第3章 热处理与杀菌PPT讲稿.ppt

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1、第3章 热处理与杀菌第1页，共127页，编辑于2022年，星期二教教 学学 内内 容容（讲课学时：（讲课学时：14h14h）食品热处理杀菌原理食品热处理杀菌原理商业杀菌工艺技术商业杀菌工艺技术巴氏杀菌工艺技术巴氏杀菌工艺技术热烫处理工艺技术热烫处理工艺技术热处理对食品质量的影响及控制热处理对食品质量的影响及控制2第2页，共127页，编辑于2022年，星期二保藏热处理：降低微生物和酶活性保藏热处理：降低微生物和酶活性转化热处理：蒸煮、烘烤、油炸转化热处理：蒸煮、烘烤、油炸3第3页，共127页，编辑于2022年，星期二v杀菌(sterilization)：将所有微生物及孢子，完全杀灭的加热处理方法

2、，称为杀菌或绝对无菌法。-由于有些罐头食品内容物传热速度相当慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，这时食品品质可能已劣变到无法食用。v商业杀菌(commercial sterilzation)：将病原菌、产毒菌及造成食品腐敗的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢；在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。4第4页，共127页，编辑于2022年，星期二v巴氏杀菌(Pasteurization)：在100以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，因此巴氏杀菌产品没有在常温下保存期限的

3、要求。v热烫(Blanching)：生鲜的食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。5第5页，共127页，编辑于2022年，星期二第第第第1 1 1 1节节节节 食品热处理杀菌原理食品热处理杀菌原理食品热处理杀菌原理食品热处理杀菌原理微生物的耐热性食品的传热食品热杀菌强度的计算食品热杀菌条件的确定6第6页，共127页，编辑于2022年，星期二热力杀菌罐藏保存食品的历史热力杀菌罐藏保存食品的历史n1795年法国大革命时期，拿破伦在欧洲战场东奔西走，新鲜食品不足，士兵净吃盐浸、干燥、烟熏食物，长时间航海士兵因营养不良坏血病猛增，拿破伦意识到

4、士兵虽有士气，但没有丰富的营养也不行。n1804年法国人尼古拉阿培尔发明了制作罐头的方法，从此诞生了罐头。7第7页，共127页，编辑于2022年，星期二n1804年阿培尔发明了把水果、蔬菜、肉、鱼、鸡蛋等调理食品装入玻璃瓶，用软木塞密封后，在沸水中加热处理，就能保存几年的制作方法，获得12000法郎奖金。8第8页，共127页，编辑于2022年，星期二酒浸鳗鱼肉酒浸鳗鱼肉法式鳗鱼肉法式鳗鱼肉鳗鳗鱼鱼肉肉香香沙沙司司9第9页，共127页，编辑于2022年，星期二n1810年英国人使用金属罐制作罐头，下图为1824年的产品照片。n马口铁罐发明人：彼得朱兰特10第10页，共127页，编辑于2022年，

5、星期二n1845年阿培尔的外甥开发的100以上的加热杀菌锅。11第11页，共127页，编辑于2022年，星期二n1861年巴斯德发现食品腐败的原因是腐败微生物引起。n揭示了热力杀菌原理。12第12页，共127页，编辑于2022年，星期二n美国南北战争期间，罐头作为士兵携带的食品而被迅速扩大生产。13第13页，共127页，编辑于2022年，星期二n1871日本第一次生产了罐头，1922成立了罐头协会。14第14页，共127页，编辑于2022年，星期二现现代代罐罐头头加加工工技技术术的的特特点点：二二重重卷卷边边密密封封，形形成成装装料料、抽抽气气、杀杀菌菌，流水线作业。流水线作业。15第15页，

6、共127页，编辑于2022年，星期二n1950年美国陆军研究制造了软罐头食品，日本在1969年首次生产了软罐头食品。16第16页，共127页，编辑于2022年，星期二罐藏工艺的重要性罐藏工艺的重要性安全性安全性 无需防腐剂无需防腐剂方便性方便性 常温贮藏流通常温贮藏流通17第17页，共127页，编辑于2022年，星期二1895年麻省理工学院开展了食品微生物研究，得出了结论，罐藏食品的腐败是由于加热量经常达不到破坏食品内的微生物所造成。要制定出既达到杀菌的要求，又可以使食品的质量因素变化最少的合理的杀菌工艺参数（温度和时间），就必须研究微生物的耐热性，以及热量在食品中的传递情况等，以便确定科学合

