食品保藏(第四章)课件

食品保藏食品与包装工程系周亚军教授/硕士生导师食品保藏食品与包装工程系1第四章食品的罐藏定义：将食品密封在容器中经高温处理，将绝大部分微生物消灭掉，同时在防止外界微生物再次入侵的条件下获得室温下长期储存的保藏方法食品腐败变质的科学原理：1864年巴斯德（LouisPasteur)最早证实了饮料酒和啤酒的变质起因于微生物的繁殖生长发展史：1810年阿培尔发明了采用沸水煮严格密封瓶装的各种食品能长期贮存的方法—罐藏法—阿培尔（NicholasAppert)技艺第四章食品的罐藏2引言热加工方法

1.杀菌(sterilization)—將所有微生物及孢子，完全杀灭加热处理方法，称杀菌或绝对无菌法。有些罐头食品内容物传热速度很慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，此时食品品质可能已劣变至无法食用。引言32.商业杀菌法(commercialsterilzation)

—將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死罐头内允许残留微生物或芽孢，不过，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的加热处理方法称商业灭菌法。2.商业杀菌法(commercialsterilzatio43.巴氏杀菌法(Pasteurization)100℃以下加热介质中的低温杀菌法，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要求。4.热烫(Blanching)

生鲜食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。

目的主要为抑制或破坏食品中酶并减少微生物数量。3.巴氏杀菌法(Pasteurization)5第一节热加工原理一、罐头食品的腐败及腐败菌腐败菌：凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物产品内的微生物：曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的罐头各占20%、10%、8%、和3%。第一节热加工原理6偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子未发现酵母菌这些罐头并未出现腐败变质的现象大多数罐头中出现细菌为需氧性芽孢菌原因：主要是罐内缺氧环境抑制其生长繁殖的结果。若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质现象。偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子7腐败：正常加工和杀菌的罐头贮运中发生变质，应找出腐败根源，采取根除措施腐败原因：罐头内出现腐败菌因罐头种类而不同杀菌工艺要求因各腐败菌生活习性而异杀菌工艺选择依据：弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺、避免贮运中罐头腐败变质的首要条件腐败：正常加工和杀菌的罐头贮运中发生变质，应找出腐败根源，采8(一)食品pH值与腐败菌的关系各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，食品的酸度或pH值因种类而异1、罐头食品按pH分类：据腐败菌对pH值适应情况及耐热性，分低酸性、中酸性、酸性和高酸性2、低酸性食品鱼肉及大部分蔬菜罐头，蛋白质含量高罐头的酸性和低酸性食品以pH4.6分界线。(一)食品pH值与腐败菌的关系93、界定：任何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。3、界定：任何工业生产的罐头食品中其最后平衡pH值高于4.610表4-1各种常见罐头食品的pH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4.34.04.6菠菜5.45.15.9表4-1各种常见罐头食品的pH值罐头食品pH值罐头食品pH11表4-2罐头食品按照酸度的分类酸度级别pH值食品种类腐败菌杀菌要求低酸性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、嗜温兼厌氧菌高温杀菌105～121℃中酸性4.6~5.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、沙司制品、无花果酸性3.7~4.6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℃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、酶表4-2罐头食品按照酸度的分类酸度级别pH值食品种类腐败菌124、原因：罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种食品中常见为A、B、E三种。其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型强。它们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%。肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界，主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。4、原因：罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。13罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，pH值低于4.6肉毒杆菌生长受抑制，只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。肉毒杆菌能生长最低pH值为两类食品分界的标准线。5要求：罐头杀菌以破坏芽孢为最低要求。pH值大于4.6的食品罐头杀菌必须保证将其全部杀死罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，pH值低于4.6肉毒杆菌生长14低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌供试验的对象菌。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。低酸性食品中尚存在抗热性更强的平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌需要更高杀菌工艺条件才会完全破坏。6、中酸性食品中酸性食品和低酸性食品的杀菌强度要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.367157、酸性和高酸性食品食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌pH低于3.7时仍能生长，pH3.7为酸性和高酸性食品的分界线。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。7、酸性和高酸性食品168、高酸性食品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如此。食品中常见腐败菌见表P386-3908、高酸性食品17(二)常见罐头食品腐败变质的现象和原因罐头食品贮运中常出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质现象。此外有中毒事故。1、胀罐隐胀，轻胀，硬胀2、原因非细菌性胀罐假胀：食品装量过多，罐内真空度不够，杀菌后会出现氢胀：罐内食品酸度高，罐内壁腐蚀，锡、铁溶解并产生氢气，常在贮藏一段时间后才出现(二)常见罐头食品腐败变质的现象和原因18细菌性胀罐原因：杀菌不足残留下来；罐头裂漏从外部入侵微生物低酸性食品胀罐常见的腐败菌大多属于：专性厌氧嗜热芽孢杆菌厌氧嗜温芽孢菌酸性食品胀罐时常见的专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头。高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。细菌性胀罐193、平盖酸坏外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH可能下降0.1～0.3，导致平盖酸坏的微生物称平酸菌，大多为兼性厌氧菌，平酸菌常因受酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也未必能分离出来。平酸菌在自然界中分布广。糖、面粉及香辛料是常见的平酸菌污染源。低酸性食品常见平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌3、平盖酸坏20平酸菌的耐热性强，最高生长温度65℃，能在49～55℃温度中生长酸性食品中常见平酸菌为凝结芽孢杆菌，是番茄制品中重要的腐败变质菌。能在pH4.0或略低介质中生长能在pH4.5番茄汁中生长，pH值降到3.5当pH值降到4.0时或更低，不会产生芽孢，迅速自动消失最适温度45℃或55℃，最高生长温度54～60℃平酸菌的耐热性强，最高生长温度65℃，能在49～55℃温度中214、黑变或硫臭腐败在细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的H2S气体，与罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味的现象称黑变或硫臭腐败原因：致黑梭状芽孢杆菌的作用，杀菌严重不足时会出现。这种腐败变质罐头外观正常，有时会出现隐胀或轻胀4、黑变或硫臭腐败225发霉罐头内食品面层上出现霉菌生长的现象称发霉一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真空度过低时才有可能在低水分及高浓度糖分的食品表面生长5发霉236、产毒如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，其余均不耐热。因此，为避免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌作为杀菌对象考虑6、产毒24复习思考题低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐头食品腐败变质的原因有哪些？复习思考题低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？25二、微生物的耐热性目的：腐败菌是罐头食品杀菌对象，其耐热性与罐头食品的杀菌条件直接有关细菌的死亡：微生物对热的敏感性常受各种因素影响，如种类、数量、环境条件等鉴定微生物的死亡，常以其是否失去繁殖与变异能力为标准。二、微生物的耐热性26杀菌方法：冷冻法，加热法，电离辐射法，化学法罐头杀菌通常用加热法促使微生物死亡加热促使微生物死亡的原因：目前广泛认为是因细胞内蛋白质受热凝固而失去新陈代谢的能力水对蛋白质凝固的影响：鸡蛋内水分含量(%)蛋白质凝固温度(℃)50601880～906145水分含量越高，蛋白质越易凝固杀菌方法：27细菌生长细胞死亡温度50～60℃，与细胞蛋白质的凝固温度一致芽孢内游离水含量和耐热性因微生物种类和菌株而异湿热条件用100℃以下温度就能杀死微生物用水煮或蒸汽加热杀菌，微生物能从周围介质中吸取水分，促进细胞蛋白质凝固细菌生长细胞死亡温度50～60℃，与细胞蛋白质的凝固温度一致28干热条件常需升温140～180℃，加热时间需几分钟延长到数小时过热蒸汽加热或烤房烘烤，因环境干燥细胞内蛋白质凝固速度减慢干热微生物死亡未必是蛋白凝固，真空和在氮气中干热杀菌缓慢，因此干热死亡可能与氧化作用有关干热条件常需升温140～180℃，加热时间需几分钟延长到数小29

