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食品工藝學(xué)教師:劉雄西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院2012.10.第四章罐頭食品加工原理罐藏——食品原料經(jīng)預(yù)處理后,密封在容器或包裝袋中,通過殺菌工藝殺滅致病菌、腐敗菌等微生物,并維持密閉和真空的條件下,食品能在常溫下長(zhǎng)期保存的食品保藏方式。罐藏食品特點(diǎn):①必須有一個(gè)能夠密閉的容器(包括復(fù)合薄膜制成的軟袋)②
必須經(jīng)過排氣、密封、殺菌、冷卻這四個(gè)工序。③從理論上講必須殺死致病菌、腐敗菌、中毒菌,在生產(chǎn)叫商業(yè)無(wú)菌,并使酶失活。罐藏的定義和特點(diǎn)一、罐藏原理(一)
罐藏食品與微生物的關(guān)系
嗜氧微生物厭氧微生物兼性厭氧微生物微生物生存條件營(yíng)養(yǎng)源水分pH值溫度氧碳源、氮源抽真空高溫殺菌調(diào)酸堿抑制微生物生長(zhǎng)(二)罐藏食品與酶活性的關(guān)系酶失活時(shí)間曲線,D、F、Z值表示酶耐熱性(三)罐藏食品與氧的關(guān)系食品氧化好氧菌生存金屬氧化一、罐藏原理二、罐藏食品加工工藝原料預(yù)處理檢驗(yàn)冷卻密封排氣殺菌裝罐(預(yù)封)成品微生物生長(zhǎng)發(fā)育程度與pH值的關(guān)系35678410050pH酵母菌霉菌細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)育程度/%pH值對(duì)微生物的影響pH值對(duì)微生物的影響食品分類pH值腐敗菌類型常見食品低酸性>4.5脂肪芽孢桿菌(嗜熱)、解糖梭狀芽孢桿菌(嗜熱)、致黑梭狀芽孢桿菌、肉毒桿菌(嗜溫)青豆、蘑菇、蘆筍、肉類、腸制品、魚肉制品酸性3.7~4.5耐酸熱芽孢桿菌、巴氏固氮梭狀芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、軟化芽孢桿菌番茄、水果制品高酸性<3.7乳酸菌、明串珠菌、霉菌、純黃絲衣霉、雪白絲衣霉果汁、水果、酸漬食品、果醬按pH值分類罐頭食品中常見腐敗菌生活環(huán)境低溫環(huán)境溫泉環(huán)境2.1微生物對(duì)溫度的適應(yīng)性嗜溫菌<40-50℃嗜熱菌<60-80℃嗜冷菌<20-40℃高溫導(dǎo)致微生物死亡(高溫殺菌)芽孢細(xì)菌>非芽孢細(xì)菌食品中,芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌(1)微生物的種類和數(shù)量
(2)殺菌溫度和時(shí)間(3)食品理化性質(zhì)2.2影響微生物耐熱性的因素(1)微生物的種類和數(shù)量各種微生物的耐熱性各有不同,而且即使是同一菌種,其耐熱性也因菌株而異,正處于生長(zhǎng)繁殖的微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐熱性較它的芽孢弱。
各種芽孢菌的耐熱性也不盡相同,一般厭氧菌芽孢的耐熱性較需氧菌芽孢強(qiáng),嗜熱菌的芽孢耐熱性最強(qiáng)。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)。
微生物的種類及數(shù)量取決于原料的狀況(來(lái)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)殺菌溫度和時(shí)間在微生物生長(zhǎng)溫度以上的溫度,就可以導(dǎo)致微生物的死亡。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,微生物的死亡就取決于在這個(gè)溫度下維持的時(shí)間。
(3)食品理化性質(zhì)pH值的影響水分活度的影響溶質(zhì)的影響糖的影響脂肪的影響蛋白質(zhì)的影響鹽類的影響植物殺菌素的影響
