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食品保藏原理第1页，本讲稿共76页食品加工与保藏中的热处理食品加工与保藏中的热处理食品热处理反应的基本规律食品热处理反应的基本规律食品热处理条件的选择与确定食品热处理条件的选择与确定食品的非热杀菌食品的非热杀菌内容提要内容提要第2页，本讲稿共76页第一节第一节 食品加工与保藏中的热处理食品加工与保藏中的热处理热处理（热处理（Thermal processing）是采用加热的方式来改善食品品质、延长食品是采用加热的方式来改善食品品质、延长食品贮藏期的食品处理方法（技术）。贮藏期的食品处理方法（技术）。是食品加工与保藏中最重要的处理方法之一是食品加工与保藏中最重要的处理方法之一食品工业中采用的热处理有不同的方式食品工业中采用的热处理有不同的方式和工艺，不同种类的热处理所达到的主和工艺，不同种类的热处理所达到的主要目的和作用也有不同，但热处理过程要目的和作用也有不同，但热处理过程对微生物、酶和食品成分的作用以及传对微生物、酶和食品成分的作用以及传热的原理和规律有相同或相近之处。热的原理和规律有相同或相近之处。第3页，本讲稿共76页一、一、食品热处理的作用食品热处理的作用 正面作用正面作用杀死微生物，主要是致病菌和腐败菌等有杀死微生物，主要是致病菌和腐败菌等有害的微生物；害的微生物；钝化酶，主要是过氧化物酶、抗坏血酸钝化酶，主要是过氧化物酶、抗坏血酸酶；酶；第4页，本讲稿共76页一、一、食品热处理的作用食品热处理的作用 正面作用正面作用改善食品的品质与特性，如产生特别的色改善食品的品质与特性，如产生特别的色泽、风味和组织状态等；泽、风味和组织状态等；提高食品中营养成分的可利用率、可消化提高食品中营养成分的可利用率、可消化性等；性等；破坏食品中不需要或有害的成分，如大豆破坏食品中不需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制剂中的胰蛋白酶抑制剂第5页，本讲稿共76页负面作用负面作用食品中的营养成分，特别是热敏性成分有食品中的营养成分，特别是热敏性成分有一定损失一定损失食品的品质和特性产生不良的变化；食品的品质和特性产生不良的变化；消耗的能量较大。消耗的能量较大。第6页，本讲稿共76页二、热处理的类型和特点二、热处理的类型和特点 1.工业烹饪（工业烹饪（Industrial cooking）煮、焖（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤煮、焖（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤 2.热烫（热烫（Blanching or Scalding）3.热挤压（热挤压（Hot extrusion）4.热杀菌热杀菌 巴氏杀菌（巴氏杀菌（Pasteurisation）商业杀菌（商业杀菌（Sterilization）第7页，本讲稿共76页二、热处理的类型和特点二、热处理的类型和特点 1.工业烹饪（工业烹饪（Industrial cooking）工业烹饪一般作为食品加工的一种前处理过程，通常是为工业烹饪一般作为食品加工的一种前处理过程，通常是为了提高食品的感官质量而采取的一种处理手段。有了提高食品的感官质量而采取的一种处理手段。有煮、焖煮、焖（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤等几种形式。一般煮、等几种形式。一般煮、炖多在沸水中进行；焙、烤则以干热形式加热，温度较高；炖多在沸水中进行；焙、烤则以干热形式加热，温度较高；而煎炸也在较高温度的油介质中进行。而煎炸也在较高温度的油介质中进行。烹饪处理能杀灭部分微生物，破坏酶，改善食品烹饪处理能杀灭部分微生物，破坏酶，改善食品感官品质，提高食品可消化性，并破坏食品中不感官品质，提高食品可消化性，并破坏食品中不良成分，提高食品安全性，也可提高食品耐贮性良成分，提高食品安全性，也可提高食品耐贮性第8页，本讲稿共76页二、热处理的类型和特点二、热处理的类型和特点 2.热烫（热烫（Blanching or Scalding）又称漂烫、杀青、预煮。热烫的作用主要是破坏或钝化又称漂烫、杀青、预煮。热烫的作用主要是破坏或钝化食品中导致食品质量变化的酶类，保持食品原有品质，食品中导致食品质量变化的酶类，保持食品原有品质，防止或减少食品在加工和保藏中由酶引起的食品色、香、防止或减少食品在加工和保藏中由酶引起的食品色、香、味的劣化和营养成分的损失。