罐藏食品生产的基本工序及其影响

食品的罐藏就是将经过一定处理的食品装入金属罐、玻璃罐或其他包装容器中，经密封杀菌，使罐内食品与外界隔绝而不再被微生物污染，同时又使罐内绝大部分微生物致死并使酶失活，获得室温下长期贮藏的保藏方法。这种密封在容器中并经杀菌而在室温下能够较长时保存的食品称为罐藏食品，俗称罐头。

罐藏食品的生产过程由预处理（拣选、洗涤、去皮、除核、修整、预煮、漂洗、切割、调味、抽空等工序）、装罐、排气、密封、杀菌、冷却和后处理（包括保温、擦罐、贴标、装箱、仓储、运输）等工序组成。预处理的工序组合和装罐的工艺要求可根据产品和原料有所不同，但排气、密封和杀菌为罐藏食品必需和特有工序，因此也是罐藏食品生产的基本工序，任何一道工序以及工序之间的相互影响共同决定最终产品的质量。

下面简要介绍排气、密封、杀菌、冷却、检验等工序。

（一）排气

排气是在密封前将罐内空气尽可能去除的操作，经排气密封后罐内真空度一般可达到26.66～53.32kPa。

1.排气目的

防止需氧性微生物生长繁殖，同时良好的排气可作为打检（判断罐头内容物是否正常的方法）识别的参考；防止罐内壁的腐蚀，防止和减轻营养成分的破坏及色、香、味成分的不良变化；降低杀菌时罐内压力，防止高温时罐头出现变形、裂罐、胀袋等现象。

2.影响真空度的因素

（1）罐头内容物的性质 食物组织含有气体，气体会在加热过程中释放，使罐内压力增高。热烫、排气和预热可去除这些气体。食物本身在加热过程中也会膨胀，其膨胀系数与食品性质有关，水分含量越高，则其体积增加越接近水的增加量，压力增加不大；水分少则加热引起压力的变化较大。

（2）顶隙 顶隙指罐盖内表面到食品内容物上表面之间的距离，一般为3～8mm。保留适当的顶隙可保证罐内经排气后产生真空。但真空度也不能太高，否则大型罐易产生瘪罐现象。

（3）加热排气温度与时间 加热所用蒸汽或热水温度越高、时间越长，则可排出的空气越多，真空度越大。排气后罐中心温度越高者，成品真空度也越大。

（4）内容物的pH罐头内容物pH低时会与马口铁发生作用，产生氢气，降低真空度。

（5）杀菌温度 高温杀菌的过程中物料内的气体外释以及某些成分在高温下的分解，所以杀菌温度越高，真空度越低。

（6）环境温度 环境温度越低，则罐内顶隙处的蒸汽分压越低，罐内真空度越高。

（7）环境气压 真空度=环境气压—罐内压力，所以环境气压越低，罐内真空度越低。需要考虑生产地与销售地的海拔高度差，以免造成真空度不足或瘪罐。

3.排气方法

（1）热灌装法 将加热至一定温度的液态或半液态食品趁热装罐并立即密封，或先装固态食品于罐内，再加入热的汤汁并立即密封。密封前罐内中心温度一般控制在80℃左右。特别适合于流体食品，也适合块状但汤汁含量高的食品。

（2）加热排气法 预封后的罐头在排气箱内经一定温度和时间的加热，使罐中心温度达到80℃左右，立刻密封。特别适合组织中气体含量高的食品。

（3）蒸汽喷射排气法 在专用的封口机内设置蒸汽喷射装置，临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽驱除了空气，密封后蒸汽冷凝形成真空。该法适合于原料组织内空气含量很低的食品，需要有较大的顶隙。

热力排气法形成真空的机理：利用饱和蒸汽压随温度的变化，是形成真空的主要原因；内容物体积随温度的变化，也是形成真空的原因之一。

（4）真空排气法 利用机械产生局部的真空环境，并在这个环境中完成封口。该法的适用范围很广，尤其适用于固体物料。罐内必须有顶隙。

（二）密封

密封为罐藏食品可长期贮存的重要手段之一。密封能保持容器内的真空度，阻绝罐内外空气、水等流通，防止罐外微生物渗入罐内，从而防止罐藏食品变质、腐败而长期贮存。其密封不完全则所有杀菌、包装等操作将变得没有意义。密封依罐藏食品的包装材质不同而方法各异。

1.金属罐密封

金属罐头的密封采用卷封法。在封口机械的作用下，将罐盖的卷曲部与罐身的罐缘啮合，经卷曲及压紧操作进行卷封。由于整个卷封过程是经由第一卷轮的卷入（窄而深，具有抱卷作用）与第二卷轮的压平作业（宽而浅，具有压紧作用），使密封胶填满完成罐头的密封作业，故称为“二重卷边”。其中，第一卷轮的动作是将罐盖轻轻扣住罐身，称为假卷封。卷封部的空隙由罐盖的封口胶充满，即得到完全的密封。罐头的叠接率（over lap percentage，OL%）为密封性能最重要的判断依据之一，叠接率太小，会导致卷边不良，因此，所有卷封叠接率不得低于50%。

