课件：第二章热处理技术原理.ppt

第二章 热处理技术原理,热与食品加工保藏的关系？,2019,-,1,热处理(Thermal processing)是食品加工与保藏中用于改善食品品质、抑制微生物延长食品贮藏期的最重要处理方法之一。 食品工业中采用的热处理有不同的方式和工艺，不同种类的热处理所达到的主要目的和作用也有不同，但热处理过程对微生物、酶和食品成分的作用以及传热的原理和规律却有相同或相近之处，热处理的作用效果见下表,2019,-,2,热处理的作用效果,2019,-,3,第一节 热加工保藏技术原理,一、热处理与微生物控制 （一）微生物的耐热性 1、温度与微生物的生长繁殖 不同的微生物具有不同的生长温度范围，根据微生物适应生长的温度范围，可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性三个类群。大多数致病菌和腐败菌是嗜温性的 ，在2530，各种微生物都有可能使食品腐败变质。,2019,-,4,2、影响微生物耐热性的因素有哪些？,2019,-,5,2、影响微生物耐热性的因素 （1） 微生物种类和数量,2019,-,6,就食品杀菌而言，真正具有威胁的微生物是细菌，因此，一般都将细菌作为杀菌对象。 食品中，尤其是罐装或处于缺氧状态下的食品中，耐热性最强的病原体是肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium botulinum)。不过，有些形成孢子的非致病腐败菌，像厌氧腐败菌 (PA3679)和嗜热脂肪芽孢杆菌(FSl518)，它们的耐热性能甚至更高。如果选择的热处理方式能使这些腐败菌致死，则食品中的肉毒梭状芽孢杆菌以及所有其它的病原体也会被杀死。,2019,-,7,污染数量： 在食品中的初始活菌数，对杀菌效果有很大的影响，特别是芽孢存在的数量，数量愈多，在同样的杀菌温度下使它们死亡所需的时间就愈长。 初始活菌数多之所以能增强细菌的耐热性，原因可能是细菌的细胞分泌出较多类似蛋白质的保护物质，以及细菌存在耐热性差异。 食品中活菌数的多少，取决于原料的新鲜程度和杀菌前的污染程度。 所以，-采用的原料要求新鲜清洁； - 从采收到加工要及时，加工的各工序之间要紧密衔接，不要拖延。 - 工厂要注意卫生管理，原料处理间、成品生产和包装间之间要分开，防止交叉污染，用水的质量以及与食品接触的一切机械设备和器具，都要符合卫生标准，使食品中的微生物减少到最低限度，否则都会影响到食品的杀菌效果。,2019,-,8,（2）食品的酸度 食品的酸度以pH值表示，是影响细菌抗热性的一个重要因素。 对于耐酸性，霉菌酵母菌细菌。 微生物的耐热性在最适宜的发育pH值范围内较强，离开最适宜的pH值范围则其耐热性变弱。 绝大多数能形成芽孢的细菌，在中性基质中具有最强的耐热性，随着基质pH值的下降，其中的细菌的耐热性也逐渐下降，甚至受到抑制。如肉毒杆菌，在pH值4.5以下的食品中生长受到抑制，也不会产生毒素。所以，细菌或芽孢在pH值低的条件下，是不耐热处理的。 因而生产上常在低酸性食品中加酸，如柠檬酸、乳酸、醋酸等（以不改变原有风味为原则），适当提高内容物的酸度，以提高杀菌的效果。,2019,-,9,98.9,121.1,110,加热介质pH对芽孢耐热性的影响,2019,-,10, 在罐头工业中，根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，按照pH值的高低情况，罐头食品常分为三类： - 低酸性（ pH 4.5） - 酸性（ pH 4.5-3.7）和 - 高酸性（pH3.7 ）。 在罐头工业中，酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.5为界线。 任何工业生产的罐头食品中其最后平衡pH值高于4.5及水分活度大于0.85即为低酸性食品。,2019,-,11,各种常见罐头食品的pH值,2019,-,12,罐头食品按照酸度的分类,2019,-,13, 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。,2019,-,14, 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。 不过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。,2019,-,15, 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。,2019,-,16,（3）食品的化学成分 食品中的糖、淀粉、油脂、蛋白质和低浓度的盐水（食盐浓度在4%以下）及食品的水分活度都能对微生物的耐热性有一定的影响；而含有植物杀菌素的食品，如洋葱、大蒜、芹菜、生姜和芥末等，常具有防腐的性能，它们能明显地降低细菌芽孢的耐热性。 A 食品水分活度或加热环境的相对湿度: 对微生物的耐热性有显著影响。一般情况下，食品水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强。 其原因可能是由于微生物中的蛋白质在潮湿状态下比在干燥状态下加热变性速度快，使微生物更易死亡。,2019,-,17,B 糖对微生物的耐热性的影响取决于食品中糖的种类及浓 度。 以蔗糖为例，当其浓度较低时对微生物的耐热性影响很 小，随着糖浓度增加，微生物的耐热性增强。 其原因主要是高浓度的糖液会导致微生物细胞中的原生 质脱水，降低了蛋白质的凝固速度。 不同糖类即使在相同浓度下对微生物的耐热性的影响也是不同的。 可能的原因是它们产生的渗透压不同所致。,图2-2 糖浓度与微生物的耐热性, 不同糖类对细菌的保护作用由强到弱的顺序为 蔗糖葡萄糖山梨糖醇果糖甘油。