食品工艺学杀菌课件.ppt

关于食品工艺学杀菌第1页，此课件共171页哦 达到达到商业无菌商业无菌 破坏食品中的酶，尽可能保持食品破坏食品中的酶，尽可能保持食品原有色泽、风味和营养原有色泽、风味和营养1.1.概述概述.罐头食品杀菌的目的罐头食品杀菌的目的第2页，此课件共171页哦商业无菌商业无菌 罐头食品经过适度的热杀菌后罐头食品经过适度的热杀菌后,不含有不含有对人体对人体健康有害的健康有害的致病性微生物致病性微生物(包括休眠体包括休眠体)，也不含有也不含有在在通常温度条件下通常温度条件下能在罐头中繁殖的非致病性微生物能在罐头中繁殖的非致病性微生物。第3页，此课件共171页哦.2.罐藏食品中的微生物罐藏食品中的微生物罐头食品的杀菌对象罐头食品的杀菌对象罐头中常见的腐败菌罐头中常见的腐败菌第4页，此课件共171页哦罐头食品的杀菌对象罐头食品的杀菌对象致病菌致病菌腐败菌腐败菌食品腐败食品腐败(Food Spoilage)(Food Spoilage)：是指食品在微生物是指食品在微生物作用下，食品的感官品质、营养品质甚至卫生安全作用下，食品的感官品质、营养品质甚至卫生安全品质等发生不良变化，而丧失其可食性的现象。品质等发生不良变化，而丧失其可食性的现象。腐败菌腐败菌(Spoilage bacteria)Spoilage bacteria)：导致食品腐败变导致食品腐败变质的各种微生物。质的各种微生物。第5页，此课件共171页哦第6页，此课件共171页哦.罐头常见腐败变质现象及其原因罐头常见腐败变质现象及其原因胀罐胀罐平盖酸败平盖酸败黒变或硫臭腐败黒变或硫臭腐败发霉发霉引起食物中毒的产毒菌引起食物中毒的产毒菌第7页，此课件共171页哦.胀罐胀罐 又称胖听又称胖听(swell)是指罐头底盖不像正是指罐头底盖不像正常情况下呈平坦或内凹状，而出现外凸常情况下呈平坦或内凹状，而出现外凸的现象。的现象。是罐头食品最常见的腐败变质现象。是罐头食品最常见的腐败变质现象。第8页，此课件共171页哦 隐胀罐：隐胀罐：外观正常，若用硬棒扣击底盖的一端，则它的外观正常，若用硬棒扣击底盖的一端，则它的另一端底盖就会外凸，如用力将凸端慢慢地向罐内掀压，另一端底盖就会外凸，如用力将凸端慢慢地向罐内掀压，罐头则又重新恢复原状。罐头则又重新恢复原状。轻胀罐：轻胀罐：底或盖呈外凸状，若用力将凸端掀回原装，则另底或盖呈外凸状，若用力将凸端掀回原装，则另一端随之外凸。一端随之外凸。硬胀罐：硬胀罐：罐头底、盖同时坚实的或永久性的外凸。罐头底、盖同时坚实的或永久性的外凸。根据底盖外凸程度，可以分为：根据底盖外凸程度，可以分为：第9页，此课件共171页哦 假胀罐假胀罐 氢胀罐氢胀罐 细菌性胀罐细菌性胀罐胀罐发生的原因：胀罐发生的原因：第10页，此课件共171页哦因食品装量过多或罐内真空度过低所造成；因食品装量过多或罐内真空度过低所造成；一般杀菌后就会出现，如午餐肉罐头就极易出现一般杀菌后就会出现，如午餐肉罐头就极易出现假胀罐现象。假胀罐现象。假胀罐（或物理性胀罐）：假胀罐（或物理性胀罐）：第11页，此课件共171页哦因罐内因罐内食品酸度太高食品酸度太高，内壁迅速腐蚀，内壁迅速腐蚀,锡、铁溶解产生锡、铁溶解产生氢氢气，大量氢气聚集气，大量氢气聚集顶隙中而出现胀罐，一般经一段时间顶隙中而出现胀罐，一般经一段时间贮藏后才会出现贮藏后才会出现.氢胀罐（或化学性胀罐）：氢胀罐（或化学性胀罐）：第12页，此课件共171页哦因微生物在罐头中生长繁殖因微生物在罐头中生长繁殖而出现的而出现的食品腐败变质所引起的胀罐现象。食品腐败变质所引起的胀罐现象。产生原因产生原因：杀菌不足；杀菌不足；罐头裂漏罐头裂漏细菌性胀罐细菌性胀罐：第13页，此课件共171页哦(2)(2)平盖酸败平盖酸败(Flat sours)(Flat sours)是指是指罐头外观正常，而内容物却已在罐头外观正常，而内容物却已在细菌活动下发生腐败，呈轻微或严重酸细菌活动下发生腐败，呈轻微或严重酸味的变质现象。味的变质现象。第14页，此课件共171页哦导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生物，被称为导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生物，被称为平酸菌；平酸菌；平酸菌大多数为兼性厌氧的嗜热性腐败菌；平酸菌大多数为兼性厌氧的嗜热性腐败菌；平酸菌能将碳水化合物分解产生乳酸、甲酸、乙酸平酸菌能将碳水化合物分解产生乳酸、甲酸、乙酸等有机酸类，使食品酸败，但不产生气体；等有机酸类，使食品酸败，但不产生气体；罐头外观正常，必须开罐检验方能区别。罐头外观正常，必须开罐检验方能区别。