【经典】第三章食品的热处理和杀菌食品工艺学江南大学食品学院.pptVIP

陶陶 谦谦 食品学院食品学院 d329 室室 85329082 夏文水、陈洁、姜启兴夏文水、陈洁、姜启兴 第三章第三章 食品的热处理和杀菌食品的热处理和杀菌 热处理的目的热处理的目的 * p. 83 罐藏工艺罐藏工艺 * p. 102- 114 微生物的耐热性微生物的耐热性 * p. 84-90，p. 122- 124 食品的传热食品的传热 * p. 90-94 杀菌强度计算及评价杀菌强度计算及评价* p. 95- 101 巴氏杀菌巴氏杀菌 * p. 114-118， p. 124 热烫热烫 * p. 118-122， p. 124 -125 在热处理过程中降低无益生物物质在热处理过程中降低无益生物物质 如微生物和酶的活性如微生物和酶的活性保藏热处保藏热处 理。理。 在热处理过程中发生一些物理特性在热处理过程中发生一些物理特性 的变化（面团的变化（面团 面包）面包） 转化热转化热 处理。处理。 在这两类热处理的过程中，在获得在这两类热处理的过程中，在获得 预期效果的同时，都会发生一些不预期效果的同时，都会发生一些不 希望有的变化（如营养成分的损失希望有的变化（如营养成分的损失 ）。）。 保藏热处理及其效保藏热处理及其效 果果 转化热处理及其效转化热处理及其效 果果 罐藏食品发展史罐藏食品发展史 * 罐藏食品主要工序简介罐藏食品主要工序简介* 罐藏食品的腐败变质及其原因罐藏食品的腐败变质及其原因* 典型生产流程举例典型生产流程举例* 装罐装罐 * 排气排气 * 密封密封 * 杀菌杀菌 * 冷却冷却 * 检查检查 * 电教片：玉米罐头电教片：玉米罐头 原辅料：大白菜、胡萝卜、洋葱、干原辅料：大白菜、胡萝卜、洋葱、干 红辣椒；砂糖、精盐、冰醋酸、精制红辣椒；砂糖、精盐、冰醋酸、精制 花生油；复合薄膜袋。花生油；复合薄膜袋。 工器具：刀、刨子、汤勺、漏勺、淘工器具：刀、刨子、汤勺、漏勺、淘 米箩、塑料盆、不锈钢盆、夹层锅、米箩、塑料盆、不锈钢盆、夹层锅、 磅秤、软袋真空封口机。磅秤、软袋真空封口机。 工艺流程：原料工艺流程：原料 预处理预处理 拌料拌料 配配 汤汤装罐装罐 排气排气 密封密封 杀菌杀菌 冷却冷却 成品成品 原辅料：梨；白砂糖、柠檬酸、亚硫原辅料：梨；白砂糖、柠檬酸、亚硫 酸钠、氯化钠；酸钠、氯化钠； 260m1四旋玻璃瓶、四旋玻璃瓶、 瓶盖。瓶盖。 工器具：刀、刨子、漏勺、汤勺、淘工器具：刀、刨子、漏勺、汤勺、淘 米罗、塑料盆、不锈钢盆、电磁炉、米罗、塑料盆、不锈钢盆、电磁炉、 夹层锅、磅秤、糖度计。夹层锅、磅秤、糖度计。 工艺流程：原料工艺流程：原料 预处理预处理 护色护色 热热 烫烫修整修整 配糖液配糖液 装罐装罐 排气排气 密密 封封杀菌杀菌 冷却冷却 成品成品 gt7d10磁吸式自动洗罐磁吸式自动洗罐 机机 gt7a-1-3颗粒装罐机颗粒装罐机 降低杀菌时罐内压力，防止变形、降低杀菌时罐内压力，防止变形、 裂罐、胀袋等现象。但真空度也不裂罐、胀袋等现象。但真空度也不 能太高，否则大型罐易产生瘪罐现能太高，否则大型罐易产生瘪罐现 象。象。 防止好氧性微生物生长繁殖。防止好氧性微生物生长繁殖。 减轻罐内壁的氧化腐蚀。减轻罐内壁的氧化腐蚀。 防止和减轻营养素的破坏及色、香防止和减轻营养素的破坏及色、香 、味成分的不良变化。、味成分的不良变化。 将加热至一定温度的液态或半液态食品将加热至一定温度的液态或半液态食品 趁热装罐并立即密封。或先装固态食品趁热装罐并立即密封。或先装固态食品 于罐内，再加入热的汤汁并立即密封。于罐内，再加入热的汤汁并立即密封。 密封前罐内中心温度一般控制在密封前罐内中心温度一般控制在80左左 右。右。 特别适合于流体食品，也适合块状但汤特别适合于流体食品，也适合块状但汤 汁含量高的食品。装罐和排气在一道工汁含量高的食品。装罐和排气在一道工 序中完成。序中完成。 因密封后温度较高，易造成食品的不良因密封后温度较高，易造成食品的不良 变化，因此要注意立刻进入杀菌工序。变化，因此要注意立刻进入杀菌工序。 预封后的罐头在排气箱内经一定温度和预封后的罐头在排气箱内经一定温度和 时间的加热，使罐中心温度达到时间的加热，使罐中心温度达到80 左左 右，立刻密封。右，立刻密封。 排气箱一般采用水或蒸汽加热，排气温排气箱一般采用水或蒸汽加热，排气温 度控制在度控制在 90-100 。