食品热力杀菌理论与实践 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

内容简介

　　以漳州中罐协科技中心为主要业务依托，组织来自杀菌设备制造企业的专家和食品业界知名杀菌专家，经过二年多的筹备、撰写、研讨和反复审稿，一本理论联系实际、重视系统性和实用性的食品热力杀菌技术书籍终于正式出版了。

　　《食品热力杀菌理论与实践》填补了我国在食品热力杀菌技术领域的空白，对我国广大食品加工企业的热力杀菌技术水平的提高起到积极的促进作用。同时，对杀菌设备制造企业技术水平的提升和规范也将发挥积极的贡献。

目录

1　绪　论1
1.1　罐藏食品发展简史1
1.2　罐藏食品定义和保藏原理2
1.2.1　广义罐藏食品定义2
1.2.2　食品保藏原理2
1.3　食品热力杀菌的重要性3
1.4　“商业无菌”概念3
1.5　罐藏食品无需添加防腐剂4

2　食品的热力杀菌方法6
2.1　食品的杀菌方式6
2.1.1　热力杀菌的分类6
2.2　热力杀菌工艺规程7
2.2.1　杀菌的排气规范8
2.2.2　热力杀菌规程14
2.3　食品的冷却16
2.3.1　冷却目的16
2.3.2　冷却方法及操作16
2.3.3　冷却水的用量18
2.3.4　冷却水品质及氯化的重要性18
2.3.5　冷却水的余氯测定20
2.3.6　冷却水余氯控制技术与装置21
2.3.7　科学的冷却技术21

3　食品的热力杀菌设备及装置22
3.1　罐装食品的杀菌设备及装置22
3.1.1　金属罐装食品的杀菌设备及装置22
3.1.2　杀菌锅的仪表配置29
3.1.3　杀菌锅的辅助装置32
3.2　玻璃瓶装食品的杀菌设备及装置35
3.2.1　安装水银温度计的测温腔35
3.2.2　蒸汽扩散管上喷气孔的排列及方向35
3.2.3　温度记录仪感温探头的位置36
3.2.4　压缩空气的供给36
3.2.5　空气搅动装置36
3.2.6　水位指示计36
3.2.7　排水阀36
3.2.8　冷却水止回阀36
3.2.9　压缩空气止回阀36
3.2.10　杀菌过程压力控制装置37
3.2.11　汽／水热交换器37
3.3　软包装产品的杀菌设备及装置38
3.3.1　软包装杀菌设备的基本要求38
3.3.2　盛装软包装盘开孔面积38
3.3.3　软包装载放位置与数量38
3.3.4　软包装杀菌反压力设置原则39
3.3.5　杀菌压缩空气输入部位39
3.3.6　软包装产品的冷却40
3.4　热力杀菌设备使用概述40
3.4.1　杀菌传热介质分析40
3.4.2　杀菌设备热分布测试的必要性41
3.4.3　杀菌设备密封部件隐患提示41
3.5　常用热力杀菌设备43
3.5.1　规范的静止杀菌锅及其管路标准配置43
3.5.2　静止式杀菌的操作45
3.5.3　双开门卧式杀菌锅48
3.5.4　全水静止式杀菌机49
3.5.5　喷淋水静止式杀菌机51
3.5.6　蒸汽回转式杀菌机54
3.5.7　侧喷式静止杀菌机55
3.5.8　水／汽／气混合喷射杀菌机56
3.5.9　蒸汽和热水回转式高压杀菌机57
3.5.10　全自动高温连续（整盘）杀菌机58
3.5.11　无篮式杀菌设备61
3.5.12　常压连续杀菌机63
3.6　其他杀菌设备65
3.6.1　水封式杀菌机65
3.6.2　水静压杀菌机66
3.6.3　高压蒸汽回转式杀菌机68
3.6.4　高压淋水式连续杀菌机69
3.6.5　无篮式杀菌设备69
3.6.6　火焰连续杀菌设备70
3.7　杀菌设备选型、安装和验收71
3.7.1　杀菌设备选用原则71
3.7.2　杀菌锅生产能力平衡72
3.7.3　杀菌锅安装要点73
3.7.4　杀菌锅验收要求74
3.7.5　对不符合热分布的杀菌锅处置建议75
3.8　杀菌设备预防性维修76
3.8.1　增加设备用水箱76
3.8.2　准备应急电源76
3.8.3　空气净化装置76
3.8.4　杀菌设备装置的维护76
3.8.5　定期清除水垢77
3.8.6　杀菌锅安全阀的校核78
3.8.7　加氯设备及装置维护78

