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1、3 实罐生产工艺,罐藏容器的准备装罐与注液预封排气密封杀菌冷却检测包装,3 食品罐藏的基本工艺过程,3.2 装罐与注液,3.2.1 装罐的一般要求3.2.2 装罐的方法3.2.3 注液,1.装罐要迅速；2.食品质量要求一致；3.保证一定的重量；4.必须保持适当的顶隙；5.重视清洁卫生。,3.2.1 装罐的一般要求,食品原料经过预处理、整理后，应和辅料一起迅速装罐，装罐时要按产品的规格和标准进行。,1.装罐要迅速经处理的半成品要尽快装罐、排气、密封、杀菌，不应积压。积压时间长，可能会产生的两个问题：微生物会大量繁殖，影响杀菌效果；在灭菌前出现腐败变质，尽管灭菌可杀死微生物，但产品质量已经变化。,
2、2.食品质量要求一致植物原料因生长环境、栽培技术、收获季节的不同，原料形态、大小、色泽、成熟度会有差别；肉、禽、水产类食品原料也会因部位不同，质量有所差异。装罐时要注意质量的合理搭配，使罐头内容物的形态、大小、色泽、成熟度、个数基本一致，使之质量达到国家或出口标准。,3.保证一定的重量：食品装入量因产品种类和罐型大小而异，但其净重和固形物含量必须按标准装罐。净重：罐头食品的重量减去容器重量所得重量，包括固体、液体。净重 罐头重容器重允许公差3%，每批净重平均值标准净重。固形物含量：固形物占净重的百分比，一般在4565%。肉罐头食品的固形物还应包括油脂在内。,4.必须保持适当的顶隙顶隙：罐内食品
3、表面(包括液汁)与罐盖之间的距离。绝大多数食品在装罐时都应留出一定顶隙。顶隙的大小应视原料、产品种类、罐型大小等而定，一般装罐时的顶隙在68mm，封盖后为3.24.7mm。罐内顶隙的作用很重要，直接影响罐内真空度的高低、食品质量、排气效果等，因此顶隙需要留得恰当，不能过大也不能过小，过大过小都会造成一些不良影响。,顶隙过小的影响内容物装得多，在加热杀菌时，罐内食品、气体的膨胀造成罐内压力增加，而使容器变形、卷边松弛，甚至产生跳盖、爆裂现象。造成原料的浪费，提高生产成本。,顶隙过大的影响杀菌冷却后罐头外压大大高于内压，易造成瘪罐；顶隙大，留在罐内的空气增加，O2含量相应增多，O2易与铁皮产生铁锈
4、蚀，并引起表面层上食品的变色，变质。引起装罐量的不足，不合规格。,少数产品不留顶隙：午餐肉，防止表面油脂氧化发黄。蘑菇、果酱装罐时不留顶隙，但是热装罐时冷却收缩，仍会出现顶隙，只是较小而已。,5.重视清洁卫生应十分重视装罐环境、操作人员的清洁卫生；严格防止杂物混入罐内；保持罐口的清洁，罐口不应粘有内容物，否则将影响封罐质量。,3.2.2 装罐的方法,装罐的方法分为：人工装罐机械装罐应根据产品的性质、形状和要求等不同选用不同的装罐方法。,人工装罐：多用于肉类、禽类、水产和水果等块状、固体的装罐。因形态大小、色泽差异、成熟度的不同、肥瘦不同等装罐时需要进行挑选与合理搭配；另外有的产品要求有一定的排
5、列形式(如红烧肉、凤尾鱼罐头等)。,如烤鸭罐头在装罐时要翅膀、腿部搭配装入，并将翘起骨骼下压使其较为平坦，不然就会影响密封。凤尾鱼装罐时要每条整齐排列，而且要求不把尾部压断。桃子要求每罐有一定的片数，大小大致均匀，成熟适度，不带机械伤和虫害斑点。蘑菇整只装罐，大小要均匀，菌伞形态完整，同一罐内菌柄长短大致均匀。,人工装罐一般在装罐台上进行，按罐型大小和固体与汁液的比例来称量、装罐。优点：简单，有广泛适应性并能选料装罐。缺点：装量偏差较大；劳动生产率低；清洁卫生条件较差；生产过程连续性较差。,机械装罐：主要用于颗粒状、粉末状、半固体和液体状食品的装罐。如：青豆、甜玉米、午餐肉、番茄酱、果汁、调味
6、汁等。分半自动和全自动两类，国内目前使用较普遍的有午餐肉自动充填机、蚕豆自动装罐机、果汁自动灌装机、自动加汁机等。,优点：劳动生产率高；劳动强度低，能保证食品卫生；适宜于连续化生产。缺点：不能满足式样装罐的要求，适应性小。,3.2.3 注 液,除了液体食品、糊状、糜状及干制食品外，大多数食品装罐后都要向罐内加注汁液。汁液有：清水、糖液、盐水、调味液。汁液的加入不仅能增进食品的风味，提高食品的初温，促进对流传热，提高杀菌效果，而且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。加注汁液大多数工厂采用自动注液机或半自动注液机，也有一些采用人工加注汁液。,3
