《食品杀菌设备》PPT课件.ppt

第八章食品杀菌设备 杀菌的目的 使食品更加鲜嫩可口灭活食品中部分微生物灭活食品原料的多种酶类灭活微生物产生的毒素 延长保质期 使食品在存放时其品质能维持相对稳定 保证食用卫生和安全可靠 即达到 商业无菌 的标准 商业无菌 是指食品经过杀菌处理后 按规定的微生物卫生标准 在所检食品中无致病微生物检出 而允许在规定范围内有极少量的非病原微生物存在 使之在商品贮藏和商品流通过程中 在规定的时间内 食品不会因腐败变质而危害人体健康 食品的杀菌方法有多种 一般分为物理法 化学法和生物法三种 物理法又分为热杀菌法和冷杀菌法 热杀菌法包括 湿热杀菌法 干热杀菌法 微波杀菌法 远红外杀菌法 冷杀菌法包括 辐射杀菌法 紫外线杀菌和电离辐射 和冷冻杀菌 化学杀菌法是使用化学杀菌剂 过氧化氢 环氧乙烷 次氯酸钠等 生物的如各种微生物或能产生抗生素的微生物 综合比较后 现代食品的杀菌方向趋向于物理杀菌法 杀菌方法的分类 影响微生物耐热性的因素 微生物的种类和数量热处理的杀菌温度食品理化性质对微生物耐热性的影响 1微生物的种类和数量 1 微生物的种类 不同的微生物具有不同的生长温度范围 酵母菌 霉菌的最高生长温度范围一般小于60 而细菌因种类不同其生长温度范围有较大差异 当温度超过其最高生长温度时 微生物细胞原生质就会因受热作用而凝固 酶活性遭到破坏 从而导致微生物死亡 2 微生物的数量 食品中存在的微生物数量越大 尤其是细菌的芽孢 杀菌的时间就要越长 或所需的温度要高 3 微生物的种类及数量取决于原料的状况 来源及储运过程 工厂的环境卫生 车间卫生 机器设备和工器具的卫生 生产操作工艺条件 操作人员个人卫生等因素 2热处理的杀菌温度 在微生物生长温度以上的温度 就可以导致微生物的死亡 微生物的种类不同 其最低热致死温度也不同 对于规定种类 规定数量的微生物 选择了某一个温度后 微生物的死亡就取决于在这个温度下维持的时间 3食品理化性质 pH值的影响水分活度的影响溶质的影响糖的影响脂肪的影响蛋白质的影响盐类的影响植物杀菌素的影响 3 1pH值的影响 酸碱度对微生物的繁殖及酶活性影响很大 对热敏感性的影响也很显著 酸碱能够促使蛋白质的热变性 细胞的表层构造 机能以及细胞的代谢系统都受其影响 因此是影响杀菌效果的最显著因子 根据微生物对酸性环境的敏感性 可把罐头食品分为四类 即低酸食品 pH 5 3 中酸食品 PH值4 5 5 3 酸性食品 PH值3 7 4 5 和高酸食品 pH 3 7 一般把PH值4 6作为酸性食品和低酸食品的分界线 pH值高于4 6 水分活度大于0 85的食品为低酸食品 3 2水分活度的影响 水分活度是影响微生物耐热性的另 个重要因素 在110 下对凝结芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 E型肉毒梭茵 枯草芽孢杆菌等微生物芽孢的耐热性反应的比较 显示在Aw 0 2 0 4范围内芽孢具有最强的耐热性 Aw大于0 4时 D值显著下降 Aw 1 0时为最低 微生物耐热性因不同的菌种而有差异 凝结芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的耐热性随Aw提高而下降的显著性不高 Aw 1 0时比Aw 0时的D值大 而E型肉毒梭菌在高湿度下的热敏感性极强 3 4糖的影响 糖类对微生物耐热性有一定影响 高浓度糖液能够吸收细菌细胞的水分 致使细胞原生质脱水 影响了蛋白质凝固速度 从而增强了芽孢的耐热性能 糖的浓度越高 杀灭芽孢所需的时间越长 低浓度糖对芽孢耐热性的影响很小 如酵母在100 43 8 糖液中的致死时间为6min 