3.1pH值的影響酸堿度對(duì)微生物的繁殖及酶活性影響很大,對(duì)熱敏感性的影響也很顯著。酸堿能夠促使蛋白質(zhì)的熱變性,細(xì)胞的表層構(gòu)造、機(jī)能以及細(xì)胞的代謝系統(tǒng)都受其影響,因此是影響殺菌效果的最顯著因子。根據(jù)微生物對(duì)酸性環(huán)境的敏感性,可把罐頭食品分為四類:即低酸食品(pH>4.5)、酸性食品(PH值3.7-4.5)和高酸食品(pH<3.7)。一般把PH值4.6作為酸性食品和低酸食品的分界線,pH值高于4.6、水分活度大于0.85的食品為低酸食品。3.1pH值的影響3.2水分活度的影響水分活度是影響微生物耐熱性的另—個(gè)重要因素。在110℃下對(duì)凝結(jié)芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、E型肉毒梭茵、枯草芽孢桿菌等微生物芽孢的耐熱性反應(yīng)的比較,顯示在Aw=0.2-0.4范圍內(nèi)芽孢具有最強(qiáng)的耐熱性,Aw大于0.4時(shí),D值顯著下降,Aw=1.0時(shí)為最低。微生物耐熱性因不同的菌種而有差異。凝結(jié)芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的耐熱性隨Aw提高而下降的顯著性不高,Aw=1.0時(shí)比Aw=0時(shí)的D值大,而E型肉毒梭菌在高濕度下的熱敏感性極強(qiáng)。3.3溶質(zhì)的影響3.4糖的影響糖類對(duì)微生物耐熱性有一定影響。高濃度糖液能夠吸收細(xì)菌細(xì)胞的水分,致使細(xì)胞原生質(zhì)脫水,影響了蛋白質(zhì)凝固速度,從而增強(qiáng)了芽孢的耐熱性能。糖的濃度越高,殺滅芽孢所需的時(shí)間越長(zhǎng),低濃度糖對(duì)芽孢耐熱性的影響很小。如酵母在100℃、43.8%糖液中的致死時(shí)間為6min,在66.9%糖液中為28min。牛奶中金黃色葡萄球菌的D60℃=5.34min,而牛奶加57%蔗糖時(shí)D60℃=42.53min,如果蔗糖濃度低于14%則幾乎無(wú)影響。3.5脂肪的影響明膠、血清等可提高細(xì)菌耐熱性3.6蛋白質(zhì)的影響3.7鹽類的影響鹽類對(duì)微生物耐熱性的影響隨鹽的種類、濃度及菌種等因素而有相當(dāng)大的差異。鹽類對(duì)微生物產(chǎn)生的作用包括:不同濃度鹽類可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的平衡,從而減少一些重要成分在加熱過程中向胞外泄漏;能夠透過胞壁的鹽類對(duì)細(xì)胞內(nèi)的pH值有影響;二價(jià)陽(yáng)離子與蛋白質(zhì)結(jié)合生成穩(wěn)定的復(fù)合體而有助于耐熱性的增強(qiáng);一定濃度鹽類的存在使水分活度降低,從而使細(xì)胞的耐熱性增強(qiáng)。食鹽是鹽類中最重要的一種,關(guān)于它對(duì)微生物耐熱性的影響已有較多報(bào)道,其影響效果因菌種、鹽濃度及其他環(huán)境條件而有變化。在低濃度下食鹽對(duì)細(xì)胞有保護(hù)作用,高濃度(5%以上)則使其耐熱性減弱,當(dāng)濃度加大到10%左右,對(duì)細(xì)胞耐熱性的影響度又減小。
3.8植物殺菌素的影響一些高等植物的液汁和分泌的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)微生物有抑制和殺菌作用,這種具有抑制和殺菌作用的物質(zhì)稱植物殺菌素。某些罐頭食品在殺菌前加入適量的富有植物殺菌素的蔬菜或調(diào)料如蔥、辣椒、胡椒、丁香、蒜、胡蘿卜等,可以促使微生物在殺菌時(shí)死亡。2.3微生物耐熱性的測(cè)定
及表示方法(1)加熱時(shí)間與細(xì)菌芽孢致死率的關(guān)系加熱時(shí)間10401D103102103D2D4D5D熱力致死速率曲線每1ml芽孢數(shù)指數(shù)遞減時(shí)間(D值):在一定的環(huán)境和熱力致死溫度下,殺死某細(xì)菌群原有殘存活菌數(shù)的90%所需加熱時(shí)間。殺菌溫度熱力致死時(shí)間
(Thermaldeathtime,TDT)
定義:在一定的恒定溫度條件下,將食品中的某種微生物活菌(細(xì)菌和芽孢)全部殺死所必需的最短熱處理時(shí)間(min)。
F值
定義為特定溫度下的細(xì)菌或芽孢的熱力致死時(shí)間,min。在121.1℃下熱致死溫度下細(xì)菌或芽孢的熱力致死時(shí)間,通常用F0值來(lái)表示。單位為min。Z值
引起熱力致死時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)減少所需要增加的溫度,即TDT變化90%(一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán))所對(duì)應(yīng)的溫度變化值,℃。即熱力致死時(shí)間曲線上的斜率。D值、F值和Z值三者間關(guān)系仿熱力致死時(shí)間曲線104.599110115.5121.1溫度℃208010814060100642D值z(mì)D2D1D2=nD熱力遞減致死時(shí)間
(Thermalreductiontime,TRT)
