罐头食品经过排气、密封、杀菌，防止微生物的再次感染，而得以在室温条件下长期保存。

  1862～1864年Louis Pasteur（1822－1895，法国化学、细菌学家）首先阐明了食品败坏的原因是由于微生物的作用。解释了Nicholas Appert罐藏方法得以成功的原因。1895年，美国麻省理工学院通过对食品微生物的研究，进一步表明了罐藏食品腐败的原因是加热未能达到杀死罐内的微生物所致。

  众所周知，罐头中的内容物一般是微生物生长发育的良好培养基，但并不是各类微生物都能在所有的罐头食品里生长，只有当条件适合时才能繁殖。

  微生物的适应性取决于微生物本身的特性（抗热性、化学稳定性）、食品的酸度及其他化学成分、杀菌温度和杀菌时间等。

  在正常的罐藏条件下，霉菌和酵母菌不能耐罐藏的热处理和在密封条件下活动，导致罐头食品败坏的微生物最重要的是细菌，现在所采用的杀菌理论都是以某类细菌的致死为依据。

  食品原料含有细菌生长繁殖所需的水、碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子六大营养的东西，对细菌来说是天然的良好培养基。

  细菌细胞含水量很高，一般在75%～85%，因此细菌需要从环境中吸收较多的水分才能维持其生命活动，同时细菌对营养的东西的吸收，也通过水溶液的渗透和扩散作用实现的。细菌能利用的水分是自由水，因此，降低罐头食品的水分活度，可相应地降低杀菌温度，缩短杀菌时间。

  不同微生物具有不一样的适宜生长的pH值范围，产品pH值对细菌的及其重要的作用是影响其耐热性。pH值越低，降低细菌的抗热能力越显著。根据食品酸性强弱，可分为酸性食品（pH值4.6或以下）和低酸性食品（pH值4.5以上）。肉毒梭状芽孢杆菌是罐头食品的主要杀菌对象菌，根据其在pH值小于4.5时生长受到抑制不产生毒素，高于此pH值适宜生长并产生致命的外毒素，两类罐头食品采用的杀菌条件不同。

  每类细菌都有其最适宜的生长温度，温度超过或低于此最适范围，就影响它们的生长活动、抑制或死亡。根据对温度的适应范围，将细菌分为三类。

  （1）嗜冷性细菌生长最适温度在10℃～20℃。霉菌和部分细菌能在这种温度下生长，抗热性不强，对食品安全方面影响不大。

  （2）嗜温性细菌生长最适温度在25℃～36.7℃，该温度范围内生长的细菌是引起食品原料和罐头食品败坏的主要细菌，如肉毒梭状芽孢杆菌，对食品安全影响很大。

  （3）嗜热性细菌生长最适温度在50℃～55℃，有的可以在76.7℃下缓慢生长。这类细菌是最耐热的，有些甚至能在121℃下幸存60min以上。这类细菌在引起食品败坏中不产生毒素。

  （1）与酶蛋白的关系微生物中的霉菌和酵母的耐热性均比细菌低。杀菌不足情况下的腐败菌一般多数是耐热性很强的芽孢菌。耐热性细菌能在低酸性食品或中酸性食品中生长，故该类食品在杀菌时，要考虑到芽孢的耐热性。

  Heim（1938）认为，细菌营养细胞和芽孢之间有蛋白质的差异，其蛋白质种类是不一样的，所以芽孢的变性条件与营养细胞也就存在着差别。芽孢内的酶与蛋白质结合，形成耐热性较强的酶蛋白，这是芽孢耐热性强的原因之一（Virtanenet1933）（2.6-2吡啶羧酸）（Dipicolin-icacid）。

  （2）与水分的关系芽孢的耐热性与其水分含量有关，Powell（1953），Ross（1957），认为芽孢含水少，或不含水分。Friedman（1938）证明，在芽孢中由于其自由水含量少，结合水多，构成了它的较强的耐热性基础。