1.影响微生物耐热性的因素（1）菌种与菌株不同菌种的耐热性不同，有耐热和不耐热之分同一菌种的菌株不同，耐热性也不同正处于生长繁殖的细菌耐热性比其芽孢弱各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。同种芽孢耐热性也因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异热处理后残存芽孢培养繁殖和再次形成芽孢后，新芽孢的耐热性就比原来芽孢强1.影响微生物耐热性的因素30（2）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影响在含磷酸或镁培养基中生长的芽孢有较强耐热性；在含碳水化合物和氨基酸环境中培养芽孢的耐热性很强；高温培养比低温培养形成芽孢耐热性强菌龄与贮藏期也有一定影响（2）热处理前细菌芽孢的培育和经历31（3）热处理时介质或食品成分的影响酸度大多芽孢杆菌在中性范围内耐热性最强pH低于5细菌芽孢不耐热，耐热性强弱受其它因素控制芽孢耐热性减少程度随酸种类而异，顺序：乳酸，柠檬酸，醋酸加工蔬菜和汤类常加酸，提高内容物酸度，降低杀菌温度和时间，保存食品品质和风味。图4-1加热介质pH对芽孢耐热性的影响98.9110121.1（3）热处理时介质或食品成分的影响酸度图4-1加热介质pH32糖高浓度糖液对受热处理细菌芽孢有保护作用原因：高浓度糖液导致细菌细胞中原生质脱水，影响蛋白质凝固速度，增强芽孢耐热性图4-2糖对细菌耐热性的影响糖图4-2糖对细菌耐热性的影响33盐的影响通常食盐的浓度在4%以下时,对芽孢的耐热性有一定的保护作用8%以上浓度时，可削弱其耐热性这种削弱和保护程度常随腐败菌种类而异食品中其它成分的影响苛性钠，碳酸钠或磷酸钠对芽孢有一定的杀菌力，在含有一定量芽孢的实验溶液中，加入苛性钠，碳酸钠或磷酸钠时，杀死芽孢所需的时间可大为缩短盐的影响34淀粉对芽孢没有直接影响蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用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香料中的芳香油，芥末，丁香，洋葱，胡椒，大蒜有防腐性能，均能明显减弱芽孢的耐热性淀粉对芽孢没有直接影响35

（4）热处理温度热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要时间越短。提高温度会加速蛋白质凝固，降低微生物的耐热性图4-3不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线（4）热处理温度图4-3不同温度时炭疽36

表4-3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（min）温度℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间（min）温度℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间（min）10012001157013031056001201913511101961257表4-3热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响温平37

（5）原始活菌数腐败菌或芽孢全部死亡所需要时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要时间越长。因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接关系。（5）原始活菌数38表4-4原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121℃时杀菌时间（min）玉米菌数平盖酸坏的百分率无糖60个平酸菌/10g食糖2500个平酸菌/10g糖700095.8800075900054.2表4-4原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121℃时杀菌时间39注意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。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。注意402.细菌耐热性的特性（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线微生物及芽孢热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降。若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值、横坐标为热处理时间，则得到一直线——热力致死速率曲线或活菌残存数曲线图4-4热力致死速率曲线D2.细菌耐热性的特性（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线图41

