项目六　果蔬罐头加工技术

【必备知识】

果蔬罐藏技术就是将果蔬原料经预处理后密封在罐式容器中，通过杀菌工艺杀灭大部分微生物，并维持其密闭和真空条件，进而在常温下得以长期保存的加工技术。

一、罐制原理

罐藏食品之所以能长期保藏就在于借助罐藏条件（排气、密封、杀菌）杀灭罐内所引起败坏、产毒、致病的有害微生物，破坏原料组织中的酶活性，同时应用真空使可能残存的微生物在无氧条件下无法生长活动，并保持密封状态使食品不再受外界微生物的污染来实现的。

食品的腐败主要是由微生物的生长繁殖和食品内所含有酶的活动导致的。而微生物的生长繁殖及酶的活动必须要具备一定的环境条件，食品罐藏机理就是要创造一个不适合微生物生长繁殖的基本条件，从而达到能在室温下长期保藏的目的。

（一）罐头与微生物的关系

微生物的生长繁殖是导致罐制品败坏的主要原因之一。罐头如果杀菌不够，当环境条件适于残存在罐头内的微生物生长时，或密封缺陷而造成微生物再污染时，就能造成罐头的败坏。

食品中常见的微生物主要有霉菌、酵母和细菌。其中霉菌和酵母广泛分布于大自然中，耐低温的能力强，但不耐高温，一般在正常的罐藏条件下均不能生存，因此，导致罐头败坏的微生物主要是细菌。目前所采用的热杀菌理论和标准都是以杀死某类细菌为依据的。

不同的微生物具有不同的生长适宜的pH范围。pH值对细菌的重要作用是影响其对热的抵抗能力，pH值愈低，在一定温度下，降低细菌及芽孢的抗热力愈显著，也就提高了热杀菌的效应。根据食品的酸性强弱，可分为酸性食品（pH4.5或以下）和低酸性食品（pH4.5以上）。在生产中对pH4.5以下的酸性食品（水果罐头、番茄制品、酸泡菜和酸渍食品等），通常热杀菌温度不超过100℃；对pH4.5以上的低酸性食品（如大多数蔬菜罐头等），通常杀菌温度在100℃以上，这个界限的确定就是根据肉毒梭状芽孢杆菌在不同pH值下的适应情况而定的，低于此值，生长受到抑制不产生毒素，高于此值适宜生长并产生致命的外毒素。

根据微生物对温度的适应范围，细菌可分为嗜冷性细菌（10～20℃）、嗜温性细菌（25～36.7℃）和嗜热性细菌（50～55℃）。故嗜温（热）性细菌对罐头的威胁很大，目前罐头的杀菌主要是杀死这类细菌及其芽孢。

（二）罐头杀菌条件的确定

罐头的杀菌不同于细菌学上的灭菌，不是杀死所有的微生物，前者是在罐藏条件下杀死引起食品败坏的微生物，即达到“商业无菌”状态，同时罐头在杀菌时也破坏了酶活性，从而保证了罐内食品在保质期内不发生腐败变质。

1.杀菌对象的选择

各种罐头因原料的种类、来源、加工方法和卫生条件等不同，使罐头在杀菌前存在着不同种类和数量的微生物。一般杀菌对象菌选择最常见的耐热性最强的并有代表性的腐败菌或引起食品中毒的细菌。

罐头pH值是选定杀菌对象菌的重要因素。不同pH值的罐头中常见的腐败菌及其耐热性各不相同。一般来说，在pH4.5以下的酸性罐头食品中，霉菌和酵母菌这类耐热性低的作为主要杀菌对象，在杀菌中比较容易控制和杀灭。而pH4.5以上的低酸性罐头食品，杀菌的主要对象是那些在无氧或微氧条件下，仍然活动而且产生芽孢的厌氧性细菌，这类细菌的芽孢抗热力最强。目前在罐藏食品生产上以能产生毒素的肉毒梭状芽孢杆菌的芽孢作为杀菌对象。

2.罐头食品杀菌条件的确定

合理的杀菌工艺条件是确保罐头质量的关键，而杀菌工艺条件主要是确定杀菌温度和时间。杀菌工艺条件制定的原则是在保证罐藏食品安全性的基础上，尽可能地缩短杀菌时间，以减少热力对食品品质的影响。