平酸菌：平酸菌：第15页，此课件共171页哦平盖酸败平盖酸败(Flat sours)(Flat sours)低酸性食品中常见的平酸菌：低酸性食品中常见的平酸菌：嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilusBacillus stearothermophilus),),其耐热性其耐热性很强很强(高于肉毒杆菌高于肉毒杆菌)，能在，能在49495555下生长，最高生长温度下生长，最高生长温度6565。酸性食品中常见的平酸菌酸性食品中常见的平酸菌：嗜热酸芽孢杆菌嗜热酸芽孢杆菌(Bacillus thermoaciduransBacillus thermoacidurans)能在能在pH4pH4或略低的介或略低的介质中生长，最适生长温度质中生长，最适生长温度4545，最高生长温度，最高生长温度54546060，是番茄制，是番茄制品中常见的重要腐败菌。在中酸性食品中也能生长。品中常见的重要腐败菌。在中酸性食品中也能生长。pH低于低于4.0不再产生芽孢，不再产生芽孢，并迅速自行消失。并迅速自行消失。第16页，此课件共171页哦黒变或硫臭腐败黒变或硫臭腐败(Sulphide spoilage)(Sulphide spoilage)硫臭腐败硫臭腐败：是由是由致黒梭状芽孢杆菌致黒梭状芽孢杆菌(Clostridium Clostridium nigrificansnigrificans)分解含硫蛋白质分解含硫蛋白质并产生唯一的并产生唯一的H H2 2S S气体，气体，H H2 2S S与罐内壁铁质反应生成黑色的与罐内壁铁质反应生成黑色的FeSFeS，沉积于罐内壁，沉积于罐内壁或食品上，使食品发黑并呈有臭味，此现象称黒或食品上，使食品发黑并呈有臭味，此现象称黒变或硫臭腐败。变或硫臭腐败。第17页，此课件共171页哦致黒梭状芽孢杆菌致黒梭状芽孢杆菌(Clostridium nigrificansClostridium nigrificans)能在能在35-35-7070范围内生长，适宜生长温度范围内生长，适宜生长温度5555，其芽孢的耐热性，其芽孢的耐热性比平酸菌和嗜热厌氧腐败菌比平酸菌和嗜热厌氧腐败菌(e.g(e.g内毒杆菌，内毒杆菌，Clostridium Clostridium botulinumbotulinum)的低，这类腐败罐头在正常杀菌条件下并不的低，这类腐败罐头在正常杀菌条件下并不常见，只有杀菌严重不足时才会出现。常见，只有杀菌严重不足时才会出现。第18页，此课件共171页哦发发 霉霉罐头内食品上出现霉菌生长的现象，罐头内食品上出现霉菌生长的现象，称称发霉发霉第19页，此课件共171页哦引起食物中毒的产毒菌引起食物中毒的产毒菌可在罐头食品中生长的产毒菌种类不可在罐头食品中生长的产毒菌种类不多多,主要为：主要为：肉毒杆菌肉毒杆菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌第20页，此课件共171页哦.热杀菌的影响因素热杀菌的影响因素两大方面两大方面：微生物的耐热性微生物的耐热性 罐头的传热罐头的传热 第21页，此课件共171页哦连续回转式高压杀菌法连续回转式高压杀菌法火焰杀菌法火焰杀菌法微波加热杀菌微波加热杀菌(软包装软包装)预杀菌和无菌装罐技术预杀菌和无菌装罐技术高高(静静)压杀菌技术压杀菌技术.现代杀菌技术的发展现代杀菌技术的发展n新技术的应用为新技术的应用为提高罐头食品品质提高罐头食品品质创造了条件创造了条件。第22页，此课件共171页哦.微生物的耐热性微生物的耐热性影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素微生物耐热性的表示方法微生物耐热性的表示方法第23页，此课件共171页哦2.1 2.1 影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素微生物的种类数量微生物的种类数量热处理前细胞生长热处理前细胞生长(或芽孢形成或芽孢形成)环境环境食品的酸度（食品的酸度（p p）食品的化学成分食品的化学成分热处理温度和时间热处理温度和时间第24页，此课件共171页哦第25页，此课件共171页哦 生育阶段生育阶段不同不同,微生物的耐热性也不同。微生物的耐热性也不同。在同样条件下，对数生长期的菌体抗热性比稳定期的差；老龄细菌芽孢的耐热性就比幼龄细菌的芽孢抗热性强；孢子或芽孢的抗热性比营养体强。耐热性：嗜热菌芽孢耐热性：嗜热菌芽孢厌氧菌芽孢厌氧菌芽孢需氧菌芽孢需氧菌芽孢第26页，此课件共171页哦微生物数量微生物数量热热力力致致死死时时间间与与原原始始活活菌菌数数有有关关，原原始始活活菌数越多，所需的热力致死时间越长菌数越多，所需的热力致死时间越长。