食品加工與保藏原理食品工藝學(xué)課程教案

PAGE食品加工與保藏原理目錄TOC\o"1-2"\h\u32299第一章食品的輻照 332408第一節(jié)概述 35408第二節(jié)輻照的基本概念 516270第三節(jié)食品的輻照效應(yīng)與輻照保藏原理 85608第四節(jié)食品輻照工藝及條件控制 1429406第五節(jié)食品輻照的安全衛(wèi)生與法規(guī) 1822810第二章食品熱處理和殺菌 216010第一節(jié)食品加工與保藏個(gè)的熱處理 214053第二節(jié)食品熱處理反應(yīng)的基本規(guī)律 2314405第三節(jié)食品熱處理?xiàng)l件的選擇與確定 2918080第四節(jié)食品的非熱殺菌 394091第三章食品的低溫處理和保藏 4429783第一節(jié)低溫處理和食品加工與保藏 4427883第二節(jié)食品低溫保藏的基本原理 457524第三節(jié)食品的冷藏 4723498第四節(jié)食品的凍藏 525587第四章食品干燥保藏 616645第一節(jié)食品干燥保藏的基本原理 62265第二節(jié)食品干制的基本原理 644817第三節(jié)食品在干制過程中的主要變化 7425631第四節(jié)食品干制前的預(yù)處理 792353第五節(jié)食品干制方法 792101第六節(jié)干制品的貯藏和復(fù)水 8721739主要參考文獻(xiàn) 955175第五章食品的腌制與煙熏 9728722第一節(jié)食品的腌漬保藏原理 10013661第二節(jié)食品腌制劑及作用 1099484第三節(jié)食品常用腌漬方法 10925311第四節(jié)腌制品的食用品質(zhì) 11425460第五節(jié)食品的煙熏 1197757第六章食品的化學(xué)保藏 131150第七章食品的濃縮和結(jié)晶 1415924第一節(jié)濃縮的目的和分類 1415164第二節(jié)蒸發(fā)濃縮 14212330第三節(jié)冷凍濃縮 14725439第四節(jié)膜濃縮 14813025第五節(jié)食品的結(jié)晶 151第一章食品的輻照第一節(jié)概述一、食品輻照的意義及其特點(diǎn)食品輻照是利用射線照射食品（包括原材料），延遲新鮮食物某些生理過程（發(fā)芽和成熟）的發(fā)展，或?qū)κ称愤M(jìn)行殺蟲、消毒、殺菌、防霉等處理，達(dá)到延長(zhǎng)保藏時(shí)間，穩(wěn)定、提高食品質(zhì)量目的的操作過程。自19世紀(jì)末（1895年）倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線后，Mink（1896）就提出了X-射線的殺菌作用。但直到第二次世界大戰(zhàn)以后，射線輻射保藏食品的研究和應(yīng)用才有了實(shí)質(zhì)性的開始。此后30年，研究不斷擴(kuò)大深入，它尤其在許多發(fā)展中國(guó)家受到很大的重視。在一些國(guó)際組織如聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、世界衛(wèi)生組織（WHO）等的支持和組織下，進(jìn)行了種種國(guó)際協(xié)作研究，召開了多次國(guó)際專業(yè)會(huì)議。到1976年，有25種輻射處理的食品在18個(gè)國(guó)家得到無條件批準(zhǔn)或暫定批準(zhǔn)，允許作為商品供一般食用。這些批準(zhǔn)的食品包括馬鈴薯、洋蔥、大蒜、蘑菇、蘆筍、草莓及其他動(dòng)植物食品和調(diào)料等。1976年日內(nèi)瓦FAO-IAEA-WHO專家委員會(huì)宣布：經(jīng)適宜劑量輻照的馬鈴薯、小麥、雞肉、番木瓜和草毒，對(duì)人體是無條件安全的，會(huì)上還暫定批準(zhǔn)了輻照稻米、洋蔥和魚可作為商品供一般食用。這是國(guó)際組織對(duì)輻射處理食品的首次批準(zhǔn)，具有重要的意義和影響。但也應(yīng)指出，輻射處理保藏食品不過是強(qiáng)化貯藏效果的一種措施，尤其對(duì)蔬菜、果品，輻射處理后仍須嚴(yán)密注意控制各種環(huán)境條件才有可能獲得好的綜合效益。優(yōu)點(diǎn)：①殺死微生物效果顯著，劑量可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。②一定的劑量（＜5kGy）照射不會(huì)使食品發(fā)生感官上的明顯變化。③即使使用高劑量（>10kGy）照射，食品中總的化學(xué)變化也很微小。④沒有非食品物質(zhì)殘留。⑤產(chǎn)生的熱量極少，可以忽略不計(jì)，可保持食品原有的特性。在冷凍狀態(tài)下也能進(jìn)行輻射處理。⑥放射線的穿透能力強(qiáng)、均勻、瞬間即逝，而且對(duì)其輻照過程可以進(jìn)行準(zhǔn)確控制。⑦食品進(jìn)行輻照處理時(shí)，對(duì)包裝無嚴(yán)格要求。缺點(diǎn)：①經(jīng)過殺菌劑量的照射，一般情況下，酶不能完全被鈍化。②經(jīng)輻射處理后，食品所發(fā)生的化學(xué)變化從量上來講雖然是微乎其微的，但敏感性強(qiáng)的食品和經(jīng)高劑量照射的食品可能會(huì)發(fā)生不愉快的感官性質(zhì)變化。這些變化是因游離基的作用而產(chǎn)生的。③有些專家認(rèn)為，輻照會(huì)誘發(fā)食品產(chǎn)生致突變、致畸形、致癌和有毒因子。后來的研究則認(rèn)為這是沒有根據(jù)的（1977，F(xiàn)AQ/IAEA/WHOExpertCommittee）。④輻射這種保藏方法不適用于所有的食品，要有選擇性地應(yīng)用。⑤能夠致死微生物的劑量對(duì)人體來說是相當(dāng)高的，所以必須非常謹(jǐn)慎，做好運(yùn)輸及處理食品的工作人員的安全防護(hù)工作。為此，要對(duì)輻射源進(jìn)行充分遮蔽，必須經(jīng)常、連續(xù)對(duì)照射區(qū)和工作人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢查。二、國(guó)內(nèi)外食品輻照的進(jìn)展輻射在食品上的利用，有關(guān)其有效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的研究，以美國(guó)為主已取得了進(jìn)展。作為用放射線照射食品的開端，在用低劑量照射抑制馬鈴薯發(fā)芽方面，前蘇聯(lián)（1958）、加拿大（1960）、美國(guó)（1964）已獲得了法律認(rèn)可；在防治小麥及面粉中的害蟲方面，前蘇聯(lián)（1959）、美國(guó)（1963）也獲得了法律認(rèn)可。在日本，從20世紀(jì)50年代后期就開始對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品、水產(chǎn)品、釀造食品和肉類等進(jìn)行輻射研究。用輻射抑制馬鈴薯發(fā)芽作為一項(xiàng)研究成果獲得了法律認(rèn)可。國(guó)際上，以聯(lián)合國(guó)原子能機(jī)構(gòu)為中心，并以聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織協(xié)作的形式在食品輻射領(lǐng)域推動(dòng)著國(guó)際性的合作，該聯(lián)合國(guó)委員會(huì)從全世界的角度對(duì)輻照食品的衛(wèi)生安全性研究進(jìn)行了統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。1980年10月27日舉行的第四屆專門委員會(huì)會(huì)議作出的結(jié)論是：“用10kGy以下的平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而且今后無須再對(duì)經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性試驗(yàn)。”此結(jié)論推動(dòng)了世界各國(guó)對(duì)輻照食品研究的熱潮。我國(guó)第一所核應(yīng)用技術(shù)研究所于1962年在成都建成，開始了食品輻射研究工作。有許多利用小型60Co或電子輻射源進(jìn)行食品輻照研究的研究所遍及全國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)有200多個(gè)單位從事過或正在進(jìn)行著食品輻射的研究和生產(chǎn)工作。1984年11月，經(jīng)國(guó)家衛(wèi)生部的批準(zhǔn)有7項(xiàng)輻照食品（馬鈴薯、洋蔥、大蒜、花生、谷物、蘑菇、香腸）允許食用消費(fèi)，繼批準(zhǔn)馬鈴薯等7項(xiàng)輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)之后，又有蔬菜、水果、糧食、酒類等20多種食品通過了不同級(jí)別的技術(shù)鑒定。我國(guó)在輻照食品衛(wèi)生安全性方面的研究工作在世界上處于領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)37種輻照食品在理化分析、毒理學(xué)試驗(yàn)及動(dòng)物試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的人體試食試驗(yàn)，得出的結(jié)論結(jié)束了由印度學(xué)者引起的世界上長(zhǎng)達(dá)10多年的多倍體之爭(zhēng)?？傊?，我國(guó)輻照食品研究工作在下列方面有商業(yè)化、實(shí)用化的廣闊前景。應(yīng)用范圍有：①進(jìn)出口水果及農(nóng)畜產(chǎn)品的輻照檢疫處理。②低質(zhì)酒類輻照改性。③干果、脫水蔬菜和肉類輻照殺蟲。④調(diào)味品的輻照滅菌。⑤輻照處理和其他保藏處理方法綜合應(yīng)用的研究。第二節(jié)輻照的基本概念一、放射性同位素與輻射有些同位素，其質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)差異較大，其原子核是不穩(wěn)定的，它們按照一定的規(guī)律（指數(shù)規(guī)律）衰變。自然界存在著一些天然的不穩(wěn)定同位素，也有一些不穩(wěn)定同位素是利用原子反應(yīng)堆或粒子加速器等人工制造的。不穩(wěn)定同位素衰變過程中伴有各種輻射線產(chǎn)生，這些不穩(wěn)定同位素稱為放射性同位素。低頻輻射線（非電離輻射）：波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)而產(chǎn)生熱，也可起到加熱殺菌作用。高頻輻射線（電離輻射）：頻率較高、能量大，如X-，γ-射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。放射性同位素能放射出α、β（β+及β-）和γ射線，其過程稱為輻射。