  （3）芽孢的灰分含量极少（即电介质少），因此其蛋白质凝固困难电解质少会影响其热的透过性。并且与Ca2+关系研究发现，Curran（1943）认为芽孢中Ca2+含量＞营养细胞，使其热透过性差。Sugiyama（1951）认为Ca2+能与带负电荷的胶体牢固结合，防止蛋白性变性。

  （4）与其脂肪有关VonAngerer（1939）认为，芽孢中的脂肪能提高芽孢的耐热性；而且，脂肪酸链越长，耐热性也就越强。脂肪酸同样也能防止其蛋白质的热变性，降低芽孢膜的透性。

  罐头食品之所以能长期保存，主要是因为通过加热杀菌而将罐内的微生物杀死的缘故。所以了解了高温对微生物的影响，以及热在杀菌时的传递情况，然后制定出合理的杀菌条件，才可以做到杀菌的目的。

  罐头食品杀菌的目的，一是杀死一切对罐内食品起败坏作用和产毒致病的微生物；二是起到一定的调煮作用，以改进食品质地和风味，使其更符合食用要求。

  罐头食品的杀菌要求达到“商业无菌”状态，即在一般商品管理条件下的贮存运销期间，不致因微生物所败坏或因致病菌的活动而影响人体健康。所以，罐头食品的杀菌要尽量做到在保持食品原有的色泽、风味、组织质地及营养价值等条件下，消灭罐内能使食品败坏的微生物以及有几率存在的致病菌，以确保罐头食品的保藏效果。

  生产上一般选择最常见的、耐热性最强、有代表性的腐败菌或引起食物中毒的细菌作为主要的杀菌对象菌。一般认为，如果热力杀菌足以杀灭耐热性强的腐败菌时，则耐热性较低的腐败菌是很难存活下来的。若有芽孢存在时，应以芽孢作为主要的杀菌对象。

  罐头食品的传热方式：罐头在加热、传热时的传热状况和效果，关系着罐头杀菌效果。在同条例上，传热效果好，罐头中心温度达到规定温度所需时间就短，杀菌效果也就好。

  罐头食品某一点热量的变化，用时间—温度关系曲线表示，就称该曲线为传热曲线或热传导曲线。

  罐头食品的传热方式基本上可以归纳为三种：导热、对流、导热对流结合型传热。罐头容器传热全部是靠导热，而内容物则有上述不同方式。

  罐头食品热量传递的基本过程是：热量由蒸汽或热水传给罐头外壁表面，通过罐壁传到罐头内食品，再传递到罐头中心，然后随着加热杀菌时间的延续，罐头中心温度渐渐上升，并达到规定的杀菌温度。

  （1）导热热由于物体内部非间接接触而产生的热量传递现象，称之为导热，分为稳定导热和不稳定导热。

  稳定导热是物体内温度分布和传热速度不随时间而变化。不稳定导热是温度分布和热传速度随时间而变化。

  在加热和冷却过程中，罐内壁和罐内几何中心之间将出现温度梯度。热量总是从高温向低温方向传递。在加热时，热量向罐头几何中心传递；冷却时，热量向罐壁传递。因此，罐内各点的受热程度并不一样，导热传热最慢一点，一般都是在罐头的几何中心，称该中心为冷点。

  以导热传热的罐头食品，在加热杀菌时，冷点温度的变化是缓慢的，故加热杀菌的时间比较久，其传热曲线属简单加热曲线，如：糊状玉米、南瓜、肉类、高浓度番茄酱等食品。

  （2）对流传热物体各部位发生位移而产生的热量传递现象，称之为对流传热。液态食品受温度的影响，部分食品受热后迅速膨胀，密度就降低，比未受热的或温度较低部分的食品轻，则上升，而重者下沉，造成流体的循环流动，进行了热交换，这样在加热和冷却中，罐内各点的温度比较接近，温差很小，传热速度快，所需要的加热杀菌时间或冷却时间要短。如果汁或低浓度流体装罐头等。对流传热罐头食品的冷点在罐头轴心线mm的部位。

