食品的热处理和杀菌技术

第1页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六热加工处理方法

保藏处理：

1、杀菌

2、商业杀菌法

3、巴氏杀菌法

4、热烫转化处理：

1、蒸煮

2、烘烤

3、油炸第2页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六第一节热加工的原理目的：热杀菌处理的最高境界是既达到杀菌及钝化酶活性的要求，又尽可能使食品的质量因素少发生变化。第3页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

多数细菌、酵母菌、霉菌、病毒：50-60℃，100min内可致死。嗜热微生物：能在45℃的温度环境中进行代谢活动的微生物。兼性嗜热微生物：既能在一般温度下又能在高温中环境中生长。一、高温对微生物的影响第4页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六1、微生物的耐热性

不同微生物因细胞结构特点和细胞性质不同，其耐热性不同。通常产芽孢细菌比非芽孢细菌更耐热。

在高温环境下，高温直接对菌体蛋白质、核酸、酶系统产生直接破坏作用，使蛋白质变性凝固。第5页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六2、影响微生物耐热性的因素（1）水分活度（2）食品的脂肪含量（3）盐类（4）糖类第6页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六→第7页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（5）pH值（酸度）（6）蛋白质（7）初始活菌数第8页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六培养温度/℃100℃加热死亡时间/min21-233741111618培养温度对枯草芽孢杆菌芽孢耐热性的影响（9）培养温度（8）微生物的生理状态第9页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（10）热处理温度不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线11010010000204060热处理时间(分钟)活菌残存数90℃84℃80℃第10页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响温度/℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间/min温度/℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间/min温度/℃平酸菌芽孢全部死亡所需时间/min10012001157013031056001201913511101961257第11页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六注意1、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。2、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。第12页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六3、对热杀菌食品的pH值分类A、对热处理食品按pH值分类的方法

分为高酸性（≤3.7）、酸性（＞）、中酸性（＞）和低酸性（＞5.0）这四类，也有分为高酸性（＜4.0）、酸性（）和低酸性（＞4.6）这三类。B、从食品安全和人类健康的角度，分成酸性（≤4.6）和低酸性（＞4.6）两类

◆根据肉毒梭状芽孢杆菌的生长习性来决定◆“酸化食品”。

第13页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六4、微生物耐热性的测定和表示方法（1）D值（指数递降时间）：在一定的致死温度条件下，杀死90%微生物所需的加热时间。

热力致死速率曲线DDDDDD第14页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）TRT（热力指数递减时间）

如121℃温度杀菌时，TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后罐内芽孢数将降低到10－12。第15页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

瞬间加热和冷却条件下，单位时间为D时的细菌死亡速率单位时间为D时的加热时间（分钟）单位容积残存活菌数（个）0D1041D103

2D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4

第16页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

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实际个数，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，即1/10活，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。第17页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六例100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。解：TRTn＝nD＝3D＝3min即D110℃

或D110＝1min第18页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六例某罐头食品的对象菌D121＝4min，问在121℃杀菌99.9%时，需要多长时间？杀菌99.99%呢？如果要使对象菌减少为原来的0.001%，此时又需要多长的杀菌时间呢？解：杀死99.9%，t＝3D＝12min杀死99.99%，t＝4D＝16min减少为原来的0.001%时，t＝5D＝20min第19页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（3）热力致死时间（TDT）：热力温度保持恒定不变，将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。

热力致死时间曲线ZF值的定义就是在121℃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。F值越大，菌的耐热性就越强。第20页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

