【正文】 品腐敗變質(zhì)的主要微生物。需氧和兼性厭氧的芽孢菌是導(dǎo)致罐頭食品發(fā)生平蓋酸敗的原因菌，厭氧芽孢菌中的肉毒梭狀芽孢桿菌常作為罐頭殺菌的對象菌。因此，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性。各種芽孢菌的耐熱性也不相同，一般厭氧菌芽孢菌耐熱性較需氧菌芽孢菌強(qiáng)。酵母菌和霉菌的耐熱性都不很高，酵母（包括酵母孢子）在100 ℃以下的溫度容易被殺死。熱處理時(shí)影響微生物耐熱性的環(huán)境條件有： pH值和緩沖介質(zhì)、離子環(huán)境、水分活性、其他介質(zhì)成分。某些酵母的芽孢的耐熱性在pH= 45時(shí)最強(qiáng)。其他無機(jī)鹽對細(xì)菌芽孢的耐熱性也有影響。濕熱下的蛋白質(zhì)變性和干熱下的氧化，由于氧化所需的能量高于變性，故在相同的熱處理?xiàng)l件下，濕熱下的殺菌效果高于干熱。 食品中的其他成分如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等也對芽孢的耐熱性有直接或間接的影響，其中淀粉對芽孢耐熱性沒有直接的影響，但由于包括蛛不飽和脂肪酸在內(nèi)的某些抑制劑很容易吸附在淀粉上，因此間接地增加了芽孢耐熱性。三、加熱對酶的影響（一）酶和食品的質(zhì)量酶也會(huì)導(dǎo)致食品在加工和貯藏過程中的質(zhì)量下降，主要反映在食品的感官和營養(yǎng)方面的質(zhì)量降低。與大多數(shù)蔬菜相比，水果具有較低的過氧化物酶活力。當(dāng)食品中過氧化物酶在熱處理中失活時(shí)，其他酶以活性形式存在的可能性很小。酶的耐熱性的測定則首先是將酶（通常不帶有底物）在不同的溫度下保溫，其他條件保持相同，按一定的時(shí)間間隔取樣，然后采用標(biāo)準(zhǔn)的方法測定酶的活性。一般食品的水分含量愈低，其中的酶對熱的耐性愈高，谷類中過氧化物酶的耐熱性最明顯地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。食品的成分，蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都可能會(huì)影響酶的耐熱性，如糖分能提高蘋果和梨中過氧化物酶的熱穩(wěn)定性。加熱也可改善食品的感官品質(zhì)，如美化口味、改善組織狀態(tài)、產(chǎn)生可愛的顏色等。如還原糖焦糖化反應(yīng)產(chǎn)物的毒性等。對熱處理后食品感官品質(zhì)的變化，人們也盡可能采用量化的指標(biāo)加以反映。以液態(tài)食品殺菌為例，低溫長時(shí)和高溫短時(shí)殺菌可以達(dá)到同樣的殺菌效果（巴氏殺菌），但兩種殺菌方法對食品中的酶和食品成分的破壞效果可能不同。選擇熱殺菌方法和條件時(shí)應(yīng)遵循下列基本原則，首先，熱處理應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的熱處理目的。熱處理過程要重視熱能在食品中的傳遞特征與實(shí)際效果。傳熱過程熱能必須通過容器后才能傳給食品，容器內(nèi)各點(diǎn)的溫度隨熱處理的時(shí)間而變，屬非穩(wěn)態(tài)傳熱，而且傳熱的方式與食品的狀態(tài)有關(guān)，傳熱過程的控制較為復(fù)雜。對于粘度不很高的液體或湯汁中含有小顆粒固體的食品，傳熱時(shí)食品會(huì)發(fā)生自然對流，熱穿透的速率較快，而且此時(shí)的對流傳熱還可以通過旋轉(zhuǎn)或攪拌罐頭來加強(qiáng)，如旋轉(zhuǎn)式殺菌設(shè)備。