7、 实罐生产工艺,罐藏容器的准备装罐与注液预封排气密封杀菌冷却检测包装,3.3 预 封,预封是在食品罐装后进入加热排气之前，用封口机将罐盖与罐身初步钩连上，其松紧度以能允许罐盖沿罐身旋转而又不会脱开为度。特别是对于方罐和异形罐，预封有助于保证卷边质量。预封可采用手扳式或自动式预封机。,金属罐预封结构示意图,预封的作用：便于排气时罐内空气、水蒸汽及其它气体自由溢出；防止排气时排气箱顶上蒸汽冷凝落入罐内污染食品；防止排气后冷空气的侵入，保持顶隙内的温度，处于较高温度下封罐，提高罐头的真空度；可防止罐头在排气过程中食品过度膨胀和汁液外溢。,预封并非所有产品所必须，一般用于需要热力排气的产品。,3 实罐
8、生产工艺,罐藏容器的准备装罐与注液预封排气密封杀菌冷却检测包装,3 食品罐藏的基本工艺过程,3.4 排气,3.4.1 排气的作用3.4.2 排气的方法3.4.3 影响罐头真空度的因素3.4.4 罐头真空度的检测方法,排气是罐头食品生产中一个十分重要的工序。排气的好坏将直接影响食品的质量、贮存和罐形的正常。排气：是指将罐头顶隙间、装罐时带入的空气以及原料组织细胞内空气尽量从罐内排除，从而使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程。,3.4.1 排气的作用,1防止或减轻罐头在高温杀菌时发生容器的变形和损坏，防止玻璃罐跳盖；2防止需氧菌和霉菌的生长繁殖；3有利于食品色、香、味的保存和减少维生素和其他营养素
9、的破坏；4防止或减轻罐头在贮藏过程中罐内壁的腐蚀；5有助于“打检”，检查识别罐头质量的好坏。,排气的作用,未经排气的罐头在加热杀菌过程中，由于罐内的食品和残留的空气、水蒸气等同时受热膨胀，罐内压力上升，并超过杀菌锅内压力，出现罐内超压；P上升，罐盖外凸程度愈大，致使冷却后罐头底、盖的膨胀现象不能消除，造成罐头的突角或假胖听，严重的还会出现二重卷边松弛，漏气或罐身爆裂，玻璃罐则容易出现跳盖现象。经过排气的罐头罐内残留空气、水蒸气和食品仍会膨胀，但因罐内残留空气、水蒸汽相应要少，大大降低了热杀菌时罐头的内压力，从而减少和防止上述问题产生。,1防止或减轻罐头在高温杀菌时发生容器的变形和损坏，防止玻璃
10、罐跳盖；,生产中发生突角、突盖现象可能性最大的时段是杀菌停止、排气(降低灭菌锅内压力)和冷却阶段。产生原因：杀菌停止、排气和冷却时，杀菌锅内压力急剧下降，而罐内压力或停止不降，或下降极其缓慢，致使罐内超压急剧增高。措施：采取加压冷却来减少罐形变形现象的发生。,排气良好，还有利于选择较高的杀菌温度，缩短杀菌时间，提高设备利用率和产品质量。对于大型罐来讲，也应注意不能使罐内真空度过高。否则因为罐内外压差过大造成瘪罐的现象。,从各种罐头食品中所检出的微生物情况看，绝大多数为好气性芽孢菌，其生长、发育、繁殖都离不开氧的存在，排气会给这些微生物造成不良的生活环境(缺氧环境)，抑制其生长。排气是防止罐头食
11、品微生物生长、繁殖和控制食品腐败变质重要措施。,2防止需氧菌和霉菌的生长繁殖；,食品、罐头表面与空气接触后极易发生氧化反应而变色、变味。肉、禽、鱼等脂肪食品氧化时会出现发黄。蔬菜、水果易褐变。维生素在有氧高温下加热，就会逐渐分解破坏，对热稳定性依次：VD、VA、VB，VC最不稳定，最易损失。排气形成部分真空，防止氧化变质，有利于食品原有色、香、味、营养的保持。,3有利于食品色、香、味的保存和减少维生素和其他营养素的破坏；,罐头在贮藏过程中，罐内壁常常出现腐蚀现象。罐内壁的腐蚀为电化学腐蚀，是由阳极和阴极反应决定的。当罐内有氧存在时，氧作为阴极去极化剂而使腐蚀速度大大加快。水果罐头中的酸在有氧存
12、在的条件下，会加剧对罐内壁的腐蚀。密封前尽量将食品中的空气排净，则有利于减缓对罐内壁的腐蚀速度。,4防止或减轻罐头在贮藏过程中罐内壁的腐蚀；,质量良好的罐头有一定的真空度，其底盖呈内凹状。在罐头工厂常用“打检”法来检测罐头的真空度。所谓“打检”就是用特制的小棒敲击罐头底盖，根据棒击时发出的“清”、“浊”声来判断罐头真空度的大小，确定罐头的质量。腐败变质的罐头因其在腐败过程中常产生气体(平酸败坏除外)而是罐内压力增加，敲击时发出的声音不同，可将其剔除。,5有助于“打检”，检查识别罐头质量的好坏。,3.4.2 排气的方法,目前常用的排气方法：热力排气法：最早、最基本、仍有应用真空封罐排气法：后来发
13、展、目前应用最广蒸汽喷射排气法：近年发展、应用较少,热力排气：是利用空气、水蒸气以及食品受热膨胀的原理，通过对装罐后食品的加热，使罐内食品和气体膨胀，罐内部分水汽化，水蒸汽分压提高来排出罐内空气。排气后立即密封，罐头经杀菌冷却后由于食品的收缩和水蒸气的冷凝而获得一定的真空度。常用热力排气法有：热装罐排气加热排气,热力排气法,热装罐排气：先将食品加热到一定温度，然后趁热装罐并密封的方法。适用于流体、半流体食品，如番茄汁、番茄酱、糖浆苹果等，可先将食品加热到一定温度(7075)，趁热装罐、密封并及时杀菌，以防嗜热菌的生长繁殖而使食品败坏变质。有些厂则是先将预热的食品装入罐内，随后加入预热调好的达到
