【導(dǎo)讀】1食物——供人類食用的物質(zhì)稱為食物。保持體溫、進(jìn)行體力活動(dòng)的能量來源。除少數(shù)物質(zhì)如鹽類外，幾乎全部來自動(dòng)植物和微生物。女、運(yùn)動(dòng)員、航空、軍用。人類對食品的要求；為了滿足視覺、觸覺、味覺、聽覺的需要，使多吃吃好。調(diào)節(jié)人體生理功能，起到增進(jìn)健康、恢復(fù)疾病、延緩衰老、美容等作用。1．安全性無毒無害衛(wèi)生；2．方便性食用使用運(yùn)輸；滿足消費(fèi)者要求；延長食品的保存期；增加多樣性；提高附加值。將原料保藏在盡量減少變質(zhì)的條件下；采收后形成的最佳食品品質(zhì)。大多數(shù)蔬菜不發(fā)生后熟過程。組織的齡期指兩個(gè)不同的階段，第一是植物器官或動(dòng)物在其采收或屠宰時(shí)的生理齡期；2．質(zhì)構(gòu)因素：包括新鮮狀態(tài)、加工過程、加工以后的一些因素。3．風(fēng)味因素：味覺和香味；色澤與質(zhì)構(gòu)對風(fēng)味也有影響。域的大產(chǎn)業(yè)，因此，食品工業(yè)現(xiàn)代化水平是反映人民生活質(zhì)量及國家文明程度的重要標(biāo)志。胞中的生化反應(yīng)仍在繼續(xù)。

　　

【正文】 然，食品在殺菌前，其中可能污染有各種各類的微生物。微生物的種類及數(shù)量取決于原料的狀況（來源及儲(chǔ)運(yùn)過程）、工廠的環(huán)境衛(wèi)生、車間衛(wèi)生、機(jī)器設(shè)備和工器具的衛(wèi)生、生產(chǎn)操作工藝條件、操作人員個(gè) 人衛(wèi)生等因素。 （ 2）污染量。微生物的耐熱性，與一定容積中所存在的微生物的數(shù)量有關(guān)。微生物量越多，全部殺滅所需的時(shí)間就越長。 熱處理溫度。 在微生物生長溫度以上的溫度，就可以導(dǎo)致微生物的死亡。顯然，微生物的種類不同，其最低熱致死溫度也不同。對于規(guī)定種類、規(guī)定數(shù)量的微生物，選擇了某一個(gè)溫度后，微生物的死亡就取決于在這個(gè)溫度下維持的時(shí)間。 罐內(nèi)食品成分。 （ 1） pH 值。研究證明，許多高耐熱性的微生物，在中性時(shí)的耐熱性最強(qiáng)，隨著 pH值偏離中性的程度越大，耐熱性越低，也就意味著死亡率越大。 （ 2）脂肪。脂肪含量高則細(xì)菌的耐熱性會(huì)增強(qiáng)。 （ 3）糖。糖的濃度越高，越難以殺死食品中的微生物。 （ 4）蛋白質(zhì)。食品中蛋白質(zhì)含量在 5%左右時(shí)，對微生物有保護(hù)作用。 19 （ 5）鹽。低濃度食鹽對微生物有保護(hù)作用，而高濃度食鹽則對微生物的抵抗力有削弱作用。 （ 6）植物殺菌素。有些植物（如蔥、姜、蒜、辣椒、蘿卜、胡蘿卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等）的汁液以及它們分泌的揮發(fā)性物質(zhì)對微生物有抑制或殺滅作用，這類物質(zhì)就被稱為植物殺菌素。 （二）對熱殺菌食品的 pH 值分類 大量試驗(yàn)證明，較高的酸度可以抑制乃至殺滅許多種類的嗜熱菌 或嗜溫微生物；而在較酸的環(huán)境中還能存活或生長的微生物往往不耐熱。這樣，就可以對不同 pH 值的食品物料采用不同強(qiáng)度的熱殺菌處理，既可達(dá)到熱殺菌的要求，又不致因過度加熱而影響食品的質(zhì)量。 各種書籍資料中對熱處理食品按 pH 值分類的方法有多種不盡相同的方式，如分為高酸性（≤ ）、酸性（＞ ）、中酸性（＞ ）和低酸性（＞ ）這四類，也有分為高酸性（＜ ）、酸性（ ）和低酸性（＞ ）這三類的，還有其它一些劃分法。 