食品工艺学课程教案 21 2.公式计算法 此法是由鲍尔提出，后经美国制罐公司热工学研究组简化，用来计算简单型和转折型传热曲线上杀 菌时间和 F 值。公式法是根据罐头在杀菌过程中罐内容物温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热 曲线，以及杀菌结束冷却水立即进入杀菌锅进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。 它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间，其缺点是计算繁琐、费时，还容易在计算中发生 错误，又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型加热曲线，才能求得较正确的结果。 （三）食品热杀菌条件的确定 1．实罐试验 一般情况下罐头食品经热力杀菌处理后，其感官品质将下降，但如果采用高温短时杀菌，可加速 罐内传热速率，从而使内容物感官品质变化减小，同时还提高了杀菌设备的利用率。 以满足理论计算的杀菌值（F0）为目标，可以有各种不同杀菌温度一时间的组合，实罐试验的目的就是 根据罐头食品质量、生产能力等综合因素选定杀菌条件。 某些产品选用低温长时间的杀菌条件可能更合适些。例如，属于传导传热型的非均质态食品，若选用高 温短时杀菌条件，常会因为传热不均匀而导致有些个体食品中出现 F0 值过低的情况，并有杀菌不足的 危险。计算杀菌条件时，如 lgg＞1，表明杀菌结束时冷点温度和杀菌温度差将超过 10℃。这就表明传 热速率很缓慢，邻近冷点食品受热不足，而邻近罐壁的部分食品则受热过度。 2.实罐接种的杀菌试验 实罐试验时在根据产品感官质量最好和经济上又最合理所选定的温度一时间组合成最适宜的杀菌 条件基础上，为了确证所确定（理论性）杀菌条件的合理性，往往还要进行实罐接种的杀菌试验。将常 见导致罐头腐败的细菌或芽孢定量接种在罐头内，在所选定的杀菌温度中进行不同时间的杀菌，再保温 检查其腐败率。 根据实际商业上一般允许罐头腐败率为 0.01%来计算。如检出的正确率为 95％，实罐试验数应达 29， 960 罐之多。当然不可能用数量如此大的罐头来做试验，经济上也不合理。 因此，常采用将耐热性强的腐败菌接种于数量较少的罐头内进行杀菌试验，借以确证杀菌条件的安 全程度。如实罐接种杀菌试验结果与理论计算结果很接近，则对所订杀菌条件的合理性和安全性有了更 可靠的保证和高度的信心。此外，对那些用其他方法无法确定杀菌工艺条件的罐头也可用此法确定其合 适的杀菌条件。 (1)试验用微生物 通常低酸性食品用耐热性高于肉毒杆菌的梭状产芽孢杆菌(Clostridium sporogenses) PA3679 芽孢， pH < 3.7 的酸性食品用巴氏固氮梭状芽孢杆菌(Clostridium pasteurianum)或凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans )芽孢，高酸性食品则用乳酸菌、酵母做试验对象菌。 （2）实罐接种方法 对流传热的产品可接种在罐内任何处，而传导传热产品则不同。根据研究，这类产品的冷点在几何 中心处，冷点的受热程度约低 10%，因此在计算时要考虑到这一点，总的芽孢数是根据实际测定结果 而确定。 (3)试验罐数 如果每一组取试验罐 50 只（一般使用于大罐），则正确率为 95%时，可求得最小腐败率 5%-6%。这样 的试样量是必需的，最好每组取试验罐 100 只或更多一些，则可求得更小的腐败率。另外应有空白对照
