Transcript 食品罐藏
第三章 食品罐藏 第一节 食品罐藏法简介 • 食品罐藏法 将食品密封在容器内，用高温热处理将绝 大多数微生物消灭并使酶失活，同时在能 防止微生物再次入侵的密封条件下获得食 品在室温下长期贮存的方法。 • 罐头食品：凡包装在密封容器内并经 高温灭菌的食品统称为罐头食品。 • 罐藏法的特点：常温可保藏1~2年;食 品安全卫生,但有营养价值的损失。 • 世界各地罐头消费情况 罐头生产工艺流程 制罐→ 空罐 → 空罐清洗消毒成品 ↓ 原料选择 → 预处理 → 装罐 → 预封 → 排气 → 密封 → 杀菌 → 冷却 → 贮 藏 → 检查 → 成品 生产工艺示意图 第二节 原料的选择和预处理 原料的选择 • 原料新鲜，形状规整，尤其对水产品 • 对畜产品可选择冷冻肉，但需经过僵直期 成熟的肉，肉在解冻后不能长期暴露在空 气中。选用的畜肉经卫生检验安全合格 • 果蔬原料，应选择成熟度适宜的，一般在 6～7成熟，无虫害，无农药残留 • 原料预处理 检查 → 分级 → 清洗 → 去除不用 组织（去皮、内脏、毛等）→ 切分 → 打浆 → 预煮 • 根据不同原料的特点，处理的步骤和条 件也不同。 第三节 空罐的处理与装罐 • 1.空罐的钝化 • 2. 空罐的清洗和消毒 • 3. 装罐要求 • 4. 预封 1.空罐的钝化 • 素铁空罐使用需经钝化处理。（素铁 罐指马口铁表面仅镀一层很薄的锡层， 由于锡和铁容易与食品中的成分发生 反应，使内壁腐蚀，产品变质，影响 风味） • 方法：空罐放入含有重铬酸钠、氢氧 化钠的药水中95℃浸泡10～15min，使 锡被氧化位氧化锡，由于氧化锡性质 稳定，不易被腐蚀，因此这个处理被 称为“钝化” 2. 空罐的清洗和消毒 • 空罐中可能含有微生物以及化学试剂 残留，因此装罐前需要消毒 • 方法：将容器在沸水中浸泡数分钟， 或采用高温水蒸汽喷射 3. 装罐要求 • 内容物食品品质一致。 目的：可以保证产品外观，提高利用率、 降低成本。具体项目：块大小一致，色 泽一致，形态一致，搭配均匀，数量接 近 • 快速完成装罐 目的：减少二次污染，保证高温装罐， 提高杀菌效率和真空度 • 保持较高的装罐温度（采用热装罐法） 热装罐法：指将食品预先加热到一定 温度后迅速装罐，趁热封罐，食品本身 因有热量，进入罐中后产生水蒸汽，同 时使空气膨胀逸出，从而使在罐头冷却 后内部形成一定真空度。 • 装罐时预留一定的顶隙 顶隙：指罐内食品表面与罐盖之间空隙的 垂直空间距离 • 容易出现的问题：顶隙过小时，罐盖易外 凸，冷却亦不能恢复，造成假胖，甚至产 生爆节现象；顶隙过大时，罐盖内凹，甚 至变形，顶隙大，相对罐内残留的氧气多， 易发生食品的氧化产生氧化腐蚀圈。 • 注意事项： ①受热后体积膨胀大的食品（如淀粉 含量高的食品）预留的顶隙应稍大。 ②易氧化变色，食品体积膨胀不大的 食品（如午餐肉）可少留顶隙。 ③采用回转杀菌的罐头要留足够的顶隙 ④一般顶隙保留在6.4~9.6mm，即装填度 达85%~95%，具体大小依食品性质、容 器性质、工艺条件确定 4. 预封 指产品在进入加热排气或抽真空工序之 前，先进行头道卷封工序，使罐身身沟 与罐盖盖沟边缘搭接，松紧程度达到罐 盖可沿罐身轴向旋转又不脱落，罐内气 体可自由逸出的程度。 • 预封的目的： ①罐内水蒸汽、空气自由逸出，又不会使 罐外冷空气进入，有助于提高真空度。 ②避免罐内食品、汤汁外溢 ③避免冷凝水落入罐内而污染食品 ④可防止管内温度迅速下降，保证罐头真 空度 ⑤预封可提高封口质量，避免高速封口时， 罐盖旋转抛出的现象。 • 注意事项： ①预封前，罐盖要打印生产日期、生产班 次等代码 ②预封时，预封机的回转速度要慢，避免 汤汁因离心力而外溢 第四节 罐头的排气 1.排气：食品装罐预封后，采用加热、 抽真空或喷射蒸汽法使罐内空气排出罐 外，然后迅速封罐，使密封后的罐头容 器内达到一定真空度，使用这种排除空 气的技术称为“排气”。 2. 排气的目的作用 2.1. 可抑制嗜氧菌和霉菌的生长繁殖 2.2.可提高罐内食品在杀菌时的传热效率，提 高杀菌效果 2.3. 防止杀菌时罐内空气膨胀造成的罐头假 胖或容器损坏 2.4.减少食品营养成分的破坏，保持食品色香 味 2.5. 减少罐头食品在贮藏期间出现罐内壁腐 蚀 3.排气的方法 3.1加热排气 • 将食品装入罐内，预封后送入排气箱加热一定 时间，使罐内温度达到70℃以上，从而保证达 到预定真空度。常用的有热装罐法、排气箱 加热排气法。 • 针对不同食品，加热排气的温度和时间都不同 • 加热排气的特点： ①受热时间长，排气较充分，对保持一定真空度 有利 ②能起一定杀菌作用，提高杀菌效率（能脱臭） ③对封口的要求小，罐内冷却后形成一定真空度 ④对食品色香味影响大 ⑤能耗大、占地大、设备重 3.2抽真空排气法 • 在封罐的过程中，利用真空泵将密封室的 空气抽出，使之形成一定真空度，罐头进 入封罐机密封室时，罐内空气在真空条件 下外逸，随后迅速封罐。 • 特点： ①可在短时间内完成操作，提高工作效率 ②未经加热的食品也可进行抽空排气，更 好保存食品的营养及风味 ③占地少，能耗少，方便 ④获得的真空度无法保持，罐内压力上升 ⑤易出现爆溢现象，产品质量不稳定 • 影响抽空排气法获得真空度的因素： ①封罐机即密封室的真空度 ②抽气时间 ③食品内部组织形态 ④封罐时罐内温度 抽空排气法的注意事项： ①“暴溢”现象及解决 ②真空度损耗及解决 3.3 蒸汽喷射排气法 • 将食品装至一定高度并压实，留一定顶隙， 然后送至密封部位被高温蒸汽喷射罐内顶 隙，从而部分空气被水蒸汽代替，然后迅 速封罐，水蒸汽冷凝，顶隙产生真空度 • 特点： 在普通封罐机上可装喷汽装置，可节省 排气箱及空间 生产能力大 喷射蒸汽时间短，排气不尽，不易达到 要求的真空度 蒸汽喷射排气法对装罐及食品的要求： • 适用糖水、盐水、或半流体罐头，对块状， 含气较多的水果罐头及无顶隙的午餐肉罐 头不适宜。 • 装物料时，要尽量压紧压实，把食品能空 气压出，但易把食品压变形或破坏 • 必须要有适当的顶隙，一般最小为8mm以 上。 4.罐头的压力和真空度 • 排气的最终目的是使罐内形成一定的真 空度，真空度对罐头的意义很大。 4.1 罐头的压力及影响压力变化的因素 A. 罐头食品的性质和罐头食品初温的影响 • 膨胀系数：一定量(1g)的食品加热使其温 度每升高1℃而引起其体积的变化(cm3)的多 少。 • 膨胀度：罐头食品在杀菌时的体积与密封 时体积的比值，以y表示。空罐体积的膨胀 度用X表示。 • 罐头容器的膨胀系数小，体积几乎不变， 而食品膨胀系数大，加热后体积迅速增大， 受罐头体积的制约，水蒸汽被压缩，使罐 内压力上升。 • 食品含水越多，杀菌温度越高，压力越大； • 经过加热排气可减少罐内压力的变化； 影响罐内压力的因素 B.