杀菌温度的确定是以杀菌对象菌为依据，一般以杀菌对象的热力致死温度作为杀菌温度。杀菌时间的确定则受多种因素的影响，在综合考虑的基础上，通过计算确定。

杀菌条件确定后，通常用杀菌公式的形式来表示，即把杀菌温度、杀菌时间排列成公式的形式。一般杀菌公式为：

式中　T1——升温时间，min；

T2——恒温时间（保持杀菌温度时间），min；

T3——降温时间，min；

t——杀菌温度。

（三）影响罐头杀菌效果的因素

影响罐头杀菌的因素很多，主要有微生物的种类和数量、食品的性质和化学成分、杀菌的温度、传热的方式和速度等。

1.微生物的种类和数量

不同的微生物抗热能力有很大的差异，嗜热性细菌耐热性最强，芽孢又比营养体更加抗热。食品中所污染的细菌数量，尤其是芽孢数越多，同样的致死温度下所需的时间就越长。

食品中细菌数量的多少取决于原料的新鲜程度和杀菌前的污染程度。所以采用的原料要求新鲜清洁，从采收到加工应及时，各加工工序之间要紧密衔接，尤其是装罐以后到杀菌之间不能积压，否则，罐内微生物数量将大大增加而影响杀菌效果。同时要注意生产卫生管理、用水质量以及与食品接触的一切机械设备和器具的清洁与处理，使食品中的微生物减少到最低限度，否则都会影响罐头食品杀菌的效果。

2.食品的性质和化学成分

（1）食品pH值　食品的酸度对微生物耐热性的影响很大，对于绝大多数产生芽孢的微生物在pH中性范围内耐热性最强，pH升高或降低都会减弱微生物的耐热性。特别是偏向酸性，促使微生物耐热性减弱作用更明显。根据Bigefow等的研究，好氧菌的芽孢在pH4.6的酸性条件培养基中，121℃时2min就可杀死，而在pH6.1的培养基中则需要9min才能杀死。如肉毒杆菌芽孢在不同温度下致死时间的缩短幅度随pH值的降低而增大。

由于食品的酸度对微生物及其芽孢的耐热性的影响十分显著，所以细菌或芽孢在低pH值条件下是不耐热处理的，因而在低酸性食品中加酸，可以提高杀菌和保藏效果。

（2）食品中的化学成分　食品中的糖、淀粉、蛋白质、盐等对微生物的耐热性也有不同程度的影响。糖浓度越高，杀灭微生物芽孢所需的时间越长，浓度很低时，对芽孢耐热性的影响很小；淀粉、蛋白质能增强微生物的耐热性；高浓度的食盐对微生物的耐热性有削弱作用，低浓度的食盐对微生物的耐热性具有保护作用。

3.传热的方式和传热速度

罐头杀菌时，热的传递主要是以热水或蒸汽为介质，故杀菌时必须使每个罐头都能直接与介质接触。其次是热量由罐头外表传至罐头中心的速度，对杀菌有很大影响，影响罐头传热速度的因素主要有罐藏容器的种类和形式、食品的种类和装罐状态、罐头的初温、杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的状态等。

（四）罐头真空度及其影响因素

1.罐头真空度

罐头食品经过排气、密封、杀菌和冷却后，使罐头内容物和顶隙中的空气收缩，水蒸气凝结成液体或通过真空封罐抽去顶隙空气，从而在顶隙形成部分真空状态。它是保持罐头食品品质的重要因素，常用真空度表示。罐头真空度是指罐外大气压与罐内气压之差，一般要求26.6～40kPa。

2.影响罐头真空度的因素

①排气密封温度　加热排气时，加热时间越长，则真空度越高；罐头密封温度越高，则形成的真空度就越大。

②罐头顶隙大小　在一定范围内罐头顶隙越大，真空度就越大，但加热排气时，若排气不充分，则顶隙越大，真空度就越小。

③气温和气压　随着外界气温的上升，罐内残留气体膨胀，真空度降低。海拔越高则大气压越低，使罐内真空度下降，海拔每升高100m，真空度就会下降1066～1200Pa。

④杀菌温度　杀菌温度越高，则使部分物质分解而产生的气体就越多，真空度就越低。

⑤原料状况　各种原料均含有一定的空气，空气含量越多，则真空度就越低；原料的酸度越高，越有可能将罐头中的H+转换出来，从而降低真空度；原料新鲜度越差，越容易使原料分解产生各种气体，降低真空度。

二、罐藏容器

罐藏容器是罐头食品长期保存的重要条件。其材料要求无毒、与食品不发生化学反应、耐高温高压、耐腐蚀、能密封、质量轻、价廉易得、能适合工业化生产等。国内外罐头食品常用的容器主要有马口铁罐、玻璃罐和蒸煮袋。

