导图社区 食品加工与保藏原理——食品罐藏
食品加工与保藏原理——食品罐藏知识梳理，包括基本原理、罐藏食品腐败、罐藏工艺三部分内容。
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食品罐藏
概述
热处理条件
UHT
HTST
漂烫
灭酶
巴氏杀菌
罐头食品
经加工处理、罐装、密封、加热杀菌等工序加工而成的商业无菌罐装食品
商业无菌
不含致病菌，不含常温下繁殖的非致病菌
罐藏
概念
经过一定处理的食品装入包装处理
密封、杀菌→杀灭大部分微生物的营养细胞
维持密闭、真空
室温下长期保存
原理
热处理杀灭腐败菌，达到商业无菌
真空技术，抑制可能残存的芽孢生长繁殖
基本原理
热处理对微生物的影响
微生物生长繁殖的温度依赖性
微生物生长温度三基点
最低
最适
最高
都能生长，速率不同
微生物耐热性及其表述方式
耐热性：微生物对热的抵抗力，遭受一定时间高温处理时表现出的耐受力
温度高于最适生长温度，生长繁殖受到抑制或杀灭
不同微生物的耐热性
嗜冷菌最差，嗜热菌最强，厌氧菌次之
产芽孢更强
芽孢＞营养细胞
低酸性罐头主要目标：杀灭芽孢
稳定期＞生长期
表述方式
热力致死速率曲线
横坐标：加热时间 纵坐标：lg细菌数/芽孢数
微生物及其芽孢热处理时死亡数按指数递减aka对数循环下降
D值
一定环境、一定温度，杀死90%活菌所需时间
反应细菌死亡速率，热力致死速率曲线斜率
与耐热性成正比
不受原始菌数影响
与热处理温度、菌种、环境有关
TRT值 Thermal Reduction Time
热力指数递减时间
一定热力致死温度，细菌或芽孢数减少10^n所需时间
TRT=nD
热力致死时间曲线TDT
横坐标：温度 纵坐标：lg热力致死时间
热力致死时间：温度不变，全部杀死所需时间
不同热力致死温度下细菌、芽孢的相对耐热性
Z值
热力致死时间曲线上，横过一个对数循环 （热力致死时间改变一个数量级）所需改变的温度
Z越大，改变温度获得的杀菌效果越差
F值
121.1℃的热力致死时间
与原始菌数有关
仿热力致死时间曲线
横坐标：热处理温度
纵坐标：lgD
影响因素
微生物自身
微生物种类
芽孢耐热性
酶与蛋白质结合
芽孢中水分形式
灰分含量少
脂肪含量高
生理状态与所处环境
稳定期＞对数期
成熟芽孢＞未成熟芽孢
较高温度下培养的耐热性较强
生物有抵御外界环境的本能，污染食品的腐败菌、 芽孢所处生长环境对其耐热性有影响
初始菌数
杀菌效果与初始菌数直接相关
食品成分
水分
水分活度越低，耐热性越强
可能是蛋白质在潮湿状态下变性更快
不同微生物影响不同
肉毒梭菌E所受影响＞嗜热脂肪芽孢杆菌
pH
中性或接近中性的环境中最强
pH＜5很弱
添加柠檬、醋酸、乳酸，减少杀菌时间&温度
调pH所用试剂也会影响耐热性
罐头食品的分类
高酸性
pH＜3.7
常压下灭菌
酵母、霉菌、酶
酸性及中酸性
3.7~4.6
番茄酱
非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌
水果及果蔬汁
低酸性
pH＞4.6，Aw＞0.85
杀菌指示菌——肉毒梭状芽孢杆菌（A→B→E）
在4.6以上才能生长【分类依据
最低要求：破坏芽孢
嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌
脂肪
脂肪增强耐热性
原理：减少细胞水分含量
增加含水量可基本或部分消除其影响
长链更能增强
盐类
浓度
低于4%增强
超过4%减弱
其他盐不如食盐减弱明显
糖类
低浓度影响小，高浓度增强
小分子量＞多糖
蔗糖＞葡萄糖＞果糖
蛋白质
对受热微生物起保护作用
