食品工艺学-资料.doc

第一章 食品的干制保藏
第一节 食品的干藏原理
一、食品中水分存在状态
根据与食品组分结合能力或程度的大小，可将食品中水的存在形式分为结合水或自由水。
　结合水（bound water ,immobilized,束缚水）:指不易流动、不易结冰（即使在－４０℃下），不能作为外加溶质的溶剂，其性质与纯水有显著的不同的一部分水。
游离水（ free water):食品或原料组织细胞中易流动、容易结冰也能溶解溶质的这部分水
二、水分含量表示方法
１．百分含水量
湿基含量：ω =m/m0*100% 干基含量：ω ’=m/mc*100% m=m0-mt
２．水分活度
　Aw：食品在密闭容器内测得的蒸汽压(p)与同温下测得的纯水蒸汽压(p0)之比。
Aw值的范围在0～1之间。
Ａw反映食品中水分的结合状态，即水与非水组分结合的强弱，自由不产生的Ａw为１，结合水产生的Ａw小于１。
　温度不变，水分活度增大，表示物料中的水分汽化能力的增大，水分在物料内的扩散速率增大。
三、水分活度与食品保藏性
（一）、Ａw对微生物生长的影响
水分活度〈 0.6０ 绝大多数微生物均不能生长。
干制原理：将食品中的水分活度（Aw）降到一定程度，可抑制微生物的生长发育、酶促反应、氧化作用及非酶褐变等变质现象，从而使脱水食品的储藏稳定性增加。
第二节 食品的干制机制
一、干燥机制
　　（一）导湿性 （二）导湿温性 （三）导湿性与导淡温性引起的食品干燥
影响因素
（一）湿物料的热物理特性
　食品干燥的快慢取决于食品与环境之间热交换和质量交换的速度，与热物理性质有关。
¡ 湿物料的比热 ：物料中干物质的比热C干与所含水分的比热C水的平均值来表示。
　　Ｃ食＝ C干＋（ C水－ C干）Ｗ／１００
¡ 导热系数：取决于它的含水量和温度，在干燥过程中是可变的。（麦粒Ｗ１０％－２０％）
　　λ=00.7+0.00233W
¡ 导温系数：表示食品加热或冷却快慢的物理量，α= λ /сρ
温度升高，导温系数增大。
干燥介质的特性
湿度：
绝对湿度H：单位质量绝干空气中所含的水蒸气的质量。
相对湿度：在一定的总压下，湿空气中水蒸气分压与同温度下纯水的饱和蒸汽压之比
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度。
温度：干球温度和湿球温度
一、干燥机制
　干燥过程包括两个方面：一是水分转移；另一为热量传递。
¡ 给湿过程：湿物料中的水分从其表面层向加热介质发散的过程。
q m= Αm(p 饱 ¨C p空蒸)760/p
　q m:给湿强度; Αm:给湿系数;
（一）导湿性
¡ 导湿过程：由于给湿过程的进行，湿物料内部建立起水分梯度，因而水分将由内层向表层发散。这种在水分梯度作用下水分由内层向表层的发散过程就是导湿过程。
水分扩散系数（导湿系数）取决于食品的温度和含水量，大多数食品的水分扩散系数比较小。
（二）导湿温性（雷科夫效应）
在温度梯度作用下的水分扩散现象，称作导湿温现象称为导湿温性或或雷科夫效应。
是多种因素作用下产生的复杂现象，包括水分子的热扩散、毛细管传导、水分在毛细管内夹持空气的作用下发生迁移。
2 导湿过程
导湿温性引起水分转移的流量
食品干燥过程中，可能同时存在导湿现象和热湿传现象。
食品物料与干燥介质间的平衡关系
水分活度与空气相对湿度：完全干燥的食品置于各种不同的相对湿度的试验环境中，经过一定时间会达到平衡，这时的相对湿度即为水分活度。
平衡水分：物料与介质之间达到动态平衡时物料所含的水分。
二、干燥过程的特性
１.干燥曲线 （食品水分含量曲线）：干燥曲线是表示食品干燥过程中绝对水分（W绝：干基）和干燥时间（τ）之间的关系曲线。（图在课本36页）
该曲线的形状取决于食品种类及干燥条件等因素，即内部水分迁移与表面水分蒸发或外部水分扩散所决定。
２．干燥速率曲线 ：表示干燥过程中某个时间的干燥速度（u）与干燥时间之间对应关系的曲线。
临界湿含量：恒速阶段与降速阶段的转折点Ｃ〞称为临界点，物料的湿含量为临界湿含量。标志着干燥机理的转折，干燥由表面汽化控制到内部扩散控制。
干燥速度下降到Ｄ〞点时，食品物料表面水分已全部变。
干燥速率为零，干燥就停止（Ｅ〞）
３．食品温度曲线 ：表示干燥过程中食品温度和干燥时间之关系的曲线。