14、一定温度的汤汁(90)，并立即封罐。要求食品温度不能太低，汤汁温度8085，否则达不到所需的真空度。,加热排气(食品装罐后再加热排气的方法)：将预封或不经预封的罐头送入排气箱内，经一定时间的加热(一般为90100加热520min)，使罐内中心温度达到7090左右，食品内部的气体充分外逸后封罐。对于含气量低的食品，加热排气主要排出的是顶隙中的空气，因此封罐温度是关键因素；对于含气量高的食品，在达到预定排气温度后还要适当延长排气时间，使存在于食品组织中的气体有充分的时间外逸。,热力排气的优点：适用于各种食品的排气，尤其适用于含气量高的食品，能使食品组织内部的空气得到较好地排除；能起到一定的杀菌作用
15、；可以起到某种程度的脱臭作用，尤其是对于水产品罐头，如鲭鱼罐头。,热力排气的缺点：劳动强度大，生产效率低；对食品色香味有不良影响，对某些水果罐头有不利的软化作用（如糖水桃）或造成破裂（如整装番茄）。排气设备占地面积大；耗能高，水蒸汽利用率仅10%。,利用密封室内的真空度，使罐内空气外逸后在真空环境中封罐。是一种真空条件下进行的排气封罐方法，它将排气和封罐两道工序在真空封罐机内完成。封罐时，首先启动封罐机的真空泵，将该机密封室内的空气抽出，造成一定的真空度(4452 kPa)，处于室温室的预封罐头通过密封阀门送入真空室，罐内部分空气就在真空条件下被抽出，随后立即封罐，并通过另一密封阀门送出。,真
16、空封罐排气法,真空封罐法能达到的罐内真空度一般为3340 kPa，甚至更高。密封室内的真空度可根据各种类型罐头的真空度的要求和罐内食品的温度加以调节。一定要留有适当的顶隙，否则难以形成真空度，顶隙大小对真空封罐质量有直接的影响。,优点：速度快，效率高；适用于各种食品的排气，对于不宜加热的食品尤其适宜，能较好地保存维生素和其他营养成分；设备占地少。缺点：不能很好地将食品组织内部和罐头中下部空隙的空气加以排除，不适合组织含气量高的食品；容易产生暴溢现象，造成净重不足。,真空膨胀：含气量较高的食品放在真空环境中，食品组织间隙内的空气膨胀，导致食品体积的扩张的现象。真空吸收：真空封罐的罐头静置20-3
17、0min后，其真空度有所下降(比刚封好时的真空度低)的现象。原因是排气时间短，细胞间隙中的空气排除不充分，封罐后逐渐溢出，使罐内真空度下降。真空膨胀系数、真空吸收系数较高的食品在排气时要辅以加热，大部分真空吸收系数高的水果应以热力排气为主，真空排气为辅。,真空封罐排气中的几种现象：,暴溢：采用高速真空封罐机进行罐头食品的排气密封时，因罐内顶隙的空气压力瞬间降低，罐内汤汁突然沸腾，汁液外溢的现象。采用高速真空封罐机密封盐水或糖水食品(如糖水桃子)时，容易产生暴溢现象。,蒸汽喷射排气法,蒸汽喷封排气是在罐头封罐的同时向罐头顶隙内喷射具有一定压力的高压蒸汽，利用蒸汽驱赶、置换顶隙内的空气，密封、杀菌
18、冷却后顶隙内蒸汽的冷凝而形成一定的真空度。,只能有效排除顶隙中的空气，不能将食品组织中的空气排净。,装在封罐机上六角转头内部或封罐压头周围的蒸汽喷射嘴可向罐头顶隙喷射蒸汽；当罐头送入卷边位置时，喷口向罐盖下面顶隙内部喷射蒸汽，直到卷边封罐结束。,蒸汽密封排气装置,蒸汽喷射排气操作中需注意两个因素：防止空气重新进入罐内，罐体和罐盖接合处周围必须维持一个大气压的蒸汽，直至封罐完成；必须控制适当的顶隙，方能获得封罐后合理的真空度。顶隙大小是蒸汽喷射排气最主要的影响因素，据经验应控制在8mm左右。,适用于罐内顶隙能加以调整的罐头食品；对于真空度要求并不很高的产品如大多数加糖水或盐水的罐头食品和大多数固
19、态食品或半流体食品，都可以得到适当的真空度。适用于果酱、果汁和其它果蔬类罐头。不适用于空气含量较多的食品；含气多的食品如：半块装桃或梨、片装桃、什锦水果、去核樱桃等一类水果，即使进行了顶隙调整处理，保证了适当的顶隙但真空度的差异仍然很大，而且比较低。此外，顶隙调整处理时罐内表面层上的水果还常会受到损伤。不适合于干装食品；通常干装食品对真空度要求很高，而蒸汽封罐不能获得很高的真空度；同时干装食品也不宜直接喷射蒸汽。,优点：蒸汽使用量少；排气速度快，排气封罐一起进行；缺点：对顶隙要求较高；排气效果受食品含气量的影响较大，只能排除顶隙中的空气，不能将食品组织中的空气排净，常需与真空排气或热力排气相结