（2）D值热力致死速率曲线或活菌残存数曲线为直线，斜率为m图4-4表明，直线横过一个对数循环所需要时间（min）是D值（Decimalreductiontime），也就是直线斜率的倒数，即D=1/m，直线斜率实际反映细菌死亡速率。D值的定义：是在一定处理环境和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时间（min）。（2）D值42D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。D值大小和细菌耐热性的强度成正比。注意：D值不受原始菌数影响D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处环境和其它因素而异。D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。43表4-5瞬间加热和冷却条件单位时间为D时细菌死亡速率加热时间（min）单位容积残存活菌数0D1041D1032D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4加热时间（min）单位容积残存活菌数0D1041D1032D44从表4-5可看出，从5D以后，为负指数，即有1/10～1/10000活菌残存下来的可能。细菌和芽孢按分数出现并不现实，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。从概率角度考虑，如果100支试管中各有1ml悬浮液，每ml悬浮液中仅含1个芽孢，经5D处理，残存菌数为10-1，即1/10活，即100支试管中可能有90支不再有活菌存在，10支尚有活菌的可能。从表4-5可看出，从5D以后，为负指数，即有1/10～1/145D值可根据图4-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。也可根据直线方程式求得，因它为直线斜率倒数，即：tD=lga–lgbD值可根据图4-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得46例：100℃热处理时，原始菌数1×104，热处理3min后残存活菌数是1×101，求菌D值。3D==1.00

lg(1.0×104)–lg(1.0×10)即D100℃或D100=1.00例：100℃热处理时，原始菌数1×104，热处理3min后残47（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）ThermalDeathTime：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。图4-5热力致死时间曲线Z（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）ThermalDeat48细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性。与热力致死速率曲线一样，若以热处理温度为横坐标、热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线。即热力表明热力致死规律同样按指数递降进行。细菌的热力致死时间随致死温度而异。49Z值的概念：直线横过一个对数循环时间所需要改变的温度数（℃）。换句话说：Z值为热力致死时间按1/10或10倍变化时相应的加热温度变化(℃)。Z值越大，因温度上升取得杀菌效果越小。Z值的概念：直线横过一个对数循环时间所需要改变的温度数（℃）50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F来表示，并称F值。F值的定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间—F值与原始菌数是相关的。