主要应用于蔬菜和某些水味的劣化和营养成分的损失。主要应用于蔬菜和某些水果，通常是果蔬冷冻、干燥或罐藏前的一种前处理工序。果，通常是果蔬冷冻、干燥或罐藏前的一种前处理工序。导致果蔬在加工和保藏过程中质量降低的酶类导致果蔬在加工和保藏过程中质量降低的酶类主要是氧化酶类和水解酶类，热处理是破坏或主要是氧化酶类和水解酶类，热处理是破坏或钝化酶活性的最主要和最有效的方法之一。钝化酶活性的最主要和最有效的方法之一。第9页，本讲稿共76页二、热处理的类型和特点二、热处理的类型和特点 3.热挤压（热挤压（Hot extrusion）挤压是将食品物料放入挤压机中，物料在螺杆的挤压下挤压是将食品物料放入挤压机中，物料在螺杆的挤压下被压缩并形成熔融状态，然后在出料端通过模具出口被被压缩并形成熔融状态，然后在出料端通过模具出口被挤出的过程。挤出的过程。热挤压则是指食品物料在挤压的过程中还被加热。热挤热挤压则是指食品物料在挤压的过程中还被加热。热挤压也被称为挤压蒸煮（压也被称为挤压蒸煮（Extrusion cooking）。）。挤压是结合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等几种单元挤压是结合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等几种单元操作的过程。操作的过程。热挤压的特点：热挤压的特点：挤压食品多样化；挤压处理操作成本低；生产效挤压食品多样化；挤压处理操作成本低；生产效率高；便于自动控制和连续生产。率高；便于自动控制和连续生产。第10页，本讲稿共76页二、热处理的类型和特点二、热处理的类型和特点 4.热杀菌热杀菌 杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，根据要杀灭微生物的种类的不同可分为：根据要杀灭微生物的种类的不同可分为：巴氏杀菌（巴氏杀菌（Pasteurisation）商业杀菌（商业杀菌（Sterilization）第11页，本讲稿共76页巴氏杀菌（巴氏杀菌（Pasteurisation）巴氏杀菌是一种较温和的热杀菌形式巴氏杀菌是一种较温和的热杀菌形式,巴氏杀巴氏杀菌的处理温度通常在菌的处理温度通常在100以下以下,典型的巴氏杀菌条典型的巴氏杀菌条件是件是62.8，30min。达到同样的巴氏杀菌效果，达到同样的巴氏杀菌效果，可以有不同的温度时间组合。巴氏杀菌可以使食可以有不同的温度时间组合。巴氏杀菌可以使食品中的酶失活，破坏食品中热敏性微生物和致病品中的酶失活，破坏食品中热敏性微生物和致病菌。菌。第12页，本讲稿共76页巴氏杀菌（巴氏杀菌（Pasteurisation）巴氏杀菌的目的及产品的贮藏期主要取决于杀菌巴氏杀菌的目的及产品的贮藏期主要取决于杀菌条件、食品成分和包装情况条件、食品成分和包装情况.对低酸性食品对低酸性食品,巴氏杀菌目的是杀灭巴氏杀菌目的是杀灭致病菌致病菌；对于酸；对于酸性食品性食品,巴氏杀菌不仅可杀灭致病菌，还可以杀灭巴氏杀菌不仅可杀灭致病菌，还可以杀灭腐败菌腐败菌和和酶酶。酸性食品：指天然酸性食品：指天然pH4.6pH4.6的食品；的食品；低酸性食品：指最终平衡低酸性食品：指最终平衡PH4.6PH4.6，w0.85w0.85的任何食品。的任何食品。第13页，本讲稿共76页商业杀菌（商业杀菌（Sterilization）又简称为杀菌又简称为杀菌,是一种较强烈的热处理形式，通常是是一种较强烈的热处理形式，通常是将食品加热到较高的温度并维持一定的时间以达到杀死将食品加热到较高的温度并维持一定的时间以达到杀死所有致病菌、腐败菌和绝大部分微生物所有致病菌、腐败菌和绝大部分微生物,一般也能钝化酶，一般也能钝化酶，使杀菌后的食品达到较长的贮期。但它同样对食品营养使杀菌后的食品达到较长的贮期。但它同样对食品营养成分和品质的破坏也较大。成分和品质的破坏也较大。第14页，本讲稿共76页商业杀菌（商业杀菌（Sterilization）杀菌后食品的无菌程度通常也并非达到完全无菌，杀菌后食品的无菌程度通常也并非达到完全无菌，只是杀菌后食品中不含致病菌，残存的处于休眠状态只是杀菌后食品中不含致病菌，残存的处于休眠状态的非致病菌在正常的食品贮藏条件下不能生长繁殖，的非致病菌在正常的食品贮藏条件下不能生长繁殖，这种无菌程度被称为这种无菌程度被称为“商业无菌商业无菌”，即它是一种部分，即它是一种部分无菌。无菌。Partically sterile第15页，本讲稿共76页商业杀菌（商业杀菌（Sterilization）商业杀菌是以杀死食品中的致病和使食品腐败变质的商业杀菌是以杀死食品中的致病和使食品腐败变质的微生物为准，以使杀菌后的食品符合安全卫生要求、具有微生物为准，以使杀菌后的食品符合安全卫生要求、具有一定的贮藏期。