04食品工艺学导论——食品罐藏原理.ppt

3食品罐贮存原理、微生物类型和数量；热处理温度；幻灯片4食品成分；幻灯片5，3.1高温对微生物的影响，3.1.1微生物的耐热性，3.1.2微生物耐热性的影响因素，细菌真菌酵母；同种微生物：孢子营养细胞；嗜热细菌孢子厌氧孢子好氧孢子；热处理后剩下的孢子再形成孢子原孢子。a .微生物的种类，微生物的初始数量越多，杀死整个微生物所需的时间越长，所需的温度越高，微生物的耐热性越强；幻灯片1，b .微生物数量，污染微生物的初始数量不同，杀死所有微生物所需的加热条件也不同；一般温度超过60 对微生物有致命作用，热处理温度越高，微生物死亡所需时间越短，反之，热处理温度越低，微生物死亡所需时间越长。一般的加热方法是高温短时间、低温长时间、超高温瞬时。幻灯片1，热处理温度，食品成分草酸(pH)蛋白质脂肪糖盐植物杀菌剂，自由水分含量越高，即食品的水分活性越高，微生物受热就越容易死亡，微生物的耐热性也越低；a水分、微生物孢子和营养细胞的水分含量差异不大，但孢子的自由水分含量低于营养细胞，耐热性强；在湿热的条件下可以用低温度杀死微生物，而在干燥、热的条件下保持140 180 ，则需要几个小时才能在湿热的条件下达到杀菌效果。b酸度，中性附近微生物细胞和孢子的最强耐热性，即相同加热温度所需的最长加热致死时间或相同加热时间的最高加热致死温度；pH增加或减少，微生物耐热性减少，对酸性方面的影响大于碱性方面；pH相同，但酸的种类不同，微生物的耐热性也不同：乳酸苹果酸柠檬酸、乙酸；c糖，在一定范围内，糖浓度越高，杀死微生物孢子需要的时间越长；浓度相同，种类不同，微生物保护效果不同；蔗糖葡萄糖山梨醇果糖甘油保护效果提高，d盐、低浓度盐的增加，微生物的耐热性增加。盐浓度为1.0%2.5%时，孢子的耐热性最强。盐超过4.0%的话，随着浓度的增加，微生物的耐热性会减弱。e润滑脂，油对孢子有一定的保护作用；原因是因为脂肪的存在，传热速度下降，水分渗透困难，微生物难以死亡，耐热性强。g植物杀菌，f蛋白，蛋白质的存在增加了微生物的耐热性。植物杀菌物质的存在削弱了微生物的耐热性。3.2微生物耐热性表现，3.2.1热致死率曲线和d值，微生物细胞或孢子制成悬浮液后在一定温度下加热，每隔一定时间取样残留细胞或孢子的数量。如果在一定温度下将加热时间绘制在水平坐标上，在单位值内微生物细胞或孢子的数量绘制在垂直坐标上，结果曲线就是热致死率曲线。(0，a)，B(，B)，结果显示加热致死率曲线是直线。特定食品的初始生菌数a，杀菌结束时残留的生菌数b，线的斜率为m，加热时间为=1/m (LGA-lgb)，d值(Decimalreductiontime)在特定环境和特定热致命温度条件下特定细菌组的原始生，小时(LGA-lgb)=1点d=1/m =d (LGA-lgb)或d=/(LGA-lgb)，:热处理时间(分钟)相反，d值越小，减少90%微生物数量所需的时间越短，微生物的耐热性越弱。C.D值与微生物中原始细菌的数量无关。，d值的影响因素：a .微生物种类和菌种；b .温度；不同微生物的耐热强弱可以在相同的温度下与d值大小相比，在不同的温度下，d值不能直接反映微生物的耐热强弱。是。已知细菌的初始生菌数为1104，在110 处理3min后剩下的生菌数为110，求出其d值。解决方案：D10 c=/(LGA-lgb)=3/LG(1104)-LG(110)=3/4-1=1.0，3.2.2热致死时间曲线，热致死时间与微生物种类有关，与加热致死温度有关。将微生物细胞或孢子的一定浓度制成悬浮液，在不同温度下加热，并分别测定微生物细胞或孢子全部死亡所需的最低加热时间热致死时间。如果在坐标(对数坐标)、加热温度横坐标和半对数坐标上绘制热致命时间，则生成的曲线是热致命时间曲线。结果表明，加热致死时间曲线为直线。(lg-LG )/-(1/Z) LG -LG =1时z=t-t，C，d，(T，lg)，(T，LG)z值可以反映微生物的耐热强弱，z值越大，加热温度变化对微生物致死率的影响越小。相反，z值越小，加热温度的变化对微生物致死率的影响就越大。z值与微生物种类、菌株有关。在低酸性罐头食品中，在121 杀菌，取物体细菌的z=10 。用80 90或沸水杀菌的酸性罐头食品，物体细菌的Z=8。在标准加热温度121 下设置的热致命时间以f表示，自下而上=f，t=121lg/f=(121-t)/z，3.2.3 f值，f值：在一定温度下一定浓度的f值可以反映微生物的耐热性强，f值越大，杀死细菌或孢子一定浓度所需的热致死时间越长，微生物的耐热性越强。相反，f值越小，杀死一定浓度的细菌或孢子所需的热致死率越短，微生物的耐热性也越弱。f与温度和微生物种类相关，用FzT表示，在标准温度下，特定微生物的热致死时间用f表示。3.2.4热指数减少时间(TRTn)，在特定热致死温度下将细菌或孢子的数量减少到一定水平所需的加热处理时间，根据TRTn，n称为减少指数。