　Ａ′Ｂ′食品初期加热阶段。
　Ｂ′Ｃ′食品物料表面温度等于湿球温度并维持不变。热空气向食品提供的热量全部消耗于水分蒸发。
Ｃ′Ｄ′：空气对物料传递的热量已大于水分汽化所需的潜热。
Ｅ′：食品温度上升到和热空气温度相等，为空气的干球温度。
¡ 干制条件的影响
　　1）温度 2）空气流速 3）空气相对湿度 4）大气压力 5）真空度
¡ 食品性质　
　1)表面积 2)组分定向 3)溶质的类型 4）浓度
干燥介质的温度：初温一定时，温度越高，因温差大，传热速度越快，但介质为空气时，作用有限。
空气流速：空气作为传热介质，空气流速将成为影响湿热传递的首要因素。流速快，传热速度快；
空气的相对湿度：相对湿度越低，则湿物料表面与干燥空气之间的水蒸汽压就越大，加之干燥空气能吸纳更多的水分，因而能加快湿热传递的速度。
空气的相对湿度不仅会影响湿热传递的速度，而且决定了湿物料的干燥程度。
真空度：保持温度恒定的同时提高真空度，可加快水分蒸发。
¡ 食品表面积：湿热传递的速度随湿物料的表面积增大而加快。
（五）干制工艺条件的选择
1）尽可能使食品表面水分蒸发速度与内部水分扩散速度相等。
2）在恒速阶段可适当提高些空气温度，以加快干燥过程。
3）在干燥后期调整空气的相对湿度。
4）在降速阶段应降低空气温度和流速。
5）温度梯度
6）湿度梯度
一般两者的方向相反，可通过1）减少厚度 2）堆积疏松3）接触加热和微波加热方法4）提高干燥速度
干燥时间的计算：指将食品从初始水量干燥到预定含水量所需要的时间，为恒率干燥时间和降率干燥时间之和。
第四节干燥过程中食品主要变化
n 物理变化（表面硬化、干缩、多孔性）
n 化学变化（蛋白质变性、脂质氧化、褐变、营养价值）
干缩：食品干燥时，因水分被除去而导致体积缩小，肌肉组织细胞的弹性部分或全部丧失的现象。 均匀干缩和非均匀干缩。
n 因素：种类、干燥方法及条件有关。
1.干缩：多孔性结构：快速干燥时，食品表面迅速干燥硬化，内部继续干燥收缩时，内部应力将组织与表层脱开，干制品出现大量的裂缝和孔隙。
2.表面硬化 ：定义：表面硬化是食品物料收缩和封闭的一种特殊现象，食品表面呈现干燥而内部仍软湿。
原因 ：1)食品在干燥时，其溶质借助水分的迁移不断在食品表层形成结晶，导致表面硬化；
2)由于食品表面干燥过于强烈，水分蒸发很快，而内部水分又不能及时扩散到表面，因而表层就会迅速干燥形成一层硬膜。
3.干制时食品风味的变化。
n 脱水干制时食品失去挥发性成分而改变其风味。措施：回收或添加香精或风味制剂。
4.蛋白质变性
n 原因：加热导致蛋白质凝集而变性，盐类的存在加促此过程。
Ø 脂质氧化促进蛋白质的脱水变性。
蛋白质在干燥过程及贮藏初期的变性主要是受温度及脱水等因子的作用所致，而在贮藏后期，脂肪的氧化将成为影响蛋白质变性的重要因子。
影响因素蛋白质变性的因素
（1）食品的含水量：水分含量高，变性越明显；
（2）干燥方法：影响显著，冷冻干燥引起的蛋白质变性较其他方法要轻微得多。
（3）干燥条件（温度、时间）
5、脂质氧化
n 原因：干制使食品的水分活度降低，抑制了脂酶及脂肪氧化酶等酶的活性，却使脂质自动氧化变得更为容易和快速。
n 测定指标
POV值（过氧化值）：试验适用于测量从海洋产品中萃取的脂肪、油和脂类的时期和中值的氧化情况。
TBA值：2-硫代巴比妥酸试验是肉类脂肪氧化测定的常规方法。
POV值（过氧化值）：试验适用于测量从海洋产品中萃取的脂肪、油和脂类的时期和中值的氧化情况。
TBA值：2-硫代巴比妥酸试验是肉类脂肪氧化测定的常
n 影响因素脂质氧化的因素
（1）干制温度和贮藏温度 （2）种类 （3）水分活度
干燥及干藏过程中，损失最严重的营养素应是维生素 。
干制食品营养价值变化
主要是蛋白质、维生素等营养成分损失。，营养价值会有所下降.通常冷冻干燥法比普通干燥法能更好地保存食品的营养价值，如表3.28
影响因素：（1）干燥温度与干燥时间 （2）水分活度 （3）氧气及干燥方法
n 褐变的原因 （酶性和非酶性）
多酚类物质如鞣质、酪氨酸等在组织内酚氧化酶的作用下生成褐色的化合物-类黑素而引起的褐变，其二是梅拉德方应所引起的褐变。
预防措施：1）钝酶处理：预煮和巴氏杀菌2）水果硫熏处理 3）低温贮藏
