食品熱力殺菌理論與實踐 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

內容簡介

　　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。

目錄

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

精彩書摘

　　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 食品熱力殺菌理論與實踐 下載 mobi epub pdf txt 電子書 格式