定義:在任何特定的熱力致死條件下將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到某一程度如10-n時(shí)所需要的熱處理時(shí)間(min)。n值就是活菌遞減的對(duì)數(shù)周期數(shù),故可稱之為遞減指數(shù)。選取的n值愈大,活菌的殘存概率愈小。
溫度對(duì)酶的影響溫度對(duì)酶的影響原料預(yù)處理去皮去骨取片目的去粗留精、去害留益分類分級(jí)切分造型調(diào)質(zhì)內(nèi)容漂洗挑選去囊衣原料預(yù)處理罐藏容器準(zhǔn)備罐藏容器應(yīng)具備的條件1.對(duì)人體沒有毒害,不污染食品,保證食品符合衛(wèi)生要求。2.具有良好的密封性能,保證食品經(jīng)消毒殺菌之后與外界空氣隔絕,防止微生物污染,使食品能長(zhǎng)期貯存而不致變質(zhì)。3.具良好的耐腐蝕性。4.適合工業(yè)化生產(chǎn),能隨承受各種機(jī)械加工。
5.容器應(yīng)易于開啟,取食方便,體積小,重量輕,便于攜帶,利于消費(fèi)。常用的罐藏容器薄錫薄板罐(馬口鐵罐),簡(jiǎn)稱鐵罐馬口鐵罐是兩面鍍錫的低碳薄鋼板,含碳量在0.06~0.12%,厚度0.15~0.49㎜。為五層結(jié)構(gòu),包括:鋼基、合金層、錫層、氧化膜層、油膜層鋁合金薄板罐(鋁罐)此類罐質(zhì)輕,便于運(yùn)輸;抗大氣的腐蝕不生銹;通常不會(huì)受到含硫產(chǎn)品的染色;易于成型;不含鋁,無(wú)毒害。但強(qiáng)度低,易變形;不便于焊接;對(duì)產(chǎn)品有漂白作用;使用壽命不及馬口鐵罐;成本費(fèi)用比馬口鐵昂貴。金屬罐金屬罐蓋罐身
玻璃罐是用堿石灰玻璃制成,即將石英砂,純堿(Na2CO3)以及石灰石(CaO)按一定比例配合在1500℃高溫下熔融,再緩慢冷卻成型鑄成的。玻璃罐的特點(diǎn):化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,一般不與食品發(fā)生化學(xué)反應(yīng);可直觀罐內(nèi)產(chǎn)品的色澤、形狀、產(chǎn)生吸引力或反感;可重復(fù)使用;原料豐富,成本低;硬度高,不變形。熱穩(wěn)定性差;質(zhì)脆易破;重量大;導(dǎo)熱系數(shù)小;因它透光,因而對(duì)某些色素產(chǎn)生變色的反應(yīng)。玻璃瓶由三部分組成:瓶身、瓶蓋、瓶圈。軟罐頭(第二代罐頭)由聚酯、鋁箔、聚烯烴等組成的復(fù)合薄膜為材料制成的。這種軟罐頭包裝具有如下特點(diǎn):①
能夠忍受高溫殺菌,微生物不會(huì)侵入,貯存期長(zhǎng)。②
不透氣及水蒸汽、內(nèi)容物幾乎不可能發(fā)生化學(xué)作用,能夠較長(zhǎng)期的保持內(nèi)容物的質(zhì)量。③質(zhì)量輕,密封性好,封口簡(jiǎn)便牢固,可以電熱封口。④殺菌時(shí)傳熱速度快。⑤開啟方便,包裝美觀。罐藏容器的清洗與消毒金屬罐的清洗分為人工清洗和機(jī)械清洗。玻璃瓶的清洗和消毒對(duì)于回收的舊瓶子,應(yīng)先用溫度為40~50℃,濃度為2~3%的NaOH溶液浸泡5~10min,以便使附著物潤(rùn)溫而易于洗凈。具有一定生產(chǎn)能力的工廠多用洗瓶機(jī)清洗,常用的有噴洗式洗瓶機(jī),浸噴組合式洗瓶機(jī)等。半自動(dòng)洗瓶機(jī)
原料準(zhǔn)備好后應(yīng)盡快裝罐。若不趕快裝罐,易造成污染,細(xì)菌繁殖,造成殺菌困難。若殺菌不足,嚴(yán)重情況下,造成腐敗,不能食用。1.裝罐注意事項(xiàng)①裝罐量必須準(zhǔn)確要求凈重偏差不超過±3%
含量包括凈含量和固形物含量②按大小、成熟度分級(jí)裝罐無(wú)論是果蔬原料,還是肉禽類,在裝罐時(shí)都必須合理搭配,并注意大小、色澤、成熟度等基本一致,分布排列整齊,特別是玻璃更應(yīng)注意。裝罐操作③應(yīng)保持一定的頂隙頂隙——實(shí)裝罐內(nèi)由內(nèi)容物的表面到蓋底之間所留的空間叫頂隙。罐內(nèi)頂隙的作用很重要,需要留得恰當(dāng),不能過大也不能過小,頂隙過大過小都會(huì)造成一些不良影響。A、頂隙過小的影響
a、殺菌期間,內(nèi)容物加熱膨脹,使頂蓋頂松,造成永久性凸起,有時(shí)會(huì)和由于腐敗而造成的脹罐弄混。也可能使容器變形,或影響縫線的嚴(yán)密度。b、頂隙過小,有的易產(chǎn)生氫的產(chǎn)品,易引起氫脹,因?yàn)闆]有足夠的空間供氫的累積。c、有的材料因裝罐量過多,擠壓過稠,降低熱的穿透速率,可能引起殺菌不足。此外,內(nèi)容物裝得過多會(huì)提高成本。B、頂隙過大的影響a、引起裝罐量的不足,不合規(guī)格,造成偽裝。b、頂隙大,保留在罐內(nèi)的空氣增加,O2含量相應(yīng)增多,O2易與鐵皮產(chǎn)生鐵銹蝕,并引起表面層上食品的變色,變質(zhì)。c、若頂隙過大,殺菌冷卻后罐頭外壓大大高于罐內(nèi)壓,易造成癟罐。