第四节 食品常用的干燥方法
v 自然干制：在自然环境条件下干制食品的方法，如晒干、风干、阴干等。
v 人工干制：在常压或减压环境中用人工控制的工艺条件使食品的水分脱除的方法，如对流干燥、喷雾干燥、真空干燥等，需专用的干燥设备。
一、 常压对流干燥 又称热风干燥 ，最常见的食品干燥方法 。
二、 原理：利用空气作为干燥介质，通过对流方式与食品进行热量与水分的交换，使食品获得干燥。
分类：固定接触式和悬
v 形式：箱式干燥、隧道式干燥、带槽式干燥、贮仓式干燥、泡沫干燥等。
v 共同特点：食品堆积在容器或其他支持器件上进行干燥。
　　形成的食品层叫做干燥床，常用的支持器件多为浅盘、多孔板、钢丝网带等。
隧道式干燥
Ø 使用最广泛的干燥方法之一，适用于各种大小及形状的固态食品的干燥。
Ø 效果主要取决于料车与热空气的相对流动方向（顺流或逆流）。
　顺流：前期干燥强烈，后期干燥缓慢，最终含水量不低于１０％；
　逆流：前期干燥缓慢，后期强烈，最终含水量较低，可达５％。
泡沫干燥
v 工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定的泡沫料，然后在常压下用热空气干燥。造泡的方法有机械搅拌，加发泡剂等。
v 特点：接触面大，干燥初期水分蒸发快，可选用温度较低的干燥工艺条件。
v 适用对象：水果，易发泡的食品。
干燥效果:泡沫结构和干燥工艺条件。
干燥速度：初期受温度和流速的影响；后期受空气相对湿度的影响。
两段干燥法：第一段顺流，第二段逆流。
泡沫干燥法具有一般热空气干燥法的优点以外，还具有干燥速度快、干制品质好、干制品复水性好的优点。
悬浮接触式对流干燥
v 共同特点是将固体或液体颗粒食品悬浮在干燥空气流中进行干燥。
v 它有三类常见的设备：气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器
气流干燥
v 原理：气流干燥是将粉末状或颗粒状食品悬浮在热空气流中进行干燥的方法。
v 关键：连续而均匀地加料，并将物料分散于气流中。
v 特点：操作简单、连续高效、干燥强度大、 干燥时间短；散热面积小、 适用范围广（面粉、淀粉、葡萄糖、鱼粉等）。
流化床干燥 ：流化床干燥又称沸腾床干燥，所依据的原理和设备与流化床冻结基本相同，区别在于流化床干燥的介质是高温低湿的空气。
v 原理：颗粒状食品置于干燥床上，热空气由多孔板的底部送入使其均匀分散，当气流速度足够大时，颗粒即悬浮在上升的气流之中作随机运动，形成流化床，使食品在流化状态下获得干燥。
v 特点：1）流化床干燥器结构简单，便于制造、活动部分少、操作维修方便；2）气速低，阻力小，气固较易分离，物料及设备磨损轻；3）物料停留时间短，干燥速率快；4）对热空气的利用率低，易损耗和干燥不均匀。
喷雾干燥：通过压力或离心力将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程。分喷雾系统与干燥系统。
喷雾系统：压力式、气流式、离心式。
压力式：由喷嘴、喷芯、喷嘴套及联接螺母等组成。
压力式喷雾：工作原理：在数十至数百个大气压的作用下，使液体食品或浆状食品通过直径为0.5~1.5mm的喷孔喷出，与空气发生强烈的摩擦而雾化成极细小的液滴，从而与热空气接触而瞬间干燥。
气流喷雾：原理：液膜在高速气流的摩擦分裂作用下而雾化细小液滴。
v 方式：根据气液混合的方式不同分为内混式、外混式及三流式。
离心喷雾：原理：料液送到高速旋转的圆盘后，在离心力的作用下沿盘上的沟槽被甩出，与空气发生摩擦而碎裂成雾滴。
v 雾滴与：转速、进料量、黏度有关。
喷雾干燥特点：a.蒸发面积大，干燥速度极快；b.干燥过程液滴的温度低，损害小；c.干制品的溶解性及分散性好，具有速溶性。d .生产过程简单，操作控制方便，适合于连续化生产。
喷雾干燥的主要缺点是，单位制品的耗热较多，热效率低，约为30％～40％。
喷雾干燥的机理
喷雾干燥过程分为恒速干燥和降速干燥。
（二）接触干燥：接触干燥与对流干燥法的区别在于前者是加热金属壁面，通过导热方式将热量传递给与之接触的食品并使之干燥的，而后者则是通过对流方式将热量传递给食品并使之干燥。常压滚筒干燥 真空滚筒干燥