一定的贮藏期。很明显，这种效果只有在密封的容器内才能取得，很明显，这种效果只有在密封的容器内才能取得，将食品先密封于容器内再进行杀菌处理即是一般罐头的将食品先密封于容器内再进行杀菌处理即是一般罐头的加工形式，而将经高温短时或超高温瞬时杀菌后的食品加工形式，而将经高温短时或超高温瞬时杀菌后的食品在无菌的条件下进行包装，则是无菌包装。在无菌的条件下进行包装，则是无菌包装。从杀菌时微生物被杀死的难易程度看，细菌的芽从杀菌时微生物被杀死的难易程度看，细菌的芽孢具有更高的耐热性，它通常较营养细胞难被杀孢具有更高的耐热性，它通常较营养细胞难被杀死。专性好氧菌的芽孢较兼性厌氧菌的芽孢容易死。专性好氧菌的芽孢较兼性厌氧菌的芽孢容易被杀死。被杀死。第16页，本讲稿共76页 热杀菌的主要类型热杀菌的主要类型湿热杀菌湿热杀菌热杀菌中最主要的方式之一。它是以蒸气、热水为热杀菌中最主要的方式之一。它是以蒸气、热水为热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。食品湿热杀菌的主要类型和特点食品湿热杀菌的主要类型和特点 低温长时杀菌法低温长时杀菌法低温长时杀菌法低温长时杀菌法 高温短时杀菌法高温短时杀菌法高温短时杀菌法高温短时杀菌法 超高温瞬时杀菌法超高温瞬时杀菌法超高温瞬时杀菌法超高温瞬时杀菌法第17页，本讲稿共76页 热杀菌的主要类型热杀菌的主要类型干热杀菌干热杀菌 采用火焰灼烧或干热空气进行灭菌的方法采用火焰灼烧或干热空气进行灭菌的方法电热杀菌电热杀菌亦称亦称 欧姆杀菌欧姆杀菌，利用电极将电流通过物体，利用电极将电流通过物体，由于阻抗损失、介质损耗等的存在，最终使由于阻抗损失、介质损耗等的存在，最终使电能转化为热能，使食品内部产生热量而达电能转化为热能，使食品内部产生热量而达到杀菌的目的。到杀菌的目的。第18页，本讲稿共76页三、食品热处理使用的能源和加热方式三、食品热处理使用的能源和加热方式能源能源 气体燃料（天然气或液化气）气体燃料（天然气或液化气）液体燃料（燃油等）液体燃料（燃油等）固体燃料（如煤、木、炭等）固体燃料（如煤、木、炭等）电电加热方式加热方式 直接加热直接加热 间接加热：蒸汽、热水、空气间接加热：蒸汽、热水、空气 第19页，本讲稿共76页第二节第二节 食品热处理反应的基本规律食品热处理反应的基本规律一、一、食品热破坏的反应动力学食品热破坏的反应动力学 在某一热处理条件下在某一热处理条件下食品成分的热处理破坏速率；食品成分的热处理破坏速率；温度对这些破坏反应的影响。温度对这些破坏反应的影响。微生物、酶等热处理的破坏速率第20页，本讲稿共76页热破坏反应热破坏反应 一级反应动力学一级反应动力学 对数规律对数规律-dc=kcdt式中：式中：-dc/dt为食品成分浓度减少的速率；为食品成分浓度减少的速率；c为食品成分的浓度；为食品成分的浓度；k为一级反应的速率常数。为一级反应的速率常数。第21页，本讲稿共76页微生物热力致死速率曲线微生物热力致死速率曲线第22页，本讲稿共76页D=2.303k斜率为斜率为 k/2.303=-1/D，则则Log c=log c1-k t2.303D值值 又称为指数递减时间又称为指数递减时间(decimal reduction time)，为微生物的活菌数每减少，为微生物的活菌数每减少90，也就是在对数，也就是在对数坐标中坐标中c的数值每跨过一个对数坐标值所对应的时间的数值每跨过一个对数坐标值所对应的时间(min)。第23页，本讲稿共76页 D值的标注：值的标注：D DT T D值的意义：值的意义：D值的大小可以反映微生物的耐热性。值的大小可以反映微生物的耐热性。在同一温度下比较不同微生物的在同一温度下比较不同微生物的D值时，值时，D值愈大，值愈大，表示在该温度下杀死表示在该温度下杀死90%微生物所需的时间愈长，即微生物所需的时间愈长，即该微生物愈耐热。该微生物愈耐热。例：例：110热处理时，原始菌数为热处理时，原始菌数为1104，热处理，热处理3分钟后，残存的活菌数为分钟后，残存的活菌数为110，求该热处理的，求该热处理的D值。值。第24页，本讲稿共76页 TDT值：值：热力致死时间热力致死时间(thermal death time)值，值，是指在某一恒定温度条件下，将食品中的某种微生物活是指在某一恒定温度条件下，将食品中的某种微生物活菌（细菌和芽孢）全部杀死所需要的时间（菌（细菌和芽孢）全部杀死所需要的时间（min）。试）。