α-射線（稱α-粒子）是快速運(yùn)動(dòng)的氦核（He），每一氦核含有兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子。α-射線的穿透物質(zhì)的能力很小，但電離能力很強(qiáng)。β＋、β-是帶正電荷與負(fù)電荷的高速電子，穿透物質(zhì)的能力比α-射線強(qiáng)，但電離能力不如α-射線。γ-射線是波長(zhǎng)非常短的電磁波束（波長(zhǎng)1-0.001納米），其本質(zhì)與可見光相同γ-射線的能量較高，穿透物質(zhì)的能力很強(qiáng)，其電離能力較α、β射線小。α、β、γ等射線輻射的結(jié)果能使被輻射體產(chǎn)生電離作用故又稱電離輻射。低質(zhì)子數(shù)的天然同位素中（除正常的氫以外），幾乎中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等（N=Z），所以通常是很穩(wěn)定的。當(dāng)元素的原子量增加時(shí)，其中子數(shù)增加超過了質(zhì)子數(shù)，結(jié)果造成核的不穩(wěn)定。在大多數(shù)天然放射性同位素中，其中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之比為1.5:1時(shí)。放射性下降至初始值一半所需的時(shí)間稱為半衰期，以t1/2表示。二、輻照量單位與劑量測(cè)量（一）放射性強(qiáng)度與放射性比度1.放射性強(qiáng)度放射性強(qiáng)度，有稱放射性活度，是度量放射性強(qiáng)弱的物理量。單位貝可勒爾（Becqurel，簡(jiǎn)稱貝可Bq）。2.放射性比度一個(gè)放射性同位素常附有不同質(zhì)量數(shù)的同一元素的穩(wěn)定同位素，此穩(wěn)定同位素稱為載體，因此將一個(gè)化合物或元素中的放射性同位素的濃度稱為“放射性比度”，也用以表示單位數(shù)量的物質(zhì)的放射性強(qiáng)度。（二）照射量照射量（Exposure）是用來度量X射線或Y射線在空氣中電離能力的物理量，以往使用的單位為倫琴（Roentgen，簡(jiǎn)寫R），現(xiàn)改為Si單位庫(kù)侖/千克（C·kg-1），1倫琴=2.58X10C·kg-1。1.吸收劑量單位被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱為吸收劑量，單位戈瑞（Gray，簡(jiǎn)稱Gy）。2.吸收劑量測(cè)量食品輻照過程物質(zhì)吸收劑量是將劑量計(jì)暴露于輻射線之下而測(cè)得的，然后從劑量計(jì)所吸收的劑量來計(jì)算被食品所吸收的劑量。常用的劑量測(cè)量體系有量熱計(jì)、液體或固體化學(xué)劑量計(jì)及目視劑量標(biāo)簽。三、輻射源與食品輻照裝置食品的輻照裝置包括輻射源、防護(hù)設(shè)備、輸送系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)。（一）輻射源輻射源是食品輻照處理的核心部分，輻射源有人工放射性同位素和電子加速器。1.放射性同位素輻射源食品輻照處理上用得最多的是60Coγ射線源，也有采用137CSγ輻射源。2.電子加速器電子加速器（簡(jiǎn)稱加速器）是用電磁場(chǎng)使電子獲得較高能量，將電能轉(zhuǎn)變成射線（高能電子射線，X射線）的裝置。用于食品輻照處理的加速器主要有靜電加速器（范德格拉夫電子加速器），高頻高壓加速器（地那米加速器）、絕緣磁芯變壓器、微波電子直線加速器、高壓倍加器、脈沖電子加速器等。電子加速器可以作為電子射線和X射線的兩用輻射源。（二）防護(hù)設(shè)備危害人體的兩種途徑：一種是外照射，即輻射源在人體外部照射；另一種是內(nèi)照射，放射性物質(zhì)通過呼吸道、食道、皮膚或傷口侵入人體，射線在人體內(nèi)照射。食品輻照一般使用的是嚴(yán)格密封在不銹鋼的叫〔如輻射源和電子加速器，輻照對(duì)人體的危害主要是外輻射造成的。電離輻射對(duì)人體的作用有物理、化學(xué)和生物3種效應(yīng)，在短期內(nèi)受到很大劑量輻射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生急性放射?。婚L(zhǎng)期受小劑量輻射會(huì)產(chǎn)生慢性病。人體對(duì)輻射有一定的適應(yīng)能力和抵御能力，目前一般規(guī)定全身每年最大允許劑量值為5x10-2Sv。鉛的相對(duì)密度大，屏蔽性能好，鉛容器可以用來儲(chǔ)存輻射源。在加工較大的容器和設(shè)備中常需用鋼材作結(jié)構(gòu)骨架。鐵用于制作防護(hù)門、鐵鉤和蓋板等。用水屏蔽的優(yōu)點(diǎn)是具有可見性和可入性，因此常將輻射源儲(chǔ)存在深井內(nèi)。混凝土墻既是建筑結(jié)構(gòu)又是屏蔽物，混凝土中含有水可以較好地屏蔽中子。各種屏蔽材料的厚度必須大于射線所能穿透的厚度，屏蔽材料在施工過程要防止產(chǎn)生空洞及縫隙過大等問題，防止了射線泄漏。（三）輸送與安全系統(tǒng)工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴(yán)格的安全防護(hù)設(shè)施和自動(dòng)輸送、報(bào)警系統(tǒng)。第三節(jié)食品的輻照效應(yīng)與輻照保藏原理食品經(jīng)射線照射會(huì)發(fā)生一系列的輻照效應(yīng)，主要有物理學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。輻照保藏食品，通常是用X射線、γ射線、電子射線照射食品，這些高能帶電或不帶電的射線照射食品會(huì)引起食品及食品中的微生物、昆蟲等發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使有生命物質(zhì)的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制或破壞，達(dá)到殺菌、滅蟲，改進(jìn)食品質(zhì)量，延長(zhǎng)保藏期的目的。（一）α射線和γ射線與物質(zhì)的作用α射線、γ射線都是高能電磁輻射線，它們又常被稱為“光子”，當(dāng)與被照射物（如食品、微生物、昆蟲和包裝材料）原子中的電子相遇，光子有時(shí)會(huì)把全部能量交給電子（光子被吸收），使電子脫離原子成為光電子。如果射線的光子與被照射物的電子發(fā)生彈性碰撞，當(dāng)光子的能量略大于電子在原子中的結(jié)合能時(shí)，光子把部分能量傳遞給電子，自身的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，朝著另一方向散射，獲得能量的電子（也稱次電子，康普頓電子），從原子中逸出，上述過程稱康普頓散射（ComptonScattering）。如果了射線和X射線的能量大于某一閡值時(shí)，能量和某些原子核作用而射出中子或其他粒子，因而使被照射物產(chǎn)生獷放射性（Radioactivity）。能否產(chǎn)生這種放射性（也稱感生放射性），取決于射線的能量和被輻照物質(zhì)的性質(zhì)。（二）電子射線的作用當(dāng)輻射源射出的電子射線（高速電子流）通過被照射物時(shí)，受到原子核庫(kù)侖場(chǎng)的作用，會(huì)發(fā)生沒有能量損失的偏轉(zhuǎn)，稱庫(kù)侖散射。庫(kù)侖散射可以多次發(fā)生、甚至經(jīng)過多次散射后，帶電粒子會(huì)折返回去，發(fā)生所謂的“反向散射”。二、食品輻照的化學(xué)效應(yīng)電離輻射穿透食品物料的程度取決于食品性質(zhì)和輻射的特性。輻射作用時(shí)的效應(yīng)取決于其改變分子的能力及其電離電位。γ-射線的穿透力比β-粒子大。β-粒子一般具有較大的能力，能在它們通過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生電離作用。能量級(jí)較高的電子束具有較高的穿透深度，并能沿著其徑跡（比能量低的電子束）產(chǎn)生更多的變更分子和電離作用。當(dāng)中等能量級(jí)的電離輻射通過食品時(shí)，在電離輻射與分子級(jí)和原子級(jí)的食品粒子之間有撞擊現(xiàn)象，當(dāng)來自撞擊的能量足以使電子從原子軌道移去時(shí)，即導(dǎo)致產(chǎn)生離子對(duì)。當(dāng)撞擊現(xiàn)象提供足夠能量使原子之間的化學(xué)鍵斷裂時(shí)，即發(fā)生分子變化，形成游離基。游離基為分子的一部分、原子團(tuán)或具有不成對(duì)電子的單個(gè)原子。穩(wěn)定分子幾乎總是具有偶數(shù)電子的，不成對(duì)電子構(gòu)型是不穩(wěn)定的形式。所以游離基具有較大的相互反應(yīng)、與其他分子反應(yīng)的趨勢(shì)，使其奇數(shù)電子成對(duì)并達(dá)到穩(wěn)定。氧氣經(jīng)輻射后導(dǎo)致臭氧的形成，氮?dú)夂脱鯕饣旌虾蠼?jīng)輻射形成氮的氧化物，溶于水可成硝酸等化合物。直接作用生物學(xué)家提出了射線與基質(zhì)直接碰撞的靶理論，認(rèn)為輻照作用主要是由于這種直接碰撞引起的。此作用的理論經(jīng)過延伸來解釋在食品中的變化。例如食品色澤或組織的變化可能是由于γ-射線或高能β-粒子與特殊的色素或蛋白質(zhì)分子直接撞擊而引起的。間接作用食品中的水分也會(huì)因輻照而產(chǎn)生輻射效應(yīng)。水分子對(duì)輻射很敏感，當(dāng)它接受了射線的能量后，首先被激活，然后和食品中的其他成分發(fā)生反應(yīng)。水接受輻射后的最后產(chǎn)物是氫和過氧化氫等，形成的機(jī)制很復(fù)雜?，F(xiàn)已知的中間產(chǎn)物有三種：①水合電子（eaq）。②氫氧基（OH·）。③氫基（H·）。其反應(yīng)的可能途徑如下：約束間接作用的途徑在凍結(jié)狀態(tài)下輻射：即使在凍結(jié)水中也會(huì)產(chǎn)生游離基，雖然程度可能較輕。但是，凍結(jié)狀態(tài)能阻止游離基的擴(kuò)散和移動(dòng)，降低了游離基與食品組分的接觸幾率，可顯著地約束間接作用對(duì)食品成分的影響。在真空中或在惰性氣體環(huán)境中輻射：氫基與氧起反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生過氧化物基，過氧化物基又可生成過氧化氫。若將氧從系統(tǒng)中除去，此反應(yīng)則降低到最小限度，食品成分可受到一定程度的保護(hù)。但是，除氧和盡量減少這些反應(yīng)對(duì)食品中的微生物也有同樣的保護(hù)作用，其輻射效果就會(huì)大大降低。添加游離基的接受體：抗壞血酸是一種對(duì)游離基有較大親和力的化合物，將抗壞血酸和某些其他物料添加到食品中，通過與之起反應(yīng)而導(dǎo)致游離基的消耗，從而可保護(hù)敏感性色素、香味化合物和食品成分。在采用以上途徑保護(hù)食品成分的同時(shí)，也降低了輻射對(duì)微生物和酶的作用。