t1T2-T1Log—=————若T2=121.1℃，则t2=Ft2Z通常用121℃（国外用250F°或121.1℃）作为标准温度51（4）热力指数递减时间（TRT）为计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念扩大，提出热力指数递减时间（TRT）概念。TRT定义就是在任何特定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（即原来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间（min）。（4）热力指数递减时间（TRT）为计算杀菌时间时将细菌指数递52TRTn=nD即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。TRTn值与D值一样不受原始菌数的影响。TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。如121℃杀菌时TRT12=12D，即经12Dmin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。TRTn=nD即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。53（5）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D对数值呈直线关系。Z图仿热力致死时间曲线（5）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54t1T2-T1Log—=————若T2=121.1℃，则t2=Ft2Z假定T1温度下的D值已知，则t1=nD则D、F、Z值间的关系可通过下式转换。nD121-TFLog——=————或D=—×10（121-T）/ZFZnt1T2-T155已知T温度下的D值、Z值，再据罐头产品需要确定n值，计算得到相应F值。n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。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。已知T温度下的D值、Z值，再据罐头产品需要确定n值，计算得到56三、酶的耐热性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因酶活动引起的变质问题。过氧化物酶、果胶酯酶酶钝化程度也被用做食品杀菌的测定指标例牛乳巴氏杀菌效果可据磷酸酶活力测定结果判定。这因为牛乳中磷酸酶热处理时钝化程度和肺结核菌及其他病原菌热处理时死亡程度一致。三、酶的耐热性罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时方57思考题影响微生物耐热性因素主要有哪些？D值、Z值、F值的概念？分别表示什么意思？这三者如何互相计算？思考题影响微生物耐热性因素主要有哪些？58四、带容器食品热加工时间的推算1.影响罐头食品杀菌时间的因素：食品中可能存在的微生物或酶的耐热性食品污染情况加热或杀菌条件食品pH罐头容器大小食品物理状态食品预期贮存条件—因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的耐热性以及热传递速率。四、带容器食品热加工时间的推算1.影响罐头食品杀菌时间的因素592.热传递速率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。表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。影响热穿透食品的主要因素：（1）产品的类型流体或带小颗粒的流体食品—对流传热固体（肉、鱼等）—传导流体食品因粘度、比重、成分不同而不同。2.热传递速率传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然60（2）容器大小如：铁罐头和蒸煮袋（3）容器是否被搅动如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别是粘稠或半固体食品（如茄汁黄豆）（4）杀菌锅和物料的初温（5）容器形状：高容器快（6）容器类型：金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快（2）容器大小613.传热速率的测定用热电偶测定食品冷点的温度3.传热速率的测定用热电偶测定食品冷点的温624、罐头食品的传热曲线4、罐头食品的传热曲线63五、罐头食品的一般工艺过程预备原料和包装材料获得可食用部分洗涤分级检验热烫排气密封杀菌和冷却检验五、罐头食品的一般工艺过程预备原料和包装材料641.排气排气：装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带入的和原料组织细胞内的空气尽可能从罐内排除的技术措施是使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程目的阻止需氧菌及霉菌的发育生长防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别卷边受压力，影响密封性。控制或减轻罐藏食品贮藏中出现罐内壁腐蚀避免或减轻食品色香味的变化避免维生素和其他营养素遭到破坏有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐1.排气排气：装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带入的和原料65方法加热排气：冷装罐，在预定排气温度中加热（用蒸汽或热水加热的排气箱），使罐内中心温度达70-90℃（有资料认为需达到80-95℃）排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真空度的主要因素。对空气含量低食品，主要排除顶隙内的空气，密封温度是关键性因素对空气含量高食品，除要达到预期密封温度外，还应合理延长排气时间。方法66热灌装：将食品加热到70-75℃（有资料认为应达85℃）然后立即装罐密封真空排气真空封罐时真空密封室内的真空度和食品温度是控制罐内真空度的主要因素蒸汽喷射法在封罐时向罐头顶隙内喷射蒸汽，将空气驱走而后密封，待顶隙内蒸汽冷凝时便形成部分真空的方法装罐前罐头食品的加热温度对蒸汽喷射法排气密封后所得罐内真空度有影响热灌装：将食品加热到70-75℃（有资料认为应达85℃）然后672.封口罐身与罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。2.封口罐身与罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。68卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度和间隙之和。用T=2t身+3t盖+G来计算。其中:t身—罐身铁皮厚度t盖—罐盖铁皮厚度G—卷边内部铁皮与铁皮间隙大小，标准值为0.15mm，最大值0.25mm卷边宽度（W）：指卷边顶部至卷边下缘的尺寸，用W=1.1t盖+BH+LC+1.5t盖计算埋头度（C）：卷边顶部至盖平面的高度罐身身钩（BH）：罐身翻边弯曲后的长度罐盖盖钩（CH）：罐盖圆边向卷边内部弯曲长度间隙（LC）：卷边内顶部空隙有盖钩和身钩空隙卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度和间隙69叠接度（a）：卷边内身钩和盖钩相互叠接的长度，按照a≈BH+CH+1.1t盖-W卷边重合率（a/b）：身钩和盖钩重叠程度用百分率表示。bBH+CH+1.1t-W—×100=————————aW-（2.6t盖+1.1t身）叠接度或重合率一般应大于45%或50-55%叠接度（a）：卷边内身钩和盖钩相互叠接的长度，按照a≈BH+70卷边外部技术标准卷边内部技术标准卷边紧密度：卷边内部盖身钩紧密结合程度，凭经验判断叠接度：45%或50-55%以上罐身钩边和底盖钩边不得有严重皱纹。卷边质量问题参考书本P366-367表29卷边外部技术标准71食品保藏(第四章)课件723.杀菌工艺条件的确定杀菌操作中罐头食品的杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压三个主要因素组成。工厂常用杀菌式表示对杀菌操作工艺要求。升温时间—恒温时间—降温时间t1-t2-t3——————————————反压，————P杀菌温度T3.杀菌工艺条件的确定杀菌操作中罐头食品的杀菌工艺条件主要73要注意的是，杀菌锅温度升高到了杀菌温度T，并不意味着罐内食品温度也达到了杀菌温度的要求，实际上食品尚处于加热升温阶段。对流传热型食品的温度在此阶段内常能迅速上升，甚至于到达杀菌温度。而导热型食品升温很慢，甚至于开始冷却时尚未能达到杀菌温度。冷却时需要加反压要注意的是，杀菌锅温度升高到了杀菌温度T，并不意味着罐内食品74（1）杀菌工艺条件—温度和时间的选用正确的杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部杀死并使酶钝化，保证贮藏安全同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而不至过度。罐头食品合理的F值可根据对象菌的耐热性、污染情况及预期贮藏温度确定。同样的F值可有大量温度-时间组合而成的工艺条件可供选用。原则上，尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还要根据酶残存活性和食品品质变化作选择。（1）杀菌工艺条件—温度和时间的选用正确的杀菌工艺条件应恰好75食品保藏(第四章)课件76（2）杀菌时罐内外压力的平衡罐头食品杀菌时随罐温升高，所装内容物体积随之而膨胀，而罐内顶隙相应缩小。罐内顶隙的气压也随之升高。为不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，须用空气或杀菌锅内水所形成的补充压力以抵消罐内空气压力，该压力称反压力。（2）杀菌时罐内外压力的平衡罐头食品杀菌时随罐温升高，所装内77第二节热烫热烫用于在热杀菌、干燥和冷冻之间对一些蔬菜或水果灭酶，并起到软化组织、清洁、减少微生物数量的作用。少量蔬菜（如洋葱、绿胡椒）不需热烫。不热烫或热烫不足会对品质造成很大损害。多酚氧化酶、脂肪氧化酶、叶绿素酶蔬菜中耐热酶如过氧化氢酶、过氧化物酶。影响热烫时间的因素：水果或蔬菜的类型食品的体积大小热烫温度加热方法第二节热烫热烫用于在热杀菌、干燥和冷冻之间对一些蔬菜或水果78热烫方法饱和蒸汽加热，带饱和湿度冷空气冷却饱和蒸汽加热，冷却水喷雾冷却饱和蒸汽加热，流动水冷却热水加热，带饱和湿度冷空气冷却热水加热，冷却水喷雾冷却热水加热，流动水冷却热烫方法饱和蒸汽加热，带饱和湿度冷空气冷却791.蒸汽热烫蒸汽热烫操作的主要问题：能量消耗的有效性物料被加热的均匀性1.蒸汽热烫蒸汽热烫操作的主要问题：80（1）提高加热有效性的方法设备有效性(%)目的设备进出口分别采用水喷淋19为了冷却逃逸的蒸汽食品进出热烫设备用旋转阀27降低蒸汽损失用Venturi阀重新利用蒸汽31蒸汽再利用快速单体热烫86-91降低加热时间（1）提高加热有效性的方法设备有效性目的设备进出口分别采用水81（2）加热均匀性传统的常用热烫设备中，食品铺多层，加热时均匀性较差，当中间食品达到加热要求，表层物料即被加热过度。单体快速热烫（Individualquick