第27页，此课件共171页哦第28页，此课件共171页哦(2)(2)热处理前细胞生长热处理前细胞生长(或芽孢形成或芽孢形成)环境环境p热处理前细胞生长的环境(营营养养条条件件、培培养养温温度度)对微生物抗热性的影响明显。第29页，此课件共171页哦(3)(3)食品酸度（食品酸度（pHpH值）值）pH值是对微生物耐热性影响最大的因素之一Bigelow 等人等人1920年研究了好气菌的芽孢在不同年研究了好气菌的芽孢在不同pH中，中，采用不同温度杀菌的致死情况：采用不同温度杀菌的致死情况：耐热性最强的耐热性最强的pHpH：肉毒梭菌：肉毒梭菌：6.3-6.96.3-6.9 枯草杆菌：枯草杆菌：6.8-7.66.8-7.6 酵酵 母：母：6.86.8第30页，此课件共171页哦0.111010098.9110121杀杀菌菌时时间间（分分）杀菌温度杀菌温度()pH5-7pH4.5pH3.5介质介质pH值对细菌芽孢耐热性的影响值对细菌芽孢耐热性的影响第31页，此课件共171页哦常见食品的常见食品的pHpH值值食品种类食品种类pHpH值值食品种类食品种类pHpH值值平均平均最低最低最高最高平均平均最低最低最高最高苹果苹果3.43.23.7番茄汁番茄汁4.34.04.4苹果沙司苹果沙司3.63.24.2番茄酱番茄酱4.44.24.6杏杏3.93.44.4芦笋芦笋(绿绿)5.55.45.6葡萄汁葡萄汁3.22.93.7青刀豆青刀豆5.45.25.7柠檬汁柠檬汁2.42.32.8胡萝卜胡萝卜5.25.05.4桃桃3.83.64.0蘑菇蘑菇5.85.85.9酸渍黄瓜酸渍黄瓜3.93.54.3青豆青豆6.26.06.3甜酸渍品甜酸渍品2.72.53.0甘薯甘薯5.25.15.4草莓草莓3.43.03.9马铃薯马铃薯5.55.45.6番茄番茄4.34.14.6菠菜菠菜5.45.15.9第32页，此课件共171页哦(4)(4)基质的成分：基质的成分：水分水分 加加热热杀杀菌菌时时，微微生生物物的的耐耐热热性性与与介介质质或或罐罐头头食食品品的的化学成分有很大关系。化学成分有很大关系。水分：水分：微生物的抗热性随基质含水量减少而增强。微生物的抗热性随基质含水量减少而增强。同同种种微微生生物物在在干干热热条条件件下下的的耐耐热热性性远远远远高高于于湿湿热条件下的。热条件下的。第33页，此课件共171页哦脂肪脂肪脂肪能增强微生物的耐热性。脂肪能增强微生物的耐热性。原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接触，形成的凝结薄膜层妨碍了水分的渗入，触，形成的凝结薄膜层妨碍了水分的渗入，使蛋白质凝固困难；脂肪是热的不良导体，使蛋白质凝固困难；脂肪是热的不良导体，阻碍了热的传入。阻碍了热的传入。第34页，此课件共171页哦糖类糖类糖糖类类:对对微微生生物物的的芽芽孢孢有有保保护护作作用用,糖糖浓浓度度越越高高，杀杀菌所需时间越长；菌所需时间越长；低浓度糖对芽孢耐热性的影响较小，高浓度糖对芽孢有低浓度糖对芽孢耐热性的影响较小，高浓度糖对芽孢有保护作用；糖浓度高到一定程度（保护作用；糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高左右）时，高渗透压环境能抑制微生物生长。渗透压环境能抑制微生物生长。第35页，此课件共171页哦蛋白质蛋白质蛋白质对微生物有保护作用蛋白质对微生物有保护作用,提高微生物的耐热性。提高微生物的耐热性。食品中含食品中含5%5%蛋白质时对微生物有保护作用。蛋白蛋白质时对微生物有保护作用。蛋白质含量质含量17171818或更高时，则对微生物的耐热性或更高时，则对微生物的耐热性影响不进一步增加。影响不进一步增加。蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性。加蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性。加明胶后，细菌耐热性提高明胶后，细菌耐热性提高2 2倍。倍。第36页，此课件共171页哦第37页，此课件共171页哦天然抗菌物质或化学抑菌物质天然抗菌物质或化学抑菌物质微生物的耐热性会明显下降，并可降低原始菌量。某些蔬菜和香辛料，如洋葱、辣椒、胡椒、芹菜、蒜头、芥末、胡萝卜等的汁液挥发出来的物质有抑制或杀死微生物的作用。这些物质称植物杀菌素。