加热时间视原料特加热时间视原料特 点而定，块形物含量高，或内容物中气点而定，块形物含量高，或内容物中气 体含量高的，排气时间长。体含量高的，排气时间长。 特别适合组织中气体含量高的食品。特别适合组织中气体含量高的食品。 密封后应立即进入杀菌工序。密封后应立即进入杀菌工序。 连续式排气箱连续式排气箱 在专用的封口机内设置蒸汽喷射装在专用的封口机内设置蒸汽喷射装 置，临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽置，临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽 驱除了空气，密封后蒸汽冷凝形成驱除了空气，密封后蒸汽冷凝形成 真空。真空。 该法适合于原料组织内空气含量很该法适合于原料组织内空气含量很 低的食品。低的食品。 需要有较大的顶隙，一般为需要有较大的顶隙，一般为8 mm左左 右，否则形成的真空度低。右，否则形成的真空度低。 也称真空封口法。利用机械产生局也称真空封口法。利用机械产生局 部的真空环境，并在这个环境中完部的真空环境，并在这个环境中完 成封口。成封口。 该法的适用范围很广，尤其适用于该法的适用范围很广，尤其适用于 固体物料。但对于原料组织中气体固体物料。但对于原料组织中气体 含量较高的食品，该法效果较差，含量较高的食品，该法效果较差， 需要辅之以其它措施，如补充加热需要辅之以其它措施，如补充加热 。 罐内必须有顶隙。罐内必须有顶隙。 gt4b39真空封罐机真空封罐机 密封室的真空度不足。密封室的真空度不足。 有有真空膨胀真空膨胀 现象的物料。现象的物料。 组织内部的气体在真空封口时急组织内部的气体在真空封口时急 剧释放，造成体积膨胀，甚至将剧释放，造成体积膨胀，甚至将 部分液体物料排出罐外。部分液体物料排出罐外。 有有真空吸收真空吸收 现象的物料。现象的物料。 因组织内部的气体释出，封口后因组织内部的气体释出，封口后 经经2030 min，罐内真空度有显著罐内真空度有显著 下降。下降。 密封温度密封温度 顶隙大小顶隙大小 杀菌温度杀菌温度 食品原料食品原料 环境温度环境温度 环境气压环境气压 金属罐密封金属罐密封 * 玻璃罐密封玻璃罐密封 * 软包装袋密封软包装袋密封 * 在封口机械的作用下，罐盖和罐身在封口机械的作用下，罐盖和罐身 的边沿分别形成的边沿分别形成 罐盖钩罐盖钩 和和罐身钩罐身钩 ， 并相互钩合和贴紧，形成的卷边结并相互钩合和贴紧，形成的卷边结 构称为构称为 “二重卷边二重卷边 ”，如次页图所示，如次页图所示 。二重卷边和附着于罐盖钩中的。二重卷边和附着于罐盖钩中的密密 封胶封胶 共同保证了罐体的密封。共同保证了罐体的密封。 金属罐密封的三个金属罐密封的三个50%： 叠接率，紧密度，接缝盖钩完整叠接率，紧密度，接缝盖钩完整 率率 叠接率叠接率 ： 身钩与盖钩叠身钩与盖钩叠 接的程度，要接的程度，要 求不低于求不低于 50% 。 计算公式如下计算公式如下 ： 紧密度紧密度 ： 盖钩上平伏部分占整个盖钩宽盖钩上平伏部分占整个盖钩宽 度的比例。要求大于度的比例。要求大于50%。 b. 玻璃罐密封玻璃罐密封 卷封：将罐盖紧压在玻璃罐口凸缘上卷封：将罐盖紧压在玻璃罐口凸缘上 ，配合密封胶圈和罐内真空起到密封，配合密封胶圈和罐内真空起到密封 作用。作用。 旋封：有三、四、六旋盖。目前最常旋封：有三、四、六旋盖。目前最常 见的是四旋盖。封口时，每个盖的凸见的是四旋盖。封口时，每个盖的凸 缘紧扣瓶口螺纹线，再配合密封胶圈缘紧扣瓶口螺纹线，再配合密封胶圈 和罐内真空，达到密封效果。和罐内真空，达到密封效果。 套封：罐盖内部浇有模压塑料，瓶口套封：罐盖内部浇有模压塑料，瓶口 有连续螺旋线凸起。封口时，将预热有连续螺旋线凸起。封口时，将预热 的罐盖紧压在瓶口上，依赖罐内真空的罐盖紧压在瓶口上，依赖罐内真空 及在盖内侧形成的螺旋压痕而固定在及在盖内侧形成的螺旋压痕而固定在 瓶口上。瓶口上。 gt4d13玻璃瓶真空自动旋盖机玻璃瓶真空自动旋盖机 复合薄膜袋的封口采用热熔密封原理复合薄膜袋的封口采用热熔密封原理 ，通过电加热及加压、冷却，使塑料，通过电加热及加压、冷却，使塑料 薄膜之间熔融粘接而密封。薄膜之间熔融粘接而密封。 热熔封口温度，二层透明袋为热熔封口温度，二层透明袋为 160180，三层或四层不透明袋为，三层或四层不透明袋为 180220。 复合薄膜袋的密封设备主要有箱式真复合薄膜袋的密封设备主要有箱式真 空封袋机、链动式手提封袋机和自动空封袋机、链动式手提封袋机和自动 充填式真空封袋机。