《食品技术原理》课件-第二章食品热处理技术

第二章食品热处理技术教学目的和要求掌握微生物的耐热性罐藏食品的传热罐藏食品分类与杀菌强度的确定；了解热力杀菌装置重点影响微生物耐热性的因素影响罐装食品传热的因素杀菌强度的确定食品在冷藏和冻藏期间发生的变化难点微生物耐热性曲线罐装食品的传热曲线食品生产过程中，加热处理有多种好处（作用）使蛋白质变性，淀粉糊化，减轻消化系统压力，便于食物消化吸收杀菌作用(延长保存期)获得新型食品按加工工艺，热处理分类热烫热杀菌（商业无菌）热挤压热脱水焙烤和焙烧蒸发和蒸馏将病原菌、产毒菌及在食品中造成食品腐败的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，但在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定的保质期内不引起食品腐败变质，这种热处理方法是（）巴氏杀菌热烫商业杀菌辐射杀菌ABCD提交单选题1分加热杀菌理想效果：对物料操作及其品质影响控制在最小限度内迅速杀死存在于其中的有害微生物确定加热杀菌条件需考虑：食品物性；污染食品的微生物种类，数量，习性；容器；加热过程中食品传热特性等第一节微生物的耐热性

细菌繁殖的温度范围

细菌种类最低(℃)最适(℃)最高(℃)嗜热菌30～4550～7070～90

嗜温菌5～1530～4545～55低温菌-5～525～3030～35嗜冷菌-10～-512～1515～25真菌在最低温度条件下，其繁殖能力与细菌相同，然而，真菌能够繁殖的最高温度却很低，霉菌约为60℃，酵母菌繁殖的最高温度约为45℃。微生物繁殖速度，随着偏离最适温度范围的程度增大而下降。特别在高温条件下，繁殖速度急剧下降。微生物耐热性可用实际使用的温度和时间表示，常用加热致死时间来表示。一、影响微生物耐热性因素

菌种和菌株加热前微生物所经历培养条件加热时的相关因素加热后的条件菌种和菌株微生物种类不同，耐热不同。即使是同一菌种，其耐热性因菌株而异产芽孢菌芽孢耐热性＞营养体嗜热菌芽孢>厌氧菌芽孢>需氧菌芽孢加热前微生物所经历培养条件菌龄稳定期细胞耐热性＞对数期，成熟芽孢耐热性＞未成熟芽孢培养温度与耐热性的关系一般情况下，培养温度越高，所培养的细胞及芽孢耐热性越强。培养基组成培养基成分的影响效果与菌种，菌株及其他多种因素相关：在营养丰富的培养基上发育的芽孢，耐热性强加热时的相关因素

加热方式：湿热杀菌（100℃，几十分钟）＞干热杀菌（140-180℃，数小时）热处理温度原始活菌数水分pH值细菌一般在微酸至中性范围内耐热性最强，超过这一范围，耐热性下降。营养物质

碳水化合物脂类蛋白质无机盐对细菌的作用随无机盐种类、浓度及菌种等变化而异。其他防腐剂加热后的条件微生物受到某种强烈的外界刺激后，会遭受一定程度的损伤，与正常的群体相比，受伤的群体会从各个方面表现出不同的反应。遭受加热损伤的细胞除营养要求扩大外，还受各种条件影响，并易受抑制剂的影响。对于罐头食品，影响微生物耐热性的因素包括有（）微生物的种类原始活菌数热处理温度罐内食品成分ABCD提交多选题1分二、微生物耐热性试验方法

TDT（thermaldeathtime）试管法TDT罐法烧瓶法开放型TDT管专用耐热性测定仪测定法毛细管法利用实验室小型蒸汽吹入式UHT装置三、微生物耐热性参数

（一）加热致死速率曲线/残存活菌曲线根据试验结果：在一定环境和一定致死温度热处理微生物，不同时间所得残存数对数值呈直线关系。直线横过一个对数周期时所需要的时间D值为直线斜率倒数，即细菌死亡率的倒数。D值

在一定环境中一定的温度条件下，将全部对象菌90%杀灭所需要的时间D值愈大，细菌死亡速率愈慢，该菌耐热性愈强。D值不受原始菌数影响，其表示方法：

D121.1℃

minD值随热处理温度、菌种、细菌/悬浮液的性质及其他因素而异。100℃热处理时，原始菌数为10000，热处理3分钟后残存的活菌数是10，则该菌D值为（

）1min2min3min4minABCD提交单选题1分(二)加热致死时间曲线θ不同热处理温度，

t加热致死时间，

Z时对应

θ’-θ值温度不变，将处于一定条件下的孢子悬浮液或食品中某一菌种的细胞/芽孢数全部杀死所的最短热处理时间。(三)加热减数时间（thermalreductiontime）任一规定温度，将对象菌减少到某一程度（10-n）时所需的加热时间。10-n中n称为递减指数，表示TRTn=nD