但從食品安全和人類健康的角度，只要分成酸性（≤ ）和 低酸性（＞ ）兩類即可。這是根據(jù)肉毒梭狀芽孢桿菌的生長習(xí)性來決定的。在包裝容器中密封的低酸性食品給肉毒桿菌提供了一個(gè)生長和產(chǎn)毒的理想環(huán)境。肉毒桿菌在生長的過程中會(huì)產(chǎn)生致命的肉毒素。因?yàn)槿舛緱U菌對人類的健康危害極大，所以罐頭生產(chǎn)者一定要保證殺滅該菌。試驗(yàn)證明，肉毒桿菌在 pH≤ 時(shí)就不會(huì)生長（也就不會(huì)產(chǎn)生毒素），在 pH≤ 時(shí)，其芽孢受到強(qiáng)烈的抑制，所以， 被確定為低酸性食品和酸性食品的分界線。另外，科學(xué)研究還證明，肉毒桿菌在干燥的環(huán)境中也無法生長。所以，以肉毒桿菌為對象菌的低酸性食品被劃定為 pH＞ 、aw＞ 。因而所有 pH 值大于 的食品都必須接受基于肉毒桿菌耐熱性所要求的最低熱處理量。 在 pH≤ 的酸性條件下，肉毒桿菌不能生長，其它多種產(chǎn)芽孢細(xì)菌、酵母及霉菌則可能造成食品的敗壞。一般而言，這些微生物的耐熱性遠(yuǎn)低于肉毒桿菌，因次不需要如此高強(qiáng)度的熱處理過程。 有些低酸性食品物料因?yàn)楦泄倨焚|(zhì)的需要，不宜進(jìn)行高強(qiáng)度的加熱，這時(shí)可以采取加入酸或酸性食品的辦法使整罐產(chǎn)品的最終平衡 pH 值在 以下，這類產(chǎn)品稱為“酸化食品”。酸化食品就可以按照酸性食品的殺菌要求來進(jìn)行處理。 （三）微生 物耐熱性參數(shù) 熱力致死溫度：表示對于特定種類的微生物進(jìn)行殺菌達(dá)到某一個(gè)溫度時(shí)，微生物已全部死亡，該溫度即熱力致死溫度。 熱力致死時(shí)間曲線（ Thermal death time curve，簡稱 TDT 曲線）：用以表示將在一定環(huán)境中一定數(shù)量的某種微生物恰好全部殺滅所采用的殺菌溫度和時(shí)間組合。 （圖： TDT 曲線） 熱力致死時(shí)間曲線方程： ZTTtt 1221lg ?? TDT 曲線與環(huán)境條件有關(guān)，與微生物數(shù)量有關(guān)，與微生物的種類有關(guān)。 F0 值：單位為 min，即 ，是采用 ℃殺菌 溫度時(shí)的熱力致死時(shí)間。 F0值與菌種、菌量及環(huán)境條件有關(guān)。顯然， F0 值越大，菌的耐熱性越強(qiáng)。利用熱力致死時(shí)間曲線，可將各種殺菌溫度 時(shí)間組合換算成 ℃時(shí)的殺菌時(shí)間： F0 = t lg1[(T－ )/Z] Z 值：單位為℃，是殺菌時(shí)間變化 10 倍所需要相應(yīng)改變的溫度數(shù)。在計(jì)算殺菌強(qiáng)度時(shí)，對于低酸性食品中的微生物，如肉毒桿菌等，一般取 Z=10℃；在酸性食品中的微生物，采取 100℃或以下殺菌的，通常取 Z=8℃。 熱力致死速率曲線：表示某一種特定的菌在特定的條件 下和特定的溫度下，其總的數(shù)量隨殺菌時(shí)間的延續(xù)所發(fā)生的變化。以熱處理（恒溫）時(shí)間為橫坐標(biāo)，以存活微生物數(shù)量為縱坐標(biāo)，可以得到一條對數(shù)曲線，即微生物的殘存數(shù)量按對數(shù)規(guī)律變化。 （圖：熱力致死速率曲線） 20 熱力致死速率曲線方程： t = D ( lg a－ lg b ) 在熱力致死速率曲線上，若殺菌時(shí)間 t 足夠大，殘存菌數(shù)可出現(xiàn)負(fù)數(shù)（ 101 乃至 10n），這是一種概率的表示。 