20、合。不适用于干装食品。,各种排气方法的比较,使用最多,使用较多,使用较少,通常以mmHg柱表示。正常罐头真空度为180380mmHg；封罐时真空度：350450mmHg。,3.4.3 影响罐头真空度的因素,从上式可知，罐内真空度随大气压和罐内残留气体压力变化而变化。就一般的地区而言，大气压力变化不大。所以罐内真空度主要取决于罐内残留气体压力大小，罐内残留气体愈多，其气压愈高，真空度就愈低。罐内残留气体压力是判断罐头排气效果的依据。,无论采用哪种排气方法，其排气效果的好坏都以杀菌冷却后所获得的真空度大小来评定。影响排气效果的因素就是影响真空度的因素。这些影响因素主要有：（1）排气温度和时间（2）
21、食品的密封温度（3）罐内顶隙大小（4）食品原料的种类、新鲜度和酸度（5）气温、气压与海拔,对热力排气而言，排气温度越高，时间越长，最后罐头的真空度也越高。温度高，罐头内容物升温快，罐内气体和食品充分受热膨胀易于排除罐内空气；时间长可以使食品组织内部气体得以比较充分地排除。,（1）排气温度和时间,食品的密封温度是指封口时罐内食品的温度，也叫密封温度。罐头的真空度随着密封温度的升高而增大，密封温度越高，罐头真空度也越高。如果排气后，罐头搁置一段时间再封罐，罐内温度下降过大，并会有部分冷空气进入，导致罐内真空度减小。,（2）食品的密封温度,密封时的温度是影响冷却后真空度的主要因素。,罐内顶隙的大小直
22、接影响罐内真空度。对真空排气和蒸汽喷射排气而言，顶隙愈大，真空度也越大；对热力排气而言，顶隙对真空度的影响随顶隙的大小而异，存在一个临界顶隙，临界顶隙时可获得最大真空度。,（3）罐内顶隙大小,食品原料的种类不同，其组织结构紧密度不同，组织内所含空气量不同，空气排出也有难易之别：肉、禽罐头骨中含有大量空气，若排气不当，杀菌时骨内空气释放，使罐内真空度下降，甚至造成凸盖现象。果蔬组织内部也有大量空气存在，特别是成熟度低的蔬菜，组织坚硬，气体排出困难，也会使罐头真空度下降。不新鲜的食品在变质过程中会产生部分气体，高温杀菌尤可加速食品的分解产生H2S、NH3、CO2等大量气体使真空度变小。食品酸度：高
23、酸度食品易对罐内壁产生腐蚀，并产生H2，降低罐内真空度。,（4）食品原料的种类、新鲜度和酸度,气温、气压与海拔高度对罐内真空度将产生一定的影响。气温上升，罐外大气压变化甚微，但罐内水蒸气压和残存空气的压力将随之增强，真空度也相应降低。压力、海拔高度：海拔越高，大气压越低，罐内真空度就越小。一般每升高100m，其真空度就下降89mmHg柱。海拔升高270m，沸点下降1，建议增加杀菌时间4min。海拔增高会引起物理性胀罐，不会影响食品品质，但外形失常，会影响商品价值。,（5）气温、气压与海拔,3.4.4 罐头真空度的检测方法,破坏性检测真空表检测非破坏性检测“打检”检测光电检测声学检测,罐头食品内
24、的真空度现在一般都使用真空表直接测定。其末端有测针和橡皮塞，橡皮塞紧压在罐头顶盖上，防止罐外空气在刺孔时进入罐内，此时真空表上指针指示的数值即为罐内的真空度。真空表读数范围从0760mmHg柱。用真空表测得的真空度读数与罐内实际真空度有误差，其误差大小取决于真空表内部的空隙大小。,3 食品罐藏的基本工艺过程,罐藏容器的准备装罐与注液预封排气密封杀菌冷却检测包装,3.5 密 封,3.5.1 封罐机的类型 3.5.2 罐头密封常见缺陷及原因,3.5.1 封罐机的类型,罐头的密封是借助于封罐机进行的，封罐机的性能和操作的准确性决定了罐头容器的密封性。封罐机的类型：按机械化程度：手扳封罐机、半自动封罐
25、机、自动封罐机。按机头数量：单机头、双机头、四机头、六机头等。根据罐型：圆罐封罐机、异型罐封罐机等。根据压力：常压封罐机、真空封罐机。,3.5.2 罐头密封常见缺陷及原因,1.卷边过宽 2.卷边过窄3.卷边松弛 4.卷边不均匀5.盖钩过长或过短 6.身钩过长或过短7.假卷、假封,8.快口和锐边9.牙齿 10.跳封11.铁舌12.垂唇13.大塌边14.卷边碎裂,罐头密封常见缺陷：,1.卷边过宽：W 太小 2.卷边过窄：W太小,卷边松弛,3.卷边松弛：卷边没有完全压紧4.卷边不均匀：各处松紧不一，宽窄不一,5.盖钩过长或过短,盖钩过长,盖钩过短,6.身钩过长或过短,身钩过长,重合度不足,7.假卷、