试验时以热处理后接种培养时无微生物生长作为全部活验时以热处理后接种培养时无微生物生长作为全部活菌已被杀死的标准。菌已被杀死的标准。TDT值的意义：值的意义：细菌热力致死时间随致死温度而异，细菌热力致死时间随致死温度而异，它表示了不同热力致死温度时细菌及芽孢的相对耐热性。它表示了不同热力致死温度时细菌及芽孢的相对耐热性。第25页，本讲稿共76页 热破坏反应和温度的关系热破坏反应和温度的关系 Log(TDT1/TDT)=T-T1zZ值：指指D D值值(或或TDTTDT值值)变化变化90%90%所对应的温度变化所对应的温度变化值值 (或或 F)F)。即。即Z Z值为热力致死时间按照值为热力致死时间按照1/101/10，或，或1010倍变化时相应的加热温度变化倍变化时相应的加热温度变化()()。Z Z值越值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。Log(D1/D)=T-T1z第26页，本讲稿共76页微生物热力致死速率曲线微生物热力致死速率曲线第27页，本讲稿共76页 温度系数及其与温度系数及其与Z值的关系值的关系 Log Q=10z例例：青豆过氧化物酶青豆过氧化物酶Q Q1010=2.5,=2.5,求其求其Z Z值值Z=10Log Q第28页，本讲稿共76页 D值、值、F值和值和Z值三者之间的关系值三者之间的关系 F F值值：通常采用通常采用121.1121.1为标准温度，与此对应的热力为标准温度，与此对应的热力致死时间称为致死时间称为F F值，又称杀菌致死值。因此值，又称杀菌致死值。因此,在在121.1121.1时求得的时求得的D D值乘以值乘以n n就可得到就可得到F F值；值；定义定义：标准下，将一定数量的某种微生物全部杀死所需：标准下，将一定数量的某种微生物全部杀死所需的时间；的时间；意义意义：可用来比较相同：可用来比较相同Z Z值细菌的耐热性，值细菌的耐热性，F F值越大，值越大，则表明细菌耐热性越强则表明细菌耐热性越强第29页，本讲稿共76页二、二、加热对微生物的影响加热对微生物的影响微生物和食品的腐败变质微生物和食品的腐败变质细菌、霉菌和酵母都可能引起食品的变质，其中细细菌、霉菌和酵母都可能引起食品的变质，其中细菌是引起食品腐败变质的主要原因。细菌中非芽孢菌是引起食品腐败变质的主要原因。细菌中非芽孢细菌在自然界存在的种类最多，污染食品的可能性细菌在自然界存在的种类最多，污染食品的可能性也最大，但这些菌的耐热性并不强，巴氏杀菌即可也最大，但这些菌的耐热性并不强，巴氏杀菌即可将其杀死。将其杀死。食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原因。第30页，本讲稿共76页微生物和食品的腐败变质微生物和食品的腐败变质 细菌中耐热性强的是芽孢菌。酵母菌和霉菌引起的变质多细菌中耐热性强的是芽孢菌。酵母菌和霉菌引起的变质多发生在酸性较高的食品中。发生在酸性较高的食品中。少数微生物对人类、动物或植物有病害作用，它们被少数微生物对人类、动物或植物有病害作用，它们被称为致病菌或病原菌。能在食品中产生毒素的微生物（致称为致病菌或病原菌。能在食品中产生毒素的微生物（致病菌）多见于细菌和霉菌。病菌）多见于细菌和霉菌。第31页，本讲稿共76页二、二、加热对微生物的影响加热对微生物的影响微生物的生长温度和微生物的耐热性微生物的生长温度和微生物的耐热性 每种每种微生物都有其最适生长温度，当温度高于微生物的最微生物都有其最适生长温度，当温度高于微生物的最适生长温度时，微生物的生长就会受到抑制甚至出现死亡现象。适生长温度时，微生物的生长就会受到抑制甚至出现死亡现象。第32页，本讲稿共76页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微生物的种类微生物菌种不同，耐热程度也不同，而且即使是同一菌种，微生物菌种不同，耐热程度也不同，而且即使是同一菌种，其耐热性也因菌株、培养条件、贮存环境和菌龄而异。正处其耐热性也因菌株、培养条件、贮存环境和菌龄而异。正处于生长繁殖的微生物营养细胞的耐热性较它的芽孢弱。各种于生长繁殖的微生物营养细胞的耐热性较它的芽孢弱。各种芽孢菌中，嗜热芽孢菌耐热性最强，厌氧芽孢次之，需氧菌芽孢菌中，嗜热芽孢菌耐热性最强，厌氧芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。芽孢最弱。