充填式真空封袋机。 常压水常压水 杀菌杀菌 * 高压蒸汽高压蒸汽 杀菌杀菌 * 高压水高压水 杀菌杀菌 * 其它其它 杀菌杀菌 * 常压连续杀菌机常压连续杀菌机 在密闭杀菌器里用高压蒸汽杀菌，在密闭杀菌器里用高压蒸汽杀菌， 杀菌温度超过杀菌温度超过 100 ，一般为，一般为 110125 。 用于低酸性食品。用于低酸性食品。 立式杀菌锅立式杀菌锅 立式杀菌锅系统立式杀菌锅系统 卧式杀菌锅卧式杀菌锅 卧式杀菌锅系统卧式杀菌锅系统 连续式蒸汽杀菌锅连续式蒸汽杀菌锅 静水压式蒸汽杀菌锅静水压式蒸汽杀菌锅 回转式杀菌锅回转式杀菌锅 在密闭杀菌器内用高温高压的水杀在密闭杀菌器内用高温高压的水杀 菌，杀菌温度超过菌，杀菌温度超过100 ，一般为，一般为 110125 。 用于玻璃瓶装、软袋装及扁平状金用于玻璃瓶装、软袋装及扁平状金 属罐装的低酸性食品。属罐装的低酸性食品。 热水循环式杀菌锅热水循环式杀菌锅 无笼高压杀菌锅无笼高压杀菌锅 火焰杀菌火焰杀菌 微波杀菌微波杀菌 电阻杀菌电阻杀菌 杀菌时间达到后，罐头应迅速冷却杀菌时间达到后，罐头应迅速冷却 。 冷却方法：冷却方法： 水池冷却，水池冷却， 锅内常锅内常 压冷却，压冷却， 锅内加压冷却，锅内加压冷却， 空气空气 冷却。高压杀菌一般都采用冷却。高压杀菌一般都采用反压冷反压冷 却却。 冷却终点：罐温冷却终点：罐温 3840。避免嗜避免嗜 热菌的生长繁殖，热菌的生长繁殖，防止高温下食防止高温下食 品品质的下降，品品质的下降， 利用余热使罐表利用余热使罐表 面水分蒸发，防止生锈。面水分蒸发，防止生锈。 高压蒸汽杀菌时，在冷却水进入杀高压蒸汽杀菌时，在冷却水进入杀 菌锅的瞬间，因为罐内外压力的急菌锅的瞬间，因为罐内外压力的急 剧变化，卷边处可能有瞬时的松动剧变化，卷边处可能有瞬时的松动 ，微量的水进入罐内，造成裂漏腐，微量的水进入罐内，造成裂漏腐 败。败。 冷却用水必须经过消毒处理，冷却用水必须经过消毒处理， 一般一般 采用氯消毒。要求排水口处的水中采用氯消毒。要求排水口处的水中 游离氯含量（游离氯含量（ 余氯量余氯量 ）在）在 13 mg/kg ，则正常条件下的加氯量约为则正常条件下的加氯量约为58 mg/kg 。 a. 外观检查：封口正常，两端内凹。外观检查：封口正常，两端内凹。 b. 保温检查保温检查 ：将罐头放置在微生物的最：将罐头放置在微生物的最 适生长温度以足够的时间，观察罐头有适生长温度以足够的时间，观察罐头有 无胀罐和真空度下降等现象。无胀罐和真空度下降等现象。 c. 敲音检查敲音检查 ：用小棒敲击罐头，根据声：用小棒敲击罐头，根据声 音的清、浊判断罐头是否发生质变。音的清、浊判断罐头是否发生质变。 d. 真空度检查：用真空计抽检罐头的真真空度检查：用真空计抽检罐头的真 空度。空度。 e. 开罐检查：重量检验，感官检验，微开罐检查：重量检验，感官检验，微 生物检验，化学检验。生物检验，化学检验。 罐藏食品常见的腐败变质现象罐藏食品常见的腐败变质现象* 罐藏食品常见腐败变质现象出现的罐藏食品常见腐败变质现象出现的 原因原因 * 胀罐胀罐 ：罐的一端或两端向外凸起。罐的一端或两端向外凸起。 平盖酸败平盖酸败 ：内容物已经变质发酸，内容物已经变质发酸， 但外观正常，没有胀罐现象。但外观正常，没有胀罐现象。 硫化黑变硫化黑变 ：硫化物与罐内壁铁反应硫化物与罐内壁铁反应 生成黑色的硫化亚铁沉积在食品表生成黑色的硫化亚铁沉积在食品表 面上。面上。 发霉发霉 ：罐内容物有霉菌菌丝体生长罐内容物有霉菌菌丝体生长 ，严重时内容物发粘、变味、变色，严重时内容物发粘、变味、变色 、质地软烂、质地软烂 。 罐内残存的微生物生长，但只产酸罐内残存的微生物生长，但只产酸 不产气，故内容物酸度增加而外观不产气，故内容物酸度增加而外观 无变化。无变化。 常见的菌种（俗称：常见的菌种（俗称：平酸菌平酸菌 ）：嗜）：嗜 热脂肪芽孢杆菌，环状芽孢杆菌，热脂肪芽孢杆菌，环状芽孢杆菌， 凝结芽孢杆菌等。凝结芽孢杆菌等。 食品中化学成分（主要是含硫蛋白食品中化学成分（主要是含硫蛋白 质）在微生物作用下或在加工过程质）在微生物作用下或在加工过程 中（主要是加热）分解产生的硫化中（主要是加热）分解产生的硫化 氢与罐内壁的铁反应，形成蓝紫色氢与罐内壁的铁反应，形成蓝紫色 、黑色斑点，并沉积在食品表面。、黑色斑点，并沉积在食品表面。 