26、假封：是指盖钩自行折叠并紧压在折叠的身钩上，但两者并没有相互钩合起来形成二重卷边。,假卷、假封,8.快口和锐边：是指卷边顶部内侧边缘上所出现的锐利的锋口，摸时有刀锋割手的感觉，故称为快口。快口常发生在罐身接缝附近，快口处极易漏气。,快口,9.牙齿：卷边滚压过程中，罐盖钩边的某一点或若干点没有完全嵌入罐身钩边之内，在卷边下缘形成大小不等的V型突起，或称边唇。,10.跳封：接缝外卷边较厚，辊轮经过时出现跳动，未将卷边压紧的现象。,铁舌,11.铁舌：卷边不良，在卷边下缘显露的舌状部分叫做铁舌。,12.垂唇：罐子接缝部位的铁舌。垂边使该部位盖钩长度缩短，并可能降低罐头的密封性能，但若垂边不呈锐角，宽度
27、不超过其卷边宽度的20，且不漏气者应视为合格品。,垂唇,接缝,大塌边,13.大塌边：封罐时由于罐身或罐盖边缘严重碰瘪，使罐身与罐盖没有相互钩合，在卷边下部有明显的罐身翻边露出。,卷边碎裂,14.卷边碎裂：罐身接缝处卷边外层铁皮断裂。,1.卷边外部检测：目检：要求无明显卷边缺陷；计量检测：罐高、卷边厚度、卷边宽度、埋头度、垂唇度2.卷边内部检测：需用锉刀解剖卷边缝线进行如下检查：内部目检：用肉眼在卷边投影仪的显像屏上或借助于放大镜观察卷边顶部空隙、身钩空隙、盖钩空隙，观察罐身钩、盖钩咬合情况及盖钩皱纹情况；卷边内部计量检测：测定罐身钩、盖钩及卷边叠接率。3.耐压试验：用空罐耐压试验器检测空罐有无
28、泄漏。装有内容物的罐头需先在罐头的任意部位开一小孔，除去内容物后洗净、干燥，并将小孔焊上后再进行试验。,罐头密封性能的检查程序与方法,3 食品罐藏的基本工艺过程,罐藏容器的准备装罐与注液预封排气密封杀菌冷却检测包装,3.6 杀 菌,3.6.1 罐头杀菌的目的和要求3.6.2 罐头食品中的微生物3.6.3 影响罐头热杀菌的因素3.6.4 罐头热杀菌的工艺条件3.6.5 罐头热杀菌技术,罐头食品杀菌的目的和要求达到商业无菌：杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌、腐败菌，并破坏食物中的酶，使食品耐藏2年以上而不变质。尽可能保持食品原有色泽、风味和营养：杀菌除了实现商业无菌目的外，还必须注意尽可能保存食品
29、品质和营养价值，最好还能做到有利于改善食品品质。,3.6.1 罐头杀菌的目的和要求,罐头的杀菌与医疗卫生、微生物学上的灭菌有很大区别。医疗卫生、微生物学上的灭菌指绝对无菌，罐头的杀菌并不要求达到“无菌”水平，不过是不允许致病菌、产毒菌和腐败菌存在，罐内允许残留有微生物或芽孢，只是它们在罐内特殊环境中，在一定的保存期内，不至于引起食品腐败变质。罐头食品杀菌(商业杀菌)与巴氏杀菌有相同点，也有明显差异。均属不完全杀菌，但在杀菌对象、杀菌条件、杀菌程度以及产品保质期等方面存在差异。,3.6.2 罐头食品中的微生物,罐藏食品中的微生物很多，但杀灭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
30、芽孢杆菌，其耐热性很强，其芽孢要在100，5h或121，30min的加热条件下才能被杀死，而且这种菌在食品中出现的几率较高，故常以肉毒梭状芽孢杆菌的芽孢作为pH4.6的低酸性食品杀菌的对象。,腐败菌是能引起食品腐败变质的各种微生物的总称。不同种类的食品的酸度或pH值是不同的，而各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，所以在各食品中出现的腐败菌也不同。,食品中生长的微生物种类 与食品的pH值有密切关系。,常见食品的pH值,根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，可按照pH值将罐头食品分为4类：低酸性食品：pH5.0中酸性食品：pH4.65.0酸性食品：pH3.74.6高酸性食品：pH3.7以下,3
31、.6.3 影响罐头热杀菌的因素,一是影响微生物耐热性的因素，低于125的杀菌条件来说，能影响微生物耐热性的那些因素也就会影响罐头的杀菌效果；二是影响罐头传热的因素，罐内温度上升的速度取决于热量传递的速度，影响热量传递速度的因素直接影响罐头的杀菌。,微生物的耐热性及其影响因素微生物的耐热性的表示方法罐头食品的传热方式影响罐头食品传热的因素,3.6.3 影响罐头热杀菌的因素,腐败菌和致病菌是罐头食品杀菌的对象，其耐热性与罐头食品的杀菌条件的选择有着直接的关系。食品杀菌方法很多，如加热法、电离辐射法、高压处理、高频脉冲电场、高频脉冲磁场以及化学法等。罐头杀菌通常采用的是热力杀菌。微生物对热的抵抗力称