滚筒干燥：将液体食品在滚筒表面涂成一层薄膜，干燥时，热量从滚筒的内部传向干燥机周围的空气，由于通过金属滚筒的热量传递和水从薄膜中出来的质量传递通常都非常快，产品在滚筒上滞留的时间在30～60s，干燥发生迅速。
（三）真空冷冻干燥 ：在一定的真空条件下，将冻结了的制品中的游离水不经过冰的融化，直接从固态冰升华为水蒸汽而使物料干燥的工艺称为冷冻干燥（Freeze-drying），简称冻干。
冷冻干燥原理
v 冻结方法：自冻法：利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热，促使物料温度下降，直至它达到冻结时物料水分自行冻结的方法。
干燥：包括传热和升华两过程。
传热：冻结物料温度的最低极限不能低于冰晶体的饱和水蒸气压相应的温度。
升华：在冰晶体表面上进行，物料冰层界面不断地移向物料中心。
冷冻干燥特点：1、工艺条件为低温、低压，因而干制品营养成分损耗少，色泽、结构、质地和风味变化轻微。2、投资费用高，生产费用也高。3、多孔性干制品还需特殊包装，以免回潮和氧化。
（四） 辐射干燥：以辐射能为热源的加热方法。分
v 红外线干燥：构成物质的分子总以自己固有的频率在振动，若入射的红外线频率与分子本身固有的振动频率相等，则该物质就具有吸收红外线的能力。红外线被吸收后，产生共振现象，引起原子、分子的振动，从而产生热而使温度升高。
食品多在3~10μ m，故食品干燥往往选择远红外线进行加热。
远红外加热元件是辐射干燥器的关键部件，按形状可分为灯状、管状和板状，食品常用金属管和碳化硅板加热元件。
特点：加热迅速，吸收均一，加热效率高，化学分解作用小，食品原料不易变性。
v 微波干燥：利用微波作热源的干燥设备。由直流电源、微波发生器、冷却系统、波导管及微波干燥器等组成。
v 按加热物料和微波场的作用形式可分为：驻波场谐振腔干燥器、行波场波导干燥器、辐射型和慢波型干燥器
特点：1.干燥速度快；2、加热均匀，制品质量好；3、加热易于调节和控制；4、加热效率高；5、电能消耗大。
干制品的贮藏
干制品的干燥比及复水性包装前处理
筛选分级，剔除块片和颗粒大小不合格的产品，以提高商品质量。
均湿处理（回软或发汗）：晒干或烘房烘干制品各自所含水分不均匀一致，在密闭室内或容器内短暂贮藏。
防虫处理：烟熏是控制干制品中昆虫和虫卵常用的方法。常用甲基溴作为有效的烟熏剂来处理干制品。
速化复水处理：压片法和剌孔法。
包装目的 ：1）防止干制品吸湿回潮以免结块和长霉；2）防止外界空气、灰尘、虫和微生物以及气味等入侵；3）防透光，提高贮藏性。
第三章 第一节 热处理的原理
高温对微生物的影响：致死作用 高温对酶活性的钝化作用及酶的热变性
一、 微生物的耐热性
（一）影响微生物耐热性的因素 （二）热杀菌食品的pH分类 （三）微生物耐热性参数
（一）、影响微生物耐热性的因素
1、微生物的种类
2、加热前微生物所经历的培养条件：培养温度、培养基 、菌龄
3、食品成分的影响（基质条件）水分活度、脂肪、盐类、酸度、 糖度、 营养成分
4、其它相关因素：细菌繁殖的温度范围、菌种和菌株
嗜热菌强于嗜温菌，后者强于嗜冷菌；芽孢强于营养细胞；同一菌株因菌龄、培养条件等不同而异。
培养温度高，其耐热性高；培养基丰富，微生物耐热性高
增加C16、C18脂肪酸，肉毒梭状芽孢杆菌的耐热提高，加入磷酸盐，巨大芽孢杆菌耐热性提高；
微生物的生理状态 （对数期、稳定期）
何为单细胞微生物生长曲线？
微生物所处的培养或基质条件不同，微生物的耐热性不同。
1）水分，水分↓，↑；2）高浓度糖类，蛋白质、脂肪，↑；
3）某些盐类的存在：对菌有利↑，对菌不利，↓；4）酸性环境，PH↓，菌体易死亡；抑制性物质。
5）食盐浓度低于3％～4％时，能增强细菌的耐热性 ，超过4％时，随着浓度的增强，细菌的耐热性明显下降 。
6）加热方式7）原始活菌数 8）热处理温度
(二）、罐头食品的分类
低酸性罐头：pH.>5.0 中酸性罐头：pH:4.6~5.0 酸性罐头：pH:3.7~4.6 高酸性罐头：pH:<3.7
总之，肉毒杆菌能生长的最低pH成为两类食品分界的标准线。
（三）、微生物耐热性的测定及表示
微生物耐热性的表示方法
指数递减时间
D值：在一定的环境和热力致死温度下，杀死某细菌群原有残存活菌数的90%时所需的最短时间。