blanching，IQB）可解决此问题。也可采用批式流化床热烫机解决均匀性，但该设备还没大规模商业化使用。（2）加热均匀性传统的常用热烫设备中，食品铺多层，加热时均匀82（2）热水热烫各种热水热烫设备基本都是将物料置于70-100℃热水中，一段时间后进行冷却设备有转鼓式、刮板式、隧道式等，也有仿造IQB蒸汽式设备，热效率高。（2）热水热烫各种热水热烫设备基本都是将物料置于70-10083第三节巴氏杀菌第三节巴氏杀菌841.加热程度的确定热处理程度的确定根据目标产品中对象菌的耐热性而定。比如：牛奶巴氏杀菌基于C.Burnetii的D60及n=12（12个对数循环）液态鸡蛋杀菌就是基于S.Seftenberg的D60，n=91.加热程度的确定热处理程度的确定根据目标产品中对象菌的耐热85如何检查热处理效应用微生物检测方法测试病原菌，该法直接但昂贵费时研究发现可用酶，比如牛乳中碱性磷酸酶与牛乳中的病原菌有类似D值，测试酶活力简单得多。液态鸡蛋可以采用α-淀粉酶活力。如何检查热处理效应86事实上，除一些特殊产品（如啤酒），采用传统低温长时间巴氏杀菌的产品如牛奶、果汁等，目前都转用高温短时加工工艺。高温短时的加热条件有利产品营养、感官品质特别是维生素、风味和色泽保持。事实上，除一些特殊产品（如啤酒），采用传统低温长时间巴氏杀菌872.设备2.1包装产品的巴氏杀菌固态食品和一些液态食品（如啤酒、果汁）包装好后进行巴氏消毒。用玻璃罐注意容器爆裂。加热时，容器与水温不能超20℃，冷却温差不超10℃。金属罐或塑料罐，采用热水或蒸汽为加热介质，破裂危险都不大。2.设备2.1包装产品的巴氏杀菌88设备形式类似热烫设备，如隧道式，加热介质可以是蒸汽或热水，分多个区域，带热量回收装置。设备形式892.2未包装液体产品的巴氏杀菌低黏度液体产品（牛奶、乳制品、果汁、液态鸡蛋等）通常使用连续式设备：板式热交换器某些产品（果汁）需要在加热前脱气，以防氧化，通常采用真空脱气。2.2未包装液体产品的巴氏杀菌低黏度液体产品（牛奶、乳制品90食品保藏(第四章)课件91食品保藏(第四章)课件92食品保藏(第四章)课件93食品保藏(第四章)课件94食品保藏(第四章)课件95食品保藏(第四章)课件96食品保藏食品与包装工程系周亚军教授/硕士生导师食品保藏食品与包装工程系97第四章食品的罐藏定义：将食品密封在容器中经高温处理，将绝大部分微生物消灭掉，同时在防止外界微生物再次入侵的条件下获得室温下长期储存的保藏方法食品腐败变质的科学原理：1864年巴斯德（LouisPasteur)最早证实了饮料酒和啤酒的变质起因于微生物的繁殖生长发展史：1810年阿培尔发明了采用沸水煮严格密封瓶装的各种食品能长期贮存的方法—罐藏法—阿培尔（NicholasAppert)技艺第四章食品的罐藏98引言热加工方法

1.杀菌(sterilization)—將所有微生物及孢子，完全杀灭加热处理方法，称杀菌或绝对无菌法。有些罐头食品内容物传热速度很慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，此时食品品质可能已劣变至无法食用。引言992.商业杀菌法(commercialsterilzation)

—將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死罐头内允许残留微生物或芽孢，不过，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的加热处理方法称商业灭菌法。2.商业杀菌法(commercialsterilzatio1003.巴氏杀菌法(Pasteurization)100℃以下加热介质中的低温杀菌法，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要求。4.热烫(Blanching)

