食品的热保藏2014

第三章食品的热处理与杀菌PRINCIPLESOFTHERMALPROCESSING作业1通过查阅文献或者网络资源，收集一种你感兴趣的罐头食品的加工工艺，并进行分析。糖水黄桃工艺流程原料选择→选果→清洗→去皮→切半→挖核→预煮→修整→装罐→排气→封罐→杀菌→冷却→擦罐、保温、贴商标蔬菜罐头原料的选择→原料的分级、清洗→去皮及整理→预煮、漂洗→分选→装罐→排气→密封→杀菌→冷却→保温、或商业无菌检查→包装中国十大罐头品牌1.梅林2.古龙3.银鹭4.娃哈哈5.林家铺子6.真心7.欢乐家8.紫山9.同发10.甘竹消费者喜欢的罐头品牌（2014）含十大罐头品牌+五洲星，果秀，美宁，康发，三叶，鹰金钱，丰岛，辣妹子，奇伟，粤花，黄罐，全滋味，科技，鲁丰，绿鲜，喜多多，帝元春，广天牌，爱斯曼，美客多，高金

罐头食品是中国众多食品最先打入国际市场，产品质量较早与国际接轨的一种商品。罐头行业也一直保持着较快的发展速度。我国已经成为世界主要的罐头生产和出口国之一，行业保持快速增长的态势。我国福建省罐头产量最多，其次是湖北省、山东省、湖南省、浙江省。食品的热处理保藏热处理热烫巴氏杀菌商业灭菌

转化热处理--蒸煮--烘烤--油炸热杀菌的主要目的

杀灭在食品正常保质期内可导致食品腐败变质的微生物钝化食品中的酶改善口味热杀菌处理的最高境界

达到杀菌及钝化酶活性的要求尽可能使食品的质量因素少发生变化-------合理的杀菌工艺参数一、微生物的耐热性－－影响微生物耐热性的因素菌株和菌种M的生理状态初始活菌数热处理温度和时间培养温度

蛋白质影响微生物耐热性的因素pH值水分活度其他IP/productdevelopmentexchangesCapability/serviceexchanges脂肪微生物的耐热性盐类糖类微生物的耐热性细菌种类最低生长温度（℃）最适生长温度（℃）最高生长温度（℃）嗜温菌30～4050～7070～90中温性菌5～1530～4545～55低温性菌-5～525～3030～35嗜冷菌-10～-512～1515～25细菌的耐热性嗜热微生物＞嗜温微生物＞嗜冷微生物产芽孢细菌＞非芽孢细菌芽孢＞营养细胞微生物的生理状态ABCDLog10cfu/gTime污染微生物的种类和数量一般而言，霉菌、酵母菌的耐热性都比较低。部分细菌很耐热，尤其是其形成的芽孢同一菌种的芽孢也会因热处理前的菌龄、培养条件、贮藏环境的不同而异。在罐头生产中，因杀菌不足造成的腐败的往往是芽孢菌罐头杀菌时往往以芽孢为杀菌对象耐热性微生物的耐热性与一定容积中所存在的微生物的数量有关，微生物的数量越多，则全部杀灭所需的时间就越长。食品工厂的卫生质量直接关系到产品的质量热处理温度和时间热处理温度越高则杀菌效果越好加热时间延长，有时并不能使杀菌效果提高。杀菌时保证足够高的温度比杀菌时间更重要。盐类糖类脂肪、蛋白质脂肪的存在可以增强细菌的耐热性原因：形成凝结层，妨碍水分的渗透又是热的不良导体蛋白质含量5%左右时，对微生物有保护作用，15%以上时，对耐热性没什么影响盐类对细菌耐热性的影响是可变的低浓度的食盐对微生物有保护作用，高浓度的食盐则有削弱作用糖类的影响与其种类和浓度有关低浓度的糖类影响不大，高浓度的糖类则增强微生物的耐热性

防腐剂、杀菌剂的存在会是微生物的耐热性降低。

其它耐热性罐内食品成分水分活度pH值耐热性水分活度越低微生物的耐热性越强相同温度下湿热杀菌的效果要好过干热杀菌微生物的耐热性在中性或接近中性的环境中最强。pH4.6是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品开始是低酸食品，加工后成为酸性食品。