32、为耐热性。,微生物的耐热性及其影响因素,热力杀菌的原理：细胞内蛋白质受热凝固，酶活性遭到破坏，因而失去了新陈代谢的能力。细胞内蛋白质受热凝固的难易程度直接关系到微生物的耐热性，而蛋白质的受热凝固又常常受多种条件，如酸、碱、盐、水分等的影响。,a.微生物本身的特性微生物种类、初始活菌数、生理状态与培养温度b.食品成分酸度、水分活度、脂肪、盐、糖、蛋白质、植物杀菌素c.热处理条件温度、时间,影响微生物耐热性的因素,微生物种类：各种微生物的耐热性各有不同：芽孢菌非芽孢菌、霉菌、酵母菌芽孢菌的芽孢芽孢菌的营养细胞厌氧菌芽孢需氧菌芽孢嗜热菌芽孢的耐热性最强,细菌的耐热性,a.微生物本身的特性微生物种类,
33、a.微生物本身的特性微生物种类,根据微生物对温度的敏感性，可将微生物为三个群：A群(热敏感微生物)B群(耐热微生物)C群(非常耐热的微生物)：主要是芽孢杆菌属和梭菌属的芽孢。,初始活菌数：初始活菌数越多，全部杀灭所需的时间就越长。罐头食品杀菌前被污染的菌数与杀菌效果有直接联系。罐头食品杀菌时将原始菌数减少到最低极为重要。,原始菌数对玉米罐头杀菌效果的影响,a.微生物本身的特性初始活菌数,1 初始污染量较高，温度控制较差（短延迟期）2 初始污染量较低，温度控制较差（短延迟期）3 初始污染量较低，温度控制严格（长延迟期）4 典型生长曲线,a.微生物本身的特性初始活菌数,细菌细胞数的对数,不同生理状
34、态与培养温度下微生物的耐热性 稳定生长期的营养细胞 对数生长期的营养细胞成熟的芽孢 未成熟的芽孢在碳水化合物、氨基酸等含量丰富的培养基上形成的芽孢耐热性强较高温度下培养的微生物耐热性较强,a.微生物本身的特性生理状态与培养温度,pH值：是对微生物耐热性影响最大的因素之一。Bigelow 等人1920年研究了好气菌的芽孢在不同pH中，采用不同温度杀菌的致死情况：pH4.6的培养基中，120，2min就杀死；pH6.1的培养基中，120，9min才杀菌,b.食品成分的因素酸度,pH值偏离中性的程度越大，耐热性越低。,耐热性最强的pH：肉毒梭菌：6.3-6.9 枯草杆菌：6.8-7.6酵 母：6.8
35、,b.食品成分的因素酸度,b.食品成分的因素酸度,酸性食品 pH100应用举例：热敏性食品通过酸度调整后采用常压杀菌,FDA对低酸性食品和酸化食品的判定条件,酸化食品：某些低酸性食品不宜采用高温加热，可通过加酸或酸性食品的办法，将整罐产品的最终平衡pH控制在4.6以下，称为“酸化食品”。酸化食品可按照酸性食品杀菌要求处理。,水分活度：细菌芽孢在低水分活度时有更高的耐热性，故相同温度下湿热杀菌效果好于干热杀菌。杀灭肉毒杆菌在干热条件下121需120min，湿热条件下121，410min即可。,b.食品成分的因素水分活度,PS：湿热杀菌：以蒸汽、热水为加热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。干热
36、杀菌：采用火焰灼烧或干热空气进行灭菌的方法。,b.食品成分的因素水分活度,脂肪：脂肪含量高则细菌的耐热性会增强。脂肪可在微生物表面形成脂肪膜，将微生物与水分隔开，从而提高微生物的抗热性。罐头食品中的脂肪或油，能将微生物及其芽孢包围，形成紧密的保护层，从而会增强其抗热性；因脂肪或油本身是不良导热体，妨碍热的传导，也起到一定的保护作用；高脂肪食品杀菌温度要高些，时间要长些。,b.食品成分的因素脂肪,例如：大肠杆菌、沙门氏菌：在水中加热到6065可死亡，而在油中加热到100需30min才死亡，在109下也需10min才能死亡。链球菌：在含水的牛油中加热到100，1min即可死亡，而在干牛油中加热到1
37、15需50min才能死亡。,b.食品成分的因素脂肪,盐：低浓度食盐（34%）对微生物有保护作用，而高浓度食盐（4%）则对微生物的耐热性有削弱作用。糖：高浓度的糖可以增加微生物的耐热性，对微生物的芽孢有保护作用，糖浓度越高，杀菌所需时间越长。,注意：高浓度糖液对微生物生长有抑制作用。,b.食品成分的因素盐、糖,蛋白质：食品中蛋白质的存在对微生物有保护作用。植物杀菌素：有些植物的汁液以及它们分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用。如番茄、辣椒、大蒜、洋葱、芥末、花椒等。,b.食品成分的因素蛋白质、植物杀菌素,c.热处理温度和时间,热处理温度越高，杀菌效果越好；温度越低，致死时间就越长，反之则随着
