第五章食品罐藏技术ppt课件.ppt

食品罐藏 第九章 第八章食品罐藏 第九章食品罐藏 罐藏原理罐藏食品工艺流程装罐和预封罐头食品的排气罐头食品的密封罐头食品的杀菌和冷却食品在罐藏中的品质变化 第八章食品罐藏 概述 食品的罐藏与罐藏食品 食品的罐藏是将经过一定处理的食品密封在容器中 经杀菌处理 在室温下长期贮藏的保藏方法 罐头食品制造应符合的两个条件 A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 B食物必须要在一定的温度下加热一段时间 使产品达到商业无菌要求 第八章食品罐藏 概述 实现商业灭菌的三条途径A先罐装密封后 再加热杀菌 冷却B先加热 再装入容器密封 冷却C先加热杀菌冷却 再在无菌条件下装入已灭菌的容器中密封 第八章食品罐藏 概述 罐藏食品的特点 食用方便贮存期长受外界变化影响小易消化但品质不及新鲜食品消耗包装容器成本高 第八章食品罐藏 概述 罐头食品的发展法国的人阿培尔从1804年开始 先后对五十余种食物进行保藏研究 采用方法 将食品烹调后装入玻璃瓶内 轻轻盖上软木塞 再在沸水中加热30 60分钟后趁热塞紧 涂蜡密封 结果 食品经3个月存放也不败坏 1810年阿培尔的 动植物物质的永久保存法 一书出版 书中提出了罐藏的基本方法 排气 密封 杀菌 并介绍了50多种食品的保存方法 1812年Appert开设了世界上第一家罐头厂 命名为 阿培尔之家 后人称阿培尔为罐头工业之父 第八章食品罐藏 概述 1873年巴斯德提出了加热杀菌的理论 1920年鲍尔和彼其洛根据不断研究中积累的微生物耐热性和罐头食品传热性的资料 提出用数学方法确定罐头食品的合理杀菌温度和时间的关系进入二十世纪 随着罐藏科学的深入研究 液体橡胶 涂料铁 高压杀菌锅以及联合制罐机等新技术的应用 罐头工业得到迅速发展 罐头工业已由落后的手工操作发展为自动化生产的现代化工业 第八章食品罐藏 1 食品罐藏的原理 食品罐藏的基本原理在于杀菌消灭了有害微生物的营养体 达到商业无菌的目的 同时应用真空技术 使可能残存的微生物芽孢在无氧的状态下无法生长活动 从而使罐头内的食品保持相当长的货架寿命 第八章食品罐藏 1 食品罐藏的原理 1 1 高温对微生物的影响 1 微生物的耐热性 耐热程度 产芽孢菌 非芽孢菌芽孢 营养细胞嗜热菌芽孢 厌氧菌芽孢 需氧菌芽孢 第八章食品罐藏 2 影响微生物耐热性的因素 a 微生物本身的特性污染的种类 污染的数量 生理状态与所处的环境 b 食品成分酸度 水分活度 脂肪 盐 糖 蛋白质 植物杀菌素 c 热处理条件温度 时间 第八章食品罐藏 3 影响微生物耐热性的因素 a 微生物本身的特性污染的种类 各种微生物的耐热性各有不同 芽孢菌 非芽孢菌 霉菌 酵母菌芽孢菌的芽孢 芽孢菌的营养细胞厌氧菌芽孢 需氧菌芽孢嗜热菌芽孢的耐热性最强污染的数量 初始活菌数越多 全部杀灭所需的时间就越长 生理状态与所处的环境稳定生长期的营养细胞 对数生长期的营养细胞成熟的芽孢 未成熟的芽孢较高温度下培养的微生物耐热性较强 第八章食品罐藏 b 食品成分的因素 酸度 pH值偏离中性的程度越大 耐热性越低 低酸性 酸性 4 5 第八章食品罐藏 食品的酸度对微生物耐热性的影响 第八章食品罐藏 b 食品成分的因素 水分活度 细菌芽孢在低水分活度时有更高的耐热性 杀灭肉毒杆菌在干热条件下121 需120min 湿热条件下121 4 10min即可 脂肪 脂肪含量高则细菌的耐热性会增强 加热时间为10min 埃希杆菌在不同介质中的热致死温度如右表所示 第八章食品罐藏 b 食品成分的因素 盐 低浓度食盐对微生物有保护作用 而高浓度食盐 8 则对微生物的抵抗力有削弱作用 糖 糖的浓度越高 越难以杀死食品中的微生物 注意 高浓度糖液对微生物有抑制作用 第八章食品罐藏 b 食品成分的因素 蛋白质 食品中蛋白质含量在5 左右时 对微生物有保护作用 植物杀菌素 有些植物的汁液以及它们分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用 如番茄 辣椒 大蒜 洋葱 芥末 花椒等 第八章食品罐藏 c 