以漳州中罐協科技中心為主要業務依托,組織來自殺菌設備製造企業的專傢和食品業界知名殺菌專傢,經過二年多的籌備、撰寫、研討和反復審稿,一本理論聯係實際、重視係統性和實用性的食品熱力殺菌技術書籍終於正式齣版瞭。
《食品熱力殺菌理論與實踐》填補瞭我國在食品熱力殺菌技術領域的空白,對我國廣大食品加工企業的熱力殺菌技術水平的提高起到積極的促進作用。同時,對殺菌設備製造企業技術水平的提升和規範也將發揮積極的貢獻。
1 緒 論1
1.1 罐藏食品發展簡史1
1.2 罐藏食品定義和保藏原理2
1.2.1 廣義罐藏食品定義2
1.2.2 食品保藏原理2
1.3 食品熱力殺菌的重要性3
1.4 “商業無菌”概念3
1.5 罐藏食品無需添加防腐劑4
2 食品的熱力殺菌方法6
2.1 食品的殺菌方式6
2.1.1 熱力殺菌的分類6
2.2 熱力殺菌工藝規程7
2.2.1 殺菌的排氣規範8
2.2.2 熱力殺菌規程14
2.3 食品的冷卻16
2.3.1 冷卻目的16
2.3.2 冷卻方法及操作16
2.3.3 冷卻水的用量18
2.3.4 冷卻水品質及氯化的重要性18
2.3.5 冷卻水的餘氯測定20
2.3.6 冷卻水餘氯控製技術與裝置21
2.3.7 科學的冷卻技術21
3 食品的熱力殺菌設備及裝置22
3.1 罐裝食品的殺菌設備及裝置22
3.1.1 金屬罐裝食品的殺菌設備及裝置22
3.1.2 殺菌鍋的儀錶配置29
3.1.3 殺菌鍋的輔助裝置32
3.2 玻璃瓶裝食品的殺菌設備及裝置35
3.2.1 安裝水銀溫度計的測溫腔35
3.2.2 蒸汽擴散管上噴氣孔的排列及方嚮35
3.2.3 溫度記錄儀感溫探頭的位置36
3.2.4 壓縮空氣的供給36
3.2.5 空氣攪動裝置36
3.2.6 水位指示計36
3.2.7 排水閥36
3.2.8 冷卻水止迴閥36
3.2.9 壓縮空氣止迴閥36
3.2.10 殺菌過程壓力控製裝置37
3.2.11 汽/水熱交換器37
3.3 軟包裝産品的殺菌設備及裝置38
3.3.1 軟包裝殺菌設備的基本要求38
3.3.2 盛裝軟包裝盤開孔麵積38
3.3.3 軟包裝載放位置與數量38
3.3.4 軟包裝殺菌反壓力設置原則39
3.3.5 殺菌壓縮空氣輸入部位39
3.3.6 軟包裝産品的冷卻40
3.4 熱力殺菌設備使用概述40
3.4.1 殺菌傳熱介質分析40
3.4.2 殺菌設備熱分布測試的必要性41
3.4.3 殺菌設備密封部件隱患提示41
3.5 常用熱力殺菌設備43
3.5.1 規範的靜止殺菌鍋及其管路標準配置43
3.5.2 靜止式殺菌的操作45
3.5.3 雙開門臥式殺菌鍋48
3.5.4 全水靜止式殺菌機49
3.5.5 噴淋水靜止式殺菌機51
3.5.6 蒸汽迴轉式殺菌機54
3.5.7 側噴式靜止殺菌機55
3.5.8 水/汽/氣混閤噴射殺菌機56
3.5.9 蒸汽和熱水迴轉式高壓殺菌機57
3.5.10 全自動高溫連續(整盤)殺菌機58
3.5.11 無籃式殺菌設備61
3.5.12 常壓連續殺菌機63
3.6 其他殺菌設備65
3.6.1 水封式殺菌機65
3.6.2 水靜壓殺菌機66
3.6.3 高壓蒸汽迴轉式殺菌機68
3.6.4 高壓淋水式連續殺菌機69
3.6.5 無籃式殺菌設備69
3.6.6 火焰連續殺菌設備70
3.7 殺菌設備選型、安裝和驗收71
3.7.1 殺菌設備選用原則71
3.7.2 殺菌鍋生産能力平衡72
3.7.3 殺菌鍋安裝要點73
3.7.4 殺菌鍋驗收要求74
3.7.5 對不符閤熱分布的殺菌鍋處置建議75
3.8 殺菌設備預防性維修76
3.8.1 增加設備用水箱76
3.8.2 準備應急電源76
3.8.3 空氣淨化裝置76
3.8.4 殺菌設備裝置的維護76
3.8.5 定期清除水垢77
3.8.6 殺菌鍋安全閥的校核78
3.8.7 加氯設備及裝置維護78
4 罐藏食品殺菌基本理論79
4.1 罐藏食品微生物學79
4.1.1 微生物學概述79
4.1.2 有益微生物與有害微生物79
4.1.3 罐藏食品相關微生物79
4.1.4 罐藏食品相關細菌的特徵81
4.1.5 微生物的生長和死亡83
4.1.6 影響微生物生長的因子85
4.1.7 微生物與pH的關係85
4.1.8 微生物與水分活度aw 86
4.1.9 微生物的D值與Z值87
4.1.10 微生物引起的罐藏食品敗壞92
4.2 食品的熱力殺菌92
4.2.1 食品中常見傳熱方式92
4.2.2 影響罐頭食品傳熱的因素92
4.2.3 熱力殺菌後的産品保存期93
4.3 殺菌強度F值93
4.3.1 殺菌強度F值的含義93
4.3.2 食品殺菌強度Fo值94
4.3.3 熱力殺菌微生物緻死率值(LR) 94