热力致死时间曲线ZZ值为热力致死时间按照1/10或10倍变化时所需要提高或降低的温度值(℃).Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。（4）Z值：如肉毒梭菌芽孢加热致死时间110℃为35min，100℃为350min，则Z是多少？解：Z＝10℃第21页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六■温度提高到80℃后，几乎所有的酶都会遭到不可逆转的破坏。■酶的耐热性因种类不同而有较大差异。■酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标。如磷酸酶活力。二、高温对酶活性的作用及酶的热敏性第22页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六三、热处理对食品品质的影响1、对植物性食品的影响热加工和产品贮存时的物理-化学变化决定了产品的质量一般在贮存时发生的质量变化相对于热加工来说比较小。热加工对食品品质的影响取决于热加工的时间和温度，以及食品的组成和性质以及其所处的环境。第23页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（1）质构在植物材料的热处理过程中有两种类型的质构破坏半透膜的破坏、细胞间结构的破坏并导致细胞分离其他变化包括蛋白质变性、淀粉糊化、蔬菜和水果软化三、热处理对食品品质的影响1、对植物性食品的影响第24页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）颜色产品的颜色取决于天然色素或外加色素的状态和稳定性以及加工和贮藏过程中的变色反应。在水果和蔬菜中叶绿素脱镁、胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从5，6环氧化变成5，8环氧化）花青素将降解成灰色的色素，花青素事实上对热相当稳定的色素，但它可以参加很多反应，使水果变色黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可与铁形成黑色。类胡萝卜素大多是脂溶性的，而且是不饱和化合物，通常容易氧化而导致变色和变味。除了色素的氧化、降解，Maillard反应也会导致加工和贮藏过程产品的变色。第25页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（3）风味通常加热不改变基本的风味如甜、酸、苦、咸风味变化的一个重要来源是脂肪氧化——特别是豆类、谷物Millard反应也会改变一些风味，加热过程也会使一些风味物质挥发或改变（4）营养素第26页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六2、对动物性食品的影响（1）颜色肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色，Maillard反应和Caramelization反应也会改变颜色腌制过程会改变颜色肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加色素校正第27页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）质构肌肉收缩和变硬变软（3）营养素氨基酸损失可能达到10-20%维生素主要是硫胺素损失50-70%，泛酸20-35%，但维生素损失的变动很大，取决于容器中的氧气、预处理方法（是否去皮、切片）或热烫第28页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六第二节热烫一、热烫的处理方式果蔬物料、95℃以上、时间较短、快速冷却。二、热烫的目的首要目标：钝化酶、稳定产品性质；其次是减少M。第29页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六二、影响热烫效果的因素包括：热烫时间热烫温度、介质及时冷却Ph值第30页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

何为食品罐藏？特点？两个要素：容器的密封性和商业无菌发展历史：

1806-1810年诞生了世界上第一批罐头食品

1810年发明了镀锡薄板罐

1849创办第一个罐头工厂

1847年发明高压杀菌锅我国的罐头工业创建于1906年第三节食品的罐藏第31页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六一、食品罐藏的基本工艺过程

基本工艺过程包括原料的预处理、装罐、排气、密封、杀菌与冷却等步骤。流程：洗罐装罐预封排气密封杀菌冷却检测包装第32页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六1、预处理清洗的方法：机械法——喷射蒸汽或热水清洗。人工操作（1）罐藏原料的预处理（2）罐藏容器的预处理第33页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（1）装罐工艺原则或要求：

a.迅速装罐，不要积压

b.同种罐内产品质量基本一致

c.定量装罐，要主要固形物与汤汁的比例

d.控制一定的顶隙度（食品表面与容器翻边相距4-8mm）

e.注意装罐温度，及时密封

f.罐口不能受污染2、装罐和预封第34页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）装罐的方法人工装罐——块状食品较多采用机械装罐——颗粒状、粉末状、流体及半流体（糜状）食品第35页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（3）预封预封是在食品装罐后进入加热排气之前，用封罐机初步将盖钩卷入到罐身翻边下，进行相互钩连的操作。但没有挤压紧密，气体可以排逸。预封目的：留有排气通道；防止表面层被蒸汽烫伤；避免冷凝水滴入罐内；保持顶隙处处于较高的温度，以便封罐；第36页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六3、罐头的排气（1）排气的目的a.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。

b.阻止需氧菌及霉菌的发育生长

c.控制或减轻罐藏食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀

d.避免或减轻食品色香味的变化

e.避免维生素和其他营养素遭到破坏

f.有助于避免将假胀罐误认为腐败变质性胀罐第37页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）罐内真空度的测定影响因素：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。

真空度—排气密封之后，罐外大气压与罐内残留气压差。可以用真空表直接测定。即真空度＝大气压－罐内残留压力，常用mmHg表示第38页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六①加热排气原理：通过蒸汽或热水对罐头进行加热，或将加热后的食品趁热装罐，利用空气、水蒸气和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排除。（3）排气方法

第39页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六热灌装法：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。排气箱加热排气法：在预定的排气温度中（用蒸汽或热水加热的排气箱，加热温度为90-100℃，时间为6-15min)加热使罐内中心温度达到70-90℃；第40页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六②真空封罐排气法

原理：利用真空泵将密封室内的空气抽出，形成一定的真空度，罐头在真空室内密封。在抽气的同时进行密封的排气方法。第41页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

③蒸汽喷射法蒸汽密封排气就是在封罐的同时向罐头顶隙内喷射具有一定压力的高压蒸汽，利用蒸汽驱赶，置换罐头顶隙内的空气，密封、杀菌、冷却后顶隙内的蒸汽凝结而形成一定的真空度。第42页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（1）金属罐的密封4、罐头的密封第43页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）玻璃罐的密封卷边式密封法、旋转式密封法、抓式密封法（3）蒸煮袋的密封一般采用热熔密封，依靠蒸煮袋内层的聚丙烯材料在加热时熔合成一体而达到密封的目的。第44页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（1）罐头食品杀菌工艺条件的确定罐头杀菌的工艺条件即杀菌规程（杀菌式）t1-t2-t3(P)Tt1-升温时间t2-恒温时间t3-降温时间T-杀菌温度