7、理的热处理条件。18第18页，共127页，编辑于2022年，星期二一、微生物的耐热性一、微生物的耐热性v微生物对热的敏感性常受各种因素的影响，如种类、数量、环境条件等。微生物对热的敏感性常受各种因素的影响，如种类、数量、环境条件等。v鉴定微生物的死亡，常以它是否失去了繁殖与变异能力为标准。鉴定微生物的死亡，常以它是否失去了繁殖与变异能力为标准。19第19页，共127页，编辑于2022年，星期二v依细菌生长速度与温度之相互关系可将之分成：依细菌生长速度与温度之相互关系可将之分成：嗜嗜冷冷菌菌（Psychrophiles）-生生长长最最适适温温度度在在10102020，如如霉霉菌菌和和部部分分细细

8、菌菌可可在在此此温温度下生长；度下生长；嗜温菌（嗜温菌（Mesophiles）-生长最适温度在生长最适温度在252536.736.7；嗜嗜热热菌菌（Thermophiles）-生生长长最最适适温温度度在在50506565，有有的的可可以以在在76.776.7下下缓缓慢慢生生长。长。20第20页，共127页，编辑于2022年，星期二v罐头食品的腐败及腐败菌罐头食品的腐败及腐败菌凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败菌。凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败菌。有有人人曾曾对对日日本本市市场场销销售售的的罐罐头头进进行行过过普普查查，在在725725只只肉肉、鱼鱼、蔬蔬菜菜和和水水

9、果果罐罐头头中中发发现现有有活活菌菌存存在在的的罐罐头头各各占占20%20%、10%10%、8%8%、和和3%3%；大大多多数数罐罐头头中中出出现现的的细细菌菌为为需需氧氧性性芽孢菌芽孢菌商业无菌商业无菌。这这些些罐罐头头并并未未出出现现有有腐腐败败变变质质的的现现象象；主主要要是是罐罐内内缺缺氧氧环环境境抑抑制制了了它它们们生生长长繁繁殖的结果；若将这些罐头通气后培养，不久就出现腐败变质现象。殖的结果；若将这些罐头通气后培养，不久就出现腐败变质现象。21第21页，共127页，编辑于2022年，星期二v若若正正常常加加工工和和杀杀菌菌的的罐罐头头在在贮贮藏藏运运输输中中发发生生变变质质时时，就

10、就应应该该找找出出腐腐败败的的根根源源，采采取取根除措施。根除措施。v事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现腐败菌也各有差异。事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现腐败菌也各有差异。v各种腐败菌的生活习性不同，故应该选择不同的杀菌工艺要求。各种腐败菌的生活习性不同，故应该选择不同的杀菌工艺要求。v因因此此，弄弄清清罐罐头头腐腐败败原原因因及及其其菌菌类类是是正正确确选选择择合合理理加加热热和和杀杀菌菌工工艺艺，避避免免贮贮运运中中罐罐头腐败变质的首要条件。头腐败变质的首要条件。22第22页，共127页，编辑于2022年，星期二-孢子本性（与遗传有关的因子）；孢子本性（与遗传有关的因子）；-孢子

11、或细胞生长或形成时环境条件；孢子或细胞生长或形成时环境条件；-孢子或细胞在加热时环境及加热后的再生条件。孢子或细胞在加热时环境及加热后的再生条件。1 1影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素23第23页，共127页，编辑于2022年，星期二霉菌、酵母耐热性低，部分细菌很耐热。菌种不同、耐热性不同。同一菌种，菌株不同，耐热性也不同。正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱。各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异。(1)(1)菌种和菌株菌种和菌株24第24页，共127页，编辑于2022年，星期二(2

12、)原始菌数u腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长。u罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。-细菌孢子悬浮液内孢子数越多，该悬浮液的耐热性越强。肉毒杆菌芽孢的数量对致死时间的影响芽孢数量/个100杀菌时间/min芽孢数量/个100杀菌时间/min72 000 000 0001 640 000 00032 000 000240125110650 00016 00032882 504025第25页，共127页，编辑于2022年，星期二-罐头生产过程中的卫生情况直接影响杀菌效果-罐头酸败率随罐头所含芽孢数量的增加而增加 蘑菇罐头经杀菌保温后