要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)罐頭食品在熱處理中的受熱程度，必須找出能代表罐頭容器內(nèi)食品溫度變化的溫度點(diǎn)，通常人們選罐內(nèi)溫度變化最慢的冷點(diǎn)（Cold point）溫度，加熱時(shí)該點(diǎn)的溫度最低（此時(shí)又稱最低加熱溫度點(diǎn)，Slowest heating point），冷卻時(shí)該點(diǎn)的溫度最高。而傳導(dǎo)和對流混合傳熱的罐。測溫頭可以預(yù)先安裝在罐內(nèi)的兩點(diǎn)位置上，然后裝內(nèi)容物并封罐，也可以采用先裝罐封罐后再打孔將熱電偶測溫頭插入罐頭內(nèi)。傳熱曲線是將測得罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度（TP）隨時(shí)間的變化畫在半對數(shù)坐標(biāo)上所得的曲線。下面以罐頭食品的熱殺菌為主，介紹熱處理?xiàng)l件的確定方法。1．改良基本法1920年比奇洛（Bigelow）首先創(chuàng)立了罐頭殺菌理論，提出推算殺菌時(shí)間的基本法（The general mathod），又稱基本推算法。在殺菌過程中，食品的溫度會(huì)隨著殺菌時(shí)間的變化而不斷發(fā)生變化，當(dāng)溫度超過微生物的致死溫度時(shí)，微生物就會(huì)出現(xiàn)死亡。比奇洛首先提出了部分殺菌量（Partial sterility）的概念。對于罐頭的殺菌而言，要求達(dá)到的殺菌程度為商業(yè)無菌（Commercial sterility）。它的優(yōu)點(diǎn)是可以在殺菌溫度變更時(shí)算出殺菌時(shí)間，其缺點(diǎn)是計(jì)算繁瑣、費(fèi)時(shí)，還容易在計(jì)算中發(fā)生錯(cuò)誤，又要求加熱曲線必須呈有規(guī)則的簡單型加熱曲線或轉(zhuǎn)折型加熱曲線，才能求得較正確的結(jié)果。例如，屬于傳導(dǎo)傳熱型的非均質(zhì)態(tài)食品，若選用高溫短時(shí)殺菌條件，常會(huì)因?yàn)閭鳠岵痪鶆蚨鴮?dǎo)致有些個(gè)體食品中出現(xiàn)F0值過低的情況，并有殺菌不足的危險(xiǎn)。將常見導(dǎo)致罐頭腐敗的細(xì)菌或芽孢定量接種在罐頭內(nèi)，在所選定的殺菌溫度中進(jìn)行不同時(shí)間的殺菌，再保溫檢查其腐敗率。因此，常采用將耐熱性強(qiáng)的腐敗菌接種于數(shù)量較少的罐頭內(nèi)進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，借以確證殺菌條件的安全程度。（2）實(shí)罐接種方法對流傳熱的產(chǎn)品可接種在罐內(nèi)任何處，而傳導(dǎo)傳熱產(chǎn)品則不同。另外應(yīng)有空白對照樣。因此試驗(yàn)要求在一天內(nèi)完成，并用同一材料。接種實(shí)罐試驗(yàn)后的試樣要在恒溫下進(jìn)行保溫試驗(yàn)。四、典型的熱處理工藝（一）工業(yè)烹飪焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的單元操作，它們都是以高溫?zé)醽砀淖兪称返氖秤锰匦浴１嚎具^程中的傳熱存在著傳導(dǎo)、對流和熱輻射等多種形式。食品在烤爐中焙烤時(shí)，水分從食品表面蒸發(fā)逸出并被空氣帶走，食品表面與食品內(nèi)部的濕度梯度導(dǎo)致食品內(nèi)部的水分向食品表面轉(zhuǎn)移，當(dāng)食品表面的水分蒸發(fā)速率大于食品內(nèi)部的水分向食品表面轉(zhuǎn)移速率時(shí)，蒸發(fā)的區(qū)域會(huì)移向食品內(nèi)部，食品表面會(huì)干化，食品表面的溫度會(huì)迅速升高到熱空氣的溫度（110240℃），形成硬殼（Crust）。但產(chǎn)品可能會(huì)受到不良燃燒產(chǎn)物的污染，燃燒室也需定期的維護(hù)以保持其高效運(yùn)作。通過電加熱管（板）加熱也屬于間接加熱法。