第38页，此课件共171页哦（）热处理温度和时间（）热处理温度和时间微生物的致死主要由热处理温度和时间决定；微生物的致死主要由热处理温度和时间决定；从从6060开始的各点温度对微生物都有致死作用；开始的各点温度对微生物都有致死作用；不同温度下，微生物致死时间有很大差异；不同温度下，微生物致死时间有很大差异；温温度度越越低低，致致死死时时间间就就越越长长，反反之之则则随随着着热热处处理理温温度度升高，热力致死时间会迅速缩短。升高，热力致死时间会迅速缩短。第39页，此课件共171页哦第40页，此课件共171页哦.微生物耐热性的表示方法微生物耐热性的表示方法热力致死温度热力致死温度热力致死速率热力致死速率曲线热力致死时间曲线热力致死时间(TDT)(TDT)F F值与值与Z Z值、值、D D值的关系值的关系第41页，此课件共171页哦.热力致死温度热力致死温度定义：定义：将某特定容器内一定量食品中的将某特定容器内一定量食品中的微生物全部杀死所需要的最低温度。微生物全部杀死所需要的最低温度。最古老的概念，现在仅在一般性场合使最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在作定量处理时已不使用。用，在作定量处理时已不使用。第42页，此课件共171页哦2.2.22.2.2 热力致死速率曲线热力致死速率曲线19541954年年日日本本的的谷谷川川等等人人以以鲑鲑鱼鱼罐罐头头中中分分离离出出的的巨巨大大芽芽孢孢杆杆菌菌为为对对象象菌菌进进行行108108的的热热杀杀菌菌试试验验，发发现现残残存存的的芽芽孢孢数数与与热热处理时间之间存在下面的关系：处理时间之间存在下面的关系：杀菌时间杀菌时间(min)(min)残存芽孢数残存芽孢数(个个/ml)/ml)1 100000000 1 100000000 1.5 50000000 1.5 50000000 2.5 10000000 2.5 10000000 4 1000000 4 1000000 6 100000 6 100000 8 10000 8 10000 10 1000 10 1000 第43页，此课件共171页哦第44页，此课件共171页哦对数化处理后杀菌时间与残存芽孢数之关系对数化处理后杀菌时间与残存芽孢数之关系如如以以单单位位样样品品内内活活菌菌残残存存数数的的对对数数值值为为纵纵坐坐标标，以以加加热热时时间间为为横横坐坐标标，作作图图，则则可可得得一一直直线线图图。该该曲曲线线即即为为热热力力致致死死速速率率曲曲线线(在在一一定定温温度度下下加加热热时时间间与与微微生生物物残残存存数数之间关系曲线之间关系曲线)。热力致死速率曲线热力致死速率曲线第45页，此课件共171页哦设设原原始始菌菌数数为为a，经经过过一一段段热热处处理理时时间间t后后，残残存菌数为存菌数为b，直线的斜率为，直线的斜率为k，则：，则：lg b lg a=k(t 0)t=-1/k(lg a lg b)令令 1/k=D，则：，则：t=D(lg alg b)热力致死速率曲线与菌种有关，与环境条件有热力致死速率曲线与菌种有关，与环境条件有关，与杀菌温度有关。关，与杀菌温度有关。第46页，此课件共171页哦D D 值值D D值值:指数递减时间指数递减时间(Decimal reduction time)(Decimal reduction time)定义：定义：在一定的环境和一定的热力致死温度条件下，在一定的环境和一定的热力致死温度条件下，每杀死某细菌数群中每杀死某细菌数群中9090原有活菌数时所需要的时间。原有活菌数时所需要的时间。D D值受处理温度、菌种、细菌或芽孢所处悬浮液性质值受处理温度、菌种、细菌或芽孢所处悬浮液性质等的影响；等的影响；与原始菌数无关；与原始菌数无关；第47页，此课件共171页哦n从从图图上上可可知知，D值值是是指指热热力力致致死死速速率率曲曲线线经经过过一一个个对对数数周周期期时时所所需需得得时时间间(min)(min)，它它是是该该直直线线斜斜率率的的倒数；倒数；nD D值值与与微微生生物物的的死死亡亡速速率率成成反反比比。D D值值愈愈大大，则则细细菌菌死死亡亡速速度度愈愈慢慢，该该菌菌的的耐耐热热性性愈愈强强，反反之之，则则愈愈弱弱。所所以以，D D值值大大小小与与细细菌耐热性的强度呈正比。菌耐热性的强度呈正比。第48页，此课件共171页哦第49页，此课件共171页哦例如：某菌原始数例如：某菌原始数1104，110热处理热处理3min后，菌数降后，菌数降为为110，则，则：D值的计算与表示：值的计算与表示：表示为：表示为：D110 1.00第50页，此课件共171页哦第51页，此课件共171页哦2.2.4 2.2.4 热力致死时间热力致死时间(TDT)(TDT)曲线曲线热力致死时间热力致死时间(Thermal Death Time(Thermal Death Time，TDT)TDT)：是是指指热热力力致致死死温温度度保保持持不不变变，将将处处于于一一定定条条件件下下的的食食品品(或或基基质质)中中的的某某一一对对象象菌菌(或或芽芽孢孢)全全部部杀杀死死所所必必须须的的最最短短的的热热处处理理时间。