第33页，本讲稿共76页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生长和细胞（芽孢）形成的环境条件微生物生长和细胞（芽孢）形成的环境条件温度；温度；离子环境；离子环境；非脂类有机化合物；非脂类有机化合物；脂类；脂类；微生物的菌龄微生物的菌龄长期生长在较高温度环境下的微生物会被驯长期生长在较高温度环境下的微生物会被驯化，较高温度下产生的芽孢比在较低温度下化，较高温度下产生的芽孢比在较低温度下产生的芽孢耐热性强。产生的芽孢耐热性强。钙、镁、铁、锰、钠离子的存在均会降低芽钙、镁、铁、锰、钠离子的存在均会降低芽孢的耐热性。孢的耐热性。许多有机物会影响芽孢的耐热性，虽然在某许多有机物会影响芽孢的耐热性，虽然在某些特殊条件下能得到一些数据，但也很难下些特殊条件下能得到一些数据，但也很难下一般性的结论。一般性的结论。有研究显示低浓度的脂肪酸对微生物有保护有研究显示低浓度的脂肪酸对微生物有保护作用，它使肉毒杆菌芽孢的耐热性提高。作用，它使肉毒杆菌芽孢的耐热性提高。关于菌龄对微生物耐热性的影响，芽孢和营关于菌龄对微生物耐热性的影响，芽孢和营养细胞不一样，幼芽孢较老芽孢耐热，而年养细胞不一样，幼芽孢较老芽孢耐热，而年幼的营养细胞对热更敏感。幼的营养细胞对热更敏感。第34页，本讲稿共76页影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素热处理时的环境条件热处理时的环境条件pH和缓冲介质；和缓冲介质；离子环境；离子环境；水分活性；水分活性；其它介质组成分。其它介质组成分。由于多数微生物生长于中性或偏碱性环境中，过由于多数微生物生长于中性或偏碱性环境中，过酸和过碱均使微生物耐热性下降，故一般芽孢在酸和过碱均使微生物耐热性下降，故一般芽孢在极端极端pH值环境下的耐热性较中性条件下差。值环境下的耐热性较中性条件下差。食品中低浓度食盐对芽孢耐热性有一定的增食品中低浓度食盐对芽孢耐热性有一定的增强作用，但随着浓度提高到强作用，但随着浓度提高到8%以上会使芽以上会使芽孢耐热性减弱。盐浓度的这种保护作用和削孢耐热性减弱。盐浓度的这种保护作用和削弱作用的程度，常随腐败菌种类而异。弱作用的程度，常随腐败菌种类而异。芽孢对干热的抵抗能力比湿热的强，湿热下芽孢对干热的抵抗能力比湿热的强，湿热下的蛋白质变性和干热下的氧化是导致芽孢死的蛋白质变性和干热下的氧化是导致芽孢死亡的原因，由于氧化所需要的能量高于蛋白亡的原因，由于氧化所需要的能量高于蛋白质变性的能量，故相同热处理条件下，湿热质变性的能量，故相同热处理条件下，湿热下的杀菌效果高于干热。下的杀菌效果高于干热。第35页，本讲稿共76页典型芽孢菌的耐热性参数典型芽孢菌的耐热性参数第36页，本讲稿共76页三、三、加热对酶的影响加热对酶的影响酶和食品的质量酶和食品的质量 酶也会导致食品在加工和贮藏过程中的质量变酶也会导致食品在加工和贮藏过程中的质量变化，主要反映在食品的感官和营养方面的质量降低。化，主要反映在食品的感官和营养方面的质量降低。这些酶主要是氧化酶类和水解酶类，包括过氧这些酶主要是氧化酶类和水解酶类，包括过氧化物酶、多酚氧化酶、脂肪氧化酶、抗坏血酸氧化化物酶、多酚氧化酶、脂肪氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。酶等。第37页，本讲稿共76页酶的最适温度和热稳定性酶的最适温度和热稳定性 温度对酶反应有明显的影响，任何一种酶都有其温度对酶反应有明显的影响，任何一种酶都有其最适的作用温度。最适的作用温度。酶酶稳定性稳定性的影响因素：的影响因素：pH、缓冲液离子强度和性、缓冲液离子强度和性质、底物、酶和体系中蛋白质的浓度、保温的时间质、底物、酶和体系中蛋白质的浓度、保温的时间及是否存在抑制剂和活化剂、酶的种类和来源、热及是否存在抑制剂和活化剂、酶的种类和来源、热处理的条件等。处理的条件等。第38页，本讲稿共76页酶的耐热性参数酶的耐热性参数第39页，本讲稿共76页四、四、加热对食品营养成分和感官品质的影响加热对食品营养成分和感官品质的影响 有益的结果有益的结果：热处理可以破坏食品中不需要的热处理可以破坏食品中不需要的成分；可改善营养素的可利用率；提高蛋白质的成分；可改善营养素的可利用率；提高蛋白质的可消化性；加热也可改善食品的感官品质等。可消化性；加热也可改善食品的感官品质等。不良后果不良后果：这主要体现在食品中热敏性营养成这主要体现在食品中热敏性营养成分的损失和感官品质的劣化。分的损失和感官品质的劣化。第40页，本讲稿共76页食品营养成分和感官品质指标的热耐性也主要取决于食品营养成分和感官品质指标的热耐性也主要取决于营养素和感官指标的种类、食品的种类，以及营养素和感官指标的种类、食品的种类，以及pHpH、水、水分、氧气含量和缓冲盐类等一些热处理时的条件。