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需相應(yīng)地提高輻射處理劑量，以達(dá)到食品保藏的目的。1.氨基酸和蛋白質(zhì)氨基酸經(jīng)輻射后，可鑒定的生成物及生成物的數(shù)量都因氨基酸的種類、輻射劑量、氧和水分的存在與否等因素而發(fā)生變化。若以甘氨酸為例，經(jīng)輻照后就可得到氫、二氧化碳、氨、甲胺、乙酸、甲酸、乙醛酸和甲醛。如果是賴氨酸之類的二氨基一元羧酸，經(jīng)輻照后，除生成多羥基胺外，還可生成β-丙氨酸、α-氨基正丁酸、氧代氨基酸、戊撐二胺、谷氨酸和天冬氨酸。具有巰基或二硫基的含硫氨基酸對(duì)射線的敏感性極強(qiáng)，經(jīng)輻照后，會(huì)因含硫部分氧化和游離基反應(yīng)而發(fā)生分解。蛋白質(zhì)隨著輻射劑量的不同，會(huì)因琉基氧化、脫氨基、脫梭、芳香族和雜環(huán)氨基酸游離基氧化等而引起其一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致分子變性，發(fā)生凝聚、粘度下降和溶解度降低等變化。貯藏肉類需用10kGy以上的高劑量進(jìn)行輻照。從輻照肉中分離出來的揮發(fā)性物質(zhì)，主要是甲硫醇、鏈烷烴類和鏈烯烴類。肉類經(jīng)殺菌劑量照射后，會(huì)生成多種微量的揮發(fā)性物質(zhì)，但可以認(rèn)為，只要所進(jìn)行的輻照不引起氨基酸的組分發(fā)生變化，就不會(huì)造成肉類蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)性損失。水產(chǎn)品經(jīng)低劑量輻射后也會(huì)出現(xiàn)游離氨基酸增加、褐變和酶反應(yīng)等問題；牛乳經(jīng)輻照后，風(fēng)味變化顯著，-SH基、-S-S-基增加，粘度增加；蛋清經(jīng)輻照后粘度下降；小麥（面筋）經(jīng)輻照后吸水性下降，酶消化性增強(qiáng)。2.酶在無氧條件下，干燥的酶經(jīng)過輻照后的失活在不同種酶之間，一般變化不大；但在水溶液中，其失活過程因酶的種類不同而有差別。關(guān)于酶因輻照而引起的失活中的分子損傷，目前還了解的不夠。不過據(jù)研究，核糖核酸酶受輻照后形成聚集體，其失活與特定原子團(tuán)的損傷無關(guān)。3.碳水化合物研究發(fā)現(xiàn)對(duì)低分子糖類進(jìn)行輻照時(shí)，不管是固體狀態(tài)還是水溶液，隨著輻照劑量的增加，都會(huì)出現(xiàn)旋光度降低、褐變、還原性和吸收光譜變化等現(xiàn)象，而且在輻照過程中還會(huì)有H2、CO、CO2、CH4等氣體生成。多糖類經(jīng)輻照后會(huì)發(fā)生熔點(diǎn)降低、旋光度降低、吸收光譜變化、褐變和結(jié)構(gòu)變化等現(xiàn)象。在低于200kGy的劑量照射下，淀粉粒的結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化，但研究發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉、支鏈淀粉、葡聚糖及各種禾谷類、薯類等淀粉的相對(duì)分子質(zhì)量和碳鏈的長(zhǎng)度會(huì)降低。4.脂類輻射對(duì)脂類所產(chǎn)生的影響可分為以下三個(gè)方面：①整個(gè)理化性質(zhì)發(fā)生變化。②受輻射感應(yīng)而發(fā)生自動(dòng)氧化變化。③發(fā)生非自動(dòng)氧化性的輻射分解。飽和的脂類在無氧狀態(tài)下輻照時(shí)，會(huì)發(fā)生非自動(dòng)氧化性分解反應(yīng)，產(chǎn)生H2、CO、C02、碳?xì)浠衔?、醛和高分子化合物。不飽和脂肪酸?jīng)輻照后也會(huì)生成與飽和脂肪酸相類似的物質(zhì)，其生成的碳?xì)浠衔餅殒溝N、二烯烴、二烯烴和二聚物形成的酸。5.維生素維生素對(duì)輻照的敏感性在評(píng)價(jià)輻照食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上是一個(gè)很重要的指標(biāo)。在脂溶性維生素中，維生素E的輻照敏感性最強(qiáng)；水溶性維生素中，維生素B1、維生素C對(duì)輻照最不穩(wěn)定。維生素的輻射穩(wěn)定性一般與輻照時(shí)食品組成、氣相條件、溫度及其他環(huán)境因素有關(guān)。一般來說，食品中的維生素要比單純?nèi)芤褐械木S生素穩(wěn)定性強(qiáng)。6.食品包裝材料選擇高分子材料作為輻照食品的包裝時(shí)，除考慮包裝材料的性能和使用效果外，還應(yīng)考慮到在輻照劑量范圍內(nèi)包裝材料本身的化學(xué)、物理變化，以及與被包裝食品的相互作用。某此高分子材料對(duì)輻照作用很敏感，介質(zhì)吸收輻照能后，會(huì)引起電離作用而發(fā)生各種化學(xué)變化。如發(fā)生降解、交聯(lián)、不飽和鍵的活化、析出氣體（主要是氫氣）、促使氧化反應(yīng)并形成氧化物（在有氧存在時(shí)）。三、食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)在較低劑量的電離輻射作用下，能引起某些蛋白質(zhì)和核蛋白分子的改變，破壞新陳代謝，抑制核糖核酸和脫氧核糖核酸的代謝，使自身的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖能力受到一定的危害。食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)也與生成的游離基和離子有關(guān)。當(dāng)射線穿過生物有機(jī)體時(shí)，會(huì)使其中的水和其他的物質(zhì)電解，生成游離基和離子，從而影響到機(jī)體的新陳代謝過程，嚴(yán)重時(shí)則殺死細(xì)胞。生物學(xué)效應(yīng)指輻射對(duì)生物體如微生物、病毒、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響，這些影響是由于生物體內(nèi)的化學(xué)變化造成的。（一）微生物1.輻射對(duì)微生物的作用（1）直接效應(yīng)：指微生物接受輻射后本身發(fā)生的反應(yīng)，可使微生物死亡。A.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA受損，即DNA分子堿基發(fā)生分解或氫鍵斷裂等，由于DNA分子本身受到損傷而致使細(xì)胞死亡——直接擊中學(xué)說B.細(xì)胞內(nèi)膜受損，膜由蛋白質(zhì)和磷脂組成，這些分子的斷裂造成細(xì)胞膜泄漏，酶釋放出來，酶功能紊亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷，從而使微生物死亡（二）昆蟲輻射對(duì)昆蟲的效應(yīng)與其組成細(xì)胞的效應(yīng)密切相關(guān)的，對(duì)于昆蟲細(xì)胞來說，輻射敏感性與它們的生殖活性成正比，與它們的分化程度成反比。處于幼蟲期的昆蟲對(duì)輻射比較敏感，成蟲細(xì)胞對(duì)射線的敏感性較小，高劑量才能使成蟲致死，但是成蟲的性腺細(xì)胞對(duì)輻射是敏感的。因此，低劑量可造成絕育或引起遺傳上的紊亂。輻射對(duì)昆蟲總的損傷作用是：致死、“擊倒”（貌似死亡，隨后恢復(fù)）、壽命縮短、推遲換羽、不育、減少卵的孵化、延遲發(fā)育、減少進(jìn)食量和抑制呼吸，這些作用都是在一定劑量水平夏發(fā)生的，而在其它劑量下，甚至可能出現(xiàn)相反的效應(yīng)，如延長(zhǎng)壽命、增加產(chǎn)卵、增進(jìn)卵的孵化和促進(jìn)呼吸。①立即致死害蟲受到射線照射后立即死亡所需要的劑量為立即致死量。立即致死劑量往往很大，一般要在幾千戈瑞才有效。如引起谷象立即死亡的劑量為2.7kGy，鋸谷盜為3.4kGy。這種劑量具有殺蟲迅速的優(yōu)點(diǎn)，但費(fèi)用很高。②緩期致死害蟲受到射線照射后要經(jīng)過一個(gè)星期以上的潛伏期才能大量死亡所需的劑量為緩期致死劑量。緩期致死劑量一般在幾十戈瑞到幾百戈瑞。谷象為80-160Gy，大豆象為840Gy。35Gy可作為防治常見鞘翅目?jī)?chǔ)糧害蟲的有效致死劑量。③不孕害蟲受到射線照射后，喪失生殖能力，產(chǎn)生不孕現(xiàn)象所需的劑量為不孕劑量。這種劑量一般在80Gy以下。用不孕劑量不僅可以降低照射費(fèi)用，而且可以避免高劑量照射對(duì)食品的不良影響。3.植物輻射主要應(yīng)用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制塊莖、鱗莖類發(fā)芽，推遲蘑菇破膜開傘，調(diào)節(jié)后熟和衰老上。①抑制發(fā)芽電離輻射抑制植物器官發(fā)芽的原因是由于植物分生組織被破壞，核酸和植物激素代謝受到干擾，以及核蛋白發(fā)生變性。②調(diào)節(jié)呼吸和后熟躍變型果實(shí)經(jīng)適當(dāng)劑量照射后，一般都表現(xiàn)出后熟被抑制、呼吸躍變后延、慢等現(xiàn)象。③輻射與乙烯代謝不論是躍變型或非躍變型果實(shí)，輻射都會(huì)對(duì)乙烯的產(chǎn)量有瞬時(shí)性的促進(jìn)，從而使呼吸加強(qiáng)（釋放的CO2增多）。增長(zhǎng)的程度因果實(shí)的種類、成熟度和輻射劑量而異。但這種增長(zhǎng)極短暫，隨即就減低。輻射劑量較低的，乙烯的生成量再次上升，達(dá)到頂峰后又下降。乙烯的變化與呼吸的變化基本是吻合的。高劑量輻射后，乙烯不再生成，呼吸也表現(xiàn)出紊亂。④輻射與組織褐變組織褐變是輻射傷害最明顯、最早表現(xiàn)的癥狀，也是其他諸如機(jī)械傷害、冷害、病蟲害等許多傷害的共同癥狀。作為輻射損傷，即使在低照射量范圍（50-400kGy），褐變程度也隨劑量而增高，并因植物品種、產(chǎn)地、成熟度等的不同而不同。第四節(jié)食品輻照工藝及條件控制一、應(yīng)用于食品上的輻射類型在食品輻射保藏中，按照所要達(dá)到的目的把應(yīng)用于食品上的輻射分為三大類，即輻射阿氏殺菌、輻射巴氏殺菌和輻射耐貯殺菌。1.輻射阿氏殺菌（radappertization）此殺菌也稱商業(yè)性殺菌，所使用的輻射劑量可以使食品中的微生物數(shù)量減少到零或有限個(gè)數(shù)。在這種輻射處理以后，食品可在任何條件下貯藏，但要防止再污染。劑量范圍為10-50kGy。2.輻射巴氏殺菌（radicidation）此殺菌只殺滅無芽孢病原細(xì)菌（除病毒外）。所使用的輻射劑量使在食品檢測(cè)時(shí)不出現(xiàn)無芽孢病原菌（如沙門氏菌）。劑量范圍為5-10kGy。3.輻射耐貯殺菌（radurization）這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數(shù)，并延長(zhǎng)新鮮食品的后熟期及保藏期。