13、的酸败情况26第26页，共127页，编辑于2022年，星期二原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121时的杀菌时间（分钟）玉米菌数平盖酸坏的百分率无糖60个平酸菌/10克食糖2500个平酸菌/10克糖700095.8800075900054.227第27页，共127页，编辑于2022年，星期二(3)(3)产生孢子的介质、环境因素产生孢子的介质、环境因素热处理前细菌芽孢的培育和经历生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环境对其耐热性有一定影响。-自然条件较人工培养条件更有助于孢子产生耐热性；自然条件较人工培养条件更有助于孢子产生耐热性；-不不同同培培养养基基对对所所形形成成的的

14、芽芽孢孢耐耐热热性性影影响响很很大大，在在含含有有磷磷酸酸或或镁镁的的培培养养基基中中生生长长出出的的芽芽孢孢具具有有较较强强的的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；-在高温下培养比在低温下形成的芽孢的耐热性要强；在高温下培养比在低温下形成的芽孢的耐热性要强；-菌龄与贮藏期也有一定影响。菌龄与贮藏期也有一定影响。28第28页，共127页，编辑于2022年，星期二(4)(4)与加热介质有关因子与加热介质有关因子热处理时介质或食品成分的影响热处理时介质或食品成分的影响n原料酸度（原料酸度（pHpH值）值）-大大

15、多多数数芽芽孢孢杆杆菌菌在在中中性性范范围围内内耐耐热热性最强，性最强，pHpH低于低于5 5时细菌芽孢就不耐热；时细菌芽孢就不耐热；-在在加加工工一一些些蔬蔬菜菜和和汤汤类类时时常常常常添添加加酸酸，适适当当提提高高内内容容物物酸酸度度，以以降降低低杀杀菌菌温温度度和和时间，保存食品品质和风味。时间，保存食品品质和风味。加热介质pH对芽孢耐热性的影响29第29页，共127页，编辑于2022年，星期二肉肉毒毒杆杆菌菌在在pHpH4.54.5的的食食品品中中生生长长受受到到抑抑制制，也也不不会会产产生生毒毒素素，细细菌菌或或芽芽孢孢在在低低pHpH值值条条件件下下不不耐耐热热处处理理，因因而而在

16、在低低酸酸性性食食品品中中加加酸酸（以以不不改改变变原原有有风风味味为为原原则则）以以提提高高杀杀菌菌和保藏效果。和保藏效果。酸酸使使微微生生物物耐耐热热性性减减弱弱的的程程度度随随酸酸的的种种类类而而异异，一一般般乳乳酸酸对对微微生生物物的的抑抑制制作作用用最最强，苹果酸次之，柠檬酸稍弱。罐头中常使用的是柠檬酸。强，苹果酸次之，柠檬酸稍弱。罐头中常使用的是柠檬酸。30第30页，共127页，编辑于2022年，星期二食食品品的的酸酸度度对对微微生生物物及及其其芽芽孢孢的的耐耐热热性性的的影影响响十十分分显显著著，所所以以食食品品酸酸度度与与微微生生物物耐耐热性这一关系在罐头杀菌的实际应用中具有相

17、当重要的意义。热性这一关系在罐头杀菌的实际应用中具有相当重要的意义。使罐头食品填充液酸化，结果可使污染细菌耐热性降低。使罐头食品填充液酸化，结果可使污染细菌耐热性降低。-如如果果添添加加酸酸的的百百分分比比相相同同，对对降降低低细细菌菌耐耐热热性性的的有有效效程程度度，其其顺顺序序为为乳乳酸酸、柠檬酸和醋酸；柠檬酸和醋酸；-如果以如果以pHpH值为标准，则其顺序为醋酸、乳酸、柠檬酸。值为标准，则其顺序为醋酸、乳酸、柠檬酸。31第31页，共127页，编辑于2022年，星期二食食品品化化学学成成份份如如罐罐头头内内容容物物中中的的糖糖、盐盐、蛋蛋白白质质、脂脂肪肪等等对对微微生生物物的的耐耐热热性

18、性有有不不同同程程度的影响度的影响n糖的影响糖的影响-高高浓浓度度的的糖糖液液对对受受热热处处理理的的细菌的芽孢有保护作用细菌的芽孢有保护作用-糖糖吸吸收收了了微微生生物物细细胞胞中中的的水水分分，导导致致细细胞胞内内原原生生质质脱脱水水，影影响响了了蛋蛋白白质质的的凝凝固固速速度度，从从而而增增强强了了细细胞胞的耐热性的耐热性糖对细菌耐热性的影响32第32页，共127页，编辑于2022年，星期二n盐的影响盐的影响低浓度的食盐（低浓度的食盐（2%2%4%4%）对微生物的耐热性有保护作用；）对微生物的耐热性有保护作用；8%8%以上高浓度的食盐对微生物的耐热性有削弱的作用；以上高浓度的食盐对微生物

