食品工艺学-第三章+食品的热处理和杀菌PPT课件

第三章食品热处理与杀菌，内容，第一节热处理原理，第二节热处理技术，第三节热处理与产品质量，1。食品热处理的介绍、分类、保存和热处理：目的是降低微生物和酶等无用物质的活性；转化热处理：除了降低微生物和酶等无用物质的活性，物理性质也有一些典型的变化。一些重要的概念，1。灭菌：完全杀死所有微生物和孢子的热处理称为灭菌或绝对无菌。2.商业灭菌：杀灭引起食品腐败的病原菌、有毒细菌和微生物。微生物或孢子可以留在罐子里。巴氏杀菌法：在低于100的加热介质中进行低温杀菌的方法可以杀死病原菌和无芽孢细菌，但不能完全杀死腐败菌。4.热烫：新鲜食物原料被热水或蒸汽快速加热，这被称为热烫。它的主要目的是抑制或破坏食物中的酶，减少微生物的数量。保存和热处理最重要的方法之一是罐藏。罐藏是指食品可以在室温下长时间保存，条件是将食品密封在容器中，并进行高温处理，以杀死微生物并防止外部微生物再次入侵。用密封容器包装并在高温下灭菌的食品称为罐头食品。2、罐头食品杀菌的重要性，罐头食品保鲜的历史NicholsAppert罐头技术的重要性安全(无防腐剂)方便室温储存流通调节市场，3、罐头食品工业的现状，日本是一个主要的罐头生产国，也是一个主要的罐头消费国和进口国。日本的饮食习惯与中国东部沿海地区部分相似。日本罐头食品生产、进口、出口、消费和生产技术的变化可以为中国罐头食品的发展提供一些借鉴。农药残留是国内罐头食品工业的主要问题。日本政府提高了农药残留的限量标准，降低了农药残留的上限，而此前的农药残留限量标准是由政府制定的。对于没有具体限制的农药，允许残留量上限为0.01PPM。添加剂超标，“合成甜味剂和防腐剂”超标；二氧化硫超标；非法使用合成颜料；第一节热处理原理热处理是食品工业中最有效、最经济、最方便的方法，因此也是最广泛使用的灭菌方法。热杀菌的主要目的是在正常保质期内杀死有害微生物。一般认为，达到灭菌条件的热处理强度足以使食品中的酶活性失活。首先，微生物的耐热性和微生物对热的敏感性经常受到各种因素的影响，例如物种、数量、环境条件等。鉴定微生物的死亡，通常基于它是否失去了繁殖和变异的能力。(1)影响微生物耐热性的因素，污染微生物的种类和数量，热处理温箱中的食品成分，1。污染微生物的种类和数量，(1)菌株与菌株不同，同一菌株的耐热性不同，菌株不同，耐热性也不同。生长和繁殖细菌的耐热性比其孢子弱。在所有种类的孢子中，嗜热细菌孢子最耐热，厌氧菌孢子次之，需氧细菌孢子最弱。同种孢子的耐热性也将根据细菌的年龄、培养条件和热处理前的储存环境而变化。在热处理前培养和生长细菌孢子时，生物体有抵抗周围恶劣环境的本能。食品污染前腐败菌及其孢子的生长环境对耐热性有一定影响。在含有磷酸或镁的培养基中生长的孢子具有很强的耐热性。在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养的孢子具有很强的耐热性。孢子培养的耐热性(2)原始活菌数、腐败菌或孢子完全死亡所需的时间随原始菌数而变化，原始菌数越多，完全死亡所需的时间越长。因此，罐头杀菌前被污染的细菌数量直接关系到杀菌效果。表1玉米罐头原始菌数与杀菌效果的关系。热处理温度越高，杀死一定量腐败菌孢子所需的时间越短。图1不同温度下炭疽芽孢的活菌剩余数曲线，表2热处理温度对玉米汁中嗜酸乳杆菌死亡时间的影响，3。热处理过程中介质或食品成分的影响，(1)酸度酸碱度许多耐热性高的微生物在中性时耐热性最强，并且酸碱度偏离中性的程度越大，死亡率越大。对于大多数芽孢杆菌来说，最强的耐热性在中性范围内，当ph值低于5时，细菌孢子不耐热。此时，耐热性的强度由其它因素控制，加入酸，并适当增加内容物的酸度。图2pH对孢子耐热性的影响，(2)水活度AW、水活度或加热环境中的相对湿度对微生物耐热性有显著影响。水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强，蛋白质在潮湿条件下的热变性速度比在干燥条件下更快，这使得微生物更容易死亡。