4　罐藏食品杀菌基本理论79
4.1　罐藏食品微生物学79
4.1.1　微生物学概述79
4.1.2　有益微生物与有害微生物79
4.1.3　罐藏食品相关微生物79
4.1.4　罐藏食品相关细菌的特征81
4.1.5　微生物的生长和死亡83
4.1.6　影响微生物生长的因子85
4.1.7　微生物与pH的关系85
4.1.8　微生物与水分活度aw 86
4.1.9　微生物的D值与Z值87
4.1.10　微生物引起的罐藏食品败坏92
4.2　食品的热力杀菌92
4.2.1　食品中常见传热方式92
4.2.2　影响罐头食品传热的因素92
4.2.3　热力杀菌后的产品保存期93
4.3　杀菌强度F值93
4.3.1　杀菌强度F值的含义93
4.3.2　食品杀菌强度Fo值94
4.3.3　热力杀菌微生物致死率值（LR） 94
4.3.4　致死率值与F值关系100
4.3.5　杀菌的12D概念100
4.3.6　热力杀菌安全F值102
4.3.7　杀菌实际F值102
4.3.8　低酸食品的安全F值102
4.3.9　酸化食品的安全F值104
4.3.10　酸性食品的安全F值105
4.4　杀菌强度F值的测定与计算105
4.4.1　容器内冷点温度热穿透测试105
4.4.2　热穿透及其曲线107
4.4.3　热穿透测试方法107
4.4.4　影响热穿透传热参数因子108
4.4.5　杀菌F值传统计算法108
4.4.6　杀菌F值电脑快捷计算法119
4.4.7　不同F值计算方法比较120
4.4.8　片式和管式UHT杀菌设备产品F值的计算121
4.4.9　热灌装产品F值的计算122
4.4.10　测定罐藏食品F值测试案例122
4.5　杀菌设备的热分布129
4.5.1　杀菌设备热分布意义129
4.5.2　热分布测试的国内外有关规程129
4.5.3　热分布的测试方法130
4.5.4　热分布数据评估130
4.5.5　热分布数据数理统计分析131
4.5.6　热分布测试案例133
4.5.7　解决热分布不均匀的思路145
4.6　热分布与热穿透测试规程145
4.6.1　《杀菌设备热分布测试规程》145
4.6.2　《罐藏食品热穿透测试规程》145

5　美国罐藏食品热力杀菌相关法规和资料146
5.1　关于罐藏食品的美国联邦法规146
5.1.1　美国联邦法规21CFR第108部分———应急许可管理条例146
5.1.2　美国联邦法规21CFR第110部分———良好作业规范条例146
5.1.3　美国联邦法规21CFR第113部分———低酸性罐头食品条例（热力杀菌部分） 146
5.1.4　美国联邦法规21CFR第114部分———酸化罐藏食品条例146
5.2　美国罐头协会的相关公报146
5.2.1　金属罐装低酸性食品的热力杀菌（26－L公报） 146
5.2.2　玻璃瓶装低酸性食品的热力杀菌（30－L公报） 147
5.3　美国食品与药物管理局（FDA）对低酸性与酸化罐藏食品的分类147
5.3.1　pH的含义147
5.3.2　pH的测定方法147
5.3.3　水分活度aw的重要性147
5.3.4　水分活度aw的测定方法149
5.3.5　水分活度aw与pH双制约因素的单一有效性149
5.3.6　食品酸化意义及方法150
5.3.7　罐藏食品属性分类规则151
5.4　对美出口低酸、酸化罐藏食品向FDA注册登记方法与步骤152
5.4.1　企业“反恐”（FoodFacilityRegistration）注册登记152
5.4.2　罐藏食品企业（FCE号）注册登记152
5.4.3　杀菌资料文档备案登记（SID－FDA2541a表） 153
5.4.4　热灌装PET瓶装饮料申报登记方法153
5.4.5　无菌灌装食品申报登记方法154
5.4.6　网上注册登记方法154