在66 9 糖液中为28min 牛奶中金黄色葡萄球菌的D60 5 34min 而牛奶加57 蔗糖时D60 42 53min 如果蔗糖浓度低于14 则几乎无影响 3 5脂肪的影响 3 6盐类的影响 盐类对微生物耐热性的影响随盐的种类 浓度及菌种等因素而有相当大的差异 盐类对微生物产生的作用包括 不同浓度盐类可以调节细胞内外渗透压的平衡 从而减少一些重要成分在加热过程中向胞外泄漏 能够透过胞壁的盐类对细胞内的pH值有影响 二价阳离子与蛋白质结合生成稳定的复合体而有助于耐热性的增强 一定浓度盐类的存在使水分活度降低 从而使细胞的耐热性增强 食盐是盐类中最重要的一种 关于它对微生物耐热性的影响已有较多报道 其影响效果因菌种 盐浓度及其他环境条件而有变化 在低浓度下食盐对细胞有保护作用 高浓度 5 以上 则使其耐热性减弱 当浓度加大到10 左右 对细胞耐热性的影响度又减小 3 7植物杀菌素的影响 一些高等植物的液汁和分泌的挥发性物质对微生物有抑制和杀菌作用 这种具有抑制和杀菌作用的物质称植物杀菌素 某些罐头食品在杀菌前加入适量的富有植物杀菌素的蔬菜或调料如葱 辣椒 胡椒 丁香 蒜 胡萝卜等 可以促使微生物在杀菌时死亡 食品热加工杀菌方式 热加工的作用效果不仅与热加工的产品有关 而且还与热加工的方式有关 也就是说 满足同一热加工目的的不同热加工方式所产生的处理效果可能会有差异 热加工处理过程还需要考虑热的传递速率及其效果 合理选择实际行之有效的温度及时间条件 选择热杀菌方式和条件时应遵循下列基本原则 首先 热加工应达到相应的食品杀菌要求 以贮藏为主要目的 其次 应尽量减少热处理造成的食品营养成分的破坏和损失 热加工过程不应产生有害物质 满足食品卫生的要求 对不同类型的食品应选择相应合适的热加工方式 第一节热交换设备 列管式换热设备夹套式换热设备蛇管换热设备喷淋式换热设备片式换热设备 这种管式杀菌器由多种管状组件构成 这些组件以串联和并联的方式组成一个能换热的系统 一 列管式换热器 这是等待出厂的列管换热器产品 列管换热器清扫 这是工人正在用高压热水 清洗管束外壁的污垢 可以清楚看到折流板 1 卧式多程换热器 2 螺旋管式换热器 结构 由壳体 螺旋管 蒸汽管 调节器和输料泵等组成 螺旋管制成扁形 并缠绕在壳体内的中心圆柱上 工作过程 液料通过泵由液料口进人螺旋管内 自下向上流动 从出料管排出 装人瓶或罐内 蒸汽自上方输人壳内与螺旋管之间 对管内的料液加热 用途 主要用于果汁的巴氏短时杀菌 杀菌温度88 95 C 杀菌时间为20 60s 特点 结构简单 操作方便 容易清洗 能连续生产 3 套管式换热器 工作过程 料液进人套管8进行预热再进人蛇形管内进行高温瞬时灭菌然后返回套管进行冷却最后通过出料三通旋塞15输出 经一次灭菌没有达到要求 可使料液回流贮槽 重新送人管内再次灭菌 特点 进料温度4 16 出料温度60 65 高温灭菌温度115 135 高温保持时间为4s 采用超高温瞬时灭菌 液料的营养和色香味损失很少 灭菌效率高 能利用余热 节能效果好 在完全密闭的条件下操作 符合食品卫生要求 操作方便 占地面积小 二 夹套式加热设备 三 蛇管换热器 四 喷淋式换热器 五 板式换热器 板式换热器是以成型传热板片为传热面的高效间壁换热器 冷热流体分别是条形和网状薄层湍流连续通过板片两侧的空间 进行热交换 液体食品如牛乳 果计等的杀菌 同时还应用于液体物料的在线加热和冷却 板式换热器 片式换热器结构示意图1 前支架2 上角孔3 环形橡胶垫圈4 分界板5 导杆6 压紧板7 后支架8 压紧螺杆9 连接管10 片框橡胶垫圈11 下角孔12 传热片 a 密封垫圈 为了防止流体的外漏和内漏 