食品的热加工

第三章食品的热加工第一节热处理的目的2-1：常用的热处理热处理产品工艺参数预期变化不良变化保热烫藏蔬菜、水果蒸汽或热水加热90-100℃钝化酶，除氧，减菌，削减生苦味，处转变质构理乳、啤酒、果汁、肉、75-95℃杀灭致病菌杀菌蛋、面包、即食食品变化杀菌乳、肉制品、水果、加热到＞100℃杀灭微生物及其孢蔬菜子变化转蒸煮化蔬菜、肉、鱼蒸汽或热水加热90-100℃蛋白质变性，淀粉处糊化理烘烤肉、鱼干空气或湿空气加热到＞215℃转变色泽，形成外壳，蛋白质变性，诱变性物质杀菌，降低水分面包形成外壳，淀粉糊化，构造和体积变化，水分削减，色泽变化油炸肉、鱼、土豆油中加热到150-180℃形成外壳，色泽变化，蛋白质变性，养分素损失、流失淀粉糊化其次节热处理原理食品的杀菌方法有多种，物理的如热处理、微波、辐射、过滤等，化学的如各种防腐剂的杀菌方法，同时也成为用其它杀菌方法时评价杀菌效果的根本参照。热杀菌的主要目的是杀灭在食品正常的保质期内可导致食品腐败变质的微生物菌及钝化酶活性的要求，又尽可能使食品的质量因素少发生变化。〔温度和时间，就必需争辩微生物的耐热性，以及热量在食品中的传递状况。一、微生物的耐热性〔一〕影响微生物耐热性的因素1、污染微生物的种类和数量。种类。各种微生物的耐热性各有不同，一般而言，霉菌和酵母的耐热性都比较低，在50-60℃条件下就可以杀灭；而有一局部的细菌却很耐热，尤其是有些细菌可以在不适宜物。微生物的种类及数量取决于原料的状况〔来源及储运过程、工厂的环境卫生、车间卫生、机器设备和工器具的卫生、生产操作工艺条件、操作人员个人卫生等因素。污染量。微生物的耐热性，与肯定容积中所存在的微生物的数量有关。微生物量越多，全部杀灭所需的时间就越长。2、热处理温度。在微生物生长温度以上的温度，就可以导致微生物的死亡。明显，微生物的种类不同，其最低热致死温度也不同。对于规定种类、规定数量的微生物，选择了某一个温度后物的死亡就取决于在这个温度下维持的时间。3、罐内食品成分。pHpH值偏离中性的程度越大，耐热性越低，也就意味着死亡率越大。脂肪。脂肪含量高则细菌的耐热性会增加。糖。糖的浓度越高，越难以杀死食品中的微生物。蛋白质。食品中蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用。盐。低浓度食盐对微生物有保护作用，而高浓度食盐则对微生物的抵抗力有减弱作用。植物杀菌素。有些植物〔如葱、姜、蒜、辣椒、萝卜、胡萝卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等被称为植物杀菌素。〔二〕对热杀菌食品的pH值分类酸的环境中还能存活或生长的微生物往往不耐热。这样，就可以对不同pH值的食品物料承受不同强度的热杀菌处理，既可到达热杀菌的要求，又不致因过度加热而影响食品的质量。各种书籍资料中对热处理食品按pH性〔≤3.7、酸性〔＞3.7-4.、中酸性〔＞4.6-5.〕和低酸性〔＞5.0〕这四类，也有分为高酸性〔4.0、酸性4.0-4.〕和低酸性〔4.〕这三类的，还有其它一些划分法。但从食品安全和人类安康的角度，只要分成酸性〔≤4.6〕和低酸性〔＞4.6〕两类即可。这是依据肉毒梭状芽孢杆菌的生长习性来打算的菌在p≤4.8〔也就不会产生毒素p4.6所以，pH4.6被确定为低酸性食品和酸性食品的分界限。另外，科学争辩还证明，肉毒杆菌在枯燥的环境中也无法生长。所以，以肉毒杆菌为对象菌的低酸性食品被划定为pH＞4.6、aw＞0.85pH4.6的食品都必需承受基于肉毒杆菌耐热性所要求的最低热处理量。在pH≤4.6度的热处理过程。酸或酸性食品的方法使整罐产品的最终平衡pH值在4.6以下，这类产品称为“酸化食品酸化食品就可以依据酸性食品的杀菌要求来进展处理。〔三〕微生物耐热性参数1、热力致死温度：表示对于特定种类的微生物进展杀菌到达某一个温度时，微生物已全部死亡，该温度即热力致死温度。2、热力致死时间曲线Thermaldeathtimecurve，简称TDT曲线环境中肯定数量的某种微生物恰好全部杀灭所承受的杀菌温度和时间组合。