4.3.4 緻死率值與F值關係100
4.3.5 殺菌的12D概念100
4.3.6 熱力殺菌安全F值102
4.3.7 殺菌實際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 殺菌強度F值的測定與計算105
4.4.1 容器內冷點溫度熱穿透測試105
4.4.2 熱穿透及其麯綫107
4.4.3 熱穿透測試方法107
4.4.4 影響熱穿透傳熱參數因子108
4.4.5 殺菌F值傳統計算法108
4.4.6 殺菌F值電腦快捷計算法119
4.4.7 不同F值計算方法比較120
4.4.8 片式和管式UHT殺菌設備産品F值的計算121
4.4.9 熱灌裝産品F值的計算122
4.4.10 測定罐藏食品F值測試案例122
4.5 殺菌設備的熱分布129
4.5.1 殺菌設備熱分布意義129
4.5.2 熱分布測試的國內外有關規程129
4.5.3 熱分布的測試方法130
4.5.4 熱分布數據評估130
4.5.5 熱分布數據數理統計分析131
4.5.6 熱分布測試案例133
4.5.7 解決熱分布不均勻的思路145
4.6 熱分布與熱穿透測試規程145
4.6.1 《殺菌設備熱分布測試規程》145
4.6.2 《罐藏食品熱穿透測試規程》145
5 美國罐藏食品熱力殺菌相關法規和資料146
5.1 關於罐藏食品的美國聯邦法規146
5.1.1 美國聯邦法規21CFR第108部分———應急許可管理條例146
5.1.2 美國聯邦法規21CFR第110部分———良好作業規範條例146
5.1.3 美國聯邦法規21CFR第113部分———低酸性罐頭食品條例(熱力殺菌部分) 146
5.1.4 美國聯邦法規21CFR第114部分———酸化罐藏食品條例146
5.2 美國罐頭協會的相關公報146
5.2.1 金屬罐裝低酸性食品的熱力殺菌(26-L公報) 146
5.2.2 玻璃瓶裝低酸性食品的熱力殺菌(30-L公報) 147
5.3 美國食品與藥物管理局(FDA)對低酸性與酸化罐藏食品的分類147
5.3.1 pH的含義147
5.3.2 pH的測定方法147
5.3.3 水分活度aw的重要性147
5.3.4 水分活度aw的測定方法149
5.3.5 水分活度aw與pH雙製約因素的單一有效性149
5.3.6 食品酸化意義及方法150
5.3.7 罐藏食品屬性分類規則151
5.4 對美齣口低酸、酸化罐藏食品嚮FDA注冊登記方法與步驟152
5.4.1 企業“反恐”(FoodFacilityRegistration)注冊登記152
5.4.2 罐藏食品企業(FCE號)注冊登記152
5.4.3 殺菌資料文檔備案登記(SID-FDA2541a錶) 153
5.4.4 熱灌裝PET瓶裝飲料申報登記方法153
5.4.5 無菌灌裝食品申報登記方法154
5.4.6 網上注冊登記方法154
6 熱力殺菌車間管理172
6.1 殺菌記錄管理172
6.1.1 殺菌記錄要求172
6.1.2 殺菌記錄的內容172
6.1.3 殺菌記錄的檢查與審核172
6.1.4 記錄的保存173
6.2 殺菌現場管理173
6.2.1 殺菌現場管理要點173
6.2.2 現場檢查內容174
6.2.3 “變色材料”在殺菌中的應用175
6.3 殺菌人員管理175
6.3.1 殺菌操作人員資質要求175
6.3.2 殺菌操作人員崗位職責175
7 熱力殺菌質量管理176
7.1 突發事件對策176
7.1.1 突發事件現象176
7.1.2 突發事件應對措施176
7.1.3 突發事件産品的處置177
7.2 常見質量問題分析177
7.2.1 包裝容器外觀變形177
7.2.2 容器外觀變形原因177
7.2.3 容器外觀變形分析177
7.2.4 容器外觀變形預防178
7.3 殺菌偏差178
7.4 殺菌偏差糾正方法180
7.5 殺菌偏差存檔及糾偏人員193
8 罐藏食品殺菌新技術195
8.1 節能的排氣方法195
8.2 伺服反壓力冷卻197
8.3 冷卻水熱能迴收技術199
8.4 智能型熱力殺菌數字自控係統203
8.5 無綫實時溫度壓力測試技術204
9 罐藏食品殺菌規程製定206
9.1 熱力殺菌規程使用現狀206
9.2 熱力殺菌規程科學製定206
10 微波殺菌211
11 其他殺菌方法216
12 食品熱力殺菌的廢次品218
13 附錄222
參考文獻384
1 緒 論
1 緒 論
1 1 罐藏食品發展簡史
食品保藏的方法很多,在人類曆史長河中,很早就利用乾製、醃製、鹽漬、糖漬、醋漬等手段去保存食品,但無論是在保藏時間、還是在食品色香味等方麵,每一種方法仍有它的局限性。一直到後來有瞭良好的容器密封和閤適的熱力殺菌,食品保藏纔真正開啓瞭新的篇章。
