1、2食品的罐藏食品的罐藏1.熟悉微生物的耐热性及影响因素2.了解温度对酶活性的影响3.掌握食品罐藏的基本工艺过程4.掌握罐藏食品杀菌时间的计算方法及杀菌工艺备件的确定5.熟悉罐藏食品的变质原因及防止方法 食品罐藏 即将食品密封在容器中，通过杀菌工艺过程将绝大部分微生物杀灭，在维持密闭和真空的条件，得以在室温下长期贮存食品的保藏方法。罐藏食品 凡用罐藏方法加工的食品均称为罐藏食品。罐头食品的特点 罐头食品工业现状 罐藏食品的生产过程 罐藏食品的生产的必经阶段 排气、密封和杀菌（冷却）食品罐藏的原理 食品罐头的基本保藏原理在于杀菌消灭了有害微生物的营养体，达到商业无菌的目的，并应用真空技术，使可能残
2、存的微生物芽孢在无氧的状态下无法生长活动，从而使罐头内的食品保持相当长的货架寿命。商业无菌 真空的作用 在腌渍蔬菜罐头或干果罐头加工中还存在着低水分活度和食盐的保藏作用2.1 罐藏容器罐藏容器 2.1.1 罐藏容器的性能和要求罐藏容器的性能和要求 对人体无毒害 罐藏容器材料与食物直接接触，且接触时间长，它们之间不应起化学反应，不致危害人体健康，不给食品带来污染而影响食品风味。具有良好的密封性能 具有良好的耐腐蚀性能 适合于工业化的生产 罐藏容器应能适应工厂机械化和自动化生产，质量稳定，在生产过程中能够承受各种机械加工，材料资源丰富，成本低廉。体积小、重量轻、便于运输、容易开启。2.2.1.21
3、.2罐藏容器罐藏容器 按照容器材料的性质，目前生产上常用的罐藏容器大致可分为金属罐和非金属罐两大类。金属罐 从材料角度 从制造角度 从罐形角度2.2 2.2 装罐前容器的准备装罐前容器的准备 首先要根据食品种类、物性、加工方法、产品要求及有关规定选择合适的罐藏容器。其次，由于容器上附着有灰尘、微生物、油脂等污物及残留的焊药水等，有碍卫生，为此在装罐之前必须进行洗涤、消毒、沥干和罐盖打印等处理。清洗消毒后的容器不易久留，应立即装罐，以免再次污染。2.3 装罐和预封2.3.1 装罐 装罐的工艺要求原料经预处理后，应迅速装罐，不应堆积过多，停留时间过长。装罐时要特别重视清洁卫生，严格防止夹杂物混入罐
4、内。装罐时应并保证达到罐头食品的净重和固形物含量的要求。要求同一罐内的内容物大小、色泽、形态等基本一致。食品原料往往存在不同程度的差异，装罐时必须进行合理搭配。对于大多数罐头来说，装罐时需保持适度的顶隙，一般为4-8mm。顶隙的大小直接影响到食品的装量、卷边的密封性、产品的真空度、是否发生假胖听（非微生物因素引起的罐头膨胀）或瘪罐、金属罐内壁的腐蚀，以至食品的变色、变质等。装罐的方法（1）人工装罐 适宜于经不起机械摩擦，需要合理搭配和排列整齐的块片状食品。特点：简单、具有广泛的适应性。装量误差较大，劳动生产率低，清洁卫生条件差。（2）机械装罐 颗粒体、半固体和液体食品常采用机械装罐 特点：劳动
5、生产率高，适宜于连续性生产，便于清洗，并维持一定的清洁卫生水平，装量准确。但不能满足式样装罐的需要，适应性较差。注液 种类 清水盐水糖水调味液 作用增进食品的风味；提高食品的初温，促进对流传热，提高杀菌效果能排除部分罐内空气，降低加热杀菌时罐内压力，减轻罐内壁的腐蚀，减少内容物的氧化变色和变质。方法自动注液机或半自动（简易）注液机人工加注汁液 2.3.2 预封预封 预封是食品装罐后用封罐机的滚轮初步将罐盖的盖钩卷入到罐身翻边的下面，相互钩连的操作。目的预防冷凝水落入罐内，污染食品；预防罐内处在表面的食品直接受高温蒸汽的损伤；保持罐内顶隙温度，在罐盖的保护下，避免外界冷空气的窜入，以致罐头能在较
6、高温度时封罐，从而提高了罐头的真空度，减轻了“氢胀”的可能性；防止受热后食品过度膨胀和汁液外溢。预封设备 可采用手扳式或自动式预封机。预封时，罐内汁液在离心力的作用下，容易外溅。最好能采用滚轮回转式封罐机；如采用压头或罐身自转式预封机转速必须缓慢些。分）转/(60RHn H顶隙度（米）R罐头内径（米）2.4 2.4 罐头的排气罐头的排气概念:排气是食品装罐后密封前将罐内顶隙间的、装罐时带入的和原料组织细胞内的空气尽可能从罐内排除，从而使密封后的罐头内形成部分真空的操作过程。罐头的排气目的 防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，以免影响其密封性；对于玻璃罐还可以加强金属盖和容器的密合