有时加工过程中添加硫化物也会出有时加工过程中添加硫化物也会出 现这种现象。现这种现象。 主要菌种有：致黑梭状芽孢杆菌。主要菌种有：致黑梭状芽孢杆菌。 因罐内真空度不足或密封受损，容因罐内真空度不足或密封受损，容 器中有霉菌生长。器中有霉菌生长。 物理因素：装罐量、真空度。加强物理因素：装罐量、真空度。加强 生产管理，准确控制工艺参数。生产管理，准确控制工艺参数。 化学因素：氢胀，硫化腐蚀。改进化学因素：氢胀，硫化腐蚀。改进 包装材料的质量，改进涂料的质量包装材料的质量，改进涂料的质量 及提高涂布的质量。及提高涂布的质量。 微生物因素：导致产品腐败，是罐微生物因素：导致产品腐败，是罐 藏食品最主要的质量问题。藏食品最主要的质量问题。 初期腐败初期腐败 * 杀菌后污染（裂漏）杀菌后污染（裂漏）* 杀菌不足杀菌不足 * 嗜热菌生长嗜热菌生长 * 现象：杀菌冷却后可呈轻度胀罐，内现象：杀菌冷却后可呈轻度胀罐，内 容物有一定程度的腐败，培养不能检容物有一定程度的腐败，培养不能检 出活菌体，镜检可见大量残余菌体。出活菌体，镜检可见大量残余菌体。 可引起真空度下降，形成裂漏及容器可引起真空度下降，形成裂漏及容器 严重变形。严重变形。 原因：封口后等待杀菌时间过长，罐原因：封口后等待杀菌时间过长，罐 内微生物生长繁殖。内微生物生长繁殖。 相应措施：妥善安排生产节奏，封口相应措施：妥善安排生产节奏，封口 后及时杀菌；降低原料初始菌量。后及时杀菌；降低原料初始菌量。 现象：保存过程中，微生物生长，现象：保存过程中，微生物生长， 内容物败坏。培养可见有大量杂菌内容物败坏。培养可见有大量杂菌 生长，尤其有不耐热微生物或需氧生长，尤其有不耐热微生物或需氧 菌存在。菌存在。 原因：杀菌后冷却过程中，因封口原因：杀菌后冷却过程中，因封口 质量不好及罐内外压力差，导致微质量不好及罐内外压力差，导致微 生物进入罐内。生物进入罐内。 相应措施：提高包装材料的隔绝性相应措施：提高包装材料的隔绝性 ；提高卷边质量；合理控制杀菌工；提高卷边质量；合理控制杀菌工 艺和参数；控制冷却用水的质量。艺和参数；控制冷却用水的质量。 现象：微生物生长，内容物腐败。现象：微生物生长，内容物腐败。 培养时菌种较单纯，且多耐热。培养时菌种较单纯，且多耐热。 原因：杀菌工艺制订不合理；杀菌原因：杀菌工艺制订不合理；杀菌 操作不规范。细菌原始含量高。操作不规范。细菌原始含量高。 相应措施：合理制订杀菌工艺；规相应措施：合理制订杀菌工艺；规 范操作；确保原料质量及生产过程范操作；确保原料质量及生产过程 和生产环境的卫生管理。和生产环境的卫生管理。 现象：内容物腐败，失去食用价值现象：内容物腐败，失去食用价值 ，但无毒素产生。培养可检出嗜热，但无毒素产生。培养可检出嗜热 菌。菌。 原因：原辅料被嗜热菌污染；杀菌原因：原辅料被嗜热菌污染；杀菌 后未及时冷却，导致嗜热菌生长繁后未及时冷却，导致嗜热菌生长繁 殖。殖。 相应措施：加强原辅料和生产环境相应措施：加强原辅料和生产环境 卫生管理；杀菌后及时冷却到卫生管理；杀菌后及时冷却到40 以下；贮运环境不超过以下；贮运环境不超过35。 影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素* 对热杀菌食品的对热杀菌食品的 ph值分类值分类 * 表示微生物耐热性的参数表示微生物耐热性的参数* 杀菌与酶的耐热性杀菌与酶的耐热性* 污染微生物污染微生物 * 热处理温度热处理温度 * 罐内食品成分罐内食品成分 * 种类种类 * 污染量污染量 * 菌种不同耐热程度不同：酵母和霉菌种不同耐热程度不同：酵母和霉 菌较不耐热，细菌较耐热。菌较不耐热，细菌较耐热。 同一菌种所处生长状态不同，耐热同一菌种所处生长状态不同，耐热 性也不同；处于生长繁殖状态的耐性也不同；处于生长繁殖状态的耐 热菌比处于休眠期的芽孢的耐热性热菌比处于休眠期的芽孢的耐热性 弱得多弱得多 。 低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌 对象。对象。 同一菌种单个细胞的耐热性基本一同一菌种单个细胞的耐热性基本一 致，但微生物菌群的耐热性与一定致，但微生物菌群的耐热性与一定 容积中存在的微生物数量有关，数容积中存在的微生物数量有关，数 量越大，全部杀死所需时间越长，量越大，全部杀死所需时间越长， 微生物菌群所表现的耐热性越强（微生物菌群所表现的耐热性越强（ 次页表次页表 ）。）