板间应放置密封垫圈垫圈耐热 耐压 耐腐蚀 有弹性 周边垫圈与角孔垫圈 1 主要构件 b 传热板 1 单边流同一种液体的进出口角孔 在设备同一侧的轴线 将相邻两片水平放在一起 流体呈直线方向流动 左片上 第一种液体从左上角孔流入片间 从金属片下左角孔流出 两个右角孔垫圈隔离 在右角孔上第二种液体则流到传热片的另一侧 特点 同一种流体的进出口在设备的同一侧 对角斜流同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上 左右片的结构不一样 垫圈也不一样 片间流动的总方向是对角线方向 需要有两种冲模压制 2 特点 1 传热效率高 由于换热板间距小 板面上有波纹或凸凹状花纹 流体高速通过 形成湍流 故传热系数高 一般可达3500 4000W m2 2 结构紧凑 板式换热器在较小的结构内可容纳较大的传热面积 按单位体积的结构中所占传热面积算比管式换热器高4 7倍 3 适应性广 增减换热板数 改变板的组合 可满足多种不同生产工艺的要求 4 适于处理热敏性的物料 因物料在换热器内通过的时间短 受热所产生的损失少 5 便于清洗 操作安全 拆装容易 可就地清洗 流体有泄漏时易发现 能保持良好的卫生条件 6 连续作业 可配置自动控制装置 7 若加热温度过高 可使垫圈老化 或垫圈从换热板上脱落 8 因安装不当或垫圈变形断裂 使流体漏泄 3 流程 第二节杀菌设备一 间歇式杀菌设备 1 立式杀菌锅结构锅体用钢板压制成圆筒后焊接而成 底部封头多为球形 锅体内壁装有垂直导轨 使杀菌篮与内壁保持一定距离 以利水汽循环 锅口周边设有与锅盖槽孔相对应的蝶形螺栓 作为夹紧锅盖与锅体的构件 锅口的边缘凹槽内嵌有密封填料 保证杀菌时密封良好 适用 常压 加压杀菌 1 蒸汽管2 薄膜阀3 进水管4 进水缓冲板5 蒸汽喷管5 杀菌篮支架6 排水管7 溢水管8 保险阀9 排气管10 减压阀11 压缩空气管12 安全阀13 泄气阀14 调节阀15 空气减压16 过滤器17 压力表18 温度计 结构特点 热介质为蒸汽 由底部吹入 蒸汽小孔开在分布管两侧或底部 避免直接吹向罐头 杀菌篮与罐头一起由电葫芦调进调出 冷却水由上方盘管的小孔喷淋 此处小孔也不能直对着罐头 为提高杀菌能力 可放置上下杀菌篮 立式杀菌锅 卧式杀菌锅主体为一平卧的圆柱形简体 锅内底部铺设有两平行轨道 盛装罐头的杀菌车沿轨道推进和推出 用于装卸物料 卧式的容量一般比立式大得多 适应于大中型工厂使用 2 卧式杀菌锅 适用常压 高压杀菌 特点 多用于生产肉类 蔬菜罐头的杀菌 生产能力较立式大 安装于地面高度下方 有两条轨道与地面相平 有利于包装件的输入 输出 蒸汽管布置于轨道下方 为有利于杀菌锅排水 设有地槽 锅内存在空气使温度分布不均匀 这样会影响产品的杀菌效果和质量 为避免空气造成的温度分布不均匀 通过排气阀一方面排放蒸汽 一方面增加蒸汽 以增加蒸汽的流动 达到锅内温度均匀 这样会引起环境湿热和噪声 3 回转式杀菌锅 缩短杀菌时间 提高杀菌温度 提高加热介质的传热效率 回转式 贮水锅 杀菌锅 装满罐头的杀菌蓝通过轨道推入后 利用压紧装置固定于回转架内 随回转架翻转 为保证回转架轨道与进车轨道对正 传动装置没有定位装置 限定回转架的停止位置 传动过程 传动装置 回转体转动 杀菌篮转动 罐头转动 且始终处于热水中 A 杀菌程序 a 制备过热水 加热贮水锅中的水 升温速度为4 6 min 一般应比杀菌温度高5 20 b 向杀菌锅送水 杀菌篮装入杀菌锅 贮水锅的热水压入杀菌锅 要求在5 90s内完成送水 c 升温 打开杀菌锅加热阀 蒸汽使锅内迅速升温 在进行加热的过程中 开动回转体和循环泵 使水强制循环以提高传热效率 