低酸食品杀菌.ppt

2019/10/3,罐头食品杀菌 基础知识分享,要求：成品罐头中应无致病菌，以及无引起内容物腐败的现象。 杀灭致病菌，防止腐败，达到商业无菌的要求。（商业无菌的概念） 起到蒸煮，调味的作用。 使酶钝化（向高温短时HTST发展，但要防止产生酶再生。）,罐头食品杀菌的意义,基本术语 罐头食品杀菌对象菌的选择 影响罐头食品加热杀菌效果的因素 喷淋式热水杀菌釜设备 杀菌釜验证基本要求 杀菌纠偏解读,目录,【基本术语】,D值:指数递减时间(Decimal reduction time) 即在一定的处境中和在一定的热力致死温度条件下杀死90%对象菌所用的时间（单位：min）。 D值愈大，细菌死亡速度愈慢，该细菌的耐热性愈强。不同的微生物有不同的D值，同一微生物的D值随热处理温度、菌种、细菌或芽孢悬置液的性质及PH值等因素而异、但不受原始微生物数量的影响 。如果处理温度升高或降低，D值也要变化。 一般微生物的开始致死温度为55，芽孢为100。,返回,从图上可知，D值是指热力致死速率曲线经过一个对数周期时所需的时间(min)，它是该直线斜率的倒数； D值与微生物的死亡速率成反比。D值愈大，则细菌死亡速度愈慢，该菌的耐热性愈强，反之，则愈弱。所以，D值大小与细菌耐热性的强度呈正比。,例如：某菌原始数1104，110热处理3min后，菌数降为110，则 ：,D值的计算与表示：,表示为： D110 1.00,热力致死时间(TDT)曲线,热力致死时间(Thermal Death Time，TDT)： 是指热力致死温度保持不变，将处于一定条件下的食品(或基质)中的某一对象菌(或芽孢)全部杀死所必须的最短的热处理时间。,注：又称热力致死温时曲线，或TDT曲线。 热力致死时间曲线以热杀菌温度T为横坐标，以微生物全部死亡时间t（的对数值）为纵坐标，表示微生物的热力致死时间随热杀菌温度的变化规律。,lg t2 - lg t1 = k(T2 - T1) lg t1 - lg t2 = -k(T2 - T1) 令 Z = -1/k 则得到热力致死时间曲线方程：,TDT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。 该曲线可用以比较不同的温度-时间组合的杀菌强度：,Z值. 使某对象菌的D值减少90%所需提高的温度变化值。（单位：） Z值反应了对象菌对杀菌温度的敏感性。Z值越大，微生物越难杀死，其耐热性也大。不同的微生物的Z值不同，而同一微生物因条件不同而稍有差异。,F0值 单位为min，是采用121.1杀菌温度时的热力致死时间。 因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀菌温度-时间组合换算成121.1时的杀菌时间，从而可以方便地加以比较：,例： 在某杀菌条件下，在121.1用1 min恰好将菌全部杀灭；现改用110、10 min处理，问能否达到原定的杀菌目标？设Z=10。,解 已知： T1=110，t1=10 min，T2=121.1，t2=1 min，Z=10。 利用TDT曲线方程，将110、10 min转化成121.1下的时间t2 ，则 t2 = 0.78 min t2 说明未能全部杀灭细菌。那么在110下需要多长时间才够呢？仍利用上式，得 t1 = 12.88 min,热力指数递减时间(TRT),热力指数递减时间(Thermal Reduction Time,TRT)：在任何热力致死温度条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度(如10-n)时所需的热处理时间(min)。,Ball将-n指数称为递减指数，并用TRTn表示。 根据tD(lgalgb)，将原始菌数减少到10-n时，所需热处理时间。 TRTntD（lgn lg0）=nD TRTnnD,10n个,100个,即：总菌数,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间。 