1.马口铁罐

马口铁罐由两面镀锡的低碳薄钢板（俗称马口铁）制成。一般由罐身、罐盖、罐底三部分焊接而成，常称为三片罐。有些罐头因原料pH较低，或含有较多花青素，或含有丰富的蛋白质，故需采用涂料马口铁，以防止食品成分与马口铁发生反应而引起败坏。

2.玻璃罐

玻璃罐应呈透明状，无色或微带黄色，罐身应平整光滑，厚薄均匀，罐口圆而平整，底部平坦，具有良好的化学稳定性和热稳定性。玻璃罐的形式很多，但目前使用最多的是四旋罐，其次是卷封式的胜利罐。

3.蒸煮袋

蒸煮袋是由一种耐高压杀菌的复合塑料薄膜制成的袋状罐藏包装容器，俗称软罐头。蒸煮袋的特点是质量轻、体积小、易开启、携带方便、热传导快，可缩短杀菌时间，能较好地保持食品的色、香、味，可在常温下贮存，且质量稳定、取食方便。蒸煮袋包装材料一般是采用聚酯、铝箔、尼龙、聚烯烃等薄膜借助胶黏剂复合而成，具有良好的热封性能和耐化学性能，能耐121℃高温，又符合食品卫生要求。

【关键技能】

一、加工工艺

1.工艺流程

2.工艺要点

（1）原料的分级挑选及预处理　一般要求原料具备优良的色、香、味，糖、酸比例适当，粗纤维少，无异味，大小适当，形状整齐，耐高温等。

原料的预处理主要包括清洗、选别、分级、去皮、切分、漂烫等。

（2）空罐准备　罐藏容器使用前必须进行清洗和消毒，以清除在运输和存放中附着的灰尘、微生物、油脂等污物，保证容器卫生，提高杀菌效率。

马口铁罐一般先用热水冲洗，然后用100℃沸水或蒸汽消毒30～60min，倒置沥干水分备用。罐盖也进行同样处理，或用75%酒精消毒。玻璃罐应先用清水（或热水）浸泡，然后用带毛刷的洗瓶机刷洗，再用清水或高压水喷洗，倒置沥干水分备用。对于回收、污染严重的容器还要用2%～3% NaOH液加热浸泡5～10min，或者用洗涤剂或漂白粉清洗。洗净消毒后的空罐要及时使用，不宜长期搁置，以免生锈或重新污染微生物。

（3）填充液配制　果蔬罐藏时除了液态（果汁、菜汁）和黏稠态食品（如番茄酱、果酱等）外，一般都要向罐内加注填充液，称为罐液或汤汁。果品罐头的罐液一般是糖液，蔬菜罐头多为盐水。

加注填充液能填补罐内除果蔬以外所留下的空隙，目的在于增进风味，排除空气，以减少加热杀菌时的膨胀压力，防止封罐后容器变形，减少氧化对内容物带来的不良影响，同时能起到保持罐头初温、加强热的传递，提高杀菌效果的作用。

①糖液配制　糖液的浓度，依水果种类、品种、成熟度、果肉装量及产品质量标准而定。我国目前生产的糖水果品罐头，一般要求开罐糖度为14%～18%。每种水果罐头加注糖液的浓度，可根据下式计算：

式中　W1——每罐装入果肉质量，g；

W2——每罐注入糖液质量，g；

W3——每罐净重，g；

X——装罐时果肉可溶性固形物的含量， %（质量分数）；

Z——要求开罐时的糖液浓度， %（质量分数）；

Y——需配制的糖液浓度， %（质量分数）。

一般糖液浓度在65%以上，装罐时再根据所需浓度用水或稀糖液稀释。另外，对于大部分糖水水果罐头而言，都要求糖液维持一定的温度（65～85℃），以提高罐头的初温，确保后续工序的效果。

②盐液配制　所用食盐应选用精盐，食盐中氯化钠含量在98%以上。配制时常用直接法按要求称取食盐，加水煮沸过滤即可。一般蔬菜罐头所用盐水浓度为1%～4%。

对于配制好的糖液或盐液，可根据产品规格要求，添加少量的酸或其他配料，以改进产品风味和提高杀菌效果。

（4）装罐　装罐要求趁热装罐，以减少微生物的再污染，同时可提高罐头中心温度，以利于杀菌。装罐量依产品种类和罐型大小而异。一般要求每罐的固形物含量为45%～65%，误差为3%。在装罐前首先进行分选，以保证内容物在罐内的一致性，使同一罐内原料的成熟度、大小、色泽、形态基本均匀一致，搭配合理，排列整齐。