时间。第52页，此课件共171页哦第53页，此课件共171页哦lg t2-lg t1=k(T2-T1)lg t1-lg t2=-k(T2-T1)令令 Z=-1/k则得到热力致死时间曲线方程：则得到热力致死时间曲线方程：第54页，此课件共171页哦TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。与微生物的种类有关。该曲线可用以比较不同的温度该曲线可用以比较不同的温度-时间组合的杀菌时间组合的杀菌强度：强度：第55页，此课件共171页哦Z值：值：Z值是热力致死时间变化值是热力致死时间变化10倍所需倍所需要相应改变的温度数，单位为要相应改变的温度数，单位为。Z值与微生物的种类有关、与环境因素有关。值与微生物的种类有关、与环境因素有关。Z值越大，一般说明微生物的耐热性越强值越大，一般说明微生物的耐热性越强第56页，此课件共171页哦F0值：值：单位为单位为min，是采用，是采用121.1杀菌温度时的热力杀菌温度时的热力致死时间。致死时间。因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀菌温度菌温度-时间组合换算成时间组合换算成121.1时的杀菌时间，时的杀菌时间，从而可以方便地加以比较：从而可以方便地加以比较：第57页，此课件共171页哦例例3.1在某杀菌条件下，在在某杀菌条件下，在121.1用用1 min恰好将菌恰好将菌全部杀灭；现改用全部杀灭；现改用110、10 min处理，问能否处理，问能否达到原定的杀菌目标？设达到原定的杀菌目标？设Z=10。第58页，此课件共171页哦例例3.1解解已已知知：T1=110，t1=10 min，T2=121.1，t2=1 min，Z=10。利利用用TDT曲曲线线方方程程，将将110、10 min转转化化成成121.1下的时间下的时间t2，则，则t2=0.78 min t2说明未能全部杀灭细菌。那么在说明未能全部杀灭细菌。那么在110下需要下需要多长时间才够呢？仍利用上式，得多长时间才够呢？仍利用上式，得t1=12.88 min第59页，此课件共171页哦2.2.4 2.2.4 热力指数递减时间热力指数递减时间(TRT)(TRT)热热力力指指数数递递减减时时间间(Thermal(Thermal Reduction Reduction Time,TRT)Time,TRT)：在在任任何何热热力力致致死死温温度度条条件件下下将将细细菌菌或或芽芽孢孢数数减减少少到到某某一一程程度度(如如10-n)时所需的热处理时间时所需的热处理时间(min)。第60页，此课件共171页哦Ball将将-n指数称为递减指数，并用指数称为递减指数，并用TRTn表示。表示。根据根据tD(lgalgb)，将原始菌数减少到，将原始菌数减少到10-n时，所时，所需热处理时间。需热处理时间。TRTntD（lgn lg0）=nDTRTnnD10n个100个即：总菌数即：总菌数第61页，此课件共171页哦TRT1为热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需的热力处理时为热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需的热力处理时间。间。TRTn为曲线横过为曲线横过n个对数循环时所需的热力处理时间。个对数循环时所需的热力处理时间。TRTn是是D的扩大值。的扩大值。TRTn同同D值一样不受原始菌数的影响，同值一样不受原始菌数的影响，同样受对样受对D值有影响的因素支配。值有影响的因素支配。第62页，此课件共171页哦 如减菌指数如减菌指数n1，TRT1D,以加以加热温度为横坐标，热温度为横坐标，D值值的对数值为的对数值为纵坐标，根据各加热温度相应的纵坐标，根据各加热温度相应的lglgD，在半对数坐标纸上作图，便，在半对数坐标纸上作图，便可得到一条加热温度与可得到一条加热温度与D值的直线值的直线相关曲线，该直线称为相关曲线，该直线称为仿热力致仿热力致死时间曲线死时间曲线或或TRTTRT1 1曲线曲线 仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)第63页，此课件共171页哦根据根据TRTTRT1 1曲线图可以求出曲线图可以求出z z值。