19、的耐热性有削弱的作用；这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异。这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异。-低低浓浓度度食食盐盐的的渗渗透透作作用用吸吸收收了了微微生生物物细细胞胞中中的的部部分分水水分分，使使蛋蛋白白质质凝凝固固困困难难从从而而增增强强了了微微生生物的耐热性。物的耐热性。-高高浓浓度度食食盐盐的的高高渗渗透透压压造造成成微微生生物物细细胞胞中中蛋蛋白白质质大大量量脱脱水水变变性性导导致致微微生生物物死死亡亡；食食盐盐中中的的NaNa、K K、CaCa2 2和和MgMg2 2等等金金属属离离子子对对微微生生物物有有致致毒毒作作用用；食食盐盐还还能能降降低低食食品品中中的的水水分

20、分活活度度（Aw），使使微生物可利用的水减少，新陈代谢减弱。微生物可利用的水减少，新陈代谢减弱。33第33页，共127页，编辑于2022年，星期二食品中其它成分的影响食品中其它成分的影响n淀粉对芽孢没有直接影响淀粉对芽孢没有直接影响n蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性n脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用n如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢的耐热性如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢的耐热性n食食品品中中的的酶酶：在在罐罐头头杀杀菌菌过过程程中中，几几乎乎所所有有的的酶酶在在80809090

21、的的高高温温下下，几几分分钟钟就就可可能能破破坏坏。近近年年来来采采用用的的高高温温短短时时杀杀菌菌和和无无菌菌装装罐罐等等新新措措施施，遇遇到到罐罐头头食食品品异异味味发发生生的的现现象象，检检验验没没有有细细菌菌的的存存在在，而而是是过过氧氧化化物物酶酶对对高高温温短短时时杀杀菌菌处处理理的的抵抵抗抗力力比比许许多多耐耐热热细细菌菌还还强强。因因此此，将将果果品品中中过过氧氧化化物物酶酶的的钝化作为酸性罐头食品杀菌的指标。钝化作为酸性罐头食品杀菌的指标。34第34页，共127页，编辑于2022年，星期二(5)(5)加热后的再生条件加热后的再生条件杀菌后细菌芽孢所处的环境杀菌后细菌芽孢所处的

22、环境n嗜嗜热热平平酸酸菌菌在在罐罐头头内内杀杀菌菌后后迅迅速速冷冷却却至至3737以以下下，并并在在室室温温下下贮贮藏藏，可可使使罐罐内内芽芽孢孢不不萌萌发发生生长，甚至于自行灭亡。长，甚至于自行灭亡。n一一般般细细菌菌在在较较低低pHpH下下无无法法萌萌发发生生长长，肉肉毒毒杆杆菌菌在在pH4.6pH4.6以以下下不不能能发发育育。因因此此高高酸酸性性食食品品常常用用100100沸水杀菌，因为不必考虑杀死肉毒杆菌问题。沸水杀菌，因为不必考虑杀死肉毒杆菌问题。n水分活性对微生物的发育也有影响。水分活性对微生物的发育也有影响。-食食品品罐罐头头的的杀杀菌菌不不一一定定要要使使罐罐内内完完全全无无

23、菌菌，除除要要严严格格控控制制肉肉毒毒杆杆菌菌的的生生长长以以防防其其产产生生毒毒素素外外，只只要要在在一一般般商商品品流流通通过过程程中中不变质，而且罐头腐败率在经济上合算范围以内就可以说达到杀菌目的。这就是罐头杀菌通常都称为商业灭菌的原因所在。不变质，而且罐头腐败率在经济上合算范围以内就可以说达到杀菌目的。这就是罐头杀菌通常都称为商业灭菌的原因所在。35第35页，共127页，编辑于2022年，星期二(6)(6)热处理温度热处理温度n最低热致死温度；提高温度可以减少致死时间。最低热致死温度；提高温度可以减少致死时间。n热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。热处理温度越高，杀死

24、一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。n按按照照微微生生物物的的一一般般致致死死原原理理，微微生生物物在在高高于于其其生生长长温温度度区区域域最最大大值值的的热热环环境境中中，必必然然受受到到致命的损害，且随着受热时间的延长而加剧，直至死亡。致命的损害，且随着受热时间的延长而加剧，直至死亡。n实验证明：微生物的热致死率是加热温度和时间的函数。实验证明：微生物的热致死率是加热温度和时间的函数。36第36页，共127页，编辑于2022年，星期二不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线37第37页，共127页，编辑于2022年，星期二热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影