热处理条件 温度 时间微生物的致死时间随杀菌温度的提高而成指数关系缩短 温度 蛋白质凝固速度 微生物的耐热性 第八章食品罐藏 3 微生物的耐热性的表示方法 不同的微生物对热的耐受能力不一样 但高温对微生物数量减少的影响存在一个相似的可预测的变化模型 这就是微生物的耐热特性曲线 并由此派生出相关的耐热特性参数 a 热力致死速率曲线D值 TRT值 b 热力致死时间曲线TDT值 Z值 F值 c 仿热力致死时间曲线 第八章食品罐藏 a 热力致死速率曲线 表示某一种特定的细菌在特定的条件下和特定的温度下 其总的数量随杀菌时间的延续所发生的变化 以热处理 恒温 时间为横坐标 以存活微生物数量为纵坐标 可以得到一条曲线 即微生物的残存数量按指数递减的规律变化曲线 第八章食品罐藏 热力致死速率曲线方程 如直线的斜率为m 则有 如在图中取一个对数循环值 即log2至log3则时间如果将以D代替 则热力致死速率曲线方程 t D loga logb 第八章食品罐藏 D值 从热力致死速率曲线的方程中可知 D为直线经过一个对数循环时 loga logb 1 所需要的时间 单位为min 通常称为指数递减时间D值 一定条件和一定致死温度下在原有残菌数的基础上 每杀死90 的原有残菌数所需时间 D值越大 表示杀灭同样百分数微生物所需的时间越长 说明这种微生物的耐热性越强 是细菌耐热性的特征性参数 第八章食品罐藏 讨论 D值反映微生物的抗热能力 D值的大小取决于直线的斜率 与原始菌数无关 D值与加热温度 菌种及环境的性质有关 D值的计算 表达 Dt 第八章食品罐藏 例 已知某细菌的初始活菌数为1 104 在110 下处理3min后残存的活菌数为1 10 求其D值 解 D110 lga lgb 3 lg 1 104 lg 1 10 3 4 1 1 0 min 第八章食品罐藏 时间属性 与初始菌数无关 热力指数递减时间 TRT值 ThermalReductionTime 在某一加热温度下 使微生物的数量减少到10 n时所需要的时间 TRTn D lg10n lg100 nD TRT6 10表示 在某一致死温度下 原始菌数减少到百万分之一 需要10分钟 菌数减少到10 n表示残存菌数出现的概率 第八章食品罐藏 b 热力致死时间曲线 热力致死时间 TDT值 曲线以热杀菌温度T为横坐标 以微生物全部死亡时间t 的对数值 为纵坐标 表示微生物的热力致死时间随热杀菌温度的变化规律 温度恒定 将一定食品中微生物全部杀死所需要的时间 C T lg D T lg 第八章食品罐藏 热力致死时间曲线方程 如直线的斜率为m 则 如以Z代表直线横过一个对数所需改变的温度 则热力致死时间曲线方程 第八章食品罐藏 Z值 热力致死时间降低一个对数循环 致死温度升高的度数 Z值能够反映微生物的耐热性强弱 Z值越大 加热温度变化对微生物致死速度的影响越小 反之 Z值越小 加热温度的变化对微生物致死速度的影响越大 Z值与微生物的种类 菌种有关 第八章食品罐藏 设在标准加热温度121 下的热力致死时间用F表示 代入上式 F T 121 lg F 121 T Z 第八章食品罐藏 关于F值的讨论 F值 在一定的标准致死温度条件下 杀灭一定浓度的某种微生物所需要的加热时间 当Z值相同时 F值越大者耐热性越强 F值表示杀菌强度 随微生物和食品的种类不同而异 一般必须通过试验测定 F与温度和微生物的种类有关 表达 当t0 121 Z 10时 可直接以F0表示 第八章食品罐藏 c D值 Z值和F值三者之间的关系 仿热力致死时间曲线 由于TDT值与初始活菌数有关 应用起来不方便 以D值取代TDT值 得到以下方程 t1 t2 Z lgD2 lgD1 D2 D110 T1 T2 Z 第八章食品罐藏 D与Z的关系 lg D2 D1 t1 t2 Z 1 F与Z的关系 F 10 t 121 Z 2 F D Z之间的关系 当n 时 TRTn n D 则 F n D 10 t 121 Z 3 c D值 Z值和F值三者之间的关系 仿热力致死时间曲线 第八章食品罐藏 在稳定加热条件下 若已知微生物在标准温度下的D值和Z值 可计算任意温度下所需的杀菌时间 