食品工艺学课程教案 21 2.公式计算法 此法是由鲍尔提出，后经美国制罐公司热工学研究组简化，用来计算简单型和转折型传热曲线上杀 菌时间和 F 值。公式法是根据罐头在杀菌过程中罐内容物温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的加热 曲线，以及杀菌结束冷却水立即进入杀菌锅进行冷却的曲线才能进行推算并找出答案。 它的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间，其缺点是计算繁琐、费时，还容易在计算中发生 错误，又要求加热曲线必须呈有规则的简单型加热曲线或转折型加热曲线，才能求得较正确的结果。 （三）食品热杀菌条件的确定 1．实罐试验 一般情况下罐头食品经热力杀菌处理后，其感官品质将下降，但如果采用高温短时杀菌，可加速 罐内传热速率，从而使内容物感官品质变化减小，同时还提高了杀菌设备的利用率。 以满足理论计算的杀菌值（F0）为目标，可以有各种不同杀菌温度一时间的组合，实罐试验的目的就是 根据罐头食品质量、生产能力等综合因素选定杀菌条件。 某些产品选用低温长时间的杀菌条件可能更合适些。例如，属于传导传热型的非均质态食品，若选用高 温短时杀菌条件，常会因为传热不均匀而导致有些个体食品中出现 F0 值过低的情况，并有杀菌不足的 危险。计算杀菌条件时，如 lgg＞1，表明杀菌结束时冷点温度和杀菌温度差将超过 10℃。这就表明传 热速率很缓慢，邻近冷点食品受热不足，而邻近罐壁的部分食品则受热过度。 2.实罐接种的杀菌试验 实罐试验时在根据产品感官质量最好和经济上又最合理所选定的温度一时间组合成最适宜的杀菌 条件基础上，为了确证所确定（理论性）杀菌条件的合理性，往往还要进行实罐接种的杀菌试验。将常 见导致罐头腐败的细菌或芽孢定量接种在罐头内，在所选定的杀菌温度中进行不同时间的杀菌，再保温 检查其腐败率。 根据实际商业上一般允许罐头腐败率为 0.01%来计算。如检出的正确率为 95％，实罐试验数应达 29， 960 罐之多。当然不可能用数量如此大的罐头来做试验，经济上也不合理。 因此，常采用将耐热性强的腐败菌接种于数量较少的罐头内进行杀菌试验，借以确证杀菌条件的安 全程度。如实罐接种杀菌试验结果与理论计算结果很接近，则对所订杀菌条件的合理性和安全性有了更 可靠的保证和高度的信心。此外，对那些用其他方法无法确定杀菌工艺条件的罐头也可用此法确定其合 适的杀菌条件。 (1)试验用微生物 通常低酸性食品用耐热性高于肉毒杆菌的梭状产芽孢杆菌(Clostridium sporogenses) PA3679 芽孢， pH < 3.7 的酸性食品用巴氏固氮梭状芽孢杆菌(Clostridium pasteurianum)或凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans )芽孢，高酸性食品则用乳酸菌、酵母做试验对象菌。 （2）实罐接种方法 对流传热的产品可接种在罐内任何处，而传导传热产品则不同。根据研究，这类产品的冷点在几何 中心处，冷点的受热程度约低 10%，因此在计算时要考虑到这一点，总的芽孢数是根据实际测定结果 而确定。 (3)试验罐数 如果每一组取试验罐 50 只（一般使用于大罐），则正确率为 95%时，可求得最小腐败率 5%-6%。这样 的试样量是必需的，最好每组取试验罐 100 只或更多一些，则可求得更小的腐败率。另外应有空白对照
食品工艺学课程教案 22 样。品质鉴评样、传热测定可用 25-50 罐。 (4)试验分组 根据杀菌条件的理论计算，按杀菌时间的长短至少分为 5 组,其中 1 组为杀菌时间最短，试样腐败率达 到 100%；1 组为杀菌时间最长，预计可达 0%的腐败率；其余 3 组的杀菌时间将出现不同的腐败率，通 常杀菌时间在 30-100min 之间，每隔 5min 为 1 组，比较理想的是根据 F 值随温度提高时按对数规律递 减情况，F 值可按 0.5、1.0、2.0、4.0、 6.0，确定不同加热时间加以分组。 每次试验要控制为 5 组，否则罐数太多，封罐前后停留时间过长，将影响试验结果。因此试验要求在一 天内完成，并用同一材料。 