P-加热或冷却时的反压5、罐头的杀菌和冷却第45页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六午餐肉：10min—60min—10min/121℃，反压力0.12MPa。蘑菇罐头：10min—30min—10min/121℃桔子罐头：5min—15min—5min/100℃第46页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）罐头食品常用的杀菌方法常压杀菌----杀菌温度低于100度高压杀菌----杀菌温度高于100度高压沸水杀菌、高压蒸汽杀菌、高压水杀菌其他杀菌方法----超高压杀菌、微波杀菌第47页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（3）罐头食品杀菌时间及F值的计算①实际杀菌F值:指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。例：某罐头110℃杀菌10min，115℃杀菌20min，121℃杀菌30min。工人实际杀菌操作时间等于60min，实际杀菌F值并不等于60min。第48页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六②安全杀菌F值:在某一恒定温度（121℃）下杀灭一定数量的微生物或者芽孢所需的加热时间。它被作为判别某一杀菌条件合理性的标准值，也称标准F值，用F安表示。例如：某罐头F安=30min，表示罐头要求在121℃杀菌30min。如何计算？F安=D（lga-lgb）a单位体积原始活菌数/每罐对象菌数。b残存活菌数/罐头的允许腐败率。第49页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六③实际杀菌条件下F值的计算求和法：根据罐头的中心温度计算F实，把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，然后相加起来。F实=t1×L1+t2×L2+t3×L3+t4×L4+……第50页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六例：某罐头110℃杀菌10min，115℃杀菌20min，121℃杀菌30min。工人实际杀菌操作时间等于60min，实际杀菌F值并不等于60min。F实=10×L1+20×L2+30×L3=10×0.079+20×0.251+30×1=38.32min第51页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六例：甲厂生产425克蘑菇罐头，分别进行杀菌试验，并测得罐头中心温度的变化数据如下表，试问所拟杀菌条件是否合理？第52页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六F实1=3（0+0+0.023+0.631+0.794+1+…）=25.5minF实2=3（0+0+0.02+0.56+0.794+1+…）

=28.1min查阅资料：蘑菇罐头F安=24.92min第53页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六①罐头食品的热传递方式有传导、对流、导热对流结合等。（4）罐头食品的传热第54页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

②影响罐头食品传热的因素

a.罐头容器材料的物理性状（厚度、尺寸、导热系数等）

b.罐头食品的物理特性（浓度、密度、黏度、颗粒大小）

c.罐头食品的初温

d.杀菌锅的形式和罐头在杀菌锅的位置第55页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六

杀菌后的罐头应及时冷却，以免造成产品色泽和风味的变劣、组织软烂。玻璃罐常采用分段冷却法，即80-60-40度三段。按冷却位置分：锅内冷却、锅外冷却按冷却介质分：水池冷却和空气冷却

高压杀菌常使用反压冷却法。罐头冷却的最终温度一般控制在38-40度。（5）罐头食品的冷却第56页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六检验方法：外观检验、保温检验、敲音检验、真空度检验、开罐检验（重量感官指标、理化指标、微生物指标）6、罐头的检查第57页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六1、罐头食品的变质（1）胀罐罐内压力过高，使罐头出现外凸状的现象，也称为胖听。物理性胀罐化学性胀罐细菌性胀罐二、罐藏食品的变质第58页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（2）平酸酸败

在低酸性、酸性食品中，某些耐热、耐酸细菌（平酸菌）生长繁殖，使食品酸度下降，从而造成食品败坏。（3）黑变

含硫蛋白质含量较高的食品，在高温杀菌过程中产生挥发性硫或由于微生物的生长繁殖使食品的含硫蛋白质分解产生H2S气体，与罐内壁铁质反应，生成黑色硫化物，沉积在罐内壁上或食品的表面，以致食品发黑并呈臭味——黑变（硫臭腐败、硫化物污染）。

主要与杀菌条件控制不良有关。第59页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六（4）发霉罐头内食品表面出现霉菌生长的现象。由于某些产毒菌的作用，容易引起食物中毒。一般不常见，当罐头容器裂漏或罐内真空度过低才会在低水分或高浓度糖分的食品中出现。第60页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六2、罐头容器的腐蚀（1）均匀腐蚀（2）局部腐蚀（3）集中腐蚀（4）异常脱锡腐蚀（5）其他腐蚀第61页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六一、软罐头的定义

用高压杀菌锅经100℃以上的湿热加热，达到商业无菌，以塑料薄膜与铝箔复合的薄膜经加热制成密封容器所包装的食品。软罐头第62页，共68页，2022年，5月20日，16点12分，星期六三、软罐头的生产工艺流程制袋