TRT实为D值概念的扩大。所以受对D值有影响的因素支配，不受原始菌数影响。TRT值可按从概率角度解释细菌死亡情况。

D值本身并不代表全部杀菌时间。在规定θ’下，当nD值中n接近无穷大，即F值。但实际中不需要。只要根据实际污染情况的调查和安全性保证试验即可确定n值，可将其视为F值。在一定环境中一定的温度条件下，将全部对象菌90%杀灭所需要的时间是（）D值F值Z值以上都不对ABCD提交单选题1分温度不变，将处于一定条件下的孢子悬浮液或食品中某一菌种的细胞/芽孢数全部杀死所的最短热处理时间（）。D值F值Z值以上都不对ABCD提交单选题1分(四)F值和Z值F值：一定加热致死温度（一般为121.1℃）下，杀死一定浓度微生物所需加热时间。用于比较Z值相同的细菌耐热性，但对于Z值不同的细菌不适用。故F值表示:,通常Z＝10℃，如θ＝121.1℃，上下标可省略，否则不省略。Z值：加热致死时间曲线或拟加热致死速率曲线中加热时间或D值按照1/10或10倍变化时，相应的加热温度变化。Z值愈大，因温度上升而取得的杀菌效果就愈小。因，故(五)12D概念（罐头工业杀菌）

最低加热过程应降低到最耐热的肉毒梭状芽孢杆菌芽孢存活概率仅为10-12适用于pH值＞4.6食品。四、酶的耐热性含酶的物质中，在一定范围内提高温度，则酶的反应速率随之增加。其一般在1.4～2.0之间，但温度过高，温度特别高反应速度反而下降。原因：

1、最适温度以下，随着温度升高，酶活力提高。2、高于最适温度，随着温度升高，酶活力降低。原因：蛋白变性思考题影响微生物耐热性因素有哪些？细菌按最适生长温度可如何分类？D值、F值，Z值，12D概念第二节、食品的热传递

热量传递方式有传导：热量从物体的这一部分向那一部分或向接触的另一物体所发生的传递。对流：适用于液体物质。当液体或气体中存在某种程度温度差时，温度不同的两部分就会通过其密度差发生混合。辐射：任何物体都相应地从表面散发热能，传递给另一物体。一、罐装食品传热方式

传导传热型对流传热型对流传导结合式

先对流后传导：冷却时只传导传热，乳糜状玉米罐头

先传导后对流：冷却时只对流传热，苹果沙司罐头二、影响罐装食品传热的因素内因装罐量，顶隙量，真空度，固形物量，糖液浓度，汁液与固形物比例，粘稠度，熟化程度，加工方法，食品组成与性状，填充方法，加热过程中特性，加热前食品初温及在容器内分布。外因容器大小与形状，加热过程旋转，搅动，杀菌锅内容器数量，容器所处，杀菌锅内喷入蒸汽压力，喷射位置，杀菌锅内温度分布，有无气囊，升温时间等。主要影响因素食品的物理性质形状，大小，粘稠度和相对密度不同，糖（温度升高，粘度下降），淀粉（＞6%，传热方式为传导），果胶，块形大小，装罐方式

食品初温

对于传导型加热食品：影响显著；对于对流型加热食品：影响不显著

对罐头食品内温度变化快慢影响较大的因素有多个，但（）对温度变化的影响不大。食品的浓度罐头容器的大小与形状对流型传热罐头食品的初温对一些粘稠或半固体的食品采用旋转杀菌ABCD提交单选题1分容器传热特性，热阻，几何尺寸（h/D=0.25,加热时间最短）。对于对流传热型罐头：容器种类和罐壁厚度对加热杀菌时间影响很大。对于传导传热型罐头：食品导热性对杀菌时间影响较大。杀菌设备形式

回转式＞静置式

其他加热时食品特性，加热前罐内温度分布情况，杀菌锅装填量，罐的码放排列方式。下列因素中，

与杀菌时罐头食品的传热无关。杀菌设备罐头容器的材料、容积和几何尺寸食品的粘稠度食品的pHABCD提交单选题1分三、罐装食品传热的测定

(一)目的

掌握罐藏食品的传热特性建立相应加热和冷却条件根据测得的加热和冷却的传热曲线直接对杀菌效果作出评价(二)方法

短杆水银温度计专用罐头中心温度测定仪(三)测定点选择对流传热型罐藏食品：中心轴上离罐底罐高10%～15%，罐内中心线上传导传热型罐藏食品：几何中心或微偏上方传导对流结合型罐藏食品：一般取离罐底罐高约25%的罐内中心线作测定点特殊罐藏食品：需测定（每10mm始，隔5mm放一热电偶）罐装食品加热时，罐内温度变化最缓慢点（冷点）传导型罐头的冷点（）在罐容器的底部在罐容器的几何中心在罐中心轴上离罐底2-4cm处在罐容器的顶盖ABCD提交单选题1分(四)测定方法试样量