TRTn为曲线横过n个对数循环时所需的热力处理时间。 TRTn是D的扩大值。TRTn同D值一样不受原始菌数的影响，同样受对D值有影响的因素支配。,如减菌指数n1，TRT1D,以加热温度为横坐标，D值的对数值为纵坐标，根据各加热温度相应的lgD，在半对数坐标纸上作图，便可得到一条加热温度与D值的直线相关曲线，该直线称为仿热力致死时间曲线或TRT1曲线。,仿热力致死时间曲线 (Phanton Thermal Death Time curve),根据TRT1曲线图可以求出z值。 如温度T1时的D值为D1，温度T2时的D值为D2，则,A,C,B,仿热力致死时间曲线 (Phanton Thermal Death Time curve),A,C,B,仿热力致死时间曲线 (Phanton Thermal Death Time curve),Z值：就是TRT1直线横过一个对数周期时所需要的温度值,或D值成10倍变化时相对应的温度变化值。,或,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。 F0=nD：用适当的残存率值代替过去“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。 通过F0 = n D，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D值、Z值和F0值之间的联系。,罐头杀菌条件合理性的判别,【原则】罐头杀菌温度和时间的确定要注意保证罐头的商品价值。 罐头杀菌值F值（杀菌致死值、杀菌强度） 安全杀菌F值：指在某一恒定的杀菌温度下（通 常为121.1为标准温度）杀灭一定数量的微生物（含芽孢）所需要的加热时间，亦称标准F值。,实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果（在实际杀菌过程中罐头中心温度是变化的），通常用F0表示。 当 F0 标准F值 表明杀菌可靠； 当 F0 标准F值 表明杀菌过度，产品品质下降。, 规定对象菌F值的依据 一般规定肉毒芽孢杆菌为对象菌 初始浓度为108个/克； 标准F值=F10121=4.03 min 低酸性食品 pH=67 标准F值 4.5 min; 中酸性食品 pH=4.66 标准F值 2.45 min 酸性食品 pH4.6 标准F值= 0.5 0.6 min, 标准F值的计算 na：原始菌数（食品污染程度） nb：残存菌数（产品合格率） DT：耐热性（对象菌的耐热性） FzT= DT (lgna lgnb ),【例1】 425克蘑菇罐头 污染程度 2个/克；允许罐头腐败率为0.05%；杀菌温度T= 121；求安全杀菌F值。 解： 原始菌数na= 2个/g 425g/罐=850个/罐 nb =5/10000 = 510-4 F安 = DT (lgna lgnb )=4（lg850lg510-4 ） =4（2.92940.699 + 4）=24.92（min） 问：生产中取24min还是25min？, 实际杀菌条件下F值（F0）的计算,a) 求和法 F0值的计算公式：F0 = tpnn=1 LT F0 罐头在实际杀菌条件下的杀菌强度。 tp 各温度下持续的时间，即罐头中心温度测定的相邻数据间隔的时间。 n 测定点数 LT 致死率值， LT =10 (T121.1)/Z,【例2】某厂生产425克蘑菇罐头，依据标准F值要求制订了两个杀菌公式：102310 min/121 和102510 min/121分别进行杀菌实验，并测得罐头中心温度的变化数据，试求该杀菌公式是否合理。 F01 = tp(Lt1+ Lt2+ +Lt)=3(0+0+0.023+) =25.5 min F02 = tp ( Lt1+ Lt2+Lt)=3 (0+0+0.02+) =28.1 min b) 图解法 将各温度下的致死率值Lt与时间在坐标纸上作杀菌值曲线。