【末世食艺】先行篇：罐藏

道尓肯

  虽然标题叫做末世食艺，但这一系列文章其实算是食品工艺学的导读。主要参照资料为夏文水版本《食品工艺学》，电子版本已上传至我论坛里发的“食品资料”帖。后续的帖子应该会是先给出常见耐储食品的形式，然后反推其工艺这样的写法。（如果真有的话）

  《食品工艺学》共分八章。罐藏这部分属于第三章：食品的热处理。由于罐头这玩意儿作为储备粮非常合适，加上最近狂吧买到奇奇怪怪问题罐头的人不在少数，因此这篇文章先先于其它部分写出。那么下面就进入正文。

道尓肯

一、        食品工业之曙光：罐头的前世今生
    1795年。苦于军粮补给的拿破仑政府悬赏12000法郎来寻找一种能长期保存食物的方法。
    1810年，一个叫Nicolas Appert的人拿下了这12000英镑。他的方法是：把食物装在玻璃罐（Jar）里再封口加热。这差不多是现在常见罐头的雏形。玻璃罐存在种种缺陷。第一是容易炸，第二还是容易炸，第三还是容易炸（废话）。这三个“炸”还不太一样。第一是制作过程。加热的时候玻璃罐内外气压差太大，轻则崩飞罐头盖儿，重则碎片横飞造成惨案。第二是运输过程。19世纪的运输条件算不上优越，战场的保存条件更是可想而知。玻璃罐虽然解决了保存问题，但没有解决磕碰易碎的问题。第三是开罐。虽然金属罐头那玩意也能给手上剌一道口子，但相比于玻璃罐头，还是好很多了。想象下你在用劲扭盖子，然后玻璃罐华丽地炸开，你一个没收住劲。。。。。。
    好消息是现代的玻璃制造工艺很成熟了，基本不会出现这些问题。但当时这个问题显然没有解决。所以不久之后的1825年，马口铁罐头的专利诞生了。什么是马口铁呢？马口铁就是镀锡的铁。铁这玩意放着不管会锈，镀上一层锡以后，锡提供了耐腐蚀性。很好，非常适合做食品包装材料了。
    不过限于19世纪初期的钢材冷轧工艺，当时的钢板并不像现在的罐头一样薄。易拉罐？不存在的。那时候的罐头有多硬呢？硬到开罐器要到40年后才被发明。想要开罐？开罐需要斧子或者锤子再加上一个吃不上饭的愤怒老哥。

    再不久后的1847年，二重卷边技术及机器被发明。罐头的工业生产效率大大提高。
    18世纪60年代，巴斯德的鹅颈瓶实验证明微生物是引起发酵的原因。为罐头的大规模生产提供了最后一项要素：指导杀菌。至此，罐头的大规模工业生产有了指导要素。
    于是，伴随着战争的号角。钢铁与食材被送入轰隆作响的食品工厂，出来的是日产百万甚至千万的不具稀缺性的工业产物。这些罐头，作为士兵的燃料，随着两次世界大战的脚步，将食品工业的曙光以令人不安的方式送往全球。这部分故事相信大家都听腻了。我就不再赘述了。
    值得一提的是，十九世纪初，正是那个放射性元素初被探索的时代。一个法国人申请了个专利：放在罐头里的食物经辐射照射后其保质期趋于无穷。这又是另一个故事了。
    于是讲到这马口铁罐头。它由三部分组成，两个罐头盖儿，一个罐体（铁片儿）。制作时首先将这铁片儿焊成一个圆筒（当时用的是铅，后来才改用锡），再通过二重卷边技术把罐底卷上。待装入食物后，再封上罐头口。经过热处理后就是罐头成品了。至于二重卷边是什么原理，下面放出图片。基本就是把罐体和罐身卷成两个钩，合到一起再压实或者胶合或者焊上。

