5章 烹飪過程的數值模擬219
5.1 引言220
5.1.1 數值傳熱學與計算流體力學220
5.1.2 烹飪數值模擬的必要性及帶來的挑戰221
5.1.3 文獻回顧222
5.1.4 控制方程式適定性的烹飪工程意義226
5.2 模型的建構、求解與驗證方法227
5.2.1 模型的建構原理227
5.2.2 模型的求解方法230
5.2.3 模型的驗證方法236
5.3 考慮水分蒸發的烹調過程數值模擬237
5.3.1 模型的建構237
5.3.2 模型的求解239
5.3.3 模型模擬結果243
5.3.4 模型的驗證245
5.4 油炒過程溫度與水分分佈數值模擬248
5.4.1 模型的建構248
5.4.2 模型的求解249
5.4.3 模型模擬結果250
5.4.4 模型的驗證252
5.5 考慮食材收縮的烹調過程數值模擬256
5.5.1 模型的建構256
5.5.2 模型的求解257
5.5.3 模型模擬結果259
5.5.4 模型的驗證262
5.6 油炒中顆粒加熱均勻性研究及基於此的全域數值模擬264
5.6.1 研究需求分析264
5.6.2 hfp的隨機分佈特性研究266
5.6.3 油炒全域數值模擬的模型建構270
5.6.4 油炒烹飪全域數值模擬與驗證271
5.6.5 全域模擬模型的比較與應用275
5.6.6 基於TTI試驗評估不同炒鍋的烹調均勻性280
5.7 模型的總結及評估282
5.7.1 烹飪熱質傳遞模型的總結282
5.7.2 模型評價282
參考文獻283
第6章 試驗手段、儀器與裝置287
6.1 烹飪科學研究所需的試驗手段288
6.1.1 烹飪科學的實驗研究288
6.1.2 烹飪科學所需的試驗研究條件288
6.2 建構烹飪熱處理驗證與實驗傳熱學研究手段289
6.2.1 熱處理驗證系統研發的必要性289
6.2.2 食品熱處理溫度及動力學資料採集系統的建構291
6.2.3 動力學函數資料擷取精度控制298
6.3 烹飪研究用TTIs的建構307
6.3.1 技術背景與必要性307
6.3.2 烹飪研究用TTI指示劑的尋找與標定311
6.3.3 烹飪研究用食品模擬物的建構313
6.3.4 TTIs系統的建構與應用316
6.4 參數化烹飪試驗平台的設計建構319
6.4.1 必要性319
6.4.2 設計建置320
6.4.3 流速-擋位標定321
6.5 FUHTS原理驗證設備的設計建置324
6.5.1 研發的必要性324
6.5.2 功能、組成及系統原理325
6.5.3 關鍵設計計算326
6.5.4 自動控制329
6.5.5 結果與使用後評估331
6.5.6 主要設備設計選用332
參考文獻333
第7章 參數的取得337
7.1 參數研究的意義338
7.1.1 參數測量基礎338
7.1.2 烹飪參數的測量與取得338
7.2 動力學參數的測量339
7.2.1 動力學參數概述339
7.2.2 油傳熱成熟品質動力學參數的測量342
7.2.3 西式火腿水浴加熱成熟品質動力學參數的測量350
7.2.4 動力學參數的應用352
7.3 對流傳熱係數的測量354
7.3.1 概述354
7.3.2 基於量綱分析的油炒對流傳熱係數預測模型357
7.3.3 TTI假設試演算法測定爆炒中動態顆粒對流傳熱係數364
7.3.4 小結368
7.4 表面傳質係數的測量369
7.4.1 概述369
7.4.2 表面傳質係數測量原理369
7.4.3 測定方法與結果374
7.5 熱物理性質參數的取得與測量379
7.5.1 概述379
7.5.2 固體烹調食材熱物理性質379
7.5.3 導熱係數及熱擴散係數的測量384
7.5.4 馬鈴薯的高溫段熱物理性質外推及誤差分析391
7.5.5 烹調傳熱介質的熱物理性質與流體力學性質395
7.6 多孔介質滲透率的測量398
7.6.1 滲透率測量原理399
7.6.2 豬裡肌液體絕對滲透率的測定401
參考文獻403
第8章 火候的本質409
8.1 引言410
8.1.1 火候的源起410
8.1.2 當代的火候定義411
8.1.3 研究火候的目的412
8.2 火候的本質412
8.2.1 火候的內涵412
8.2.2 …化方法413
8.2.3 火候的數學描述與定量定義414
8.3 火候基本原理的理論計算與分析419
8.3.1 最佳化模型及參數的選定419
8.3.2 最佳化模型的計算421
8.3.3 最佳化模型計算結果423