用称重法求得所围面积，为杀菌效率值F0。 c) 仪器法,E值就是酶的钝化值，是指在一定的热处理温度下使酶钝化所需要的加热时间（以分钟计）。 酶钝化不够，会导致色、香、味和产品质地等的变化以至腐败变质。酶的钝化效果受到含盐量、PH值、水份活度、热处理温度和热处理时间等因素的影响。醋可以加强热对酶的破坏力，高浓度的糖对桃、李中的酶有保护作用，加少量的盐对蕃茄中的酶的热耐性无多大的影响。 一般E值的标准温度为100，如E100=20min,就是表示在100热处理条件下，使某一酶钝化所需时间为20分钟。,其它加热效果值,E值：(inactivation of enzyme),E值也是一个积累值，其在某一温度下的E值可用下式计算： E0=10（T1100）/Z 其中： 1分钟 T1处理温度 Z该酶的Z值 E某温度下处理1分钟后的E值 将其每一分钟的E值在温度一时间坐标上绘成图即得酶钝化效果图。,在现实食品加工中，有些食品罐头主要考虑的是使酶钝化。特别是耐热性酶，如过氧化物酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶、叶绿素酶等，其中过氧化物酶耐热性最强，因此所有蔬菜罐头，在污染不严重时主要考虑的是使酶钝化、防止其氧化变质。 随着罐头食品热力杀菌向着高温短时特别是超高温瞬时方向发展后，罐头食品常出现因酶钝化不够而造成色泽、感官等的变化，影响产品质量。所以酶钝化程度也常作为测定食品杀菌效果的指标，如牛奶巴氏杀菌的效果可根据磷酸酶活力测定的结果进行评定。,C值（cookvalue）,因加热导致食品外观特性变化的结果称之为热损失值，即C值、 因此我们也就可以用C值来描述加热后产品的感观变化及VC的分解程度等变化。C值越大营养损失越多。一般来说，C值的标准温度为100而其Z值依产品状态不同而异（与F值、E值中的z值不同）。 一般靠传导传热为主的固体食品罐头的Z值为33；靠对流传热为主的液体食品的罐头的Z值为25。,C值的测定点是在温度最容易达到的地方。以传导传热为主的固体食品罐头的测定点在产品的表面。如果容器是马口铁或铝箔，直接在热处理介质中测，玻璃瓶则是在玻璃瓶底部测定。以对流传热为主的液态食品罐头测定点在容器壁上，或取容器壁与温度最高的地方C值的平均值。,C值也是一个累加值，其某一温度下的C值可用下式计算： 其中：1分钟 T1热敏点的即时温度 Z25或33、其他见有关资料 C某一温度下1分钟的C值,最佳杀菌条件的确定,热力杀菌不仅要求杀死微生物，使酶钝化，同时还要尽可能减少因加热造成营养损失。因此，就需要找到一个适宜的F值、E值和C值，而E值一般容易达到，所以主要是确定适宜的F值和C值。 要确定最理想的杀菌条件，首先要在有关资料中查出相应的F值或自己通过试验测出该产品的F值，然后再从资料查到引起感官变化的Z值（一般取25或33），再在标准温度前后的温度范围内约每隔5测出其已到F值的热处理时间，计算出该温度下的C0值，再将其乘以热处理时间，即得其总C值。C值会出现由大到小、再由小到大变化，该最小的C值及其所对应的热处理温度和热处理时间即为最理想杀菌条件。,【罐头食品杀菌对象菌的选择】,1. 低酸性食品（pH4.6 且Aw0.9 或 pH=67且Aw0.85）如：肉、菜 肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridium botulinum）肉毒梭菌分为A型B型等(致病菌)，毒性强1克可令1亿人死亡，低酸性食品中存活率较高。D121=0.10.2 min ; Z= 10。 嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)（腐败菌）D121=4.05.0 min ；Z= 13。 生孢梭菌（C. sporoganes）P.A.3679菌（腐败菌）D121=0.842.6 min ；Z= 13。