高温殺菌

食品包裝殺菌解決食品包裝過程中引起的食品二次污染問題或者包裝以後對食品的加工及殺菌問題。迄今為止，加熱殺菌仍然是食品殺菌的最主要和最有效的方法。根據工藝温度的不同，常常把熱殺菌種類分為巴氏殺菌、高温殺菌和超高温殺菌 ^[1]  。

巴氏殺菌係指低於水的沸點(100%)以下的加熱處理。由法國人巴斯德最先分析了殺菌機理，常用於pH4.5以下的酸性食品 ^[1]  。

蒸煮袋加壓加熱高温殺菌工藝可分為間歇式和連續式。熱介質可以是飽和蒸氣、蒸氣一空氣混合或熱水。由於蒸煮袋材料的機械強度和封口強度較低，因此殺菌設備必須採用反壓力殺菌。對於蒸煮袋，主要採用定壓反壓方式，這種反壓控制方式是在殺菌升温階段就開始通入壓縮空氣 ^[2]  。

由於低温殺菌不能將微生物全部殺死，特別是芽孢，所以需要低温保藏，但保質期最多也只有3個月。為了延長保質期，罐頭(包括鐵聽包裝和軟包裝)要採用高温高壓殺菌(即121℃，這樣，能保存2年以上·但現在的廠家為了保證香味，一般只規定保質期為半年或一年。對於高温殺菌，要求包裝材料要有較高的隔斷性和一定的耐蒸煮強度，如馬口鐵、鋁箔袋、PVDC膜等。

常用的高壓殺菌設備有立式的、卧式的和連續的等多種形式。

(1) 立式高壓殺菌鍋(2) 卧式高壓殺菌鍋(3) 迴轉式殺菌設備(4) 新含氣調理殺菌鍋 ^[3]  。

(1) 產生主要與蛋白質變化有關的化學反應。一般情況下，100℃以下的加熱處理，蛋白質即可發生變性(denaturation)，空間構像破壞，分子肽鏈鬆散，易被消化酶催化水解而有利於人體內的吸收，並可使各種酶失活如停止酶解等。適當濃度的蛋白質(例如7%～8%以上的大豆球蛋白)在加熱至70℃以上，可因分子問作用而形成凝膠。加熱過程中也可使氨基酸、寡肽及嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮浸出物增加或溶出，而增加食品的香氣和美味。當然，也有報告認為蛋白質中的色氨酸和穀氨酸等在190℃以上可熱解產生Trp-p-1、Trp-p-2、Glu-p-1、Glu-p-2等有誘變性的雜環胺類化合物 ^[4]  。

(2) 以油脂變化為主的化學反應。油脂經160～180℃以上的加熱，特別是達到250℃時，可產生過氧化物、低分子分解產物、脂肪酸的二聚體和多聚體、羰基和環氧基等，而使油脂顏色加深、粘度上升和脂肪酸氧化，而有一定毒性並破壞氨基酸等營養素。例如豆油180℃加熱64 h，聚合物含量達26%。魚油等不飽和油在300℃時易生成有毒的六元化合物，特別是在油與加熱面(煎鍋)接觸處。玉米油加熱200℃經48h，碘價由122降至90、過氧化物由1.1升至2.0以上、酸價由0.2升至1.6、粘度由0.65升至7.55(Poises法，25℃)。

上述結果主要存在於反覆加熱的煎炸油中。我國為此專門制定了煎炸油的衞生標準及衞生管理辦法，規定煎炸油除須符合食用油要求外，酸價不超過5，羰基價不超過50meq/kg，煎炸油温度在250℃以下(應再低些)，煎炸後的油須除渣後方可再用等(GB 7102-86)。

(3) 對食品碳水化合物的影響。澱粉的α化即糊化，是澱粉的水化，澱粉粒結晶被破壞，膨潤與水結合，粘度增高。α化一般被認為是澱粉性食物熟了的標誌，要求這類食物α化至少達到85%以上，這是人體吸收利用澱粉的必要條件 ^[4]  。

1)澱粉性食物老化(aging)。是澱粉粒的結晶化而不與水結合，稱β化，而與澱粉糊化呈相反的過程。在一定條件下，老化與糊化是可逆的，如饅頭冷涼後變硬(老化)，幹烤後變軟(糊化)即為一例。食物老化的條件是直鏈澱粉比例大，玉米、小麥等來源的澱粉，水分含量在30%～60%，弱酸性，0℃～60℃等，如保持在60℃以上，即不發生老化。

2)食品褐變高温工藝下的食品褐變為非酶褐變，即羰氨反應或美拉德反應(mail1ard)，是由蛋白質、氨基酸等的氨基和糖及脂肪氧化的醛、酮等羰基所發生的反應，使食品帶有金黃色以至棕褐色和香氣，如烤麪包的硬殼，煉乳、豆漿等的棕色物質等。凡原料中有氨基和羰基的高温工藝，均須注意這種褐變反應。

焦糖化，是焙烤業、糖果業高温工藝中食品的重要變化。適度的焦糖化可賦予食品悦人的色澤和香氣。焦糖化一般分為兩個階段：150℃以下，糖類分子不斷鏈，產生一系列α、β糖、醛酮糖的異構化，分子間和分子內脱水，生成寡聚糖、無水糖等；150℃以上，則糖分子碳鏈斷裂，產生低分子揮發物，如麥芽糖及某些酮類等香氣物質，鹼性物質有促進這種反應的作用。

(4) 對食品質量的其他影響。食品熱處理影響最顯著的是色香味形的變化，除上述者外，還有：四吡咯衍生物分解變化所致的食品變色，如植物性食品中葉綠素被分解或脱掉鎂離子而變褐，但在鹼性條件下生成葉綠醇、葉綠酸，鎂被銅取代則綠色反而更鮮明。許多天然食品含有低分子易揮發的香氣物質，如水果、茶葉、酒類等，加熱時香氣濃郁，但隨之因揮發喪失而失去香氣；牛乳有時因所產酸、醛、酮、硫化氫等而產生熱臭味；燒煮肉類的誘人香氣主要是內酯、呋喃、吡嗪和含硫化合物，其鮮美滋味則主要是蛋白質分解產生的穀氨酸鈉、氨基酸酰胺肽、肌苷酸等，一般總稱含氮浸出物。 ^[4]