d 杀菌 杀菌锅水温保持所没定的杀菌温度 循环泵 回转体连续运行 e 热水回收 杀菌锅的高温水被压注回贮水锅 转入冷却工序 f 冷却 加压冷却 保持杀菌时压力 降压冷却时 压力应有规律地递减 8 排水 冷却过程完成后 循环泵和冷水泵停止运转 排水 h 启锅 拉出杀菌篮 全过程结束 冷却方式 有三种可供选择 反压冷却 降压冷却 降压冷却 常压冷却 直接降压冷却 反压冷却 罐头在杀菌过程中的冷却阶段因杀菌锅内压力急速下降而使罐内外压差急速提高 影响罐头密封或泄漏 因而在冷却阶段向杀菌锅内输入一定压力的压缩空气以补偿因冷却引起的减压 这种冷却时的补压措施被称为反压力杀菌法 B 特点 a 杀菌篮回转具有搅拌作用 再加上热水泵强制循环 锅内热水形成强烈的涡流 使锅内温度分布更加均匀 同时提高了罐外传热效率 b 杀菌篮的翻转产生罐头的 摇动效应 使传热效率得以提高 导致杀菌和冷却时间大大缩短 c 传热均匀且速度高 产品质量好且稳定 对于肉类罐头 其翻转可防止油脂和胶冻的析出 对于高黏度 半流体和热敏性食品 不会产生因罐壁处的局部过热而形成粘结现象 d 过热水回收并重复利用 大幅度减少了蒸汽消耗量 运行费用低 e 自动化程度高 过程参数均自动调节控制 h 有效地改善产品的色香味 减少营养成分的损失 二 连续式杀菌设备 1 卧式链带杀菌机 工作原理 进罐输送带上罐头由拨罐机构拨进杀菌机体的槽体内 由刮板输送链将罐头由下至上运行 在第一层 或第一层和第二层 槽体内杀菌在第三 三层 或第三层 冷却 最后由出罐机构将罐头卸出完成杀菌的全过程 常压连续杀菌设备 结构 传动系统 拨罐系统 槽体 进罐输送带 送罐链及控制装置等 1 电机2 联轴器3 减速器4 离合器5 蜗杆减速器6 蜗杆调节器7 蜗杆减速器8 链轮9 链轮10 罐头11 链轮12 出罐端链轮主动端13 送罐链14 链轮15 杀菌槽链轮主动轴16 冷却槽17 张紧轮18 杀菌或冷却槽19 杀菌槽20 底链板21 刮板22 输送胶带23 进罐电机24 进罐带主动轮25 链轮26 联轴器27 链轮28 蜗杆减速器29 挡板30 拨罐板31 联轴器32 减速器33 拨罐电机34 光电管 槽体 液位控制 液位调节板 防止液位过高浮罐 转弯处易卡罐 排除故障 将转弯处做成铰链式活动结构 槽体转弯处结构及报警装置1 定芯块 2 螺钉螺母 3 螺钉 4 调节板 5 固定架 6 罐头 7 触板 8 刮板 9 铰链 10 托板 11 托板架 12 螺栓螺母 13 托板 如图所示 托板l0与托板架11用螺钉连为一体 一端可绕铰链9左右转动 另一端通过螺栓 螺母12固定在箔体组件的左右机架上 当罐型不同 必须通过螺栓 螺母12调整托板10与13的间隙s 使s 罐外径 5毫米 当万一罐头在该处被卡住 只需把螺栓 螺母12松开既能很方便地给予排除 并可适当地校正刮板8的位置 卡罐排除装置 浮罐报警装置 报警装置的触板7通过螺钉螺母2与调节板4 定芯块1等连成一体 能使其自由转动 螺钉3可防止触板向下转动 当出现浮罐 罐头与接触板相碰 电极两端接通 指示灯亮 警笛响 这时送罐链会立即自动停止转动 当罐型不同时 必须松开螺钉螺母 根据需要调整触板 使触板与罐头之间间距为2 3毫米 2 静水压连续杀菌设备 设计原理 在杀菌设备的进出罐处分别设有两个上水柱 利用水柱高度形成的压力决定饱和蒸汽的压力 以维持所需要的温度 加压连续设备 静水压连续杀菌设备装置1 顶部真空阀 2 顶部平台 3 出罐柱 4 蒸汽室 5 铁梯 6 水平面控制管道 7 溢流管 8 放空气管 9 出气管 10 出罐箱 11 控制仪表 12 冷凝水管 13 蒸汽管 14 进罐箱 15 喷淋器管 