值。如温度如温度T T1 1时的时的D D值为值为D D1 1，温度，温度T T2 2时的时的D D值为值为D D2 2，则，则ACB仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)第64页，此课件共171页哦ACB仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)Z Z值：就是值：就是TRTTRT1 1直线横过一直线横过一个对数周期时所需要的温个对数周期时所需要的温度值度值,或或D D值成值成1010倍变化时倍变化时相对应的温度变化值。相对应的温度变化值。第65页，此课件共171页哦或或第66页，此课件共171页哦7、F0=nD：TDT值（或F0值）建立在“彻底杀灭”的概念基础上。已知在热处理过程中微生物并非同时死亡，即当微生物的数量变化时，达到“彻底杀灭”这一目标所需的时间也就不同。因此，必须重新考虑杀菌终点的确定问题。第67页，此课件共171页哦对于低酸性食品，因必须尽可能避免肉毒杆菌对于低酸性食品，因必须尽可能避免肉毒杆菌对消费者的危害，取对消费者的危害，取n=12。对于易被平酸菌腐败的罐头，因嗜热脂肪芽孢杆菌的D值高达3-4 min，若仍取12D，则因加热时间过长，食品的感官品质不佳，所以一般取4-5D，最多为6D。需要比较肉毒杆菌的需要比较肉毒杆菌的12D和嗜热菌的和嗜热菌的4-6D的值，的值，取较大者作为杀菌目标取较大者作为杀菌目标F0。第68页，此课件共171页哦F0=n D的意义：的意义：用适当的残存率值代替过去用适当的残存率值代替过去“彻底杀灭彻底杀灭”的的概念，这使得杀菌终点（或程度）的选择更概念，这使得杀菌终点（或程度）的选择更科学、更方便，同时强调了环境和管理对杀科学、更方便，同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。菌操作的重要性。通过通过F0=n D，还将热力致死速率曲线和热力，还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起，建立起了致死时间曲线联系在一起，建立起了D值、值、Z值和值和F0值之间的联系。值之间的联系。第69页，此课件共171页哦例例某某 产产 品品 净净 重重454 g，含含 有有D121.1=0.6 min、Z=10的的芽芽孢孢12只只/g；若若杀杀菌菌温温度度为为110，要要求求效果为产品腐败率不超过效果为产品腐败率不超过0.1%。求：。求：（1）理论上需要多少杀菌时间？（2）杀杀菌菌后后若若检检验验结结果果产产品品腐腐败败率率为为1%，则则实实际际原原始始菌菌数数是是多多少少？此此时时需需要要的的杀杀菌菌时时间间为多少？为多少？第70页，此课件共171页哦解解（1）F0=D（lg a lg b）=0.6(lg 5448 lg 0.001)=4.042 min F110=F0 lg-1(121.1 110)/10=52.1 min（2）F0=0.6(lg a lg 0.01)=4.042 min lg a=lg 0.01+4.042/0.6 a=54480，即芽孢含量为，即芽孢含量为120个个/g。此时，此时，F0=D(lg a lg b)=0.6(lg 54480 lg 0.001)=4.642 min F110=4.642 lg-1(121.1 110)/10=59.8 min第71页，此课件共171页哦2.3、超高温杀菌与酶的耐热性、超高温杀菌与酶的耐热性酶也是引起食品品质变化的重要因素。酶也是引起食品品质变化的重要因素。绝大多数酶在绝大多数酶在80以上即被钝化，只有以上即被钝化，只有部分酶比较耐热，如酸渍食品中的过氧部分酶比较耐热，如酸渍食品中的过氧化物酶能经受化物酶能经受85 的热处理。一般认为的热处理。一般认为经过杀菌处理，其中的酶也已经失活。经过杀菌处理，其中的酶也已经失活。采用采用121 以上高温杀菌时，会出现杀菌以上高温杀菌时，会出现杀菌强度足够但酶没有被钝化的现象。强度足够但酶没有被钝化的现象。高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也存在酶钝化不完全的现象。存在酶钝化不完全的现象。第72页，此课件共171页哦已知化学反应的温度系数已知化学反应的温度系数Q10=23，其中包括，其中包括酶促反应和酶的热钝化反应。酶促反应和酶的热钝化反应。