油炸處理也有一定的殺菌、滅酶和降低食品水分活性的作用。油炸后食品表面形成的硬殼呈多孔結(jié)構(gòu)，里面具有大小不同的毛細(xì)管，油炸時(shí)水和水蒸氣從較大的毛細(xì)管逸出，其位置被油取代。油炸溫度的選擇主要由油炸工藝的經(jīng)濟(jì)性和希望達(dá)到的油炸效果所決定。丙烯醛是高溫時(shí)產(chǎn)生的降解物，它在油的上方產(chǎn)生藍(lán)色的煙霧，造成空氣污染。蔬菜和水果的熱燙還可結(jié)合去皮、清洗和增硬等處理形式同時(shí)進(jìn)行。這種方法傳熱均勻，熱利用率較高，投資小，操作易控制，對物料有一定的清洗作用。設(shè)備投資較熱水法大，大量處理原料時(shí)可能會(huì)傳熱不均，熱效率較熱水法低，熱燙后食品重量上有損失。微波熱燙則是采用微波直接作用于食品物料并產(chǎn)生熱能，其熱效率高，時(shí)間短，對食品中的營養(yǎng)成分破壞小，無廢水，和蒸汽結(jié)合使用可降低成本，縮短熱燙時(shí)間。熱能使物料的溫度上升，發(fā)生“蒸煮”作用。熱擠壓中的蒸煮作用是一種典型的熱處理，它使食品物料中的淀粉質(zhì)組分發(fā)生水合、糊化和凝膠化，使蛋白質(zhì)組分發(fā)生水合和變性，氨基酸和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)等作用，此外它還具有一般熱處理的殺菌、滅酶以及對物料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子的破壞作用等。剪切速率受筒體的設(shè)計(jì)、螺桿的轉(zhuǎn)速和螺桿的幾何形狀等的影響。常壓殺菌主要以水（也有用水蒸氣）為加熱介質(zhì)，殺菌溫度在100℃或100℃以下，用于酸性食品或殺菌程度要求不高的低酸性食品的殺菌。高壓蒸汽殺菌是利用飽和水蒸氣作為加熱介質(zhì)，殺菌時(shí)罐頭處于飽和蒸汽中，殺菌溫度高于100℃ ，用于低酸性食品的殺菌。殺菌（包括冷卻）時(shí)罐頭浸沒于水中以使傳熱均勻，并防止由于罐內(nèi)外壓差太大或溫度變化過劇而造成的容器破損。主要用于玻璃瓶和軟罐頭的高溫殺菌。殺菌時(shí)罐頭經(jīng)預(yù)熱后在高溫火焰（溫度達(dá)1300℃以上）上滾過，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫，維持一段較短時(shí)間后，經(jīng)水噴淋冷卻。預(yù)殺菌無菌裝罐（包裝）使食品在預(yù)殺菌過程中達(dá)到殺菌要求，然后冷卻至常溫，在無菌的狀態(tài)下裝入經(jīng)滅菌處理的無菌容器中并進(jìn)行密封（封罐）。適用于軟性包裝材料和金屬、塑料容器。非熱殺菌技術(shù)主要包括物理殺菌和化學(xué)殺菌。超高壓處理通常在室溫或較低的溫度下進(jìn)行，在一定高壓下食品蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活動(dòng)，細(xì)菌等微生物被殺死。壓力達(dá)到100MPa以上對非芽孢菌即有殺滅作用，但對細(xì)菌的芽孢，壓力則需要達(dá)到800MPa以上，并使酶產(chǎn)生不可逆失活。（PE。以修飾、改變食品有關(guān)特性為宗旨，研究超高壓對食品理化性質(zhì)的影響。優(yōu)點(diǎn)：它能在常溫或較低溫度下達(dá)到殺菌、滅酶的作用，減少了由于高熱處理引起的食品營養(yǎng)成分和色、香、味的損失或劣化；由于傳壓速度快、均勻，不存在壓力梯度，超高壓處理不受食品的大小和形狀的影響，使得超高壓處理過程較為簡單；耗能也較少。特點(diǎn)：物理殺菌不需要向食品中加入化學(xué)物質(zhì)，因而克服了化學(xué)試劑與微生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)作用生成的產(chǎn)物對人體產(chǎn)生的不良影響，同時(shí)避免了食品中殘留的化學(xué)試劑對人體的負(fù)面作用；物理殺菌是一次性殺菌，對菌體有較強(qiáng)烈的作用，物理殺菌效果明顯，條件易于控制，外界環(huán)境的影響較?。