6　热力杀菌车间管理172
6.1　杀菌记录管理172
6.1.1　杀菌记录要求172
6.1.2　杀菌记录的内容172
6.1.3　杀菌记录的检查与审核172
6.1.4　记录的保存173
6.2　杀菌现场管理173
6.2.1　杀菌现场管理要点173
6.2.2　现场检查内容174
6.2.3　“变色材料”在杀菌中的应用175
6.3　杀菌人员管理175
6.3.1　杀菌操作人员资质要求175
6.3.2　杀菌操作人员岗位职责175

7　热力杀菌质量管理176
7.1　突发事件对策176
7.1.1　突发事件现象176
7.1.2　突发事件应对措施176
7.1.3　突发事件产品的处置177
7.2　常见质量问题分析177
7.2.1　包装容器外观变形177
7.2.2　容器外观变形原因177
7.2.3　容器外观变形分析177
7.2.4　容器外观变形预防178
7.3　杀菌偏差178
7.4　杀菌偏差纠正方法180
7.5　杀菌偏差存档及纠偏人员193

8　罐藏食品杀菌新技术195
8.1　节能的排气方法195
8.2　伺服反压力冷却197
8.3　冷却水热能回收技术199
8.4　智能型热力杀菌数字自控系统203
8.5　无线实时温度压力测试技术204