所用劑量在5kGy以下。二、食品輻照工藝（一）食品輻照保藏食品受到射線的照射，食品中的營(yíng)養(yǎng)成分、微生物和昆蟲、寄生蟲等，都會(huì)產(chǎn)生能量和電荷，使其構(gòu)成原子、分子發(fā)生一系列的變化。這些變化對(duì)食品中有生命的生物物質(zhì)的影響較大。1.果蔬類果蔬輻照的目的主要是：防止微生物的腐敗作用；控制害蟲感染及蔓延；延緩后熟期、防止老化。輻照延遲水果的后熟期，對(duì)香蕉等熱帶水果十分有效，對(duì)綠色香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對(duì)有機(jī)械傷的香蕉一般無效。用2kGy劑量即可延遲木瓜的成熟。對(duì)芒果用0.4kGy劑量輻照可延長(zhǎng)保藏期8天，用1.5kGy可完全殺死果實(shí)中的害蟲。水果的輻照處理，除可延長(zhǎng)保藏期外，還可促進(jìn)水果中色素的合成，使?jié)撂崆懊摑驮黾悠咸训某鲋?。通常引起水果腐敗的微生物主要是霉菌，殺滅霉菌的劑量依水果種類及貯藏期而定。生命活動(dòng)期較短的水果，如草毒，用較小的劑量即可停止其生理作用。2．糧食類造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲的危害和霉菌活動(dòng)導(dǎo)致的霉?fàn)€變質(zhì)。0.1-0.2kGy輻照可以使昆蟲不育，1kGy可使昆蟲幾天內(nèi)死亡，3-5kGy可使昆蟲立即死亡；抑制谷類霉菌的蔓延發(fā)展的輻照劑量為2-4kGy,小麥和面粉殺蟲的劑量為0.200.75kGy，焙烤食品為1kGy。3.畜、禽肉及水產(chǎn)類在通常的輻照量下不能使肉的酶失活（酶失活的劑量高達(dá)100kGy），所以用輻照方法保藏鮮肉，可結(jié)合熱方法。如用加熱方式使鮮肉內(nèi)部的溫度升高到70℃，保持30min,使其蛋白分解酶完全鈍化后才進(jìn)行輻照。高劑量輻照處理肉類（已包裝），可達(dá)到滅菌保藏的目的，所用的劑量要能殺死抗輻射性強(qiáng)的肉毒芽抱桿菌；對(duì)低鹽、無酸的肉類（如雞肉）需用劑量45kGｙ以上。肉類的高劑量輻照滅菌處理會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生異味，此異味隨肉類的品種不同而異，牛肉產(chǎn)生的異味最強(qiáng)。目前防止異味最好的方法是在冷凍溫度-30~-80℃下輻照，因?yàn)楫愇兜男纬纱蠖鄶?shù)是間接的化學(xué)效應(yīng)。4.香辛料和調(diào)味品輻照處理既能控制昆蟲的侵害，又能減少微生物的數(shù)量，保證原料的質(zhì)量。全世界至少已有15個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)對(duì)80多種香辛料和調(diào)味品進(jìn)行輻照。5．蛋類蛋類輻照主要采用輻照巴氏殺菌劑量，以殺滅沙門氏菌為對(duì)象。一般蛋液及冰蛋液輻照滅菌效果較好。帶殼鮮蛋可用β射線輻照，劑量10kGy，高劑量會(huì)使蛋白質(zhì)降解而使蛋液粘度降低或產(chǎn)生H2S等異味。（二）輻照改變食品品質(zhì)白酒輻照處理；檢疫安全處理（殺菌）。三、劑量的決定因素1.食品的耐輻射性食品的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)在質(zhì)量被認(rèn)為受損壞之前，所能接受的變化程度很不相同。天然食品的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)即使是同一種類型，甚至是同一品種，也有較大差異。食品的耐輻射性可根據(jù)質(zhì)量的可接受性來確定輻射劑量的上限，而輻射劑量的上限都是通過反復(fù)研究獲得的。2.微生物的耐輻射性食品中最能耐受輻射處理的微生物為肉毒梭狀芽孢桿菌。3.酶的耐輻射性在食品中發(fā)現(xiàn)的酶，一般比微生物更能耐受電離輻射。酶活性降低90％的輻射劑量值的變化稱為酶分解單位，用DE表示。凡求穩(wěn)定貯藏而要把酶破壞的食品，只靠輻射處理是不適宜的。4.輻射費(fèi)用用較強(qiáng)的輻射源或使食品較長(zhǎng)時(shí)間露置于較弱的輻射下（以獲得較高的劑量），都會(huì)使加工費(fèi)用增高。低劑量輻射處理已經(jīng)能使冷凍水產(chǎn)品、水果和蔬菜的正常貯藏期從幾天延長(zhǎng)到幾個(gè)星期，且每噸的輻射費(fèi)用僅人民幣50-85元。高劑量輻射處理，其輻射費(fèi)用較高，有待通過加工工藝的改進(jìn)降低其費(fèi)用。四、影響食品輻照的因素1.溫度輻射殺菌中，在接近常溫的范圍內(nèi)，溫度對(duì)殺菌效果的影響不大。研究發(fā)現(xiàn)，X-射線對(duì)大腸埃希氏桿菌在0-30℃范圍內(nèi)、β-射線對(duì)金黃色葡萄球菌（Staph.Aurers）和腸膜芽抱桿菌（B.Mesentericus）的芽孢在0-50℃范圍內(nèi)、α-射線對(duì)粘質(zhì)沙雷氏菌（Ser.Marcescens）在2.5-36℃范圍內(nèi)、γ-射線對(duì)肉毒梭狀芽孢桿菌（Cl.Botulinum）的芽孢在0-65℃范圍內(nèi)，溫度對(duì)殺菌效果沒有影響。在冰點(diǎn)以下，輻射不產(chǎn)生間接作用或間接作用不顯著，因此，微生物的抗輻射性會(huì)增強(qiáng)。不過，在凍結(jié)工藝控制不當(dāng)時(shí)，由于細(xì)胞膜受到損傷，微生物對(duì)輻射的敏感性也會(huì)增強(qiáng)。2.氧的含量輻照時(shí)射線可以使空氣中的氧電離，形成氧化性很強(qiáng)的臭氧。對(duì)于蛋白質(zhì)和脂肪含量較高的魚類和肉類食品，空氣中氧的存在將會(huì)造成一定的氧化作用。為了防止氧化生成過氧化物，在肉類食品輻照處理時(shí)就要采用真空包裝或真空充氮包裝以降低氧的含量，有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。對(duì)于水果、蔬菜之類需低劑量輻照處理的食品來說，輻射氧化并不是主要作用，但是采用小包裝或密封包裝進(jìn)行輻照也是必要的。其原因是可以減少二次污染的機(jī)會(huì)，同時(shí)在包裝內(nèi)可以形成一個(gè)小的低氧環(huán)境，使后熟過程變慢。一般情況下，殺菌效果因氧的存在而增強(qiáng)。輻射時(shí)是否需要氧，要根據(jù)輻射處理對(duì)象、性狀、處理的目的和貯存環(huán)境條件等加以綜合考慮來選擇。3.含水量在干燥狀態(tài)下照射，生成的游離基因失去了水的連續(xù)相而變得不能移動(dòng)，游離基等的輻射間接作用就會(huì)隨之降低，因而輻射作用顯著減弱。五、影響食品輻照效果的因素（一）輻照劑量劑量等級(jí)影響微生物、蟲害等生物的殺滅程度，也影響食品的輻照物理化學(xué)效應(yīng)，兩者要兼顧考慮。一般來說，劑量越高，食品保藏時(shí)間越長(zhǎng)。劑量率也是影響輻照效果的重要因素。同等的輻照劑量，高劑量率輻照，照射的時(shí)間就短；低劑量率輻照，照射的時(shí)間就長(zhǎng)。通常較高的劑量率可獲得較好的輻照效果。（二）食品接受輻照時(shí)的狀態(tài)污染的微生物、蟲害等種類與數(shù)量以及食品生長(zhǎng)發(fā)育階段、成熟狀況、呼吸代謝的快慢等，對(duì)輻照效應(yīng)也影響很大。大米的品質(zhì)、含水量不僅影響劑量要求，也影響輻照效果。同等劑量，品質(zhì)好的大米，食味變化??；品質(zhì)差的大米，食味變化大。（三）輻照過程環(huán)境條件氧氣；溫度；壓力；含水量；（四）輻照與其他保藏方法的協(xié)同作用高劑量輻照會(huì)不同程度地引起食品質(zhì)構(gòu)改變，維生素破壞，蛋白質(zhì)降解，脂肪氧化和產(chǎn)生異味等不良影響〕因此在輻照技術(shù)研究中，比較注意篩選食品的輻照損傷保護(hù)劑和提高、強(qiáng)化輻照效果的物理方法。如低溫下輻照，添加自由基清除劑，使用增敏劑，與其他保藏方法并用和選擇適宜的輻照裝置。此外，在食品輻照過程，輻照裝置的設(shè)計(jì)效果、食品在輻照過程劑量分布的均勻性等都會(huì)影響輻照食品的質(zhì)量。食品輻照并不是解決所有食品保藏問題的萬能藥方。它既不可能取代傳統(tǒng)良好的加工方法，也不是適用于所有食品。如牛奶和奶油一類乳制品經(jīng)輻照處理時(shí)會(huì)變味。許多食品如肉、魚、雞等都有一劑量閾值，高于此劑量就會(huì)發(fā)生感官性質(zhì)的變化。第五節(jié)食品輻照的安全衛(wèi)生與法規(guī)一、輻照食品的安全性安全性試驗(yàn)是整個(gè)輻照保藏食品研究最早進(jìn)行，且研究最深入的問題。輻照食品可否食用，有無毒性，營(yíng)養(yǎng)成分是否被破壞，是否致畸、致癌、致突變等所涉及的毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)和輻照分解等許多學(xué)科的研究廣度和深度，是任何其他食品加工方法所沒有的。研究結(jié)果已確認(rèn)，只要用合乎要求的劑量和在確保能實(shí)現(xiàn)預(yù)期技術(shù)效果的條件下對(duì)食品進(jìn)行輻照的輻照食品是安全的食品。20世紀(jì)90年代中期，世界衛(wèi)生組織WHO回顧了輻照食品的安全與營(yíng)養(yǎng)平衡的研究，也已得出如下結(jié)論：1.輻照不會(huì)導(dǎo)致對(duì)人類健康有不利影響的食品成分的毒性變化；2.輻照食品不會(huì)增加微生物學(xué)的危害；3.輻照食品不會(huì)導(dǎo)致人們營(yíng)養(yǎng)供給的損失。1．放射性的污染和放射性物質(zhì)的誘發(fā)食品輻照是外照射，食品同輻射源不接觸，不會(huì)產(chǎn)生污染。食品中放射能的誘發(fā)受射線種類、能量、劑量及食品中含有成分等的影響。而受感應(yīng)的同位素的半衰期也很重要，倘若半衰期極短，還不等食品到達(dá)消費(fèi)者手中，放射能就消失了。2．毒性物質(zhì)的生成照射會(huì)不會(huì)使食品產(chǎn)生有毒物質(zhì)是一個(gè)很復(fù)雜的問題。迄今為止，研究結(jié)果還未確證會(huì)產(chǎn)生有毒、致癌和致畸物質(zhì)。3．微生物類發(fā)生變異的危險(xiǎn)至今尚沒有人證明輻照微生物能增加其致病性，或者被輻照的細(xì)菌增加了毒素的形成力或誘發(fā)了抗菌力。因此可以這樣說，食品輻照不會(huì)增加細(xì)菌、酵母菌和病毒的致病性。4．對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞大多數(shù)研究結(jié)果表明，低劑量輻照，食品的營(yíng)養(yǎng)損失是微不足道的。二、輻照食品的管理法規(guī)盡管目前有許多國(guó)家在其法規(guī)中有條款允許一些特定的產(chǎn)品在無條件或有條件的基礎(chǔ)上采用輻照技術(shù)，然而這些條款在不同國(guó)家是有差異的，這使得輻照食品的國(guó)際貿(mào)易遇到困難。