38、热处理温度升高，热力致死时间会迅速缩短。杀菌时间的延长，不一定能提高杀菌效果，故杀菌时应先满足杀菌温度的要求。,微生物的耐热性及其影响因素微生物的耐热性的表示方法罐头食品的传热方式影响罐头食品传热的因素,3.6.3 影响罐头热杀菌的因素,微生物耐热性的表示方法,不同的微生物对热的耐受能力不一样，但高温对微生物数量减少的影响存在一个相似的可预测的变化模型，这就是微生物的耐热特性曲线。并由此派生出相关的耐热特性参数。,a.热力致死速率曲线 D值、TRT值,b.热力致死时间曲线 TDT值、Z值、F值,c.仿热力致死时间曲线,1954年日本的谷川等人以鲑鱼罐头中分离出的巨大芽孢杆菌为对象菌进行108的
39、热杀菌试验，发现残存的芽孢数与热处理时间之间存在下面的关系：,杀菌时间(min)残存芽孢数(个/mL)1 100000000 1.5 50000000 2.5 10000000 4 1000000 6 100000 8 10000 10 1000,a.热力致死速率曲线,杀菌时间与残存芽孢数关系图,谷川等人根据试验结果，以杀菌时间为横坐标、残存活菌数为纵坐标作图：,对数化处理后杀菌时间与残存芽孢数的关系,如以单位样品内活菌残存数的对数值为纵坐标，以加热时间为横坐标，作图，则可得一直线图。该曲线即为热力致死速率曲线(在一定温度下加热时间与微生物残存数之间的关系曲线)。,热力致死速率曲线,残存芽孢数
40、（lgX/mL）,假设某食品的初始活菌数为a，即当t=0时，N=a，杀菌过程结束时残存活菌数为N=b，则加热杀菌时间t可用下式计算：,此即为一定致死温度下的热力致死速率方程，t表示残存菌数由a减少至b所需的加热时间。,如果假定a=103，b=102，则上式变为：,上式实际上是指热力致死速率曲线横过一个对数循环所需要的时间，称之为D值，即指数递减时间。D值在数值上等于直线斜率的倒数。,=D,D值：指数递减时间(Decimal reduction time)：在一定的环境和一定的热力致死温度条件下，杀死某细菌群中90%原有活菌数所需加热时间。D值反映微生物的抗热能力，D值大小与细菌耐热性的强度呈正
41、比；D值的大小取决于直线的斜率，与原始菌数无关；D值与加热温度、菌种及环境的性质有关。,D值的计算与表示：,例如：某菌原始数1104，110热处理3min后，菌数降为110，则：,表示为：D110 1 min,意义：在110条件下，杀灭某一菌群中90%的微生物需要1min。,部分食品中常见腐败菌的D值,为了在计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值的概念作了进一步扩大，提出热力指数递减时间的概念。,若原始菌数为104，由热力致死速率曲线方程 tD(lgalgb)可知：,热力指数递减时间(Thermal Reduction Time,TRT)：在任何热力致死温度条件下将细菌或芽孢数减少到
42、原有残存活菌数的10-n（1/10n）时所需的热处理时间(min)，以TRTn表示，n称为递减指数，表示在TRT的右下角。即：a个/mL a10-n 个/mL 所需热处理时间。,如：100时，TRT6=8 表示：在100下，将微生物减少到原始菌数的百万分之一(10-6)，需要8分钟。,根据热力致死速率方程 t D(lgalgb)，有：t D（lga lg(a10-n)）=nD 即：TRTnnDTRTn是D的扩大值，和D值一样不受原始菌数的影响，同样受对D值有影响的因素支配。,n=1时，TRT1=D，TRT1为热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需的热处理时间。TRTn为该曲线横过n个对数循环时
43、所需的热处理时间。,b.热力致死时间(TDT)曲线,热力致死时间(Thermal Death Time，TDT)定义：是指热力致死温度保持不变，将处于一定条件下的食品中的某一对象菌(或芽孢)全部杀死所必须的最短的热处理时间。,判断活菌全部被杀死的标准：以热处理后接种培养时无菌生长，作为活菌全被杀死的标准。由于杀死全部细菌所需时间因原始菌数的不同而有差异，因此TDT值受原始菌数的影响。,若以热处理温度为横坐标，以其所对应的热力致死时间的对数值为纵坐标，同样可得一直线，此直线即热力致死时间(TDT)曲线。热力致死时间随温度而异，它表示了不同热力致死温度时，细菌芽孢的相对耐热性。,式中：-温度；t-
44、下的TDT值 Z-热力致死时间降低一个对数循环，致死温度升高的度数。,TDT曲线方程为：,Z 值定义：热力致死时间成10倍增加或减小时，所对应的杀菌温度的变化值。在热力致死时间曲线上，Z值为直线横过一个对数周期所对应的温度差()。,Z 值的实际含义 致死时间缩短一个对数周期应提高的温度度数。即：致死时间要缩短一个对数周期，杀菌温度应提高Z。,Z值表示微生物耐热性的强弱，Z 值越大微生物耐热性越强；Z值与D值一样，与原始菌数无关，是微生物耐热性特征值；不同的微生物有不同的Z值，同一种微生物只有在相同的环境条件下才有相同的Z值；当已知某一温度下的致死时间时，用Z值可以估算任意温度下的致死时间。,Z