相同温度下的湿热灭菌效果优于干热灭菌。图3在110加热的细菌孢子的死亡时间(d值)与水活性之间的关系，(3)糖，高浓度的糖溶液，一方面提高了微生物的耐热性，另一方面，它由于强烈脱水而抑制了微生物的生长。糖吸收微生物细胞中的水分，导致细胞内原生质脱水，影响蛋白质的凝固速度，增加微生物的耐热性。当糖浓度高到一定程度(约60%)时，高渗透压环境会抑制微生物的生长。图4糖对细菌耐热性的影响和(4)盐的影响。一般来说，当盐浓度低于4%时，对孢子的耐热性有一定的保护作用，而当盐浓度高于8%时，会削弱其耐热性。(5)脂肪和脂肪含量高的细菌耐热性强。食物中脂肪和蛋白质的接触会在微生物表面形成一层冷凝层，这不仅会阻碍水的渗透，而且不会导热，从而增加微生物的耐热性。对于高脂肪含量的罐头食品，应加大杀菌力度，(6)蛋白质，蛋白质含量约为5%，蛋白质含量超过15%，对微生物有保护作用，对耐热性无影响，(7)植物杀菌素，一些植物汁液和分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用，这类物质称为植物杀菌素洋葱、生姜、大蒜、辣椒、芥末、丁香和胡椒。注意，由于在热效应下微生物的死亡特征是各种因素综合影响的结果，因此应该指出比较腐败菌耐热性的条件。当利用目标细菌的耐热性来确定罐头食品的杀菌程度时，用于确定目标细菌耐热性的条件和环境应该与罐头食品中包含的成分基本一致。(2)食品酸碱度和水分活度与腐败菌的关系。水分活度和酸碱度对微生物的生长有决定性的影响。初步实验数据显示Aw0.85和pH4.6是一个分界点。如果某种食品在Aw0.85和pH4.6以下是更安全的食品，它只需要在低于100的温度下灭菌，罐装果汁就是这种情况。根据腐败菌对不同酸碱度的适应性和耐热性，罐头食品通常根据酸碱度的不同分为四类：低酸、中酸、酸和高酸。或者在罐头食品工业中，高酸度、酸度和低酸度之间的分界线是pH4.6。在工业生产的任何罐头食品中，最终平衡pH4.6以上，水活度高于0.85，这是一种低酸度食品表3低酸和酸化食品的测定表，表4各种常见罐头食品的酸碱度，表5罐头食品的酸度分类，罐头食品的分类-肉毒杆菌，肉毒梭菌是嗜热厌氧菌，有7种类型的A，B，C，D，E，F和G，3种类型的A，B和E是常见的食品。其中，A型和B型孢子的耐热性比E型孢子强，广泛存在于土壤中，因此在原料中存在的可能性很高。原因：它们在合适的条件下生长时会产生致命的外毒素，对人类的致死率为65%。罐中的缺氧条件适合其生长和毒素产生。当酸碱度低于4.6时，肉毒杆菌的生长受到抑制。它只能在酸碱度高于4.6的食物中生长，对人体健康有害。因此，肉毒杆菌能生长的最低酸碱度成为区分低酸和酸性食物的标准。在低酸食物中，有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌，如不产生毒素的芽孢梭菌。在低酸食品罐的灭菌过程中，经常选择它作为测试的目标细菌。在低酸食品中，也有耐热性较强的嗜酸细菌，如嗜热脂肪芽孢杆菌，它们需要更高的杀菌工艺条件才能被完全破坏。由于中酸食品的杀菌强度要求与低酸食品相同，因此也属于低酸食品的范畴。当食物受到严重污染时，当酸碱度低于3.7时，一些腐败菌仍能生长，所以酸碱度3.7成为酸性和高酸性食物的分界线。酸性食品中常见的腐败菌是厌氧孢子，如巴氏梭菌，其耐热性低于低酸性食品。高酸食品中的主要腐败菌是耐酸细菌、酵母和耐热性较低的霉菌。然而，在热杀菌过程中，这类食品中的酶显示出比腐败菌更高的耐热性，因此酶的失活是加热的主要问题。罐头食品的热杀菌在短时间内发展到高温，特别是超高温的瞬时方向后，在罐头食品的储存过程中经常会出现酶活性引起的变质问题。酶失活的程度有时被用作食品杀菌的一种措施，例如：牛奶巴氏杀菌法。(3)罐头食品的腐败菌。能够导致罐头食品腐败变质的微生物被称为腐败菌。对日本市场销售的罐头食品进行了普查。在725个肉、鱼、蔬菜和水果罐头中，分别有20%、10%、8%和3%的罐头含有活细菌。罐头食品中的大多数细菌是需氧孢子菌。偶尔在罐装水果和蔬菜中发现霉菌孢子，但没有发现酵母。