1983年FAO/WHO國(guó)際食品法規(guī)委員會(huì)采納了“輻照食品的規(guī)范通用標(biāo)準(zhǔn)（世界范圍標(biāo)準(zhǔn)）”和“食品處理輻照裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推薦規(guī)范”。許多國(guó)家都將上述標(biāo)準(zhǔn)作為本國(guó)輻照食品立法的一種模式，將其條款納入國(guó)家法規(guī)之中，既可以保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益，又有利于促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展。我國(guó)先后發(fā)布了有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如“輻射加工用60Co裝置的輻射防護(hù)規(guī)定”（GB10252-88），“輻射防護(hù)規(guī)定”（GB8703-88），“輻照食品標(biāo)準(zhǔn)”（GB14891-94）。1996年衛(wèi)生部發(fā)布了“輻照食品衛(wèi)生管理辦法”，規(guī)定從事食品輻照加工的單位和個(gè)人，必須取得食品衛(wèi)生許可證和放射工作許可證后方可開展工作。輻照食品在包裝上必須有統(tǒng)一制定的輻照食品標(biāo)識(shí)。第二章食品熱處理和殺菌學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握熱加工的基本原理及對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響；掌握不同殺菌方法的特點(diǎn)以及不同產(chǎn)品殺菌的要求及不同殺菌工藝。知識(shí)點(diǎn)：熱加工原理、熱燙、巴氏殺菌、商業(yè)殺菌工藝。所需講授時(shí)間：4課時(shí)第一節(jié)食品加工與保藏個(gè)的熱處理一、食品熱處理的作用熱處理（Thermalprocessing）是食品加工與保藏中用于改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)食品貯藏期的最重要的處理方法之一。食品工業(yè)中采用的熱處理有不同的方式和工藝，不同種類的熱處理所達(dá)到的主要目的和作用也有不問，但熱處理過程對(duì)微生物、酶和食品成分的作用以及傳熱的原理和規(guī)律卻有相同或相近之處。二、食品熱處理的類型和特點(diǎn)類型主要有：工業(yè)烹飪、熱燙、熱擠壓和殺菌等。（一）工業(yè)烹飪（Industrialcooking）工業(yè)烹飪一般作為食品加工的一種前處理過程，通常是為了提高食品的感官質(zhì)量而采取的一種處理手段。烹飪通常有煮、燜（燉）、烘（焙）、炸（煎）、烤等。一般煮多在沸水中進(jìn)行；焙、烤則以干熱的形式加熱，溫度較高：而煎、炸也在較高溫度的油介質(zhì)中進(jìn)行。烹飪能殺滅部分微生物，破壞酶，改善食品的色、香、味和質(zhì)感，提高食品的可消化性，并破壞食品中的不良成分（包括一些毒工素等），提高食品的晏全性，也可使食品的耐貯性提高。但也發(fā)現(xiàn)不適當(dāng)?shù)暮婵咎幚頃?huì)給食品帶來營(yíng)養(yǎng)安全方面的問題，如燒烤中的高溫使油脂分解產(chǎn)生致癌物質(zhì)。（二）熱燙（BlanchingorScalding）熱燙。又稱燙漂、殺青、預(yù)煮，熱燙的作用主要是破壞或鈍化食品中導(dǎo)致食品質(zhì)量變化的酶類，以保持食品原有的品質(zhì)，防止或減少食品在加工和保藏中由酶引起的食品色、香、味的劣化和營(yíng)養(yǎng)成分的損失，熱燙處理主要應(yīng)用于蔬菜和某些水果，通常是蔬菜和水果冷凍、干燥或罐藏前的一種前處地工序。導(dǎo)致蔬菜和水果在加工和保藏過程中質(zhì)量降低的兩類主要是氧化酶類和水解酶類，熱處理是破壞或鈍化酶活性的最主要和最有效方法之一。除此之外，熱燙還有一定的殺菌和洗滌作用，可以減少食品表面的微生物數(shù)量；可以排除食品組織中的氣體，使食品裝罐后形成良好的真空度及減少氧化作用；熱燙還能軟化食品組織，方便食品往容器中裝填；熱燙也起到一定的預(yù)熱作用，有利于裝罐后縮短殺菌引溫的時(shí)間。對(duì)于果蔬的干藏和冷凍保藏，熱燙的主要目的是破壞或鈍化酶的活性。但對(duì)于豆類的罐藏以及食品后殺菌采用（超）高溫短時(shí)方法時(shí)，由于此殺菌方法對(duì)酶的破壞程度有限，熱燙等前處理的滅酶作用應(yīng)恃別注意。（三）熱擠壓擠壓是將食品物料放入擠壓機(jī)中，物料在螺桿的擠壓下被壓縮并形成熔融狀態(tài)，然后在卸料端通過模具出被擠出的過程。熱擠壓則是指食品物料在擠壓的過程中還被加熱。熱擠壓也被稱為擠壓蒸煮（Extrusioncooking）。擠壓是結(jié)合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等幾種單元操作的過程。擠壓可以產(chǎn)生不同形狀、質(zhì)地、色澤和風(fēng)味的食品。熱擠壓是一種高溫短時(shí)的熱處理過程，它能夠減少食品中的微生物數(shù)量和鈍化酶，但無論是熱擠壓或是冷擠壓，其產(chǎn)品的保藏主要是靠其較低的水分活性和其他條件。特點(diǎn)：擠壓食品多樣化，可以通過調(diào)整配料和擠壓機(jī)的操作條件直接生產(chǎn)出滿足消費(fèi)者要求的各種擠壓食品；擠壓處理的操作成本較低；在短時(shí)間內(nèi)完成多種單元操作，生產(chǎn)效率較高；便于生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和連續(xù)生產(chǎn)。（四）熱殺菌根據(jù)要?dú)缥⑸锏姆N類的不同可分為巴氏殺菌（Pasteurisation）和商業(yè)殺菌（Sterilization）。巴氏殺菌是一種較溫和的熱殺菌形式，巴氏殺菌的處理溫度通常在100℃以下，典型的巴氏殺菌的條件是62.8℃、30min，達(dá)到同樣的巴氏殺菌效果，可以有不同的溫度、時(shí)間組合。巴氏殺菌可使食品中的酶失活，并破壞食品中熱敏性的微生物和致病菌。巴氏殺菌的目的及其產(chǎn)品的貯藏期主要取決于殺菌條件、食品成分（如PH值）和包裝情況。對(duì)低酸性食品（pH＞4.6），其主要目的是殺滅致病菌，而對(duì)于酸性食品，還包括殺滅腐敗菌和鈍化酶。商業(yè)殺菌一般又簡(jiǎn)稱為殺菌，是一種較強(qiáng)烈的熱處理形式，通常是將食品加熱到較高的溫度并維持一定的時(shí)間以達(dá)到殺死所有致病菌、腐敗菌和絕大部分微生物，殺菌后的食品符合貨架期的要求。這種熱處理形式一般也能鈍化酶，但它同樣對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分破壞也較大。殺菌后食品通常也并非達(dá)到完全無菌，只是殺菌后食品中不含致病菌，殘存的處于休眠狀態(tài)的非致病菌在正常的食品貯藏條件下不能生長(zhǎng)繁殖，這種無菌程度被稱為“商業(yè)無菌”。將食品先密封于容器內(nèi)再進(jìn)行殺菌處理是通常罐頭的加工形式，而將經(jīng)超高溫瞬時(shí)（UHT）殺菌后的食品在無菌的條件下進(jìn)行包裝，則是無菌包裝。從殺菌時(shí)微生物被殺死的難易程度看，細(xì)菌的芽孢具有更高的耐熱性，它通常較營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞難被殺死。另一方面，專性好氧菌的芽孢較兼性和專性厭氧菌的芽孢容易被殺死。殺菌后食品所處的密封容器中氧的含量通常較低，這在一定程度上也能阻止微生物繁殖，防止食品腐敗。在考慮確定具體的殺菌條件時(shí)，通常以某種具有代表性的微生物作為殺菌的對(duì)象，通過這種對(duì)象菌的死亡情況反映殺菌的程度。三、食品熱處理使用的能源和加熱方式食品熱處理可使用幾種不同的能源作為加熱源，主要能源種類有：電，氣（天然氣或液化氣），液體燃料（燃油等），固體燃料（如煤、木、炭等）。直接方式指加熱介質(zhì)（如燃料燃燒的熱氣等）與食品直接接觸的加熱過程。（容易污染食品，一般只有氣體燃料可作為直接加熱源，液體燃料則很少）間接加熱方式是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能通過換熱器或其他中間介質(zhì)如空氣）加熱食品，從而將食品與燃料分開。第二節(jié)食品熱處理反應(yīng)的基本規(guī)律一、食品熱處理的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要控制食品熱處理的程度，人們必須了解熱處理時(shí)食品中各成分（微生物、酶、營(yíng)養(yǎng)成分和質(zhì)量因素等）的變化規(guī)律，主要包括：（1）在某一熱處理?xiàng)l件下食品成分的熱處理破壞速率；（2）溫度對(duì)這些反應(yīng)的影響。（一）熱破壞反應(yīng)的反應(yīng)速率食品中各成分的熱破壞反應(yīng)一般均遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，也就是說各成分的熱破壞反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度呈正比關(guān)系。這一關(guān)系通常被稱為“熱滅活或熱破壞的對(duì)數(shù)規(guī)律”。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)中微生物的熱力致死速率曲線為一直線，該直線的斜率為-k/2.303。從圖中可以看出，熱處理過程中微生物的數(shù)量每減少同樣比例所需要的時(shí)間是相同的。如微生物的活菌數(shù)每減少90％，也就是在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中c的數(shù)值每跨過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間是相同的，這一時(shí)間被定義為D值，稱為指數(shù)遞減時(shí)間（decimalreductiontime）。致死速率曲線是在一定的熱處理（致死）溫度下得出的，為了區(qū)分不同溫度下微生物的D值，一般熱處理的溫度T作為下標(biāo)，標(biāo)注在D值上，即為DT。D值的大小可以反映微生物的耐熱性。在同一溫度下比較不同微生物的D值時(shí)，D值愈大，表示在該溫度下殺死90%微生物所需的時(shí)間愈長(zhǎng)，即該微生物愈耐熱。熱力致死時(shí)間（TDT）值是指在某一恒定溫度條件下，將食品中的某種微生物活菌（細(xì)菌和芽孢）全部殺死所需要的時(shí)間（min）。試驗(yàn)以熱處理后接種培養(yǎng)，無微生物生長(zhǎng)作為全部活菌已被殺死的標(biāo)準(zhǔn)。