〔图：TDT曲线〕热力致死时间曲线方程：t T Tlgt1 2Z 12TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。3、F0值：单位为minTDT121.1121.1℃杀菌温度时的热力致死时间。F0值与菌种、菌量及环境条件有关。明显，F0值越大，菌的耐热性越强。利用热力致死时间曲线，可将各种杀菌温度-121.1℃时的杀菌时间：F0=tlg-1[(T－121.1)/Z]4、Z值：单位为℃，是杀菌时间变化10倍所需要相应转变的温度数。在计算杀菌强度Z=10℃；在酸性食品中的微生物，100℃或以下杀菌的，通常取Z=8℃。5、热力致死速率曲线：表示某一种特定的菌在特定的条件下和特定的温度下，其总〔恒温〕时间为横坐标，以存活微生物数量为纵坐标，可以得到一条对数曲线，即微生物的残存数量按对数规律变化。〔图：热力致死速率曲线〕热力致死速率曲线方程：t=D(lga－lgb)在热力致死速率曲线上，假设杀菌时间t足够大，残存菌数可消灭负数1-1乃至这是一种概率的表示。6、D值：单位为min90%特定的微生物D耐热性越强。7、F0=nD：将杀菌终点确实定与实际的原始菌数和要求的成品合格率相联系，用适当的残存率值代替“彻底杀灭”的概念，这使得杀菌终点〔或程度〕的选择更科学、更便利，同时强调了环境和治理对杀菌操作的重要性。通过F0=nD，还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起，建立了D值、Z值和F0值之间的联系。n足够大，则残存菌数b足够小，到达某种可被社会〔包括消费者和生产者〕承受的安全“杀菌程度好的条件下在正常的销售期内不生长生殖。二、食品的传热在实际生产中，必需考虑食品的传热问题。〔一〕传热方式热的传递方式有三种：传导、对流和辐射。对于罐藏食品的内容物来说，只有传导和对流两种方式。依据罐内容物的特性，其传热型式有如下几种。完全对流型——液体物料假设汁、蔬菜汁，和汁液很多而固形物很少且块形很小的物料如汤类罐头；完全传导型——固体物料如午餐肉、烤鹅等；〔3〔先〕传导〔后〕对流型——受热熔化的物料，假设酱等；〔4〔先〕对流〔后〕的淀粉质；〔5〕诱发对流型——借助机械力气产生对流，如对于八宝粥等粘稠性产品使用回转式杀菌器，在杀菌过程中产生强制性对流。〔二〕影响传热的因素1、罐内食品的物理性质。主要指食品的状态、块形大小、浓度、粘度等。2、初温I，initialtemperatur3、容器。对于杀菌操作中的传热，主要考虑容器的材料、容积和几何尺寸。4、杀菌锅。静置式杀菌锅与回转式杀菌锅的区分。〔三〕传热测定指对罐头中心温度〔或称冷点温度的测定，冷点指罐头在杀菌冷却过程中，温度变化2-4cm处。p传热测定的目的〔2〕为改进、修理设备和改进操作水平供给技术依据〕得出罐内食品所承受的杀菌值F，p推断罐头食品的杀菌效果。罐头中心温度测定仪主要由热电偶和电位差计组成。〔四〕传热曲线1、传热曲线的表现形式Tm~t自然数坐标传热曲线：表示罐头食品冷点处的温度Tm值随杀菌时间t的变化；msm〔Ts-T〕~t半对数坐标传热曲线：因杀菌锅操作温度T与罐头冷点温度T 间差值的msm对数值与杀菌时间值t呈直线关系，故以杀菌温度与冷点温度的差值Ts-Tm为纵坐标，且纵坐标按对数规律安排。Tm~t半对数坐标传热曲线：将〔Ts-T〕~t180°，得到m以杀菌时间为横坐标，以冷点温度为纵坐标的传热曲线。2、传热曲线的类型对流型和传导型食品物料的传热曲线近似于直线，称为简洁型曲线〔Singlelogarithmiccurv；〔Brokenlogarithmiccurv。三、杀菌强度的计算及确定程序〔一〕热杀菌时间的推算比奇洛〔Begelow〕在1920年首先提出罐藏食品杀菌时间的计算方法〔根本法。随BalOlse〕Schult〕〔鲍尔改进法。鲍尔还推出了公式计算法。史蒂文斯〔Stevens〕在鲍尔公式法的根底上又提出了便利实际应用的列图线法。1、比奇洛根本法。〔TDT曲线。t〔。假定每小ti段内温度不变，利用TDT曲线，可以获得在某段温度〔T〕下所需的热力致死时间〔τ。i ii热力致死时间τii