  （3）对流—导热型传热（苹果沙司）许多食品的传热方式，经常是对流和导热同时存在或先后产生，较为复杂；一般来说，糖水或盐水的小块型或颗粒状果蔬罐头食品属于对流和导热同时存在。液体是对流，固体是导热传热。糊状玉米等罐头食品是对流传热，加热后由于淀粉糊化，便由对流转为导热传热。冷却是导热传热。盐水玉米，稍浓的番茄汁，也是先对流后导热。苹果沙司等有较多沉积固体的罐头食品，是先导热后对流。加热初期，沉积固体多，故为导热，由于加热使流体对流的力量达到足以造成沉积的固体食品悬浮于液体之中，产生循环流动，这时就开始对流传热。

  （4）其他方式传热为加速传热速度，对某些对流性较差的罐头食品，采用机械转动或其他方式使它产生一定的对流，这种传热方式称之为诱导型传热。如使用回转式杀菌锅，使罐头在杀菌和冷却过程中产生适当转动，以促进传热。

  此外，还有辐射传热，主要是烘烤果子，饼干等，对于加热杀菌的罐头食品，就没有辐射传热情况。

  影响罐头传热的因素主要有罐内食品特性、罐材物理性质、传热原理、罐头尺寸、初温等及在锅内形式位置等。

  罐头食品的物理特性：罐头食品的物理特性即食品物性，主要是指形状、大小、浓度、密度、黏度等。罐头食品按其物性不同可分为流体食品、半流体食品、固体食品及流体和固体混装食品。

  流体食品：这类食品的黏度和浓度不大，如果汁、清汤类罐头；加热时产生对流，属对流传热型，传热速度快。使“中心温度”较快达到杀菌温度。

  半液体食品：这类食品虽呈流体状态，但浓度较大，如番茄酱，不产生对流或很小，主要是靠导热传热，该类产品中的糖分、淀粉、果胶等含量对传热速度产生特别大的影响。随着浓度，黏稠度和密度的增加，其传热方式越趋向于导热为主，传热速度也就越慢。例如，增加果酱中糖含量，即增加了果酱黏度和密度，于是传热速度下降。

  固体食品：这类食品呈固态或高黏度状态，如：果胶和果泥等罐头食品，加热杀菌时，罐头食品发生流动，故以导热传热为主，传热速度很慢。

  流体和固体混装食品：这类食品即有流体，又有固体，传热状态是很复杂的，如糖水、清水、盐水类果蔬罐头食品等，这类食品的块形、大小、装罐方式等也会影响到传热速度。这类食品是以导热和对流结合型传热。一般来说，小颗粒、条、块形食品在加热杀菌时，罐内液体容易流动，以对流传热为主导。而大块食品是以对流——导热型传热为一体的。层片装食品的传热较慢，竖条装食品，液体可以上、下流动，传热速度比前者快。

  罐材物理性质、厚度和几何尺寸、初温、杀菌锅的形式及其在锅内形式均影响传热效果。

  食品中细菌数量越多，特别是芽孢数量越多，在同样的致死温度下所需的杀菌时间越长。

  （1）原料的酸度随原料的pH值的下降，细菌及其芽孢的抗热性也逐渐下降，甚至受到抑制。

  （2）食品的化学成分罐头内容物中的糖、淀粉、油脂、蛋白质、低浓度的盐水等能增强微生物的抗热性；而含有植物杀菌素的食品，如洋葱、大蒜、芹菜、生姜等，则具有对微生物抑菌或杀菌的作用。

  罐头杀菌时，热的传递主要是以热水或蒸汽为介质，因此杀菌时必须使每个罐头都能与介质接触。其次热量由罐头外表传至罐头中心的速度对杀菌有很大影响。

  杀菌温度应以微生物不能生存为原则，一般认为，从60℃开始的各点温度对微生物都有致死作用。在一定的温度下，微生物的杀灭就取决于时间。因此，微生物的致死条件是由温度与时间共同决定的，提高杀菌的温度便能够大大减少致死时间。

  （1）罐头容器的种类和形式金属罐比玻璃罐传热速度快；罐型越大，则由罐外传至罐头中心所需时间越长。

  （2）罐头的初温罐头在杀菌前的中心温度叫“初温”。初温越高，所需杀菌时间越短。