一般以pH值4.6为界限，pH值4.6以上环境宜采用加压高温杀菌，pH值4.6以下环境采用常压（100C以下）杀菌

pH值

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值不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性。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。热杀菌食品的pH分类酸度pH值食品种类常见腐败菌杀菌要求低酸性>5.0虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌高温杀菌105~121℃中酸性4.6~5.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、无花果酸性3.7~4.6荔枝、龙眼、樱桃、苹果、枇杷、草莓、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菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁等酵母、霉菌热杀菌食品的pH分类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。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，广泛分布于自然界中，主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。罐头内的缺氧条件又对它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。pH值低于4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，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。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。肉毒杆菌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。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。中酸性食品的杀菌强度要求与低酸性食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。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。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。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。FDA对低酸性食品和酸化食品的判定

低酸性食品罐头类。所谓“低酸性罐头”是指pＨ值高于4.6，水分活性高于0.85，事先密封于任何容器再经加热处理杀菌的食品。如：多数蔬菜、蘑菇、金枪鱼、椰汁等罐头食品。酸化食品类。酸化食品指在低酸性食品中加入酸或酸性食品使其pＨ值降至4.6以下，其水活性在0.85以上的食品。像国内的腌制食品、泡菜等多属此类。二、微生物的耐热性参数细菌：用温度和时间杀死你们，哈哈哈！

热力致死时间曲线（TDT曲线）和Z值、F0值热力致死速率曲线与D值热致死速率曲线加热致死时间曲线热力致死时间曲线在某一恒定温度（热力致死温度）条件下，将食品中的一定浓度的某种微生物活菌（细菌和芽孢）全部杀死所需要的时间（min），一般用TDT值表示，同样在右下角标上杀菌温度。热力致死时间曲线是将TDT值与对应的温度T在半对数坐标中作图，则得到热力致死时间曲线12（θ1,t1)（θ2,t2)t1﹥t2,θ2﹥

θ1z2.712（θ1,t1)（θ2,t2)假如：t1=10t2

，亦即杀菌时间缩短到原来的1/10Z值当热力致死时间减少1/10或增加10倍时所需提高或降低的温度值，一般用Z值表示。Z值是衡量温度变化时微生物死亡速率变化的一个尺度。Z值是温度差，单位是℃（℉）令：（1）例1

在某杀菌条件下，在121.1℃用1min恰好将对象菌全部杀灭；现改用110℃、10min处理，能否达到原定的杀菌目标？设Z=10℃标准温度即θ0

=121℃时；与之对应的致死时间为F0（2）热致死时间(min)加热温度(℃)100115110120105125130Z(121.1,F0)(T,TDT)F0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，为了与实际杀菌强度区别，特别记为F0值。F0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——F0值与原始菌数、菌种及环境条件是相关的，F0值越大，细菌的耐热性越强。热力致死速率曲线表示某一特定菌在特定的条件和特定的温度下，其总的数量随杀菌时间的延续所发生的变化。min微生物数量（每分钟加热开始时）1min内杀死的微生物数量（总数的90%）

加热1min后活的微生物的数量

存活微生物数量的对数

1234567106105104103102101100

9×1059×1049×1039×1029×10190.91051041031021011000.1543210-1

该实验的假设前提是：起始样品中微生物的细胞浓度为106个/ml,每加热1min有90%的细胞死亡，加热温度为121℃理论上的微生物热致死实验SurvivorCurve活菌残存数曲线/热力致死速率曲线．．(t1,lga)(t2,lgb)（3）D值：表示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（4）D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。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、细菌活芽孢所处的环境和其它因素而异。D值得单位是minD值例2

某对象菌，在100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。

例3

在121℃条件下，肉毒梭状芽孢杆菌及其芽孢的D值为0.204min,若在121℃条件下将1012个芽孢减少为1个，需要多长时间？肉毒梭状芽孢杆菌的Z=10℃，如何解释？若罐头在111℃而不是在121℃加热处理，则D111℃=?已知蘑菇罐头对象菌D121=4min，欲在121℃下把对象菌杀灭99.9%，问需多长杀菌时间？如果使活菌数减少为原来的0.01%，问需多长杀菌时间？例4某微生物的在温度为T时的D值为D