8.3.4 流-固烹飪品質最佳化原理、應用範圍及意義426
8.4 火候原理驗證－豬裡肌油傳熱烹飪製程優化427
8.4.1 最佳化物件及最佳化數學模型427
8.4.2 最佳化模型計算429
8.4.3 優化結果431
8.4.4 討論433
8.5 火候原理驗證—蒜薹油傳熱烹飪製程優化434
8.5.1 最佳化物件及最佳化數學模型434
8.5.2 最佳化模型計算436
8.5.3 最佳化模擬計算結果438
8.5.4 討論441
8.6 總結與討論442
8.6.1 優化總結442
8.6.2 討論442
參考文獻445
第9章 火候的控制449
9.1 火候控制概述450
9.1.1 火候控制的構成與前提450
9.1.2 火候控制的被控變數451
9.1.3 火候控制的操作變數452
9.1.4 火候控制對烹調品質的影響453
9.2 火候被控變數M值與烹調品質的關係453
9.2.1 研究的條件與方法454
9.2.2 火候控制對烹調品質的影響455
9.2.3 總結與討論459
9.3 流體介質溫度對火候控制的影響461
9.3.1 流體介質溫度在火候控制的重要性461
9.3.2 爆炒的油溫控制原理461
9.3.3 油炒過程的油溫控制464
9.4 火候控制難度及最佳化空間的數學描述467
9.4.1 描述火候控制難度的函數467
9.4.2 火候控制難度函數範例469
9.5 烹調操作參數對火候控制的影響471
9.5.1 攪拌操作對火候控制的影響472
9.5.2 傳熱介質溫度對火候控制的影響476
9.5.3 加熱功率對火候控制的影響478
9.6 烹調食材對火候控制的影響479
9.6.1 zM值對火候控制的影響479
9.6.2 刀工對火候控制的影響481
9.6.3 顆粒食品物理性質對火候控制的影響487
9.6.4油料比對烹飪豬裡肌肉品質的影響490
9.7 自動烹調的火候控制491
9.7.1 自動烹飪概述491
9.7.2 自動烹飪過程控制方式495
9.7.3 基於TTIs將手工烹飪轉變為自動烹飪方法500
9.8 火候控制的一些基本原則505
參考文獻506
第10章 烹飪的分類509
10.1 概述510
10.1.1 烹飪分類的意義510
10.1.2 烹飪技藝的傳統分類511
10.1.3 烹飪工藝分類命名的基本考慮514
10.2 從分類角度分析烹調過程熱質傳遞514
10.2.1 熱源及傳熱介質515
10.2.2 烹飪過程中涉及的主要傳遞過程516
10.2.3 烹飪分類的關鍵參數確定517
10.2.4 烹飪工藝分類的其他方式518
10.3 基於製程要素分析的烹飪分類與命名518
10.3.1 多維度確定烹飪製程要素518
10.3.2 烹調加熱強度要素的實質520
10.3.3 時間、空間和質傳等維度的加入522
10.3.4 烹飪分類要素的組合與烹飪工藝命名524
10.4 不同烹飪製程的傳熱、成熟及hfp比較529
10.4.1 傳熱規律及參數取得的方法529
10.4.2 主要烹飪製程的食品傳熱及成熟規律530
10.4.3 對流傳熱係數hfp參數總結536
10.4.4 Hb的確定539
10.5 基於參數維度的烹飪分類解析540
10.5.1 主要烹飪分類參數的選擇540
10.5.2 基於溫度和壓力維度的烹飪分類解析541
10.5.3 基於介質、溫度和壓力維度的烹飪分類解析541
10.5.4 基於對流傳熱係數和溫度維度的烹飪分類543
10.5.5 基於介質、溫度和hfp維度的烹飪分類543
10.5.6 研究意義544
10.6 傳統烹飪分類與科學分類的關係544
10.6.1 傳統烹飪分類的解構544
10.6.2 傳統烹飪分類轉變為科學分類548
參考文獻550
第11章 幾個烹飪科學問題551
11.1 烹飪中食品體系功耗的測量552
11.1.1 烹飪耗電量研究的必要性552
11.1.2 烹飪中食品體系的功耗計算552
11.1.3 烹飪中食品體系的功耗測量方法—油脂替代法553
11.1.4 烹飪中食品體系的吸熱功率測量試驗554
11.1.5 熱源距離與攪拌頻率對烹調體系功耗的影響555
11.2 鍋具傳熱特性及其對烹調品質的影響557
11.2.1 烹飪鍋具研究的科學意義557
11.2.2 鍋具的傳熱特性560
11.2.3 鍋具熱阻對豬裡肌烹調的影響563
11.2.4 鍋具對烹調品質優化的影響565
11.3 上漿對烹飪傳熱及品質的影響570
11.3.1 研究背景570
11.3.2 上漿對傳熱的影響572