晃锢須⒕芨玫乇３质称返淖匀伙L(fēng)味，甚至改善食品的質(zhì)構(gòu)，如超高壓殺菌用于肉類和水產(chǎn)品類，提高了肉制品的嫩度和風(fēng)味。世界各國（包括我國）都已將一些非熱殺菌技術(shù)應(yīng)用列為21世紀(jì)重點(diǎn)研究和開發(fā)的食品新技術(shù)之一。預(yù)殺菌在熱交換器中完成，時(shí)間短。主要用于汁醬類酸性食品的殺菌。其控制要求嚴(yán)格，否則易造成殺菌時(shí)殺菌設(shè)備內(nèi)溫度分配不均。殺菌設(shè)備主要是間歇式的，但罐頭在殺菌時(shí)可保持回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)式殺菌設(shè)備可以縮短殺菌時(shí)間。殺菌設(shè)備有間歇式和連續(xù)式的。（四）殺菌巴氏殺菌的食品物料一般貯藏期較短，通常只有幾小時(shí)到幾天，結(jié)合其他的貯藏條件可以提高其貯藏期。 影響擠壓食品質(zhì)量的兩個(gè)主要因素是擠壓的工藝操作條件和食品物料的流變學(xué)特性。根據(jù)擠壓過程各階段的作用和擠壓食品的變化，擠壓過程一般可分為：輸送混合、壓縮剪切、熱熔均壓和成型膨化等階段，但每一段之間的變化有時(shí)很難分清楚。（三）熱擠壓熱擠壓是指物料在擠壓過程中還受到熱的作用。熱處理時(shí)間短，食品的質(zhì)量較好，無廢水，有一定的物料混合作用。蒸汽熱燙是用蒸汽直接噴向食品物料，這種方法克服了熱水熱燙的一些不足。其中又以熱水熱燙和蒸汽熱燙較為常用。一些食品（如炸面圈、炸魚和家禽等）油炸時(shí)油的溫度較高，油炸的時(shí)間較短，油炸后食品表面形成硬殼，但食品內(nèi)部水分含量仍較高，食品在貯藏過程中由于水分和油脂的擴(kuò)散，食品表面很快會(huì)變軟，因此不耐貯藏。但溫度高會(huì)加速油脂降解成游離脂肪酸，這會(huì)改變油的黏度、風(fēng)味和色澤，這樣會(huì)增加換油的次數(shù)，加大油的消耗。食品獲得完全油炸的時(shí)間取決于食品的種類、油的溫度、油炸的方法、食品的厚度（大?。┖退_(dá)到的食用品質(zhì)。當(dāng)食品被放入熱油中，食品表面層的溫度會(huì)很快升高，水分也會(huì)迅速蒸發(fā)。 油炸也主要是為了提高食品的食用品質(zhì)而采用的一種熱處理手段?？諝饣蛘羝ㄟ^加熱管（走管內(nèi)）加熱焙烤室內(nèi)的空氣和食品。直接加熱法通過直接燃燒燃料來加熱食品，可通過控制燃燒的速率和熱空氣的流速來調(diào)節(jié)溫度。傳導(dǎo)通常是通過載裝食品的模盤傳給食品，模盤一般與烤爐的爐底或傳送帶接觸，增加模盤與食品間的溫度差可加快焙烤的速率。焙烤也可達(dá)到一定的殺菌和降低食品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性。接種實(shí)罐試驗(yàn)和保溫試驗(yàn)結(jié)果都正常的罐頭加熱殺菌條件，就可以進(jìn)入生產(chǎn)線的實(shí)罐試驗(yàn)做最后驗(yàn)證。還將用612罐供測定冷點(diǎn)溫度之用。 （4）試驗(yàn)分組根據(jù)殺菌條件的理論計(jì)算，按殺菌時(shí)間的長短至少分為5組,其中1組為殺菌時(shí)間最短，試樣腐敗率達(dá)到100%；1組為殺菌時(shí)間最長，預(yù)計(jì)可達(dá)0%的腐敗率；其余3組的殺菌時(shí)間將出現(xiàn)不同的腐敗率，通常殺菌時(shí)間在30100min之間，每隔5min為1組，比較理想的是根據(jù)F值隨溫度提高時(shí)按對數(shù)規(guī)律遞減情況，、 ，確定不同加熱時(shí)間加以分組。