生鲜食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。

目的主要为抑制或破坏食品中酶并减少微生物数量。3.巴氏杀菌法(Pasteurization)101第一节热加工原理一、罐头食品的腐败及腐败菌腐败菌：凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物产品内的微生物：曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的罐头各占20%、10%、8%、和3%。第一节热加工原理102偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子未发现酵母菌这些罐头并未出现腐败变质的现象大多数罐头中出现细菌为需氧性芽孢菌原因：主要是罐内缺氧环境抑制其生长繁殖的结果。若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质现象。偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子103腐败：正常加工和杀菌的罐头贮运中发生变质，应找出腐败根源，采取根除措施腐败原因：罐头内出现腐败菌因罐头种类而不同杀菌工艺要求因各腐败菌生活习性而异杀菌工艺选择依据：弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺、避免贮运中罐头腐败变质的首要条件腐败：正常加工和杀菌的罐头贮运中发生变质，应找出腐败根源，采104(一)食品pH值与腐败菌的关系各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，食品的酸度或pH值因种类而异1、罐头食品按pH分类：据腐败菌对pH值适应情况及耐热性，分低酸性、中酸性、酸性和高酸性2、低酸性食品鱼肉及大部分蔬菜罐头，蛋白质含量高罐头的酸性和低酸性食品以pH4.6分界线。(一)食品pH值与腐败菌的关系1053、界定：任何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。3、界定：任何工业生产的罐头食品中其最后平衡pH值高于4.6106表4-1各种常见罐头食品的pH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4.34.04.6菠菜5.45.15.9表4-1各种常见罐头食品的pH值罐头食品pH值罐头食品pH107表4-2罐头食品按照酸度的分类酸度级别pH值食品种类腐败菌杀菌要求低酸性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、嗜温兼厌氧菌高温杀菌105～121℃中酸性4.6~5.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、沙司制品、无花果酸性3.7~4.6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℃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、酶表4-2罐头食品按照酸度的分类酸度级别pH值食品种类腐败菌1084、原因：罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种食品中常见为A、B、E三种。其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型强。它们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%。肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界，主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。4、原因：罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。109罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，pH值低于4.6肉毒杆菌生长受抑制，只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人体健康。肉毒杆菌能生长最低pH值为两类食品分界的标准线。5要求：罐头杀菌以破坏芽孢为最低要求。pH值大于4.6的食品罐头杀菌必须保证将其全部杀死罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，pH值低于4.6肉毒杆菌生长110低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌供试验的对象菌。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。低酸性食品中尚存在抗热性更强的平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌需要更高杀菌工艺条件才会完全破坏。6、中酸性食品中酸性食品和低酸性食品的杀菌强度要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3671117、酸性和高酸性食品食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌pH低于3.7时仍能生长，pH3.7为酸性和高酸性食品的分界线。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。7、酸性和高酸性食品1128、高酸性食品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如此。食品中常见腐败菌见表P386-3908、高酸性食品113(二)常见罐头食品腐败变质的现象和原因罐头食品贮运中常出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质现象。此外有中毒事故。1、胀罐隐胀，轻胀，硬胀2、原因非细菌性胀罐假胀：食品装量过多，罐内真空度不够，杀菌后会出现氢胀：罐内食品酸度高，罐内壁腐蚀，锡、铁溶解并产生氢气，常在贮藏一段时间后才出现(二)常见罐头食品腐败变质的现象和原因114细菌性胀罐原因：杀菌不足残留下来；罐头裂漏从外部入侵微生物低酸性食品胀罐常见的腐败菌大多属于：专性厌氧嗜热芽孢杆菌厌氧嗜温芽孢菌酸性食品胀罐时常见的专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头。高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、明串珠菌等非芽孢菌。细菌性胀罐1153、平盖酸坏外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH可能下降0.1～0.3，导致平盖酸坏的微生物称平酸菌，大多为兼性厌氧菌，平酸菌常因受酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也未必能分离出来。平酸菌在自然界中分布广。糖、面粉及香辛料是常见的平酸菌污染源。低酸性食品常见平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌3、平盖酸坏116平酸菌的耐热性强，最高生长温度65℃，能在49～55℃温度中生长酸性食品中常见平酸菌为凝结芽孢杆菌，是番茄制品中重要的腐败变质菌。能在pH4.0或略低介质中生长能在pH4.5番茄汁中生长，pH值降到3.5当pH值降到4.0时或更低，不会产生芽孢，迅速自动消失最适温度45℃或55℃，最高生长温度54～60℃平酸菌的耐热性强，最高生长温度65℃，能在49～55℃温度中1174、黑变或硫臭腐败在细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的H2S气体，与罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味的现象称黑变或硫臭腐败原因：致黑梭状芽孢杆菌的作用，杀菌严重不足时会出现。这种腐败变质罐头外观正常，有时会出现隐胀或轻胀4、黑变或硫臭腐败1185发霉罐头内食品面层上出现霉菌生长的现象称发霉一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真空度过低时才有可能在低水分及高浓度糖分的食品表面生长5发霉1196、产毒如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，其余均不耐热。因此，为避免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌作为杀菌对象考虑6、产毒120复习思考题低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐头食品腐败变质的原因有哪些？复习思考题低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？121二、微生物的耐热性目的：腐败菌是罐头食品杀菌对象，其耐热性与罐头食品的杀菌条件直接有关细菌的死亡：微生物对热的敏感性常受各种因素影响，如种类、数量、环境条件等鉴定微生物的死亡，常以其是否失去繁殖与变异能力为标准。二、微生物的耐热性122杀菌方法：冷冻法，加热法，电离辐射法，化学法罐头杀菌通常用加热法促使微生物死亡加热促使微生物死亡的原因：目前广泛认为是因细胞内蛋白质受热凝固而失去新陈代谢的能力水对蛋白质凝固的影响：鸡蛋内水分含量(%)蛋白质凝固温度(℃)50601880～906145水分含量越高，蛋白质越易凝固杀菌方法：123细菌生长细胞死亡温度50～60℃，与细胞蛋白质的凝固温度一致芽孢内游离水含量和耐热性因微生物种类和菌株而异湿热条件用100℃以下温度就能杀死微生物用水煮或蒸汽加热杀菌，微生物能从周围介质中吸取水分，促进细胞蛋白质凝固细菌生长细胞死亡温度50～60℃，与细胞蛋白质的凝固温度一致124干热条件常需升温140～180℃，加热时间需几分钟延长到数小时过热蒸汽加热或烤房烘烤，因环境干燥细胞内蛋白质凝固速度减慢干热微生物死亡未必是蛋白凝固，真空和在氮气中干热杀菌缓慢，因此干热死亡可能与氧化作用有关干热条件常需升温140～180℃，加热时间需几分钟延长到数小125