（二）熱破壞反應(yīng)和溫度的關(guān)系要了解在一變化溫度的熱處理過程中食品成分的破壞情況，必須了解不同（致死）溫度下食品的熱破壞規(guī)律，便于人們比較不同溫度下的熱處理效果。反映熱破壞反應(yīng)速率常數(shù)和溫度關(guān)系的方法主要有3種：一種是熱力致死曲線；另一種是阿累尼烏斯方程；還有一種是溫度系數(shù)。1.熱力致死時(shí)間曲線熱力致死時(shí)間曲線是采用類似熱力致死速率曲線的方法而制得的，它將TDT值與對(duì)應(yīng)的溫度T在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)中作圖，則可以得到類似于致死速率曲線的熱力致死時(shí)間曲線（Thermaldeathtimecurve。反應(yīng)速率常數(shù)的對(duì)數(shù)與溫度成正比，較高溫度的熱處理所取得的殺菌效果要高于低溫度熱處理的殺菌效果。不同微生物對(duì)溫度的敏感程度可以從Z值反映，Z值小的對(duì)溫度的敏感程度高。要取得同樣的熱處理效果，在較高溫度下所需的時(shí)間比在較低溫度下的短。這也是高溫短時(shí)（HTST）或超高溫瞬時(shí)殺菌（UHT）的理論依據(jù)。不同的微生物對(duì)溫度的敏感程度不同，提高溫度所增加的破壞效果不一樣。上述的D值、Z值不僅能表示微生物的熱力致死情況，也可用于反映食品中的酶、營(yíng)養(yǎng)成分和食品感官指標(biāo)的熱破壞情況。2.阿累尼烏斯方程3.溫度系數(shù)Q值Q值表示反應(yīng)在溫度T2下進(jìn)行的速率比在較低溫度T1下快多少，若Q值表示溫度增加10℃時(shí)反應(yīng)速率的增加情況，則一般稱之為Q10。二、加熱對(duì)微生物的影響（一）微生物和食品的腐敗變質(zhì)食品中的微生物是導(dǎo)致食品不耐貯藏的主要原因。一般說來，食品原料都帶有微生物。在食品的采收、運(yùn)輸、加工和保藏過程中，食品也有可能污染微生物。在一定的條件下，這些微生物會(huì)在食品中生長(zhǎng)、繁殖，使食品失去原有的或應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)，甚至產(chǎn)生有害和有毒的物質(zhì)。細(xì)菌、霉菌和酵母都可能引起食品的變質(zhì)，其中細(xì)菌是引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物。細(xì)菌中非芽孢細(xì)菌在自然界存在的種類最多，污染食品的可能性也最大，但這些菌的耐熱性并不強(qiáng)，巴氏殺菌即可將其殺死。細(xì)菌中耐熱性強(qiáng)的是芽孢菌。芽孢菌中還分需氧性、厭氧性的和兼性厭氧的。需氧和兼性厭氧的芽孢菌是導(dǎo)致罐頭食品發(fā)生平蓋酸敗的原因菌，厭氧芽孢菌中的肉毒梭狀芽孢桿菌常作為罐頭殺菌的對(duì)象菌。酵母菌和霉菌引起的變質(zhì)多發(fā)生在酸性較高的食品中，一些酵母菌和霉菌對(duì)滲透壓的耐性也較高。（二）微生物的生長(zhǎng)溫度和微生物的耐熱性當(dāng)溫度高于微生物的最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制，而當(dāng)溫度高到足以使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性時(shí)，微生物即會(huì)出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。一般認(rèn)為，微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固而失去新陳代謝的能力是加熱導(dǎo)致微生物死亡的原因。因此，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性。蛋白質(zhì)的熱凝固條件受其他一些條件，如：酸、堿、鹽和水分等的影響。1.微生物的種類微生物的菌種不同，耐熱的程度也不同，而且即使是同一菌種，其耐熱性也因菌株而異。正處于生長(zhǎng)繁殖的微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐熱性較它的芽孢弱。各種芽孢菌的耐熱性也不相同，一般厭氧菌芽孢菌耐熱性較需氧菌芽孢菌強(qiáng)。嗜熱菌的芽孢耐熱性最強(qiáng)。同一菌種芽孢的耐熱性也會(huì)因熱處理前的培養(yǎng)條件、貯存環(huán)境和菌齡的不同而異。例如：菌體在其最高生長(zhǎng)溫度生長(zhǎng)良好并形成芽孢時(shí)，其芽孢的耐熱性通常較高；不同培養(yǎng)基所形成的芽孢對(duì)耐熱性影響很大，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的芽孢都比在大自然條件下形成的芽孢耐熱性要低；培養(yǎng)基中的鈣、錳離子或蛋白胨都會(huì)使芽孢耐熱性增高；熱處理后殘存芽孢經(jīng)培養(yǎng)繁殖和再次形成芽孢后，新形成芽孢的耐熱性就較原來的芽孢強(qiáng)。酵母菌和霉菌的耐熱性都不很高，酵母（包括酵母孢子）在100℃以下的溫度容易被殺死。大多數(shù)的致病菌不耐熱。2.微生物生長(zhǎng)和細(xì)胞（芽孢）形成的環(huán)境條件這方面的因素包括：溫度、離子環(huán)境、非脂類有機(jī)化合物、脂類和微生物的菌齡。長(zhǎng)期生長(zhǎng)在較高溫度環(huán)境下的微生物會(huì)被馴化，在較高溫度下產(chǎn)生的芽孢比在較低溫度下產(chǎn)生的芽孢的耐熱性強(qiáng)；許多有機(jī)物會(huì)影響芽孢的耐熱性，雖然在某些特殊的條件下能得到一些數(shù)據(jù)，但也很難下一般性的結(jié)論；有研究顯示低濃度的飽和與不飽和脂肪酸對(duì)微生物有保護(hù)作用，它使肉毒桿菌芽孢的耐熱性提高；關(guān)于菌齡對(duì)微生物耐熱性的影響，芽孢和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞不一樣，幼芽孢較老芽孢耐熱，而年幼的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞對(duì)熱更敏感。3.熱處理時(shí)的環(huán)境條件熱處理時(shí)影響微生物耐熱性的環(huán)境條件有：pH值和緩沖介質(zhì)、離子環(huán)境、水分活性、其他介質(zhì)成分。由于多數(shù)微生物生長(zhǎng)于中性或偏堿性的環(huán)境中，過酸和過堿的環(huán)境均使微生物的耐熱性下降，故一般芽孢在極端的pH值環(huán)境下的耐熱性較中性條件下的差。緩沖介質(zhì)對(duì)微生物的耐熱性也有影響，但缺乏一般性的規(guī)律。大多數(shù)芽孢桿菌在中性范圍內(nèi)耐熱性最強(qiáng)，pH值低于5時(shí)芽孢就不耐熱，此時(shí)耐熱性的強(qiáng)弱常受其他因素的影響。某些酵母的芽孢的耐熱性在pH=4-5時(shí)最強(qiáng)。在磷酸緩沖液中低濃度的Mg2＋和Ca2十對(duì)芽孢耐熱性的影響與EDTA和甘氨酞甘氨酸相似，都能降低芽孢的耐熱性。食品中低濃度的食鹽（低于4%）對(duì)芽孢的耐熱性有一定的增強(qiáng)作用，但隨著食鹽濃度的提高（8％以上）會(huì)使芽孢的耐熱性減弱。如果濃度高于14％時(shí)，一般細(xì)菌將無法生長(zhǎng)。其他無機(jī)鹽對(duì)細(xì)菌芽孢的耐熱性也有影響。氯化鈣對(duì)細(xì)菌芽孢耐熱性的影響較食鹽弱一些，而苛性鈉、碳酸鈉或磷酸鈉等對(duì)芽孢有一定的殺菌力，這種殺菌力常隨溫度的提高而增強(qiáng)，因此如果在含有一定量芽孢的食鹽溶液中加入苛性鈉、碳酸鈉或磷酸鈉時(shí)，殺死它們所需要的時(shí)間可大為縮短。通常認(rèn)為這些鹽類的殺菌力來自未分解的分子而并不來自氫氧根離子。芽孢對(duì)干熱的抵抗能力比濕熱的強(qiáng)，如肉毒芽孢桿菌的干芽孢在干熱下的殺滅條件是120℃，120min，而在濕熱下為121℃，4-10min。濕熱下的蛋白質(zhì)變性和干熱下的氧化，由于氧化所需的能量高于變性，故在相同的熱處理?xiàng)l件下，濕熱下的殺菌效果高于干熱。糖的存在也會(huì)影響細(xì)菌芽孢的耐熱性，食品中糖濃度的提高會(huì)增強(qiáng)芽孢的耐熱性。蔗糖濃度很低時(shí)對(duì)細(xì)菌芽孢的耐熱性影響很小，高濃度的蔗糖對(duì)受熱處理的細(xì)菌芽孢有保護(hù)作用，這是由于高濃度的糖液會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞中的原生質(zhì)脫水，從而影響了蛋白質(zhì)的凝固速度以致增強(qiáng)了芽孢的耐熱性。除蔗糖外，其它的糖如葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖等的作用并不相同。食品中的其他成分如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等也對(duì)芽孢的耐熱性有直接或間接的影響，其中淀粉對(duì)芽孢耐熱性沒有直接的影響，但由于包括蛛不飽和脂肪酸在內(nèi)的某些抑制劑很容易吸附在淀粉上，因此間接地增加了芽孢耐熱性。蛋白質(zhì)中如明膠、血清等能增加芽孢的耐熱性。食品中含有少量防腐或抑菌物質(zhì)會(huì)大大降低一般的耐熱性。介質(zhì)中的一些其他成分也會(huì)影響微生物的耐熱性，如抗菌素、殺菌劑和香辛料等抑菌物質(zhì)的存在對(duì)殺菌會(huì)有促進(jìn)和協(xié)同作用。三、加熱對(duì)酶的影響（一）酶和食品的質(zhì)量酶也會(huì)導(dǎo)致食品在加工和貯藏過程中的質(zhì)量下降，主要反映在食品的感官和營(yíng)養(yǎng)方面的質(zhì)量降低。這些酶主要是氧化酶類和水解酶類，包括過氧化物酶、多酚氧化酶、脂肪氧合酶、抗壞血酸氧化酶等。不同食品中所含的酶的種類不同，酶的活力和特性也可能不同。以過氧化物酶為例，在不同的水果和蔬菜中酶活力相差很大，其中辣根過氧化物酶的活力最高，其次是蘆筍、馬鈴薯、蘿卜、梨、蘋果等，蘑菇中過氧化物酶的活力最低。與大多數(shù)蔬菜相比，水果具有較低的過氧化物酶活力。又如大豆中的脂肪氧合酶相對(duì)活力最高，綠豆和豌豆的脂肪氧合酶活力相對(duì)較低。過氧化物酶在果蔬加工和保藏中最受人關(guān)注。由于它的活力與果蔬產(chǎn)品的質(zhì)量有關(guān)，還因?yàn)檫^氧化物酶是最耐熱的酶類，它的鈍化作為熱處理對(duì)酶破壞程度的指標(biāo)。當(dāng)食品中過氧化物酶在熱處理中失活時(shí)，其他酶以活性形式存在的可能性很小。但最近的研究也提出，對(duì)于某些食品（蔬菜）的熱處理滅酶而言，破壞導(dǎo)致這些食品質(zhì)量降低的酶，如豆類中的脂肪氧合酶較過氧化物酶與豆類變味的關(guān)系更密切，對(duì)于這些食品的熱處理以破壞脂肪氧合酶為滅酶指標(biāo)更合理。