已知已知D值是某一温度时微生物数量下降一个值是某一温度时微生物数量下降一个对数周期所需的热处理时间，所以对数周期所需的热处理时间，所以1/D就是就是该温度下单位时间内微生物的死亡数量，该温度下单位时间内微生物的死亡数量，即杀菌速率。热杀菌时的温度系数：即杀菌速率。热杀菌时的温度系数：低酸性食品中的微生物：低酸性食品中的微生物：Z=10，Q10=10。第73页，此课件共171页哦以以青青豆豆中中最最耐耐热热的的过过氧氧化化物物酶酶和和嗜嗜热热脂脂肪芽孢杆菌为例：肪芽孢杆菌为例：对于钝化酶，对于钝化酶，Q10=2.5，即，即 由此求得过氧化物酶的由此求得过氧化物酶的Z=26。根根据据各各自自的的Z值值和和在在某某一一温温度度下下彻彻底底杀杀灭灭（钝钝化化）的的时时间间，作作出出热热力力致致死死曲曲线线，并并比比较较，可可见见在在温温度度超超过过一一定定值值后后，酶酶的钝化成为首要问题。的钝化成为首要问题。第74页，此课件共171页哦第75页，此课件共171页哦3.罐头食品的传热罐头食品的传热罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式影响罐头食品传热的因素影响罐头食品传热的因素加热杀菌时罐头传热状态的测定加热杀菌时罐头传热状态的测定罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线第76页，此课件共171页哦3.1 3.1 罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式因食品性质、性状的不罐头食品的传热方式因食品性质、性状的不同而有区别，通常有同而有区别，通常有:传导传导对流对流对流传导对流传导三种方式三种方式第77页，此课件共171页哦传导传导(Conduction)(Conduction)热传导：热传导：食品在加热和冷却过程中，受热温食品在加热和冷却过程中，受热温度不同，分子间的相互碰撞，热量从高能量度不同，分子间的相互碰撞，热量从高能量分子向邻近低能量分子依次传递的方式，称分子向邻近低能量分子依次传递的方式，称热传导热传导。第78页，此课件共171页哦第79页，此课件共171页哦第80页，此课件共171页哦传导对流结合式传热传导对流结合式传热一般说，一般说，糖水或盐水的小块形成颗粒状糖水或盐水的小块形成颗粒状果蔬罐头果蔬罐头食品属于对流和传导同时存在食品属于对流和传导同时存在的，液体是对流传热，固体是导热传热。的，液体是对流传热，固体是导热传热。糊状玉米等含淀粉较多的罐头糊状玉米等含淀粉较多的罐头盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁苹果沙司等有较多沉积固体的罐头食品苹果沙司等有较多沉积固体的罐头食品第81页，此课件共171页哦其它方式传热其它方式传热为了加快传热速度，对于某些对流性较差的罐头为了加快传热速度，对于某些对流性较差的罐头食品采用机械转动或其他方式使之产生对流，这食品采用机械转动或其他方式使之产生对流，这种传热方式称为种传热方式称为诱导型传热诱导型传热。e.g.使用回转式杀菌，使罐头在杀菌和冷却过程中使用回转式杀菌，使罐头在杀菌和冷却过程中产生适当的转动，以促进传热。产生适当的转动，以促进传热。第82页，此课件共171页哦3.2 影响罐头食品传热的因素影响罐头食品传热的因素罐头食品的物理特性；罐头食品的物理特性；罐头容器材料的物理性质、厚度和几罐头容器材料的物理性质、厚度和几何尺寸；何尺寸；罐头的初温；罐头的初温；杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置；位置；第83页，此课件共171页哦3.2.1 3.2.1 罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性食品的物理特性不同，传热速度不同，而与食品的物理特性不同，传热速度不同，而与传热有关的食品物理特性主要是形状、大小、传热有关的食品物理特性主要是形状、大小、浓度、密度和粘度等浓度、密度和粘度等流体食品流体食品半流体食品半流体食品固体食品固体食品流体和固体混装食品流体和固体混装食品第84页，此课件共171页哦3.2.2 3.2.2 罐头容器材料的物理性质、罐头容器材料的物理性质、厚度和几何尺寸厚度和几何尺寸容器材料的物理性质及罐壁厚度容器材料的物理性质及罐壁厚度罐头食品的几何尺寸和容积罐头食品的几何尺寸和容积第85页，此课件共171页哦(1)容器材料的物理性质及罐壁厚度容器材料的物理性质及罐壁厚度热量从罐外向罐内食品的传递，受到罐热量从罐外向罐内食品的传递，受到罐壁的热阻作用壁的热阻作用(热阻热阻与罐壁厚度与罐壁厚度和热和热导率导率 有关有关)。