因而裝罐時(shí)必須留有適度的頂隙,一般裝罐時(shí)的頂隙在6~8mm,封蓋后為3.2~4.7mm。④嚴(yán)格防止夾雜物混入罐內(nèi)裝罐時(shí)應(yīng)特別重視清潔衛(wèi)生,保持操作臺(tái)的整潔,同時(shí),要嚴(yán)格規(guī)章制度,工作服尤其是工作帽必須按要求穿戴整齊,嚴(yán)防夾雜物混入罐內(nèi),確保產(chǎn)品質(zhì)量。此外,瓶口應(yīng)清潔,否則會(huì)影響封口的嚴(yán)密性。
2.裝罐方法①人工裝罐塊狀食品,形態(tài),組織結(jié)構(gòu)大小不一致的,機(jī)械裝罐較困難,多采用人工裝罐。②機(jī)械裝罐適于流體、半流體、顆料體、較整齊的食品。機(jī)械裝罐的特點(diǎn):準(zhǔn)確干凈,湯汁的外流較少,可人為的調(diào)節(jié)裝罐量,便于清洗,保持一定的衛(wèi)生水平,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,但適應(yīng)性較小。罐裝設(shè)備含顆粒灌裝機(jī)啤酒/汽水灌裝機(jī)重力式灌裝機(jī)
(四)注液除了流體食品、糊狀、糜狀及干制食品外,大多數(shù)食品裝罐后都要向罐內(nèi)加注液汁。所加注的液汁視罐頭品種的不同而不同,有的加清水,如清水馬蹄;有的加注糖液,如糖水蘋果;有的加注鹽水,如蘑菇、青豆等;有的加注調(diào)味液,如紅燒豬肉,等等。
有的罐頭食品裝罐后,在排氣前要先進(jìn)行預(yù)封。所謂預(yù)封就是用封口機(jī)將罐身初步鉤連上,其松緊程度以能使罐蓋沿罐身旋轉(zhuǎn)而不會(huì)脫落為度,此時(shí),空氣能流通,在熱排氣或在真空封罐過程中,罐內(nèi)的氣體能自由免同,而罐蓋不會(huì)脫落。預(yù)封原料裝罐注液后,封罐前要進(jìn)行排氣,將罐頭中和食品組織中的空氣盡量排除,使罐頭封蓋后能形成一定程度的真空度防止敗壞,有助于保證和提高罐頭食品的質(zhì)量。排氣
(一)排氣的目的①抑制好氧性微生物的活動(dòng),抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。②減輕食品色、香、味的變化,特別是維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化損耗。③減輕加熱殺菌過程中內(nèi)容物膨脹對(duì)容器密封性的影響,保證縫線安全。④罐頭內(nèi)部保持真空狀態(tài),可以使實(shí)罐的底蓋維持一種平坦或向內(nèi)陷入的狀態(tài),這是正常良好罐頭食品的外表征象。以此與微生物敗壞產(chǎn)生氣體而引起的脹罐相區(qū)別。⑤排除空氣后,減輕容器的鐵銹蝕因?yàn)榭諝庵杏醒醮嬖冢瑫?huì)加速鐵皮的腐蝕。罐頭經(jīng)過排氣,減少了殘存氧含量,可減緩罐內(nèi)壁的腐蝕程度。
(二)真空度及測(cè)定1.罐頭食品真空度——罐外的大氣壓與罐內(nèi)氣壓的差。即真空度=大氣壓-罐內(nèi)殘留壓力常用mmHg表示2.真空度的影響因素①排氣的時(shí)間與溫度是決定罐頭真空度的重要因素。②罐頭排氣后,封罐前的時(shí)間間隔也影響罐頭的真空度,即封口時(shí)罐頭食品的溫度,也叫密封溫度。排氣后應(yīng)迅速封蓋,使封罐時(shí)保持較高溫度。③罐內(nèi)頂隙的大小。④食品原料的種類和新鮮度。⑤食品的酸度。⑥外界條件變化也會(huì)影響罐內(nèi)真空度。(三)排氣方法目前我國(guó)罐頭食品廠常用的排氣方法有熱排氣,真空封罐排氣和蒸汽噴射排氣三種。1.熱力排氣法這種方法是利用食品和氣體受熱膨脹的基本原理,使罐內(nèi)食品和氣體膨脹,罐內(nèi)部分水分汽化,水蒸汽分壓提高來(lái)驅(qū)趕罐內(nèi)的氣體。排氣后立即密封,這樣,罐頭經(jīng)殺菌冷卻后,由于食品的收縮和水蒸汽的冷凝而獲得一定的真空度。(1)加熱排氣法將裝好原料和注液的罐頭,放上罐蓋或不加蓋送入排氣箱,進(jìn)行加熱排氣。利用熱使罐頭中內(nèi)容物膨脹,而原料中存留或溶解的氣體被排斥出來(lái),然后立即趁熱密封、殺菌、冷卻后罐頭就可得到一定的真空度。加熱時(shí),使罐頭中心溫度達(dá)到工藝要求溫度,一般在80℃左右,使罐內(nèi)空氣充分外逸。(2)熱裝法熱裝罐排氣就是先將食品加熱到一定溫度,然后立即趁熱裝罐并密封的方法。這種方法適用于流體、半流體或食品的組織形態(tài)不會(huì)因加熱時(shí)的攪拌而遭到破壞的食品,如果醬等。2.真空封罐排氣法