尼古拉·阿佩爾
(1749—1841年)
19世紀初葉,歐洲戰場硝煙彌漫,部隊官兵因為受到食品儲藏方法的製約,常常發生偏食,造成營養不良,導緻壞血病頻發,直接影響瞭部隊的戰鬥力。為此,法國拿破侖懸賞12000法郎,徵集食品保藏的新方法。法國麵包師尼古拉·阿佩爾(NicholasAppert) 經過努力,不斷地試驗,終於找到瞭一種保藏食品的新方法,並於1804年發錶瞭論文,同時獲取瞭12000法郎奬金。所以歐洲人稱贊他是“把春、夏、鞦裝進瓶內的發明者”。當時阿佩爾所采用的方法其實非常簡單:他將加工烹製的食品,裝入廣口玻璃瓶中,塞上軟木塞(預先留有小孔),然後在蒸鍋裏蒸30~60min,以趕齣瓶內的空氣;蒸完後趁熱迅速用蠟封住軟木塞和瓶口,以防止外界空氣再進入瓶中,食品也就可以較長時間得以保藏。其實這就是最早的罐藏食品,尼古拉·阿佩爾因此得到瞭被後人稱之為“罐頭之父”的美譽。由於當時科學水平的限製,人們錯誤地認為空氣是造成食品腐敗變質的主要原因,隻要把空氣趕走瞭,食品就可以保藏瞭。然而當時的“罐頭”有時能較長期保藏,有時也發生瞭變壞腐敗,隻好用延長蒸煮的時間去改善睏境,但未能真正解決問題。直到阿佩爾的發明問世近60年之後,1861年,法國偉大的科學傢、現代微生物學的奠基人———路易斯·巴斯德(LouisPasteur)纔真正闡明瞭微生物是導緻食品腐敗變質的根本原因,從此奠定瞭食品保藏原理的基礎。
路易斯·巴斯德
(1822—1895年)
早年為瞭使食品能長期保藏,主要采用瞭兩個手段,一個是將食品密封在容器中,另一個就是放在蒸鍋裏蒸,放在蒸鍋裏“蒸” 就是最早的食品熱力殺菌。但早期的熱力殺菌溫度(即蒸的溫度) 一般都是100℃或以下的溫度,這種在現代殺菌分類上屬於低溫度的殺菌可以使有些食品中的微生物被殺死,食品得以保存;而當有些食品中的微生物的芽孢不能被殺死時,食品就不能保存。後來罐藏食品之父阿佩爾的侄子萊濛德·薩瓦裏爾成功發明瞭蒸汽殺菌機,使殺菌機的溫度超過瞭100℃,食品保藏的方法由此前進瞭一步。1874年美國馬裏蘭州的A�盞�盨hriver發明瞭實用的高壓殺菌鍋後,熱力殺菌進入瞭科學發展時代。從此食品保藏技術日趨成熟,包裝容器從玻璃瓶裝發展到瞭金屬罐裝,因為罐頭當時均用焊锡來密封,故稱作聽裝食品(Tinnedfoods),後來又被規範性地稱為罐藏食品(Cannedfoods)。罐藏食品在美國南北戰爭中起瞭很大的糧食補給作用。戰爭使罐藏食品工業得以迅猛發展,同時自然而然地發展為傢傢戶戶都消費的民用食品,美國在罐藏食品製造和基本理論方麵也很快成瞭世界的引領者。
1
食品熱力殺菌理論與實踐
在之後100多年間,世界罐藏食品工業更得到瞭迅猛發展。罐藏食品市場已包含魚/海産品、水果、肉製品、即食榖物、甜點、蔬菜、麵點、飲料等多品種,幾乎是無所不包。以美國為例,它一年要消費300多萬噸的罐藏食品,按美國《Datamonitor手冊》數據,2013年美國市場容量將要達到3580500t,市場價值將達到140��89億美元。
我國的罐藏食品工業起源於20世紀初,但發展極為緩慢,直到1949年全國罐頭年産量還不足500t。新中國建立之後,我國的罐頭工業經曆瞭抗美援朝、對蘇(聯) 貿易、對西方貿易等重要時期,無論是年産量、齣口量,還是品種上都得到快速發展,為國防、外貿和人民生活做齣瞭很大貢獻。進入21世紀,我國的罐頭工業更是迎來瞭新的發展階段,2001年中國加入瞭世界貿易組織(WTO),國際貿易環境得到改善,當年我國罐頭齣口量突破100萬噸,2006年又突破200萬噸,2012年已達到296萬噸。近年來,罐藏食品也已從過去以外銷為主逐步演變為內外銷同步發展。同時,罐藏食品的含義也得到瞭延伸,按照美國FDA注冊登記的規定,凡將食品包裝在密封容器裏並經熱力殺菌的食品就要列入罐藏食品管理範圍內。所以,現代罐藏食品的含義廣泛,它已不再是過去人們慣稱的狹義的“鐵聽罐頭”瞭。
1 2 罐藏食品定義和保藏原理
1 2 1 廣義罐藏食品定義
金屬罐裝的、玻璃瓶裝的、瓷質材料裝的、塑料罐/瓶裝的、塑料袋裝的、金屬與塑料復閤材料袋/罐/盒裝的、剛性和半剛性材料組閤容器裝的,經密封又經過熱力殺菌的食品統稱為罐藏食品。這裏需要指齣:在生産過程中,有先密封後殺菌的食品,也有先殺菌後密封(無菌灌裝或潔淨灌裝)的食品,按照美國FDA注冊規則,都要列在罐藏食品的範圍內。我國目前尚未有這方麵定義性的法規,但國傢齣入境檢驗檢疫局基本上是采用美國的分類規則定義和監管罐藏食品的。美國對罐藏食品的熱力殺菌作瞭深入研究,並建立瞭國際公認的數學模型。可以說在食品殺菌領域中,罐藏食品的熱力殺菌的理論與實踐被研究得最深入和最透徹,其理論應用於實踐已有瞭100多年的曆史,證明瞭罐藏食品是安全的,也是富有營養的,熱力殺菌理論是科學和正確的,適用於工業化大生産。熱力殺菌理論的精髓是以食品中微生物緻死率的概念引伸齣要將食品加熱處理達到閤適和安全的熱力殺菌強度概念,以確保食品安全。實踐證明,這個安全殺菌強度概念適用於所有的食品,所以本書所介紹的熱力殺菌內容包含瞭能長期保藏食品之廣義的罐藏食品熱力殺菌範疇。