对照组的罐头也应有 3-5 组，以便核对自然污染微生物的耐热性，同时用来检查核对二重卷边是否良好， 罐内净重、沥干重和顶隙度等。还将用 6-12 罐供测定冷点温度之用。 (5)试验记录 试验时必须对以下内容进行测定并做好记录：接种微生物菌名和编号；接种菌液量、接种菌数和接 种方法；各操作时间（如预处理时间、装罐时间、排气、封罐前停留时间等）；热烫温度与时间；装罐 温度；装罐重量；内容物豁度（如果它为重要因子）；顶隙度；盐水或汤汁的浓度；热排气温度与时间； 封罐和蒸汽喷射条件；真空度（指真空封罐）；封罐时内容物温度；杀菌前罐头初温；杀菌升温时间； 杀菌过程中各阶段的温度和时间；杀菌锅上仪表（压力表、水银温度计、温度记录仪）指示值；冷却条 件。 3.保温贮藏试验 接种实罐试验后的试样要在恒温下进行保温试验。培养温度依据试验菌的不同而不同。 4.生产线上实罐试验 接种实罐试验和保温试验结果都正常的罐头加热杀菌条件，就可以进入生产线的实罐试验做最后验 证。试样量至少 100 罐以上，试验时必须对以下内容进行测定并做好记录。 四、典型的热处理工艺 （一）工业烹饪 1.焙烤 焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的单元操作，它们都是以高温热来改变食品的食用特 性。 两者的区别在于烘焙主要用于面制品和水果，而烧烤主要针对肉类、坚果和蔬菜。焙烤也可达到一 定的杀菌和降低食品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性。但焙烤食品的贮藏期一般较短，结 合冷藏和包装可适当地延长贮藏期。 焙烤过程中的传热存在着传导、对流和热辐射等多种形式。烤炉的炉壁通过热辐射向食品提供反射 热能，远红外线辐射则通过食品对远红外线吸收以及远红外线与食品的相互作用产生热能。 传导通常是通过载装食品的模盘传给食品，模盘一般与烤炉的炉底或传送带接触，增加模盘与食品 间的温度差可加快焙烤的速率。烤炉内自然或强制循环的热空气、水蒸气或其他气体则起到对流传热的 作用
食品工艺学课程教案 22 样。品质鉴评样、传热测定可用 25-50 罐。 (4)试验分组 根据杀菌条件的理论计算，按杀菌时间的长短至少分为 5 组,其中 1 组为杀菌时间最短，试样腐败率达 到 100%；1 组为杀菌时间最长，预计可达 0%的腐败率；其余 3 组的杀菌时间将出现不同的腐败率，通 常杀菌时间在 30-100min 之间，每隔 5min 为 1 组，比较理想的是根据 F 值随温度提高时按对数规律递 减情况，F 值可按 0.5、1.0、2.0、4.0、 6.0，确定不同加热时间加以分组。 每次试验要控制为 5 组，否则罐数太多，封罐前后停留时间过长，将影响试验结果。因此试验要求在一 天内完成，并用同一材料。 对照组的罐头也应有 3-5 组，以便核对自然污染微生物的耐热性，同时用来检查核对二重卷边是否良好， 罐内净重、沥干重和顶隙度等。还将用 6-12 罐供测定冷点温度之用。 (5)试验记录 试验时必须对以下内容进行测定并做好记录：接种微生物菌名和编号；接种菌液量、接种菌数和接 种方法；各操作时间（如预处理时间、装罐时间、排气、封罐前停留时间等）；热烫温度与时间；装罐 温度；装罐重量；内容物豁度（如果它为重要因子）；顶隙度；盐水或汤汁的浓度；热排气温度与时间； 封罐和蒸汽喷射条件；真空度（指真空封罐）；封罐时内容物温度；杀菌前罐头初温；杀菌升温时间； 杀菌过程中各阶段的温度和时间；杀菌锅上仪表（压力表、水银温度计、温度记录仪）指示值；冷却条 件。 3.保温贮藏试验 接种实罐试验后的试样要在恒温下进行保温试验。培养温度依据试验菌的不同而不同。 4.生产线上实罐试验 接种实罐试验和保温试验结果都正常的罐头加热杀菌条件，就可以进入生产线的实罐试验做最后验 证。试样量至少 100 罐以上，试验时必须对以下内容进行测定并做好记录。 四、典型的热处理工艺 （一）工业烹饪 1.