7、性，减少出现跳盖的可能；阻止需氧菌及霉菌的发育生长；控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀 避免或减轻食品色、香、味的变化和维生素等营养素遭受破坏；有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐。排气的方法排气的方法（1）加热排气法 概念 即利用空气、水蒸汽和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排除掉。方法热装罐法排气箱加热排气法 对于排气较困难的大型罐通常可采取两种热力排气方式相结合进行，以使排气速度更快，排气效果更佳。特点：能使食品组织内部的空气得到较好的排除，同时能起到脱臭和部分杀菌的作用；对于食品的色、香、味等品质多少会有一些不良的影响，对于某些水果罐头有不利的软化作用；排气速度慢，热量利用率低。
8、方式：间歇式加热排气是最早使用的简单排气方法。连续式加热排气法是目前工厂中常见的排气方法。采用加热排气法时，决定封罐后罐内真空度的采用加热排气法时，决定封罐后罐内真空度的主要因素主要因素 排气时间；密封温度对于空气含量少的食品，密封温度是主要因素，高温有利于顶隙内气体的排出；对于空气含量多的食品，除温度外，应适当延长排气时间，尽量降低食品中的气体含量，但时间长，食品品质会受影响。应尽量避免采用较高的排气温度。（2）真空封罐排气法 概念：这是一种借助于真空封罐机将罐头置于真空封罐机的真空仓内，在抽气的同时进行密封的排气方法。优点：能在短时间内使罐头获得较高的真空度；能较好地保存维生素和其他营养素
9、；封罐机体积小、占地少。缺点：只能排除罐头顶隙部分的空气，食品组织内部的气体则难以抽除，对于食品组织内部含气量高的食品，排气效果不理想。需严格控制封罐机真空仓的真空度及密封时食品的温度，否则封口时易出现暴溢现象。适用范围：肉禽、水产及汤汁较少的蔬菜罐头。对于汤汁比较多的果蔬制品，可采取如下方法：（1）如果汤汁较多，可适当降低真空室内的真空度。这样可达到与汤汁少的罐头同样的效果。（2）预先将果蔬制品放入真空室内抽空，使组织中吸附和溶解的气体排出，再加汁，使汁液取代原先空气的空隙，用真空封口机封口。为获得良好的排气效果，采用真空封排气时必须注意以下问题：真空仓的真空度、食品密封温度与罐头真空度的关
10、系:罐头成品的真空度随真空封口时真空仓的真空度和食品密封温度的增大而增高。食品密封温度与真空仓真空度间的关系 真空封口时，必需保证罐头顶隙内的水蒸气分压小于真空仓内的实际压力，否则罐内食品汤汁就会瞬间沸腾，出现食品汤汁外溢的现象。这不仅影响清洁卫生，而且使罐头的净重得不到保证。真空封罐时的补充加热：真空封罐时，封罐机真空仓的真空度和罐内食品的温度是控制罐头真空度的基本因素。有时由于某些原因真空封罐机真空仓的真空度只能达到某一程度，此时，要想保证罐头获得最高的真空度就得通过控制食品的温度来实现。“真空膨胀系数”高的食品也需要补充加热 真空膨胀系数就是真空封口时食品体积的增加量在原食品体积中所占的
11、百分比。式中：V1真空封罐前食品体积 V2真空封罐后食品体积 K膨真空膨胀系数 对于真空膨胀显著的食品，为防止汤汁的外溢，真空封口时真空度不能太高，一般控制在33.359.99kPa。在这种情况下，要使罐头得到最高真空度就需补充加热使食品温度升高，排除食品组织中的空气，降低真空膨胀。%100112VVVK膨“真空吸收”程度高的食品需要补充加热 各种食品的“真空吸收”程度不同，常用真空吸收系数来表示。式中：pw始真空封口时罐内的真空度 pw末真空封口后静置2030min后的罐内真空度 K吸真空吸收系数 对K吸高的食品，就需要补充加热。%100始末吸wwppK（3）蒸汽喷射排气法 概念：即在封罐的
12、同时向罐头顶隙内喷射具有一定压力的高温蒸汽，用蒸汽驱赶、置换顶隙内的空气，密封、杀菌冷却后顶隙内的蒸汽冷凝而形成一定的真空度。1、罐盖 2、罐身图241 喷蒸汽排气工作原理图 影响真空度的主要因素顶隙的大小直接影响罐头的真空度，没有顶隙就形不成真空度。当采用喷蒸汽密封排气时，通常在封罐前增加一道顶隙调整工序，一般以留8mm左右的顶隙为宜。装罐前，食品加热温度对蒸汽排气封罐后的罐内真空度也有一定影响。如图所示，要获得较高的真率度可预先将罐头加热至较高温度再喷蒸气封罐。对于含大量空气或其他气体的罐头，装罐后一般均喷温水加热，然后再喷蒸汽排气密封。缺点:蒸汽喷射排气法蒸汽喷射的时间较短，除表层食品外