1 2 2 食品保藏原理
罐藏食品是一種科學的保藏方法,它將各種食品密封在容器中,經加熱處理,殺滅或抑製瞭絕大部分微生物,同時又阻止瞭外界微生物的再次侵入,從而在常溫下達到商業無菌狀態(詳見14),並得以較長時間保藏食品。一般食品生産過程主要由預處理(如清洗、去皮、挖核、去骨、切塊、修整等)、預煮、調味、加湯汁或調味液,裝入容器中,最後經排氣(或抽真空)、密封、殺菌和冷卻等工序組成。其中預處理和調味加工會因原料及成品而異,但密封、殺菌是必不可少的工序。因此,最關鍵的密封、殺菌為罐藏食品生産最重要和最基本的工序。隨著社會經濟的發展與科學技術的進步,罐藏食品的原理及應用在不斷地演化和延伸,並賦予它新的形式、新的內容。世界各地的罐藏食品工業湧現齣許多新技術、新設備、新包裝材料,因此罐藏食品的含義不斷擴展。目前,市場上除瞭金屬罐和玻璃瓶包裝的傳統罐頭食品以外,還有琳琅滿目的軟包裝食品,如鋁塑復閤材料組成的蒸煮袋食品,聚丙烯與高阻隔層(如EVOH) 材料組成
的塑料杯(瓶)食品,由紙、鋁、塑六層復閤材料組成的利樂包飲料或乳製品等。這些都極大地擴展瞭罐藏食品的概念,同時也豐富瞭人們的生活。凡能較長期保藏的市售食品,幾乎都離不開對食品進行熱力殺菌。熱力殺菌使食品得以保藏,反之,能長期保藏的食品大都需要熱力殺菌。當然隨著科技的發展,現在也有很多非熱力殺菌技術應用於食品工業中,但真正實用性強,適閤於工業大生産的,目前仍然是熱力殺菌這支主力軍。
1 3 食品熱力殺菌的重要性
食品熱力殺菌的主要目的是殺死食品中的緻病菌、産毒菌、腐敗菌,並抑製有可能殘存微生物的再生長繁殖,使食品能夠在室溫下,保藏較長時間不緻敗壞,確保消費者食用的安全性。在食品工業界,過去人們一提到食品“質量”,往往把注意力放在食品的色澤、形態或酸甜苦辣上,這隻能理解為傳統的“一般質量”,但現在“全麵的質量”內涵已經突破這一局限性,人們將更多的目光,轉移到“安全質量”上。所謂食品的“安全質量”,指的是人們吃瞭食物後,是否會引起身體不適,或人體受到傷害、緻病、緻殘,甚至死亡的事件。故國外有人將上述兩種“質量”概念,形象地比喻為:
食品的一般質量問題———歸屬於“民事案件”;
食品的安全質量問題———歸屬於“刑事案件”。
世界各國,都發生過上述的“刑事案件”。如美國在1963年和1971年就發生過肉毒杆菌中毒事件。在1971年夏天發生兩次肉毒杆菌事件,第一個涉及奶油濃湯,導緻一人死亡並召迴由該公司生産的所有90個産品。另一個事件則涉及另外一個公司生産的兩種湯類製品,在一個非毒素腐敗例行檢查期間,在幾罐雞汁蔬菜湯中發現A型肉毒杆菌毒素,導緻瞭大約23萬例的産品召迴,這些事故都歸因於熱力殺菌不足這一環節。由於這些事件,美國國傢罐頭協會(NCA),後稱為國傢食品加工業協會(NFPA),嚮美國FDA的專員提交瞭一份申請書,提齣聯邦食品、藥品和化妝品法案第404條款,美國政府在此基礎上製訂瞭以21CFR聯邦政府法案來規範食品的熱力殺菌,這就是食品業界知名的21CFR第113部分。在這個條款中,將熱力殺菌的規範製訂得相當詳盡,甚至連殺菌鍋的管道閥門、殺菌排氣溫度與時間都作齣瞭相應的規定。由此也可見,熱力殺菌這一環節十分重要,它既能保證罐藏食品的“一般質量”,又確保瞭“安全質量”。
食品的安全性越來越受到人們的普遍關注,為此世界各國也製訂瞭相關法規,來確保人們所消費的食品是安全的。我國政府也非常重視食品安全問題,從中央到地方,組織相關機構和人員製訂瞭相應的法規,如GB/T20938—2007《罐頭企業良好操作規範》、GB/T27303—2008《食品安全管理體係罐頭食品生産企業要求》和SN0400��6《齣口罐頭檢驗規程熱力殺菌》等標準,但這些規範和行業標準尚需加強執行力度,並有待於進一步完善。
1 4 “商業無菌”概念
“商業無菌”一詞是英文“CommercialSterility”的直譯用語。
所謂“商業無菌”,在美國聯邦法規21CFR第113��3條款中,將食品“商業無菌” 定義為:經熱力殺菌後的食品要達到以下狀態:
①食品在非冷凍的常溫條件下儲運分銷,沒有具再繁殖能力的微生物;
3
食品熱力殺菌理論與實踐
②也沒有有害公眾健康的活性微生物(包括它的芽孢)存在。
……
序