16 升温柱 水柱管 17 无级变速器 18 变速器 进罐柱 升温柱 水柱管 杀菌柱 蒸汽室 出罐柱 加压冷却 喷淋冷却柱 常压冷却 出罐这个顺序运行 水柱的高度决定了饱和水蒸气压的大小 杀菌特点 罐头从升温柱人口处进去后 沿着升温柱下降 并进入蒸汽室 水柱顶部的温度近似罐头的初温 水柱底部的温度则近似于蒸汽室的温度 因此 在进入蒸汽空前有一个平稳的温度梯度 而进入杀菌室 因蒸汽均匀地遍及蒸汽室 可进行恒温杀菌 从杀菌室出来的罐头向上升送 这时的温度变化与升温柱时恰好相反 罐头受的压力从大变小 形成稳定的从大到小的温度和压力的梯度 减压冷却 设备特点 1 连续杀菌 2 节省运转费用 3 生产能力大 4 容罐量大 一股可达36000余罐 而间歇式杀菌锅仅有1700罐 5 罐头的传送很平稳 6 罐头的温度及压力的上升和下降是由于水柱造成的温度梯度而逐步变化 可避免受温度和压力的剧烈变化所引起罐头的变形或外伤 产品质量好 7 适用性较强 适于各种罐头的杀菌 8 视制品不同 可选用使罐头回转或静置的传送器 结构方面的发展 输送器的载罐板是十字形的 两边都可以装罐 且可载不同规格的罐 输送器改为双链式 即可用于同样杀菌温度而杀菌时间不同的罐头同时进行杀菌 设一装罐筒 其上钻有很多孔眼 适于任意罐型的杀菌 同时可避免卡罐现象 3 水封式连续高压杀菌设备 原理 靠水封阀保持杀菌室压力 其既可使罐头不断进出杀菌室中 而又能保证杀菌室的密封 保持杀菌室内的压力与水位的稳定 与静水压设备的不同 采用了鼓形阀 整个设备就比静水压杀菌设备小得多 静水压中罐头通常是不动的 水封式设备中的罐头是滚动的 因而热效率较高 适用性 罐头类制品的高温连续杀菌 热介质为封闭的蒸汽或过热水 杀菌温度为100 145 杀菌压力为0 1 0 3Mpa 水封式连续杀菌设备结构示意图1 自动供罐装置 2 自动排罐装置 3 罐头由鼓形阀中排出 4 鼓形阀 水封阀 5 罐头 6 杀菌室与冷却槽之间的隔板 7 冷却槽 8 传送器 9 安全阀 10 压力表 11 排气阀 12 冷却水 13 蒸汽管 主 14 蒸汽管 副 工作过程 进罐 输送链 水封式旋转阀 进入杀菌锅 预热 杀菌室5 环形布置 折返数次 水封式旋转阀 冷却 出罐 在杀菌室内一条平板链 或导轨 罐头置于其上 平板链运动方向与传送器相反 传送器与平板链速度不等 产生相对运动 所产生的摩擦力使罐头回转 改变罐头的回转数就可调节罐头的加热量 即可不变杀菌时间 改变罐头回转数来调整杀菌效果 主要结构 杀菌室 三 其他杀菌装置 随着高新技术在食品加工领域的广泛应用 一些新的杀菌装置相继出现 比如欧姆杀菌 过热蒸汽加热杀菌 远红外杀菌 这些设备各具优点 不断满足实际生产的需要 1 过热蒸汽加热杀菌 水分低的香料 小麦粉等原料杀菌相当麻烦 因为 1 原料内部的热传导性能差 容易局部温度过高或过低 即难以实现均匀加热 2 原料的水分含量少 难以有效地杀灭细菌 3 采用效率较高的湿热杀菌 原料易粘在装置内并结块 因而对诸如粉粒状原料并不适应 4 与液状或高水分原料相比 低水分原料在加热时品质易恶化 例如氧化变色和挥发性成分损失等 5 采用非热致的方法对粉粒状原料进行杀菌 效果虽有可能满足要求 但安全性令人怀疑 采用过热蒸汽与粉粒状物料直接接触进行瞬时杀菌 不会使原料水分增加 而且保证品质 适用于粉粒状原料的瞬间杀菌 1 气流式过热蒸汽杀菌装置 2 高速搅拌式过热蒸汽杀菌装置 1 定量喂料器 2 进料阀 3 过热蒸汽瞬时杀菌器 4 喷嘴 5 排料阀 6 除菌器 7 排料器 3 塔式过热蒸汽杀菌装置 1 3 喂料器 2 斗式提升机 4 塔式杀菌装置 5 旋转阀 6 冷却器 7 