,2019,-,18,C、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,食盐浓度超过4%时，随浓度增加，细菌的耐热性减弱。而8%以上浓度时,则可削弱其耐热性.这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异.其它盐类，如氯化钙、硝酸钠、亚硝酸钠等对细菌的耐热性也有一定的影响，但比食盐弱。 D、食品中其它成分的影响 淀粉对芽孢没有直接影响；但由于包括碳-8不饱和脂肪酸在内的某些抑制剂很容易吸附在淀粉上，因此间接地增强了芽孢的耐热性。 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；是通过减少细胞的含水量来达到的。 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。,2019,-,19,（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的时间越短。,不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线,2019,-,20,热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响,2019,-,21,热处理温度对微生物致死作用,2019,-,22,（5）原始活菌数, 腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长。 因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。,表：原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系,2019,-,23,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。,2019,-,24,（二） 有关细菌耐热性的特性,1、热力致死速率曲线或活菌残存数曲线 微生物及其芽孢的热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降的。 若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值，以横坐标为热处理时间，得到一直线热力致死速率曲线或活菌残存数曲线,图 热力致死速率曲线,D,D,D,D,D,D,2019,-,25,2、D 值,图中表明，直线横过一个对数循环时所需要的时间（分钟）就是D值（Decimal reduction time）。也就是直线斜率的倒数。直线斜率实际反映了细菌的死亡速率。 D值的定义就是在一定的处理环境中和在一定的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的时间。,图 热力致死速率曲线,D,D,D,D,D,2019,-,26, D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。因此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。,2019,-,27,表 瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时的细菌死亡速率,2019,-,28,从表可以看出，从5D以后，为负指数，也就是说有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显示，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。 实际上，这应该从概率的角度来考虑，如果100支试管中各有1ml悬浮液，每ml悬浮液中仅含有1个芽孢，经过5D处理后，残存菌数为10-1，也就是100支试管中可能有90支不再有活菌存在，而10支尚有活菌的可能。,2019,-,29,假设某食品初始活菌数的对数为lg a，杀菌结束时残存活菌数的对数为lgb，则加热杀菌时间可用下式计算：,图 热力致死速率曲线,D,D,D,D,D,式中：m 为热力致死速率曲线的斜率。 式（2-1）即为一定致死温度下的热力致死速率方程。 若假设lg a = lg 103，lg b = lg 102，则上式就变成：,（2-1）,2019,-,30,D值可从热力致死速率曲线图中直接求得，也可根据(21)式计算如下 例： 100热处理时，原始菌数为1104，热处理3分钟后残存的活菌数是1101，求该菌D值。 3 D= = 1.00 log1.0 104 log1.010 即D 100 或D110=1.00,2-2,2019,-,31,3 热力致死时间曲线（TDT曲线）,Thermal Death Tim（ TDT ）： 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 热力致死时间曲线,Z,2019,-,32,细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示了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，以热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线。 表明热力致死规律同样按指数递降进行。,图 热力致死时间曲线,Z,2019,-,33, Z值的概念：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（）。 