食品熱處理?xiàng)l件的確定

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?，F(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(xiàn)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（Thegeneralmathod），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（Improvedgeneralmethod）。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。可以把整個(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（Partialsterility）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。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（Commercialsterility）。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（121.1℃）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。2.公式計(jì)算法此法是由鮑爾提出，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(xiàn)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(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)必須呈有規(guī)則的簡(jiǎn)單型加熱曲線(xiàn)或轉(zhuǎn)折型加熱曲線(xiàn)，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(mǎn)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。2.實(shí)罐接種的殺菌試驗(yàn)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0.01%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法確定其合適的殺菌條件。（1）試驗(yàn)用微生物通常低酸性食品用耐熱性高于肉毒桿菌的梭狀產(chǎn)芽孢桿菌（Clostridiumsporogenses）PA3679芽孢，pH<3.7的酸性食品用巴氏固氮梭狀芽孢桿菌（Clostridiumpasteurianum）或凝結(jié)芽孢桿菌（Bacilluscoagulans）芽孢，高酸性食品則用乳酸菌、酵母做試驗(yàn)對(duì)象菌。（2）實(shí)罐接種方法對(duì)流傳熱的產(chǎn)品可接種在罐內(nèi)任何處，而傳導(dǎo)傳熱產(chǎn)品則不同。根據(jù)研究，這類(lèi)產(chǎn)品的冷點(diǎn)在幾何中心處，冷點(diǎn)的受熱程度約低10%，因此在計(jì)算時(shí)要考慮到這一點(diǎn)，總的芽孢數(shù)是根據(jù)實(shí)際測(cè)定結(jié)果而確定。（3）試驗(yàn)罐數(shù)如果每一組取試驗(yàn)罐50只（一般使用于大罐），則正確率為95%時(shí)，可求得最小腐敗率5%-6%。這樣的試樣量是必需的，最好每組取試驗(yàn)罐100只或更多一些，則可求得更小的腐敗率。另外應(yīng)有空白對(duì)照樣。品質(zhì)鑒評(píng)樣、傳熱測(cè)定可用25-50罐。（4）試驗(yàn)分組根據(jù)殺菌條件的理論計(jì)算，按殺菌時(shí)間的長(zhǎng)短至少分為5組,其中1組為殺菌時(shí)間最短，試樣腐敗率達(dá)到100%；1組為殺菌時(shí)間最長(zhǎng)，預(yù)計(jì)可達(dá)0%的腐敗率；其余3組的殺菌時(shí)間將出現(xiàn)不同的腐敗率，通常殺菌時(shí)間在30-100min之間，每隔5min為1組，比較理想的是根據(jù)F值隨溫度提高時(shí)按對(duì)數(shù)規(guī)律遞減情況，F(xiàn)值可按0.5、1.0、2.0、4.0、6.0，確定不同加熱時(shí)間加以分組。每次試驗(yàn)要控制為5組，否則罐數(shù)太多，封罐前后停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將影響試驗(yàn)結(jié)果。因此試驗(yàn)要求在一天內(nèi)完成，并用同一材料。對(duì)照組的罐頭也應(yīng)有3-5組，以便核對(duì)自然污染微生物的耐熱性，同時(shí)用來(lái)檢查核對(duì)二重卷邊是否良好，罐內(nèi)凈重、瀝干重和頂隙度等。還將用6-12罐供測(cè)定冷點(diǎn)溫度之用。（5）試驗(yàn)記錄試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄：接種微生物菌名和編號(hào)；接種菌液量、接種菌數(shù)和接種方法；各操作時(shí)間（如預(yù)處理時(shí)間、裝罐時(shí)間、排氣、封罐前停留時(shí)間等）；熱燙溫度與時(shí)間；裝罐溫度；裝罐重量；內(nèi)容物豁度（如果它為重要因子）；頂隙度；鹽水或湯汁的濃度；熱排氣溫度與時(shí)間；封罐和蒸汽噴射條件；真空度（指真空封罐）；封罐時(shí)內(nèi)容物溫度；殺菌前罐頭初溫；殺菌升溫時(shí)間；殺菌過(guò)程中各階段的溫度和時(shí)間；殺菌鍋上儀表（