【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理的方法有關(guān)。也就是說(shuō)，滿足同一熱處理目的的不同熱處理方法所產(chǎn)生的處理效果可能會(huì)有差異。以液態(tài)食品殺菌為例，低溫長(zhǎng)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(duì)食品中的酶和食品成分的破壞效果可能不同。 ?殺菌溫度的提高雖然會(huì)加快微生物、酶和食品成分的破壞速率，但三者的破壞速率增加并不一樣，其中微生物的破壞速率在高溫下較大。因此采用高溫短時(shí)的殺菌方法對(duì)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。此外，熱處理過(guò)程還需考慮熱的傳遞速率及其效果，合理選擇實(shí)際行之有效的溫度及時(shí)間條件。 ?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。以加工為主的，熱處理后食品應(yīng)滿足熱加工的要求，以保藏為主要目的的，熱處理后的食品應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的殺菌、鈍化酶等目的。其次，應(yīng)盡量減少熱處理造成的食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和損失。熱處理過(guò)程不應(yīng)產(chǎn)生有害物質(zhì)，滿足食品衛(wèi)生的要求。熱處理過(guò)程要重視熱能在食品中的傳遞特征與實(shí)際效果。 二、熱能在食品中的傳遞 ? 對(duì)于熱殺菌而言，具體的熱處理過(guò)程可以通過(guò)兩種方法完成。一種是先用熱交換器將食品殺菌并達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求，然后裝入經(jīng)過(guò)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。 ? 前一種方法多用于流態(tài)食品，由于熱處理是在熱交換器中進(jìn)行，傳熱過(guò)程可以通過(guò)一定的方法進(jìn)行強(qiáng)化，傳熱也呈穩(wěn)態(tài)傳熱；后一種方法是傳統(tǒng)的罐頭食品加工方法。傳熱過(guò)程熱能必須通過(guò)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(guò)程的控制較為復(fù)雜。 ? （一）罐頭容器內(nèi)食品的傳熱 ? 影響容器內(nèi)食品傳熱的因素包括： 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；食品和容器的物理性質(zhì)；加熱介質(zhì)（蒸汽）的溫度和食品初始溫度之間的溫度差；容器的大小。 ? 對(duì)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(duì)于食品的導(dǎo)熱性而言），此時(shí)傳熱的阻力主要來(lái)自包裝及食品。對(duì)金屬包裝食品來(lái)說(shuō)，傳熱時(shí)熱穿透的速率取決于容器內(nèi)食品的傳熱機(jī)制。對(duì)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(duì)流，熱穿透的速率較快，而且此時(shí)的對(duì)流傳熱還可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)或攪拌罐頭來(lái)加強(qiáng)，如旋轉(zhuǎn)式殺菌設(shè)備。容器內(nèi)裝的是特別黏稠的液態(tài)食品或固態(tài)食品時(shí)，食品中的傳熱主要以傳導(dǎo)的方式進(jìn)行，其熱穿透的速率較慢。 ?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(duì)流為主。這類(lèi)食品的熱穿透速率隨傳熱形式的變化而發(fā)生變化。 ? 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(chēng)最低加熱溫度點(diǎn)，Slowest heating point），冷卻時(shí)該點(diǎn)的溫度最高。 ? 罐頭冷點(diǎn)的位置與罐內(nèi)食品的傳熱情況有關(guān)。對(duì)于傳導(dǎo)傳熱方式的罐頭，由于傳熱的過(guò)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。對(duì)于對(duì)流傳熱的罐頭，由于罐內(nèi)食品發(fā)生對(duì)流，熱的食品上升，冷的食品下降，罐頭的冷點(diǎn)將向下移，通常在罐內(nèi)的中心軸上、罐頭幾何中心之下的某一位置。而傳導(dǎo)和對(duì)流混合傳熱的罐。其冷點(diǎn)在上述兩者之間。 （二）評(píng)價(jià)熱穿透的數(shù)據(jù) ?測(cè)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)。通常測(cè)溫儀是用銅 康銅為熱電偶，利用其兩點(diǎn)上出現(xiàn)溫度差時(shí)測(cè)定其電位差，再換算成溫度的原理。測(cè)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(cè)溫頭插入罐頭內(nèi)。 ?前者的優(yōu)點(diǎn)是完全可以達(dá)到所測(cè)定點(diǎn)的位置。特別是對(duì)各種塊狀的固體物，可使熱電偶的測(cè)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(cè)得的傳熱情況基本上和實(shí)罐一致。而后者則往往只能固定在罐內(nèi)一定部位（如冷點(diǎn)處），不易插入固體物內(nèi)，即使插入，也很難控制在預(yù)定部位，這為獲得正確和滿意的數(shù)據(jù)帶來(lái)困難。 傳熱曲線是將測(cè)得罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度（ TP）隨時(shí)間的變化畫(huà)在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上所得的曲線。 三、食品熱處理?xiàng)l件的確定 ?為了知道食品熱處理后是否達(dá)到熱處理的目的，熱處理后的食品必須經(jīng)過(guò)測(cè)試，檢驗(yàn)食品中微生物、酶和營(yíng)養(yǎng)成分的破壞情況以及食品質(zhì)量因素（色、香、味和質(zhì)感）的變化。 ?如果測(cè)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。