這是一種借助于真空封罐機(jī)將罐頭置于真空封罐機(jī)的真空倉(cāng)內(nèi),在抽氣的同時(shí)進(jìn)行密封的排氣方法。
優(yōu)點(diǎn):能在短時(shí)間內(nèi)使罐頭獲得較高的真空度,能較好地保存維生素和其他營(yíng)養(yǎng)素(因?yàn)闇p少了受熱環(huán)節(jié)),適用于各種罐頭的排氣,以及封罐機(jī)體積小,占地少的優(yōu)點(diǎn)。
缺點(diǎn):罐內(nèi)食品易暴沸飛濺。3.蒸汽噴射排氣法(蒸汽密封排氣法)原理:在封罐的同時(shí)向罐頭頂隙內(nèi)噴射具有一定壓力的高壓蒸汽,利用蒸汽驅(qū)趕,置換罐頭頂隙內(nèi)的空氣。優(yōu)點(diǎn):速度快,設(shè)備緊湊,不占位置,但排氣不允分,使用上受到一定的限制。缺點(diǎn):只能排除頂隙中的空氣,對(duì)食品組織中和溶液中殘留的空氣作用就很小。罐頭真空度的檢測(cè)方法:破壞性檢測(cè):用特制的真空表測(cè)定罐頭的真空度。檢驗(yàn)部門常用。
非破壞性檢測(cè):“打檢”——用特制的小棒敲擊罐頭底蓋,根據(jù)棒擊時(shí)發(fā)出的清、濁聲來(lái)判斷罐頭真空度的大小。罐頭真空度自動(dòng)檢測(cè)儀——是一種光電技術(shù)檢測(cè)儀,利用凹面鏡聚焦產(chǎn)生光點(diǎn),光亮度與凹面的曲率有關(guān),真空度低,凹面的曲率半徑就大。(要求罐蓋表面為平滑面)Toptone真空檢測(cè)器——是利用聲學(xué)原理來(lái)檢查單個(gè)罐頭或封在紙盒里的罐頭及包裝食品的真空度。
(一)目的與外界隔絕,不致受外界空氣及微生物污染而引起敗壞。(二)封罐機(jī)封罐機(jī)的類型很多,有半自動(dòng)封罐機(jī),自動(dòng)封罐機(jī),半自動(dòng)真空封罐機(jī),自動(dòng)真空封罐機(jī)等。密封(1)
金屬罐的密封金屬罐的密封是指罐身的翻邊和罐蓋的圓邊在封口機(jī)中進(jìn)行卷封,使罐身和罐蓋相互卷合,壓緊而形成緊密重疊的卷邊的過程。所形成的卷邊稱之為二重卷邊。
卷邊封罐機(jī)二重卷邊卷封示意圖(1)頭道滾輪的卷封過程(2)二道滾輪的卷封過程疊接率、緊密度和接縫蓋鉤完整率三者都要求≥
50%(2)
玻璃瓶的密封玻璃瓶與金屬罐不同,它的罐身是玻璃的,而罐蓋是金屬的,一般為鍍錫薄鋼板,它的密封是靠鍍錫薄鋼板和密封壓在玻璃瓶口而形成密封的。目前常用的有:卷封式玻璃瓶:采用卷邊密封法密封旋轉(zhuǎn)玻璃瓶:采用旋轉(zhuǎn)式密封法密封撳壓式玻璃瓶:采用撳壓式密封法密封(3)
軟罐頭的密封
熱封口機(jī)1.目的:殺滅罐頭食品中能引起疾病的致病菌和能在罐內(nèi)環(huán)境中生長(zhǎng)引起食品敗壞的腐敗菌。這種殺菌稱之為“商業(yè)無(wú)菌”殺菌時(shí)必須考慮兩方面的因素:即既要?dú)⑺拦迌?nèi)的致病菌和腐敗菌,又使食品不致加熱過度,而保持較好的形態(tài),色澤、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。殺菌2.殺菌分類低溫殺菌為80-100℃,又稱常壓殺菌,時(shí)間10-30分鐘,適合于含酸量較高(pH值在4.6以下)的水果罐頭和部分蔬菜罐頭;高溫殺菌為105-121℃,又稱高壓殺菌,時(shí)間40-90分鐘,適用于含酸量較少(pH值4.6以上)和非酸性的肉類、水產(chǎn)品及大部分蔬菜罐頭。
3.殺菌傳熱介質(zhì):水和蒸汽4.殺菌熱傳遞方式傳導(dǎo)傳熱對(duì)流傳熱5.影響熱傳遞的因素①罐藏容器的性質(zhì)熱阻R=壁厚δ/導(dǎo)熱系數(shù)λ②罐型大?、酃迌?nèi)食品的性質(zhì)與熱傳導(dǎo)有關(guān)的食品物理特性主要是形狀、大小、濃度、粘度、密度等,食品的這些性質(zhì)不同,傳熱的方式就不同,傳熱速度自然也不同。
a.流體食品:粘度和濃度不大,加熱殺菌時(shí)產(chǎn)生對(duì)流,傳熱速度快。如:果汁、肉湯、清湯類罐頭。
b.半流體食品:濃度大、粘度高,流動(dòng)性很差,殺菌時(shí)很難產(chǎn)生對(duì)流,主要靠傳導(dǎo)傳熱,如:番茄醬、果醬等罐頭。
c.固體食品:這類食品呈固態(tài)或高粘度狀態(tài),加熱殺菌時(shí)不可能形成對(duì)流,主要靠傳導(dǎo)傳熱,傳熱速度很慢,如:紅燒類,糜狀類、果醬類罐頭等。