13、，罐内食品并未受到加热；且杀菌冷却后的罐内食品表面是湿润的。适用范围：适用于大多数加糖水或盐水的罐头食品和大多数固态食品等。组织内部气体含量高的食品、表面不允许湿润的食品不适合用此法排气。热力排气法真空封罐排气法蒸汽喷射排气法蒸汽消耗量蒸汽耗量大 蒸汽消耗量较低清洁卫生情况卫生情况较差比较清洁卫生加热排气法相比，车间内蒸汽散布量较少。适用范围液态或半液态食品以及注入糖水或盐水食品特别对鱼肉等固态食品和孔隙非常多而汤汁少的蔬菜罐头适用。不适用于糖水和盐水罐头。适用于空气含量少、顶隙度可调的罐头食品生产。设备占地面积占地面积大占地面积小占地面积较小形成的真空度真空度良好真空度较好常与加热排气法、真
14、空封罐排气法结合使用。软罐头的排气软罐头的排气 真空排气法 当袋内的食品是固体或固液混合体时，般采用此法排气较好。一般固体可采用较高的真空度；固液混装的食品真空度不宜太高。否则易造成袋形凹瘪，或将汁液抽出污染袋口而影响封口强度。般采用40.053.3kPa即可。蒸汽喷射法 借助于装填机上配备的特殊蒸汽喷射装置在封口的同时向袋内喷射蒸汽，用蒸汽驱赶袋内顶隙中的空气而获得良好的排气效果。压力排气法 即利用机械或手工挤压袋子，迫使袋内空气排除，并立即密封。液态占优势的食品，如咖哩类、茄汁类食品适宜采用此法排气。为获得更好的排气效果，装袋时食品的平均温度不应低于50。影响罐内真空度的因素 罐内真空度大
15、气压力-罐内残留气体压力 冷却时顶隙内稀薄的空气和罐内内容物的收缩以及水蒸汽的冷凝是形成真空的主要原因。影响罐内真空度的因素排气、密封的温度罐内顶隙度气温与气压食品原料的种类和新鲜度 食品的酸度和成熟度2.5 2.5 罐头的密封罐头的密封 目的：使食品与外界隔绝，避免外界空气及微生物的污染所引起的腐败。金属罐的密封金属罐的密封 方法：将罐身翻边和罐盖的钩边在封口机中进行卷封，使罐身和罐盖相互卷合，压紧而形成紧密重叠的卷边。封罐设备：封罐机的种类、型式很多，但封口的主要部件基本相同。压头的构造 滚轮转压槽结构曲线示意图意图 1 头道滚轮 2 二道滚轮封口时罐头与四部件的相对位置1.罐头 2.压头
16、 3.托底盘 4.头道滚轮5.二道滚轮 6.压头主轴 7.转动轴二重卷边结构示意图 二重卷边卷封示意图（1）头道滚轮的卷封过程 （2）二道滚轮的卷封过程 玻璃罐（瓶）的密玻璃罐（瓶）的密封封 图257 卷封式玻璃瓶的封口过程（1）未卷封前 （2）卷封时1 玻璃罐外凸缘 2 密封胶圈 3 罐盖 4 滚轮 软罐头的密软罐头的密封封-通常采用热熔封口 2.6 罐头的杀菌和冷却罐头的杀菌和冷却2.6.1 罐头杀菌的目的罐头杀菌的目的 杀死对人体有害的致病菌、产毒菌和腐败菌。同时，杀死对人体有害的致病菌、产毒菌和腐败菌。同时，钝化食品中的酶；钝化食品中的酶；最大限度地保持食品的品质，包括色、香、味、组织
17、最大限度地保持食品的品质，包括色、香、味、组织状态等；状态等；调制烹调食品。调制烹调食品。罐头的杀菌罐头的杀菌微生物学上的灭菌微生物学上的灭菌不允许有致病菌、产毒菌的存在不允许有致病菌、产毒菌的存在正确的杀菌操作后，残留的微生物属于耐高温的专性嗜热菌。正确的杀菌操作后，残留的微生物属于耐高温的专性嗜热菌。2.6.2 2.6.2 罐头食品中的微生物罐头食品中的微生物 罐藏食品中的微生物种类很多，但杀灭的对象主要是致病菌和腐败菌。在致病菌中危害最大的是肉毒梭状芽孢杆菌，耐热性很强。肉毒梭状芽孢杆菌的芽孢常作为pH大于4.6的低酸性食品杀菌的对象菌。腐败菌是能引起食品腐败变质的各种微生物的总称。各种
18、腐败菌都有其不同的生活习性，导致不同食品的各种类型的腐败变质。例如 表2-4 按pH分类的罐头食品中常见的腐败菌 食品pH范围 腐败菌温度习性 腐败菌类型 罐头食品腐败类型 腐 败 特 征 抗热性能 常见腐败对象 低酸性和中酸性食品（pH4.5以上）嗜热菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 平盖酸败 产酸（乳酸、甲酸、醋酸）不产气或产微量气体，不胀罐，食品有酸味 D121.1=4.050minZ=10 青豆、青刀豆、芦笋、蘑菇、红烧肉、猪肝酱、卤猪舌 嗜热解糖梭状芽孢杆菌高温缺氧发酵 产气（CO2H2），不产气 H2S,胀罐，产酸（酪酸），食品有酪酸味 D121.1=3040min（偶尔达50min）芦笋、蘑
19、菇、蛤 致黑梭状芽孢杆菌致黑（或硫臭）腐败 产H2S,平盖或轻胖，有硫臭味，食品和罐壁有黑色沉淀物 D121.1=2030min 青豆、玉米 嗜温菌 肉毒杆菌A型和B型缺氧腐败 产毒素、产酸（酪酸）、产气（H2S）、胀罐、食品有酪酸味 D121.1=612s（或0.10.2min）肉类、肠制品、油鱼、青刀豆、芦笋、青豆、蘑菇 生芽孢梭状芽孢菌P.A.3679不产毒素、产酸、产气（H2S），明显胀罐，有臭味 D121.1=640s（或0.11.5min）肉类、鱼类（不常见）食品pH范围 腐败菌温度习性腐败菌类型罐头食品腐败类型腐 败 特 征抗热性能常见腐败对象酸性食品（pH3.5至4.5）嗜温菌
