食品的熱加工

第三章食品的熱加工第一節(jié)熱處理的目的2-1：常用的熱處理熱處理產(chǎn)品工藝參數(shù)預(yù)期變化不良變化保熱燙藏蔬菜、水果蒸汽或熱水加熱90-100℃鈍化酶，除氧，減菌，削減生苦味，處轉(zhuǎn)變質(zhì)構(gòu)理乳、啤酒、果汁、肉、75-95℃殺滅致病菌殺菌蛋、面包、即食食品變化殺菌乳、肉制品、水果、加熱到＞100℃殺滅微生物及其孢蔬菜子變化轉(zhuǎn)蒸煮化蔬菜、肉、魚蒸汽或熱水加熱90-100℃蛋白質(zhì)變性，淀粉處糊化理烘烤肉、魚干空氣或濕空氣加熱到＞215℃轉(zhuǎn)變色澤，形成外殼，蛋白質(zhì)變性，誘變性物質(zhì)殺菌，降低水分面包形成外殼，淀粉糊化，構(gòu)造和體積變化，水分削減，色澤變化油炸肉、魚、土豆油中加熱到150-180℃形成外殼，色澤變化，蛋白質(zhì)變性，養(yǎng)分素?fù)p失、流失淀粉糊化其次節(jié)熱處理原理食品的殺菌方法有多種，物理的如熱處理、微波、輻射、過濾等，化學(xué)的如各種防腐劑的殺菌方法，同時(shí)也成為用其它殺菌方法時(shí)評(píng)價(jià)殺菌效果的根本參照。熱殺菌的主要目的是殺滅在食品正常的保質(zhì)期內(nèi)可導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的微生物菌及鈍化酶活性的要求，又盡可能使食品的質(zhì)量因素少發(fā)生變化?！矞囟群蜁r(shí)間，就必需爭(zhēng)辯微生物的耐熱性，以及熱量在食品中的傳遞狀況。一、微生物的耐熱性〔一〕影響微生物耐熱性的因素1、污染微生物的種類和數(shù)量。種類。各種微生物的耐熱性各有不同，一般而言，霉菌和酵母的耐熱性都比較低，在50-60℃條件下就可以殺滅；而有一局部的細(xì)菌卻很耐熱，尤其是有些細(xì)菌可以在不適宜物。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。污染量。微生物的耐熱性，與肯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(zhǎng)。2、熱處理溫度。在微生物生長(zhǎng)溫度以上的溫度，就可以導(dǎo)致微生物的死亡。明顯，微生物的種類不同，其最低熱致死溫度也不同。對(duì)于規(guī)定種類、規(guī)定數(shù)量的微生物，選擇了某一個(gè)溫度后物的死亡就取決于在這個(gè)溫度下維持的時(shí)間。3、罐內(nèi)食品成分。pHpH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。脂肪。脂肪含量高則細(xì)菌的耐熱性會(huì)增加。糖。糖的濃度越高，越難以殺死食品中的微生物。蛋白質(zhì)。食品中蛋白質(zhì)含量在5%左右時(shí)，對(duì)微生物有保護(hù)作用。鹽。低濃度食鹽對(duì)微生物有保護(hù)作用，而高濃度食鹽則對(duì)微生物的抵抗力有減弱作用。植物殺菌素。有些植物〔如蔥、姜、蒜、辣椒、蘿卜、胡蘿卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等被稱為植物殺菌素。〔二〕對(duì)熱殺菌食品的pH值分類酸的環(huán)境中還能存活或生長(zhǎng)的微生物往往不耐熱。這樣，就可以對(duì)不同pH值的食品物料承受不同強(qiáng)度的熱殺菌處理，既可到達(dá)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(duì)熱處理食品按pH性〔≤3.7、酸性〔＞3.7-4.、中酸性〔＞4.6-5.〕和低酸性〔＞5.0〕這四類，也有分為高酸性〔4.0、酸性4.0-4.〕和低酸性〔4.〕這三類的，還有其它一些劃分法。但從食品安全和人類安康的角度，只要分成酸性〔≤4.6〕和低酸性〔＞4.6〕兩類即可。這是依據(jù)肉毒梭狀芽孢桿菌的生長(zhǎng)習(xí)性來打算的菌在p≤4.8〔也就不會(huì)產(chǎn)生毒素p4.6所以，pH4.6被確定為低酸性食品和酸性食品的分界限。另外，科學(xué)爭(zhēng)辯還證明，肉毒桿菌在枯燥的環(huán)境中也無法生長(zhǎng)。所以，以肉毒桿菌為對(duì)象菌的低酸性食品被劃定為pH＞4.6、aw＞0.85pH4.6的食品都必需承受基于肉毒桿菌耐熱性所要求的最低熱處理量。在pH≤4.6度的熱處理過程。酸或酸性食品的方法使整罐產(chǎn)品的最終平衡pH值在4.6以下，這類產(chǎn)品稱為“酸化食品酸化食品就可以依據(jù)酸性食品的殺菌要求來進(jìn)展處理。〔三〕微生物耐熱性參數(shù)1、熱力致死溫度：表示對(duì)于特定種類的微生物進(jìn)展殺菌到達(dá)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。2、熱力致死時(shí)間曲線Thermaldeathtimecurve，簡(jiǎn)稱TDT曲線環(huán)境中肯定數(shù)量的某種微生物恰好全部殺滅所承受的殺菌溫度和時(shí)間組合?！矆D：TDT曲線〕熱力致死時(shí)間曲線方程：t T Tlgt1 2Z 12TDT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)。3、F0值：?jiǎn)挝粸閙inTDT121.1121.1℃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)。