（3）試驗(yàn)罐數(shù)如果每一組取試驗(yàn)罐50 只（一般使用于大罐），則正確率為95%時(shí)，可求得最小腐敗率5%6%。此外，對那些用其他方法無法確定殺菌工藝條件的罐頭也可用此法確定其合適的殺菌條件。如檢出的正確率為95％，實(shí)罐試驗(yàn)數(shù)應(yīng)達(dá)29，960罐之多。這就表明傳熱速率很緩慢，鄰近冷點(diǎn)食品受熱不足，而鄰近罐壁的部分食品則受熱過度。以滿足理論計(jì)算的殺菌值（F0）為目標(biāo)，可以有各種不同殺菌溫度一時(shí)間的組合，實(shí)罐試驗(yàn)的目的就是根據(jù)罐頭食品質(zhì)量、生產(chǎn)能力等綜合因素選定殺菌條件。此法是由鮑爾提出，后經(jīng)美國制罐公司熱工學(xué)研究組簡化，用來計(jì)算簡單型和轉(zhuǎn)折型傳熱曲線上殺菌時(shí)間和F值。由于微生物的種類和溫度均為特指，通常F值要采用上下標(biāo)標(biāo)注，以便于區(qū)分，即 。在致死溫度停留一段時(shí)間就有一定的殺菌效果。1923年鮑爾（Ball）根據(jù)加熱殺菌過程中罐頭中心所受的加熱效果用積分計(jì)算殺菌效果的方法，形成了改良基本法（Improved general method） 。食品的熱殺菌以殺菌和抑酶為主要目的，應(yīng)基于微生物和酶的耐熱性，并根據(jù)實(shí)際熱處理時(shí)的傳熱情況，確定達(dá)到殺菌和抑酶的最小熱處理程度。如果測試的結(jié)果表明熱處理的目的已達(dá)到，則相應(yīng)的熱處理?xiàng)l件即可確定。特別是對各種塊狀的固體物，可使熱電偶的測溫頭插入食品固體物內(nèi)部的不同位置上，另一優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)破壞罐頭原有的真空度，使測得的傳熱情況基本上和實(shí)罐一致。（二）評(píng)價(jià)熱穿透的數(shù)據(jù)測定熱處理時(shí)傳熱的情況，應(yīng)以冷點(diǎn)的溫度變化為依據(jù)。對于傳導(dǎo)傳熱方式的罐頭，由于傳熱的過程是從罐壁傳向罐頭的中心處，罐頭的冷點(diǎn)在罐內(nèi)的幾何中心。還有一些食品的傳熱可能是混合形式的，當(dāng)食品的溫度較低時(shí)，傳熱為熱傳導(dǎo)，而食品的溫度升高后，傳熱可能以對流為主。對于蒸汽加熱的情況，通常認(rèn)為其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)很大（相對于食品的導(dǎo)熱性而言），此時(shí)傳熱的阻力主要來自包裝及食品。一種是先用熱交換器將食品殺菌并達(dá)到商業(yè)無菌的要求，然后裝入經(jīng)過殺菌的容器并密封；另一種是先將食品裝入容器，然后再進(jìn)行密封和殺菌。其次，應(yīng)盡量減少熱處理造成的食品營養(yǎng)成分的破壞和損失。因此采用高溫短時(shí)的殺菌方法對食品成分的保存較為有利，尤其在超高溫瞬時(shí)滅菌條件下更顯著，但此時(shí)酶的破壞程度也會(huì)減小。第三節(jié) 食品熱處理?xiàng)l件的選擇與確定一、食品熱處理方法的選擇熱處理的作用效果不僅與熱處理的種類有關(guān)，而且與熱處理的方法有關(guān)。脂溶性的維生素一般比水溶性的維生素對熱較穩(wěn)定。如熱處理雖然可提高蛋白質(zhì)的可消化性，但蛋白質(zhì)的變性使蛋白質(zhì)（氨基酸）易于和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)而造成損失。熱處理可以破壞食品中不需要的成分，如禽類蛋白中的抗生物素蛋白、豆科植物中的胰蛋白酶抑制素。加熱速率影響到過氧化物酶的再生，加熱速率愈快，熱處理后酶活力再生的愈多。pH值、水分含量、加熱速率等熱處理的條件參數(shù)