改革開放以來,我國食品加工業快速發展,多數加工食品均需要殺菌。熱力殺菌工作者對殺菌技術的理解和掌握程度,直接關係到加工食品的品質與安全。如果工藝製定者對殺菌技術一知半解,而通過傳、幫、帶的形式培養齣來的技術工人隻是一味地模仿師傅的操作,勢必造成殺菌規程不科學,殺菌操作不規範,加工齣來的食品品質不穩定,企業經濟效益受到損害,食品安全留下隱患。不少食品加工企業由於缺乏必要的殺菌理論知識,很多本來通過閤理的殺菌就可以達到所期待的保質期的食品不得不添加防腐劑來保證食品的保質期。濫用防腐劑成為我國食品工業的安全隱患之一,這與食品加工企業缺乏正確的食品熱力殺菌工藝不無關係。
與此同時,食品殺菌設備製造廠傢對食品熱力殺菌技術的理解程度也極大地影響瞭殺菌設備的技術水平的發展,最終直接影響到食品的殺菌效果。換言之,無論是食品加工企業還是食品熱力殺菌設備的製造企業,都必須具備基本的食品熱力殺菌理論和技術。山東諸城金鼎機械有限公司作為食品殺菌設備的專業製造企業之一,在20世紀公司創建初期,就多方尋找有關食品熱力殺菌的技術書籍,但能係統、全麵地論述殺菌理論的專業書籍無處可尋,理論聯係實際指導殺菌操作的技術資料或書籍更是稀少。組織業內技術專傢編撰一本理論與實踐相結閤、對殺菌設備製造企業和殺菌設備使用企業都有指導意義的實用性食品熱力殺菌技術書籍,一直是食品熱力殺菌相關的企業和技術人員夢寐以求的工作。
在中國罐頭工業協會科技工作委員會的組織領導下,以漳州中罐協科技中心為主要業務依托,組織來自殺菌設備製造企業的專傢和食品業界知名殺菌權威專傢,經過兩年多的籌備、撰寫、研討和反復修改,一本理論聯係實際、重視係統性和實用性的食品熱力殺菌技術書籍終於即將齣版瞭。有幸作為本書的技術總顧問,在與業內熱力殺菌專傢交流過程中深感理論與實踐相結閤的必要性,也深感熱力殺菌設備製造企業與殺菌專傢共同籌劃編撰實用技術書籍的重要意義。站在熱力殺菌設備製造企業的立場上看,本書的編撰工作本身就是設備製造方與使用方的技術交流與閤作,是上下遊産業開展技術聯閤的重要成果。
本書全體編委一再強調全書要體現理論與實踐相結閤,重視實用性和係統性。僅僅介紹殺菌的理論知識而不介紹殺菌設備的結構原理,必然會降低本書的實用性;僅僅講述熱分布測試和産品的熱穿透測試而不詳解對美低酸登記的方法與步驟,同樣難以滿足輸美齣口食品企業的需求;僅僅講解殺菌的原理和規範操作方法及順序而不講解齣現異常情況時的糾偏措施,更是無法幫助熱力殺菌工作者有效地應對突發情況。實用、閤理、科學、規範是本書編撰的基本思路,編委會的這一思路一直貫穿著全書的每個章節。
《食品熱力殺菌理論與實踐》一書的齣版發行,填補瞭我國在食品熱力殺菌技術領域的空白,對我國廣大食品加工企業的熱力殺菌技術水平的提高必將起到積極的促進作用,同時,對殺菌設備製造企業技術水平的提升和規範也將作齣重要的貢獻。
技術總顧問
2013年9月
前 言
鑽木取火以及保留火種改變瞭原始人類茹毛飲血的生食習慣,熟食標誌著人類文明的一大進步。在漫長的人類曆史中,食品的加熱與儲藏一直是人類活動中不可或缺的重要活動。1804年,法國麵包師尼古拉·阿佩爾發明瞭罐頭,雖然能有效延長食品的儲藏期,但並沒能真正闡明罐頭的保藏機理。直至50多年後,法國微生物學傢路易斯·巴斯德纔真正闡明瞭食品腐敗的機理,從而奠定瞭食品殺菌儲藏的科學基礎。
隨著罐頭食品加工技術的應用推廣,美國的科學傢進一步應用數學和熱力學原理對食品的熱力殺菌做瞭大量的科學研究,形成瞭現有的熱力殺菌數學模型,並為各國食品科技人員所采用。食品熱力殺菌基礎理論的研究極大地促進瞭殺菌設備製造技術的提高,設備製造企業不斷推齣瞭能滿足各種食品殺菌需要的新設備。隨著電子技術的快速發展和日益普及,自動化控製技術已經普遍應用於各種殺菌設備,從最初簡單的儀錶自動化控製到PLC、PC的應用,從早先的蒸汽殺菌(或水殺菌) 等食品殺菌設備發展到目前的全自動、多功能、節能減排型的食品殺菌設備。很顯然,現代食品熱力殺菌技術是食品加工技術體係中十分重要的組成部分,是建立在微生物學、熱力學、數學、機械物理學、現代電子控製技術等多學科基礎上的實用性技術。沒有理論指導的實踐活動是盲目的,而沒有經過實踐檢驗的理論知識更是紙上談兵。本書的內容構成注重理論與實踐相結閤,編撰人員中既有罐頭行業內知名的專傢學者,他們具備多年的實際工作經驗,具有紮實的理論知識;又有在食品殺菌設備的研發與製造方麵的行傢裏手。基於理論與實踐相結閤的編撰原則,本書詳盡闡述瞭食品熱力殺菌的原理、殺菌方法及常見殺菌設備的基本構造和要求,對可能影響殺菌效果的諸多因素逐一進行論述;在此基礎上,進一步介紹微生物熱力殺菌的數學模型,包括D值、Z值、F值的概念和實際應用;還有專門章節介紹食品熱穿透與殺菌設備熱分布的測試方法,以及製訂閤理殺菌規程的程序,力求通過殺菌設備及食品的殺菌規程來保障科學、閤理、有效的食品熱力殺菌操作。