（二）酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性酶活性一溫度關(guān)系曲線是在除了溫度變化以外，其他均為標(biāo)準(zhǔn)的條件下進(jìn)行一系列酶反應(yīng)而獲得的。在酶活性一溫度關(guān)系曲線中的溫度范圍內(nèi)，酶是“穩(wěn)定”的，這是因?yàn)閷?shí)際上不可能測(cè)定瞬時(shí)的初始反應(yīng)速率。酶的耐熱性的測(cè)定則首先是將酶（通常不帶有底物）在不同的溫度下保溫，其他條件保持相同，按一定的時(shí)間間隔取樣，然后采用標(biāo)準(zhǔn)的方法測(cè)定酶的活性。熱處理的時(shí)間通常遠(yuǎn)大于測(cè)定分析的時(shí)間。pH值、水分含量、加熱速率等熱處理的條件參數(shù)也會(huì)影響酶的熱失活。從上述的酶的耐熱性參數(shù)可以看出，熱處理時(shí)的pH值直接影響著酶的耐熱性。一般食品的水分含量愈低，其中的酶對(duì)熱的耐性愈高，谷類中過氧化物酶的耐熱性最明顯地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。這意味著食品在干熱的條件下滅酶的效果比較差。加熱速率影響到過氧化物酶的再生，加熱速率愈快，熱處理后酶活力再生的愈多。采用高溫短時(shí)（HTST）的方法進(jìn)行食品熱處理時(shí)，應(yīng)注意酶活力的再生。食品的成分，蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都可能會(huì)影響酶的耐熱性，如糖分能提高蘋果和梨中過氧化物酶的熱穩(wěn)定性。四、加熱對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分和感官品質(zhì)的影響加熱對(duì)食品成分的影響可以產(chǎn)生有益的結(jié)果，也會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)成分的損失。熱處理可以破壞食品中不需要的成分，如禽類蛋白中的抗生物素蛋白、豆科植物中的胰蛋白酶抑制素。熱處理可改善營(yíng)養(yǎng)素的可利用率，如淀粉的糊化和蛋白質(zhì)的變性可提高其在體內(nèi)的可消化性。加熱也可改善食品的感官品質(zhì)，如美化口味、改善組織狀態(tài)、產(chǎn)生可愛的顏色等。加熱對(duì)食品成分產(chǎn)生的不良后果也是很明顯的，這主要體現(xiàn)在食品中熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分的損失和感官品質(zhì)的劣化。如熱處理雖然可提高蛋白質(zhì)的可消化性，但蛋白質(zhì)的變性使蛋白質(zhì)（氨基酸）易于和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)而造成損失。對(duì)于碳水化合物和脂肪，人們一般不考慮它們?cè)跓崽幚碇械膿p失量，而對(duì)其降解反應(yīng)產(chǎn)物的有關(guān)特性特別注意。如還原糖焦糖化反應(yīng)產(chǎn)物的毒性等。熱處理造成營(yíng)養(yǎng)素的損失研究最多的對(duì)象是維生素。脂溶性的維生素一般比水溶性的維生素對(duì)熱較穩(wěn)定。通常的情況下，食品中的維生素C、維生素B1、維生素D和泛酸對(duì)熱最不穩(wěn)定。對(duì)熱處理后食品感官品質(zhì)的變化，人們也盡可能采用量化的指標(biāo)加以反映。食品營(yíng)養(yǎng)成分和感官品質(zhì)指標(biāo)對(duì)熱的耐性也主要取決于營(yíng)養(yǎng)素和感官指標(biāo)的種類、食品的種類，以及pH值、水分、氧氣含量和緩沖鹽類等一些熱處理時(shí)的條件。第三節(jié)食品熱處理?xiàng)l件的選擇與確定一、食品熱處理方法的選擇熱處理的作用效果不僅與熱處理的種類有關(guān)，而且與熱處理的方法有關(guān)。也就是說，滿足同一熱處理目的的不同熱處理方法所產(chǎn)生的處理效果可能會(huì)有差異。以液態(tài)食品殺菌為例，低溫長(zhǎng)時(shí)和高溫短時(shí)殺菌可以達(dá)到同樣的殺菌效果（巴氏殺菌），但兩種殺菌方法對(duì)食品中的酶和食品成分的破壞效果可能不同。殺菌溫度的提高雖然會(huì)加快微生物、酶和食品成分的破壞速率，但三者的破壞速率增加并不一樣，其中微生物的破壞速率在高溫下較大。因此采用高溫短時(shí)的殺菌方法對(duì)食品成分的保存較為有利，尤其在超高溫瞬時(shí)滅菌條件下更顯著，但此時(shí)酶的破壞程度也會(huì)減小。此外，熱處理過程還需考慮熱的傳遞速率及其效果，合理選擇實(shí)際行之有效的溫度及時(shí)間條件。選擇熱殺菌方法和條件時(shí)應(yīng)遵循下列基本原則，首先，熱處理應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的熱處理目的。以加工為主的，熱處理后食品應(yīng)滿足熱加工的要求，以保藏為主要目的的，熱處理后的食品應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的殺菌、鈍化酶等目的。其次，應(yīng)盡量減少熱處理造成的食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和損失。熱處理過程不應(yīng)產(chǎn)生有害物質(zhì)，滿足食品衛(wèi)生的要求。熱處理過程要重視熱能在食品中的傳遞特征與實(shí)際效果。二、熱能在食品中的傳遞對(duì)于熱殺菌而言，具體的熱處理過程可以通過兩種方法完成。一種是先用熱交換器將食品殺菌并達(dá)到商業(yè)無菌的要求，然后裝入經(jīng)過殺菌的容器并密封；另一種是先將食品裝入容器，然后再進(jìn)行密封和殺菌。前一種方法多用于流態(tài)食品，由于熱處理是在熱交換器中進(jìn)行，傳熱過程可以通過一定的方法進(jìn)行強(qiáng)化，傳熱也呈穩(wěn)態(tài)傳熱；后一種方法是傳統(tǒng)的罐頭食品加工方法。傳熱過程熱能必須通過容器后才能傳給食品，容器內(nèi)各點(diǎn)的溫度隨熱處理的時(shí)間而變，屬非穩(wěn)態(tài)傳熱，而且傳熱的方式與食品的狀態(tài)有關(guān)，傳熱過程的控制較為復(fù)雜。（一）罐頭容器內(nèi)食品的傳熱影響容器內(nèi)食品傳熱的因素包括：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；食品和容器的物理性質(zhì)；加熱介質(zhì)（蒸汽）的溫度和食品初始溫度之間的溫度差；容器的大小。對(duì)于蒸汽加熱的情況，通常認(rèn)為其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)很大（相對(duì)于食品的導(dǎo)熱性而言），此時(shí)傳熱的阻力主要來自包裝及食品。對(duì)金屬包裝食品來說，傳熱時(shí)熱穿透的速率取決于容器內(nèi)食品的傳熱機(jī)制。對(duì)于粘度不很高的液體或湯汁中含有小顆粒固體的食品，傳熱時(shí)食品會(huì)發(fā)生自然對(duì)流，熱穿透的速率較快，而且此時(shí)的對(duì)流傳熱還可以通過旋轉(zhuǎn)或攪拌罐頭來加強(qiáng)，如旋轉(zhuǎn)式殺菌設(shè)備。容器內(nèi)裝的是特別黏稠的液態(tài)食品或固態(tài)食品時(shí)，食品中的傳熱主要以傳導(dǎo)的方式進(jìn)行，其熱穿透的速率較慢。還有一些食品的傳熱可能是混合形式的，當(dāng)食品的溫度較低時(shí)，傳熱為熱傳導(dǎo)，而食品的溫度升高后，傳熱可能以對(duì)流為主。這類食品的熱穿透速率隨傳熱形式的變化而發(fā)生變化。要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)罐頭食品在熱處理中的受熱程度，必須找出能代表罐頭容器內(nèi)食品溫度變化的溫度點(diǎn)，通常人們選罐內(nèi)溫度變化最慢的冷點(diǎn)（Coldpoint）溫度，加熱時(shí)該點(diǎn)的溫度最低（此時(shí)又稱最低加熱溫度點(diǎn)，Slowestheatingpoint），冷卻時(shí)該點(diǎn)的溫度最高。罐頭冷點(diǎn)的位置與罐內(nèi)食品的傳熱情況有關(guān)。對(duì)于傳導(dǎo)傳熱方式的罐頭，由于傳熱的過程是從罐壁傳向罐頭的中心處，罐頭的冷點(diǎn)在罐內(nèi)的幾何中心。對(duì)于對(duì)流傳熱的罐頭，由于罐內(nèi)食品發(fā)生對(duì)流，熱的食品上升，冷的食品下降，罐頭的冷點(diǎn)將向下移，通常在罐內(nèi)的中心軸上、罐頭幾何中心之下的某一位置。而傳導(dǎo)和對(duì)流混合傳熱的罐。其冷點(diǎn)在上述兩者之間。（二）評(píng)價(jià)熱穿透的數(shù)據(jù)測(cè)定熱處理時(shí)傳熱的情況，應(yīng)以冷點(diǎn)的溫度變化為依據(jù)。通常測(cè)溫儀是用銅-康銅為熱電偶，利用其兩點(diǎn)上出現(xiàn)溫度差時(shí)測(cè)定其電位差，再換算成溫度的原理。測(cè)溫頭可以預(yù)先安裝在罐內(nèi)的兩點(diǎn)位置上，然后裝內(nèi)容物并封罐，也可以采用先裝罐封罐后再打孔將熱電偶測(cè)溫頭插入罐頭內(nèi)。前者的優(yōu)點(diǎn)是完全可以達(dá)到所測(cè)定點(diǎn)的位置。特別是對(duì)各種塊狀的固體物，可使熱電偶的測(cè)溫頭插入食品固體物內(nèi)部的不同位置上，另一優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)破壞罐頭原有的真空度，使測(cè)得的傳熱情況基本上和實(shí)罐一致。而后者則往往只能固定在罐內(nèi)一定部位（如冷點(diǎn)處），不易插入固體物內(nèi)，即使插入，也很難控制在預(yù)定部位，這為獲得正確和滿意的數(shù)據(jù)帶來困難。傳熱曲線是將測(cè)得罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度（TP）隨時(shí)間的變化畫在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上所得的曲線。三、食品熱處理?xiàng)l件的確定為了知道食品熱處理后是否達(dá)到熱處理的目的，熱處理后的食品必須經(jīng)過測(cè)試，檢驗(yàn)食品中微生物、酶和營(yíng)養(yǎng)成分的破壞情況以及食品質(zhì)量因素（色、香、味和質(zhì)感）的變化。如果測(cè)試的結(jié)果表明熱處理的目的已達(dá)到，則相應(yīng)的熱處理?xiàng)l件即可確定?，F(xiàn)在也可以采用數(shù)學(xué)模型的方法通過計(jì)算來確定熱處理的條件，但這一技術(shù)尚不能完全取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)法，因?yàn)橛?jì)算法的誤差需要通過實(shí)驗(yàn)才能校正，而且作為數(shù)學(xué)計(jì)算法的基礎(chǔ)，熱處理對(duì)象的耐熱性和熱處理時(shí)的傳熱參數(shù)都需要通過實(shí)驗(yàn)取得。