焙烤 焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的单元操作，它们都是以高温热来改变食品的食用特 性。 两者的区别在于烘焙主要用于面制品和水果，而烧烤主要针对肉类、坚果和蔬菜。焙烤也可达到一 定的杀菌和降低食品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性。但焙烤食品的贮藏期一般较短，结 合冷藏和包装可适当地延长贮藏期。 焙烤过程中的传热存在着传导、对流和热辐射等多种形式。烤炉的炉壁通过热辐射向食品提供反射 热能，远红外线辐射则通过食品对远红外线吸收以及远红外线与食品的相互作用产生热能。 传导通常是通过载装食品的模盘传给食品，模盘一般与烤炉的炉底或传送带接触，增加模盘与食品 间的温度差可加快焙烤的速率。烤炉内自然或强制循环的热空气、水蒸气或其他气体则起到对流传热的 作用
食品工艺学课程教案 23 食品在烤炉中焙烤时，水分从食品表面蒸发逸出并被空气带走，食品表面与食品内部的湿度梯度导 致食品内部的水分向食品表面转移，当食品表面的水分蒸发速率大于食品内部的水分向食品表面转移速 率时，蒸发的区域会移向食品内部，食品表面会干化，食品表面的温度会迅速升高到热空气的温度 （110-240℃），形成硬壳（Crust）。 食品焙烤时的加热方式有直接加热法和间接加热法。 直接加热法通过直接燃烧燃料来加热食品，可通过控制燃烧的速率和热空气的流速来调节温度。此 方法加热时间短，热效率高，容易控制，而且设备的启动时间短。但产品可能会受到不良燃烧产物的污 染，燃烧室也需定期的维护以保持其高效运作。 间接加热法通过燃烧燃料加热空气或产生蒸汽，蒸汽也可由锅炉提供。空气或蒸汽通过加热管（走 管内）加热焙烤室内的空气和食品。燃烧气体可以通过位于烘炉内的辐射散热器散热，也可在烘炉壁的 夹层中通过来加热炉内的空气和食。通过电加热管（板）加热也属于间接加热法。此法卫生条件好，安 全性高。 2.油炸 油炸也主要是为了提高食品的食用品质而采用的一种热处理手段。通过油炸可以产生油炸食品特有 的色、香、味和质感。油炸处理也有一定的杀菌、灭酶和降低食品水分活性的作用。油炸食品的贮藏性 主要由油炸后食品的水分活性所决定。 当食品被放入热油中，食品表面层的温度会很快升高，水分也会迅速蒸发。其传热传质的情况与焙 烤时的情况相似，传热的速率取决于油和食品之间的温度差，热穿透的速率则由食品的导热特性决定。 油炸后食品表面形成的硬壳呈多孔结构，里面具有大小不同的毛细管，油炸时水和水蒸气从较大的毛细 管逸出，其位置被油取代。紧贴食品表面的边界层的厚度决定了传热传质的快慢，边界层的厚度又与油 的黏度和速率有关。 食品获得完全油炸的时间取决于食品的种类、油的温度、油炸的方法、食品的厚度（大小）和所要 达到的食用品质。对于一些有可能污染致病菌的食品（如肉类），如果要通过油炸取得杀菌的作用，油 炸时必须使食品内部受到足够的热处理程度。 油炸温度的选择主要由油炸工艺的经济性和希望达到的油炸效果所决定。温度高，时间一般较短， 设备的生产能力也相对较高。但温度高会加速油脂降解成游离脂肪酸，这会改变油的黏度、风味和色泽， 这样会增加换油的次数，加大油的消耗。另一经济方面的损失是食品在高温产生的一些不良变化，食品 中的含油量也会提高。丙烯醛是高温时产生的降解物，它在油的上方产生蓝色的烟雾，造成空气污染。 油炸温度的选择还取决于油炸后食品希望达到的油炸效果。一些食品（如炸面圈、炸鱼和家禽等） 油炸时油的温度较高，油炸的时间较短，油炸后食品表面形成硬壳，但食品内部水分含量仍较高，食品 在贮藏过程中由于水分和油脂的扩散，食品表面很快会变软，因此不耐贮藏。 （二）热烫 热烫具有杀菌、排除食品物料中的气体、软化食品物料以便于装罐等作用。蔬菜和水果的热烫还可 结合去皮、清洗和增硬等处理形式同时进行。 根据其加热介质的种类和加热方式的情况，目前使用的热烫方法可分为：热水热烫（Hot-water blanching）、蒸汽热烫（Steam blanching)、热空气热烫(Hot-air blanching)和微波热烫（Microwave blanching） 等。其中又以热水热烫和蒸汽热烫较为常用