。 因此，食品工厂的卫生状况直接影因此，食品工厂的卫生状况直接影 响到产品的质量，并且也是该厂产响到产品的质量，并且也是该厂产 品质量是否合格的标准之一。品质量是否合格的标准之一。 超过微生物正常生长温度范围的高温超过微生物正常生长温度范围的高温 环境，可以导致微生物的死亡。环境，可以导致微生物的死亡。 提高温度可以减少致死时间。提高温度可以减少致死时间。 ph* 脂肪脂肪 * 糖糖* 蛋白质蛋白质 * 盐盐* 植物杀菌素植物杀菌素 * 微生物在中性时的耐热性最强，微生物在中性时的耐热性最强，ph 偏离中性的程度越大，微生物耐热性偏离中性的程度越大，微生物耐热性 越低，在相同条件下的死亡率越大。越低，在相同条件下的死亡率越大。 如一种好气菌芽孢在如一种好气菌芽孢在ph4.6 的培养基的培养基 中，在中，在 121经经2 min就可致死，而在就可致死，而在 ph6.1时，同样温度则需要时，同样温度则需要9 min才能才能 致死。致死。 脂肪能增强微生物的耐热性。脂肪能增强微生物的耐热性。 原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质 胶体接触，形成的凝结薄膜层妨碍胶体接触，形成的凝结薄膜层妨碍 了水分的渗入，使蛋白质凝固困难了水分的渗入，使蛋白质凝固困难 ；脂肪是热的不良导体，阻碍了热；脂肪是热的不良导体，阻碍了热 的传入。的传入。 如大肠杆菌和沙门氏菌，在水中加如大肠杆菌和沙门氏菌，在水中加 热到热到 60-65时即可死亡了，而在油时即可死亡了，而在油 中加热到中加热到 100，需经，需经 30 min才能死才能死 亡。亡。 蛋白质含量在蛋白质含量在 5%左右时，对微生物左右时，对微生物 有保护作用；含量到有保护作用；含量到15%以上时，以上时， 对耐热性没有影响。对耐热性没有影响。 例：将某种芽孢分别放在例：将某种芽孢分别放在含有含有 1-2% 明胶及不含明胶的明胶及不含明胶的ph6.9的磷酸缓冲的磷酸缓冲 液中，含液中，含 明胶溶液中的微生物耐热明胶溶液中的微生物耐热 性比不加明胶的微生物耐热性增加性比不加明胶的微生物耐热性增加2 倍。倍。 食品中无机盐种类很多，使用量相食品中无机盐种类很多，使用量相 对较多的是食盐。低浓度食盐（对较多的是食盐。低浓度食盐（ 4%）时，微生物耐热性随浓）时，微生物耐热性随浓 度增长而明显降低。度增长而明显降低。 低浓度盐可以使微生物细胞适量脱低浓度盐可以使微生物细胞适量脱 水而蛋白质难以凝固；高浓度的盐水而蛋白质难以凝固；高浓度的盐 则可使微生物细胞大量脱水，蛋白则可使微生物细胞大量脱水，蛋白 质变性，导致微生物的死亡。并且质变性，导致微生物的死亡。并且 ，高浓度盐造成的水分活度的下降，高浓度盐造成的水分活度的下降 也会强烈地抑制微生物的生长。也会强烈地抑制微生物的生长。 植物杀菌素是某些植物中含有的能植物杀菌素是某些植物中含有的能 抑制微生物生长或杀死微生物的成抑制微生物生长或杀死微生物的成 分。分。 常见含有植物杀菌素的原料：葱、常见含有植物杀菌素的原料：葱、 蒜、辣椒、罗卜、芥末、丁香、芹蒜、辣椒、罗卜、芥末、丁香、芹 菜、胡罗卜、茴香等。菜、胡罗卜、茴香等。 植物杀菌素的存在会削弱微生物的植物杀菌素的存在会削弱微生物的 耐热性，并可降低原始菌量。耐热性，并可降低原始菌量。 分类的目的：利用微生物在不同的酸分类的目的：利用微生物在不同的酸 度环境中耐热性的显著差异，对不同度环境中耐热性的显著差异，对不同 酸度的食品采用不同程度的热处理。酸度的食品采用不同程度的热处理。 常见的分类方式：常见的分类方式： 1、酸性、酸性 4.6，低酸性，低酸性 4.6 2、高酸性、高酸性 4.6 能产生致命毒素的肉毒梭状芽孢杆能产生致命毒素的肉毒梭状芽孢杆 菌的生长习性。菌的生长习性。 该菌特点：有该菌特点：有 a、b、c、d、e、f、 g七种类型，七种类型， c、d、g型不产生毒素型不产生毒素 ，e、f型主要存在于海洋湖泊环境型主要存在于海洋湖泊环境 ，a、b型广泛存在于土壤中。罐藏型广泛存在于土壤中。罐藏 食品中易污染的产毒素菌型为食品中易污染的产毒素菌型为a、b 、e。其中其中 e型型不耐热，不耐热， 100即可死即可死 亡，亡， a、b型型较耐热。较耐热。 当当ph4.8时，肉毒梭状芽孢杆菌的芽时，肉毒梭状芽孢杆菌的芽 孢受到抑制，不会生长繁殖（即不能孢受到抑制，不会生长繁殖（即不能 产生毒素）。为增强安全性，以产生毒素）。