明顯，F(xiàn)0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-121.1℃時(shí)的殺菌時(shí)間：F0=tlg-1[(T－121.1)/Z]4、Z值：?jiǎn)挝粸椤妫菤⒕鷷r(shí)間變化10倍所需要相應(yīng)轉(zhuǎn)變的溫度數(shù)。在計(jì)算殺菌強(qiáng)度Z=10℃；在酸性食品中的微生物，100℃或以下殺菌的，通常取Z=8℃。5、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〔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(duì)數(shù)曲線，即微生物的殘存數(shù)量按對(duì)數(shù)規(guī)律變化。〔圖：熱力致死速率曲線〕熱力致死速率曲線方程：t=D(lga－lgb)在熱力致死速率曲線上，假設(shè)殺菌時(shí)間t足夠大，殘存菌數(shù)可消滅負(fù)數(shù)1-1乃至這是一種概率的表示。6、D值：?jiǎn)挝粸閙in90%特定的微生物D耐熱性越強(qiáng)。7、F0=nD：將殺菌終點(diǎn)確實(shí)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)、更便利，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了環(huán)境和治理對(duì)殺菌操作的重要性。通過F0=nD，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。n足夠大，則殘存菌數(shù)b足夠小，到達(dá)某種可被社會(huì)〔包括消費(fèi)者和生產(chǎn)者〕承受的安全“殺菌程度好的條件下在正常的銷售期內(nèi)不生長(zhǎng)生殖。二、食品的傳熱在實(shí)際生產(chǎn)中，必需考慮食品的傳熱問題?！惨弧硞鳠岱绞綗岬膫鬟f方式有三種：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。對(duì)于罐藏食品的內(nèi)容物來說，只有傳導(dǎo)和對(duì)流兩種方式。依據(jù)罐內(nèi)容物的特性，其傳熱型式有如下幾種。完全對(duì)流型——液體物料假設(shè)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；完全傳導(dǎo)型——固體物料如午餐肉、烤鵝等；〔3〔先〕傳導(dǎo)〔后〕對(duì)流型——受熱熔化的物料，假設(shè)醬等；〔4〔先〕對(duì)流〔后〕的淀粉質(zhì)；〔5〕誘發(fā)對(duì)流型——借助機(jī)械力氣產(chǎn)生對(duì)流，如對(duì)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(duì)流?！捕秤绊憘鳠岬囊蛩?、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。2、初溫I，initialtemperatur3、容器。對(duì)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。4、殺菌鍋。靜置式殺菌鍋與回轉(zhuǎn)式殺菌鍋的區(qū)分?！踩硞鳠釡y(cè)定指對(duì)罐頭中心溫度〔或稱冷點(diǎn)溫度的測(cè)定，冷點(diǎn)指罐頭在殺菌冷卻過程中，溫度變化2-4cm處。p傳熱測(cè)定的目的〔2〕為改進(jìn)、修理設(shè)備和改進(jìn)操作水平供給技術(shù)依據(jù)〕得出罐內(nèi)食品所承受的殺菌值F，p推斷罐頭食品的殺菌效果。罐頭中心溫度測(cè)定儀主要由熱電偶和電位差計(jì)組成?！菜摹硞鳠崆€1、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；msm〔Ts-T〕~t半對(duì)數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：因殺菌鍋操作溫度T與罐頭冷點(diǎn)溫度T 間差值的msm對(duì)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Ts-Tm為縱坐標(biāo)，且縱坐標(biāo)按對(duì)數(shù)規(guī)律安排。Tm~t半對(duì)數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：將〔Ts-T〕~t180°，得到m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。2、傳熱曲線的類型對(duì)流型和傳導(dǎo)型食品物料的傳熱曲線近似于直線，稱為簡(jiǎn)潔型曲線〔Singlelogarithmiccurv；〔Brokenlogarithmiccurv。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〔根本法。隨BalOlse〕Schult〕〔鮑爾改進(jìn)法。鮑爾還推出了公式計(jì)算法。史蒂文斯〔Stevens〕在鮑爾公式法的根底上又提出了便利實(shí)際應(yīng)用的列圖線法。1、比奇洛根本法。〔TDT曲線。t〔。假定每小ti段內(nèi)溫度不變，利用TDT曲線，可以獲得在某段溫度〔T〕下所需的熱力致死時(shí)間〔τ。i ii熱力致死時(shí)間τii