d.流體和固體混裝的食品:這類罐頭食品中既有流體又有固體,傳熱情況較為復(fù)雜,這類罐頭加熱殺菌時(shí)傳導(dǎo)和對(duì)流同時(shí)存在。如:糖水水果罐頭,清漬類蔬菜罐頭等。一般來(lái)說(shuō),顆粒、條形、小塊形食品在殺菌時(shí)罐內(nèi)液體容易流動(dòng),以對(duì)流為主,傳熱速度比大粒、大塊形的快;片層狀食品的傳熱比豎條裝食品的慢。④罐內(nèi)食品的初溫罐內(nèi)食品的初溫是指殺菌開始時(shí),也即殺菌釜開始加熱升溫時(shí)食品的溫度。
⑤殺菌釜的形式和罐頭在殺菌釜中的位置⑥殺菌器操作溫度
6.殺菌溫度的確定通過檢測(cè)確定主要?dú)鐚?duì)象菌,確定安全的殺菌時(shí)間值F0
(安全殺菌F值)實(shí)際殺菌條件下的安全殺菌值實(shí)際殺菌時(shí)間計(jì)算公式加熱滯后因子降低一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)所需的加熱時(shí)間殺菌溫度與殺菌結(jié)束時(shí)冷點(diǎn)最高溫度之差殺菌溫度與殺菌開始前食品初溫之差7.罐頭熱殺菌的工藝條件罐頭殺菌條件的表達(dá)方法:罐頭熱殺菌過程中殺菌的工藝條件主要是溫度,時(shí)間和反壓力三項(xiàng)因素,在罐廠通常用“殺菌公式”的形式來(lái)表示,即把殺菌的溫度,時(shí)間及所受用的反壓力排列成公式的形式。一般的殺菌公式為:
8.殺菌操作階段a.排氣升溫:將殺菌釜內(nèi)部溫度升到殺菌溫度,即升溫期。b.殺菌階段:維持殺菌溫度下達(dá)到要求的時(shí)間。c.消壓降溫。5.殺菌器的類型殺菌器的類型設(shè)計(jì)很多,大致大致分為下面幾個(gè)類型:
間歇式開口殺菌鍋。常壓殺菌器
封閉式殺菌器:又分為間歇靜止的和連續(xù)回轉(zhuǎn)自動(dòng)裝御操縱的。間歇式密封殺菌器:間歇靜止操作。加壓殺菌器連續(xù)式密封殺菌器:自動(dòng)裝御和回轉(zhuǎn)操作。常壓殺菌設(shè)備常壓殺菌設(shè)備常壓殺菌設(shè)備高壓殺菌設(shè)備高壓殺菌設(shè)備雙層熱水循環(huán)式殺菌釜
靜置式高壓蒸汽殺菌釜
1.目的①防止罐頭內(nèi)容物的色澤、風(fēng)味、組織、結(jié)構(gòu)受到破壞;
②防止嗜熱性微生物的生長(zhǎng);③防止罐頭腐蝕的反應(yīng)冷卻2.冷卻的方法①加壓冷卻
加壓冷卻也就是反壓冷卻。殺菌結(jié)束的罐頭必須在殺菌釜內(nèi)維持一定壓力的情況下冷卻,主要用于一些高溫高壓殺菌,特別是高壓殺菌后容易變形損壞的罐頭。②常壓冷卻
常壓冷卻主要用于常壓殺菌的罐頭和部分高壓殺菌的罐頭。罐頭可在殺菌釜內(nèi)冷卻,也可在冷卻池中冷卻,可以泡在流動(dòng)的冷卻水中冷卻,也可采用噴淋冷卻。
3.冷卻時(shí)應(yīng)注意的問題冷卻時(shí)金屬罐頭可直接進(jìn)入冷水中冷卻,而玻璃罐冷卻時(shí)水溫要分階段逐級(jí)降溫,以避免破裂損失。冷卻的速度越快,對(duì)罐內(nèi)食品質(zhì)量的影響越小,但要保證罐藏容器不受破壞。罐頭冷卻所需要的時(shí)間隨食品種類,罐頭大小,殺菌溫度,冷卻水溫等因素而異。但無(wú)論采用什么方法,罐頭都必須冷透,一般要求冷卻到40℃左右以不燙手為止。此時(shí)罐頭尚有一定的余熱以蒸發(fā)罐頭表面的水膜,防止罐頭生銹。用水冷卻罐頭時(shí),要特別注意冷卻用水的衛(wèi)生,以免因冷卻水質(zhì)差而引起罐頭腐敗變質(zhì),一般要求冷卻用水必須符合用水標(biāo)準(zhǔn)。罐頭食品的檢驗(yàn)與保存
罐頭食品的檢驗(yàn)與保存,是罐頭食品生產(chǎn)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),也是罐頭食品生產(chǎn)方面不應(yīng)缺少的部分。一、檢驗(yàn)方法1.罐頭的外觀檢查a)
密封性能的檢查
b)
底蓋狀態(tài)檢查
c)
真空度的測(cè)定2.感觀檢驗(yàn)包括罐頭內(nèi)容物的色澤、風(fēng)味、組織形態(tài)、無(wú)形雜質(zhì)等。
3.細(xì)菌檢驗(yàn)將罐頭抽樣,進(jìn)行保溫試驗(yàn)(37℃,5-7d),檢驗(yàn)細(xì)菌。為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),取樣要有代表性。