为增强安全性，以4.6 为界线。为界线。 当当aw0.85时，其芽孢也不能生长繁时，其芽孢也不能生长繁 殖。殖。 低酸性食品的条件：低酸性食品的条件：ph 4.6及及 aw0.85 低酸性食品必须采用高压杀菌。低酸性食品必须采用高压杀菌。 非低酸性食品则可采用常压杀菌。非低酸性食品则可采用常压杀菌。 存在于酸性食品中较耐热的某些腐存在于酸性食品中较耐热的某些腐 败菌，如酪酸菌、凝结芽孢杆菌，败菌，如酪酸菌、凝结芽孢杆菌， 在在ph0.85 常压杀菌常压杀菌 4.6 0.85 常压常压 杀菌杀菌 4.6 0.85 高压杀菌高压杀菌 又称热力致死温时曲线，或又称热力致死温时曲线，或tdt曲曲 线。线。 热力致死时间曲线以热杀菌温度热力致死时间曲线以热杀菌温度t为为 横坐标，以微生物全部死亡时间横坐标，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变化的热力致死时间随热杀菌温度变化 的规律。的规律。 则得到热力致死时间曲线方程：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。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该曲线可用以比较不同的温度-时间组时间组 合的杀菌强度：合的杀菌强度： 在某杀菌条件下，在在某杀菌条件下，在121.1用用1 min恰好将菌全部杀灭；现改用恰好将菌全部杀灭；现改用 110、10 min处理，问能否达到原处理，问能否达到原 定的杀菌目标？设定的杀菌目标？设z=10。 例例3.1解解 单位为单位为 min或或sec，是采用是采用 121.1杀杀 菌温度时的热力致死时间。菌温度时的热力致死时间。 因此，利用热力致死时间曲线，可将因此，利用热力致死时间曲线，可将 各种杀菌温度各种杀菌温度 -时间组合换算成时间组合换算成 121.1时的杀菌时间，从而可以方便时的杀菌时间，从而可以方便 地加以比较（地加以比较（ 图图） ： “全部杀灭全部杀灭 ”的表达不科学。的表达不科学。 大量的实验证明，如果有足够多的微大量的实验证明，如果有足够多的微 生物，则这些微生物并不是同时死亡生物，则这些微生物并不是同时死亡 的，而是随着时间的推移，其死亡量的，而是随着时间的推移，其死亡量 逐步增加。逐步增加。 热力致死速率曲线以加热（恒温）时热力致死速率曲线以加热（恒温）时 间为横坐标，以微生物数量（的对数间为横坐标，以微生物数量（的对数 值）为纵坐标，表示某一种特定的菌值）为纵坐标，表示某一种特定的菌 在特定的条件下和特定的温度下，其在特定的条件下和特定的温度下，其 残留活菌总数随杀菌时间的延续所发残留活菌总数随杀菌时间的延续所发 生的变化。生的变化。 设原始菌数为设原始菌数为 a，经过一段热处理时间经过一段热处理时间t 后，残存菌数为后，残存菌数为 b，直线的斜率为直线的斜率为 k， 则：则： lg b lg a = k ( t 0 ) t = - 1/k ( lg a lg b) 令令 1/k = d，则：则： t = d(lg alg b) 热力致死速率曲线与菌种有关，与热力致死速率曲线与菌种有关，与 环境条件有关，与杀菌温度有关。环境条件有关，与杀菌温度有关。 这种程度的杀菌操作，称为这种程度的杀菌操作，称为“商业灭商业灭 菌菌”；接受过商业灭菌处理的产品，；接受过商业灭菌处理的产品， 即处于即处于 “商业无菌商业无菌 ”状态。状态。 商业无菌要求产品中的所有致病菌商业无菌要求产品中的所有致病菌 都已被杀灭，耐热性非致病菌的存都已被杀灭，耐热性非致病菌的存 活概率达到规定要求，并且在密封活概率达到规定要求，并且在密封 完好的条件下在正常的销售期内不完好的条件下在正常的销售期内不 可能生长繁殖。可能生长繁殖。 若杀菌目标固定（即若杀菌目标固定（即n固定），杀菌温度固定），杀菌温度 与所需时间之间的关系同样符合与所需时间之间的关系同样符合tdt曲曲 线方程。线方程。 例例3.3 例例3.3解解 例例3.4 超高温杀菌与产品质量因素超高温杀菌与产品质量因素* 酶的耐热性酶的耐热性 * 酶也是引起食品品质变化的重要因酶也是引起食品品质变化的重要因 素。素。 绝大多数酶在绝大多数酶在 80以上即被钝化，以上即被钝化， 只有部分酶比较耐热，如酸渍食品只有部分酶比较耐热，如酸渍食品 中的过氧化物酶能经受中的过氧化物酶能经受85 的热处的热处 理。