, 中酸性食品（pH=3.74.5 且Aw0.9） 如番茄等，以凝结芽孢杆菌等厌氧菌为对象菌。D121=0.010.07 min 高酸性食品（pH3.7 且Aw0.9） 酸泡菜、酸黄瓜等以酵母菌和霉菌为对象菌。D65.6=0.51 min pH值低的罐头可以适当降低杀菌温度，但同时应考虑食品被污染的程度及其主要污染菌种。,【影响罐头食品加热杀菌效果的因素】,（一）细菌耐热性的因素 （二）罐头杀菌时传热的因素 （三）罐头食品的冷点,1微生物的种类 会产芽孢的细菌耐热性强。酵母比霉菌不耐热。 2、微生物的数量（原始菌数） 3罐内食品的酸度 H+能改变细菌细胞壁的通透性； 未解离的有机酸分子可进入细胞内抑制细菌代谢； 降低食品的pH值，可使对象菌的D值减小。 在中高酸条件下（pH4.5）可采用常压杀菌。,（一）影响细菌耐热性的因素,4食品的成分及其浓度 脂肪：提高了细菌的耐热性； 蛋白质：5%溶菌酶的存在可使微生物减少否则不然。 糖分：使细胞质浓缩，蛋白质不易变性，提高了细菌的耐热性。 盐：（4%时对细菌有保护作用）, 8%时可降低细菌耐热性。 植物杀菌素：减弱细菌耐热性（exp大蒜素） 抑菌剂的存在：减弱细菌的耐热性（exp苯甲酸钠）抗菌素 链球菌素 5罐头杀菌的温度 微生物的热致死时间随杀菌温度的提高而呈指数关系缩短。,（二）影响罐头杀菌时传热的因素,1容器的种类、厚度与形状 瓶罐、铁罐或复合膜传热速率不同；罐形比率大的罐头传热速度快一些。 罐形比率=罐头总表面积除以体积=S/V 面积/体积 2罐内食品的状况 流体食品 半流体食品 固体食品 流体和固体混装食品 食品种类、传热类型、排列形式,3.杀菌前食品的初温 初温高达到杀菌温度时间短。但午餐肉要冷装罐，以防前期腐败和油脂析出 4.杀菌的温度和时间 杀菌温度高，温差大，传热快；加热时间长，杀菌效果好。 5.杀菌工艺（设备）形式 罐头在杀菌器中的位置与运动状态 (exp.立式，卧式，运动，旋转，静止)。,（三）罐头冷点的位置,杀菌锅和罐头都有温度最难达到之点，称为冷点。 一般杀菌锅内各点温度相差可控制10以下，先进的旋转式杀菌锅内各点温度相差大约为1。热水杀菌时，如果安装一个循环泵，使加热媒介处于不断流动之中，可保持锅内各点温度基本相等。,【罐头冷点的位置】,罐头冷点的位置因包装容器的种类和规格大小以及食品所处的状态而异。 以热传导为主的罐头（多为固态食品如午餐肉罐头）以及采用旋转式杀菌法、热对流为主的罐头食品的冷点都在其几何中心点上； 以热对流为主的小马口铁罐头（直径150mm、高l80mm以内）的冷点在离底1020mm处、在较大的此类马口铁罐头中的冷点则在离底25-40mm的地方、其热力中心并不在容器的长轴上而是在与长轴垂直方向上的一个直径为15-25mm的圆环上，因而在长轴上测定的结果要比在圆环上测定的结果偏小（Reichert,1975）。 导热对流结合型罐头食品的冷点处于对流传热和导热两点之间，由两者比值决定。,特殊罐头食品如束状装, 层叠装、纸包食品等以及在杀菌锅内放置的位置如竖放或横放等需先试测才能确定冷点位置。为此可先从离罐底10mm处开始每隔5mm装一探头，观察各点传热情况，对流传热和导热对流结合型罐头食品测温时每分钟不少于一次、导热型罐头食品测温时间间隔可以长一些、同时杀菌过程中应另用探头测定杀菌锅内温度变化情况，以便比较。,【喷淋式热水杀菌釜】,指示用玻璃水银温度计 分刻度便于读到1（0.5），而其每英寸（2.54厘米）温度读数范围不应超过17（即3.7 /厘米）。,温度记录仪 注： 1、记录仪可与蒸汽控制器组合成一台记录控制仪； 2、记录仪批示温度不得高于水银温度计； 3、温度计（含水银温度和探头式温度计）与标准温度计（标准温度计：即已经校正合格的温度计）间的最大差值1.0。,压力表,篮筐与分隔板 盛满罐头的篮筐、浅盘、吊篮等必须用条铁、冲孔金属板或其它适当材料制成。用冲孔金属板制成篮筐底板上的孔径应为1英寸（2.54厘米）左右，相邻两孔中心距离则为2英寸（5.08厘米）左右，或孔口总截面积