T,假设原始菌数为a,在杀菌温度T时，花多长时间恰好可以将该微生物杀灭至原来的10-n？将菌数降低到b=a10-n

为目标，采用某杀菌温度T，根据热力致死速率方程（4），所需杀菌时间tT为：

tT=DT(lga-lga10-n)tT=nDT在实际杀菌操作中，若n足够大，则残存菌数足够小，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”，就可以认为达到杀菌目的。商业无菌要求食品中所有的致病菌都已被消灭，耐热性非致病菌的存活率达到规定要求，并且在密封完好的条件下在正常的销售期内不生长繁殖。将菌数降低到b=a10-n

为目标，采用某杀菌温度121℃，根据热力致死速率方程（4），所需杀菌时间t121

为：

tT=DT(lga-lga10-n)t121=nD121℃标准温度即θ0

=121℃；与之对应的致死时间为F0F0=nD121F0=nD的意义在于用适当的残存率值代替“彻底杀灭”的概念，这使得杀菌终点的选择更科学、更方便、同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。tT=nDTF0值、Z值、D值之间的关系（5）例4

某产品的净重454g，含有Z=10℃,D121.1℃=0.6min的芽孢12只/g;若杀菌温度为110，要求杀菌效果为腐败率不超过0.1%。求（1）理论上需要多少杀菌时间？（2）杀菌后若检验结果产品腐败率为1%，则实际原始菌数是多少？此时需要的杀菌时间为多少？二、食品的传热传热方式传导对流辐射

将腌牛肉丁、罐装番茄汁、糖水梨罐头三种罐装食品同时放入杀菌锅内进行热处理时，请你预见，首先实现完全均匀受热的是（），接下来是（），最后是（）。影响传热的因素罐内食品的物理性质初温容器杀菌锅传热测定－－冷点三、杀菌强度的计算及确定程序思考题

某罐头110℃杀菌10min，115℃杀菌20min，121℃杀菌30min。工人实际杀菌操作时间等于50min，那么实际杀菌F值是否等于50min？杀菌公式

接下来的主要任务就是要确定τ2和t，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。既能防止腐败，又能尽量保护品质。实际杀菌F值实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。致死率值L经温度θ，1min的杀菌处理，相当于121℃时的杀菌时间lgLi=(θi-121)/z思考题F实=10×L1+15×L2+30×L3，L叫做致死率。

L1

肯定小于L2，二者均小于1。请问同学们L3=？100℃杀菌90分钟，120℃杀菌10分钟，哪个杀菌强度大？思考题某罐头110℃杀菌10min，115℃杀菌20min，121℃杀菌30min。工人实际杀菌操作时间等于60min，实际杀菌是多少？F实=安全杀菌F值在某一恒定温度（121℃）下杀灭一定数量的微生物或者芽孢所需的加热时间。它被作为判别某一杀菌条件合理性的标准值，也称标准F值，用F安表示“杀灭”具有商业杀菌的含义，允许活菌存在F安表示满足罐头腐败率要求所需的杀菌时间（121℃），每种罐头要求的标准杀菌时间（通常121℃为标准温度）F安是确定杀菌公式中恒温时间τ2的主要依据，同时就象其它食品标准一样，拿来作为参照，判断杀菌是否合格、是否满足要求。。例如：某罐头F安=30min，表示罐头要求在121℃杀菌30min。F实等于或略大于F安，杀菌合理F实小于F安，杀菌不足，未达到标标准，要腐败。必须延长杀菌时间。F实远大于F安，杀菌过度，超标准杀菌，影响色香味形、营养价值。要求缩短杀菌时间。由于这种比较和反复的调整，就可找到合适的τ2。安全杀菌F值的计算A．确定杀菌温度t：罐头pH大于4.6，一般121℃杀菌，极少数低于115℃杀菌。罐头pH小于4.6，一般100℃杀菌，极少数低于85℃杀菌。B．首先选择对象菌：腐败的微生物头目，杀菌的重点对象。耐热性强、不易杀灭，罐头中经常出现、危害最大。只要杀灭它，其它腐败菌、致病菌、酶肯定杀灭。F安=D（lga-lgb）F安通常指t温度（121℃）下标准杀菌时间、要求的杀菌时间。D值通常指t温度（121℃）下杀灭90%的微生物所需杀菌时间。是微生物耐热的特征参数，D值越大耐热性越强。由微生物实验获取D值，常见的D值可查阅相关手册。思考题某罐头