装罐时应保留一定的顶隙，即指罐制品内容物表面和罐盖之间所留空隙的距离，一般要求为4～8mm，罐内顶隙的大小直接影响到食品的装罐量、卷边的密封、罐头真空度以及产品的腐败变质。此外，装罐时还应注意卫生，严格操作，防止杂物混入罐内，保证罐头质量。

由于果蔬原料及成品形态不一，大小、排列方式各异，大多采用人工装罐，对于流体或半流体制品，也可用机械装罐。

（5）排气　排气是指食品装罐后，密封前将罐内顶隙间的、装罐时带入和原料组织内的空气排除罐外的工艺措施，从而使密封后罐制品顶隙内形成部分真空的过程。

排气的目的在于防止或减轻因加热杀菌时内容物的膨胀而使容器变形，影响罐制品卷边和缝线的密封性，防止玻璃罐的跳盖；减轻罐内食品色、香、味的不良变化和营养物质的损失；阻止好氧性微生物的生长繁殖；减轻马口铁罐内壁的腐蚀。影响排气效果的因素主要有排气温度和时间、罐内顶隙的大小、原料种类及新鲜度、酸度等。具体的方法有热力排气、真空密封排气和蒸汽喷射排气。

①热力排气　利用空气、水蒸气和食品受热膨胀冷却收缩的原理将罐内空气排除，常用方法有热装罐排气和加热排气。热装罐排气就是先将食品加热到一定温度（75℃以上）后立即趁热装罐密封，主要适用于流体、半流体或组织形态不会因加热而改变的原料。加热排气是将装罐后的食品送入排气箱，在一定温度的排气箱内经一定时间的排气，使罐头的中心温度达到要求温度（一般在80℃左右）。加热排气的设备有链带式排气箱和齿盘式排气箱。

②真空密封排气　借助于真空封罐机将罐头置于真空封罐机的真空室内，在抽气的同时进行密封的排气方法。此法排气的效果主要取决于真空封罐机室内的真空度和罐头的密封温度，室内的真空度高和罐头密封温度高，则所形成的罐头真空度就高。

③蒸汽喷射排气　在罐制品密封前的瞬间，向罐内顶隙部位喷射蒸汽，由蒸汽将顶隙内的空气排除，并立即密封，顶隙内蒸汽冷凝后就形成部分真空。

（6）密封　罐制品之所以能长期保存不坏，除了充分杀灭能在罐内环境生长的腐败菌和致病菌外，主要是依靠罐藏容器的密封，使罐内食品与罐外环境完全隔绝，不再受到外界空气及微生物污染而引起腐败。

①金属罐的密封　金属罐的密封是指罐身的翻边和和罐盖的圆边进行卷封，使罐身和罐盖相互卷合，压紧而形成紧密重叠的卷边的过程，所形成的卷边称为二重卷边。通常采用专门的封口机来完成。

②玻璃罐的密封　玻璃罐的密封不同于金属罐，其罐身是玻璃，而罐盖是金属，一般为镀锡薄钢板制成。它的密封是通过镀锡薄钢板和密封圈紧压在玻璃罐口而形成密封的，由于罐口边缘与罐盖的形式不同，其密封方法也不同，目前主要有卷封式和旋开式。

③蒸煮袋的密封　蒸煮袋，又称复合塑料薄膜袋，一般采用真空包装机进行热熔密封，它主要是依靠蒸煮袋内层的薄膜在加热时被熔合在一起而达到密封的目的。热熔强度取决于蒸煮袋的材料性能以及热熔时的温度、时间和压力。常用的方法有电加热密封和脉冲密封。

（7）杀菌　罐制品密封后，应立即进行杀菌。常用杀菌方法有常压杀菌和高压杀菌。

①常压杀菌　适用于pH在4.5以下（酸性或高酸性）的水果类、果汁类和酸渍菜类等罐制品。常用的杀菌温度为100℃或100℃以下，杀菌介质为热水或热蒸汽。

②加压杀菌　加压杀菌在完全密封的加压杀菌器中进行，靠加压升温进行杀菌，适用于pH大于4.5（低酸性）的大部分蔬菜罐制品。常用的杀菌温度为115～121℃。在加压杀菌中，依传热介质不同分为高压蒸汽杀菌和高压水杀菌，一般采用高压蒸汽杀菌。