20、 耐热芽孢杆菌（或凝结芽孢杆菌）平盖酸败 产酸（乳酸）、不产气、不胀罐、变味 D121.1=14s番茄及蕃茄制品（蕃茄汁）巴氏固氮梭状芽孢杆菌 缺氧发酵 产酸（酪酸）、产气（CO2+H2）,胀罐、有酪酸味 D121.1=630s菠萝、蕃茄 酪酸梭状芽孢杆菌 整蕃茄 多粘芽孢杆菌 发酵变质 产酸、产气也产丙酮和酒精，胀罐 D121.1=630s水果及其制品（桃、蕃茄）软化芽孢杆菌 食品pH范围 腐败菌温度习性腐败菌类型罐头食品腐败类型腐 败 特 征抗热性能常见腐败对象高酸性食品（pH3.5以下）非芽孢嗜温菌乳酸菌明串珠菌 产酸（乳酸）、产气（CO2）、胀罐 D65.5（约0.51.0min）水果
21、、梨、水果（粘质）酵母 产酒精、产气（CO2）、有的食品表面形成膜状物 果汁、酸渍食品 霉菌（一般）发酵变质 食品表面上长霉菌果酱、糖浆水果 纯黄丝衣霉、雪白丝衣霉 分解果胶至果实瓦解，发酵产生CO2、胀罐 D90=12min 水果 2.6.3 影响罐头热杀菌的因素影响罐头热杀菌的因素影响微生物耐热性的因素影响罐头食品传热的因素2.6.4 2.6.4 罐头食品传热的测定罐头食品传热的测定 目的：(1)根据测得的加热和冷却传热曲线直接对杀菌效果作出评价。(2)掌握罐头食品的传热特性，为保证达到工艺要求的杀菌温度、必需的杀菌时间找出合理的加热和冷却方法；测温装置 测定点导热型罐头对流型罐头对流导热
22、结合型罐头 测温试样数 每次测温的试样以46只罐头为宜，最多不应超过l0只。时间间隔对流传热和导热对流结合型罐头食品测温时每分钟不少于一次；导热型罐头食品测温时间的间隔可以长一些。罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线罐头食品加热冷却过程中，不同时间测得的相应温度数据可在图上构成罐头食品传热曲线。每种罐头食品传热曲线至少应根据12次重复试验数据才能确定。罐头食品的传热曲线反映罐头食品在加热和冷却过程中，时间与温度的关系，反映产品的传热速度快慢及其特性，是计算杀菌程度以及杀菌时间的重要依据。罐头食品加热杀菌的半对数传热曲线返回加热杀菌和冷却时的传热曲线的直线斜率各自可用f h和f c表示，即直线横
23、过一个对数循环时需要的加热和冷却时间(min)。f h和f c值愈大，加热杀菌和冷却速率也愈慢。单线半对数曲线 在整个加热或冷却的过程中食品的性质没有发生变化。纯粹对流型和传导型食品传热曲线都属于此类。转折型半对数加热曲线 曲线由两条斜率不向的直线构成的。这两条直线的交点一般叫做转折点，两直线斜率不同，反映出加热杀菌过程中食品性质发生了变化。对流传导结合型食品中对流和传导先后出现时的热传递曲线属于此类。在杀菌锅内对罐装或袋装食品进行蒸汽杀菌时，注入蒸汽后，杀菌锅内的温度达到作用温度需要一定的时间，表示为R，即升温时间。链接一般情况下，杀菌时间是按杀菌锅达到杀菌温度之后开始计算的，而实际上在达到
24、在达到杀菌温度之前的这段时间内，容器内的食品已经受热，因此，应当把升温时间（R）按一定比例计算在杀菌时间内。许多试验结果证明，应把升温时间的42计算在杀菌时间中。但这种算法一般不适用于热量向容器中心部位传递十分良好，杀菌锅达到杀菌温度时其温差只有23的食品类。为了在应用中避免升温部分非直线关系的影响，应对杀菌过程进行零点校正。校正零点为加热曲线中直线部分延长线上的假设起始点。将升温时间乘0.58，并在时间坐标上确定该点后，做垂线和传热曲线中直线部分延长线相交，该交点为校正零点，即全部按直线加热而无滞后期的起始点。校正零点上相应的温度称为假初温T0。Ball表达式:某一杀菌温度时杀菌加热时间可以
25、根据半对数加热曲线的f h值按照Ball提出的算式进行推算：)/lg(/gjIfht t为将罐头从初温T0加热到罐头中心温度Tc所需的时间，该中心温度比杀菌温度T 杀低g()。加热滞后因子：I为杀菌温度T杀和杀菌开始前罐藏食品初温T0的差值。00TTTTj杀杀2.6.5 2.6.5 微生物耐热性的测定及表示方法微生物耐热性的测定及表示方法(1)热力致死速率曲线或活菌残存曲线 一定加热温度下,微生物细胞死亡遵循指数递减或对数循环下降的规律。热力致死速率曲线或活菌残存曲线的直线方程式为：)lg(lg1bam（2）D值 在三角形ABC中：一定环境中、一定致死温度下微生物的热力致死速率曲线或残存活菌数