热处理对酶活性的影响
杀菌方式转变HTST→UHT，出现因酶活动引起的变质
主要种类
过氧化酶
Z值大于芽孢Z值，受温度损伤较少
果胶酯酶
酶的耐热性
酶自身
分子越小
肽链数越少
二硫键、盐桥越多
耐热性越好
45℃大部分就失活
牛肝过氧化氢酶35℃即失活
核酸酶100℃活力仍可保持几分钟
蛋白质浓度越高，耐热性越好
中性pH耐热
碱性磷酸酶
过氧化物酶
乳品、果蔬根据两种酶是否失活 判断巴氏杀菌、漂烫是否充分
过氧化酶、碱性磷酸酶&酯酶活性可部分再生【活性部分分离
更高的加热温度或延长加热时间
加热对食品品质的影响
植物源
质构
半透膜破坏
细胞间结构破坏、细胞分离
软化
蛋白质变性
淀粉糊化
色泽
叶绿素脱镁
胡罗卜素异构化，颜色变浅
花青素降解成灰色色素
美拉德反应
风味
蒸煮味
脂肪氧化
豆类、谷物
美拉德
风味物质挥发
营养素
动物源
肌红蛋白→高铁肌红蛋白
美拉德、焦糖化
腌制
可通过外加色素校正
氨基酸损失10-20%
硫胺素、泛酸
罐内氧气
预处理方法
罐藏食品腐败
胀罐/胖听
物理、化学、微生物因素致使罐头外凸
分类
隐胀
外观正常
猛击后一端外凸
按压后逐渐恢复
轻胀
一端外凸，按压后另一端外凸
硬胀
坚实性或永久性外凸
进一步发展可造成焊接处爆裂
原因
物理性（假胀
装量过多，没有顶隙或顶隙很小，杀菌后收缩不好
杀菌后即表现出来
排气不良，真空度过低
气温、气压改变
化学性（氢胀
酸度过高，罐壁腐蚀，产生大量氢气
酸性或高酸性水果罐头
工艺控制
细菌性
最常见
微生物生长繁殖导致食品腐败变质从而引起胀罐
杀菌不充分、罐头裂漏污染
种类
专性厌氧嗜热芽孢杆菌
厌氧嗜温芽孢杆菌
肉毒杆菌
酸性
专性厌氧嗜温芽孢杆菌
小球菌
乳杆菌
明串珠菌
非芽孢杆菌
平酸败坏
外观正常，内容物变质，轻微或严重酸味，pH降至0.1~0.3
平酸菌
大多数为兼性厌氧菌
易受到酸的抑制，不一定能分离培养
分布广，糖、面粉&香辛料是常见污染源
嗜热脂肪芽孢杆菌
嗜热酸芽孢杆菌
AKA凝结芽孢杆菌
番茄制品常见腐败菌
杀菌不足
黑变/硫臭腐败
含硫蛋白质
高温杀菌产生挥发性硫
微生物生长分解含硫蛋白→硫化氢
与罐壁反应，生成黑色 含硫化合物，发黑发臭
外观正常，可能轻微隐胀、轻胀，有浊音
致黑梭状芽孢杆菌
杀菌严重不足
霉变
不常见
容器裂漏，罐内真空度过低+高糖低水分
产毒
产毒菌中除肉毒梭状芽孢杆菌外均不耐热
厌氧
芽孢
耐热
金黄色葡萄球菌
罐藏工艺
原料及容器预处理
原料——不是所有原料都可以
罐头可以用不新鲜的食材× 保证新鲜度才能长期贮藏
植物性成熟度
动物性新鲜度
原料低温保藏
预处理：分级→拣选→清洗 →整理→切分→护色
容器
金属、玻璃、复合包材（软罐头）
外层保护层
阻隔层
密封层
预处理
清洗消毒
热水/热蒸汽
罐装
要求
固形物45%~65%
顶隙
食品表面或液面与罐头内壁所留空隙的距离
食品表面与封边4~8mm
封边后3~5mm
目的
保证杀菌后一定的真空度
影响
装填量
卷边的密封性能
色泽稳定性
金属容器的变形、腐蚀
操作不当
过大
净重不足
残留空气较多→金属罐体腐蚀、形成氧化圈
过小
杀菌时膨胀，压力增大，影响卷边
永久变形，影响销售
方法
人工
原料不均一，色泽、成熟度不同
产品要求大致均匀
机械
颗粒状、粉末状、流体及半流体
注液
增进风味
排除部分空气，减小杀菌时压力
提高初温
促进对流传热，改善杀菌效果
人工、机械
预封
操作
罐盖钩卷入罐身翻边下相互勾连
允许罐盖沿罐身自由转动而不脱开
排气时罐内水蒸气、空气等自由逸出
避免排气箱冷凝水滴入
预防固体食品膨胀而汁液外溢