9　罐藏食品杀菌规程制定206
9.1　热力杀菌规程使用现状206
9.2　热力杀菌规程科学制定206

10　微波杀菌211

11　其他杀菌方法216

12　食品热力杀菌的废次品218

13　附录222

参考文献384

精彩书摘

　　1　绪　　论
　　1　绪　　论
　　1　1　罐藏食品发展简史
　　食品保藏的方法很多，在人类历史长河中，很早就利用干制、腌制、盐渍、糖渍、醋渍等手段去保存食品，但无论是在保藏时间、还是在食品色香味等方面，每一种方法仍有它的局限性。一直到后来有了良好的容器密封和合适的热力杀菌，食品保藏才真正开启了新的篇章。
　　尼古拉·阿佩尔
　　（1749—1841年）
　　19世纪初叶，欧洲战场硝烟弥漫，部队官兵因为受到食品储藏方法的制约，常常发生偏食，造成营养不良，导致坏血病频发，直接影响了部队的战斗力。为此，法国拿破仑悬赏12000法郎，征集食品保藏的新方法。法国面包师尼古拉·阿佩尔（NicholasAppert） 经过努力，不断地试验，终于找到了一种保藏食品的新方法，并于1804年发表了论文，同时获取了12000法郎奖金。所以欧洲人称赞他是“把春、夏、秋装进瓶内的发明者”。当时阿佩尔所采用的方法其实非常简单：他将加工烹制的食品，装入广口玻璃瓶中，塞上软木塞（预先留有小孔），然后在蒸锅里蒸30～60min，以赶出瓶内的空气；蒸完后趁热迅速用蜡封住软木塞和瓶口，以防止外界空气再进入瓶中，食品也就可以较长时间得以保藏。其实这就是最早的罐藏食品，尼古拉·阿佩尔因此得到了被后人称之为“罐头之父”的美誉。由于当时科学水平的限制，人们错误地认为空气是造成食品腐败变质的主要原因，只要把空气赶走了，食品就可以保藏了。然而当时的“罐头”有时能较长期保藏，有时也发生了变坏腐败，只好用延长蒸煮的时间去改善困境，但未能真正解决问题。直到阿佩尔的发明问世近60年之后，1861年，法国伟大的科学家、现代微生物学的奠基人———路易斯·巴斯德（LouisPasteur）才真正阐明了微生物是导致食品腐败变质的根本原因，从此奠定了食品保藏原理的基础。
　　路易斯·巴斯德
　　（1822—1895年）
　　早年为了使食品能长期保藏，主要采用了两个手段，一个是将食品密封在容器中，另一个就是放在蒸锅里蒸，放在蒸锅里“蒸” 就是最早的食品热力杀菌。但早期的热力杀菌温度（即蒸的温度） 一般都是100℃或以下的温度，这种在现代杀菌分类上属于低温度的杀菌可以使有些食品中的微生物被杀死，食品得以保存；而当有些食品中的微生物的芽孢不能被杀死时，食品就不能保存。后来罐藏食品之父阿佩尔的侄子莱蒙德·萨瓦里尔成功发明了蒸汽杀菌机，使杀菌机的温度超过了100℃，食品保藏的方法由此前进了一步。1874年美国马里兰州的A�盞�盨hriver发明了实用的高压杀菌锅后，热力杀菌进入了科学发展时代。从此食品保藏技术日趋成熟，包装容器从玻璃瓶装发展到了金属罐装，因为罐头当时均用焊锡来密封，故称作听装食品（Tinnedfoods），后来又被规范性地称为罐藏食品（Cannedfoods）。罐藏食品在美国南北战争中起了很大的粮食补给作用。战争使罐藏食品工业得以迅猛发展，同时自然而然地发展为家家户户都消费的民用食品，美国在罐藏食品制造和基本理论方面也很快成了世界的引领者。
　　1
　　食品热力杀菌理论与实践
　　在之后100多年间，世界罐藏食品工业更得到了迅猛发展。罐藏食品市场已包含鱼／海产品、水果、肉制品、即食谷物、甜点、蔬菜、面点、饮料等多品种，几乎是无所不包。以美国为例，它一年要消费300多万吨的罐藏食品，按美国《Datamonitor手册》数据，2013年美国市场容量将要达到3580500t，市场价值将达到140��89亿美元。
　　我国的罐藏食品工业起源于20世纪初，但发展极为缓慢，直到1949年全国罐头年产量还不足500t。新中国建立之后，我国的罐头工业经历了抗美援朝、对苏（联） 贸易、对西方贸易等重要时期，无论是年产量、出口量，还是品种上都得到快速发展，为国防、外贸和人民生活做出了很大贡献。进入21世纪，我国的罐头工业更是迎来了新的发展阶段，2001年中国加入了世界贸易组织（WTO），国际贸易环境得到改善，当年我国罐头出口量突破100万吨，2006年又突破200万吨，2012年已达到296万吨。近年来，罐藏食品也已从过去以外销为主逐步演变为内外销同步发展。同时，罐藏食品的含义也得到了延伸，按照美国FDA注册登记的规定，凡将食品包装在密封容器里并经热力杀菌的食品就要列入罐藏食品管理范围内。所以，现代罐藏食品的含义广泛，它已不再是过去人们惯称的狭义的“铁听罐头”了。
　　1　2　罐藏食品定义和保藏原理
　　1　2　1　广义罐藏食品定义