1/τ

為在溫度Ti

1min所取得的效果占全部殺菌效果的比值，i稱為致死率；而ti/τi即為該小段取得的殺菌效果占全部殺菌效果的比值A(chǔ)，稱為“局部殺i將各段的局部殺菌值相加，就得到總殺菌值A(chǔ)〔或稱累積殺菌值。A=ΣAi很接近；②不管傳熱狀況是否符合肯定模型，用此法可以求得任何狀況下的正確殺菌時(shí)間；③計(jì)算量和試驗(yàn)量較大，需要分別經(jīng)試驗(yàn)確定殺菌過程各溫度下的TDT值，再計(jì)算出致死率。2、鮑爾改進(jìn)法。針比照奇洛根本法需要逐一計(jì)算熱致死時(shí)間、致死率和局部殺菌值的繁瑣，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“鮑爾改進(jìn)法致死率值：L=1/t=lg-1(T-121)/z致死率值LF0=1minT溫度，1min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，1min121℃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=lg-1(Ti-121)/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，以便利使用。時(shí)間間隔：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.∑LiFpF0值的關(guān)系：F0值指在標(biāo)準(zhǔn)溫度下〔121℃〕殺滅對(duì)象菌所需要的理論時(shí)間；Fp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)間度是否到達(dá)要求，需要比較F0Fp的大小，要求：Fp≥F00一般取FpF。03、公式法和列圖線法。性傳熱曲線上殺菌時(shí)間和F值。公式法是依據(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(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的傳熱曲線進(jìn)展推算FF

值比照，評(píng)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P 0求傳熱曲線必需呈有規(guī)律的簡(jiǎn)潔型曲線或轉(zhuǎn)折型曲線才能使用。般的一系列計(jì)算圖線。使用者從殺菌操作溫度T