下面以罐頭食品的熱殺菌為主，介紹熱處理?xiàng)l件的確定方法。（一）確定食品熱殺菌條件的過程確定食品熱殺菌條件時(shí)，應(yīng)考慮影響熱殺菌的各種因素。食品的熱殺菌以殺菌和抑酶為主要目的，應(yīng)基于微生物和酶的耐熱性，并根據(jù)實(shí)際熱處理時(shí)的傳熱情況，確定達(dá)到殺菌和抑酶的最小熱處理程度。（二）食品熱殺菌條件的計(jì)算食品熱殺菌的條件主要是殺菌值和殺菌時(shí)間，目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算方法有3種：改良基本法、公式法和列線圖解法。1．改良基本法1920年比奇洛（Bigelow）首先創(chuàng)立了罐頭殺菌理論，提出推算殺菌時(shí)間的基本法（Thegeneralmathod），又稱基本推算法。該方法提出了部分殺菌率的概念，它通過計(jì)算包括升溫和冷卻階段在內(nèi)的整個(gè)熱殺菌過程中的不同溫度一時(shí)間組合時(shí)的致死率，累積求得整個(gè)熱殺菌過程的致死效果。1923年鮑爾（Ball）根據(jù)加熱殺菌過程中罐頭中心所受的加熱效果用積分計(jì)算殺菌效果的方法，形成了改良基本法（Improvedgeneralmethod）。該法提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，成為一種廣泛使用的方法。在殺菌過程中，食品的溫度會(huì)隨著殺菌時(shí)間的變化而不斷發(fā)生變化，當(dāng)溫度超過微生物的致死溫度時(shí)，微生物就會(huì)出現(xiàn)死亡。溫度不同，微生物死亡的速率不同。在致死溫度停留一段時(shí)間就有一定的殺菌效果。可以把整個(gè)殺菌過程看成是在不同殺菌溫度下停留一段時(shí)間所取得的殺菌效果的總和。比奇洛首先提出了部分殺菌量（Partialsterility）的概念。殺菌值又稱F值，是指在一定的致死溫度下將一定數(shù)量的某種微生物全部殺死所需的時(shí)間（min）。由于微生物的種類和溫度均為特指，通常F值要采用上下標(biāo)標(biāo)注，以便于區(qū)分，即。一般將標(biāo)準(zhǔn)殺菌條件下的殺菌值記為F0。對(duì)于罐頭的殺菌而言，要求達(dá)到的殺菌程度為商業(yè)無菌（Commercialsterility）。經(jīng)過試驗(yàn)，人們確定了罐頭食品殺菌達(dá)到商業(yè)無菌的理論殺菌值：F＝TRTn＝nD上式中的遞減指數(shù)n因不同的對(duì)象菌而不同，如對(duì)于低酸性食品在標(biāo)準(zhǔn)殺菌條件（121.1℃）下進(jìn)行殺菌時(shí)，當(dāng)對(duì)象菌是PA3679菌時(shí)，＝5；對(duì)象菌是嗜熱脂肪芽孢桿菌時(shí)，n＝6；對(duì)象菌是肉毒梭狀芽孢桿菌時(shí)，n＝12。2.公式計(jì)算法此法是由鮑爾提出，后經(jīng)美國(guó)制罐公司熱工學(xué)研究組簡(jiǎn)化，用來計(jì)算簡(jiǎn)單型和轉(zhuǎn)折型傳熱曲線上殺菌時(shí)間和F值。公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中罐內(nèi)容物溫度的變化在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的加熱曲線，以及殺菌結(jié)束冷卻水立即進(jìn)入殺菌鍋進(jìn)行冷卻的曲線才能進(jìn)行推算并找出答案。它的優(yōu)點(diǎn)是可以在殺菌溫度變更時(shí)算出殺菌時(shí)間，其缺點(diǎn)是計(jì)算繁瑣、費(fèi)時(shí)，還容易在計(jì)算中發(fā)生錯(cuò)誤，又要求加熱曲線必須呈有規(guī)則的簡(jiǎn)單型加熱曲線或轉(zhuǎn)折型加熱曲線，才能求得較正確的結(jié)果。（三）食品熱殺菌條件的確定1．實(shí)罐試驗(yàn)一般情況下罐頭食品經(jīng)熱力殺菌處理后，其感官品質(zhì)將下降，但如果采用高溫短時(shí)殺菌，可加速罐內(nèi)傳熱速率，從而使內(nèi)容物感官品質(zhì)變化減小，同時(shí)還提高了殺菌設(shè)備的利用率。以滿足理論計(jì)算的殺菌值（F0）為目標(biāo)，可以有各種不同殺菌溫度一時(shí)間的組合，實(shí)罐試驗(yàn)的目的就是根據(jù)罐頭食品質(zhì)量、生產(chǎn)能力等綜合因素選定殺菌條件。某些產(chǎn)品選用低溫長(zhǎng)時(shí)間的殺菌條件可能更合適些。例如，屬于傳導(dǎo)傳熱型的非均質(zhì)態(tài)食品，若選用高溫短時(shí)殺菌條件，常會(huì)因?yàn)閭鳠岵痪鶆蚨鴮?dǎo)致有些個(gè)體食品中出現(xiàn)F0值過低的情況，并有殺菌不足的危險(xiǎn)。計(jì)算殺菌條件時(shí)，如lgg＞1，表明殺菌結(jié)束時(shí)冷點(diǎn)溫度和殺菌溫度差將超過10℃。這就表明傳熱速率很緩慢，鄰近冷點(diǎn)食品受熱不足，而鄰近罐壁的部分食品則受熱過度。2.實(shí)罐接種的殺菌試驗(yàn)實(shí)罐試驗(yàn)時(shí)在根據(jù)產(chǎn)品感官質(zhì)量最好和經(jīng)濟(jì)上又最合理所選定的溫度一時(shí)間組合成最適宜的殺菌條件基礎(chǔ)上，為了確證所確定（理論性）殺菌條件的合理性，往往還要進(jìn)行實(shí)罐接種的殺菌試驗(yàn)。將常見導(dǎo)致罐頭腐敗的細(xì)菌或芽孢定量接種在罐頭內(nèi)，在所選定的殺菌溫度中進(jìn)行不同時(shí)間的殺菌，再保溫檢查其腐敗率。根據(jù)實(shí)際商業(yè)上一般允許罐頭腐敗率為0.01%來計(jì)算。如檢出的正確率為95％，實(shí)罐試驗(yàn)數(shù)應(yīng)達(dá)29，960罐之多。當(dāng)然不可能用數(shù)量如此大的罐頭來做試驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)上也不合理。因此，常采用將耐熱性強(qiáng)的腐敗菌接種于數(shù)量較少的罐頭內(nèi)進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，借以確證殺菌條件的安全程度。如實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果很接近，則對(duì)所訂殺菌條件的合理性和安全性有了更可靠的保證和高度的信心。此外，對(duì)那些用其他方法無法確定殺菌工藝條件的罐頭也可用此法確定其合適的殺菌條件。（1）試驗(yàn)用微生物通常低酸性食品用耐熱性高于肉毒桿菌的梭狀產(chǎn)芽孢桿菌（Clostridiumsporogenses）PA3679芽孢，pH<3.7的酸性食品用巴氏固氮梭狀芽孢桿菌（Clostridiumpasteurianum）或凝結(jié)芽孢桿菌（Bacilluscoagulans）芽孢，高酸性食品則用乳酸菌、酵母做試驗(yàn)對(duì)象菌。（2）實(shí)罐接種方法對(duì)流傳熱的產(chǎn)品可接種在罐內(nèi)任何處，而傳導(dǎo)傳熱產(chǎn)品則不同。根據(jù)研究，這類產(chǎn)品的冷點(diǎn)在幾何中心處，冷點(diǎn)的受熱程度約低10%，因此在計(jì)算時(shí)要考慮到這一點(diǎn)，總的芽孢數(shù)是根據(jù)實(shí)際測(cè)定結(jié)果而確定。（3）試驗(yàn)罐數(shù)如果每一組取試驗(yàn)罐50只（一般使用于大罐），則正確率為95%時(shí)，可求得最小腐敗率5%-6%。這樣的試樣量是必需的，最好每組取試驗(yàn)罐100只或更多一些，則可求得更小的腐敗率。另外應(yīng)有空白對(duì)照樣。品質(zhì)鑒評(píng)樣、傳熱測(cè)定可用25-50罐。（4）試驗(yàn)分組根據(jù)殺菌條件的理論計(jì)算，按殺菌時(shí)間的長(zhǎng)短至少分為5組,其中1組為殺菌時(shí)間最短，試樣腐敗率達(dá)到100%；1組為殺菌時(shí)間最長(zhǎng)，預(yù)計(jì)可達(dá)0%的腐敗率；其余3組的殺菌時(shí)間將出現(xiàn)不同的腐敗率，通常殺菌時(shí)間在30-100min之間，每隔5min為1組，比較理想的是根據(jù)F值隨溫度提高時(shí)按對(duì)數(shù)規(guī)律遞減情況，F(xiàn)值可按0.5、1.0、2.0、4.0、6.0，確定不同加熱時(shí)間加以分組。每次試驗(yàn)要控制為5組，否則罐數(shù)太多，封罐前后停留時(shí)間過長(zhǎng)，將影響試驗(yàn)結(jié)果。因此試驗(yàn)要求在一天內(nèi)完成，并用同一材料。對(duì)照組的罐頭也應(yīng)有3-5組，以便核對(duì)自然污染微生物的耐熱性，同時(shí)用來檢查核對(duì)二重卷邊是否良好，罐內(nèi)凈重、瀝干重和頂隙度等。還將用6-12罐供測(cè)定冷點(diǎn)溫度之用。（5）試驗(yàn)記錄試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄：接種微生物菌名和編號(hào)；接種菌液量、接種菌數(shù)和接種方法；各操作時(shí)間（如預(yù)處理時(shí)間、裝罐時(shí)間、排氣、封罐前停留時(shí)間等）；熱燙溫度與時(shí)間；裝罐溫度；裝罐重量；內(nèi)容物豁度（如果它為重要因子）；頂隙度；鹽水或湯汁的濃度；熱排氣溫度與時(shí)間；封罐和蒸汽噴射條件；真空度（指真空封罐）；封罐時(shí)內(nèi)容物溫度；殺菌前罐頭初溫；殺菌升溫時(shí)間；殺菌過程中各階段的溫度和時(shí)間；殺菌鍋上儀表（壓力表、水銀溫度計(jì)、溫度記錄儀）指示值；冷卻條件。3.保溫貯藏試驗(yàn)接種實(shí)罐試驗(yàn)后的試樣要在恒溫下進(jìn)行保溫試驗(yàn)。培養(yǎng)溫度依據(jù)試驗(yàn)菌的不同而不同。4.生產(chǎn)線上實(shí)罐試驗(yàn)接種實(shí)罐試驗(yàn)和保溫試驗(yàn)結(jié)果都正常的罐頭加熱殺菌條件，就可以進(jìn)入生產(chǎn)線的實(shí)罐試驗(yàn)做最后驗(yàn)證。試樣量至少100罐以上，試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄。四、典型的熱處理工藝（一）工業(yè)烹飪1.焙烤焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的單元操作，它們都是以高溫?zé)醽砀淖兪称返氖秤锰匦?。兩者的區(qū)別在于烘焙主要用于面制品和水果，而燒烤主要針對(duì)肉類、堅(jiān)果和蔬菜。焙烤也可達(dá)到一定的殺菌和降低食品表面水分活性的作