罐头容器材料的性质的影响 • 原因：加热时容罐体积能随材料的热膨胀的增 大，马口铁有一定的弹性，当内外压力失去平 衡时，罐壁会发生弹性变化（凸起，或凹入） 但不同性质和厚度的材料的所能承受的弹性应 力是不同的，它们有存在极限的弹性应力，临 界压力，当所受的应力（压力）在限值以下时， 压力突然取消，变形可复原，超过极限时，变 到不可复原，甚至发生永久破坏。 • a、为提高罐头容器抵抗内压过大引起膨 胀变形（破坏）的能力，可通过增加加强 筋或膨胀圈解决。 • b、杀菌的冷却阶段，由于罐外压力下降 较快，造成罐办压力严重超压而引起容器 破坏，可采取反压冷却或及杀菌的方式来 解决。 C. 食品装填度的影响 • 装填度：罐头密封时罐内装食品的体积占 空罐体积比例 一般来说，食品的装填度定在0.85~0.95 之间，具体要根据食品的性质（热膨胀度 决定） D.杀菌和冷却过程的影响 • 密封：P1=P1气+P1空=P0 • 杀菌：P2=P11气+P11空 • 对空气有： • 对马口铁罐，若要减小P2值有： a、若y﹥x，则减小f值，若y < x，则增 加f值。 b、增加T1，则使得P2减小。 • 对玻璃罐:玻璃罐的x可看作1,为减小P2， 若y较大时需减少f。 • 对铝质罐：x较大，承受压力小，需要用 反压杀菌 • 临界压力……在加热杀菌时，罐藏容器 发生永久变形时所承受的罐内外压差， 用ΔP临表示 • 允许压力差：小于临界压力又不致使罐 头容器产生变形的压力差，用ΔP允表示 • 在允许压力差内，容器变形为弹性变形 4.2 罐头的真空度及影响真空度的因素 • 罐头真空度：按罐头的内压力低于罐外 大气压时罐内外压力差，等于罐外压力 减去罐内压力。 影响罐头真空度的因素： • 1.密封温度 • 2.顶隙大小 • 3.原料的性质 • 4.杀菌温度的影响 • 5.冷却驻芷温度的影响 • 6.大气压及海拔度的影响 第五节 罐头的密封 1. 罐头密封的定义及意义 密封：指将罐芷容器的各个敝口封闲起来，使罐内 食品与外界完全隔绝，罐内外气体完全不能联 通，使罐头保持高密封状态的操作。 意义：良好的密封是罐头食品不再受到外界污染而 发生腐蚀变质的保证。密封与杀菌是使罐头食 品长期安全保藏的重要工序。 2. 马口铁罐的密封与二重卷边 • 2.1 二重卷边：用两个具有不同形状槽沟 的卷边滚轮顺次地将罐身翻边和罐盖购边 同时弯曲，相互卷合，最后形成二者相互 紧密的重叠的卷边。 • 2.2 原理 二重卷边的形成是由压头，托底板，头道 滚轮，二道滚轮四个却位共同作用完成。 • 压头：用于固定和稳住罐头，不让封罐 时发生滑动，保证卷边质量。 • 托底板：将覆有罐盖的罐头向上提升， 使罐盖嵌入压头，并在固定罐头的作用 （托板上有嵌槽）。 • 滚轮：滚轮是形成卷边的主要部件，分 为头道滚轮和二道滚轮。 2.3 卷边过程 • 1、罐头固定不动，滚轮围绕罐身做圆周运 动和自转运动， • 2、罐头高度旋转，滚轮做低速自转，使压 槽逐步径向切入。 带动滚化压槽运动的像轮或装在偏心轴 上，实际上是一凸轮，凸轮的低速自 轮使其带动的滚轮沿径向运动。 2.4 二重卷边结构与质量指标 质量指标 • 轻工部规定，评价密封程度用迭接率， 紧密度（皱汉度）接缝盖钩完整度来作 指标，当且仅当三个指标都大于等于50% 以上时，二重卷边才为合格 迭接率（OL%≥50%） 卷边部位上的身钩与盖购实际迭接实际迭 接的长度与理论迭接长度之百分比值。 紧密度TR%（中小型罐紧密度≥50%，大型罐 紧密度≥75%） 指盖钩边缘上凹凸不平的皱纹延伸程度占 整个盖钩长度的比例来划分级别，占的比 例较高，皱纹度越大，紧密度越大。 • 接缝盖钩完整率(JR%) 指卷边接缝盖钩形成的内垂唇造成盖钩 宽度不足，垂后有效盖色占整个盖钩宽 度、比例。 2.5 二重卷边常见质量问题 • 1、卷边皱纹 • 2、卷边“滑口”（即卷边不完全） • 3、“假卷边”（罐身钩与盖钩没发生钩合） • 4、卷边破裂（罐身接缝处卷边铁皮断裂） • 5、铁舌（垂唇） • 6、翻牙形 2.6 封罐机械 • 1、半自动封罐机 • 2、自动封罐机 • 3、真空自动封机 3. 玻璃罐（瓶）的密封 1. 卷封式玻璃罐（过去常用，现在几乎很 少用） • 特点：容易大（500ml），密封性好，能 耐高温杀菌，能装各种食品，封口简单。 • 缺点：外形不美观，开启困难。 2. 螺旋式的玻璃罐 • 特点：密封性好，热装罐排气后可形成较 高真空度，开启困难。 • 适用：酸黄瓜、花生酱、果酱等。 • 结构：罐口有连续规划的突出螺纹线，一 般有两条，围绕罐0以均衡斜度旋向下方， 罐盖采用镀锡板制成，内有螺纹线槽，正 好与罐口螺纹线吻盒 。盖内有垫圈，增加 密封性。 3. 旋转式玻璃罐 （目前使用广泛） • 特点：开启容易，盖子可重复使用。 • 适用：广泛用于果酱、调味酱、果冻、矿泉等产 品。 • 结构：罐口有3~6条突出倾斜且不连续的螺纹线， 每条螺纹线尾端与第二线的始端交错衔接，根据 螺纹线条烽分为三旋式、四旋式或六旋式玻璃罐。 罐盖有相对应于纹数的凸出盖瓜（盖瓜有一定深 度），盖瓜在旋转后，有力地扣在螺纹线上。盖 内则浇有衬垫，以增加盖的密封性。 • 机械：手工或旋盖拧紧机。 第五节 罐头的杀菌和冷却 1. 罐头杀菌的目的原则及含义 1.1 目的：杀死食品所污染的致病菌，产毒 菌、腐蚀菌，并破坏食品的酶使食品耐藏 二年以上而不变质。 1.2 原则：在保证达到杀菌要求的前提下， 最大限度保存食品品质和营养价值，最好 还能利于改善食品品质。 • 1.3 含义： • 罐头杀菌达不到灭菌的水平，如果罐头无 限制地升温达到灭菌效果，必然降低食品 的风味和营养，结合考虑两者的影响，罐 头的杀菌只要求达到杀死致病菌，同时控 制使食品腐败的非致病微生物的活动，达 到规定的保存期，因此，罐头的杀菌又称 为“商业杀菌”。 2. 罐头食品的腐败及腐败菌 • 2.1 食品的PH值及分类 • 不同食品的PH不同，一般鱼肉类及大部分 蔬菜多为低酸或中酸性食品，而水果、番 茄多为酸性及高酸食品。 • 在罐头工业中，常常以肉毒素状牙狍杆菌 作为依据划为食品。 2.2 罐头食品杀菌对象菌的确定 • 由于一种食品可能会污染几种微生物， 但不同菌污染程度，对罐头的破坏性及 耐热性不同，因此在制定杀菌公式时必 须选择有代表性的微生分作为杀菌对象 菌，确保杀菌原产品的安全。 • 确定条件： • a、罐头食品中最常见的 • b、耐热性强 • c、能引起食品中毒的细菌 • d、若有芽狍存在时，以杀灭芽狍为主 • e、适宜于缺氧环境中生长的 • 根据上述条件，确定杀菌对象 PH＞4.6时,低酸性食品的杀菌对象菌，有 ①肉毒梭状芽孢杆菌 ②梭状芽孢杆菌属 ③嗜垫脂肪芽孢杆菌 ④凝结芽孢杆菌 ⑤酪酸梭菌 ⑥巴氏固氮梭状芽孢杆菌 • PH＜4.6的酸性和高酸食品: 以酵母作为对象菌，番茄制品常会出 现凝结芽孢杆菌（凝结芽狍杆菌） • 为什么我国将肉毒梭状芽孢杆菌作为低 酸食品（PH＞4.6）的杀菌对象菌？ 2.3 常见罐头的腐败变质 • 胀罐 • 平盖酸败 • 变黑或硫嗅腐败 • 发霉 • 总之：罐头杀菌不足，罐头密封不严或裂 漏，杀菌前污染严重是造成罐头食品出现 腐蚀变质的原因。 • 造成罐头杀菌不足的重要原因是杀菌工艺 条件不合理，此外，操作不当，车间卫生 状况，反料污染情况与等也会影响杀菌效 果。 3. 细菌的耐热性 • 罐头的杀菌是采用热力法杀菌、加热可 促使微生物死亡的原因：一般以为微生 物细胞内蛋白受热凝固变性、酶失活， 从而失去新陈代谢的能力。 3.1 影响微生物耐热性的因素 • A、菌种及菌株，及其生活经历 • B. 热处理温度 • C.原始活菌数（污染程度） • D. 热处理时介质或食品成份的影响 3.2 细菌耐热性特征的描述 • 3.2.1、热力致死时间曲线和热力致死率 曲线 • （1）热力致死温度：对食品中的某种细 菌或芽孢有杀灭作用的温度。（它不是一 温度点，而是一个温度范围，在应用时指 这一范围当中的某一温度点） • （2）热力致死时间：就是在某个热力致死温度 下保持恒定不变，将处于一定条件下的悬浮液或 食品中的某一菌种的细胞或芽孢全部杀死所必需 的最短的热处理时间。 • 注：热力致死时间因菌种的种类，致死温度，污 染杀菌的程度而异，它可表示不同的热力致死温 度时细菌芽孢的相对耐热性，也可以表示不同菌 芽孢在相同的致死温度下的相对耐热性。 • （3）热力致死时间曲线（TDT曲线） • 若以热力致死温度为横坐标，热处理时间 的对数值为纵坐标得一个半对数坐标图， 根据各热力致死温度的相对应的热力致死 时间在坐标上标示，得到相应的即为TDT曲 线。 • 注：TDT曲线表明：热力致死温度提高、热 力致死时间缩短，且热力致死规律按指数 递减。 • （4）热力致死速率曲线 • 若以纵坐标为单位物料值内细菌数或芽孢数的对 数值，以横坐标为处理时间，在一定环境条件及 一定致死温度对物料进行热处理，不同的时间有 相应的残存活菌数，在半对数坐标图上标出，得 到曲线为热力致死速率曲线（或称残存活菌数曲 线） • 注：该曲线为直线，表明：加热时间越长，残存 的活菌数越少，且时间致死规律按指数递减。 3.2.2 D值，F值和Z值（耐热性参数） • （1）D值(Decimal reduction time)：在 一定的处理中和一定热力致死温度下，每 杀死90%原有残存活菌数所需的时间。 • D值越大，微生物死亡速度越微生物耐热 性越强 • D值与原始菌数无关 • 加热时间无论经过多少个D值，活菌残存 量不会等于0,当n指数为负值时，从微观 上看，活菌数显然没有意义，但从宏观上 看，它表示某一批罐头中，经加热杀菌， 还可能出现有活菌的罐头的机率。 • D值与温度密切相关，要标明 D121.1℃=30″,D110℃=5′ • D值受多种因素影响 • Z值：是加热致死时间曲线的斜率的倒数，即 TDT曲线纵坐标致死时间为一个对数循环时， （即加热时间是10倍变化时）相对应的温度的 变化。 • Z值表示微生物的抗热能力，Z值越大微生物的 耐热性越强，不同种类微生物的Z值不相同， 对肉毒杆菌，它的Z值=10℃。 • F值：要确定某一种罐头食品的杀菌条件，需 要有一个衡量其杀菌公式的标准，为此，首先 要从理论上研究杀菌效率值，该值表示杀菌效 果的一种数值。而D值，Z值无法解决这个问题， 因此，罐头工业以F值来表示。 • F值定义：在恒定的加热标准温度条件下，消 灭一定数的细菌营养或芽孢所需要的时间（分 钟）。 • 定义中所说的标准温度，对低酸食品（PH ＞4.6）规定为121℃或121.2℃，对酸性或 高酸食品规定为100℃。 • 定义中所说一定数量的微生物指要杀灭的 微生物的浓度，根据所达的对象菌不同， 浓度的规定不同，对肉毒杆菌，规定浓度 为1012芽孢/ml减到100，而对生芽孢杆菌规 定由105减少到100。 4. 罐头的传热 • 4.1 罐头的传热曲线 罐头传热的方式 • 传导——指热量由能量高的分子向邻近 低能分子依次传递的方式。 • 对流——借助于液休和气体流动传递热 的方式，即流体内部分上的质量发生相 对位移而产生的热交换。 • 对流传导（结合或传热） 传热方式的曲线 • （1）简单的加热曲线：纯粹的对流加热或传导 加热食品，它的传热曲线在半对数坐标上是一 条直线，根据直线的斜率可知传热的快慢。 • （2）转折加热曲线：对先对流传热，后传导传 热的食品，其传热曲线为两条不同斜率的直线 组成，两直线的交点称为转折点。 4.2 影响罐头传热的因素 • (1)、罐头食品的物理特性 • ①流体食品 • ②半流体食品 • ③固体食品 • ④流体和固体装食品 • (2)、罐头容器材料的特性 材料的热导热性、罐壁厚度、容器形状及 几何尺寸 • (3)、罐头食品的初温 • 一般地，初温与杀菌温度之差越小，加热 时间越短，（这里对于传导传热型罐头而 言），对流传热食品初温对加热时间影响 不明显 • (4)、杀菌锅的形式及罐头的放置 • 杀菌锅形式： • 静置式：传热效果差，不同部位，效果不 同，处于蒸汽喷嘴运内罐头传热效果差。 • 旋转式：传热效果好，但与旋转速度有关， 速度太慢或太快，顶隙在罐头的位置始终 不动，起不到搅动作用 4.3 罐头传热状态的测定 • 要了解罐头的杀菌情况，就要了解罐头在 加热杀菌时内部温度的变化即了解罐头的 传热情况。 • 常采用CTD型测温仪和ZqCD一下型温度记 录仪。 • 工作原理，采用热电偶及电位差组成，两 条不同金属丝组成闭合回路，金属丝的焕 接点处于不同的温度介质中，当两者有温 差时即产生电动势，电动势随着温差大小 而变大，若其中一端介质温度固定，另一 端的温度就可通过电动势的电位差表示出 来。 • 测温点：一般测温点应在冷点位置。 5. 罐头食品杀菌时间及F值的计算 • 1、安全F值的估算，即理论杀菌效率值（F表示） F=D（lga-lgb） • 2、实际杀菌效率值的计算在实际杀菌过程中，由 于罐内温度是变化的，而并非长时保持121.1℃， 罐内温度由低到高再到低变化，当温度升到对从 有致死作用来一值时就会有部分从被杀菌。因此， 实际杀菌效率值应是各个温度下杀菌效率值的总 和。 • 加热杀菌时间一般计算法（通过部分杀菌 效率值求和A）（比奇经基本推效法） • A总>或＝1，说明杀菌彻底，否则不彻底。 6. 罐头杀菌操作 • 6.1杀菌规程表示 • T杀菌锅的最高温度 • I1——升温时间 • I2——恒温时间 • I3——降温时间 6.2 杀菌操作应注意的问题 • 1、尽可能保持罐内食品的初温，即缩短从封 罐到杀菌之间停留的时间，此时，罐内食品的 初温以最初装装时罐头初温为标准。 • 2、杀菌前应以将杀菌锅中空气排净。 • 3、尽量缩短升温时间 • 4、严格控制恒温时的温度和时间 • 7、反压冷却操作（前已讲述） • 8、贮芷 • 9、检查：主要有内容物的检查和容 器外观检查 思考题 • 1.影响微生物耐热性的因素有哪些？ • 2.高温如何影响食品中酶的活性？ • 3.罐头为何要排气？常见的排气方法有哪 些？ • 4.封罐时要注意哪些问题？ • 5.罐头食品常用的杀菌方法有哪些？