不同制罐材料，其热导率不同制罐材料，其热导率 不同不同 铁铁：46.5252.34w/m.k 玻玻：0.580.93w/m.k 铝铝：203.53w/m.kn热阻热阻第86页，此课件共171页哦第87页，此课件共171页哦第88页，此课件共171页哦第89页，此课件共171页哦(2)罐头食品的几何尺寸和容积罐头食品的几何尺寸和容积传导型：对圆型罐而言，罐头杀菌时的加热时间可用下式近似估算：传导型：对圆型罐而言，罐头杀菌时的加热时间可用下式近似估算：T0：罐头食品的初温：罐头食品的初温(k);T1：罐头几何中心处最高的杀菌温度：罐头几何中心处最高的杀菌温度(k);T杀杀：杀菌加热介质的杀菌温度：杀菌加热介质的杀菌温度(k);：杀菌时所需的加热时间：杀菌时所需的加热时间(min);：罐头食品的导热系数：罐头食品的导热系数(W/m.K);H：罐外高：罐外高(cm);D：罐外径：罐外径(cm)容器的大小、形状容器的大小、形状(H:D)(H:D)对传热和加热时间有影响对传热和加热时间有影响第90页，此课件共171页哦3.2.3 3.2.3 罐头的初温罐头的初温食品初温指的是装入杀菌锅后开始杀菌前食品初温指的是装入杀菌锅后开始杀菌前的温度。的温度。传导型罐头食品加热时初温对传热影响较传导型罐头食品加热时初温对传热影响较大，从达到杀菌温度的时间来看，初温高大，从达到杀菌温度的时间来看，初温高则比初温低的短。则比初温低的短。对流型罐头食品加热时的初温影响不大对流型罐头食品加热时的初温影响不大。第91页，此课件共171页哦3.2.4 杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置位置罐头杀菌设备的类型；罐头杀菌设备的类型；罐头在杀菌锅内的位置；罐头在杀菌锅内的位置；杀菌锅内热介质的循环速度、热量分布杀菌锅内热介质的循环速度、热量分布第92页，此课件共171页哦3.2.4 杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置置(1)(1)罐头杀菌设备的类型：罐头杀菌设备的类型：类型不同，传热效果有差别：类型不同，传热效果有差别：静置式杀菌锅：罐头在杀菌锅内是静静置式杀菌锅：罐头在杀菌锅内是静置的，传热效果较差。置的，传热效果较差。回转式杀菌锅：罐头在杀菌锅内不断回转式杀菌锅：罐头在杀菌锅内不断转动，传热效果较好。转动，传热效果较好。第93页，此课件共171页哦(2)罐头在杀菌锅内的位置罐头在杀菌锅内的位置：对传热也有一定影响，主要式卧式静置杀菌锅，对传热也有一定影响，主要式卧式静置杀菌锅，罐头处于蒸气喷嘴远点，传热效果要差些；罐头处于蒸气喷嘴远点，传热效果要差些；如果锅内空气没有排除干净，存在空气袋，处于空气如果锅内空气没有排除干净，存在空气袋，处于空气袋内罐头，传热效果就更差。袋内罐头，传热效果就更差。第94页，此课件共171页哦(3)杀菌锅内传热介质的循环速度、热量分布杀菌锅内传热介质的循环速度、热量分布对传热效果也有不同程度的影响；对传热效果也有不同程度的影响；第95页，此课件共171页哦3.3 罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线在罐头食品加热和冷却过程中，可以用温度测定在罐头食品加热和冷却过程中，可以用温度测定仪测定不同时间时杀菌锅加热温度仪测定不同时间时杀菌锅加热温度(ts)和罐头中心和罐头中心温度温度(tm)及其变化情况及其变化情况;如果以加热时间或冷却时间为横坐标、温度为纵如果以加热时间或冷却时间为横坐标、温度为纵坐标，并在半对数坐标纸上作图，就可建立时间坐标，并在半对数坐标纸上作图，就可建立时间-温度关系曲线，即传热曲线；温度关系曲线，即传热曲线；第96页，此课件共171页哦第97页，此课件共171页哦第98页，此课件共171页哦不同传热类型食品的传热曲线不同传热类型食品的传热曲线用用1%、3.25%和和5%的膨润土悬浮液作试验，分别得的膨润土悬浮液作试验，分别得到对流型、先对流后传导型和传导型的传热曲线到对流型、先对流后传导型和传导型的传热曲线（后页图）。（后页图）。对流型曲线只有一种斜率，称简单型传热曲线。对流型曲线只有一种斜率，称简单型传热曲线。先对流后传导型曲线开始以对流型传热，直线斜先对流后传导型曲线开始以对流型传热，直线斜率大，后转变为传导型，直线斜率小，称转折型率大，后转变为传导型，直线斜率小，称转折型传热曲线。传热曲线。传导型曲线也是一种简单型传热曲线。传导型曲线也是一种简单型传热曲线。第99页，此课件共171页哦对流型对流-传导型传导型第100页，此课件共171页哦传热曲线