25、响热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响温度平酸菌芽孢全部死亡所需时间（分）温度平酸菌芽孢全部死亡所需时间（分）温度平酸菌芽孢全部死亡所需时间（分）1001200115701303105600120191351110196125738第38页，共127页，编辑于2022年，星期二注意：n微生物在热力作用下的死亡特性既然是各种因素综合影响的结果，那么，对腐败菌耐热性作比较时就应指出比较时所处的条件。n利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食品的杀菌程度时，测定对象菌耐热性所处的条件和环境应和该罐头食品所含成分基本一致。39第39页，共127页，编辑于2022年，星期二n各种腐败菌对酸性环境的适应性不

26、同，而各种食品的酸度或pH值也各有差异。n根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性。n在罐头工业中，酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.6为界线。n工业生产的罐头食品中，其最后平衡pH值高于4.6及水分活度大于0.85即为低酸性食品。2 2热杀菌食品的热杀菌食品的pHpH分类分类40第40页，共127页，编辑于2022年，星期二n水份活度Aw和pH对微生物的生长有决定性的影响，实验数据表明，Aw 0.85和pH4.6是一个分界点，如果某食品控制在Aw 0.85以下及pH4.6以下是属于较安全的食品，只需要低于100温度杀菌便可，

27、如果汁罐头就是属于这种情形。n但科学家实验也证明上述两个制约因素中只要有一个达到，便可用100温度杀菌。水水分活度分活度Aw41第41页，共127页，编辑于2022年，星期二n美国食品科学家把罐头食品分为三大类：酸性食品：指自然pH4.6的产品。酸化食品：指自然pH4.6，而经配料酸化，成品最终平衡成 pH0.85否是No.34.60.85否否No.44.60.85否是No.54.70.85否否No.64.70.85是否（上述资料来源：美国（上述资料来源：美国FDA的的INSTRUCTIONS FOR ESTABLISHMENT REGISTRATION AND PROCESS FILING

28、FOR ACIDIFIED AND LOW ACID CANNED FOODS 指引小册子）指引小册子）43第43页，共127页，编辑于2022年，星期二各种常见罐头食品的各种常见罐头食品的pHpH值值罐头食品pH值罐头食品pH值平均最低最高平均最低最高苹果3.43.23.7番茄汁4.34.14.4杏3.63.24.2芦笋（绿）5.55.45.6红酸樱桃3.53.33.8青刀豆5.45.25.7葡萄汁3.22.93.7黄豆猪肉5.65.06.0橙汁3.73.54.0蘑 菇5.85.85.9酸渍黄瓜3.93.54.3青豆6.25.96.5菠萝汁3.53.43.5马铃薯5.55.45.6番茄4.3

29、4.64.6菠菜5.45.15.944第44页，共127页，编辑于2022年，星期二罐头食品按照酸度的分类罐头食品按照酸度的分类酸度级别pH值食品种类常见腐败菌热力杀菌要求低酸性5.0以上虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆、青刀豆、笋嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌高温杀菌105121中酸性4.65.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、沙司、无花果酸性3.74.6荔枝、龙眼、桃、樱桃、李、苹果、枇杷、梨、草莓、番茄、什锦水果、番茄酱、各类果汁非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌沸水或100以下介质中杀菌高酸性3.7以下菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁、酸渍食品等酵母、霉菌、

30、酶45第45页，共127页，编辑于2022年，星期二n肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种类型，食品中常见的有A、B、E三种。其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型强。n肉毒杆菌在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，对人的致死率可达65%。n肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，主要来自土壤，故存在于食品原料中的可能性很大。罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性46第46页，共127页，编辑于2022年，星期二n罐头内的缺氧条件又对肉毒杆菌的生长和产毒颇为适宜，因此罐头杀菌时破坏它的芽孢为最低的要求。npH值低于4.6时肉毒杆菌的生长就受

31、到抑制，它只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。n故肉毒杆菌能生长的最低pH值成为两类食品分界的标准线。Clostridium botulinum47第47页，共127页，编辑于2022年，星期二n在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌的菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验的对象菌如此确定的杀菌工艺条件显然将有进一步提高罐头杀菌的可靠性。n不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌工艺条件才会完全遭到破坏。n由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸性食品的要求相同，因此它也被并入低