加热时间t：t= 1/m(㏒a-㏒b)
D=t/(lga-lgb) D110℃、D121℃
D值与微生物耐热性的关系：成正比； 与加热温度、菌种、所处环境有关；与原始活菌数无关。
热力致死时间TDT
定义：在特定的致死温度、致死环境下杀死某一菌种的全部细菌或芽孢所需的最短加热时间(thermal death time)。
以加热温度为横坐标，TDT为纵坐标，在半对数坐标中可作出如图3-6所示的曲线。
影响因素：
温度：温度高，TDT短；
介质条件：介质不同，微生物耐热性不同，TDT不同；
原始活菌数：与TDT有关，原始活菌数越多，TDT越大。
lgt0/t1=(θ’-θ)/Z
Z为热力致死时间曲线横过1个对数周期时所改变的温度（℃）。
Z 值定义：为了达到相同的杀菌效果而热力致死时间（TDT）减少一个对数周期所需提高的温度。
反映微生物对热的敏感性。
F值 （杀菌致死值 ）定义：121℃（国外为250℉）为标准温度，与此对应的热力致死时间。
lg t0/F=(121.1-θ)/Z
Z= (121.1-θ)/ lg t0/F
热力指数减数时间（TRT）：在任一规定时间的温度下，将对象菌数减少到某一程度（10-n）时所需的加热时间（min)。
TRT是D值的扩大。
TRTn=nD
D值本身并不代表全部杀菌时间，从理论上讲，在所定温度下，当nD的n趋于无穷大时，即为前述的F值。
F=nD
肉毒杆菌n=12; 生孢梭菌n=5
因此在121℃时求得的D值乘以n就可得到 F 值。n的大小并非固定不变，应根据工厂卫生状况、食品污染的细菌种类和数量等因素来确定。比如在美国，一般要求肉毒杆菌的每毫升芽孢数应从1012降到100，即n=12；对P.A.3679则要求从每毫升106降到100，即n=6 。
12D概念：指在罐头工业中加热过程杀菌值的要求，意味着最低的加热过程应降低到最耐热的肉毒梭状芽孢菌的存活数应从1012下降到100。（只用于pH4.6以上食品。
F值和Z值
F值可作于比较Z值相同的细菌的耐热性，对Z值不同的细菌并不适用。
Z值愈大，因温度上升而取得的杀菌效果愈小。
F=t0·10（θ -121.1)/Z
温度系数与Z值：Q10=K2/K1
lg Q10=10/Z
二、高温对酶的钝化作用
较低温度内，酶活性随温度升高而增加，加热温度高达80℃时，多数酶的活力已被破坏的。
同样可用D值、F值及Z值表示酶的耐热性。
1.装罐
工艺要求：1、达到罐头食品的净重和固形物含量的要求。
2、装罐时还必须留有适当的顶隙。罐内食品表面与容器翻边或顶边应相距（4～8）㎜左右。
3、 排列整齐；4、均匀一致性（厚度、大小、色泽等）。
装罐方法 ：人工装罐：适合肉禽、水产、水果、蔬菜等块状或固体产品；
机械装罐：合颗粒状、流体、半流体、糜状产品等。
预封：在食品装罐后用封罐机初步将盖钩卷入罐身翻边下，进行相互钩连的操作。
2.排气：排气是在装罐或预封后将罐内顶隙间的、装罐时带入的和原料组织细胞内的空气排出罐外的技术措施。
排气的目的：
阻止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损。尤其是二重卷边受到过大的压力后，其密封性易受影响。
阻止需氧细菌和霉菌的生长发育（排气与微生物生长繁殖的关系：需氧菌、兼性厌氧菌、芽孢菌的芽孢在一定氧浓度下才能生长繁殖）。
防止或减轻杀菌时因空气膨胀导致的容器变形或永久性胀罐。
防止或延缓罐内壁腐蚀（氧作为阴极去极化剂促进腐蚀）。
防止或减轻维生素及其他营养成分的损失．　　
与维生素损失有关的因素：ａ．原料种类　 ｂ．加热强度 ｃ．氧气的存在　 ｄ．酸碱环境
避免或减轻食品色香味的变化(氧化会产生褐变)。
排气效果
真空度：罐头排气后罐内残留气体压力和罐外大气压力之差即罐内真空度。
习惯上以mmHg表示，国际单位以N／m2或Pa表示。W=B-P ˊ
排气方法 ：
热力排气法 ：基本原理是将预封后的罐头通过蒸气或热水进行加热，或将加热后的食品趁热装罐，利用空气、水蒸气和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排除掉。
形式：
Ø 热装罐法将食品预加热到一定温度后，趁热装罐并密封的方法。