1/τ

为在温度Ti

1min所取得的效果占全部杀菌效果的比值，i称为致死率；而ti/τi即为该小段取得的杀菌效果占全部杀菌效果的比值A，称为“局部杀i将各段的局部杀菌值相加，就得到总杀菌值A〔或称累积杀菌值。A=ΣAi很接近；②不管传热状况是否符合肯定模型，用此法可以求得任何状况下的正确杀菌时间；③计算量和试验量较大，需要分别经试验确定杀菌过程各温度下的TDT值，再计算出致死率。2、鲍尔改进法。针比照奇洛根本法需要逐一计算热致死时间、致死率和局部杀菌值的繁琐，鲍尔等人作了一些改进，主要有两点：①建立了“致死率值”的概念；②时间间隔取相等值。改进后的方法称为“鲍尔改进法致死率值：L=1/t=lg-1(T-121)/z致死率值LF0=1minT温度，1min的杀菌效果与该温度下全部杀灭效果的比值；也可表达为经温度T，1min121℃时的杀菌时间。实际杀菌过程中，冷点温度随时间不断变化，于是，Li=lg-1(Ti-121)/z微生物Z值确定后，即可预先计算各温度下的致死率值，列成表格，以便利使用。时间间隔：的准确性。整个杀菌过程的杀菌强度〔总致死值：Fp=∑(Li△t)=△t.∑LiFpF0值的关系：F0值指在标准温度下〔121℃〕杀灭对象菌所需要的理论时间；Fp值指将实际杀菌过程的杀菌强度换算成标准温度下的时间度是否到达要求，需要比较F0Fp的大小，要求：Fp≥F00一般取FpF。03、公式法和列图线法。性传热曲线上杀菌时间和F值。公式法是依据罐头在杀菌过程中〔含加热阶段和冷却阶段〕冷点温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的传热曲线进展推算FF