32、酸性食品一类。48第48页，共127页，编辑于2022年，星期二n食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌在pH低于3.7时仍能生长，因此pH3.7就成为这两类食品的分界线。n酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中的腐败菌要差得多。n高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低的耐酸性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时该类食品中的酶比腐败菌显示出更强的耐热性，所以酶的钝化为其加热的主要问题。例如酸黄瓜罐头杀菌就是这样。49第49页，共127页，编辑于2022年，星期二n微生物耐热性通常用时间和温度来表示。n当食品中微生物菌群与高温接触时，虽然微生物营养

33、细胞没有芽孢对温度的忍耐力强，但高温对微生物数量减少的影响都有一个相似的变化在一定的致死温度下，随着时间的增加，微生物数量以对数减少。3 3微生物耐热性参数微生物耐热性参数50第50页，共127页，编辑于2022年，星期二n热力致死温度：古老概念，微生物死亡不仅仅与温度有关，已不再使用。n热力致死时间（Thermal Death Time）：热力温度保持恒定不变，将处于一定条件下的悬浮液或食品中某一菌种的细胞或芽孢全部杀死所必需的最短热处理时间。n细菌的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芽孢的相对耐热性。(1)(1)热力致死时间曲线（热力致死时间曲线（TDTTDT曲线）

34、曲线）51第51页，共127页，编辑于2022年，星期二n若以热处理温度为横坐标，以热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线，即热力致死时间曲线。n表明热力致死规律按指数递降进行。与微生物种类、数量和环境条件有关。nZ值的概念：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（）。nZ-1/k热力致死时间曲线热力致死时间曲线Z52第52页，共127页，编辑于2022年，星期二n换句话说：Z值为热力致死时间按照1/10，或10倍变化时相应的加热温度变化（）。nZ值等于该曲线斜率的倒数。nZ值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。n热力致死时间曲线方程：lg(t1/t2)=(2-1)/Z t1=t2l

35、g-1(2-1)/Z对于低酸性食品，以肉毒杆菌为对象菌，一般取Z=10对于酸性食品，采取100或以下杀菌，通常取Z=853第53页，共127页，编辑于2022年，星期二nF0值：值：通常用121（国外用250F或121.1）作为标准温度，该温度下的热力致死时间用符号F0来表示，并称为F0值。nF0值就是在121.1温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间F0值与原始菌数是相关的。-121.1时的热力致死时间(min)，即TDT121.1。-与微生物种类、数量和环境条件有关。54第54页，共127页，编辑于2022年，星期二n理论杀菌强度F0：F0tlg-1(-121.1)/Zn任意杀菌温度的F

36、值：F=F0lg-1(121.1-)/Zlg(t1/t2)=(2-1)/Z t1=t2lg-1(2-1)/Z55第55页，共127页，编辑于2022年，星期二(2)(2)热力致死速率曲线（活菌残存数曲线）热力致死速率曲线（活菌残存数曲线）n微生物及其芽孢的热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降的。n若以纵坐标为物料单位值内微生物细胞数或芽孢数的对数值，以横坐标为热处理时间，可得到一直线热力致死速率曲线。nD值的概念：直线横过一个对数循环时所需要的时间（Decimal reduction time）。nD-1/k热力致死速率曲线D56第56页，共127页，编辑于2022年，星期二n热力致死速率

37、方程：t=D(lga-lgb）a-原始菌数；b-残留菌数nD值值：在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死90%原有残存活菌数时所需要的时间。-在特定的环境中和特定的温度条件下，杀灭90%特定的微生物所需要的时间（min）。-热力致死速率曲线直线斜率的倒数。直线斜率实际反映了细菌的死亡速率。57第57页，共127页，编辑于2022年，星期二nD值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。nD值大小和细菌耐热性的强度成正比。nD值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处的环境和其它因素而异。n注意：D值不受原始菌数影响。58第58页，共127页，编辑于2022年，星期二nD

38、值可以根据热力致死速率图中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。n也可以根据直线方程式求得，因为它为直线斜率的倒数，即：D=t/(lga-lgb)例：100热处理时，原始菌数为1104，热处理3分钟后残存的活菌数是1101，求该菌D值。3D=1.00 log1.0 104 log1.010即D 100 或D100=1.0059第59页，共127页，编辑于2022年，星期二n热力指数递减时间（TRT）(3)(3)仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线n为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念进一步扩大，提出了热力指数递减时间（TRT）概念。nTRT定义：在任何特定热力致死温度条