26、曲线的方程式为：mmD1)10lg10(lg123)lg(lgbaD 例如：某细菌的初始活菌数为1104，在110下热处理3min后残存的活菌数为1102，求其D值。解：由=D（lg a-lg b）则 D110 =3/（lg1104 lg1102）=1.5 min 即该细菌的D110 为1.5min。由热力致死速率曲线图可知，D是热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需要的时间(min)。D值的定义：在一定环境中和一定温度条件下，某细菌数群每被杀死90%原有活菌所需要的时间。例：已知蘑菇罐头对象菌D121=4 min，欲在121下把对象菌杀灭99.9%，问需多长杀菌时间？如果使对象菌减少为原来的
27、0.01%，问需多长杀菌时间？解1：第一个D值，杀灭90%；第二个D值，杀灭9%（10%中的90%）；第三个D值，杀灭0.9%（1%中的90%）；第四个D值，杀灭0.09%（0.1%中的90%）。解2：设蘑菇罐头对象菌的初始菌数为a，则把对象菌杀灭99.9%后的残活菌数为0.001a。因 =D（lga-lgb）则：1=4(lga-lg0.001a)=43=12 minD值是细菌的死亡速率的倒数，同样反映细菌死亡速率。D值愈大，细菌死亡速度愈慢，即该菌的耐热性愈强。D值不受原始菌数的影响。D值随热处理温度、菌种、细菌或芽孢悬液的性质以及其他因素而异。(3)热力指数递减时间热力指数递减时间 TRT
28、(thermal reduction time)概念：指在任何特定热力致死温度下将某细菌或芽孢数减少到原有残存活菌数的110n时所需的加热时间(min)，以TRTn表示。指数n称为递减指数(reduction exponent).TRTn=D(lg10n-lg100)若n1，则：TRT1=DTRT值本质上与D值相同，也表示细菌耐热性的强弱。TRTn值受对D值有影响的因素支配，同样不受原始活菌数的影响。TRTn的概念进一步说明随着罐头食品杀菌的时间的延长，微生物残存活菌数愈接近于零，但最后永远不会等于零。(4)热力致死时间热力致死时间 TDT(thermal death time)概念：指在一定
29、热力致死温度下，将一定条件下的悬置液或食品中某一菌种的细胞或芽孢全部杀死所必需的时间(min)。细胞或芽孢全部杀死的标准：一般以热处理后，取样进行培养时无菌生长作为全部活菌被杀死的标准。试验时的做法 近年来的做法 细菌热力致死时间TDT 随致死温度而异。它表示了不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性。热力致死时间曲线热力致死时间与加热温度的关系同样遵循指数递减规律进行。TDT随温度、菌种、环境以及其他因素而异；随原始活菌数而异。热力致死时间(TDT)曲线的直线方程式为：（1）和和 分别为在T0和T温度下的热力致死时间，而Z则为 时的（T0-T）值。即热力致死时间曲线越过一个对数循环（即热力致死
30、时间延长10倍）所对应的温度差。1lgZTT 0lg Z值愈大，表明温度的变化对杀菌效果的影响愈小。通常采用121为标准温度，与此对应的热力致死时间称为F值，也叫杀菌致死值。故式（1）就变成：（2）F值可用于比较Z值相同的细菌的耐热性，但对Z值不同的细菌并不适用。F值常用F或FTZ表示当Z10 时杀菌温度为121 的热力致死时间可用F表示；若Z10、T 121 时，则用FtZ表示。ZTF121lg例：对象菌Z=10，F121=10 min，求以下各温度的热力致死时间F131，F141=？min，F111=？min，F101=？min。解1:对Z值反过来理解，温度变化1个Z值热力致死时间变化将变
31、化10倍。从F的右下角温度看，它们分别是上升了1个和2个Z值、下降了1个和2个Z值。因此，上面F值应该分别在121的基础上下降10倍和100倍、上升10倍和100倍，即1 min、0.1 min、100 min、1000 min。解2:因T=131 ，Z=10，F=10min，=F131，而 lg/F=(121-T)/Z 则 lg F131/10=(121-131)/10（5）D值、F值和Z值三者之间的关系 根据前述TRT概念可知，TRTnnD n n。若=n n=nD，由式（2）可得：则：ZTFnD121lgZTnFD12110 如果以D值为纵坐标，以加热温度为横坐标，在半对数坐标图中可以作