卷封一般在常压或真空状态进行。常压状态的卷封往往配合热充填排气；真空状态的卷封往往配合机械真空脱气，在第一重卷边之后，以机械脱气并立即进行第二重卷封。

罐头卷封要求二重卷边外观平服、光滑，不存在铁舌、垂唇、锐边、快口、跳封、假封、大塌边等现象。

2.玻璃瓶密封

玻璃瓶一般分瓶口、瓶身和瓶底三个基本部分。瓶口部分和适当的瓶盖相配合，形成良好的密封。玻璃容器封口一般使用马口铁皮盖，借助垫圈或垫片保持密封。玻璃瓶密封根据瓶盖的不同分为卷封、旋封和套封等形式。以目前玻璃瓶主要的密封形式——旋封为例，旋封瓶口的侧面有几条凸起的斜线，用来嵌合与固定罐盖的内弯盖爪，封口时，将罐盖按顺时针方向旋转，让每个盖爪紧扣瓶口斜线，直到将罐盖固定在瓶口的作用；罐内真空度是保证罐盖始终紧压在瓶口上的主要因素，罐盖内面与瓶口上密封面之间的密封胶圈保证了容器的气密性。

3.复合薄膜袋密封

复合薄膜袋分为带有铝箔的不透明蒸煮袋和不带铝箔的透明蒸煮袋两种，其封口是利用热熔原理，利用塑料薄膜在加热时会熔融粘接而密封。主要加热方法包括：

（1）加热法 又称热封法，使用镍铬合金线加热，使热封机加热板一直保持高温，再将杀菌软袋置于加热板间加热，使其熔融密封。

（2）瞬间电流加热法 又称瞬封法，使用瞬间电流加热机（也称瞬间热封机）进行密封。与加热法需要经常保持加热板高温不同，瞬间电流加热法只有使用时才加热。

（3）高频加热法 使用高频加热机（又称高频封口机）。加热原理为高频电子管振荡瞬间产生高频电磁波电流电场，利用塑胶、塑料等包装材料在高频电磁波电场内其内部分子产生极性化摩擦生热，加上一定的压力使所需要热合焊接的塑料、塑胶产品达到熔接封口作用。

（4）超声波加热法 利用超声波加热机将超声波振动施加于塑胶材料时，引起分子振动而发热熔融，利用此原理使包装膜密封。

（三）杀菌

杀菌是罐头制造的重要工序，通常以加热法使罐内微生物死亡或停止活动，以防止内容物的腐败。食品的热可以分为两大类：一类是对已包装的食品进行热杀菌处理，如图4-5所示；另一类则是进行加热再包装，如图4-6所示。

图4-5 传统罐头加工（先充填后杀菌）示意图

后一类热保藏加工采用的方式称为无菌装罐，使食品在预杀菌过程中达到无菌要求，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（装罐）。一般来说对食品质量产生的影响较小，尤其适用于那些容易进行快速热交换的食品体系（如液态食品和半液态食品）。预杀菌在热交换器中完成，时间短，但这种方式需要随后的灌装是在无菌或接近无菌的条件下进行，这样才能避免或者最大限度地减少对产品的再次污染。

与包装前加热相比，传统上的加热以包装食品的工艺较为简单，而且适用于大多数食品体系，生产的食品的质量也能为消费者所接受，下面以传统杀菌形式进行介绍。

图4-6 无菌加工（先杀菌后充填）示意图(www.xing528.com)

1.杀菌公式

根据食品的种类、包装的形式和大小，达到同样的杀菌目的可以有不同的温度—时间工艺组合。食品热杀菌的工艺条件主要是温度、时间和反压力三项因素，常用“杀菌公式”的形式来表示，即把杀菌的温度、时间及所采用的反压力排列成公式的形式，一般的杀菌公式如下。

公式中的t₁为升温时间，表示杀菌锅内的传热介质由初温升高到规定的杀菌温度θ时所需要的时间，蒸汽杀菌时间就是指从进蒸汽开始至达到规定的杀菌温度时的时间，热水浴杀菌时间就是指通入蒸汽开始加热热水至水温达到规定的杀菌温度θ时的时间；t₂为恒温杀菌时间，即杀菌锅内的传热介质达到规定的杀菌温度θ后在该温度下所持续的杀菌时间；t₃为降温时间，表示恒温杀菌结束后，杀菌锅内的传热介质由该杀菌温度下降到出罐时的温度所需要的时间；θ为规定的杀菌温度，即杀菌过程中杀菌锅达到的最高温度，一般用℃来表示；p为反压力，即冷却过程中杀菌锅内需要施加的压力，一般用Pa来表示。