Ø 排气箱加热排气法：食品装罐后，将罐头送入排气箱内，在预定的排气温度下，经过一定时间的加热，使罐头的中心温度达到70~90℃，使食品内部的空气充分外逸。
影响因素：① T升高、t延长，则密封温度升高，从而真空度升高；
②顶隙度h 大: W↓ 小: W↑。 ③原料种类，新鲜度。
结论：排气温度、排气时间、密封温度是确定封后真空度的主要因素。
真空封罐排气法 ：利用真空泵将密封室内的空气抽出，形成一定的真空度，当罐头进入封罐机的密封室时，罐内部分空气在真空条件下立即被抽出，随即封罐以获得真空。
特点：时间短，排除顶隙或间隙部分空气。
影响真空度的因素：顶隙大小；密封温度；真空密封室真空度（W）
T、_ W、W“三者之间关系 ：W"=（W+P'蒸）-P蒸"
结论：真空封罐后罐头真空度主要取决密封室的真空度以及密封时的食品温度。
T封与W的互为制约的关系
真空封罐时罐头顶隙内水蒸汽分压不允许超过真空密封室内残留气体压力，则罐内食品出现瞬间沸腾现象。
例如 T封=81℃ ， P‘蒸=37㎝Hg ， W=55㎝Hg
∴P余=B- W =76-55=21㎝Hg ∴产生瞬间沸腾。
真空封罐时的补充加热。
（1）W＜65㎝Hg ，T封在54℃左右时，若要获得高真空度，则要补充加热。
（2）"真空膨胀系数"高的食品需补充加热。
定义：真空膨胀：食品放到真空环境中，食品组织细胞内空气膨胀导致体积增大现象。
（3） “真空吸收”程度高的食品需补充加热。
定义：真空吸收：真空密封的罐头静置20～30分钟后，真空度下降的现象。
蒸气喷射排气法 ：原理：封罐时向罐头顶隙内喷射蒸气，将空气驱赶走密封，蒸气冷凝后形成部分真空。
影响因素：⑴ 顶隙 : 大（真空度高些）（2）食品种类：含氧量低，密封后的真空度较高。⑶ 封罐温度。
3. 罐头的密封 ：罐头食品能够长期保藏的两个主要因素，一是充分杀灭罐内的致病菌和腐败菌；二是使罐内食品与外界完全隔绝，不再受到外界空气和微生物的污染而腐败变质。密封的作用是后者。
常压封罐、真空封罐 。
封罐：采用封罐机将罐身和罐盖的边缘紧密卷合。
方法：1、金属罐的密封：二重卷边；玻璃罐的密封：2、卷边式、旋转式、套压式和抓式密封法；
3、蒸煮袋的密封：真空包装机热熔密封。
4.罐头杀菌
(1) 杀菌公式：即所谓杀菌规程，是指杀菌温度、时间及分压等因素，一般表示成下列形式 (t1 -t2 –t 3) P/T
t1:升温时间，其58%来校正零点；T2：在杀菌温度T下的恒温时间；
t 3：降温时间；P：杀菌时的压力。
杀菌方法: 1)常压沸水杀菌:适合于大多数水果和部分蔬菜罐头。
2）高压蒸气杀菌：１００℃以上的高温杀菌（哪类罐头食品？）。
3）高压水杀菌：适用于肉类、鱼贝类的大直径扁罐及玻璃罐。
6. 罐头食品的冷却： 普通冷却法、 反压冷却法。
二、罐头食品的热传递
（一）传热方式
传导：由于物体各部分受热温度不同，分子所产生的振动能量也不同，依靠分子间的相互碰撞，导致热量从高能量分子向邻近的低能量分子依次传递的热传导方式即传导。
对流 ：借助于流体的流动来传递热量的方式，也即流体各部分的质点发生相对位移而产生的热交换。
冷点 ：在加热或冷却中吸收或释放热量最缓慢的部位。
传导型食品：几何中心 ；对流型食品：对称轴离罐底位置
罐头食品的热传导往往是对流和导热同时存在，或先后进行。冷点根据对流和传导的关系决定。
（二）影响罐头食品传热的因素
内因：装罐量、顶隙量、真空度等； 外因：容器的大小与形状等。
食品的物理性质：罐头食品的物理特性包括形状、大小、浓度、密度及粘度等。
罐头食品的初温 ：开始杀菌温度为初温，对流传热型食品的加热时间受食品初温的影响较小。食品初温对导热型食品的加热时间影响很大。因此，对于导热型食品，热装罐比冷装罐更有利于缩短加热时间。
罐藏容器：容器的的传热特性； 热阻：罐壁的厚度与热导率的比值，即δ/λ。
热传递方向：　１）加热介质（蒸汽或热水ɑ１）→罐壁→食品（对流型 ɑ2、传导型与厚度δf及导热系数λf）
　２）总热阻：１／ ɑ１＋ δ/λ＋１／ ɑ2（ δf/λf)
杀菌时各部分热阻的相对比值：
传导型食品杀菌时，加热时间决定于食品的导热性而不决定于罐壁热阻，对流传热型食品则取决于容器的热阻。
