食品加工保藏(热处理和杀菌).ppt

第二章 食品的热处理和杀菌,本章的主要内容及重点,食品加工与保藏中的热处理 作用、类型、特点、加热方式 食品热处理反应的基本规律 热处理反应动力学、加热对微生物、酶及食品品质的影响； 食品的热杀菌 概念、基本原理、类型和特点、杀菌条件的确定、应用实例,第一节 食品加工与保藏中的热处理,食品热处理的作用 食品热处理的种类及特点 食品热处理使用的能源和加热方式,第一节 食品加工与保藏中的热处理,一、食品热处理的作用,热处理：改善品质、延长贮藏期的最重要处理方法。 热处理的作用效果：（表2-1） 正面作用 负面作用,二、食品热处理的类型和特点,2. 热汤：破坏或钝化食品中的导致食品质量变化的酶类。 属于加工前处理。判定标准：过氧化物酶,1.工业烹饪：为提高食品的感官质量，采取煮焖烘烤形式。属于加工前处理。 种类特点：（表2-2）,4.热杀菌:以杀灭微生物为目的的热处理。 巴氏杀菌：62.8, 30min 商业杀菌：100以上,3. 热挤压:使食品在加热条件下被压缩并形成熔融状态。 挤压是一种新的加工技术。,三、食品热处理使用的能源和加热方式,2. 加热方式： （1）直接加热：加热介质与食品直接接触。易污染 （2）间接加热：燃料产热通过换热器或中间介质（金属板）加热食品。 间接加热常用介质及特点（表2-4） 选择热处理形式要考虑：成本、安全、对食品污染、使用广泛性和设备的投资和操作费用。,1.能源：电、气体燃料、液体燃料、固体燃料 种类特点（表2-3）,第二节 食品热处理反应的基本规律,食品热处理的反应动力学 加热对微生物的影响 加热对酶的作用 加热对食品中其它成分的影响,一、食品热处理的反应动力学,1.热破坏反应的反应速率 通称“热灭活或热破坏对数规律” 食品各成分的热破坏反应遵循一级反应动力学：热破坏反应速率与反应物浓度成正比。 例:微生物热致死反应 图2-1: 一定温度下，随时间延长致死量越大。 处理中微生物数量每减少同样比例所需的时间相同； 注意两指标 D值：指数递减时间 TDT: 热力致死时间,一、食品热处理的反应动力学,2.热破坏反应和温度关系 反应方法有三 （1）热力致死时间曲线 图2-2: TDT值与对应的温度T作图。 随致死温度上升，致死时间(TDT)缩短。 反应速率常数的对数与温度呈正比。 较高温度致死耗时短。 注意两指标 Z值：指TDT值变化90%所对应的温度变化值。,一、食品热处理的反应动力学,2.热破坏反应和温度关系 反应方法有三 （2）阿累尼乌斯方程(略) 图 2-3: （3）温度系数Q值 表 2-5： 反应在温度T2下进行的速率比在较低温度T1下快多少。,二、加热对微生物的影响,1.微生物和食品的腐败变质 微生物在食品中生长繁殖，使食品失去应有的营养价值和感官品质，甚至产生有害物质。 细菌是引起食品腐败变质的主要微生物。 2.微生物的生长温度和微生物的耐热性 不同微生物的最适生长温度不同。（表2-6) 细胞内蛋白质受热凝固是微生物加热致死的原因。 影响耐热性的因素: (1) 微生物的种类 (2) 微生物生长和芽孢形成的环境条件 (3) 热处理的环境条件,三、加热对酶的影响,1. 酶和食品的质量 表2-8 酶也会导致食品质量下降。主要是： 氧化酶类和水解酶类。 POD活力：辣根 芦笋 土豆 萝卜 梨 苹果 热处理的灭酶指标: POD LOX,三、加热对酶的影响,2. 酶的最适温度和热稳定性 最适温度:任何一种酶都有其最适的作用温度。 热稳定性：即酶的耐热性。测定：无底物作用的酶在不同温度下保温，间歇取样测定其活性。 一些酶的破坏反应不完全遵循一级破坏反应。 