理。 一般认为，杀菌所采用的热处理强一般认为，杀菌所采用的热处理强 度足以钝化食品中所有的酶。度足以钝化食品中所有的酶。 但在采用高温短时（但在采用高温短时（htst）处理后处理后 ，有些耐热性强的酶竟然没有被完，有些耐热性强的酶竟然没有被完 全钝化！全钝化！ 传热方式传热方式 * 影响传热的因素影响传热的因素 * 传热测定传热测定 * 传热曲线传热曲线 * 传导、对流、辐射传导、对流、辐射 传导：热能在相邻分子之间的传递传导：热能在相邻分子之间的传递 。 对流：受热成分因密度下降而产生对流：受热成分因密度下降而产生 上升运动，热能在运动过程中被传上升运动，热能在运动过程中被传 递给相邻成分。递给相邻成分。 对于罐藏食品而言，不存在辐射传对于罐藏食品而言，不存在辐射传 热。热。 a. 完全对流型：液体多、固形物少，完全对流型：液体多、固形物少， 流动性好的食品。如果汁，蔬菜汁等流动性好的食品。如果汁，蔬菜汁等 。 b. 完全传导型：内容物全部是固体物完全传导型：内容物全部是固体物 质。如午餐肉、烤鹅等。质。如午餐肉、烤鹅等。 c. 先传导后对流型：受热后流动性增先传导后对流型：受热后流动性增 加。如果酱、巧克力酱、蕃茄沙司等加。如果酱、巧克力酱、蕃茄沙司等 。 d. 先对流后传导型：受热后吸水膨胀先对流后传导型：受热后吸水膨胀 。如甜玉米等淀粉含量高的食品。如甜玉米等淀粉含量高的食品。 e. 诱发对流型：借助机械力量产生对诱发对流型：借助机械力量产生对 流。如八宝粥罐头使用回转式杀菌流。如八宝粥罐头使用回转式杀菌 锅。锅。 罐内食品的物理性质罐内食品的物理性质* 初温初温 * 罐藏容器罐藏容器 * 杀菌锅杀菌锅 * 罐头在杀菌冷却过程中，温度变化罐头在杀菌冷却过程中，温度变化 最缓慢的点。最缓慢的点。 冷点温度俗称罐中心温度。冷点温度俗称罐中心温度。 传导型食品，冷点在罐几何中心。传导型食品，冷点在罐几何中心。 对流型食品，冷点在罐中心轴上离对流型食品，冷点在罐中心轴上离 罐底罐底 2-4cm处，罐越大越靠上。处，罐越大越靠上。 传热曲线的表示方法传热曲线的表示方法* 不同传热类型食品的传热曲线不同传热类型食品的传热曲线* 传热曲线的作用传热曲线的作用 * 500g玻璃瓶装樱桃汁罐头的传热曲线玻璃瓶装樱桃汁罐头的传热曲线 1000g金属罐装红烧肉罐头的传热曲线金属罐装红烧肉罐头的传热曲线 传热曲线是计算杀菌强度的基础。传热曲线是计算杀菌强度的基础。 根据简单型或转折型半对数坐标传根据简单型或转折型半对数坐标传 热曲线，可以很方便地进行杀菌过热曲线，可以很方便地进行杀菌过 程的数据处理，并可通过公式法计程的数据处理，并可通过公式法计 算罐中心温度的变化和杀菌过程的算罐中心温度的变化和杀菌过程的 杀菌强度。杀菌强度。 杀菌强度的计算杀菌强度的计算 * 杀菌工艺的确定杀菌工艺的确定 * 比奇洛法比奇洛法 （begelow)* 鲍尔法（鲍尔法（ ball)* 奥尔森法（奥尔森法（ olsen) 史蒂文斯法（史蒂文斯法（ stevens) 舒尔茨法（舒尔茨法（ schultz) f值测定仪值测定仪 计算基础：杀菌过程中的计算基础：杀菌过程中的冷点传热曲冷点传热曲 线线和微生物的和微生物的 热力致死时间曲线热力致死时间曲线（tdt ）。）。 致死率致死率 ：一定温度下单位时间（通：一定温度下单位时间（通 常取常取 1 min）微生物的致死程度。微生物的致死程度。 设一定温度下的致死时间为设一定温度下的致死时间为，则致则致 死率为死率为 1/。可以理解为在某温度下可以理解为在某温度下 ，杀菌时间，杀菌时间 1 min所取得的效果占所取得的效果占 全部杀菌效果的比数。全部杀菌效果的比数。 部分致死值部分致死值 ：一定温度下经过时间：一定温度下经过时间 t 取得的杀菌效果占全部杀灭效果的取得的杀菌效果占全部杀灭效果的 比数。用比数。用 a表示，表示， a=t/。 例例3.5用基本法计算杀菌强度及杀菌时间用基本法计算杀菌强度及杀菌时间 图示解题图示解题 步骤：步骤： 方法直观易懂，当杀菌温度间隔取得方法直观易懂，当杀菌温度间隔取得 很小时，计算结果与实际效果很接近很小时，计算结果与实际效果很接近 。 不管传热情况是否符合一定模型，用不管传热情况是否符合一定模型，用 此法可以求得任何情况下的正确杀菌此法可以求得任何情况下的正确杀菌 时间。时间。 