由於美國科學傢在食品熱力殺菌領域的研究成果已經被廣泛應用,並被編入美國相關法規之中,故本書還專門編入瞭美國政府和機構有關食品熱力殺菌方麵的法規和相關的技術公報的中文譯本,使科技人員對這方麵有比較全麵的認識。同時,考慮到中國輸美食品企業的實際需要,專設一節介紹對美齣口低酸/酸化罐頭食品時嚮FDA注冊登記的方法與步驟,增強瞭本書的實用性。罐藏食品是對熱力殺菌要求最為嚴格的食品,迄今為止,食品熱力殺菌的基本理論正是建立在罐藏食品的熱力殺菌實踐基礎之上的。因此本書以罐藏食品作為主要敘述對象,通過對罐藏食品熱力殺菌理論與實踐的學習,食品企業的技術人員可以全麵掌握食品熱力殺菌的科學知識,並在工作實踐中加以應用。本書所敘述的食品熱力殺菌理論知識和實際應用基本涵蓋瞭所有食品的熱力殺菌領域,是食品加工企業不可或缺的一本實用性技術書籍。
本書由漳州中罐協科技中心組織編寫,自本書編委會2011年3月成立以來多次籌劃,編委會主任、主編、副主編及技術總顧問等有關領導經常與編委溝通,特彆是與汕頭輕工機械廠、中天昊宇科技股份公司、上海聖懋控製設備公司、義烏易開蓋實業公司、山東好是好機械股份公司等單位領導或專傢協商,與編寫人員多次研討,反復推敲編寫大綱、聽取各方意見,不斷修改和完善目錄,編寫人員按分工編撰匯總成冊後,編委們又結閤自己的工作實踐,從理論與實踐相結閤的各個角度,提齣瞭許多建設性的修改意見。經審閱-修改-完善等多次反復,經編委及編撰人員的共同努力,終於完成瞭本書的編寫工作。
由於組織工作及編撰人員精力所限,書中難免存在疏漏之處,敬請讀者批評指正。
主編
2013年9月
結閤、對殺菌設備製造企業和殺菌設備使用企業都有指導意義的實用性食品熱力殺菌技術書籍,一直是食品熱力殺菌相關的企業和技術人員夢寐以求的工作。在中國罐頭工業協會科技工作委員會的組織領導下,以漳州中罐協科技中心為主要業務依托,組織來自殺菌設備製造企業的專傢和食品業界知名殺菌權威專傢,經過兩年多的籌備、撰寫、研討和反復修改,一本理論聯係實際、重視係統性和實用性的食品熱力殺菌技術書籍終於即將齣版瞭。有幸作為本書的技術總顧問,在與業內熱力殺菌專傢交流過程中深感理論與實踐相結閤的必要性,也深感熱力殺菌設備製造企業與殺菌專傢共同籌劃編撰實用技術書籍的重要意義。站在熱力殺菌設備製造企業的立場上看,本書的編撰工作本身就是設備製造方與使用方的技術交流與閤作,是上下遊産業開展技術聯閤的重要成果。
本書全體編委一再強調全書要體現理論與實踐相結閤,重視實用性和係統性。僅僅介紹殺菌的理論知識而不介紹殺菌設備的結構原理,必然會降低本書的實用性;僅僅講述熱分布測試和産品的熱穿透測試而不詳解對美低酸登記的方法與步驟,同樣難以滿足輸美齣口食品企業的需求;僅僅講解殺菌的原理和規範操作方法及順序而不講解齣現異常情況時的糾偏措施,更是無法幫助熱力殺菌工作者有效地應對突發情況。實用、閤理、科學、規範是本書編撰的基本思路,編委會的這一思路一直貫穿著全書的每個章節。
《食品熱力殺菌理論與實踐》一書的齣版發行,填補瞭我國在食品熱力殺菌技術領域的空白,對我國廣大食品加工企業的熱力殺菌技術水平的提高必將起到積極的促進作用,同時,對殺菌設備製造企業技術水平的提升和規範也將作齣重要的貢獻。
技術總顧問
2013年9月
我一直認為,食品科學是一個既神秘又貼近生活的領域。《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,以一種非常接地氣的方式,為我揭示瞭食品熱力殺菌背後的科學原理。我被書中關於不同微生物對熱的敏感性差異的講解深深吸引。作者並沒有簡單地將所有微生物一概而論,而是詳細列舉瞭不同種類的細菌、黴菌、酵母以及病毒在不同溫度下的生長和死亡規律。例如,某些耐熱的孢子菌,即使在高溫下也難以被完全殺滅,這讓我明白瞭為什麼某些食品需要采用更嚴苛的殺菌工藝。書中還詳細介紹瞭“最小值殺菌”的概念,即在保證安全的前提下,以最低的溫度和最短的時間進行殺菌,以最大程度地保留食品的營養和風味。當我讀到關於水果罐頭和蔬菜罐頭殺菌方法的差異時,我更加體會到瞭針對不同食品特性進行科學殺菌的重要性。這本書讓我明白,食品安全不僅僅是“殺滅”微生物,更是一種精細化的科學管理,涉及到對微生物的深刻理解和對熱力學原理的熟練運用。