例：图2-4 CA段表示酶的不耐热部分失活 BD段表示酶的耐热部分失活,三、加热对酶的影响,酶热稳定性的影响因素 （1）酶的种类和来源 表2-9 酶的分子愈大和结构愈复杂，对高温愈敏感。来源不同耐热性不同。 耐热性较高:腺苷激酶、过氧化物酶 耐热性中等:植酸酶、叶绿素酶、胶原酶 果胶甲酯酶、碱性磷酸酶 耐热性一般：多数酶 植物中的过氧化物酶活力越高，耐热性越高。 表2-10,三、加热对酶的影响,酶热稳定性的影响因素 （2）热处理条件 （pH、水分含量、加热速率） pH直接影响酶的耐热性：表2-10 水分含量愈低，耐热性越高。 加热速率愈快，酶的再生愈多。,四、加热对食品营养成分和感官品质的影响,负面影响: 表2-11 破坏食品中不需要的成分 损失热敏性营养成分和维生素 其它 正面影响: 改善可利用率 改善感官品质,第三节 食品热处理条件的选择与确定,食品热处理方法的选择 热能在食品中的传递 食品热处理条件的确定 典型的热处理方法和条件,一、食品热处理方法的选择,满足同一热处理目的的不同热处理方法所产生的处理效果有差异。 例：低温短时和高温瞬时杀菌可达同的杀菌效果，但对食品的酶和成分破坏效果不同。 选择的基本原则 a. 使用热处理方法后应达到相应的热处理目的。以加工为主的，处理后应满足加工要求。以保藏为主的，处理后应达到相应的杀菌、钝化酶的要求。 b.应尽量减少热处理造成的食品营养成分的破坏和损失。 热处理的一些优化方法 表2-12,二、热能在食品中传递,计算热处理效果须知： 微生物等食品成分的耐热性参数； 食品在热处理中的温度变化过程。 热杀菌方法 a.先热杀菌后封装:流态食品，热处理在热交换器上进行，呈稳态传热。 b.先封装后热杀菌:罐头食品，热通过容器再传给食品，属非稳态传热。 以下介绍罐头食品的热能传递：,1.罐头容器内食品的传热,影响传热的因素:表面传热系数、食品容器物理性质、加热介质温度与食品初温度差、容器大小。 例;金属装液汁食品的蒸汽热处理;表面传热系数大，因是金属装传热时热穿透速率取决于食品，传热时液汁食品可自然对流，因此热穿透速率快，可采用旋转式杀菌设备。 如是固体食品，传热以传导方式进行，穿透速率慢。,1.罐头容器内食品的传热,冷点温度;加热时该点的温度最低，冷却时该点温度最高。 冷点温度代表容器内食品温度变化的温度点，可以准确评价罐头食品在热处理中的受热程度。 冷点位置 热传导方式：冷点在罐内的几何中心 热对流方式：冷点在罐内几何中心之下,2.评价热穿透的数据,以冷点温度变化为依据，据传热曲线求出有关特性。 测定冷点温度：测温仪，（用铜-康铜为热电偶，利用其两点上出现温差时的电位差换算成温度。） 传热曲线：冷点温度随加热时间延长的变化曲线。 以冷点温与加热温度或冷却温度差得对数为纵坐标，时间为横坐标，得到加热曲线或冷却曲线。 图2-6 典型的简单加热曲线 图2-8 典型的冷却曲线 传热曲线特点：对于线性的传热曲线，可用斜率和截距反映其特性。冷点温接近杀菌温但不等同。,三、食品热处理条件的确定,过程： 理论上确定 数学模型计算 微生物接种试验 保温贮藏试验 生产线试生产 保温贮藏试验 确定合适的加热杀菌条件,食品的热杀菌以杀菌和抑酶为目的，确定条件时应基于微生物和酶的耐热性，并根据传热情况确定达到杀菌和抑酶的最小热处理程度。,三、食品热处理条件的确定,确定条件：（罐头食品） 实罐试验：高温短时是当前罐头工业杀菌的趋势。 但热传导型的非均质食品应采用低温长时杀菌 接种试验：采用耐热性强的腐败菌（生芽孢梭状杆菌） 接种于数量较小的罐头进行杀菌试验。 保温贮藏试验： 生产线实罐试验：,计算：改良基本法、公式法、列线图解法 计算出杀菌值和杀菌时间,四、典型的热处理方法和条件,（一）工业烹饪 1.