换句话说：Z值为热力致死时间按照1/10，或10倍变化时相应的加热温度变化（ ）。 Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。,图 热力致死时间曲线,Z,2019,-,34,式中：t0和t分别为标准温度和杀菌温度；和分别为在t0和t温度下的致死时间，而Z值则为 时的( )值， 也即热力致死时间曲线越过一个对数循环所对应的温度差。也即热力致死时间按110或10倍变化时，所对应的热致死温度变化。Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。,图 热力致死时间曲线,Z,t0,t,2019,-,35,通常采用121(国外为250F)为标准温度，与此对应的热力致死时间称为 F值，也叫杀菌效率值。 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。,2019,-,36,4、热力指数递减时间（TRT）,为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念进一步扩大，提出了热力指数递减时间（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（分钟）。,2019,-,37, TRTn=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温度杀菌时TRT12=12D，即经12D分钟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。,Z,图 仿热力致死时间曲线,2019,-,38,5、D 值、F值和Z值三者之间的关系,如果以D 值的对数值为纵坐标，以加热温度为横坐标，根据各加热温度时相应的D对数值（也即TRT1值），在半对数坐标图上画出呈直线的相互关系曲线,2019,-,39,根据TRT概念可知， 如果 则 转化成： 或,若在标准温度121下杀菌，t=121 ,则F=nD,2019,-,40,因此在121时求得的D值乘以n就可得到F值。n的大小并非固定不变，应根据工厂卫生状况、食品污染的细菌种类和数量等因素来确定。比如在美国，一般要求肉毒杆菌的每毫升芽孢数应从1012降到100 ，即，n=12，对P.A.3679(生芽孢梭状芽孢杆菌3679)，要求从每毫升105减少到每毫升100，即n5；而对嗜热芽孢杆菌，则要求从每毫升106降到100即，n=6。 F值可用来比较Z值相同的细菌的耐热性，F值越大则表明细菌耐热性越强。非标准温度下的F值须在其右下角标明温度，如F105=4.5 min，表示在加热温度为105下的F值为4.5min。标准温度下则可直接用F表示。F的倒数也叫致死率。,2019,-,41,1、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？ 2、D值、Z值、F值的概念是什么？分别表示什么意思？这三者如何互相计算？,2019,-,42,二、热处理与酶活性控制,（一）酶与食品的质量,2019,-,43,（二） 酶的耐热性,酶的稳定性不仅与温度密切相关还和其它因素有关，如pH值，缓冲液的离子强度和性质，是否存在底物，酶和体系中蛋白质的浓度，保温的时间及是否存在抑制剂和活化剂等。 酶活性（酶催化反应速度）和酶失活速度与温度之间的关系均可用温度系数Q10来表示。 前者的Q10一般为23，而后者的Q10在临界温度范围内可达到100。 因此，随着温度的提高，酶催化反应速度和失活速度同时增大，但是由于它们在临界温度范围内的Q10不同，后者较大，因此，在某个关键温度下，失活的速度将超过催化的速度。此时的临界温度即为酶活性的最适温度。 需要注意的是，任何酶的最适温度都是不固定的，而是受到pH值、离子强度等因素的影响。,2019,-,44,按照细菌的热力致死时间曲线的绘制方法可获得酶的热失活时间曲线。因此，同样可以用D值、F值和Z值来表示酶的耐热性。 De值表示在某个恒定的钝化温度下使酶失去其原有活性的90%所需要的时间。 Fe值是指在某特定的钝化温度和一定的环境条件下使某种酶完全失去活性所需要的时间。 Ze值是使热失活时间减少到原来的1/10所需增加的温度。 （1）温度系数及其与Z值的关系 LogQ10=10/Z 或Z=10/LogQ10,2019,-,45,实例：,已知：嗜热脂肪芽孢杆菌Z=10，由上式得Q10=10； 已知：青豆过氧化物酶=2.5，由上式得Z=26（）。,2019,-,46,（2）影响酶耐热性的因素 影响酶的耐热性的因素主要有两大类： 一是酶的种类和来源， 二是热处理条件。 温度、时间、pH值和水分活度。,2019,-,47,第二节 罐头加工工艺原理,一、食品罐藏定义及工艺流程 （一）定义 CANNING : A method of preserving food in air-tight vacuum-containers and heat processing sufficiently to enable storing the food at normal home temperatures for long time. 衡量罐藏食品的两条标准： 食物必须在不漏气的容器中密封以防止产品杀菌后再受污染 食物必须在一定的温度下加热一段时间使产品达到商业无菌,2019,-,48,商业杀菌法(commercial sterilization) 將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐敗的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，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，这种加热处理方法称为商业灭菌法。 （二）主要工艺流程 原料预处理预煮、调味装罐预封排气密封杀菌冷却擦罐检验保存出厂 重点工序 ：排气、密封 、杀菌,2019,-,49,1、 罐藏容器准备 （1）罐藏容器的要求 -对人体无害 -具有良好的密封性能 -具有良好的耐腐蚀性能 -适合工业化生产 -耐高温、高压、有一定的机械强度 -造型美观，开启容易，质量轻、价格低廉,2019,-,50,（2）罐藏容器的种类 1.软罐（蒸煮袋）用聚酯铝箔聚烯烃等复合材料制成的袋状 （蒸煮袋）复合塑料薄膜袋结构 1外层厚12um聚酯，起加固及耐高温作用 3中层厚9um铝箔，起防透气、透水、避光 5内层厚70um聚烯烃，可热封与食品接触，卫生、安全 2、4为粘合剂,2019,-,51,2019,-,52,（2）马口铁罐,石英砂、纯碱以及石灰石按一定比例配合后在1000 以上熔融、冷却成型、加热退火，提高稳定性。,（3）玻璃罐,2019,-,53,2、排气,1）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，特别是卷边受到压力后，易影响其密封性。 -控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀 -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,2019,-,54,2）排气方法 （1）加热排气：冷装罐，在预定的排气温度中（用蒸汽或热水加热的排气箱）加热使罐内中心温度达到70-90（也有资料认为需要达到80-95） 热灌装：一般将食品加热到70-75（有资料认为应达到85 ）然后立即装罐密封（果酱等）,2019,-,55,加热排气时，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，也是排气工艺的三个主要参数。,2019,-,56,（2）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。真空封罐时密封室内的真空度与食品温度间存在着一定的相互制约的关系。 设大气压力为B，真空密封室内的真空度为W，相应的残留气体压力为P余，罐内水蒸气分压为P蒸时，应使罐内蒸汽分压 P蒸低于真空密封室内残留气体压力为P余 即： P蒸 P余 因 P余=B-W=1-W 则： P蒸1-W， P蒸+W B,2019,-,57,例1：真空封罐时，真空密封室内的真空度为0.0798 MPa，试问食品温度最高应为多少，才不会产生瞬时沸腾？ 解： P余=B-W=0.101-0.0798=0.0213 （MPa） 则：P蒸0.0213 （MPa），查温度与饱和蒸汽压表得：食品温度为61 因此，食品温度最高不得超过61。 例2：真空封罐时，食品温度为85，真空封罐机密封室内的真空度最高应为多少时，不会产生瞬时沸腾？ ( 已知85时饱和水蒸气压为0.0577MPa),2019,-,58,真空封罐时易产生的两个问题： A 真空膨胀：即罐装的食品放在真空环境中，食品组织细胞间隙内的空气就会膨胀，体积增加，会使罐内的汤汁部分外溢，称之为真空膨胀。真空膨胀程度可用真空膨胀系数表示： K膨=V2-V1/V1100% V1：封罐前罐内食品体积；V2：封罐后的罐内食品体积。 B 真空吸收：真空封罐的罐头静置20-30min后，其真空度会发生下降的现象。真空吸收现象常用真空吸收系数表示： K吸=W2/W1100% W1：封罐时的罐头真空度；W2：静置后的罐头真空度。,2019,-,59,蒸汽喷射法,2019,-,60,影响罐头食品真空度读数的因素 罐头真空度W=B-P余=B-（P蒸汽+P空气）,罐头真空度,食品种类、状态,罐头顶隙,气温,气压和海拔,2019,-,61,3. 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。,2019,-,62,1) 卷边厚度（T）：指卷边后五层铁皮总厚度和间隙之和。一般可以用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间隙大小，标准值为0.15mm，最大值0.25mm 2)卷边宽度（W）：指卷边顶部至卷边下缘的尺寸，可以采用W=1.1 t盖+BH+LC+1.5 t盖来计算 3)埋头度（C）：卷边顶部至盖平面的高度 4)罐身身钩（BH）：罐身翻边弯曲后的长度 5）罐盖盖钩（CH）：罐盖的圆边向卷边内部弯曲的长度 6）间隙（LC）：卷边内顶部空隙有盖钩空隙和身钩空隙,2019,-,63,叠接度（a）：卷边内身钩和盖钩相互叠接的长度，一般可以按照aBH+CH+1.1 t盖-W 卷边重合率（a/b）：身钩和盖钩重叠程度用百分率表示。 a BH+CH+1.1t-W 100% = b W-（2.6 t盖+1.1 t身） 叠接度或重合率一般应大于45%或50-55% 卷边紧密度：卷边内部盖身钩紧密结合程度，罐身钩边和底盖钩边不得有严重皱纹,凭经验判断 。,2019,-,64,2019,-,65,4、杀菌,1） 杀菌目的和杀菌方法种类 （1）目的： 消灭致病菌、产毒菌，防止食物中毒，保障人体健康； 抑制非致病性微生物在正产贮藏条件下的活动和酶的活性； 尽可能的保持食品的感官质量和营养成分。,2019,-,66,（2 ）方法： 热 常温杀菌 100 杀 巴氏杀菌 100以下 高温杀菌 105以上 菌 高温瞬时杀菌 HTST（105 -121 ） 超高温瞬时杀菌121-135（酸性）， 135-149（低酸性） UHT 欧姆杀菌、微波、红外等 冷 紫外 臭氧 辐照 杀 氯化 高压 菌 电磁 滤菌等,2019,-,67,（3） 罐头食品杀菌时间受到下列因素的影响： -食品中可能存在的微生物或酶的耐热性 -食品的污染情况 -加热或杀菌的条件 -食品的pH -食品的物理状态 -罐头容器的大小 -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。