分、氧气含量和缓冲盐类等一些热处理时的条件。第41页，本讲稿共76页第三节第三节 食品热处理条件的选择与确定食品热处理条件的选择与确定 一、热处理的条件的选择一、热处理的条件的选择原则：原则：热处理应达到相应的热处理目的；热处理应达到相应的热处理目的；应尽量减少热处理造成的食品营养成分的破应尽量减少热处理造成的食品营养成分的破坏和损失；坏和损失；热处理过程不应产生有害物质，满足食品热处理过程不应产生有害物质，满足食品卫生要求卫生要求第42页，本讲稿共76页二、热能在食品中的传递二、热能在食品中的传递罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式 导热导热；对流对流；导热对流结合型导热对流结合型 冷点：冷点：导热是依靠物体间接触进行热量传递，导热是依靠物体间接触进行热量传递，在加热和冷却过程中，物料间出现温度梯度，在加热和冷却过程中，物料间出现温度梯度，传导最慢一点往往是罐头的几何中心，称为传导最慢一点往往是罐头的几何中心，称为冷点。冷点。第43页，本讲稿共76页冷点温度：冷点温度：传导、对流传导、对流第44页，本讲稿共76页影响容器内食品传热的因素影响容器内食品传热的因素表面传热系数表面传热系数食品和容器的物理性质食品和容器的物理性质加热介质（蒸汽）的温度和食品初始温度加热介质（蒸汽）的温度和食品初始温度之间的温度差之间的温度差容器的大小容器的大小第45页，本讲稿共76页三、食品热处理条件的确定三、食品热处理条件的确定 确定食品热处理条件的过程确定食品热处理条件的过程 主要考虑两方面的因素：主要考虑两方面的因素：微生物的耐热性参数：微生物的耐热性参数：F、Z 食品的传热特性参数：食品的传热特性参数：fh，f2，fc，jh 过程：过程：理论计算理论计算 实罐试验实罐试验 接种试验接种试验 贮藏试验贮藏试验 生产线试验生产线试验 贮藏试验贮藏试验 合适的杀菌条件合适的杀菌条件 以杀菌为例第46页，本讲稿共76页确定食品热杀菌条件的过程确定食品热杀菌条件的过程 第47页，本讲稿共76页罐藏食品杀菌时间及罐藏食品杀菌时间及F值的计算值的计算安全安全F值的计算值的计算 安全杀菌安全杀菌F F值的大小取决于所选择的对象菌的值的大小取决于所选择的对象菌的抗热性及生产实际过程中的卫生状况。如果已抗热性及生产实际过程中的卫生状况。如果已知某种罐头食品杀菌时所选对象菌的知某种罐头食品杀菌时所选对象菌的D D值，即值，即在所指定的温度条件下，杀死在所指定的温度条件下，杀死90%90%原有微生物原有微生物所需时间，则安全杀菌所需时间，则安全杀菌F F值可由下式计算求得值可由下式计算求得F F0 0=D(Lga-Lgb)=D(Lga-Lgb)例：某罐头厂在生产蘑菇罐头时，选择嗜热脂肪例：某罐头厂在生产蘑菇罐头时，选择嗜热脂肪芽孢杆菌为对象菌，经检验每克罐头食品在杀菌芽孢杆菌为对象菌，经检验每克罐头食品在杀菌前含对象菌数不超过前含对象菌数不超过2个，经个，经121杀菌和保温贮杀菌和保温贮藏后，允许腐败率为藏后，允许腐败率为0.05%以下，试估算以下，试估算425g蘑蘑菇罐头在标准温度下的菇罐头在标准温度下的F0值。值。第48页，本讲稿共76页罐藏食品杀菌时间的计算罐藏食品杀菌时间的计算改良基本法改良基本法 1920年，比奇洛，基本法；年，比奇洛，基本法；1923年，鲍尔，改良基本法。年，鲍尔，改良基本法。公式计算法公式计算法 了解公式法计算杀菌值和杀菌时间中各符号的意义了解公式法计算杀菌值和杀菌时间中各符号的意义 步骤步骤 列线图法列线图法The general methodImproved general method第49页，本讲稿共76页 对罐头食品而言，在某一特定的温度对罐头食品而言，在某一特定的温度T下，下，将罐内微生物全部杀死所需的热力致死时间将罐内微生物全部杀死所需的热力致死时间为为min，罐头在该温度下加热，罐头在该温度下加热t min，所取得的，所取得的部分杀菌量为部分杀菌量为A：A=t/部分杀菌量部分杀菌量（Partial sterility）的概念：）的概念：第50页，本讲稿共76页 我们以横坐标表示加热时间，以致死率为纵我们以横坐标表示加热时间，以致死率为纵坐标，绘出致死率曲线图，用积分的方法求出致坐标，绘出致死率曲线图，用积分的方法求出致死率曲线所包含的面积，即为杀菌效率。我们将死率曲线所包含的面积，即为杀菌效率。