11.3.3 漿液中的澱粉添加量對烹調品質的影響574
11.4 烹飪過程中的熱堆積動力學575
11.4.1 熱堆積現象575
11.4.2 熱堆積動力學的研究方法577
11.4.3 結果與分析577
11.4.4 結論582
11.5 油炒對豬裡肌油脂及水分含量的影響及質傳機制研究583
11.5.1 油炒的研究現況583
11.5.2 試驗方法及理論基礎584
11.5.3 結果與分析586
11.5.4 討論591
11.5.5 小結592
參考文獻592
第12章 烹飪的前處理與後處理597
12.1 概述598
12.1.1 烹調前處理598
12.1.2 烹調後處理600
12.1.3 烹調熱處理強度在烹調前、中、後過程的分配602
12.2 烹調前處理中食材腐敗菌生長動力學及其貨架期預測602
12.2.1 微生物生長動力學602
12.2.2 冷藏小香雞隻中假單胞菌生長動力學研究603
12.2.3 冷藏小香雞的貨架期模型608
12.3 烹調前處理冷藏方式對烹調品質的影響609
12.3.1 冷藏方式概述609
12.3.2 基於電子鼻和電子舌分析冷藏方式對小香雞烹調品質的影響610
12.4 烹調後處理方式對烹調品質的影響614
12.4.1 常溫儲藏對菜餚的食用品質的影響615
12.4.2 配送條件及復熱對菜餚食用品質的影響617
12.5 烹調後處理殺菌概述624
12.5.1 殺菌技術625
12.5.2 烹調後處理殺菌技術的選擇632
12.5.3 殺菌製程優化639
12.6 基於梯度升溫技術的規則形狀軟罐頭殺菌製程優化640
12.6.1 引言640
12.6.2 研究對象與建模641
12.6.3 殺菌製程最佳化與其數學模型642
12.6.4 梯度升溫製程設計、最佳化與驗證645
12.7 基於梯度升溫的不規則形狀軟罐頭殺菌製程優化647
12.7.1 引言647
12.7.2 建模技術及軟包裝控形技術的應用648
12.7.3 基於梯度升溫技術的殺菌製程最佳化649
12.7.4 梯度升溫殺菌製程優化食品品質的原理657
12.7.5 最佳化方法的合理性657
參考文獻657
第13章 流態化超高溫殺菌技術663
13.1 基本方法664
13.1.1 緣起664
13.1.2 FUHTS技術的基本方法664
13.1.3 FUHTS技術的應用基礎666
13.2 FUHTS的流態化原理669
13.2.1 流態化的流體力學基礎669
13.2.2 流體顆粒流態化計算與分析674
13.2.3 流體顆粒對流熱計算與分析683
13.3 FUHTS的傳熱分析688
13.3.1 流體化床中流體顆粒傳熱學基礎688
13.3.2 顆粒內部熱傳導的傳熱學計算691
13.3.3 對流傳熱係數對傳熱和殺菌的影響698
13.3.4 對流傳熱係數的測定與驗證703
13.4 FUHTS的製程最佳化707
13.4.1 FUHTS製程最佳化方法707
13.4.2 最佳化計算目的與計算條件710
13.4.3 殺菌製程最佳化結果與討論710
13.5 FUHTS的比較評估與技術總結713
13.5.1 與殺菌釜殺菌技術的比較713
13.5.2 與連續式液體顆粒無菌製程比較718
13.5.3 FUHTS減壓蒸發冷卻殺菌試驗720
13.5.4 FUHTS技術評估722
13.5.5 FUHTS技術的應用前景分析724
參考文獻726
第14章 總結與前瞻729
14.1 成熟值理論730
14.1.1 成熟值理論總結730
14.1.2 成熟值理論評述734
14.2 中式烹飪的評價734
14.2.1 當前對傳統中式烹飪的負面觀點734
14.2.2 基於成熟值理論的中式烹飪評估735
14.2.3 油炒與油炸的差別740
14.2.4 中式烹飪的問題與優勢742
14.3 中國烹飪的未來展望744
14.3.1 中國烹飪的發展方向744
14.3.2 未來的分散式食品加工745
14.3.3 中式烹飪的自動化747
14.3.4 中國烹飪現代化的意義748
14.4 未來的烹飪科學751
14.4.1 烹飪科學應成為中國食品科學的主流研究方向之一751
14.4.2 烹飪科學還有大量研究空白751
14.4.3 烹飪科學是中國的也是世界的752
參考文獻753
跋755
致謝759
附錄761
附錄一 符號表761
附錄二 準數表768
附錄三 名詞解釋770
附錄四 變異係數變異定值法測定MT及zM的MATLAB代碼778