然而，这些罐子里没有腐败。事实表明，罐头食品中的腐败菌随着罐头食品的种类而变化。各种腐败菌有不同的生活习惯，所以应该有不同的杀菌工艺要求。因此，正确选择合理的加热和杀菌工艺是找出罐头腐败和霉变的原因，避免罐头在储存和运输过程中腐败变质的首要条件。1.罐头腐败的常见现象，如罐头鼓包、平盖酸败、发黑、发霉等，在罐头食品的储存和运输过程中经常发生，也有中毒事故。(1)罐膨胀，由于微生物的生长和繁殖细菌罐膨胀造成罐内食物过多或真空不足物理罐膨胀造成罐内食物酸度过高，腐蚀罐内壁产生氢气，造成氢气罐膨胀化学罐膨胀造成细菌罐膨胀造成灭菌不足会开裂和泄漏，低酸食物罐膨胀常见的腐败菌大多是专门的厌氧嗜热芽孢杆菌和厌氧嗜热芽孢杆菌。特殊的厌氧嗜热芽孢杆菌常见于酸性食品膨化；微球菌和非芽孢细菌如乳酸杆菌和明串珠菌在高酸性食物膨胀中很常见。(2)平盖腐臭，外观正常，内容物变质，有轻微或严重的酸味，酸碱度可降至0.1-0.3。导致平改酸腐败的微生物叫做平改酸细菌。由于酸的抑制，平改酸细菌经常自然消失。平加(3)硫变黑。在细菌的作用下，含硫蛋白质分解并产生唯一的H2S气体，该气体与罐内壁上的铁反应生成黑色沉积物FeS，该沉积物FeS沉积在罐或食物的内壁上，使得食物变黑并发臭。这就是黑梭菌的作用，它只有在灭菌严重不足时才会出现。(4)霉菌不常见。只有当容器泄漏或容器内真空度过低时，它才能在含水量低、含糖量高的食品表面生长。(5)毒物产生，如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等。从耐热性的角度来看，只有肉毒杆菌有很强的耐热性，而其余的则没有。因此，为了避免中毒，在食物消毒时必须考虑肉毒杆菌。2.罐头腐败变质的原因，(1)灭菌前污染严重，(2)灭菌不足，原料污染，车间清洁卫生，生产工艺管理，灭菌操作技术要求，(3)罐头开裂和泄漏，(4)嗜热菌生长，(4)微生物耐热性参数。1.热致死时间曲线(TDT曲线)热致死时间用于表示灭菌温度和用于在特定环境中准确杀死特定数量的特定微生物的时间的组合。以热处理温度为横坐标，以微生物的总杀灭时间为纵坐标(对数值)，得到一条直线，即热致死时间曲线。图5热致死时间曲线。细菌的热致死时间随致死温度而变化。结果表明，细菌孢子在不同热致死温度下的相对耐热性实验数据表明，每次恒温升温所需的杀菌时间减少了10倍，表明热致死规律是以指数递减的方式进行的。(1)热致死时间曲线方程，方程1:方程2: T1-灭菌条件1的温度；T2-灭菌条件2的温度；T1灭菌条件1的时间；T2-灭菌时间条件2；Z-常数，(2)Z值，Z值是指热致死时间变化10倍时，加热温度相应变化的次数，单位为。Z值越大，由于温度上升导致的杀菌效果越小。肉毒杆菌z为10，酸性食品z为8，T2-t1z=-F0值越高，微生物的耐热性越强。给定某细菌的F0，计算任意温度下的杀菌时间：各种杀菌温度下121.1的杀菌时间-时间的换算：2。热致死率曲线，微生物及其孢子的热处理死亡数按对数规律变化。以单位材料中储存的活细胞或孢子数的对数值为纵坐标，热处理时间为横坐标，可以得到直线-热致死率曲线或活菌剩余数曲线。图3-2热致死率曲线。热致死率曲线显示了特定条件和特定温度下特定细菌总数随灭菌时间的变化。如果有足够多的微生物，它们不会同时死亡，但死亡数量会随着时间的推移而逐渐增加。(1)热致死率曲线方程，a-原始菌数；B-剩余细菌的数量；t-处理时间在热致死率曲线上。如果灭菌时间足够长，剩余细菌的数量将为阴性(10-n)，表明如果有10n个罐，可能有一种微生物生活在另一个罐中。(2)D值和D值定义为在一定的处理环境和一定的热致死温度条件下，在一定的细菌种群中杀死90%的原始剩余活菌所需的时间，单位为分钟。d值与温度、环境条件和应变有关。D值越大，杀死相同数量的微生物所需的时间越长，这种微生物的耐热性越强。因此，D值与细菌的耐热性成正比。注意，D值不受原始细菌数的影响，并且D值可以根据热致死率曲线方程TD=-计算事实上，这应该从概率的角度来考虑。经过5天的处理