,2019,-,68,2019,-,69,2）罐头食品的传热, 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。 一般表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。 (1) 影响热穿透食品的一些主要因素如下： 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 -当然即使是流体食品由于粘度、比重、组成成分的不同而有差别。,2019,-,70,容器的大小 比如：铁罐头和蒸煮袋 容器是否被搅动 比如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别对一些粘稠或半固体的食品（如茄汁黄豆） 杀菌锅和物料的初温 容器的形状：高容器快 容器的类型：金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快,2019,-,71,(2) 传热速率的测定,利用热电偶测定食品冷点的温度,2019,-,72,(3) 罐头食品的传热曲线,2019,-,73,3）罐头食品杀菌时间及F值的计算,（1）安全F值的估算 在理论上瞬时升温和降温的条件下,例：某罐头厂在生产蘑菇罐头时，以嗜热脂肪芽孢杆菌为对象菌。经检验每克蘑菇在杀菌前含对象菌不超过2个，经121杀菌和保温贮藏后，允许腐败率在0.05%以下，试估算425g蘑菇罐头在121 下的F0值，已知D121=4.0min。 （2）实际F值的计算 由TDT曲线可得。,2019,-,74,如上式中温度t为121，则,如果TDT曲线通过温度121时F值为1min（细菌耐热性F=1)的一点，则,致死率为热力致死时间的倒数（1/），根据上述通过F=1（min)一点的特定TDT曲线，就可以得到下列计算致死率L的算式。,2019,-,75,根据公式按照温度t和Z值的关系就可算出在F121=1min条件下其它杀菌温度下相应的L值（罐头工业手册中）。 如果考察一个充分短的加热时间内的杀菌状况，就可以认为罐头中心温度是恒定值。因此，一个无限小的加热时间内，杀菌效率值的变化有如下关系： 进行积分得总杀菌效率值即实际F值（以F实表示）,如果F实小于F0 ，则杀菌不足，F实F0，则杀菌过度；只有F实弱大于F0，杀菌完全。,2019,-,76,4） 杀菌工艺条件的确定,杀菌操作过程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。在工厂中常用杀菌式表示对杀菌操作的工艺要求。 升温时间恒温时间降温时间 t1-t2-t3 反压 （ P） 杀菌温度 T,2019,-,77,要注意的是，杀菌锅温度声高到了杀菌温度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,2019,-,78,（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和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不至于过度。 罐头食品合理的F值可以根据对象菌的耐热性、污染情况以及预期贮藏温度加以确定。 同样的F值可以有大量温度-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，但还要根据酶的残存活性和食品品质的变化作选择。,2019,-,79,2019,-,80,（2）杀菌时罐内外压力的平衡,罐头食品杀菌时随着罐温升高，所装内容物的体积也随之而膨胀，而罐内的顶隙则相应缩小。罐内顶隙的气压也随之升高。 为了不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，必须利用空气或杀菌锅内水所形成的补充压力以抵消罐内的空气压力，这种压力称为反压力。,2019,-,81,二. 常见的罐头食品腐败变质的现象和原因,罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质的现象。此外还有中毒事故。 （a）胀罐,2019,-,82,Flat（正常） - a can with both ends concave; it remains in this condition even when the can is brought down sharply on its end on a solid, flat surface. Flipper （隐胀）- a can that normally appears flat; when brought down sharply on its end on a flat surface, one end flips out. When pressure is applied to this end, it flips in again and the can appears flat. Springer（轻胀） - a can with one end permanently bulged. When sufficient pressure is applied to this end, it will flip in, but the other end will flip out. Soft swell （软胀）- a can bulged at both ends, bu