32、出仿热力致死时间曲线。即TRT1D时的热力指数递减时间曲线。该直线的方程式为：ZTTDD2112lglg2.6.6 高温对酶活性的钝化作用及酶的热变高温对酶活性的钝化作用及酶的热变性性 一般来说，温度提高到80后，热处理时间只要几分钟，几乎所有的酶都会遭到不可逆性的破坏。罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时(125150)方向发展后，罐头食品贮藏过程中常常出现因酶的活动而引起的变质问题。与细菌的热力致死时间曲线相似，我们也可以作出酶的热失活时间曲线。同样可以用D值、F值及Z值来表示酶的耐热性。从左图中可以看出，过氧化物酶的Z值大于细菌芽孢的Z值，这表明升高温度对过氧化物酶活性的损害比对
33、细菌芽孢的损害更轻。因此，高温热处理时酶的钝化问题成为首要问题。酶的耐热性因种类不同而有较大的差异。比如，牛肝的过氧化氢酶在35时即不稳定，而核糖核酸酶在100下，其活力仍可保持几分钟。虽然大多数与食品加工有关的酶在45以上时即逐渐失活，但乳碱性磷酸酶和植物过氧化物酶在pH中性条件下相当耐热。在加热处理时，其他的酶和微生物大都在这两种酶失活前就已被破坏，因此，在乳品工业和果蔬加工时常根据这两种酶是否失活来判断巴氏杀菌和热烫是否充分。酶的耐热性受其他因素的影响。酸渍食品中过氧化酶能忍受温度85以下的热处理，加酸可以加强热对酶的破坏力。热力钝化时高浓度糖液对桃、梨中的酶有保护作用。加少量盐对番茄中
34、酶的耐热性无甚影响。生产实践表明酶也常会导致罐藏的酸性或高酸性食品变质，甚至某些酶类如过氧化物酶、催化酶、碱性磷酸酶和脂酶等，在热钝化后的一段时间内，其活性可部分地再生。这一问题是在超高温热力杀菌(121l50瞬时处理)时才发现。这种酶活性的再生是由于酶的活性部分从变性蛋白质中分离出来。高酸性食品类的果蔬装罐后的热处理温度一般都比较低，它们内部的温度常达不到足以使组织内部的酶钝化的要求。例如，葡萄柚汁罐头热处理后虽然已达到能防止细菌性腐败的要求，可是果胶酯酶的活力却仍未受到损害。2.6.7 罐头食品杀菌时间及F值的计算(1)安全F值的估算 概念：安全F值是根据罐头食品中所污染的对象菌的菌数、杀
35、菌后要达到的无菌程度及一定杀菌条件下对象菌的耐热特性参数，按微生物热力致死的有关公式计算出来的需要杀菌的时间。通常指的是121下的安全F值 杀菌条件的选择 对象菌的决定通过对罐头杀菌前罐内食品微生物的检验，检验出该种罐头食品经常被污染的腐败菌的种类和数量，并切实地制定生产过程中的卫生要求，以控制污染的最低限量，然后选择抗热性最强的或对人体具有毒性的那种腐败菌为对象菌。安全杀菌F值的大小，取决于所选择的对象菌的抗热性及生产实际过程中的卫生状况这两个条件。因 如果已知某种罐头食品在12l条件下杀菌时所选对象菌的D值，则该温度条件下对象菌的安全杀菌F值（用F安表示）可由下式计算求得：)lg(lgba
36、D)lg(lgbaDF安例：某厂生产425g蘑菇罐头，选择以嗜热脂肪芽胞杆菌为对象菌，经检测内容物在杀菌前含嗜热脂肪芽胞杆菌菌数不超过2个/克。经121杀菌、保温、贮藏后，允许变败率为0.05%以下，问在此条件下蘑菇罐头的安全杀菌F值为多大？解：已知嗜热脂肪芽孢杆菌在蘑菇罐头中的耐热性参数D1214.00 min。杀菌前对象菌的菌数：a425（克/罐）2（个/克）850（个/罐）因允许变败率为0.05%，则：b5l0000510-4（个/罐）F安D121（lga-lgb）4（1g850-1g510-4）4（2.9294-0.6994）24.92 min 即425克蘑菇罐头在121杀菌的安全F值
37、为24.92 min。(2)(2)实际杀菌实际杀菌F F值值 罐头食品加热和冷却的杀菌过程中，罐头内的温度随时间的进展而不断地变化。当罐内食品温度超过致死温度时就有细菌死亡，温度不同，作用的时间不同，导致的细菌死亡量亦不同。实际杀菌F值（F实）就是根据已测得的杀菌过程中罐头冷点温度的变化数据，将各温度下的杀菌时间折算成某温度（通常为121）下的杀菌时间后的总的杀菌时间。热力致死时间的概念热力致死时间的倒数（1/)即杀菌率或致死率。热力致死时间曲线方程式：如果热力致死时间曲线通过121时F值为1min(细菌耐热性F1)的一点，则上式可以转换成：或ZTF121lgZT121lgZT12110 F1