    金属罐头（tin can）相较于玻璃罐（jar）而言，耐磕碰了，磕碰会瘪但不会让里面的内容物流出来；耐运输了，罐头可以堆叠在一起；耐储存…有待商榷。理论上工业罐头在这段时期已经达到了其完全体形态。不过天有不测风云，而这不测风云甚至都不来自于食品工业本身。
    第二次世界大战结束。20世纪40年代。一个跟食品八竿子打不着的东西进入了其蓬勃期：电子工业。锡一下子成为了稀缺的战略资源。你一个罐头也敢抢锡？往后稍稍吧。
    于是美帝看着自家mre里的一堆马口铁罐头陷入了沉思。
    能不能换个材料？当然可以。
    20世纪50年代，用于食品包装的塑料随着化工业的发展应运而生。
    20世纪60年代，越战。老美下一代MRE正在筹划中。在美国美国陆军纳蒂克实验室的命令下，雷诺兹金属公司发明了一种复合包装方法：Retort Pouch。一般翻译为复合薄膜袋或者蒸煮袋。
    同一时期，俄勒冈冻干公司，就那个保质期30年的山屋的母公司，将冻干技术运用至食品。同样赢得了军用口粮的生产合同。
    Pouch是袋子，Retort指的是灭菌锅。合起来大概意思就是适用于热处理灭菌的袋子。制作成的罐头就叫做软罐头。这玩意儿相比于马口铁那是只强不弱。其完全体分为四层：聚丙烯层接触食品，提供袋子的柔性与强度且具热熔密封功能；尼龙层提供耐磨性；铝箔层挡住光线、气体、异味从而延长货架期；聚酯外袋提供包装强度并支持油墨印刷。当然现在2022年也有更多层的。
   
一般来说，用于热处理的是除去聚酯外袋的那三层。或者更简单点，除去铝箔两层也不是不能用，而且少了金属层还能撇到微波炉里加热。三层的袋子看着是银色的，两层的是透明的。
    相较于马口铁罐头这种又得费劲拉钢卷，甚至要在食品厂旁边再开个专门生产铁罐的厂的麻烦玩意儿，这塑料袋又轻又好撕开，价格还便宜，很快就占领了食品市场。传统的铁皮罐头现如今只能龟缩在超市方便食品区的小小角落，其数量甚至比玻璃罐辣椒酱都少。
    有的人可能会说：中国外卖多了，自然不需要罐头。但外卖，或者“中央厨房”，亦或者“预制菜”，其实都建立在这第三代罐头，也就是蒸煮袋的基础上。比如我们常见的各种料理包。
    而且这包装还不限于热处理。充了保护气以后，零食也能装了。从这个意义上来说，不仅罐装奶粉是罐头，袋装即食鸡胸肉是罐头；一块钱一包的辣味小鱼仔也是罐头，甚至袋装薯片都能算作罐头。这不得了了！
    因此，对于狭义定义，罐头大概是马口铁罐包装并经热处理的食品。
    对于广义而言，但凡是用密封容器包装并经热处理的都是罐头食品。
    至此，你已经了解了罐头的历史以及其三种形式：玻璃罐，马口铁罐，软罐头。

道尓肯

太长不看版：
罐头发展的历史大概经过三个时期。
第一个时期是玻璃罐（Jar）时期。始于1810年罐头诞生。现在常见的是旋盖的玻璃罐。
第二个时期是马口铁罐（Tin Can）时期，始于1847年二重卷边技术发明。就是我们现在常见的圆柱体罐头形式。如果想自制此类罐头，你需要罐头封口机。
第三个时期是高温蒸煮袋（Retort Pouch，也译作复合薄膜袋、铝箔袋、真空袋）时期，其成品就是我们常说的软罐头。由于二战后微电子工业的发展，马口铁（镀锡铁板）的锡一时短缺。得益于塑料工业的发展，这种复合包装材料于上世纪60年代被发明，并于70年代商用化。大部分我们见到的包装食品均用到此技术。用作软罐头的比如各种常温料理包，即食鸡胸肉。用作其它包装比如抽米砖的真空袋，不过包装后进不进行热处理就不一定了。
比如拿真空袋封米砖。想要制作此类罐头，你需要真空机与封口机。
在食品工艺上，“凡用密封容器包装并经高温杀菌的食品称为罐头食品”。因此21世纪罐头不但没有离我们远去，反而随着预制菜和廉价外卖的风潮，借着软罐头的形式再度强势回归。
由这个定义，我们可知罐头有两大特点：
1、        密封容器：可以是玻璃罐，可以是铁罐，可以是蒸煮袋。
2、        热处理：常见的商用热处理为121℃高压灭菌。