評分我一直對食品行業的技術發展非常感興趣,《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,為我提供瞭一個深入瞭解食品加工核心技術——熱力殺菌的絕佳視角。它不僅僅是理論的堆砌,更包含瞭大量的實踐指導和案例分析。書中關於不同殺菌設備(如管式殺菌器、闆式殺菌器、釜式殺菌器等)的結構、工作原理以及優缺點對比,讓我對食品生産綫上的設備有瞭具象的認識。我特彆關注瞭書中關於殺菌設備在實際應用中遇到的挑戰,比如如何保證殺菌過程的均勻性、如何有效迴收熱量以降低能耗等,這些都是非常實際的問題。書中還詳細介紹瞭各種殺菌方法的驗證程序和監測方法,這對於確保殺菌效果的可靠性至關重要。當我讀到關於如何通過自動化控製係統來精確控製殺菌溫度和時間時,我仿佛看到瞭現代食品工廠的精密運作,這種科技感讓我對食品行業産生瞭新的敬意。這本書讓我明白,食品安全並非一蹴而就,而是需要通過不斷的技術革新和精細化管理來實現,而熱力殺菌正是其中不可或缺的一環。
評分這本書,就像一本關於“食物變形記”的科學手冊。《食品熱力殺菌理論與實踐》以熱力殺菌為切入點,深入淺齣地講解瞭溫度如何改變食物的內在和外在。我過去一直認為,加熱隻是為瞭“煮熟”食物,但這本書讓我明白,溫度在食物的轉化過程中扮演著更加復雜和關鍵的角色。書中對於蛋白質變性、脂肪氧化、碳水化閤物糊化等一係列物理化學變化在加熱過程中的描述,讓我對食材的“熟成”有瞭更科學的認識。例如,我瞭解到,在一定溫度下,蛋白質會從其天然的摺疊狀態展開,形成新的結構,這不僅改變瞭食物的質地,也使得一些酶失去活性,從而防止瞭食物的進一步腐敗。書中還探討瞭不同加熱方式對這些化學反應的影響,比如,快速高溫加熱和緩慢低溫加熱所帶來的結果可能截然不同。當我讀到關於不同溫度對酶活性的影響時,我開始思考,原來我們平常吃的熟食,其風味和口感的形成,都與這些精密的溫度控製息息相關。這本書讓我覺得,每一次烹飪,都是一次微觀的化學實驗。
評分我一直對食品安全問題頗為關注,尤其是那些隱藏在加工食品中的微生物風險。《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,就像一位經驗豐富的導師,耐心地為我揭示瞭食品熱力殺菌的奧秘。它並沒有迴避那些復雜的科學概念,而是用一種非常係統化、邏輯化的方式進行講解。我尤其欣賞書中關於不同殺菌方法(如濕熱殺菌、乾熱殺菌、輻照殺菌等)的對比分析,不僅闡述瞭各自的原理和優缺點,還詳細比較瞭它們在不同食品類型上的適用性。例如,對於一些對熱敏感的食材,書中就詳細介紹瞭如何通過調整殺菌參數,最大程度地保留其營養成分和風味,這讓我明白瞭為什麼有些罐頭食品吃起來口感會稍顯遜色,而有些則能保持近似新鮮食材的風味。此外,書中還深入探討瞭殺菌過程中可能齣現的各種挑戰,比如熱分布不均、過度加熱導緻營養損失等,並提齣瞭相應的解決方案和優化策略。這些內容對於想要深入瞭解食品加工過程的讀者來說,無疑是非常寶貴的。它讓我意識到,食品的安全性並非僅僅依靠簡單的“加熱”二字就能保證,而是需要一套嚴謹的科學體係來支撐。當我讀到關於冷殺菌和熱殺菌在特定食品中的應用對比時,我開始思考,原來不同的加工方式,會直接影響到我們最終吃到的食物的品質和安全性,這是一種多麼精細化的管理!
評分《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,對我這樣的非專業讀者來說,是一本既有深度又不失可讀性的科普讀物。它將復雜的熱力學和微生物學概念,用通俗易懂的語言和生動的圖錶展現齣來。我尤其欣賞書中關於“殺菌動力學”的講解,它讓我明白瞭為什麼殺菌不是一個簡單的“開關”問題,而是存在一個動態的過程。書中通過大量的麯綫圖,展示瞭微生物數量隨時間推移和溫度升高而變化的規律,這讓我對殺菌效果的“纍積性”有瞭深刻的認識。我還瞭解到,即使是微小的溫度波動,也可能對最終的殺菌效果産生顯著影響。書中還探討瞭“殺菌經濟性”的問題,即如何在保證食品安全的前提下,最大程度地降低能耗和生産成本,這讓我看到瞭科學在追求效益與安全之間的平衡。當我讀到關於不同國傢的食品殺菌標準和法規時,我更加意識到,食品安全是一個全球性的議題,而科學的殺菌技術是實現這一目標的重要基石。
評分《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,徹底顛覆瞭我對食品加工“機械化”的印象。它讓我看到瞭在冰冷的生産綫上,蘊含著多麼精妙的科學計算和智慧。書中關於“熱分布”的研究,讓我印象深刻。它解釋瞭為什麼在食品加工過程中,保持溫度的均勻性如此重要,以及如何通過優化設備設計和工藝流程來解決熱分布不均的問題。作者還詳細介紹瞭各種檢測熱分布的方法,比如使用熱電偶進行測量,這讓我看到瞭科學嚴謹的實踐是如何保證最終産品質量的。書中還探討瞭“滅菌劑量”的概念,即需要多少熱量纔能達到期望的殺菌效果,這讓我理解瞭為什麼不同的食品需要不同的殺菌時間。當我讀到關於食品加工過程中的“安全裕度”時,我更加體會到食品科學傢在確保萬無一失方麵的努力。這本書讓我覺得,食品安全不僅僅是法規的要求,更是科學傢的責任和使命,而熱力殺菌正是他們手中重要的武器。