值比照，评判和确定实际需要的杀菌时间。公式法的优点是可以P 0求传热曲线必需呈有规律的简洁型曲线或转折型曲线才能使用。般的一系列计算图线。使用者从杀菌操作温度T

、升温时间t

、罐头冷点初温IT等根底参P 1线法只能适用于简洁型传热曲线。〔二〕确定热杀菌条件的步骤需要经过一系列的评判和测试。确定正确的杀菌条件的途径如以下图所示。第三节热处理技术一、食品罐藏的根本过程食品的罐藏就是把食品置于罐cati、瓶bottl〕或袋sasache〕中，密封后加热杀菌，借助容器防止外界微生物的入侵，到达在自然温度下长期存放的一种保藏方法。〔包括拣选、清洗、去皮核、修整、预煮、漂洗、分级、切割、调味、抽空等工序、装罐、排气、密封、杀菌、冷却和后处理〔包括保温、擦罐、贴标、装箱、仓储、运输〕等工序组成。有的工序，因此也就是罐藏食品生产的根本工序。并未很快地推广开来和形成规模生产。现代意义上的罐藏食品，消灭于18世纪末的法国。糖食业主尼古拉阿培尔〔NicolasAppert〕为获得拿破仑政府征求军队食品保存方法的赏金，经过十年的努力，制造了用玻璃瓶密封并加热来长期保存食物的方法，西文〔罐头〕杀菌”一词即源于此appertizatio〔一〕装罐1、容器的预备。主要是对选定容器的清洁处理。2、装罐的工艺要求。装罐快速，不要积压。保证净重和固形物含量。原料需合理搭配。保存适当顶隙。3、装罐的方法。人工装罐法：适用于①需要合理搭配，②有排列要求，③经不起机械性摩擦和冲击的原料。简便易行，适应性广；但效率低，偏差大，操作面积大，卫生状况把握难。机械装罐法：适用于较均匀的原料〔颗粒态、半固态、液态。效率高，装量准确，连续性好，易于把握卫生条件，占地面积小；但适应性小。4、预封。将罐身与罐盖初步钩合，罐盖能自由转动但不能脱落。预封的目的：①留有排⑤便于使用高速封罐机。预封一般用于需要热力排气的产品，并非全部产品所必需。〔二〕排气1、排气的目的。降低杀菌时罐内压力，防止变形、裂罐、胀袋等现象。防止好氧性微生物生长生殖。减轻罐内壁的氧化腐蚀。防止和减轻养分素的破坏及色、香、味成分的不良变化。2、排气方法热灌装法：将加热至肯定温度的液态或半液态食品趁热装罐并马上密封，或先装固态食品于罐内，再参加热的汤汁并马上密封。密封前罐内中心温度一般把握在80℃左右。特别适合于流体食品，也适合块状但汤汁含量高的食品。加热排气法：预封后的罐头在排气箱内经肯定温度和时间的加热，使罐中心温度到达80℃左右，马上密封。特别适合组织中气体含量高的食品。蒸汽喷射排气法：在专用的封口机内设置蒸汽喷射装置，临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽驱除了空气，密封后蒸汽冷凝形成真空。该法适合于原料组织内空气含量很低的食品。需要有较大的顶隙。热力排气法形成真空的机理：利用饱和蒸汽压随温度的变化，是形成真空的主要缘由；内容物体积随温度的变化，也是形成真空的缘由之一。真空排气法：利用机械产生局部的真空环境，并在这个环境中完成封口。该法的适用范围很广，尤其适用于固体物料。罐内必需有顶隙。3、影响罐内真空度的因素密封温度顶隙大小杀菌温度食品原料环境温度环境气压〔三〕密封1、金属罐密封〔身盖钩叠接的程度〕要求不低于50%；②严密度〔盖钩上平伏局部占整个盖钩宽度的比例〕要求大于50%；③接缝盖钩完整率〔接缝处盖钩宽度占正常盖钩宽度的比例〕要求大于50；还要求二重卷边平伏、光滑，不存在垂唇、牙齿、锐边、快口、跳封、假封等现象。2、玻璃罐密封有卷封与旋封等形式。3、软包装袋密封主要承受热封合，有热冲击式封合，热压式封合等形式。〔四〕商业杀菌系统1、间歇式或静止式杀菌锅。2、连续式杀菌锅系统。3、无笼杀菌锅。4、连续回转式杀菌锅。5、静水压杀菌器。〔五〕冷却杀菌时间到达后，罐头应快速冷却。冷却方法：①水池冷却，