那么接下来有三个问题。
第一个：既然是高温杀菌，杀什么菌？
第二个：为啥是“121摄氏度”“高压”？
第三个：既然已经商业无菌了，罐头为啥还会坏？

道尓肯

二、        微生物：罐装狠活儿
    先来看第一个问题：高温杀菌杀什么菌。
    这就引到“对象菌（Target Organism）的概念。对象菌是：食品里影响最大，在储存环境最易生存，危害性最大，最耐处理的那个菌。俺寻思是最大最坏的那个玩意儿。
    那么罐头里会有什么菌呢？
1、        打酱油的屑，
    比如各种只能有氧呼吸的玩意儿。罐头这种厌氧环境会直接把它们憋死。
    还有酵母。这些热处理撑不过三秒的屑还有看的必要么（半恼）
    还确实有必要。对于那些先把原材料封在罐头里再加热杀菌的罐头，从原材料封罐到热处理的这段时间够这些微生物整活（初期腐败）。或者在热处理后再次混进罐头里浑水摸鱼（杀菌后污染）。
但对于热处理来说，不需要看。
2、        抗逆性极强，正常储存环境下跟你抢东西吃的屑
    这些菌叫做腐败菌。虽然这些玩意并没有毒。但会使食物丧失食用价值。最直观的比如让肉变酸变臭。
    对于那些发酵产气的玩意儿，你会得到一罐胀罐罐头。
    对于那些不产气的玩意儿，你会得到一罐看似正常，但打开以后有着奇妙气息的地雷。
    还有一些产酸的玩意儿。遇上处理不好，内壁铁裸露的罐头会发生奇妙的反应。我们称为“氢胀”。就是酸与铁反应放出氢气令罐头膨胀。具体之后再说。
    或者也可以另辟蹊径，大量培养这类无毒的腐败菌来抑制肉毒杆菌生长。然后你就得到了鲱鱼罐头。
3、        抗逆性极强，正常储存环境下不仅抢东西吃还有毒的屑
    以肉毒杆菌为代表。虽然也叫腐败菌，但这类菌不仅不让你有东西吃，还会让村里的人吃席。
4、        抗逆性极强，但正常储存条件下不生长的屑
    包括各种嗜热菌。普通热处理对于它们而言就如同热水澡一般。有的甚至能扛过121℃60min的处理。不过由于太过嗜热，常温（38℃以下）反而不生长了。大部分嗜热菌的适宜生长温度在55℃到68℃之间。少部分能在38℃生长。因此正常储存与运输的时候这部分菌几乎不会整活。
    罐头加热完成要及时冷却，就是为了防止冷却时间过长导致嗜热菌生长。
现在你知道罐头（肉罐头，低酸性罐头）里大概有这四种菌，那该拿哪个当目标呢？

道尓肯

    当然是肉毒杆菌（即答）
    第一是它毒性太强了。第二是连它也耐受不了的处理强度，其它杂鱼也都死得透透的了。
    现在再来看看商业无菌的定义。
    商业无菌是指食品经适度的热杀菌以后，不含有致病的微生物，也不含有在通常温度（国标检验温度为36℃±1℃）下能在其中繁殖的非致病性微生物。
    以嗜热菌作为对象菌虽然也可以，但热处理并不是毫无代价的。
    第一是费钱。多加热一分钟意味着电费蹭蹭往上涨。
    第二是食物品质降低。热处理强度太强会导致食品的质量（质地、口感等）劣化严重。想象一下常温料理包跟冷冻料理包。常温料理包耐放，但里面东西都跟糊糊似的。冷冻料理包杀菌压根就不彻底，但它放在冷冻环境里，菌生长缓慢。以此换来它的味道和口感好那么点儿。
    在食品中，耐储不是第一要素。怎么追求耐储？这个之后有时间再写。