焙烤：烘焙用于面制品和水果 烧烤用于肉坚果蔬菜 热传递：传导、对流、热辐射 加热方式;直接、间接 设备;间歇式、半连续式、连续式 温度时间：例饼干表2-21,四、典型的热处理方法和条件,（一）工业烹饪 2.油炸：目的是杀菌、灭酶、降低水分 油炸后贮藏性取决于水分含量 传热速率取决于食品和油的温差 方法;浅层油炸、油浴油炸 温度;取决于工艺的经济性和期待的油炸效果 时间：取决于种类、油温、方法、食品厚度,四、典型的热处理方法和条件,（二）热烫 目的：杀菌、排除食料内气体、软化食料 方法: 四种 热水热烫：使用少 蒸汽热烫:水溶性成分损失少，无废水 热空气热烫：空气+水蒸气，时间短、质量好 微波热烫：效率高、破坏少、时间短；成本高 表2-22部分蔬菜热水热烫条件,四、典型的热处理方法和条件,（三）热挤压 目的：使食料在受热作用下产生特殊组织结构形态的处理。 设备: 挤压机 图2-16示意图 类型特点：表2-23,24,25 挤压机有蒸煮作用，是典型的热处理，使食料淀粉发生水合、糊化和凝胶化，使蛋白质水合、变性，氨基酸和还原糖发生美拉得反应，还有杀菌、灭酶等作用。 工艺条件:温度、压力、筒体尺寸、剪切速率,四、典型的热处理方法和条件,（四）杀菌 巴氏杀菌：目的和条件 表2-26 时间短-几小时或几天 贮藏期较短 常压杀菌：水为介质，100或100以下 加压杀菌;水蒸气或加压水为介质， 100以上 高压水煮杀菌：加压水为介质， 100以上，用于玻 璃瓶装或软罐头,四、典型的热处理方法和条件,（四）杀菌 空气加压蒸汽杀菌：蒸汽为介质，100以上，用于玻 璃瓶装或软罐头 火焰杀菌：高温短时， 1300以上，小金属罐 热装罐密封杀菌：趁热装罐后二次杀菌，用于汁酱类 预杀菌无菌装罐:食料杀菌后再无菌状态装罐，多用于 液态食品 乳制品热杀菌方法：表2-27 常见罐头杀菌条件：表2-28 设备：图2-17,18,19,20,21,本章结束,谢谢！,一、食品中的微生物,（一）食品中常见的微生物及其形态结构 （二）微生物的生长繁殖 （三）影响微生物生长繁殖的因素 （四）食品中微生物污染的主要途径,（一）食品中常见的微生物,细菌 酵母 霉菌 噬菌体,（二）微生物的生长繁殖,1延迟期；2对数期；3稳定期；4衰亡期 细菌的生长曲线,1 初始污染量较高，温度控制较差（短延迟期） 2 初始污染量较低，温度控制较差（短延迟期） 3 初始污染量较低，温度控制严格（长延迟期） 4 典型生长曲线,（三）影响微生物生长繁殖的因素,1. 物理因素 （1）温度 （2）超高压 （3）脉冲电场 （4）电离辐射 （5）微波 （6）紫外线 （7）超声波 2. 化学因素 （1）水分 （2）相对湿度 （3）pH （4）氧气 （5）营养物质与生长促进因子 （6）生长抑制因子 （7）抗生素 3. 生物学因素 （1）共生（2）拮抗,（四）食品中的细菌,致病菌 腐败菌 益生菌,（四）食品中微生物污染的主要途径,1、食品原料本身的污染 食品原料品种多来源广，微生物污染的程度因不同的品种和来源而异。 2、食品加工过程中的污染 食品在生产加工过程中，原料对成品所造成的交叉污染和车间卫生、加工设施、从业人员个人卫生等不良状况都能造成食品的污染。 3、食品贮存、运输、销售中的污染 食品从加工出厂到销售时，因为贮存条件、运输过程都有可能造成微生物污染，尤其是包装封口破损的食品。,微生物学的相关网站,二、食品热杀菌的概念和种类,（一）热杀菌的概念 热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，是最常用的延长食品保存期的加工保藏方法。 巴氏杀菌（Pasteurisation） 商业杀菌（Sterilization）,（二）热杀菌的主要类型 1. 湿热杀菌 是热杀菌中最主