食品工艺学课程教案 23 食品在烤炉中焙烤时，水分从食品表面蒸发逸出并被空气带走，食品表面与食品内部的湿度梯度导 致食品内部的水分向食品表面转移，当食品表面的水分蒸发速率大于食品内部的水分向食品表面转移速 率时，蒸发的区域会移向食品内部，食品表面会干化，食品表面的温度会迅速升高到热空气的温度 （110-240℃），形成硬壳（Crust）。 食品焙烤时的加热方式有直接加热法和间接加热法。 直接加热法通过直接燃烧燃料来加热食品，可通过控制燃烧的速率和热空气的流速来调节温度。此 方法加热时间短，热效率高，容易控制，而且设备的启动时间短。但产品可能会受到不良燃烧产物的污 染，燃烧室也需定期的维护以保持其高效运作。 间接加热法通过燃烧燃料加热空气或产生蒸汽，蒸汽也可由锅炉提供。空气或蒸汽通过加热管（走 管内）加热焙烤室内的空气和食品。燃烧气体可以通过位于烘炉内的辐射散热器散热，也可在烘炉壁的 夹层中通过来加热炉内的空气和食。通过电加热管（板）加热也属于间接加热法。此法卫生条件好，安 全性高。 2.油炸 油炸也主要是为了提高食品的食用品质而采用的一种热处理手段。通过油炸可以产生油炸食品特有 的色、香、味和质感。油炸处理也有一定的杀菌、灭酶和降低食品水分活性的作用。油炸食品的贮藏性 主要由油炸后食品的水分活性所决定。 当食品被放入热油中，食品表面层的温度会很快升高，水分也会迅速蒸发。其传热传质的情况与焙 烤时的情况相似，传热的速率取决于油和食品之间的温度差，热穿透的速率则由食品的导热特性决定。 油炸后食品表面形成的硬壳呈多孔结构，里面具有大小不同的毛细管，油炸时水和水蒸气从较大的毛细 管逸出，其位置被油取代。紧贴食品表面的边界层的厚度决定了传热传质的快慢，边界层的厚度又与油 的黏度和速率有关。 食品获得完全油炸的时间取决于食品的种类、油的温度、油炸的方法、食品的厚度（大小）和所要 达到的食用品质。对于一些有可能污染致病菌的食品（如肉类），如果要通过油炸取得杀菌的作用，油 炸时必须使食品内部受到足够的热处理程度。 油炸温度的选择主要由油炸工艺的经济性和希望达到的油炸效果所决定。温度高，时间一般较短， 设备的生产能力也相对较高。但温度高会加速油脂降解成游离脂肪酸，这会改变油的黏度、风味和色泽， 这样会增加换油的次数，加大油的消耗。另一经济方面的损失是食品在高温产生的一些不良变化，食品 中的含油量也会提高。丙烯醛是高温时产生的降解物，它在油的上方产生蓝色的烟雾，造成空气污染。 油炸温度的选择还取决于油炸后食品希望达到的油炸效果。一些食品（如炸面圈、炸鱼和家禽等） 油炸时油的温度较高，油炸的时间较短，油炸后食品表面形成硬壳，但食品内部水分含量仍较高，食品 在贮藏过程中由于水分和油脂的扩散，食品表面很快会变软，因此不耐贮藏。 （二）热烫 热烫具有杀菌、排除食品物料中的气体、软化食品物料以便于装罐等作用。蔬菜和水果的热烫还可 结合去皮、清洗和增硬等处理形式同时进行。 根据其加热介质的种类和加热方式的情况，目前使用的热烫方法可分为：热水热烫（Hot-water blanching）、蒸汽热烫（Steam blanching)、热空气热烫(Hot-air blanching)和微波热烫（Microwave blanching） 等。其中又以热水热烫和蒸汽热烫较为常用