D 值：單位為 min，表示在特定的環(huán)境中和特定的溫度下，殺滅 90%特定的微生物所需要的時(shí)間。 D 值越大，表示殺滅同樣百分?jǐn)?shù) 微生物所需的時(shí)間越長，說明這種微生物的耐熱性越強(qiáng)。 F0=nD：將殺菌終點(diǎn)的確定與實(shí)際的原始菌數(shù)和要求的成品合格率相聯(lián)系，用適當(dāng)?shù)臍埓媛手荡妗皬氐讱纭钡母拍睿@使得殺菌終點(diǎn)（或程度）的選擇更科學(xué)、更方便，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了環(huán)境和管理對殺菌操作的重要性。通過 F0 = n D，還將熱力致死速率曲線和熱力致死時(shí)間曲線聯(lián)系在一起，建立了 D 值、 Z 值和 F0 值之間的聯(lián)系。 在實(shí)際殺菌操作中，若 n 足夠大，則殘存菌數(shù) b 足夠小，達(dá)到某種可被社會(huì)（包括消費(fèi)者和生產(chǎn)者）接受的安全“殺菌程度”，就可以認(rèn)為達(dá)到了殺菌的目標(biāo)。這種程度的 殺菌操作，稱為“商業(yè)滅菌”；接受過商業(yè)滅菌的產(chǎn)品，即處于“商業(yè)無菌”狀態(tài)。商業(yè)無菌要求產(chǎn)品中的所有致病菌都已被殺滅，耐熱性非致病菌的存活概率達(dá)到規(guī)定要求，并且在密封完好的條件下在正常的銷售期內(nèi)不生長繁殖。 二、食品的傳熱 在實(shí)際生產(chǎn)中，必須考慮食品的傳熱問題。 （一）傳熱方式 熱的傳遞方式有三種：傳導(dǎo)、對流和輻射。對于罐藏食品的內(nèi)容物來說，只有傳導(dǎo)和對流兩種方式。根據(jù)罐內(nèi)容物的特性，其傳熱型式有如下幾種。 （ 1）完全對流型 —— 液體物料如果汁、蔬菜汁，和汁液很多而固形物很少且塊形很小的物料如湯類罐 頭； （ 2）完全傳導(dǎo)型 —— 固體物料如午餐肉、烤鵝等； （ 3）（先）傳導(dǎo)（后）對流型 —— 受熱熔化的物料，如果醬等； （ 4）（先）對流（后）傳導(dǎo)型 —— 受熱后會(huì)吸水膨脹的物料，如甜玉米等，含有豐富的淀粉質(zhì)； （ 5）誘發(fā)對流型 —— 借助機(jī)械力量產(chǎn)生對流，如對于八寶粥等粘稠性產(chǎn)品使用回轉(zhuǎn)式殺菌器，在殺菌過程中產(chǎn)生強(qiáng)制性對流。 （二）影響傳熱的因素 罐內(nèi)食品的物理性質(zhì)。主要指食品的狀態(tài)、塊形大小、濃度、粘度等。 初溫（ IT， initial temperature）。指殺菌操作開始時(shí)，罐內(nèi)食品物料的溫度。 容 器。對于殺菌操作中的傳熱，主要考慮容器的材料、容積和幾何尺寸。 殺菌鍋。靜置式殺菌鍋與回轉(zhuǎn)式殺菌鍋的區(qū)別。 （三）傳熱測定 指對罐頭中心溫度（或稱冷點(diǎn)溫度）的測定，冷點(diǎn)指罐頭在殺菌冷卻過程中，溫度變化最緩慢的點(diǎn)。傳導(dǎo)型食品罐頭的冷點(diǎn)在罐的幾何中心；對流型食品罐頭的冷點(diǎn)在罐中心軸上離罐底 24cm 處。 傳熱測定的目的，（ 1）了解不同性質(zhì)內(nèi)容物罐頭的傳熱情況，即殺菌過程中溫度隨時(shí)間變化的曲線，為正確制定殺菌工藝條件奠定基礎(chǔ)；（ 2）比較殺菌鍋內(nèi)不同位置的升溫情況，為改進(jìn)、維修設(shè)備和改進(jìn)操作水平提供技術(shù)依據(jù)； （ 3）得出罐內(nèi)食品所接受的殺菌值（ Fp），判斷罐頭食品的殺菌效果。 罐頭中心溫度測定儀主要由熱電偶和電位差計(jì)組成。 （四）傳熱曲線 傳熱曲線的表現(xiàn)形式 Tm~t 自然數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：表示罐頭食品冷點(diǎn)處的溫度 Tm值隨殺菌時(shí)間 t 的變化； 21 （ TsTm） ~t 半對數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：因殺菌鍋操作溫度 Ts 與罐頭冷點(diǎn)溫度 Tm間差值的對數(shù)值與殺菌時(shí)間值 t 呈直線關(guān)系，故以殺菌溫度與冷點(diǎn)溫度的差值 TsTm為縱坐標(biāo)，且縱坐標(biāo)按對數(shù)規(guī)律安排。 Tm~t 半對數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：將（ TsTm） ~t 半對數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線繞橫轉(zhuǎn)動(dòng) 180176。，得到以殺菌時(shí)間為橫坐標(biāo)，以冷點(diǎn)溫度為縱坐標(biāo)的傳熱曲線。 傳熱曲線的類型 對流型和傳導(dǎo)型食品物料的傳熱曲線近似于直線，稱為簡單型曲線（ Single logarithmic curve）； 先對流后傳導(dǎo)型食品物料的傳熱曲線近似于兩根相交的直線，稱為轉(zhuǎn)折型曲線（ Broken logarithmic curve）。 這兩種類型的傳熱曲線因其有規(guī)律性，故可用于“公式法”或“列圖線法”計(jì)算殺菌值。 三、殺菌強(qiáng)度的計(jì)算及確定程序 （一）熱殺菌時(shí)間的推算 比奇洛（ Begelow）在 1920 年首先提出罐藏食品殺菌 時(shí)間的計(jì)算方法（基本法）。隨后，鮑爾（ Ball）、奧爾森（ Olsen）和舒爾茨（ Schultz）等人對比奇洛的方法進(jìn)行了改進(jìn)（鮑爾改良法）。鮑爾還推出了公式計(jì)算法。史蒂文斯（ Stevens）在鮑爾公式法的基礎(chǔ)上又提出了方便實(shí)際應(yīng)用的列圖線法。 比奇洛基本法。 基本法推算實(shí)際殺菌時(shí)間的基礎(chǔ)，是罐頭冷點(diǎn)的溫度曲線和對象菌的熱力致死時(shí)間曲線（ TDT 曲線）。 比奇洛將殺菌時(shí)罐頭冷點(diǎn)的傳熱曲線分割成若干小段，每小段的時(shí)間為（ ti）。假定每小段內(nèi)溫度不變，利用 TDT 曲線，可以獲得在某段溫度（ Ti）下所需的熱力致死時(shí) 間（τ i）。熱力致死時(shí)間τ i 的倒數(shù) 1/τ i 為在溫度 Ti 殺菌 1 min 所取得的效果占全部殺菌效果的比值，稱為致死率；而 ti/τ i 即為該小段取得的殺菌效果占全部殺菌效果的比值 Ai，稱為“部分殺菌值”。 將各段的部分殺菌值相加，就得到總殺菌值 A（或稱累積殺菌值）。 A=Σ Ai 比奇洛法的特點(diǎn)：①方法直觀易懂，當(dāng)殺菌溫度間隔取得很小時(shí)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際效果很接近；②不管傳熱情況是否符合一定模型，用此法可以求得任何情況下的正確殺菌時(shí)間；③計(jì)算量和實(shí)驗(yàn)量較大，需要分別經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定殺菌過程各溫度下的 TDT 值，再計(jì)算出致死率。 鮑爾改良法。