39、件下将细菌或芽孢数减少到某一程度如 10-n（即原来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间（分钟）。60第60页，共127页，编辑于2022年，星期二nTRTn=nD 即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。nTRTn值与D值一样不受原始菌数的影响。nTRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。n如121温度杀菌时TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后罐内致死率为D值的主要杀菌对象芽孢数将降低到10-12。61第61页，共127页，编辑于2022年，星期二n仿热力致死时间曲线：纵坐标为D对数值，横坐标为加热温度，加热温度与其对应的D对数值呈直线关系。Z仿热力致死时间曲线仿热力致

40、死时间曲线62第62页，共127页，编辑于2022年，星期二n t1 2-1Log =若若2=121.1，则，则t2=F0 t2 Zn假定1温度下的D值已知，则，t1=nD则D、F、Z值之间的关系可以通过下式转换。nD 121-FLog =或或 D=10（121-）/Z F Z nnD D、F F、Z Z值之间的关系值之间的关系63第63页，共127页，编辑于2022年，星期二n这样，已知温度下的D值，Z值，再针对罐头产品需要确定n值后，就可计算得到相应的F值。nF0或F是指瞬间加热到预订的杀菌温度，瞬间冷却到室温。64第64页，共127页，编辑于2022年，星期二n将杀菌终点的确定与实际的原

41、始菌数和要求的成品合格率相联系，用适当的残存率值代替“彻底杀灭”的概念，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菌操作的重要性。n通过F0=nD，还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起，建立了D值、Z值和F0值之间的联系。(4)(4)F0=nD65第65页，共127页，编辑于2022年，星期二n在实际杀菌操作中，若n足够大，则残存菌数b足够小，达到某种可被社会（包括消费者和生产者）接受的安全“杀菌程度”，就可以认为达到了杀菌的目标。这种程度的杀菌操作，称为“商业杀菌”；经过商业杀菌的产品，即处于“商业无菌”状态。n商业无菌要求产品中的所有致病菌都已被杀灭

42、，耐热性非致病菌的存活概率达到规定要求，并且在密封完好的条件下在正常的销售期内不生长繁殖。66第66页，共127页，编辑于2022年，星期二瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时的细菌死亡速率单位时间为D时的加热时间（分钟）单位容积残存活菌数0D1041D1032D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D9D10-410-567第67页，共127页，编辑于2022年，星期二n从5D以后，为负指数，既有1/101/10000活菌残存下来的可能。n细菌和芽孢按分数出现并不显示，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。n从概率的角度来考虑，如果100支试管中各有1ml悬浮液，每m

43、l悬浮液中仅含有1个芽孢，经过5D处理后，残存菌数为10-1，即1/10活菌，也就是100支试管中可能有90支不再有活菌存在，而10支尚有活菌的可能。68第68页，共127页，编辑于2022年，星期二nF0=nD121.1121.1n成品合格率1-允许腐败率nn值并非固定不变，要根据工厂和食品的原始菌数或着污染菌的重要程度而定。n比如在美国，对肉毒杆菌，要求n=12，对生芽梭状芽孢杆菌，n=5。69第69页，共127页，编辑于2022年，星期二n酶的耐热性酶的耐热性n罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现了因酶活动而引起的变质问题。n过氧化物酶、果胶酯

44、酶。n酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，例牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测定的结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理时的钝化程度和肺结合菌及其他病原菌热处理时的死亡程度相互一致。70第70页，共127页，编辑于2022年，星期二思 考 题1 1影响微生物耐热性的因素有哪些？影响微生物耐热性的因素有哪些？2 2酸性与低酸性食品分类的界限、依据及其热力杀菌要求是什么？酸性与低酸性食品分类的界限、依据及其热力杀菌要求是什么？71第71页，共127页，编辑于2022年，星期二作 业2：1.1.用热力致死时间曲线图及其方程说明用热力致死时间曲线图及其方程说明Z值和值和F0值的含义？值的含义？

45、2.2.用用热热力力致致死死速速率率曲曲线线图图及及其其方方程程说说明明D值值的的含含义义、F0=n=nD的的意意义义和和D值、值、Z值和值和F0值之间的联系？值之间的联系？72第72页，共127页，编辑于2022年，星期二二、食品的传热二、食品的传热v研研究究微微生生物物耐耐热热性性时时，热热处处理理时时间间是是假假定定微微生生物物营营养养体体或或芽芽孢孢在在瞬瞬间间被被暴暴露露在在某某一热处理（致死）温度，经过某段时间后瞬间冷却。一热处理（致死）温度，经过某段时间后瞬间冷却。v实实际际上上很很难难做做到到这这点点，因因此此把把细细菌菌死死亡亡理理论论应应用用到到实实际际生生产产时时，还还需