1.影响微生物耐热性的因素（1）菌种与菌株不同菌种的耐热性不同，有耐热和不耐热之分同一菌种的菌株不同，耐热性也不同正处于生长繁殖的细菌耐热性比其芽孢弱各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。同种芽孢耐热性也因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异热处理后残存芽孢培养繁殖和再次形成芽孢后，新芽孢的耐热性就比原来芽孢强1.影响微生物耐热性的因素126（2）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影响在含磷酸或镁培养基中生长的芽孢有较强耐热性；在含碳水化合物和氨基酸环境中培养芽孢的耐热性很强；高温培养比低温培养形成芽孢耐热性强菌龄与贮藏期也有一定影响（2）热处理前细菌芽孢的培育和经历127（3）热处理时介质或食品成分的影响酸度大多芽孢杆菌在中性范围内耐热性最强pH低于5细菌芽孢不耐热，耐热性强弱受其它因素控制芽孢耐热性减少程度随酸种类而异，顺序：乳酸，柠檬酸，醋酸加工蔬菜和汤类常加酸，提高内容物酸度，降低杀菌温度和时间，保存食品品质和风味。图4-1加热介质pH对芽孢耐热性的影响98.9110121.1（3）热处理时介质或食品成分的影响酸度图4-1加热介质pH128糖高浓度糖液对受热处理细菌芽孢有保护作用原因：高浓度糖液导致细菌细胞中原生质脱水，影响蛋白质凝固速度，增强芽孢耐热性图4-2糖对细菌耐热性的影响糖图4-2糖对细菌耐热性的影响129盐的影响通常食盐的浓度在4%以下时,对芽孢的耐热性有一定的保护作用8%以上浓度时，可削弱其耐热性这种削弱和保护程度常随腐败菌种类而异食品中其它成分的影响苛性钠，碳酸钠或磷酸钠对芽孢有一定的杀菌力，在含有一定量芽孢的实验溶液中，加入苛性钠，碳酸钠或磷酸钠时，杀死芽孢所需的时间可大为缩短盐的影响130淀粉对芽孢没有直接影响蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用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香料中的芳香油，芥末，丁香，洋葱，胡椒，大蒜有防腐性能，均能明显减弱芽孢的耐热性淀粉对芽孢没有直接影响131

（4）热处理温度热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要时间越短。提高温度会加速蛋白质凝固，降低微生物的耐热性图4-3不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线（4）热处理温度图4-3不同温度时炭疽132

表4-3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（min）温度℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间（min）温度℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间（min）10012001157013031056001201913511101961257表4-3热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响温平133

（5）原始活菌数腐败菌或芽孢全部死亡所需要时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要时间越长。因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接关系。（5）原始活菌数134表4-4原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121℃时杀菌时间（min）玉米菌数平盖酸坏的百分率无糖60个平酸菌/10g食糖2500个平酸菌/10g糖700095.8800075900054.2表4-4原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121℃时杀菌时间135注意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。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。注意1362.细菌耐热性的特性（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线微生物及芽孢热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降。若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值、横坐标为热处理时间，则得到一直线——热力致死速率曲线或活菌残存数曲线图4-4热力致死速率曲线D2.细菌耐热性的特性（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线图137

（2）D值热力致死速率曲线或活菌残存数曲线为直线，斜率为m图4-4表明，直线横过一个对数循环所需要时间（min）是D值（Decimalreductiontime），也就是直线斜率的倒数，即D=1/m，直线斜率实际反映细菌死亡速率。D值的定义：是在一定处理环境和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时间（min）。（2）D值138D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。D值大小和细菌耐热性的强度成正比。注意：D值不受原始菌数影响D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处环境和其它因素而异。D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。139表4-5瞬间加热和冷却条件单位时间为D时细菌死亡速率加热时间（min）单位容积残存活菌数0D1041D1032D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4加热时间（min）单位容积残存活菌数0D1041D1032D140从表4-5可看出，从5D以后，为负指数，即有1/10～1/10000活菌残存下来的可能。细菌和芽孢按分数出现并不现实，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。从概率角度考虑，如果100支试管中各有1ml悬浮液，每ml悬浮液中仅含1个芽孢，经5D处理，残存菌数为10-1，即1/10活，即100支试管中可能有90支不再有活菌存在，10支尚有活菌的可能。从表4-5可看出，从5D以后，为负指数，即有1/10～1/1141D值可根据图4-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。也可根据直线方程式求得，因它为直线斜率倒数，即：tD=lga–lgbD值可根据图4-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得142例：100℃热处理时，原始菌数1×104，热处理3min后残存活菌数是1×101，求菌D值。3D==1.00

lg(1.0×104)–lg(1.0×10)即D100℃或D100=1.00例：100℃热处理时，原始菌数1×104，热处理3min后残143（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）ThermalDeathTime：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。图4-5热力致死时间曲线Z（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）ThermalDeat144细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性。与热力致死速率曲线一样，若以热处理温度为横坐标、热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线。即热力表明热力致死规律同样按指数递降进行。细菌的热力致死时间随致死温度而异。145Z值的概念：直线横过一个对数循环时间所需要改变的温度数（℃）。换句话说：Z值为热力致死时间按1/10或10倍变化时相应的加热温度变化(℃)。Z值越大，因温度上升取得杀菌效果越小。Z值的概念：直线横过一个对数循环时间所需要改变的温度数（℃）146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F来表示，并称F值。F值的定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间—F值与原始菌数是相关的。