杀菌公式的省略表示：如果杀菌过程中不用反压，则p可以省略。一般情况下，冷却速度越快越好，因而冷却时间也往往可以忽略。所以，省略形式的杀菌公式通常表示如下。

如表4-18所示为我国一些常见的罐头食品热杀菌的条件。

表4-18 我国常见的罐头食品热杀菌条件

2.杀菌方式

罐头食品可以采用常压热水、高压蒸汽和高压水等进行杀菌，按连续性可分为批式和连续式。批式杀菌装置以杀菌釜最为常用，又可分为静置式和搅动式。静置式是指杀菌篮中的罐头在杀菌过程中始终处于静止状态的杀菌釜结构，罐头内食品的传热全靠自然传导与对流，故传热速度慢，易造成食品品质不均。搅动式则指杀菌篮中的罐头在杀菌过程中处于搅动状态的杀菌釜结构。连续式则包括静水压式和水封式等。常见杀菌装置见图4-7～图4-12。

图4-7 标准立式杀菌釜结构图

1—蒸汽 2—水 3—排水孔4—排气口 5—空气 6—安全阀

图4-8 立式杀菌釜

图4-9 标准卧式杀菌釜结构图

1—蒸汽 2—水 3—排水4—排气口 5—空气 6—安全阀

图4-10 卧式杀菌釜

图4-11 静水压式杀菌示意图

图4-12 水封式连续高压杀菌示意图

（四）冷却

罐头杀菌后，应迅速进行冷却，冷却的目的是为避免余温继续加热，导致食物加热过度使产品变质（组织软化、变色、香味改变），同时避免嗜热性细菌孢子在高温下大量繁殖。

1.冷却方法

罐头的冷却方法包括常压冷却法和反压（加压）冷却法。小型罐与常压杀菌罐头可使用常压冷却；杀菌温度高于110℃或特殊罐型的应采用反压冷却。

使用反压冷却的原因为冷却时因罐外温度迅速下降，使杀菌装置内部压力迅速下降，但罐内温度下降缓慢，因此压力降低缓慢，罐头内外压差增大，此时最容易造成罐头变形或玻璃罐跳盖等现象。这种现象尤其在大型罐中较为严重。因此必须在杀菌装置内通入高压空气或水，以控制罐内外压力差。

2.冷却终点

冷却终点根据实际要求确定（如是否有风干或擦拭设备等）。一般以中心温度冷却至38～40℃为宜，高于40℃则耐热性孢子易生长繁殖造成腐败，低于35℃余温不足以使罐外壁水分蒸发，造成日后易锈罐。玻璃瓶由于遇到温差超过30℃时容易破裂，因此玻璃容器必须采取逐步冷却方式，其瓶内外温度不可超过27℃。

（五）检验

经冷却后的罐头只有在经过一系列的检查后，才能成为合格的产品，进入贴标、装箱、入成品库工序和进入运输、销售环节。

1.外观检查

通过检查罐头外观是否正常，封口是否完好，两端是否内凹，判断罐头的好坏。外观检查常在进、出保温库时进行。

2.保温检验（Incubation of the Can）

罐头制成后如果杀菌不足时，残存于罐内的细菌也不会立刻开始繁殖，常有一段停止发育的时间，有时不发生膨胀等现象，故外观属于正常罐并非全部不发生腐败，若贮存过程中某一时期罐内各种条件适合残存细菌的生长发育时，可能就会出现腐败现象。不同微生物停滞期时间不同，例如部分嗜热菌有的经过贮藏一年后才开始作用，因此要在短时间内检查有无此种罐头时，必须进行保温试验，将罐头放置在微生物的最适生长温度保存足够的时间，观察罐头有无胀罐和真空度下降等现象，借以判别杀菌是否充分，确保食品安全。

目前罐头企业使用的保温条件大多为：酸性罐头，37℃、保温 14d；低酸性罐头，37℃、保温14d及55℃、保温14d两种同时进行。保温试验期间至少每天观察1次，并记录温度、相对湿度和罐头外观等情况，遇有膨胀罐应取出；检查期间终了时，取出放冷，并外观检查，分为正常罐、急跳罐、弹性罐及膨罐等，并做异常的原因调查。

3.打检

打检，也称敲检，一般用打检棒敲击罐头，根据所发出声音的清、浊判断罐头是否发生变质。清，声音正常，罐头真空度高，质量一般无变化；浊，声音异常，罐头真空度下降，有腐败菌生长、产气。打检一般安排在出保温库时进行。

4.真空度检查

用真空度计抽检罐头的真空度，看是否处于正常范围。

5.开罐检查

（1）感官检验 对照罐头食品的产品标准，感官检验主要包括组织与形态检验、色泽检验、滋味和气味检验等内容。

（2）重量检验 包括铁皮重及内容物重，内容物重有固形物重及液汁重。

（3）可溶性固形物检验 在20℃用折光仪测量试验溶液的折光率，并用折光率与可溶性固形物含量换算表或折光计上直接读出可溶性固形物的含量，主要适用于黏稠制品、含悬浮物质的制品以及重糖制品。

（4）罐内壁检查肉眼检查 罐内壁状态普通以肉眼检查其变色程度、腐蚀程度以及是否有脱钖情形，特别对于盖及底下其压印标志部分或罐身接缝部，就其异常状态详细检查。