食品工艺学课程教案 24 热水热烫采用热水作为加热和传热的介质，热烫时食品物料浸没于热水中或将热水喷淋到食品物料 上面。这种方法传热均匀，热利用率较高，投资小，操作易控制，对物料有一定的清洗作用。食品中的 水溶性成分（包括维生素、矿物质和糖类等）易大量损失，耗水量大，产生大量废水。 蒸汽热烫是用蒸汽直接喷向食品物料，这种方法克服了热水热烫的一些不足。食品物料中的水溶性 成分损失少，产生的废水少或基本上无废水。设备投资较热水法大，大量处理原料时可能会传热不均， 热效率较热水法低，热烫后食品重量上有损失。 热空气热烫通常采用空气和水蒸气混合（沸腾床式）加热。热处理时间短，食品的质量较好，无废 水，有一定的物料混合作用。设备较复杂，操作要求高，多处于研究阶段。 微波热烫则是采用微波直接作用于食品物料并产生热能，其热效率高，时间短，对食品中的营养成分破 坏小，无废水，和蒸汽结合使用可降低成本，缩短热烫时间。设备投资较大，成本高。 （三）热挤压 热挤压是指物料在挤压过程中还受到热的作用。挤压过程中的热可以由挤压机和物料自身的摩擦和 剪切作用产生，也可由外热导入。热能使物料的温度上升，发生“蒸煮”作用。 特点：生产工艺简单、热效率高、可连续化生产、应用的物料范围广、产品形式多、投资少、生产费用 低以及无副产物产生等。 根据挤压过程各阶段的作用和挤压食品的变化，挤压过程一般可分为：输送混合、压缩剪切、热熔 均压和成型膨化等阶段，但每一段之间的变化有时很难分清楚。物料质构上的变化主要发生在压缩剪切、 热熔均压和成型膨化等阶段。 热挤压中的蒸煮作用是一种典型的热处理，它使食品物料中的淀粉质组分发生水合、糊化和凝胶化， 使蛋白质组分发生水合和变性，氨基酸和还原糖发生美拉德反应等作用，此外它还具有一般热处理的杀 菌、灭酶以及对物料中的抗营养因子的破坏作用等。 根据挤压过程中剪切力的大小可将挤压机分为高剪切力和低剪切力两种，挤压机也可根据加热的方 式分为自热式和加热式，根据螺杆的数量分为单螺杆式和双螺杆式。 影响挤压食品质量的两个主要因素是挤压的工艺操作条件和食品物料的流变学特性。最主要的工艺 操作条件包括：温度、压力、挤压设备筒体的尺寸和剪切速率。剪切速率受筒体的设计、螺杆的转速和 螺杆的几何形状等的影响。物料的特性是影响挤出物质构和色泽的主要因素，物料的主要特性包括物料 的水分、物理状态和化学组成，特别是物料中淀粉、蛋白质、脂肪和糖类的种类和比例。 （四）杀菌 巴氏杀菌的食品物料一般贮藏期较短，通常只有几小时到几天，结合其他的贮藏条件可以提高其贮 藏期。 杀菌的方法通常以压力、温度、时间、加热介质和设备以及杀菌和装罐密封的关系等来划分，以压 力划分可分为常压杀菌和加压杀菌；杀菌的加热介质可以是热水、水蒸气、水蒸气和空气的混合物以及 火焰等。 常压杀菌主要以水（也有用水蒸气）为加热介质，杀菌温度在 100℃或 100℃以下，用于酸性食品 或杀菌程度要求不高的低酸性食品的杀菌。杀菌时罐头处于常压下，适合于金属罐、玻璃瓶和软性包装 材料为容器的罐头。杀菌设备有间歇式和连续式的。 加压杀菌通常用水蒸气，也可以用加压水作为杀菌介质。高压蒸汽杀菌是利用饱和水蒸气作为加热介质
食品工艺学课程教案 24 热水热烫采用热水作为加热和传热的介质，热烫时食品物料浸没于热水中或将热水喷淋到食品物料 上面。这种方法传热均匀，热利用率较高，投资小，操作易控制，对物料有一定的清洗作用。食品中的 水溶性成分（包括维生素、矿物质和糖类等）易大量损失，耗水量大，产生大量废水。 蒸汽热烫是用蒸汽直接喷向食品物料，这种方法克服了热水热烫的一些不足。食品物料中的水溶性 成分损失少，产生的废水少或基本上无废水。设备投资较热水法大，大量处理原料时可能会传热不均， 热效率较热水法低，热烫后食品重量上有损失。 热空气热烫通常采用空气和水蒸气混合（沸腾床式）加热。热处理时间短，食品的质量较好，无废 水，有一定的物料混合作用。设备较复杂，操作要求高，多处于研究阶段。 微波热烫则是采用微波直接作用于食品物料并产生热能，其热效率高，时间短，对食品中的营养成分破 坏小，无废水，和蒸汽结合使用可降低成本，缩短热烫时间。设备投资较大，成本高。 （三）热挤压 热挤压是指物料在挤压过程中还受到热的作用。挤压过程中的热可以由挤压机和物料自身的摩擦和 剪切作用产生，也可由外热导入。