t1T2-T1Log—=————若T2=121.1℃，则t2=Ft2Z通常用121℃（国外用250F°或121.1℃）作为标准温度147（4）热力指数递减时间（TRT）为计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念扩大，提出热力指数递减时间（TRT）概念。TRT定义就是在任何特定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（即原来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间（min）。（4）热力指数递减时间（TRT）为计算杀菌时间时将细菌指数递148TRTn=nD即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。TRTn值与D值一样不受原始菌数的影响。TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。如121℃杀菌时TRT12=12D，即经12Dmin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。TRTn=nD即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。149（5）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D对数值呈直线关系。Z图仿热力致死时间曲线（5）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150t1T2-T1Log—=————若T2=121.1℃，则t2=Ft2Z假定T1温度下的D值已知，则t1=nD则D、F、Z值间的关系可通过下式转换。nD121-TFLog——=————或D=—×10（121-T）/ZFZnt1T2-T1151已知T温度下的D值、Z值，再据罐头产品需要确定n值，计算得到相应F值。n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。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。已知T温度下的D值、Z值，再据罐头产品需要确定n值，计算得到152三、酶的耐热性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因酶活动引起的变质问题。过氧化物酶、果胶酯酶酶钝化程度也被用做食品杀菌的测定指标例牛乳巴氏杀菌效果可据磷酸酶活力测定结果判定。这因为牛乳中磷酸酶热处理时钝化程度和肺结核菌及其他病原菌热处理时死亡程度一致。三、酶的耐热性罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时方153思考题影响微生物耐热性因素主要有哪些？D值、Z值、F值的概念？分别表示什么意思？这三者如何互相计算？思考题影响微生物耐热性因素主要有哪些？154四、带容器食品热加工时间的推算1.影响罐头食品杀菌时间的因素：食品中可能存在的微生物或酶的耐热性食品污染情况加热或杀菌条件食品pH罐头容器大小食品物理状态食品预期贮存条件—因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的耐热性以及热传递速率。四、带容器食品热加工时间的推算1.影响罐头食品杀菌时间的因素1552.热传递速率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。表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。影响热穿透食品的主要因素：（1）产品的类型流体或带小颗粒的流体食品—对流传热固体（肉、鱼等）—传导流体食品因粘度、比重、成分不同而不同。2.热传递速率传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然156（2）容器大小如：铁罐头和蒸煮袋（3）容器是否被搅动如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别是粘稠或半固体食品（如茄汁黄豆）（4）杀菌锅和物料的初温（5）容器形状：高容器快（6）容器类型：金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快（2）容器大小1573.传热速率的测定用热电偶测定食品冷点的温度3.传热速率的测定用热电偶测定食品冷点的温1584、罐头食品的传热曲线4、罐头食品的传热曲线159五、罐头食品的一般工艺过程预备原料和包装材料获得可食用部分洗涤分级检验热烫排气密封杀菌和冷却检验五、罐头食品的一般工艺过程预备原料和包装材料1601.排气排气：装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带入的和原料组织细胞内的空气尽可能从罐内排除的技术措施是使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程目的阻止需氧菌及霉菌的发育生长防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别卷边受压力，影响密封性。控制或减轻罐藏食品贮藏中出现罐内壁腐蚀避免或减轻食品色香味的变化避免维生素和其他营养素遭到破坏有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐1.排气排气：装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带入的和原料161方法加热排气：冷装罐，在预定排气温度中加热（用蒸汽或热水加热的排气箱），使罐内中心温度达70-90℃（有资料认为需达到80-95℃）排气温度、排气时间、密封温度是确定密封后真空度的主要因素。对空气含量低食品，主要排除顶隙内的空气，密封温度是关键性因素对空气含量高食品，除要达到预期密封温度外，还应合理延长排气时间。方法162热灌装：将食品加热到70-75℃（有资料认为应达85℃）然后立即装罐密封真空排气真空封罐时真空密封室内的真空度和食品温度是控制罐内真空度的主要因素蒸汽喷射法在封罐时向罐头顶隙内喷射蒸汽，将空气驱走而后密封，待顶隙内蒸汽冷凝时便形成部分真空的方法装罐前罐头食品的加热温度对蒸汽喷射法排气密封后所得罐内真空度有影响热灌装：将食品加热到70-75℃（有资料认为应达85℃）然后1632.封口罐身与罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。2.封口罐身与罐盖或罐底由封口机进行卷封就形成二重卷边。164卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度和间隙之和。用T=2t身+3t盖+G来计算。其中:t身—罐身铁皮厚度t盖—罐盖铁皮厚度G—卷边内部铁皮与铁皮间隙大小，标准值为0.15mm，最大值0.25mm卷边宽度（W）：指卷边顶部至卷边下缘的尺寸，用W=1.1t盖+BH+LC+1.5t盖计算埋头度（C）：卷边顶部至盖平面的高度罐身身钩（BH）：罐身翻边弯曲后的长度罐盖盖钩（CH）：罐盖圆边向卷边内部弯曲长度间隙（LC）：卷边内顶部空隙有盖钩和身钩空隙卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度