例 已知肉毒杆菌在121 时的D值为0 26min Z值为10 若要把芽孢数从107减少到105 求在115 下所需的加热时间 第八章食品罐藏 根据 D lga lgb 121 D lga lgb 0 26 7 5 0 52 min 根据 F 10 t 121 Z 115 0 52 10 121 115 10 0 52 3 98 2 0 min 第八章食品罐藏 由D2 D110 T1 T2 Z得 D115 D12110 T1 T2 Z 0 26 10 121 115 10 1 0min 115 nD115 2 0min 第八章食品罐藏 2 罐藏容器 2 1罐藏容器应具备的条件 安全性密封性稳定性实用性 第八章食品罐藏 2 2罐藏容器的分类 1 以罐藏容器的材料分金属罐镀锡铁罐 涂料铁罐铝罐 非金属罐玻璃罐塑料罐 复合薄膜袋 第八章食品罐藏 2 2罐藏容器的分类 一 玻璃容器19世纪初叶法国的尼古拉 阿培尔发明了罐藏法包藏食品 玻璃罐有多种类型 主要是封口形式不同 卷封式 螺旋式 压入式 优点 价格便宜 可回收利用 封口容易 缺点 易破碎 笨重 第八章食品罐藏 二 金属罐容器 主要包括 以镀锡薄钢板为材料的镀锡板罐以铝合金为材料的铝罐许多含蛋白质丰富的食品在加热杀菌过程中由于含有一些含硫蛋白质的降解 会与罐反应产生黑色的硫化铁 需要在内壁上加层涂料 如氧化锌或碳酸锌 第八章食品罐藏 三 软罐容器 定义 软罐容器是指耐高温蒸煮的复合薄膜袋 也称蒸煮袋 具有代表性的构成材料 表层是聚酯 中间层是铝箔 内层是聚烯烃 软罐头是一种新兴的罐头食品又称蒸煮袋食品 第八章食品罐藏 优点 1 比金属容器薄2 加热灭菌时达到中心温度的所需时间比较短 杀菌时间短 有利于罐头食品质量的提高和流通中的保存3 存放方便4 形状平坦易于识别缺点 1 成本高2 填充和密封速度慢 第八章食品罐藏 2 3 罐藏容器的处理 罐藏容器的清洗与消毒金属罐玻璃罐 第八章食品罐藏 3 罐藏食品的工艺流程 排气 密封 排气 密封 杀菌 杀菌 第八章食品罐藏 3 1罐藏原料的预处理 挑选清洗去皮修整烫漂灭酶烹调 第八章食品罐藏 3 2装罐和预封 工艺要求迅速及时含量达标注重清洁卫生留有顶隙 装罐方法人工装罐机械装罐注液 3 2 1 装罐的工艺要求及方法 顶隙是指罐内食品表面与罐盖内表面之间的空隙 第八章食品罐藏 3 2 2 预封的目的和要求 预封的目的预封的要求将罐盖的盖钩与罐身的翻边钩连起来 其松紧度以罐盖不从罐身脱开 又可沿罐身自由转动为宜 第八章食品罐藏 3 3 罐头的排气 3 3 1 排气的目的 阻止需氧菌和霉菌在罐内生长发育 防止或减轻加热杀菌时罐体的变形或破裂 减轻罐内壁在贮藏时发生吸氧腐蚀 减轻食品色 香 味的不良变化和营养素的损失 罐内形成一定的真空度 减少了氧气的含量 罐内真空度 大气压力 罐内残存气体压力 第八章食品罐藏 3 3 2 影响罐内真空度的因素 1 排气温度和时间 2 密封温度 3 罐内顶隙大小 4 食品种类和新鲜度 5 食品的酸度 6 外界气压的变化 7 外界温度变化 温度和时间 品温 食品体积 空气充分排出 真空度 密封温度 食品体积 空气充分排出 真空度 顶隙 真空度 原料含气量高 真空度 不新鲜的原料 产气 真空度 含酸量高 罐内壁腐蚀产生H2 真空度 大气压力 罐内真空度 气温 罐内残留气体压力 真空度 第八章食品罐藏 3 3 3 排气的方法 热力排气真空密封排气喷射蒸汽密封排气 第八章食品罐藏 a 热力排气法 1 方法热装罐排气品温一般在70 75 加热排气90 100 5 20min 2 特点可以排除食品组织内的空气 具有一定的杀菌能力 能耗高 容易使食品软化 品质下降 第八章食品罐藏 b 真空密封排气 特点制品的品质好适用范围较广卫生条件好效率高 能耗相对较小食品组织内的空气很难排除温度及密封室内真空度的控制要求高 概念在真空环境中进行排气密封的方法 第八章食品罐藏 c 喷射蒸汽密封排气 概念在封罐时向罐头顶隙内喷射高压蒸汽 依靠顶隙内水蒸气冷凝而获得真空度的排气方法 特点食品受到的热损失小 卫生条件好 生产效率高 可连续化作业 不能排除食品组织内的空气 