我们将杀菌过程分为杀菌过程分为n个温度段，在每个温度区间的面个温度段，在每个温度区间的面积就是该加热时间内的杀菌效率值，利用梯形积就是该加热时间内的杀菌效率值，利用梯形面积公式计算出各小面积值，其总和就是杀菌面积公式计算出各小面积值，其总和就是杀菌效率值。效率值。Ai,n=(Li,n+Li,n+1)ti,n/2 第51页，本讲稿共76页 整个杀菌过程的总杀菌量则为：整个杀菌过程的总杀菌量则为：A=Aa=ta/a 当当A=100%时时，表表示示整整个个杀杀菌菌过过程程的的达达到到了了100%的的杀杀菌菌量量，罐罐内内微微生生物物被被完完全全杀杀死死。而而当当A100%时时，表表示杀菌过度。由此可以推算出所需的杀菌时间。示杀菌过度。由此可以推算出所需的杀菌时间。第52页，本讲稿共76页杀菌值杀菌值(Sterilizing value)、致死值致死值(Leathality)的概念的概念 杀菌值杀菌值(F值值)：在一定的致死温度下将一定数量的某种在一定的致死温度下将一定数量的某种微生物全部杀死所需的时间（微生物全部杀死所需的时间（min）。）。F值要采用上下标标注，值要采用上下标标注，FZT。一般将标准杀菌条件下。一般将标准杀菌条件下的记为的记为F0 罐头食品的标准杀菌条件罐头食品的标准杀菌条件 条件温度T（）Z（）常温杀菌100（或8090）8（微生物对象菌）高温杀菌121.110（微生物对象菌）超高温杀菌13510.1（微生物对象菌）31.4（其它食品成分）第53页，本讲稿共76页商业无菌的理论杀菌值商业无菌的理论杀菌值F F=nD n的取值：对的取值：对PA3679，n=5；对肉毒杆菌，；对肉毒杆菌，n=12。F=nD 的概率学上的意义的概率学上的意义commercial sterility第54页，本讲稿共76页食品热杀菌条件的确定食品热杀菌条件的确定1、实罐试验、实罐试验 2、实罐接种的杀菌试验、实罐接种的杀菌试验3、保温贮藏试验、保温贮藏试验4、生产线上实罐试验、生产线上实罐试验第55页，本讲稿共76页1、实罐试验、实罐试验 一般情况下罐头食品经热力杀菌处理后，其感官品质将一般情况下罐头食品经热力杀菌处理后，其感官品质将下降，但如果高温短时杀菌，可加速罐内传热速率，从下降，但如果高温短时杀菌，可加速罐内传热速率，从而使内容物感官品质变化减少，同时还提高了杀菌设备而使内容物感官品质变化减少，同时还提高了杀菌设备利用率。这是当前罐头行业杀菌工业的趋势。利用率。这是当前罐头行业杀菌工业的趋势。满足理论计算的杀菌值为目标，可以各种不同的温满足理论计算的杀菌值为目标，可以各种不同的温度度-时间组合，实罐试验目的就是根据食品质量、时间组合，实罐试验目的就是根据食品质量、生产能力等因素选定杀菌条件。生产能力等因素选定杀菌条件。第56页，本讲稿共76页2、实罐接种的杀菌试验、实罐接种的杀菌试验 实罐试验时在根据产品感官质量最好和经济上又最合理所实罐试验时在根据产品感官质量最好和经济上又最合理所选定的温度选定的温度-时间组合最适宜的杀菌条件基础上，为时间组合最适宜的杀菌条件基础上，为了确证所确定的杀菌条件的合理性，往往还要进了确证所确定的杀菌条件的合理性，往往还要进行实罐接种的杀菌试验。将常见导致罐头腐败的行实罐接种的杀菌试验。将常见导致罐头腐败的细菌或芽孢定量接种在罐头内，在所选定的杀菌细菌或芽孢定量接种在罐头内，在所选定的杀菌温度中进行不同时间的杀菌，再保温检查其腐败温度中进行不同时间的杀菌，再保温检查其腐败率。率。第57页，本讲稿共76页3、保温贮藏试验、保温贮藏试验 接种实罐试验后的样品要在恒温下进行保温试验。培接种实罐试验后的样品要在恒温下进行保温试验。培养温度依据试验菌的不同而不同。养温度依据试验菌的不同而不同。霉菌：霉菌：21.1-26.7；芽孢杆菌：；芽孢杆菌：35.0-43.2；嗜温菌和酵母：嗜温菌和酵母：26.7-32.2；嗜热菌：；嗜热菌：50.0-57.2 第58页，本讲稿共76页4、生产线上实罐试验、生产线上实罐试验 接种实罐试验和保温试验结果都正常的罐头加热杀菌条件，接种实罐试验和保温试验结果都正常的罐头加热杀菌条件，就可以进入生产线的实罐试验做最后验证。试样量至少就可以进入生产线的实罐试验做最后验证。试样量至少100罐以上，试验时必须对生产线实罐试样也要经历保罐以上，试验时必须对生产线实罐试样也要经历保温试验，一般温试验，一般3-6个月。当保温试样开罐后检验结构显个月。当保温试样开罐后检验结构显示内容物全部正常，即可将此杀菌条件作为生产上使示内容物全部正常，即可将此杀菌条件作为生产上使用。如发现试样中有腐败菌，则要进行原因菌的分离用。如发现试样中有腐败菌，则要进行原因菌的分离试验。试验。