热能使物料的温度上升，发生“蒸煮”作用。 特点：生产工艺简单、热效率高、可连续化生产、应用的物料范围广、产品形式多、投资少、生产费用 低以及无副产物产生等。 根据挤压过程各阶段的作用和挤压食品的变化，挤压过程一般可分为：输送混合、压缩剪切、热熔 均压和成型膨化等阶段，但每一段之间的变化有时很难分清楚。物料质构上的变化主要发生在压缩剪切、 热熔均压和成型膨化等阶段。 热挤压中的蒸煮作用是一种典型的热处理，它使食品物料中的淀粉质组分发生水合、糊化和凝胶化， 使蛋白质组分发生水合和变性，氨基酸和还原糖发生美拉德反应等作用，此外它还具有一般热处理的杀 菌、灭酶以及对物料中的抗营养因子的破坏作用等。 根据挤压过程中剪切力的大小可将挤压机分为高剪切力和低剪切力两种，挤压机也可根据加热的方 式分为自热式和加热式，根据螺杆的数量分为单螺杆式和双螺杆式。 影响挤压食品质量的两个主要因素是挤压的工艺操作条件和食品物料的流变学特性。最主要的工艺 操作条件包括：温度、压力、挤压设备筒体的尺寸和剪切速率。剪切速率受筒体的设计、螺杆的转速和 螺杆的几何形状等的影响。物料的特性是影响挤出物质构和色泽的主要因素，物料的主要特性包括物料 的水分、物理状态和化学组成，特别是物料中淀粉、蛋白质、脂肪和糖类的种类和比例。 （四）杀菌 巴氏杀菌的食品物料一般贮藏期较短，通常只有几小时到几天，结合其他的贮藏条件可以提高其贮 藏期。 杀菌的方法通常以压力、温度、时间、加热介质和设备以及杀菌和装罐密封的关系等来划分，以压 力划分可分为常压杀菌和加压杀菌；杀菌的加热介质可以是热水、水蒸气、水蒸气和空气的混合物以及 火焰等。 常压杀菌主要以水（也有用水蒸气）为加热介质，杀菌温度在 100℃或 100℃以下，用于酸性食品 或杀菌程度要求不高的低酸性食品的杀菌。杀菌时罐头处于常压下，适合于金属罐、玻璃瓶和软性包装 材料为容器的罐头。杀菌设备有间歇式和连续式的。 加压杀菌通常用水蒸气，也可以用加压水作为杀菌介质。高压蒸汽杀菌是利用饱和水蒸气作为加热介质
食品工艺学课程教案 25 杀菌时罐头处于饱和蒸汽中，杀菌温度高于 100℃ ，用于低酸性食品的杀菌。杀菌设备有间歇式和连 续式的，罐头在杀菌设备中有静止的也有回转的。回转式杀菌设备可以缩短杀菌时间。 高压水煮杀菌则是利用空气加压下的水作为加热介质，杀菌温度高于 100℃，主要用于玻璃瓶和软 性材料为容器的低酸性罐头的杀菌。 杀菌（包括冷却）时罐头浸没于水中以使传热均匀，并防止由于罐内外压差太大或温度变化过剧而 造成的容器破损。杀菌时需保持空气和水的良好循环以使温度均匀。杀菌设备主要是间歇式的，但罐头 在杀菌时可保持回转。 空气加压蒸汽杀菌是利用蒸汽为加热介质，同时在杀菌设备内加入压缩空气以增加罐外压力，减小 罐内外压差。主要用于玻璃瓶和软罐头的高温杀菌。杀菌温度在 100℃以上，杀菌设备为间歇式。其控 制要求严格，否则易造成杀菌时杀菌设备内温度分配不均。 火焰杀菌是利用火焰直接加热罐头，是一种常压下的高温短时杀菌。杀菌时罐头经预热后在高温火 焰（温度达 1300℃以上）上滚过，短时间内达到高温，维持一段较短时间后，经水喷淋冷却。 热装罐密封杀菌则是对装罐前的食品进行热处理，然后趁热立即将食品装罐密封，利用食品的余热 完成对密封后罐头的杀菌或进行二次杀菌，达到杀菌要求后再将罐头冷却。主要用于汁酱类酸性食品的 杀菌。杀菌设备多用管式或片式，对装罐容器的清洁无菌程度要求较高，密封后多将罐头倒置，以保证 对罐盖的杀菌。 预杀菌无菌装罐（包装）使食品在预杀菌过程中达到杀菌要求，然后冷却至常温，在无菌的状态下 装入经灭菌处理的无菌容器中并进行密封（封罐）。多用于液态和半液态食品的杀菌。预杀菌在热交换 器中完成，时间短。 无菌装罐可在无菌包装设备或系统中完成，是一种连续的高温短时或超高温瞬时杀菌方法。适用于软性 包装材料和金属、塑料容器。 