、升溫時(shí)間t

、罐頭冷點(diǎn)初溫IT等根底參P 1線法只能適用于簡(jiǎn)潔型傳熱曲線?！捕炒_定熱殺菌條件的步驟需要經(jīng)過一系列的評(píng)判和測(cè)試。確定正確的殺菌條件的途徑如以下圖所示。第三節(jié)熱處理技術(shù)一、食品罐藏的根本過程食品的罐藏就是把食品置于罐cati、瓶bottl〕或袋sasache〕中，密封后加熱殺菌，借助容器防止外界微生物的入侵，到達(dá)在自然溫度下長(zhǎng)期存放的一種保藏方法?！舶⊕x、清洗、去皮核、修整、預(yù)煮、漂洗、分級(jí)、切割、調(diào)味、抽空等工序、裝罐、排氣、密封、殺菌、冷卻和后處理〔包括保溫、擦罐、貼標(biāo)、裝箱、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸〕等工序組成。有的工序，因此也就是罐藏食品生產(chǎn)的根本工序。并未很快地推廣開來和形成規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)代意義上的罐藏食品，消滅于18世紀(jì)末的法國(guó)。糖食業(yè)主尼古拉阿培爾〔NicolasAppert〕為獲得拿破侖政府征求軍隊(duì)食品保存方法的賞金，經(jīng)過十年的努力，制造了用玻璃瓶密封并加熱來長(zhǎng)期保存食物的方法，西文〔罐頭〕殺菌”一詞即源于此appertizatio〔一〕裝罐1、容器的預(yù)備。主要是對(duì)選定容器的清潔處理。2、裝罐的工藝要求。裝罐快速，不要積壓。保證凈重和固形物含量。原料需合理搭配。保存適當(dāng)頂隙。3、裝罐的方法。人工裝罐法：適用于①需要合理搭配，②有排列要求，③經(jīng)不起機(jī)械性摩擦和沖擊的原料。簡(jiǎn)便易行，適應(yīng)性廣；但效率低，偏差大，操作面積大，衛(wèi)生狀況把握難。機(jī)械裝罐法：適用于較均勻的原料〔顆粒態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)。效率高，裝量準(zhǔn)確，連續(xù)性好，易于把握衛(wèi)生條件，占地面積?。坏m應(yīng)性小。4、預(yù)封。將罐身與罐蓋初步鉤合，罐蓋能自由轉(zhuǎn)動(dòng)但不能脫落。預(yù)封的目的：①留有排⑤便于使用高速封罐機(jī)。預(yù)封一般用于需要熱力排氣的產(chǎn)品，并非全部產(chǎn)品所必需?！捕撑艢?、排氣的目的。降低殺菌時(shí)罐內(nèi)壓力，防止變形、裂罐、脹袋等現(xiàn)象。防止好氧性微生物生長(zhǎng)生殖。減輕罐內(nèi)壁的氧化腐蝕。防止和減輕養(yǎng)分素的破壞及色、香、味成分的不良變化。2、排氣方法熱灌裝法：將加熱至肯定溫度的液態(tài)或半液態(tài)食品趁熱裝罐并馬上密封，或先裝固態(tài)食品于罐內(nèi)，再參加熱的湯汁并馬上密封。密封前罐內(nèi)中心溫度一般把握在80℃左右。特別適合于流體食品，也適合塊狀但湯汁含量高的食品。加熱排氣法：預(yù)封后的罐頭在排氣箱內(nèi)經(jīng)肯定溫度和時(shí)間的加熱，使罐中心溫度到達(dá)80℃左右，馬上密封。特別適合組織中氣體含量高的食品。蒸汽噴射排氣法：在專用的封口機(jī)內(nèi)設(shè)置蒸汽噴射裝置，臨封口時(shí)噴向罐頂隙處的蒸汽驅(qū)除了空氣，密封后蒸汽冷凝形成真空。該法適合于原料組織內(nèi)空氣含量很低的食品。需要有較大的頂隙。熱力排氣法形成真空的機(jī)理：利用飽和蒸汽壓隨溫度的變化，是形成真空的主要緣由；內(nèi)容物體積隨溫度的變化，也是形成真空的緣由之一。真空排氣法：利用機(jī)械產(chǎn)生局部的真空環(huán)境，并在這個(gè)環(huán)境中完成封口。該法的適用范圍很廣，尤其適用于固體物料。罐內(nèi)必需有頂隙。3、影響罐內(nèi)真空度的因素密封溫度頂隙大小殺菌溫度食品原料環(huán)境溫度環(huán)境氣壓〔三〕密封1、金屬罐密封〔身蓋鉤疊接的程度〕要求不低于50%；②嚴(yán)密度〔蓋鉤上平伏局部占整個(gè)蓋鉤寬度的比例〕要求大于50%；③接縫蓋鉤完整率〔接縫處蓋鉤寬度占正常蓋鉤寬度的比例〕要求大于50；還要求二重卷邊平伏、光滑，不存在垂唇、牙齒、銳邊、快口、跳封、假封等現(xiàn)象。2、玻璃罐密封有卷封與旋封等形式。3、軟包裝袋密封主要承受熱封合，有熱沖擊式封合，熱壓式封合等形式?！菜摹成虡I(yè)殺菌系統(tǒng)1、間歇式或靜止式殺菌鍋。2、連續(xù)式殺菌鍋系統(tǒng)。3、無籠殺菌鍋。4、連續(xù)回轉(zhuǎn)式殺菌鍋。5、靜水壓殺菌器?！参濉忱鋮s殺菌時(shí)間到達(dá)后，罐頭應(yīng)快速冷卻。冷卻方法：①水池冷卻，