对顶隙要求高 工艺要求蒸汽应具有一定的压力和温度 必须留有一定的顶隙 第八章食品罐藏 3 4 罐头的密封 密封是罐头生产中的一个重要工艺过程 罐头败坏的事故中有70 是因密封缺陷所致 密封的目的使罐内食品与外界隔绝 防止空气的进入和微生物的再污染密封的方法视容器种类而异 第八章食品罐藏 3 4 罐头的密封 1 金属罐的密封 金属罐的密封由二重卷边构成 将罐身翻边和罐钩边同时弯曲 相互卷和 最后构成两者相互紧密重叠的卷边 第八章食品罐藏 2 玻璃罐密封卷封 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作用 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 套封 是卷封和旋封的结合形式 3 软包装袋密封主要采用热封合 有热冲击式封合 热压式封合等 第八章食品罐藏 3 5 罐头食品的杀菌和冷却 罐头食品杀菌的目的和要求罐头食品的传热杀菌工艺条件罐头食品杀菌的方法罐头食品的冷却 第八章食品罐藏 3 5 1 罐头食品杀菌的目的和要求 杀菌的目的杀菌 抑菌 灭酶 改善风味 保存营养价值 软化组织 杀菌的要求绝对无菌 指将微生物全部杀灭 商业无菌 指罐藏食品经适度的杀菌后 不含有致病菌和常温下能在罐头中繁殖的腐败菌 第八章食品罐藏 3 5 2 罐头食品的热传导 a 罐头食品中常见的传热方式 罐头的中心温度 冷点 加热杀菌过程中 罐内食品最后达到所要求温度的部位 单纯传导型单纯对流型对流与传导结合型 第八章食品罐藏 罐内容物传热方式类型 1 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 2 完全传导型 内容物全部是固体物质 如午餐肉 烤鹅等 3 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 4 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 5 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锅 第八章食品罐藏 b 影响罐头传热的因素 2 罐藏容器的物理性质材料的物性与厚度 容器的尺寸与容积 1 罐内食品的物理性质形状 大小 黏度和相对密度 3 罐内食品的初温 装入杀菌锅后开始杀菌前的温度 4 杀菌设备的形式与罐头的位置 第八章食品罐藏 2 5 3 罐头热杀菌的工艺条件 杀菌规程 1 罐头杀菌条件的表达方法 t1 升温时间t2 恒温时间t3 冷却时间T 杀菌温度P 反压力 第八章食品罐藏 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 如果杀菌过程中不用反压 则P可以省略 一般情况下 冷却速度越快越好 因而冷却时间也往往省略 所以 省略形式的杀菌公式通常表示为 t1 t2 T 第八章食品罐藏 2 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 罐头杀菌值F值 杀菌致死值 杀菌强度 安全杀菌F值 指在某一恒定的杀菌温度下 通常为121 为标准温度 杀灭一定数量的微生物 含芽孢 所需要的加热时间 亦称标准F值 第八章食品罐藏 安全杀菌F值的计算 Na 原始菌数 食品污染程度 Nb 残存菌数 产品合格率 DT 耐热性 对象菌的耐热性 第八章食品罐藏 a 热力致死速率曲线 表示某一种特定的细菌在特定的条件下和特定的温度下 其总的数量随杀菌时间的延续所发生的变化 以热处理 恒温 时间为横坐标 以存活微生物数量为纵坐标 可以得到一条曲线 即微生物的残存数量按指数递减的规律变化曲线 第八章食品罐藏 热力致死速率曲线方程 如直线的斜率为m 则有 如在图中取一个对数循环值 即log2至log3则时间如果将以D代替 则热力致死速率曲线方程 t D loga logb 第八章食品罐藏 D值 从热力致死速率曲线的方程中可知 D为直线经过一个对数循环时 lga lgb 1 所需要的时间 单位为min 