第59页，本讲稿共76页四、典型的热处理工艺四、典型的热处理工艺 工业烹饪工业烹饪(Industrial cooking)焙烤焙烤 主要用以改变食品的食用特性的处理形式主要用以改变食品的食用特性的处理形式。也可一。也可一定程度杀菌和降低水品表面水分活性的作用，使制定程度杀菌和降低水品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性品有一定的保藏性。焙（焙（baking）：主要用于面制品和水果：主要用于面制品和水果 烤（烤（roasting）：主要用于肉类、坚果和蔬菜：主要用于肉类、坚果和蔬菜 第60页，本讲稿共76页油炸油炸(Frying)主要是为了提高食品的食用品质而采用的一主要是为了提高食品的食用品质而采用的一种热处理手段。可以产生油炸食品特有的色香味种热处理手段。可以产生油炸食品特有的色香味和质感。和质感。油炸的工艺：油炸的工艺：温度和时间温度和时间-取决于食品的种类、取决于食品的种类、油的温度、油炸的方法、食品的厚度（大小）油的温度、油炸的方法、食品的厚度（大小）和所要达到的食用品质。和所要达到的食用品质。第61页，本讲稿共76页油炸油炸(Frying)油炸方法：油炸方法：浅层油炸（浅层油炸（Shallow frying）油浴油炸（油浴油炸（Deep-fat frying）常压油炸常压油炸 真空油炸真空油炸 第62页，本讲稿共76页热烫热烫(Blanching 或或 Scalding)是一种以灭酶为主要目的的热处理形式是一种以灭酶为主要目的的热处理形式,针针对的对象主要是蔬菜和水果，通常是食品冷冻、对的对象主要是蔬菜和水果，通常是食品冷冻、干燥或罐藏等食品加工保藏中的一种前处理手干燥或罐藏等食品加工保藏中的一种前处理手段。段。热烫还具杀菌、排除食品物料中的气体、软热烫还具杀菌、排除食品物料中的气体、软化食品物料，以便于装罐等作用。蔬菜和水果的化食品物料，以便于装罐等作用。蔬菜和水果的热烫还可结合去皮，清洗和增硬等处理形式同时热烫还可结合去皮，清洗和增硬等处理形式同时进行。进行。第63页，本讲稿共76页热烫热烫(Blanching 或或 Scalding)热烫方法：热烫方法：热水热烫（热水热烫（Hot-water blanching）蒸汽热烫（蒸汽热烫（Steam blanching）热空气热烫（热空气热烫（Hot-air blanching）微波热烫微波热烫（Microwave blanching）第64页，本讲稿共76页热挤压热挤压(Hot extrusion)挤压是为了使食品物料产生特殊组织结构挤压是为了使食品物料产生特殊组织结构和形态的一种处理形式。热挤压是指物料在挤和形态的一种处理形式。热挤压是指物料在挤压过程中还受到热的作用。挤压过程中的热可压过程中还受到热的作用。挤压过程中的热可以由挤压机和物料自身的摩擦和剪切作用产生，以由挤压机和物料自身的摩擦和剪切作用产生，也可由外热导入。也可由外热导入。第65页，本讲稿共76页热挤压热挤压(Hot extrusion)挤压过程：挤压过程：输送混合、压缩剪切、热熔均压、输送混合、压缩剪切、热熔均压、成型膨化成型膨化挤压设备：挤压设备：挤出机挤出机 自热式和加热式；单螺杆式和双螺杆式；自热式和加热式；单螺杆式和双螺杆式；高剪切力和低剪切力高剪切力和低剪切力 第66页，本讲稿共76页杀菌杀菌 是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，根据要杀灭是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，根据要杀灭微生物的种类的不同可分为巴氏杀菌和商业杀菌。微生物的种类的不同可分为巴氏杀菌和商业杀菌。巴氏灭菌巴氏灭菌(Pasteurisation)经巴氏杀菌的食品物料一般贮藏期较短经巴氏杀菌的食品物料一般贮藏期较短,通常只有几小通常只有几小时到几天，结合其它的贮藏条件可以提高其贮藏期。时到几天，结合其它的贮藏条件可以提高其贮藏期。第67页，本讲稿共76页商业杀菌商业杀菌(Sterilization)杀菌的效果必须借助良好的包装才能维持。杀菌的效果必须借助良好的包装才能维持。杀菌方法分类：杀菌方法分类：压力压力:常压杀菌、加压杀菌常压杀菌、加压杀菌温度温度-时间：时间：低温长时、高温短时、超高温瞬时低温长时、高温短时、超高温瞬时热介质热介质:热水、水蒸气、水蒸气和空气混合物、火焰热水、水蒸气、水蒸气和空气混合物、火焰 设备的连续化程度：设备的连续化程度：间歇、连续间歇、连续第68页，本讲稿共76页杀菌和装罐密封的关系杀菌和装罐密封的关系 将食品先密封于容器内