计算量和实验量较大，需要分别经实计算量和实验量较大，需要分别经实 验确定杀菌过程各温度下的验确定杀菌过程各温度下的tdt值，再值，再 计算出致死率。还需要准确测定冷点计算出致死率。还需要准确测定冷点 的传热曲线。的传热曲线。 建立了致死率值（杀菌值）的概念建立了致死率值（杀菌值）的概念 时间间隔采用等值时间间隔采用等值 例例3.6用鲍尔改良法计算杀菌强度及杀菌用鲍尔改良法计算杀菌强度及杀菌 时间时间 杀菌公式杀菌公式 * 杀菌工艺参数的确定步骤杀菌工艺参数的确定步骤* 杀菌公式是实际杀菌过程中针对具杀菌公式是实际杀菌过程中针对具 体产品确定的操作参数。体产品确定的操作参数。 杀菌公式规定了杀菌过程中的杀菌公式规定了杀菌过程中的时间时间 、温度温度 、压力压力 。完整的杀菌公式格。完整的杀菌公式格 式为：式为： 227 g豆豉鲮鱼罐头豆豉鲮鱼罐头 106015/115 表示升温时间表示升温时间 10 min，恒温时间恒温时间 60 min，冷却时间冷却时间 15 min，杀菌操作温杀菌操作温 度度115 。 567 g糖水黄桃罐头糖水黄桃罐头 535/100 表示升温时间表示升温时间 5 min，恒温时间恒温时间 35 min，杀菌操作温度杀菌操作温度 100 。 对于热力杀菌而言，温度和时间是对于热力杀菌而言，温度和时间是 最重要的工艺参数。确定正确的杀最重要的工艺参数。确定正确的杀 菌工艺参数的步骤如下图所示。菌工艺参数的步骤如下图所示。 通过实罐试验，选择既能达到杀菌通过实罐试验，选择既能达到杀菌 要求，对食品的感官质量影响又小要求，对食品的感官质量影响又小 ，在经济性上也最合理的温度，在经济性上也最合理的温度-时间时间 组合。组合。 如对流型食品可选择高温短时组合如对流型食品可选择高温短时组合 ，而传导型食品则应采用低温长时，而传导型食品则应采用低温长时 组合。组合。 经过杀菌和冷却的实罐要在恒温下经过杀菌和冷却的实罐要在恒温下 进行保温贮藏试验。进行保温贮藏试验。 保温时间一般为保温时间一般为 3月。嗜热菌则为月。嗜热菌则为 10 天至天至 3周。周。 若有微生物生长，在保温试验结束若有微生物生长，在保温试验结束 后应进行腐败菌的分离，分析污染后应进行腐败菌的分离，分析污染 的原因，并测定其耐热性特性值。的原因，并测定其耐热性特性值。 生产线实罐试验是确定杀菌工艺条生产线实罐试验是确定杀菌工艺条 件的最后验证，试样量至少在件的最后验证，试样量至少在100罐罐 以上。以上。 生产线实罐试验后也要经历保温试生产线实罐试验后也要经历保温试 验。验。 若一切正常，则可以确定最终的杀若一切正常，则可以确定最终的杀 菌工艺条件；若出现腐败，则需要菌工艺条件；若出现腐败，则需要 对腐败微生物进行分离，测定其耐对腐败微生物进行分离，测定其耐 热性特性值，据此重新进行杀菌条热性特性值，据此重新进行杀菌条 件的确定。件的确定。 巴氏杀菌是一种温和强度的热处理巴氏杀菌是一种温和强度的热处理 ，主要应用于液体食品物料。，主要应用于液体食品物料。 巴氏杀菌的目的巴氏杀菌的目的 * 巴氏杀菌的适用对象巴氏杀菌的适用对象* 巴氏杀菌系统简介巴氏杀菌系统简介* 巴氏杀菌工艺条件的确定巴氏杀菌工艺条件的确定* 巴氏杀菌对产品质量的影响巴氏杀菌对产品质量的影响* 钝化可能造成产品变质的酶类物质钝化可能造成产品变质的酶类物质 ，以延长冷藏产品的货架期，以延长冷藏产品的货架期 杀灭食品物料中可能存在的致病菌杀灭食品物料中可能存在的致病菌 营养细胞，以保护消费者的健康不营养细胞，以保护消费者的健康不 受危害。受危害。 最经典的巴氏杀菌过程是液体乳的最经典的巴氏杀菌过程是液体乳的 热处理，处理过程的最低目标是消热处理，处理过程的最低目标是消 除危害人类健康的普鲁士病菌和结除危害人类健康的普鲁士病菌和结 核病菌。核病菌。 巴氏杀菌还应用于果汁以钝化其中巴氏杀菌还应用于果汁以钝化其中 的酶，应用于啤酒以降低其中腐败的酶，应用于啤酒以降低其中腐败 菌的数量。菌的数量。 巴氏杀菌的最新应用是杀灭全蛋液巴氏杀菌的最新应用是杀灭全蛋液 中的沙门氏菌和李氏杆菌等微生物中的沙门氏菌和李氏杆菌等微生物 ，以消除人们潜在的卫生忧虑。，以消除人们潜在的卫生忧虑。 htst系统，由六个主要部件组成：系统，由六个主要部件组成： 热回收段热回收段 调速泵调速泵 加热段加热段 保温管保温管 分流阀分流阀 （热回收段）（热回收段） 冷却段冷却段 与罐头的商业杀菌类似，针对具体与罐头的商业杀菌类似，针对具体 产品选择对象菌，通过实验确定其产品选择对象菌