通常称为指数递减时间D值 一定条件和一定致死温度下在原有残菌数的基础上 每杀死90 的原有残菌数所需时间 D值越大 表示杀灭同样百分数微生物所需的时间越长 说明这种微生物的耐热性越强 是细菌耐热性的特征性参数 第八章食品罐藏 讨论 D值反映微生物的抗热能力 D值的大小取决于直线的斜率 与原始菌数无关 D值与加热温度 菌种及环境的性质有关 D值的计算 表达 Dt 第八章食品罐藏 例1 425克蘑菇罐头污染程度 2个 克 允许罐头腐败率为 0 05 杀菌温度T 121 求安全杀菌F值 解 原始菌数na 2个 g 425g 罐 850个 罐nb 5 10000 5 10 4F安 DT lgna lgnb 4 lg850 lg5 10 4 24 92 min 问 生产中取24min还是25min 第八章食品罐藏 b 热力致死时间曲线 热力致死时间 TDT值 曲线以热杀菌温度T为横坐标 以微生物全部死亡时间t 的对数值 为纵坐标 表示微生物的热力致死时间随热杀菌温度的变化规律 温度恒定 将一定食品中微生物全部杀死所需要的时间 C T lg D T lg 第八章食品罐藏 热力致死时间曲线方程 如直线的斜率为m 则 如以Z代表直线横过一个对数所需改变的温度 则热力致死时间曲线方程 第八章食品罐藏 Z值 热力致死时间降低一个对数循环 致死温度升高的度数 Z值能够反映微生物的耐热性强弱 Z值越大 加热温度变化对微生物致死速度的影响越小 反之 Z值越小 加热温度的变化对微生物致死速度的影响越大 Z值与微生物的种类 菌种有关 第八章食品罐藏 2 实际杀菌条件下F实值的计算 tm 杀菌温度 t0 标准温度 m 杀菌温度下的致死时间F 标准温度下的致死时间Lm 任意杀菌温度下的微生物致死率 换算系数 设 则 实际杀菌值 指某一杀菌条件下的总的杀菌效果 由TDT曲线得 第八章食品罐藏 2 实际杀菌条件下F值 Fp 的计算 Fp值的计算公式 Fp tp nn 1LTFp 罐头在实际杀菌条件下的杀菌强度 tp 各温度下持续的时间 即罐头中心温度测定的相邻数据间隔的时间 n 测定点数LT 致死率值 LT 10 T 121 1 Z 第八章食品罐藏 Fp值与F0值的关系 F0值 杀灭对象菌所需要的理论时间 Fp值 实际杀菌过程的杀菌强度换算成标准温度下的时间 判断杀菌强度是否达到要求 需要比较F0与Fp的大小 要求 Fp F0一般取Fp略大于F0 第八章食品罐藏 某低酸性食品罐头作杀菌试验 杀菌对象菌D 4min 原始菌数为100个 罐 要求腐败率为万分之一 用杀菌公式10 25 反压冷却 121 传热数据如下表 试评价该杀菌公式 第八章食品罐藏 解 F0 D lga lgb 4 lg100 lg10 4 24 min Fp t Li 3 9 1394 27 41 min Fp F0但杀菌强度过大 可在121 缩短3min 如将上表中第33分钟数据取消 则Fp t Li 3 8 1619 24 48 min Fp略大于F0 满足杀菌要求 因此杀菌公式应改为 10 22 反压冷却 121 第八章食品罐藏 2 实际杀菌条件下F实值的计算 在一个无限小的加热时间内 杀菌效率值 总杀菌效率F值 第八章食品罐藏 3 5 4 食品杀菌方法 热力杀菌常压杀菌 高温高压杀菌 超高温瞬时杀菌等 电加热杀菌欧姆杀菌 微波杀菌冷杀菌辐射杀菌 超高压杀菌 脉冲电场杀菌 超声波杀菌 磁力杀菌 感应电子杀菌 脉冲强光杀菌等 第八章食品罐藏 3 5 4 1热力杀菌方法 热力杀菌方式按杀菌温度及压力分 常压杀菌高压杀菌按加热介质分 热水 水蒸气 水蒸气于空气混和物 火焰等 第八章食品罐藏 a 常压杀菌 以较低的热处理程度 将食品中存在的微生物部分地杀灭 杀菌温度通常在100 以下 可杀灭霉菌 酵母菌 耐酸性细菌 通常需要结合其他栅栏因子协同作用 应用范围酒精饮料 牛奶 果汁等液体食品的连续式杀菌 pH值4 5以下的罐头食品在常压下的热水 沸水或蒸气中的杀菌 不能杀死它们的孢子和芽孢 第八章食品罐藏 b 高温高压杀菌 杀菌效果用于低酸性罐装食品 可杀灭耐热腐败菌 致病菌 产品能在常温下长期贮藏 杀菌条件温度高于100 而低于1