第四节 食品的非热杀菌 一、食品非热杀菌技术的种类 近年来，对新的非热杀菌技术的研究愈来愈多，并有一些已投入应用。世界各国（包括我国）都已 将一些非热杀菌技术应用列为 21 世纪重点研究和开发的食品新技术之一。新杀菌技术实际应用须解决 3 个问题：是否引起新的污染；是否比传统方法有明显的经济优势；能否实现规模化生产、加工。 非热杀菌技术主要包括物理杀菌和化学杀菌。非热物理杀菌是采用物理手段（如电磁波、压力、光 照等）进行杀菌，化学杀菌则是通过化学试剂来达到杀菌的作用。 特点：物理杀菌不需要向食品中加入化学物质，因而克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成 的产物对人体产生的不良影响，同时避免了食品中残留的化学试剂对人体的负面作用；物理杀菌是一次 性杀菌，对菌体有较强烈的作用，物理杀菌效果明显，条件易于控制，外界环境的影响较小；物理杀菌 能更好地保持食品的自然风味，甚至改善食品的质构，如超高压杀菌用于肉类和水产品类，提高了肉制
食品工艺学课程教案 25 杀菌时罐头处于饱和蒸汽中，杀菌温度高于 100℃ ，用于低酸性食品的杀菌。杀菌设备有间歇式和连 续式的，罐头在杀菌设备中有静止的也有回转的。回转式杀菌设备可以缩短杀菌时间。 高压水煮杀菌则是利用空气加压下的水作为加热介质，杀菌温度高于 100℃，主要用于玻璃瓶和软 性材料为容器的低酸性罐头的杀菌。 杀菌（包括冷却）时罐头浸没于水中以使传热均匀，并防止由于罐内外压差太大或温度变化过剧而 造成的容器破损。杀菌时需保持空气和水的良好循环以使温度均匀。杀菌设备主要是间歇式的，但罐头 在杀菌时可保持回转。 空气加压蒸汽杀菌是利用蒸汽为加热介质，同时在杀菌设备内加入压缩空气以增加罐外压力，减小 罐内外压差。主要用于玻璃瓶和软罐头的高温杀菌。杀菌温度在 100℃以上，杀菌设备为间歇式。其控 制要求严格，否则易造成杀菌时杀菌设备内温度分配不均。 火焰杀菌是利用火焰直接加热罐头，是一种常压下的高温短时杀菌。杀菌时罐头经预热后在高温火 焰（温度达 1300℃以上）上滚过，短时间内达到高温，维持一段较短时间后，经水喷淋冷却。 热装罐密封杀菌则是对装罐前的食品进行热处理，然后趁热立即将食品装罐密封，利用食品的余热 完成对密封后罐头的杀菌或进行二次杀菌，达到杀菌要求后再将罐头冷却。主要用于汁酱类酸性食品的 杀菌。杀菌设备多用管式或片式，对装罐容器的清洁无菌程度要求较高，密封后多将罐头倒置，以保证 对罐盖的杀菌。 预杀菌无菌装罐（包装）使食品在预杀菌过程中达到杀菌要求，然后冷却至常温，在无菌的状态下 装入经灭菌处理的无菌容器中并进行密封（封罐）。多用于液态和半液态食品的杀菌。预杀菌在热交换 器中完成，时间短。 无菌装罐可在无菌包装设备或系统中完成，是一种连续的高温短时或超高温瞬时杀菌方法。适用于软性 包装材料和金属、塑料容器。 第四节 食品的非热杀菌 一、食品非热杀菌技术的种类 近年来，对新的非热杀菌技术的研究愈来愈多，并有一些已投入应用。世界各国（包括我国）都已 将一些非热杀菌技术应用列为 21 世纪重点研究和开发的食品新技术之一。新杀菌技术实际应用须解决 3 个问题：是否引起新的污染；是否比传统方法有明显的经济优势；能否实现规模化生产、加工。 非热杀菌技术主要包括物理杀菌和化学杀菌。非热物理杀菌是采用物理手段（如电磁波、压力、光 照等）进行杀菌，化学杀菌则是通过化学试剂来达到杀菌的作用。 特点：物理杀菌不需要向食品中加入化学物质，因而克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成 的产物对人体产生的不良影响，同时避免了食品中残留的化学试剂对人体的负面作用；物理杀菌是一次 性杀菌，对菌体有较强烈的作用，物理杀菌效果明显，条件易于控制，外界环境的影响较小；物理杀菌 能更好地保持食品的自然风味，甚至改善食品的质构，如超高压杀菌用于肉类和水产品类，提高了肉制