評分這本書簡直是一場關於食物與溫度的宏大敘事!我本來以為“熱力殺菌”聽起來會枯燥乏味,但《食品熱力殺菌理論與實踐》卻顛覆瞭我的認知。它不僅僅是羅列數據和公式,而是以一種引人入勝的方式,將看似抽象的科學原理與我們日常生活中琳琅滿目的食品聯係起來。我記得讀到關於巴氏殺菌的部分,作者沒有簡單地說“加熱到某個溫度就能殺死細菌”,而是深入淺齣地解釋瞭為什麼不同的溫度和時間組閤會有如此顯著的效果,甚至還探討瞭不同菌種的耐熱性差異,這讓我恍然大悟,原來我們每天喝的牛奶,背後蘊含著如此精妙的科學計算!更讓我驚喜的是,書中還穿插瞭許多曆史典故和實際案例,比如,為什麼早期的食品保存技術如此有限,以及食品工業如何一步步通過對熱力殺菌的深入研究,纔實現瞭大規模生産和全球化供應。當我讀到關於高溫滅菌(UHT)如何使得牛奶可以在常溫下保存數月時,我腦海中立刻浮現齣自己曾經在超市裏挑選牛奶的場景,那一刻,我仿佛看到瞭科技的力量如何改變瞭我們的生活方式。作者對細節的把控令人贊嘆,他不僅解釋瞭“是什麼”,更重要的是解釋瞭“為什麼”,讓我們不僅僅是作為一個被動的接受者,而是成為一個主動的理解者。這本書的內容遠不止錶麵看起來那麼簡單,它是一扇通往食品科學世界的大門,讓我對日常食物的生産過程有瞭全新的認識和深刻的敬畏。
評分坦白說,一開始我拿起《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,是帶著一種“任務式”的心理,想從中獲取一些關於食品加工的實用信息。然而,它所展現齣的深度和廣度,完全超齣瞭我的預期。這本書不僅僅是關於“如何殺菌”,更是一本關於“為什麼這樣殺菌”的百科全書。我被書中對殺菌機理的細緻描述所吸引,作者並沒有簡單地用“殺死細菌”來概括,而是深入到微生物的細胞結構,講解不同溫度對蛋白質變性、酶失活以及細胞膜完整性的影響。讀到這部分的時候,我腦海中開始模擬細胞受到高溫攻擊的場景,感覺非常生動!書中還詳細介紹瞭各種微生物的生長麯綫和死亡動力學,這對於理解殺菌效果的纍積和評估至關重要。我尤其喜歡書中關於“D值”和“Z值”的講解,這兩個看似抽象的參數,在作者的闡述下,變得異常清晰,它們是量化殺菌效果的關鍵指標,讓我明白瞭為什麼同一個殺菌目標,可以有不同的參數組閤來實現。這本書讓我意識到,食品熱力殺菌是一門精密的科學,每一個參數的選擇都基於嚴謹的計算和大量的實驗數據,而不是隨意的拍腦袋決定。它徹底改變瞭我對食品加工“粗放”的刻闆印象,讓我看到瞭其中蘊含的嚴謹和智慧。
評分作為一名對烹飪充滿熱情的人,《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書為我打開瞭一扇全新的大門。我一直認為,烹飪的本質就是一種“熱力加工”,而這本書則從科學的角度,係統地闡述瞭熱力如何在改變食物質地、風味的同時,也扮演著至關重要的安全保障角色。書中關於不同烹飪方式(如蒸、煮、烤、炸)對食材內部溫度變化以及微生物殺滅效果的分析,讓我對日常烹飪有瞭更深的理解。例如,我過去總覺得“蒸”是一種非常健康的烹飪方式,而書中解釋瞭蒸煮的高效熱傳導以及水蒸氣的強大穿透力,能夠快速有效地殺滅大部分緻病菌,同時又能最大程度地保留食材的水分和營養,這讓我更加堅信瞭蒸煮的科學性。書中還探討瞭不同食材在受熱過程中發生的物理化學變化,比如蛋白質的變性、澱粉的糊化等,這些變化不僅影響著食物的口感和外觀,也與殺菌效果息息相關。讀到這裏,我開始反思自己的一些烹飪習慣,試圖從中找到更科學、更高效的加熱方式,以確保在享受美味的同時,也能保證食品安全。這本書讓我覺得,每一次爐竈上的操作,都蘊含著科學的邏輯,而我,正在通過閱讀這本書,一步步掌握這些科學的語言。
評分《食品熱力殺菌理論與實踐》這本書,讓我對“簡單”的食品標簽有瞭更深的理解。我過去常常隻關注配料錶和營養成分,但讀完這本書後,我開始留意那些關於“殺菌方式”的描述。書中對於各種殺菌方法的科學解釋,讓我明白瞭為什麼有的産品能夠常溫保存,有的需要冷藏,而有的則隻能短期保質。我特彆喜歡書中關於“熱穿透”理論的闡述,它解釋瞭熱量是如何在不同形狀和密度的食品中傳遞的,以及這對殺菌效果的影響。例如,對於較大的食品罐頭,熱量需要更長的時間纔能穿透到中心部分,因此需要更長的殺菌時間。這種對細節的關注,讓我看到瞭食品科學傢在確保産品安全過程中所付齣的巨大努力。書中還探討瞭不同包裝材料對熱力殺菌效果的影響,這讓我意識到,即使是看似簡單的包裝,也可能影響到殺菌的效率和均勻性。這本書就像一把鑰匙,讓我能夠解鎖食品包裝上的更多信息,並對我們日常購買的食品有瞭更科學、更理性的判斷。
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