（8）冷却　杀菌完毕后，应迅速冷却，如冷却不及时，就会造成内容物色泽、风味的劣变，组织软烂，甚至失去食用价值。冷却分为常压冷却和反压冷却。

常压冷却：常压杀菌的铁罐制品，杀菌结束后可直接将罐制品取出放入冷却水池中进行常压冷却；玻璃罐制品则采用三段式冷却，每段水温相差20℃。

反压冷却：加压杀菌的罐制品须采用反压冷却，即向杀菌锅内注入高压冷水或高压空气，以水或空气的压力代替热蒸汽的压力，既能逐渐降低杀菌锅内的温度，又能使其内部的压力保持均衡的消降。

一般罐头冷却至38～43℃即可，然后用干净的手巾擦干罐表面的水分，以免罐外生锈。

（9）检验　罐制品的检验是保证产品质量的最后工序，主要是对罐头内容物和外观进行检查。一般包括保温检验、感官检验、理化检验和微生物检验。

二、罐头生产中常见质量问题及控制措施

罐头生产过程中由于原料处理不当、加工不够合理、操作不慎、成品贮藏条件不适宜等，往往能使罐制品发生败坏。

1.胀罐

合格的罐头其底盖中心部位略平或呈凹陷状态。当罐头内部的压力大于外界空气压力时，造成罐头底盖鼓胀，形成胀罐或胖听。根据胀罐的成因可分物理性胀罐、化学性胀罐、细菌性胀罐三种。

（1）物理性胀罐　罐头内容物装得太满，顶隙过小；加压杀菌后，降压过快，冷却过速；排气不足或贮藏环境变化等。

控制措施：严格控制装罐量；注意装罐时，顶隙大小要适宜，控制在4～8mm；提高排气时罐内中心温度，排气要充分，封罐后能形成较高的真空度；加压杀菌后降压冷却速度不能过快；控制罐头适宜的贮藏环境。

（2）化学性胀罐（氢胀罐）　高酸性罐头中的有机酸与罐藏容器（马口铁罐）内壁起化学反应，产生氢气，导致内压增大而引起胀罐。

控制措施：防止空罐内壁受机械损伤，以防出现露铁现象；空罐宜采用涂层完好的抗酸性涂料钢板制罐，以提高罐藏容器对酸的抗腐蚀性能。

（3）细菌性胀罐　由于杀菌不彻底或密封不严，细菌重新侵入而分解内容物，产生气体，使罐内压力增大而造成胀罐。

控制措施：罐藏原料充分清洗或消毒，严格注意过程中的卫生管理，防止原料及半成品的污染；在保证罐头质量的前提下，对原料的热处理必须充分，以杀灭产毒致病的微生物；在预煮水或填充液中加入适量的有机酸，以降低罐头的pH值，提高杀菌效果；严格封罐质量，防止密封不严；严格杀菌环节，保证杀菌质量。

2.罐藏容器腐蚀

影响罐藏容器腐蚀的主要因素有氧气、酸、硫及硫化合物、环境的相对湿度等。氧气是金属强烈的氧化剂，罐头内残留氧的含量，对罐藏容器内壁腐蚀起决定性因素，氧气量越多，腐蚀作用越强；含酸量越多，腐蚀性越强；当硫及硫化物混入罐制品中，易引起罐内壁的硫化斑；当贮藏环境相对湿度过高时，易造成罐外壁生锈及腐蚀等。

控制措施：排气要充分，适当提高罐内真空度；注入罐内的填充液要煮沸，以除去填充液中的SO2；对于含酸或含硫高的内容物，容器内壁一定要采用抗酸或抗硫涂料；贮藏环境相对湿度不能过大，保持在70%～75%为宜。

3.罐头食品的变色与变味

由于罐头内容物的化学成分之间或与罐内残留的氧气、包装的金属容器等作用而造成变色现象。如桃、杨梅等果实中花青素遇铁呈紫色，甚至使杨梅褪色；绿色蔬菜的叶绿素变色；桃罐头中酚类物质氧化变色等。在罐头加工过程中因处理不当还会产生煮熟味、铁腥味、苦涩味及酸味等异味。

控制措施：选用含花青素及单宁低的原料加工罐制品；加工过程中注意护色处理；采用适宜的温度和时间进行热烫处理，破坏酶活性，排除原料组织中的空气；防止原料与铁、铜等金属器具相接触；充分杀菌，以防止平酸菌引起的酸败等。

4.罐内汁液的浑浊与沉淀

由于原料成熟度过高，热处理过度；加工用水中钙、镁等离子含量过高，水的硬度大；贮藏不当造成内容物冻结，解冻后内容物松散、破碎；杀菌不彻底或密封不严，微生物生长繁殖等。

控制措施：加工用水进行软化处理；控制温度不能过低；严格控制加工过程中的杀菌、密封等工艺条件；保证原料适宜的成熟度等。