現(xiàn)在也可以采用數(shù)學(xué)模型的方法通過(guò)計(jì)算來(lái)確定熱處理的條件，但這一技術(shù)尚不能完全取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)法，因?yàn)橛?jì)算法的誤差需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能校正，而且作為數(shù)學(xué)計(jì)算法的基礎(chǔ)，熱處理對(duì)象的耐熱性和熱處理時(shí)的傳熱參數(shù)都需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得。 ?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。 ?（一）確定食品熱殺菌條件的過(guò)程 ?確定食品熱殺菌條件時(shí)，應(yīng)考慮影響熱殺菌的各種因素。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。 ? （二）食品熱殺菌條件的計(jì)算 ? 食品熱殺菌的條件主要是殺菌值和殺菌時(shí)間，目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算方法有 3種：改良基本法、公式法和列線圖解法。 ? 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(chēng)基本推算法。該方法提出了部分殺菌率的概念，它通過(guò)計(jì)算包括升溫和冷卻階段在內(nèi)的整個(gè)熱殺菌過(guò)程中的不同溫度一時(shí)間組合時(shí)的致死率，累積求得整個(gè)熱殺菌過(guò)程的致死效果。1923年鮑爾（ Ball）根據(jù)加熱殺菌過(guò)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) 。該法提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，成為一種廣泛使用的方法。 ?在殺菌過(guò)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(guò)微生物的致死溫度時(shí)，微生物就會(huì)出現(xiàn)死亡。溫度不同，微生物死亡的速率不同。在致死溫度停留一段時(shí)間就有一定的殺菌效果?？梢园颜麄€(gè)殺菌過(guò)程看成是在不同殺菌溫度下停留一段時(shí)間所取得的殺菌效果的總和。比奇洛首先提出了部分殺菌量（ Partial sterility）的概念。 ?殺菌值又稱(chēng) F值，是指在一定的致死溫度下將一定數(shù)量的某種微生物全部殺死所需的時(shí)間（ min) 。由于微生物的種類(lèi)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 。一般將標(biāo)準(zhǔn)殺菌條件下的殺菌值記為 F0。 ZTF?對(duì)于罐頭的殺菌而言，要求達(dá)到的殺菌程度為商業(yè)無(wú)菌 (Commercial sterility）。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，人們確定了罐頭食品殺菌達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的理論殺菌值： ? F＝ TRTn＝ nD ?上式中的遞減指數(shù) n因不同的對(duì)象菌而不同，如對(duì)于低酸性食品在標(biāo)準(zhǔn)殺菌條件 (℃ ）下進(jìn)行殺菌時(shí)，當(dāng)對(duì)象菌是 PA3679菌時(shí)，＝ 5；對(duì)象菌是嗜熱脂肪芽孢桿菌時(shí) ， n＝ 6；對(duì)象菌是肉毒梭狀芽孢桿菌時(shí)， n＝ 12。 ?此法是由鮑爾提出，后經(jīng)美國(guó)制罐公司熱工學(xué)研究組簡(jiǎn)化，用來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單型和轉(zhuǎn)折型傳熱曲線上殺菌時(shí)間和 F值。公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過(guò)程中罐內(nèi)容物溫度的變化在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的加熱曲線，以及殺菌結(jié)束冷卻水立即進(jìn)入殺菌鍋進(jìn)行冷卻的曲線才能進(jìn)行推算并找出答案。 ?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(jiǎn)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。 （三）食品熱殺菌條件的確定 ? 1．實(shí)罐試驗(yàn) ?一般情況下罐頭食品經(jīng)熱力殺菌處理后，其感官品質(zhì)將下降，但如果采用高溫短時(shí)殺菌，可加速罐內(nèi)傳熱速率，從而使內(nèi)容物感官品質(zhì)變化減小，同時(shí)還提高了殺菌設(shè)備的利用率。 ?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。 ?某些產(chǎn)品選用低溫長(zhǎng)時(shí)間的殺菌條件可能更合適些。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(guò)低的情況，并有殺菌不足的危險(xiǎn)。計(jì)算殺菌條件時(shí)，如 lgg＞ 1，表明殺菌結(jié)束時(shí)冷點(diǎn)溫度和殺菌溫度差將超過(guò) 10℃ 。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(guò)度。 ?實(shí)罐試驗(yàn)時(shí)在根據(jù)產(chǎn)品感官質(zhì)量最好和經(jīng)濟(jì)上又最合理所選定的溫度一時(shí)間組合成最適宜的殺菌條件基礎(chǔ)上，為了確證所確定（理論性）殺菌條件的合理性，往往還要進(jìn)行實(shí)罐接種的殺菌試驗(yàn)。將常見(jiàn)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。 ?根據(jù)實(shí)際商業(yè)上一般允許罐頭腐敗率為 %來(lái)計(jì)算。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。當(dāng)然不可能用數(shù)量如此大的罐頭來(lái)做試驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)上也不合理。 ?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。如實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果很接近，則對(duì)所訂殺菌條件的合理性和安全性有了更可靠的保證和高度的信心。此外，對(duì)那些用其他方法無(wú)法確定殺菌工藝條件的罐頭也可用此