容器几何尺寸 ：（1）容器的大小；（2）形状h/D；h/D为0.25时杀菌时间最短。
导热型圆罐的杀菌时间(扎丹)：t0=A(8.3hD+D2)
（三）传热的测定
目的：（1）掌握罐头食品的传热特性，以便进一步分析、试验和研究，为保证达到杀菌温度找出合理的加热杀菌方法；
（2）为满足生产条件下的杀菌要求或根据实验室内细菌试验所确定的杀菌要求，建立相应的加热和冷却条件；
（3）根据测得的加热和冷却的传热曲线直接对杀菌效果进行评价。
测温仪器：中心温度记录仪（主要由热电偶和电位差计组成．测定时，需要把热电偶的端点准确地安装在罐头的冷点处。测温仪带有４、６、１２个甚至更多的测温元件，每次用一个测头来测定杀菌锅内的温度，其余测头用来测定放置在杀菌锅内不同位置的罐头冷点。
（四）传热曲线： 每种罐头食品的传热曲线至少应根据12次重复试验数据才能确定。
测定点：冷点。
类型：以时间为横坐标，将测得的罐内冷点温度的变化在半对数坐标上做图。
分简单型加热曲线、转折型半对数加热曲线。
fh、fc：加热杀菌和冷却曲线的斜率，表示直线横过一个对数循环时需要的加热和冷时间（min)。
传热速率表达
（1）Ball表达式：tB/fh=lg[(Ts - T c)j/g]=lgjI/g----------j:加热滞后因子g:Ts-T1；jI:Ts-T’
一般表达式：t=fhlgj/u U=(Ts-T)/(Ts-Tc)
三、杀菌时间及F 值
（一）罐头加热杀菌时间:1920年Bigelow根据细菌致死率和罐头食品传热曲线推算出杀菌时间，这种方法被称为基本推算法（ The General Method）。
１.比奇洛基本推算法：基本推算法的关键是找出罐头食品传热曲线与各温度下细菌热力致死时间的关系。
细菌致死率 ←→ 传热曲线。T食＞T致死 →
基本原理：找出罐头食品传热曲线和各温度时细菌热力致死时间性的关系，为罐头食品杀菌操作（理论上达到完全无菌程度）推算预定杀菌温度工艺条件下需要的加热冷却时间。
部份杀菌量：细菌在T℃温度时的热力致死时间为I分钟，在T℃加热了t钟，则在T℃温度下完成的杀菌程度为t/τ。
例：115℃：TDT1=20'加热至 t1=8分 ；118℃：TDT2=10‘加热至 t2=6分
A1= t1/ TDT1=8/20=0.4；A2= t2/ TDT2=6/10=0.6
∑A=A1+A2=0.4+0.6=100%
若A=t/τ 或 A/t=1/τ. 微分后,dA/dt=1/τ.杀菌率(致死率)-热力致死时间的倒数积分后,总致死量.A=∫0 t dt/τ
杀菌效率值以A表示，假如某细菌在T温度下致死时间为τ1，而在该温度下加热时间为τ，则τ/τ1就是部分杀菌效率值。
总的杀菌效率值就是各个很小温度区间内的部分杀菌效率值之和，即：A=A1+A2+……+An或A=∫0tdt/τ
当A=1时，杀菌时间最适宜
致死率：热力致死时间的倒数。
以热处理时间为横坐标，以致死率为纵坐标图为致死率图。
单位致死面积：致死率和热处理时间的乘积为100%所占面积。
如致死率图作图时按照横坐标上1cm标量为d min ，纵坐标上m（cm）标量为致死量Lt=1，单位致死面积的致死量Lt=d. 1/m(cm2)，当A=Lt=1时，其相应面积应为m/d（cm2）。若致死率曲线下面积为A1，则它的相应致死量则为A1. d/m。
计算加热致死率曲线下所包含的面积方法有2种,即图解法和近似计算法。
（１）图解法
利用作图法，可以计数曲线包围下面积坐标纸的小格；
剪下曲线包围下面积的纸块与等于１００％的纸块并称重，以获得足够精确的结果。
利用梯形求面积：A I,,n = (Li,,n+Li,,n+1)/2× △τ i,n ；A = ∑ A I,,n
2. F值的公式计算法（鲍尔改良法）
　改进主要有两点：建立了“致死率值”的概念和时间间隔取相等值。
（１）致死率值Ｌ：根据ＴＤＴ曲线方程
㏒ （t ／F0） = (121.1-T)/z 令：F0＝１min
鲍尔改良法中的致死率值与比奇洛法的致死率区别：比奇洛法中的致死率是与完全杀菌效果的比较值，而鲍尔改良法中的致死率值只是与１２１℃以１min杀菌产生的杀菌效果的比较值。
实际杀菌过程中，冷点温度随着时间不断变化，于是微生物Ｚ值确定后，查“ＦＺ121　＝１　时，各致死温度下的致死率表”。对于酸性食品，通常采用常压杀菌，