trtn=d (lg10n-lg100)=ndrtn是d的扩展倍数，是热致死率曲线经过多个对数周期所需的热处理时间。和d一样，TRTn不受原始细菌含量的影响，但受微生物种类、菌株、加热温度等因素的影响。在半对数坐标系中，d值为纵坐标，加热温度为横坐标的测量结果是一条直线，称为伪热致死时间曲线。两点(T1，lgD1)，(T2，lgD2)，LG D2-LG D1=(T1-T2)/zlg(D2/D1)=(T1-T2根据3.2.5D和f的关系，根据TRTn概念，=d (LGA-lgb)的 n=trtn=d (LGA-lgb)=nd，热致死时间曲线方程LG /f=(121)要将孢子数从107减少到105，请在115 时获得所需的加热时间。 d=LGA-lgb，121=d(LGA-lgb)=0.26(7-5)=0.52(min)115=0.5210(121)d15=d 1210(t1-T2)/z=0.2610(121-115)/10=1.0min， 115=nd 115=2.0 min，3.3高温是酶酶停用速度增加的话，临界温度范围内的Q10100远远大于酶活性增加的Q10。温度达到一定的温度值时，酶的停用速度超过催化速度，这是酶作用的最佳温度。与微生物一样，可以创建酶的热失活速度曲线、时间曲线，以d值、z值和f值表示酶的耐热性。过氧化物酶的z值大于细菌孢子的z值，表明温度对酶活性的升高比细菌孢子的损伤轻，或者杀死细菌孢子的效果比钝化酶效果高。酶的耐热性与酶的种类、来源、相应的环境条件、热处理温度等有关。4.1罐的传热方式，传导传热由热对流热耦合传热(第一对流或传导后对流)的其他传热方式(诱导对流)，4罐的传热，传导类型，分子间相互碰撞引起的传热，导致热量从高能量分子(高温)依次传递到相邻的低能量分子(低温)，罐头加热时，热量从罐内壁传递到罐头形状的中心；冷却时，热量从罐头几何的中心传递到水箱内壁，水箱内各点的温度随加热和冷却时间的变化而变化。坦克中最慢的传热点，即温度最低点，称为冷点。传导罐的冷却点位于罐的几何中心。固体或高粘度罐头食品的传热方法通常是导电的。导热传热罐头食品的传热速度慢。对流类型，依赖流体流动进行传热的方式，即流体各部分相对位移的热交换称为对流传热。加热时接触罐壁的液体食品加热后迅速膨胀，密度降低和浮动，内部温度低的食品由于密度高的水槽，食物在罐内循环，发生热交换。对流传热型食品在加热或冷却过程中，罐内传热速度快，各点温度相对接近，温差小，加热或冷却过程所需时间短。对流换热罐头食品加热时，冷却点距罐中心12.719.4mm。果汁，汤等低粘度液体罐头食品的传热方式一般是对流型。对流换热罐头食品的传热速度快。对流-传导类型：两种传热方法同时存在。例如一些大水果罐头(糖、桃子、罐头等)加热传热这一类，液体部分对流传热，固体部分传导传热。对流导热复合罐的传热速度，冷却点位置在对流和传导罐之间。4.2罐头食品的传热曲线，坐标为罐头中心温度对，横坐标为随加热时间变化的曲线，有简单加热曲线和转折加热曲线的划分。4.2.1简单加热曲线罐中心温度和加热时间之间的关系是半对数坐标图纸上称为简单加热曲线的直线。罐头中心温度/c、加热杀菌温度/c、加热时间/分钟、简单加热曲线、fh1、fh、直线的斜率越大，陡峭的直线表示传热速度越快；直线斜率越小，直线越平坦，传热速度越慢。纯对流和纯导热传热罐头食品的传热曲线属于这种类型。通常对流换热罐头食品的传热曲线斜率值大于导热传热罐头食品的传热曲线斜率。4.2.2折弯加热曲线(折弯半对数加热曲线)、罐头中心温度和加热时间之间的关系由半对数坐标图纸上斜度不同的两条线组成，这两条线有一个转折点，称为折弯加热曲线。两条直线的斜率不同，表示加热过程中食品的传热方式和传热速度发生了变化。对流热电偶罐头食品的传热曲线是这种类型。罐头中心温度/c，加热时间/分钟，转折点加热曲线，fh2，fh1，4.3影响罐头食品传热的因素，食品的物理特性：罐量，罐顶间隙，固液比等；容器材料和特性；罐头食品的初始温度；罐头大小，消毒锅内位置，排列，杀菌釜形式，食物种类不同的比热，导热系数，比重，粘度不同的传热速度；食物形态不同，传热速度差异显著，流体食物，对流传热，快速加热，罐温度差异小，杀菌效果好；半流体食品，主要传热，加热速度慢，罐温差大，杀菌效果好；固体食物，完全传热，加热慢，杀菌效果不好；流体和固体混合食品、对流传热、容器材料和特性对传热的影响：a .容器的特性和壁厚，容器传热的热阻R=/，R，传热速度；对流传热罐头食品传热速度的影响较大，传热罐头食品传热速度的影响较小r铁r玻璃，b .容器的大小和大小： =a (8.3 HD D2)，a. d不变时，h增加，v增加，增加。B. h不变时，d增加，v增加，增加。c .如果需要v，则H/D=0.25时，最小，传热速度最快。初始温度对罐头加热的影响很小，对纯对流传热的食物加热时间影响很小；对纯传热或对流传热耦合传热的食品加热时间有很大影响。对于静止杀菌锅，罐离蒸汽喷嘴越近，传热速度越快，罐头离蒸汽喷嘴越远，传热速度越慢，杀菌锅里的空气不干