46、需要要考考虑虑罐罐内内热热传传递递方式和速度问题。方式和速度问题。v传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然后进入食品。传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然后进入食品。73第73页，共127页，编辑于2022年，星期二v对对流流型型：液液体体物物料料如如果果汁汁、蔬蔬菜菜汁汁，和和汁汁液液很很多多而而固固形形物物很很少少且且块块形形很很小小的的物物料如汤类罐头；料如汤类罐头；v传导型：传导型：固体物料如午餐肉、烤鹅等；固体物料如午餐肉、烤鹅等；v（先）传导（后）对流型：（先）传导（后）对流型：受热熔化的物料，如果酱等；受热熔化的物料，如果酱等；v（先先）对对流流（后后）传传导导型型

47、：受受热热后后会会吸吸水水膨膨胀胀的的物物料料，如如甜甜玉玉米米等等，含含有有丰丰富富的的淀粉质；淀粉质；v诱诱发发对对流流型型：借借助助机机械械力力量量产产生生对对流流，如如对对于于八八宝宝粥粥等等粘粘稠稠性性产产品品使使用用回回转转式式杀杀菌菌器器，在杀菌过程中产生强制性对流。在杀菌过程中产生强制性对流。1 1传热方式传热方式74第74页，共127页，编辑于2022年，星期二n一般表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。影响热穿透食品的一些主要因素如下：罐内食品的物理性质（产品的类型）罐藏容器的物理性质（类型、大小、形状）罐内食品的初温（杀菌锅初温）杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅中的位置罐头

48、的杀菌温度2 2影响传热的因素影响传热的因素75第75页，共127页，编辑于2022年，星期二(1)(1)罐内食品的物理性质罐内食品的物理性质n主要指食品形状、大小、浓度、粘度、密度等。主要指食品形状、大小、浓度、粘度、密度等。流体食品：流体食品：如果汁或带小颗粒的流体食品，粘度和浓度不但，对流传热，加热较快。如果汁或带小颗粒的流体食品，粘度和浓度不但，对流传热，加热较快。半半流流体体食食品品：如如番番茄茄酱酱、果果酱酱，浓浓度度大大，粘粘度度高高，流流动动性性差差，主主要要靠靠传传导导传传热热，温温度度上升较慢。上升较慢。固体食品：固体食品：呈固态或高粘度状态，靠传导传热，传热速度很慢，罐头

49、中心温度上升很慢。呈固态或高粘度状态，靠传导传热，传热速度很慢，罐头中心温度上升很慢。流流体体和和固固体体混混装装食食品品：如如糖糖水水水水果果、清清渍渍类类蔬蔬菜菜罐罐头头等等，条条形形、小小块块形形食食品品传传热热速速度度快快；层片装食品的传热比竖条装食品的慢。层片装食品的传热比竖条装食品的慢。76第76页，共127页，编辑于2022年，星期二(2)(2)罐藏容器罐藏容器n主要考虑容器的材料、容积和几何尺寸。主要考虑容器的材料、容积和几何尺寸。容容器器的的类类型型：容容器器的的热热阻阻取取决决于于罐罐壁壁的的厚厚度度和和热热导导率率，/；金金属属罐罐比比玻玻璃罐传热快，铝罐比镀锡薄板罐的热

50、阻小。璃罐传热快，铝罐比镀锡薄板罐的热阻小。容容器器的的大大小小：取取决决于于罐罐头头单单位位容容积积所所占占有有的的罐罐外外表表面面积积（S/VS/V值值）及及罐罐壁壁至至中中心心的的距距离离；罐型大，罐型大，S/VS/V值小，且罐表面至罐中心距离大，升温慢。值小，且罐表面至罐中心距离大，升温慢。容器的形状：容器的形状：高容器传热快；容积相同，罐高罐径之比为高容器传热快；容积相同，罐高罐径之比为0.250.25时，加热时间最短。时，加热时间最短。77第77页，共127页，编辑于2022年，星期二(3)(3)罐内食品的初温罐内食品的初温n杀杀菌菌锅锅和和物物料料的的初初温温与与杀杀菌菌温温度度