防止后续过程中顶隙温度降低、外界冷空气侵入 →确保在较高温度下封灌→保证真空度
注意
汤汁在离心力作用下易外溅，控制转速
排气
装罐或预封后将顶隙、原料组织间残留的空气排出
防止需氧菌、霉菌生长繁殖
防止/减轻加热杀菌时气体膨胀 导致容器变形或破损
金属卷边、接缝
玻璃罐跳盖
假胀罐误以为是腐败性胀罐
控制或减轻金属内壁腐蚀【马口铁
控制/减轻色香味变化及营养素损失
加热排气
冷罐装，预定排气温度→罐内中心温度达70~90℃
蒸汽、热水加热的排气箱
具体
密封后真空度——排气温度、时间，密封温度
空气含量低：主要排顶隙，密封温度是关键
空气含量高：达到密封温度+延长排气时间
热罐装
流体、半流体70~75℃立即罐装，倒置，残余热量进行罐盖杀菌
高酸性食品
保证罐装时食品温度，立即杀菌
罐装温度适合嗜热菌生长
真空排气
利用密封室内真空条件
真空封罐机
立即抽出空气，随机封罐
密封室真空度+食品温度
蒸汽喷射法
顶隙喷射蒸汽，排出空气后立即封罐，蒸汽冷凝形成一定真空度
蒸汽喷射一直持续到卷边完毕
密封
金属罐
封口机→二重卷边
罐身与罐盖卷合、压紧形成密封结构
两层罐身
三层罐盖
封口胶
玻璃罐
卷封
罐盖紧压在罐口凸缘，配合密封胶圈&罐内真空→密封
旋封
三、四、六旋盖，四常见
封口时每个盖紧扣瓶口螺纹线
密封胶圈+罐内真空
套压式密封
复合包材
热封合
热冲击式
热压式
杀菌
传热
方式
导热
各部分温度不同→分子振动能量不同
分子振动，相互碰撞，热量从高能量分子传递给低能量分子
稳定导热和不稳定导热
冷点
最后到达杀菌温度的点
罐头几何中心
冷点温度变化缓慢，适合固态及粘稠度高的食品
对流传热
气液流动传递热量，各部分质点发生相对位移
自然对流&强制对流，罐头常用第一种
冷点多位于中心轴离罐底20~40mm的部位
汤汁，低粘稠度
混合型传热
同时存在
糖水罐头
相继出现
淀粉较多
先对流后导热
淀粉糊化，粘度增加
固体颗粒较多
先导热后对流
苹果沙司
杀菌加热曲线
横坐标：加热时间；纵坐标：中心温度与杀菌温度差值的对数值
简单加热曲线
单一传热方式
斜率：加热速度快慢
转折加热曲线
混合式
两个斜率不同的直线，有一个转折点
决定因素：热量从介质到达几何中心的速度
食品本身
流动性好→对流传热→快
材料
厚度
几何尺寸
初温
杀菌开始时罐内冷点的平均温度
杀菌温度与初温之差越小，所需时间越短
对流型影响较小，导热型热罐装更好
杀菌锅形式和 罐头在杀菌锅中的位置
形式
静置式
旋转式
回转式
加快导热与对流混合型食品，流动性差的传热
食品升温滞后与杀菌锅
计算时注意温度用食品中心的
杀菌时间及F值计算
安全F值
条件
理性状态
已知初始菌数a，控制水平b
已知对象菌D121
检验罐内微生物，明确对象菌种类和数量，以最低污染限量为标准，选择耐热性最强/对人体危害性最大的腐败菌作为F值依据
对象菌，生产实际的卫生状况
计算方法
实际条件下F值
已知Z121
温度恒定
温度变化，求积分
任意杀菌温度下微生物致死率
加热杀菌时间的一般计算方法——基本推算法
部分杀菌效率值At
总杀菌效率值A
杀菌操作评估
最经典
前提——合理的杀菌规程
保证食品安全性
考虑营养价值，商品价值
杀菌后迅速反压冷却至37~40℃
杀菌规程
常压沸水杀菌
酸性、高酸性
高压蒸汽杀菌
低酸性食品
高压水杀菌
打反压：保持规定反压，放入冷却水
辐照
超高压
微波
无菌包装技术
冷却
检验
外观：封口正常，两端内凹
保温检查：37℃防止足够时间，观察有无胀罐、真空度下降
敲音检查：小棒敲击，根据清、浊判断是否发生变质
真空度检查：真空计抽检罐头真空度
开罐检查
重量检验
感官检验
微生物检验
化学检验
包装、储藏