4～6只（≤10）测定次数

≥1次/分钟，导热型可适当延长测定内容罐内及杀菌锅内温度变化情况思考题罐装食品传热方式有哪几种？影响罐装食品传热的因素有哪些？第三节杀菌强度评价罐藏食品进行最后热处理的对象主要是致病菌，腐败菌，产毒菌。罐藏食品商业无菌（commercialsterilizationofcannedfood）：罐藏食品经适度热杀菌以后，不含有致病的微生物，也不含常温下能在其中繁殖的非致病微生物。一、杀菌对象菌的选择

选择原因罐藏食品种类不同，罐内腐败菌也不同，导致罐头腐败原因也不同，各腐败菌生活习性不同，故杀菌工艺也不同确定对象菌才能正确选择合理杀菌工艺避免罐头腐败变质罐藏食品分类酸度级别食品种类常见腐败菌热力杀菌要求低酸性食品（pH>4.6，Aw>0.85）低酸性食品＞5.0

肉

嗜热菌，嗜温厌氧菌或嗜温兼性厌氧菌

高温杀菌105～121.1℃

中酸性食品4.6～5.0

蔬菜，面条酸性食品（pH≤4.6）酸性食品：3.7～4.6水果及果汁，番茄汁/酱

非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌

沸水或100℃以下介质杀菌

高酸性食品：＜3.7

菠萝，杏，葡萄，柠檬，醋栗，泡菜

酵母，霉菌，酶（耐酸性强，耐热性差）

根据腐败菌对pH的适应性其耐热性中酸性食品出现二、杀菌强度意义用实际杀菌效果即杀菌强度F0和TDT曲线上的Fs值比较，即可知道在实际操作杀菌条件下是否达到杀菌要求。即杀菌效率值。通过测定罐头中心温度，根据此结果按对象菌的Z值进行一系列计算，得到在该杀菌条件下的实际杀菌效果，即杀菌强度（F0）。杀菌强度F0值计算F0值定义：在参数温度为121.1℃下总的累积致死效应。（totalijtegratedlethaleffect）计算方法：确定121.1℃下D值针对不同微生物种类确定t0＝nD

，计算F0值

保温时间，保温部分的杀菌温度例题对于耐热性最强的芽孢，当温度上升10℃，其耐热性降低以Z值表示为10，即Z=10℃。

肉毒杆菌是最危险的食品中毒微生物，在罐藏食品工业中已建立的最低杀菌强度为12D。

肉毒杆菌D121.1

=0.205（min）t0=12D=12*0.205=2.46（min）通常选择在3min以上。

140℃下，达到12D的杀菌强度所需要的杀菌时间计算

规定对象菌标准F0值应考虑的因素

微生物种类及其耐热性了解腐败菌污染程度食品品质即C0值（蒸煮值）

t0,θ含义与F0计算式中相同各种食品原料的典型F0值食品种类F0值食品种类F0值豆沙司4-6青鱼番茄沙司6-8胡萝卜3-4肉汤12-15奶制餐后甜点4-10下列有关热处理与产品质量的说法正确的有（）食品质量属性与微生物数量在耐热性上存在着差异，这个差异性就成为罐头食品杀菌条件优化选择的基础。由于食品质量属性的Z值远远大于微生物数量的Z值，所以若采用更高温度和更短时间，在维持同样杀菌效果的同时会减少对质量属性的影响。采用高温短时（HTST）处理后，食品中所有的酶都可以被完全钝化。对用于商业杀菌的热处理过程进行优化时，原则上尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还要根据酶的残存活性和食品品质的变化作选择。ABCD提交多选题1分思考题罐藏食品分类？分类依据是什么罐藏食品最后热处理对象是()()()

罐藏食品商业无菌（名词解释）规定杀菌对象菌标准F值的依据

第四节、食品加热杀菌和热力杀菌装置低温加热杀菌

一般加热杀菌温度低于100℃。食品杀菌方式可分为低温加热杀菌、高温加热杀菌和超高温杀菌。操作：可分为三个阶段，升温阶段，保温阶段，冷却阶段可将食品中所存在的微生物部分地而不是全部杀灭。罐藏食品分类酸度级别食品种类常见腐败菌热力杀菌要求低酸性食品（pH>4.6，Aw>0.85）低酸性食品＞5.0

肉

嗜热菌，嗜温厌氧菌或嗜温兼性厌氧菌

高温杀菌105～121.1℃

中酸性食品4.6～5.0

蔬菜，面条酸性食品（pH≤4.6）酸性食品：3.7～4.6水果及果汁

非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌

沸水或100℃以下介质杀菌

高酸性食品：＜3.7

菠萝，杏，葡萄，柠檬，醋栗，泡菜

酵母，霉菌，酶（耐酸性强，耐热性差）

适用于酒精，牛奶，果汁等液体食品（pH<4.6）杀菌经该方法处理的食品需要冷藏，发酵，使用添加物（糖、盐、防腐剂，降低Aw的物质），包装，加脱氧剂等方法处理。