38、21=1min条件下的致死率（用L表示）可用下式计算：运用上式，按照温度T和Z值的关系就可以算出在F1211.0min条件下在其他各温度时相应的L值。若F121 1minFLFZT1211011ZTL)121(101即 F=L 由上式可见，L为某温度下的杀菌时间折算为121杀菌时间的折算系数。由上式可算出实际杀菌条件下的F值。F实=iLi例：蘑菇罐头110杀菌10 min，115杀菌20 min，121杀菌30 min（Z=10）。解：F实=10L1+15L2+30L3 L1=10（110-121）/10=0.079 L2=10（115-121）/10=0.251 L3=10（121-121）
39、/10=1 F实=100.079+200.251+301=35.81min 通过实际杀菌F值的计算，可以判断不同杀菌条件的杀菌强度大小。例：蘑菇罐头100杀菌90分钟，或120杀菌10分钟，哪个杀菌强度大？解：因 L100=10（100-121）/10=0.008 L120=10（120-121）/10=0.794 100杀菌90分钟的实际F值为：90L100=900.008=0.72 min 120杀菌10分钟的实际F值为：10L120=100.794=7.94 min 由此可见，后者杀菌强度大得多。通过实际杀菌F值的计算，亦可以判断设定的杀菌工艺条件是否合理。例：某厂生产425g蘑菇罐头，
40、根据其安全F（24.92min）值制订的两个杀菌式为102310min121和102510min12l，分别进行杀菌试验，并测得罐头中心温度的变化数据如表所示，试问所拟杀菌条件是否合理?解：蘑菇罐头选择嗜热脂肪芽孢杆菌为对象菌，Z=10，根据已经测定的不同时间的中心温度，代入公式L=10（T-121）/Z计算。每个中心温度T都对应一个L值，计算后填入L值这一列对应位置，F这一列表示温度T所对应的3分钟折算成121的杀菌时间。注：一般低酸性食品从90以上开始计算L值，高酸性食品从60以上开始计算。杀菌公式1杀菌公式2时间中心温度L值F实时间中心温度L值F实047.900500384.503（L0
41、+L1)/238006104.70.0233（L1+L2)/261040.0291190.6319118.50.56121200.794121200.794181211.00181211.003（Li+Li+1)/221121.21.04721120.50.89241211.00241211.00271200.79427120.70.9330120.50.89130120.70.93331211.00331211.00361150.25136120.50.89391080.050391150.25142990.006421090.06345800451010.01F=25.5 min48850
42、F=28.1 min 杀菌公式1，F实略大于F安，杀菌合理。在此杀菌工艺条件中，恒温杀菌时间虽然只有23 min，但整个杀菌过程相当于121实际杀菌时间25.5 min，多2.5 min由升温和降温折算得到。杀菌公式2，F实大于F安，差值较大，杀菌过度，影响色香味形，应缩短恒温杀菌时间。本题测定中心温度的间隔时间为3分钟，间隔越小F实越准确，但计算会更加麻烦。目前，一些工厂采用计算机控制杀菌，冷点温度的记录、F实的积分计算全由计算机完成，当F实等于或略大于F安时，自动结束杀菌工序，不需要我们手工来计算，并且得到的F实更准确,杀菌时间更合理。2.6.8 罐头热杀菌的工艺条件罐头热杀菌的工艺条件
43、罐头杀菌条件通常用“杀菌公式”的形式来表示，即把杀菌的温度、时间及所采用的反压力排列成公式的形式。一般的杀菌公式为：1升温时间,min；2恒温杀菌时,min；3降温时间,min；Ts规定的杀菌（锅）温度,；P反压冷却时杀菌锅内应采用的反压力,kPa。Ps321TP一般0.120.13MPa。1一般10 min左右，3 为10min20min。冷却是生产过程中决定产品质量的最后一个环节，处理不当会造成产品色泽和风味的变劣，组织软烂，甚至失去食用价值。此外，还可能造成嗜热性细菌的繁殖和加剧罐头内壁的腐蚀现象。冷却方式按冷却的位置的不同，分为锅外冷却和锅内冷却；按冷却介质不同可分为空气冷却和水冷却。
44、快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足或食品属于导热性食品等；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。合理的杀菌公式，首先必须保证食品的安全性，其次要考虑到食品的营养价值和商品价值。杀菌温度与杀菌时间之间存在互相依赖的关系。低温长时间和高温短时间两种杀菌工艺2.6.9 2.6.9 罐头食品常用的杀菌方法罐头食品常用的杀菌方法 罐头加热杀菌的方法很多，应根据其原料品种、包装容器的不同等采用不同的杀菌方法。罐头杀菌的时机装罐前 无菌装罐即在装罐前进行杀菌，需先将待装罐的食品和容器均进行杀菌处理，然后在无菌的环境下装罐，密封。装罐密封后 杀菌方法（