过热器 8 10 排风机 9 鼓风机 11 除菌过滤器 2 欧姆杀菌 原理 利用电极 将电流直接导入食品 由食品本身介电性质所产生的热量 达到直接杀菌的目的 电流 50 60Hz的低频交流电 3 远红外加热杀菌 1 原理构成物质的基本质点是电子 原子或分子 这些质点即使处于基态都在不停地运动着 振动或转动 这些运动都有自己的固有频率 当遇到具有某个频率的红外线辐射时 如果红外线的频率与基本质点的固有频率相等 则会发生与振动学中共振运动相似的情况 质点会吸收红外线并使运动进一步激化 如果二者的频率相差较大 那么红外线就不会被吸收而可能穿过 2 特点 1 热辐射率高使用远红外线加热食品有着较高的热辐射率 2 热损失小辐射加热不存在传热界面 远红外线直接辐射到被加热物体的表面 3 容易进行操作控制远红外线同其它光波一样 具有直接传播 漫反射和镜反射的性质 因此可以通过光的集散 遮断机构 更合理地控制辐射热 使之在加热器中更为有效地被利用 以提高加热质量 减少热损失 4 加热速度快 传热效率高运用远红外线加热 热源与物料不直接接触 因此可以在保证物料不过热的情况下 提高发热体 辐射体 也即热源 的温度 5 有一定的穿透能力即对物体内部直接加热的能力 6 产品质量好远红外线的光子能量比紫外线 可见光线都要小 只会产生热效果 不会引起食物成分的化学变化 因此不仅可用于一般的粉状和块状物料杀菌 而且还可用于咖啡豆 花生和谷物的杀菌和灭霉以及袋装食品的直接杀菌 3 设备 1 入炉端钢带 2 炉顶 3 出炉端钢带 4 排气管 5 炉门 隧道炉 箱式炉 4 火焰杀菌法利用火焰直接加热罐头 是一种常压下的高温短时杀菌 杀菌时罐头经预热后在高温火焰 温度达1300 以上 上滚过 短时间内达到高温 维持 段较短时间后 经水喷淋冷却 4 火焰连续杀菌设备 这种设备的热源不用蒸汽 而是用特制燃烧器或直接火焰对铁盒罐头进行加热杀菌 燃气可用煤气 丁烷 丙烷等 特别适用于蘑菇 玉米 青豆 胡萝卜等蔬菜罐头的杀菌 5 微波杀菌 微波 是指波长0 1 1 m 频率30MHz 300GHz范围内的电磁波 以加热为目的时多用915MHz和2450MHz 微波能穿透并使内容物吸收 转变成热能而得以加热 内部加热 具有迅速 均匀的特点 食品中的微生物吸收微波能温度上升 这种热效应破坏了菌体中蛋白质等成分 从而达到杀菌的目的 微波杀菌设备 微波真空干燥杀菌设备 微波真空低温干燥设备 食品高压杀菌 1 高压杀菌 就是将食品物料以某种方式包装以后 置于高压 100MPa以上 装置中加压处理 从而达到杀灭微生物的目的 2 杀菌机理 高压会导致微生物的形态结构 生物化学反应 基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化 从而影响微生物原有的生理活动机能 甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化 最终造成微生物的死亡 压力越高杀菌效果越好 在相同压力下延长受压时间并不一定能提高灭菌效果 一般而言 300MPa以上的压力下细菌 霉菌 酵母菌大多都被杀死 但一些芽孢杆菌属的芽孢耐压性较强 可以在高达1000MPa的压力下生存 目前尚无很好的处理方法 3 高压对食品中营养成分的影响 传统的食品加工方法主要采用热处理 因此食品中热敏性的营养成分易被破坏 而且热加工使得褐变反应加剧 造成色泽的不愉快 食品中挥发性的风味物质也会因加热而有所损失 采用高压技术处理食品 可以在灭菌的同时 较好地保持食品原有的色 香 味及营养成分 高压对蛋白质的影响 高压使蛋白质变性 其解释是由于压力使蛋白质原始结构伸展 