針對比奇洛基本法需要逐一計(jì)算熱致死時(shí)間、致死率和部分殺菌值的繁瑣，鮑爾等人作了一些改進(jìn)，主要有兩點(diǎn)：①建立了“致死率值”的概念；②時(shí)間間隔取相等值。改進(jìn)后的方法稱為“鮑爾改良法”。 （ 1）致死率值： L= 1/t =lg1(T 121)/z 致死率值 L 的含義：對 F0=1 min 的微生物，經(jīng) T 溫度， 1 min 的殺菌效果與該溫度下全部殺滅效果的比值；也可表達(dá)為經(jīng)溫度 T， 1 min 的殺菌處理，相當(dāng)于溫度 121℃時(shí)的殺菌時(shí)間。 實(shí)際殺菌過程中，冷點(diǎn)溫度隨 時(shí)間不斷變化，于是， Li=lg1(Ti121)/z 微生物 Z 值確定后，即可預(yù)先計(jì)算各溫度下的致死率值 ，列成表格，以方便使用 。 （ 2）時(shí)間間隔： 鮑爾改良法的時(shí)間間隔等值化，簡化了計(jì)算過程。若間隔取得太大，會(huì)影響到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 整個(gè)殺菌過程的殺菌強(qiáng)度（總致死值）： Fp = ∑ (Li △ t)= △ t.∑ Li Fp 值與 F0 值的關(guān)系： F0 值指在標(biāo)準(zhǔn)溫度下（ 121℃）殺滅對象菌所需要的理論時(shí)間； Fp 22 值指將實(shí)際殺菌過程的殺菌強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的時(shí)間。判斷一個(gè)實(shí)際殺菌過程的殺菌強(qiáng)度是否達(dá)到 要求，需要比較 F0 與 Fp 的大小，要求： Fp ≥ F0 一般取 Fp 略大于 F0。 公式法和列圖線法。 公式法首先由鮑爾提出，經(jīng)過美國制罐公司熱學(xué)研究組簡化后，用來計(jì)算簡單型和轉(zhuǎn)折性傳熱曲線上殺菌時(shí)間和 F 值。公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中（含加熱階段和冷卻階段）冷點(diǎn)溫度的變化在半對數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的傳熱曲線進(jìn)行推算，以求得整個(gè)殺菌過程的殺菌值 FP，通過與對象菌的 F0 值對比，評判和確定實(shí)際需要的殺菌時(shí)間。公式法的優(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)，計(jì)算中容易發(fā)生錯(cuò)誤，并且 要求傳熱曲線必須呈有規(guī)律的簡單型曲線或轉(zhuǎn)折型曲線才能使用。 為了方便公式法的使用，奧爾森和史蒂文斯根據(jù)各參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，制作出如計(jì)算尺般的一系列計(jì)算圖線。使用者從殺菌操作溫度 TP、升溫時(shí)間 t罐頭冷點(diǎn)初溫 IT 等基礎(chǔ)參數(shù)出發(fā)，在計(jì)算圖線上查閱和作連線，最終可推算出實(shí)際殺菌操作所需的恒溫時(shí)間。但列圖線法只能適用于簡單型傳熱曲線。 （二）確定熱殺菌條件的步驟 用上述各種方法計(jì)算出的熱殺菌操作條件，還是屬于理想狀態(tài)，究竟能否實(shí)際使用，還需要經(jīng)過一系列的評判和測試。確定正確的殺菌條件的途徑如下圖所示。 第三節(jié) 熱處理技術(shù) 一、食品罐藏的基本過程 食品的罐藏就是把食品置于罐（ can， tin）、瓶（ bottle）或袋（ sac， sachet）中，密封后