4.化學(xué)指標(biāo)的檢驗(yàn)包括總重、凈重、湯汁濃度、罐頭本身的條件等評(píng)定和分析。如果品罐頭,可溶性固形物的含量,要求總酸0.2~0.4﹪,總糖為14~18﹪(以開取罐時(shí)計(jì))。蔬菜罐頭:要求含鹽量1~2﹪。5.重金屬與添加劑指標(biāo)檢驗(yàn)重金屬指標(biāo):Sn﹤200mg/kgCu﹤10mg/kgPb﹤2mg/kgAs﹤0.5mg/kg添加劑指標(biāo)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。二、常見的敗壞征象及其原因罐頭食品敗壞的原因可以歸納為兩類,即理化變化和微生物的敗壞?,F(xiàn)將常見的敗壞分以下三類作簡(jiǎn)單說(shuō)明。1.罐形的損壞
是罐頭外形不正常的損壞現(xiàn)象,一般用肉眼就可以鑒別。①脹罐脹罐的形成可能是由于細(xì)菌的存在和活動(dòng),產(chǎn)生氣體、惡臭味和毒物。輕微的脹罐也是可能由于裝罐過量,排氣不夠而造成,但這種脹罐對(duì)內(nèi)容物的品質(zhì)無(wú)影響。
假脹:裝罐過量,排氣不夠而造成,但這種脹罐對(duì)內(nèi)容物的品質(zhì)無(wú)影響。細(xì)菌性脹罐:由于細(xì)菌的存在和活動(dòng),產(chǎn)生氣體,使罐內(nèi)壓力增大造成的。此類脹罐,食品已經(jīng)變質(zhì),不能食用。低酸性食品—嗜熱解糖梭狀芽孢桿菌、肉毒桿菌、生芽孢梭狀芽孢桿菌、雙酶梭狀芽孢桿菌等酸性食品—專性厭氧嗜溫芽孢桿菌如巴氏固氮梭狀芽孢桿菌、酪酸梭狀芽孢桿菌等解糖菌高酸性食品—小球菌、乳桿菌、明串珠等非芽孢桿菌氫脹(氫罐):多發(fā)生在酸性食品罐頭中,原因是由于罐頭內(nèi)壁的鐵皮及鍍?cè)阼F皮上的錫與食品中的酸起作用,因此產(chǎn)生氫氣積累在罐內(nèi),產(chǎn)生內(nèi)壓,使罐頭底蓋外突。②漏罐由罐頭縫線或眼滲漏出部分內(nèi)容物。這是:
a.
封蓋時(shí)縫線形成的缺陷;
b.
鐵皮腐蝕生銹穿孔,或是由于腐敗微生物產(chǎn)生氣體引起過大的內(nèi)壓,損壞縫線的密封;
c.
機(jī)械損傷也可能造成這種泄漏。③變形罐罐頭底蓋不規(guī)則的突出成峰脊?fàn)?,很象脹罐。④癟罐多發(fā)生在大型罐上,罐壁內(nèi)陷入變形。2.平酸敗壞由于細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)酸,使食品酸度增加,呈輕微或嚴(yán)重酸味,pH值可降至0.1~0.3。由于平酸菌敗壞不產(chǎn)生氣體,罐頭外觀正常,不變形,需開罐或經(jīng)細(xì)菌分離培養(yǎng)后才能確定,消費(fèi)者不易辨。低酸性食品:嗜熱脂肪芽孢菌和它的近似菌,它們的耐熱性很強(qiáng),能在49-55℃溫度中生長(zhǎng),最高生長(zhǎng)溫度為55℃。酸性食品:嗜熱嗜酸芽孢桿菌,它能在pH值為4.0或略低的介質(zhì)中生長(zhǎng),適宜生長(zhǎng)溫度為45℃或55℃,低于25℃生長(zhǎng)緩慢。它是番茄制品中常見腐敗菌。3.黑變?cè)谝恍┖.a(chǎn)品、肉類等硫蛋白質(zhì)含量較高的罐頭食品中,微生物生長(zhǎng)繁殖致使食品中的含硫蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生H2S氣體,與金屬罐罐壁中的鐵質(zhì)反應(yīng)生成黑色的硫化物,沉積于罐內(nèi)壁或食品上,使食品出現(xiàn)黑色并呈臭味。致黑梭狀芽孢桿菌(ClostridiumNigrificans),它的適宜生長(zhǎng)溫度為55℃,在35-70℃溫度范圍內(nèi)都能生長(zhǎng)。4.霉變?nèi)艄揞^容器出現(xiàn)裂漏或罐內(nèi)真空度過低時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)霉的現(xiàn)象。在果醬、糖水水果罐頭中出現(xiàn)的霉菌有青霉菌、曲霉菌和檸檬霉菌,除個(gè)別青霉菌株稍耐熱外,大多數(shù)為不耐熱菌。5.容器內(nèi)壁腐蝕在酸性罐頭食品中,酸性食品與金屬罐內(nèi)壁發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)。在高酸性罐頭食品中,由于金屬罐內(nèi)壁防腐涂料耐酸性差或處理不當(dāng),會(huì)造成罐內(nèi)壁的迅速腐蝕,錫、鐵溶解并產(chǎn)生氫氣,大量氫氣的積聚則會(huì)出現(xiàn)脹罐現(xiàn)象。鍍錫板的鍍錫層若純度不高,則易被腐蝕,尤其是含有比錫、鐵的正電性更強(qiáng)的金屬,腐蝕會(huì)加劇。食品中含有的銅離子在酸性條件下,會(huì)促進(jìn)罐壁錫層的脫落,并能對(duì)鐵進(jìn)行局部性腐蝕而導(dǎo)致穿孔。另外,當(dāng)食品中抗壞血酸在加工儲(chǔ)藏過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槊摎淇箟难?,也可能成為一個(gè)腐蝕性很強(qiáng)的因子。