导致蛋白质体积的改变 对酶活也有影响 加快加压速率 使酶失活 高压对淀粉及糖类的影响 高压可使淀粉改性 常温下加压到400 600MPa 可使淀粉糊化而呈不透明的粘稠糊状物 且吸水量也发生改变 原因是压力使淀粉分子的长链断裂 分子结构发生改变 对糖类几乎没有影响 高压对油脂的影响 油脂类耐压程度低 常温下加压到100 200MPa 基本上变成固体 解除压力后 固体仍能恢复到原状 高压处理对油脂的氧化有一定的影响 高压对食品中其他成分的影响 高压对食品中的风味物质 维生素 色素及各种小分子物质的天然结构几乎没有影响 故可保持原有的风味 色泽及营养 4 高压技术在食品保藏中的应用 A 高压处理在肉制品加工中的应用与常规加工方法相比 经高压处理后的肉制品在柔嫩度 风味 色泽及成熟度方面均得到改善 同时也增加了保藏性 廉价质粗的牛肉进行常温250MPa处理 结果得到嫩化的牛肉制品 300MPa 10min处理鸡肉和鱼肉 结果得到类似于轻微烹任的组织状态 B 高压处理在水产品加工中的应用 常规的加热处理 干制处理不能满足水产品加工要求 具有水产品原有的风味 色泽 良好的口感与质地 研究表明 高压处理可保持水产品原有的新鲜风味 C 高压处理在果酱加工中的应用 在生产果酱中 采用高压杀菌 不仅使水果中的微生物致死 而且还可简化生产工艺 提高产品品质 最成功的例子是日本明治屋食品公司 该公司采用高压杀菌技术生产果酱 弥猴桃和苹果酱 400 600MPa的压力对软包装密封果酱处理10 30min 所得产品保持了新鲜水果的口味 颜色和风味 D 其他方面的应用 对低盐 无防腐剂的腌菜制品 高压杀菌 300 400MPa 处理时 可使酵母或霉菌致死 即提高了腌菜的保存期又保持了原有的生鲜特色 最近的研究努力已经涉及压力用于改变或改善食品的某些特性 肉制品加工中副产品血红蛋白的脱色 特殊蛋白质的脱臭 用特定的蛋白酶增溶或改性色蛋白 超高压杀菌设备 超高压冷杀菌设备 四 常压加热杀菌法 指在一个大气压下的加热杀菌 杀菌温度在100 或100 以下 用于酸性食品或杀菌程度要求不高的低酸性食品的杀菌 杀菌设备有间歇式和连续式 适合于金属罐 玻璃瓶和软性包装材料为容器的罐头 巴氏杀菌 是以杀灭所有污染于食品中的致病菌为主要目的的热力杀菌 常规巴氏消毒法 是将食品在60 65 加热30min 常用于饮料 果汁 果酱 糖水水果类罐头和酸渍蔬菜类罐头的杀菌 高温瞬间巴氏消毒法 即80 90 加热30s或1min 此法多用于消毒牛奶 酱油 饮料等 五 超高温杀菌设备 加热杀菌的温度和时间密切相关 在杀菌温度 时间组合中 高温对微生物的致死至关重要 但对损害食品色泽 风味 质地和营养价值等更重要的因素是时间长 而不是温度高 微生物对高温的相对敏感性比食品对高温的相对敏感性要大 故超高温短时灭菌能有效灭菌 且可以保持食品原有的色 香 味 这对牛乳 果蔬汁等热敏性食品尤为适用 UHT 135 150 加热2 8s 达到商业无菌 灭菌效率高 时间短 营养损失小 风味保持良好 常温下保质时间长 直接加热杀菌法和间接加热杀菌法两种 直接加热杀菌法 用蒸汽或电阻管直接加热物料 传热效率高 但不易控制 间接加热法是加热介质通过热交换器进行加热 必须保证物料瞬时超高温杀菌和加热后迅速冷却 以保证食品质量 超高温短时杀菌成套设备主要由预热器 杀菌器 冷却器 均质机和清洗设备CIP构成 一 直接加热超高温短时杀菌设备1 蒸汽加热式杀菌设备加热器有两种类型喷射式 将蒸汽喷射到牛乳流体中 注入式 将牛乳注入蒸汽流中 1 直接蒸汽喷射设备的工艺流程图 采用喷射式加热器的基本原理都是将蒸汽喷射到牛乳中 使牛乳迅速升温到140 左右 然后通过真