(二) 正确的热杀菌条件的确定途径
三、杀菌工艺条件的确定
杀菌规程 ：罐头杀菌的工艺条件也即所谓杀菌规程，是指杀菌温度、时间及分压等因素，
(二)　罐头食品腐败类型
1） 内容物的腐败变质 2）罐头容器的腐蚀
罐头的检验：内容物的检查
容器外观检查：外观、敲音、真空度、开罐、化学、微生物等；指标：感观、理化、微生物（致病菌：肉毒梭状芽孢、沙门氏杆菌、志贺氏杆菌、致病性葡萄球菌、溶血性链球菌）
内容物的腐败变质 ：胀罐、平盖酸败、黑变或硫臭腐败、发霉及食物中毒
胀罐：从程度分 隐胀、轻胀、硬胀
从性质分：理化性胀罐 、细菌性胀罐。氢胀：［H+］↑→ 罐壁腐蚀 → H2↑ 假胀：装量过多，真空度低
细菌性胀罐
低酸性食品：专性厌氧嗜热芽孢杆菌（嗜热解糖梭状芽孢杆菌：TC55℃）；厌氧嗜温菌（肉毒杆菌、生芽孢梭状杆菌）
酸性食品：巴氏固氮菌、 酪酸菌
高酸性食品：小球菌，乳杆菌，明串珠菌，膜酵母。
平盖酸败 特征：外观正常，开罐后呈轻微或严重酸味。
平酸菌：导致罐头平盖酸败的细菌（多为兼性厌氧菌）
低酸性食品为嗜热脂肪芽孢杆菌等，如芦笋，菇蘑TC：49～55℃。
酸性食品：为凝结芽孢杆菌：TC：45～55℃，25℃亦能生长。
若平盖酸败罐头的PH 下降到0.2～0.3时，很难分离出平酸菌，因为［H+］↑→ 细菌已死亡
黑变或硫臭腐败（隐胀，轻胀）:在某种细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的气体H2S，与罐内壁铁反应生成黑色硫化物，并且在罐内壁或食品上导致食品发黑并呈臭味。
外观：正常或隐胀，轻胀。原因菌：致黑梭状芽孢杆菌：TC：55℃原因可能是罐头食品杀菌不足。
发霉、食物中毒：食品表面产生霉菌生长现象。 原因：容器裂漏或真空度偏低。
食物中毒：肉毒芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌繁殖生长分泌外毒素。外毒素较耐热。
引起内容物腐败变质原因：
1）杀菌不足：1）原料污染严重 2）车间卫生状况差 3）杀菌操作、技术、工艺不合理
总之因杀菌不足的 原因菌：单纯而耐热（芽孢杆菌）。
2） 裂漏：卷边结构不良 ；罐内外压力失衡 → 卷边松动 → 二次污染。原因菌：种类多，不耐热。
3）罐头容器的腐蚀 4）酸性均匀腐蚀 5）集中腐蚀 6）氧化圈 7）异常脱锡腐蚀
酸性均匀腐蚀：在酸性食品的腐蚀下，罐内壁锡面上全面地均匀地出现溶锡现象，以致整个内壁表面的锡晶粒外露。
现象：热浸镀锡 → 羽毛状斑纹；电镀锡 → 鱼鳞斑状
上述现象就是均匀腐蚀。均匀腐蚀速度可用单位时间内单位面积上的溶锡量来表示，常用单位为金属失重(mg／d．dm2)或金属失重(g／h．m2)。
腐蚀速度：初期较后期快。要求：［Sn2+ ］＜150ppm ,轻微溶锡有改进罐头食品色泽的作用。
集中腐蚀 定义：指罐内壁面上某些局部有限面积内出现金属(铁或锡)的溶解现象，比如麻点、蚀孔、蚀斑、露铁点及镀锡板的穿孔现象等均是集中腐蚀的结果，也可称为孔蚀(Pitting)。
集中腐蚀常在酸性食品或空气含量高的水果罐头中出现，溶铁通常是其主要表现，因而集中腐蚀时食品中的含锡量就不会象均匀腐蚀时那样高。
氧化圈 ：某些罐头食品开罐后，可在顶隙和液面交界处也即液面周围的罐内壁上发现有暗灰色腐蚀圈，即氧化圈。氧化圈一般允许存在。
异常脱锡腐蚀 ：含有特种腐蚀因子的某些食品和罐内壁接触时，会直接起化学反应，导致短时间内出现大量脱锡现象，最终出现胀罐，影响产品的质量。这类食品称为脱锡型食品，如橙汁、芦笋、刀豆等。
第四章 食品的低温保藏
根据降低温度的程度，将温度在０～８ ℃的加工称为冷却或冷藏，而温度在－１ ℃以下的加工称为冻结或冻藏。经过冷冻加工的食品统称为冷冻食品。
第一节 低温保藏原理
一 冷冻的目的
变质因素：酶、微生物、氧化作用
常温对食品的影响：由于附着在食品表面的微生物和食品内所含的酶的作用，使食品的色香味变差，营养价值降低，甚至变质腐败。
冷冻的目的：低温能够抑制微生物的生长和食品中酶的活性，降低非酶因素引起的化学反应的速率，因而能够延长食品的保藏期。
分类：冷却贮藏和冻结贮藏。
二、 温