三、罐頭食品的貯存罐頭食品的貯存涉及的問題很多:首先是倉(cāng)庫(kù)地位的選擇,要便于進(jìn)出庫(kù)的聯(lián)系;庫(kù)房的設(shè)計(jì)要便于操作管理,防止不利環(huán)境因子的影響;庫(kù)內(nèi)的通風(fēng)、光照、加熱、防火等均要安排以利工作和保管的安全。貯存庫(kù)要有嚴(yán)密的制度,按順序編排號(hào)碼,安置標(biāo)簽,說(shuō)明產(chǎn)品名稱,生產(chǎn)日期,批次和進(jìn)庫(kù)日期,或預(yù)定出庫(kù)日期。管理人員必須詳細(xì)記錄,便于管理。
貯存庫(kù)有避免過高或過低的溫度,也要避免溫度的劇烈波動(dòng)??諝鉁囟群蜐穸鹊淖兓怯绊懮P的條件,因此,在倉(cāng)庫(kù)管理中,應(yīng)防止?jié)駸峥諝饬魅霂?kù)內(nèi),避免含腐蝕性的灰塵進(jìn)入。對(duì)貯存的罐應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查,以檢出損壞漏罐,避免污染好罐。
第六節(jié)罐藏技術(shù)的進(jìn)展一、無(wú)菌裝罐法無(wú)菌罐裝法使高溫短時(shí)殺菌原理和無(wú)菌裝罐操作相結(jié)合,這種方法適應(yīng)于各種不同性質(zhì)的原料,無(wú)菌裝罐系統(tǒng)都是在密閉和消毒條件下進(jìn)行。
這種系統(tǒng)包括有以下幾個(gè)部分:(1)熱交換系統(tǒng)熱交換系統(tǒng)一般有4種類型,即蒸汽注射式、刮刀式、管式和平板式。食品通過熱交換器有三個(gè)階段:升溫階段:迅速升溫到殺菌溫度(132~149℃);持溫階段:保持在殺菌溫度下達(dá)到要求的時(shí)間;降溫階段:立即降到冷卻的溫度。
(2)罐身的消毒(3)罐蓋的消毒(4)無(wú)菌罐裝和封罐這幾個(gè)部分是在密封的條件下相連通的。在使用之前都用高壓過熱蒸汽進(jìn)行消毒并維持整個(gè)操作時(shí)期內(nèi)都處于無(wú)菌狀態(tài)。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)多樣,原理相同。目前還只限于流體和半流體食品的罐頭。這種方法熱處理時(shí)間短,冷卻迅速,質(zhì)量有很大的提高,特別是大型罐,在傳統(tǒng)的殺菌處理下受熱時(shí)間長(zhǎng)而不均勻,在無(wú)菌裝罐條件下大罐和小罐都是一樣。
二、殺菌新技術(shù)原理:通過將食品原材料預(yù)處理后,裝在高阻氧的透明軟包裝袋中,抽出空氣并注入不活潑氣體(通常使用氮?dú)?并密封,然后在多階段升溫、兩階段冷卻的調(diào)理殺菌鍋內(nèi)進(jìn)行溫和式滅菌。優(yōu)點(diǎn):用最少的熱量達(dá)到殺菌目的,較好地保持了食品原有的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分,并可在常溫下保藏和流通長(zhǎng)達(dá)6一l2個(gè)月。含氣調(diào)理殺菌技術(shù)含氣調(diào)理殺菌技術(shù)含氣調(diào)理殺菌技術(shù)歐姆殺菌基本原理:將電流直接通人食品中,利用食品本身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量達(dá)到殺菌的目的,特別適合帶顆粒的流體食品。對(duì)于帶顆粒的流體食品如使用常規(guī)的殺菌方法,要使顆粒內(nèi)部達(dá)到殺菌溫度,其周圍液體必須過熱,從而影響產(chǎn)品的品質(zhì),但采用歐姆殺菌,由于流體食品中的顆粒加熱速度幾乎與流體的加熱速度相近,因此可以避免過熱對(duì)食品品質(zhì)的破壞。這種技術(shù)首先由英國(guó)州公司開發(fā)成功,目前一些國(guó)家已將該技術(shù)應(yīng)用到食品的加工中。超高壓殺菌:就是將食品物料以某種方式包裝以后,置于高壓(100MPa以上)裝置中加壓處理,從而達(dá)到殺滅微生物的目的。
殺菌機(jī)理:高壓會(huì)導(dǎo)致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基因機(jī)制以及細(xì)胞壁膜發(fā)生多方面的變化,從而影響微生物原有的生理活動(dòng)機(jī)能,甚至使原有功能破壞或發(fā)生不可逆變化,最終造成微生物的死亡。
超高壓殺菌效果:壓力越高殺菌效果越好,在相同壓力
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