道尓肯

    现在我们知道在罐装食品里，对象菌是肉毒梭状芽孢杆菌，俗称肉毒杆菌。
    肉毒杆菌，嗜温厌氧菌。大致分为由A到H八种。其中G型大概人畜无害；C、D型对人无害，对只因等动物有害；E、F型存在于自然水体如湖泊、海洋；A、B型广泛存在于土壤中。H型最近才被发现，其产生的的肉毒毒素是目前世界上已知毒性最强的物质。只需0.000000002克（2纳克）即可毒杀体重为70kg的成年人。比普通肉毒毒素的112纳克毒性还高了两个数量级。
    常见的肉毒杆菌中毒有三种途径。
1、        食源性肉毒杆菌中毒
    肉毒杆菌在缺氧条件下会产生肉毒毒素，并在死后释放出来。好在经正常处理的食物几乎不会遇见这个问题。光是找近年罐头肉毒素中毒的案例我都找了很久。少见。
2、        创伤性肉毒杆菌中毒
    作为破伤风梭菌的远房亲戚，肉毒杆菌出现在伤口里也是很合理的（）
    对于足够倒霉的人而言，受了伤有可能引入肉毒杆菌。非常罕见。
3、        吸入性肉毒杆菌中毒
    只有一种情况会出现吸入性肉毒杆菌中毒：生物kb主义。
         
    罐头里可能有肉毒毒素，那我还敢吃罐头吗？
    敢，为啥不敢？这年头还有人拿肉毒素往脸上打的。
    更何况罐头可是经过严格热处理的。
    好消息是肉毒毒素是一种蛋白质，而且耐热性相对较差。85℃的条件下，加热5min即可使其失活。
    别拿朊病毒说事，正常情况下哪可能有这玩意儿？
    近20年内没有因食用罐头而造成的肉毒杆菌中毒。除过近日在乌克兰吃了过期罐头的俄军。
    更容易中招的其实是自制的发酵品。比如有吃自制豆瓣酱或者臭豆腐不幸中招的人。

道尓肯

三、        热处理：罐头之魂
    第二个问题：为什么是“121℃高温、高压？

    先说下压力。对于压强，我们有绝对压强，相对压强（表压），真空度。
    若绝对压强高于大气压强，此时需要压力表。
    设常压为100kPa，对于绝对压强为300kPa。
    其表压为绝对压强减去大气压强，即300-100=200kPa
    若绝对压强低于大气压强，此时需要真空计。
    对于绝对压强为30kPa
    其真空度为大气压强减去绝对压强，为100kPa-30kPa=70kPa
    常压（101.325kPa）下水的沸点是100摄氏度；
    100kpa表压对应水的沸点为121.1℃。至于为什么取121摄氏度作为高温处理，大概是为了取整（）
    温度越高，细菌耐热性越差，所需杀菌时间越短。

为什么需要高压？
罐头是一个封闭容器。在加热的时候，其内部气压也是不断上升的。当罐头内外压力差达到一定界限时。
玻璃罐头轻则跳盖（就是罐头盖儿飞了），重则破片弹。
马口铁罐头换成了金属。可塑性好点。轻则罐头变形，中则二重卷边变形漏水，重则破片弹。
蒸煮袋。。。。。应该只会破袋，比压力容器安全多了。

就是好好活着

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道尓肯

    那么高温高压由什么提供呢？
    商业生产上会采用灭菌锅（Retort）。灭菌锅有很多种形式。比较常见的是这种高压锅Pro max形式的静止式灭菌锅。基本原理和高压锅不能说完全相同，只能说一模一样。
   
    自家生产的话，用高压锅。
    考虑到肉毒杆菌的原因，肉罐头的话不大建议自制。但说实在的，自制腊肉腊肠这类熏制品以及豆瓣酱、酸奶这类发酵品的危险性怎么也得排在肉罐头前面。还有自酿葡萄酒，发酵不得当，杂醇那叫一个多，每年都要送进去不少人。
    安全点的当然有。相对而言，高酸性的罐头，比如水果罐头，番茄罐头就很亲民了。其高酸性可以抑制肉毒杆菌生长，酵母霉菌一类不论是耐热性还是对人危害也远不如肉毒杆菌。玻璃罐也很适合存放酸性内容物，不会出现马口铁罐头腐蚀穿的情况。论坛里有制作番茄罐头的视频，可以参考。

李安平

现代罐头偷工减料了，漏气或者不到两年外表没问题里面变质了，和以前能保存二三十年的罐头绝对不一样。