　　金属罐装的、玻璃瓶装的、瓷质材料装的、塑料罐／瓶装的、塑料袋装的、金属与塑料复合材料袋／罐／盒装的、刚性和半刚性材料组合容器装的，经密封又经过热力杀菌的食品统称为罐藏食品。这里需要指出：在生产过程中，有先密封后杀菌的食品，也有先杀菌后密封（无菌灌装或洁净灌装）的食品，按照美国FDA注册规则，都要列在罐藏食品的范围内。我国目前尚未有这方面定义性的法规，但国家出入境检验检疫局基本上是采用美国的分类规则定义和监管罐藏食品的。美国对罐藏食品的热力杀菌作了深入研究，并建立了国际公认的数学模型。可以说在食品杀菌领域中，罐藏食品的热力杀菌的理论与实践被研究得最深入和最透彻，其理论应用于实践已有了100多年的历史，证明了罐藏食品是安全的，也是富有营养的，热力杀菌理论是科学和正确的，适用于工业化大生产。热力杀菌理论的精髓是以食品中微生物致死率的概念引伸出要将食品加热处理达到合适和安全的热力杀菌强度概念，以确保食品安全。实践证明，这个安全杀菌强度概念适用于所有的食品，所以本书所介绍的热力杀菌内容包含了能长期保藏食品之广义的罐藏食品热力杀菌范畴。
　　1　2　2　食品保藏原理
　　罐藏食品是一种科学的保藏方法，它将各种食品密封在容器中，经加热处理，杀灭或抑制了绝大部分微生物，同时又阻止了外界微生物的再次侵入，从而在常温下达到商业无菌状态（详见14），并得以较长时间保藏食品。一般食品生产过程主要由预处理（如清洗、去皮、挖核、去骨、切块、修整等）、预煮、调味、加汤汁或调味液，装入容器中，最后经排气（或抽真空）、密封、杀菌和冷却等工序组成。其中预处理和调味加工会因原料及成品而异，但密封、杀菌是必不可少的工序。因此，最关键的密封、杀菌为罐藏食品生产最重要和最基本的工序。随着社会经济的发展与科学技术的进步，罐藏食品的原理及应用在不断地演化和延伸，并赋予它新的形式、新的内容。世界各地的罐藏食品工业涌现出许多新技术、新设备、新包装材料，因此罐藏食品的含义不断扩展。目前，市场上除了金属罐和玻璃瓶包装的传统罐头食品以外，还有琳琅满目的软包装食品，如铝塑复合材料组成的蒸煮袋食品，聚丙烯与高阻隔层（如EVOH） 材料组成
　　的塑料杯（瓶）食品，由纸、铝、塑六层复合材料组成的利乐包饮料或乳制品等。这些都极大地扩展了罐藏食品的概念，同时也丰富了人们的生活。凡能较长期保藏的市售食品，几乎都离不开对食品进行热力杀菌。热力杀菌使食品得以保藏，反之，能长期保藏的食品大都需要热力杀菌。当然随着科技的发展，现在也有很多非热力杀菌技术应用于食品工业中，但真正实用性强，适合于工业大生产的，目前仍然是热力杀菌这支主力军。
　　1　3　食品热力杀菌的重要性
　　食品热力杀菌的主要目的是杀死食品中的致病菌、产毒菌、腐败菌，并抑制有可能残存微生物的再生长繁殖，使食品能够在室温下，保藏较长时间不致败坏，确保消费者食用的安全性。在食品工业界，过去人们一提到食品“质量”，往往把注意力放在食品的色泽、形态或酸甜苦辣上，这只能理解为传统的“一般质量”，但现在“全面的质量”内涵已经突破这一局限性，人们将更多的目光，转移到“安全质量”上。所谓食品的“安全质量”，指的是人们吃了食物后，是否会引起身体不适，或人体受到伤害、致病、致残，甚至死亡的事件。故国外有人将上述两种“质量”概念，形象地比喻为：
　　食品的一般质量问题———归属于“民事案件”；
　　食品的安全质量问题———归属于“刑事案件”。
　　世界各国，都发生过上述的“刑事案件”。如美国在1963年和1971年就发生过肉毒杆菌中毒事件。在1971年夏天发生两次肉毒杆菌事件，第一个涉及奶油浓汤，导致一人死亡并召回由该公司生产的所有90个产品。另一个事件则涉及另外一个公司生产的两种汤类制品，在一个非毒素腐败例行检查期间，在几罐鸡汁蔬菜汤中发现A型肉毒杆菌毒素，导致了大约23万例的产品召回，这些事故都归因于热力杀菌不足这一环节。由于这些事件，美国国家罐头协会（NCA），后称为国家食品加工业协会（NFPA），向美国FDA的专员提交了一份申请书，提出联邦食品、药品和化妆品法案第404条款，美国政府在此基础上制订了以21CFR联邦政府法案来规范食品的热力杀菌，这就是食品业界知名的21CFR第113部分。在这个条款中，将热力杀菌的规范制订得相当详尽，甚至连杀菌锅的管道阀门、杀菌排气温度与时间都作出了相应的规定。由此也可见，热力杀菌这一环节十分重要，它既能保证罐藏食品的“一般质量”，又确保了“安全质量”。
　　食品的安全性越来越受到人们的普遍关注，为此世界各国也制订了相关法规，来确保人们所消费的食品是安全的。我国政府也非常重视食品安全问题，从中央到地方，组织相关机构和人员制订了相应的法规，如GB／T20938—2007《罐头企业良好操作规范》、GB／T27303—2008《食品安全管理体系罐头食品生产企业要求》和SN0400��6《出口罐头检验规程热力杀菌》等标准，但这些规范和行业标准尚需加强执行力度，并有待于进一步完善。
　　1　4　“商业无菌”概念
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