45、 值的性质,当2121(取标准温度时)，对应的TDT值 t2称为F值,用Z值估算任意温度下的致死时间：,F值定义：在一定的标准致死温度(一般为121)下，杀死一定数量的微生物所需的加热时间(min)；又称杀菌效率值，杀菌致死值，杀菌强度等。意义：如F=5min表示在121下杀死一定数量的微生物所需时间为5min。,F值可用来比较Z值相同的微生物的耐热性，Z值不同时则不适用。F值越大，细菌耐热性越强。F值表示杀菌强度，随微生物和食品的种类不同而异，一般必须通过试验测定。对于低酸性食品，一般取标准杀菌温度为 121，Z=10对于 酸性食品，一般取标准杀菌温度为 100，Z=8非标准温度下的F值须在
46、其右下角标明温度，如：F105=5min，表示在加热温度为105下杀死一定数量的微生物所需时间为5min。,F 值的性质,（1）热力致死时间(TDT值)受原始菌数的影响，热力指数递减时间(TRT值)不受原始菌数的影响TDT随原始菌数的不同而变化，只有用试验方法才能加以确定，所得到的数据也只能在和试验时的原始菌数一致时才适用。而实际上试验和生产实践中正确控制菌数(即将菌数保持一致)是很困难的。TRT值不受原始菌数的影响，用TRT作为确定杀菌工艺条件的依据，显然要比用TDT值有利的多。二者关系：TRTnnD，当n时，TRTnTDT,关于TDT值与TRT值的讨论,（2）TRT值的应用为运用概率说明细
47、菌死亡情况奠定了基础例如：121杀菌时TRT1212D，即经12Dmin杀菌后罐内主要杀菌对象芽孢数将降低到10-12。这并不意味只有1/1012个芽孢存在。从概率角度来看，即按照上述条件杀菌后，1个细菌或芽孢只有1/1012存活机会。TRTn值的概念说明：罐头食品杀菌时间愈长，微生物之数愈接近零，但不等于零，只是存活的机会愈益减少而已。,（3）用TRT值可以确定杀菌终点用TDT值不能解决杀菌终点：原始菌数不同时，TDT值是不同的，不能将特定条件的试验结果推广到所用条件；根据TRT值可用微生物的死亡概率来确定杀菌终点：例：12D 肉毒杆菌最低致死时间；对P.A.3679(生芽孢梭状芽孢杆菌36
48、79)的杀菌强度要求达到5D。TRTn与D一样随温度不同而异。,由于TDT值与初始活菌数有关，应用起来不方便，以D值取代TDT值，得到以下方程：,12Z（lg D2lgD1）,c.仿热力致死时间曲线,D与Z的关系：F与Z的关系：F、D、Z之间的关系：当n时，TRTn t=nD，则：,D值、Z值和F值三者之间的关系,微生物耐热特性的表示方法,微生物的耐热性及其影响因素微生物的耐热性的表示方法罐头食品的传热方式影响罐头食品传热的因素,3.6.3 影响罐头热杀菌的因素,罐头食品在加热杀菌时的传热状况和效果，关系到罐头的杀菌效果，同一条件下，传热效果好，罐头中心温度达到规定温度所需的时间就短，杀菌效果
49、也就好。杀菌时：外界加热介质温度最高，热量依次向罐内中央传递；冷却时：外界介质温度下降迅速，罐内内容物温度高，下降慢，所以，内高、外低，热量则从罐中央向罐外冷却介质(水或空气)传递。热杀菌和冷却中，热量的传递方式对杀菌效果有很大影响，研究罐头食品的传热方式及其原理，是确定合理的杀菌工艺条件的重要因素。,罐头食品的传热方式,罐头在加热或冷却时，罐头内壁与罐内几何中心之间将相应出现温度梯度，热从高温传向低温，所以，罐内各点温度并不一样。罐头的中心温度(冷点)：加热杀菌过程中，罐内食品最后达到所要求温度的部位，即加热或冷却过程中温度变化最缓慢的部位。在冷点处，加热时是罐内温度最低点，而在冷却时是最高
50、点。,罐头食品的传热方式,罐头食品的传热方式因食品性质、性状的不同而有区别，通常有：传导对流对流传导,罐头食品的传热方式,a.传导,传导传热：食品在加热和冷却过程中，受热温度不同，分子间的相互碰撞，热量从高能量分子向邻近低能量分子依次传递的方式，称传导传热，即导热。一般，固态的，粘度或稠度大的罐头食品多为传导方式传热。,冷点位置：罐头的几何中心,传导传热型食品温度传感器安放位置,测定罐头内部温度的方法：1.过去曾用最高温度计来测定罐头中心的温度。这种方法只能测定杀菌过程中的最高温度，不能反应杀菌过程中温度的变化。2.现在多用罐头中心温度测定仪来测定数字测温仪能把罐内中心温度的变化用数字显示出来