45、根据温度）常压杀菌（杀菌温度不超过100）高温高压杀菌（杀菌温度高于100而低于125 ）超高温杀菌（杀菌温度高于125 ）。高温高压杀菌根据所用介质不同又可分为高压水杀菌和高压蒸汽杀菌。(1)常压沸水杀菌 适合于大多数水果和部分蔬菜罐头，杀菌设备为立式开口杀菌锅。操作先在杀菌锅内注入适量的水，然后通入蒸汽加热。待锅内水沸腾时，将装满罐头的杀菌蓝放入锅内。当锅内水温再次升到沸腾时，开始计算杀菌时间，并保持水的沸腾且到杀菌终结。对于玻璃罐头，最好先将玻璃罐头预热到60左右再放入杀菌锅内，以免温差过大，导致玻璃瓶破裂。常压杀菌也有采用连续式杀菌设备的。罐头由输送带送入杀菌器内，杀菌时间可通过调节输
46、送带的速度来控制。(2)高压蒸汽杀菌 低酸性食品，如大多数蔬菜、肉类从水产类罐头食品必须采用100以上的高温杀菌。通常采用高压蒸气杀菌。其主要杀菌设备为静止高压杀菌锅，分立式或卧式两种。（3）高压水杀菌 高压水杀菌就是将罐头投入水中进行加压杀菌。一般低酸性大直径罐、扁形罐和玻璃罐常采用此法杀菌，因为用此法较易平衡罐内外压力。可防止罐头的变形、跳盖，从而保证产品质量。高压水杀菌的主要设备也是高压杀菌锅，其形式虽与高压蒸汽杀菌相似，但它们的装置、方法和操作却有所不同。2.7 2.7 罐藏新技术罐藏新技术 食品腐败变质的主要原因 传统的热力杀菌存在的问题低温加热不能将食品中的微生物全部杀灭（特别是耐
47、热的芽孢杆菌）；高温加热会不同程度地破坏食品中的营养成分和食品的天然特性，不适合于那些重视风味的食品的灭菌；食品加热杀菌也消耗了大量的能源。为了更大限度保持食品的天然色、香、味、形和一些生理活性成分，满足现代人的生活要求，一些新型的杀菌技术便应运而生。2.7.1 2.7.1 微波（微波（microwavemicrowave）加热灭菌加热灭菌 国外在20世纪60年代就将微波技术应用于食品工业，主要用于食品干燥、杀菌、膨化、烹调等方面。如瑞典的卡洛里公司用2450MHz、80kW的微波面包杀菌机,加工能力为1816 kg/h,经微波处理,面包温度由20上升到80,时间仅需12min,处理后的面包片
48、保存期由原来的34d延长到3060d。我国从20世纪70年代开始研制、推广微波技术与设备。目前，我国研制的各种微波干燥杀菌设备在方便面的干燥、儿童食品、肉制品、豆制品、饮料等方面得到了广泛应用，取得了良好效果。（1）微波杀菌的原理 微波与生物体的相互作用是一个极其复杂的过程：热效应 当微波进入食品内部时，食品中的极性分子（如水分子等）不断旋转运动，导致食品的温度急剧升高而达到杀菌的目的；非热效应 即微生物细胞在一定强度微波场作用下，改变了它们的生物性排列组合状态及运动规律；同时吸收微波能升温，使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，其空间结构发生变化或破坏，导致蛋白质变性，最终
49、失去生物活性。微波杀菌主要是在微波热效应和非热效应的作用下，使微生物体内的蛋白质和生理活性物质发生变异和破坏，从而导致细胞的死亡。在相同条件下，微波杀菌致死温度比传统加热杀菌温度低。（2）微波杀菌方法 传统微波杀菌 脉冲微波杀菌传统微波杀菌利用连续微波处理食品，主要是利用微波的热效应。脉冲微波杀菌主要是利用非热效应（脉冲微波的非热效应是生物电磁学一个最新的研究领域）。（3）微波杀菌的特点 加热时间短、速度快；保持食品的营养成分和风味；节能、高效、安全无害；易于控制、反应灵敏、工艺先进；2.7.2 2.7.2 超高压杀菌超高压杀菌 超高压杀菌又叫超高压加工（UHP）简称为高压加工（HPP）或高静
50、水压技术（HHP）是指将食品密封在容器内放入液体介质中或直接将液体食品泵入处理槽中，然后进行100l000MPa的加压处理，从而达到杀灭微生物的目的。日本、美国、欧洲等在高压食品的研究开发方面走在世界前例。1990年4月，超高压食品首先在日本诞生。在一些发达国家，超高压技术已应用于食品（如鳄梨酱、肉类、牡蛎）的低温消毒，而且作为杀菌技术也日趋成熟。超高压技术能顺应消费者对食品的要求趋势不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品固有的营养品质、质构、风味、色泽、新鲜程度。（1）超高压杀菌的基本原理 超高压杀菌技术的作用机理尚不完全清楚，有人认为是由于压缩率的不同导致微生物细胞受损和细
