罐头食品的杀菌

5罐头食品的杀菌5.1罐头食品的杀菌目的

A.完成杀菌任务即杀死微生物；

B.钝化酶的活性；

C.尽可能保持食品原有品质；

D.煮熟某些食品，增加肉品的风味。1精品PPT|借鉴参考第一页，共九十二页。

凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为腐败菌。

事实表明，罐头食品的种类不同，罐头内出现的腐败菌种类不同。

各种腐败菌的生活习性不同，故应该有不同的杀菌工艺要求。2精品PPT|借鉴参考第二页，共九十二页。商业杀菌法(commercialsterilzation)：指罐头食品经过杀菌处理后，将病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。

接受过商业灭菌处理的产品，处于“商业无菌”状态。3精品PPT|借鉴参考第三页，共九十二页。

酸性罐头食品：pH＜4.6

低酸性罐头食品：pH＞4.65.2罐头食品的分类

高酸性罐头食品：pH＜3.7

酸性罐头食品：pH＜4.6

中酸性罐头食品：pH＜5.0

低酸性罐头食品：pH＞5.04精品PPT|借鉴参考第四页，共九十二页。

各种常见罐头食品的pH值5精品PPT|借鉴参考第五页，共九十二页。

罐头食品按照酸度的分类6精品PPT|借鉴参考第六页，共九十二页。

低酸性罐头食品加酸后，若最后平衡时pH＜4.6，则转化为酸性罐头食品，杀菌强度可相应降低，但是酸的添加以不影响成品的风味为前提。

对于大多数水果罐头和部分蔬菜罐头，pH＜4.6，属于酸性罐头食品；对肉类罐头、禽类罐头、水产类罐头和大部分蔬菜罐头，pH＞4.6，属于低酸性罐头食品。7精品PPT|借鉴参考第七页，共九十二页。酸性罐头食品：杀菌对象菌是普通细菌，杀菌温度为100℃以下（常压杀菌）。低酸性罐头食品：杀菌对象菌是肉毒梭状芽孢杆菌或P.A.3679（生芽孢梭状芽孢杆菌），杀菌温度为100℃以上（加压杀菌）。杀菌对象菌的选择8精品PPT|借鉴参考第八页，共九十二页。A.肉毒梭状芽孢杆菌在自然界中分布广泛，罐头食品加工的原料受到污染的机会大；B.肉毒梭状芽孢杆菌厌氧不耐酸，在pH＞4.6的罐藏环境中能够进行生长，在pH＜4.6的环境中不能生长；C.肉毒梭状芽孢杆菌生长时会产生致命的外毒素；D.肉毒梭状芽孢杆菌的耐热性很强。杀菌对象菌选择的原因：9精品PPT|借鉴参考第九页，共九十二页。

肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种类型，食品中常见的有A、B、E三种，其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型强。

在低酸性食品中还存在有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如P.A.3679生芽孢梭状芽孢杆菌的菌株，它并不产生毒素，常被选为低酸性罐头食品杀菌的对象菌。这样确定的杀菌工艺条件显然将进一步提高罐头杀菌的可靠性。10精品PPT|借鉴参考第十页，共九十二页。

在低酸性食品中尚有抗热性更强的平酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌存在，它需要更高的杀菌工艺条件才会完全遭到破坏。

中酸性罐头食品的杀菌强度要求与低酸性罐头食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。11精品PPT|借鉴参考第十一页，共九十二页。5.3罐头食品安全杀菌值的计算

a——罐头杀菌前对象菌的数量；

b——罐头的允许腐败率（按原轻工部对各类成品罐头合格率的要求而定）。

F安=D（lga—lgb）

与τ=D（lga—lgb）相似。12精品PPT|借鉴参考第十二页，共九十二页。5.4罐头在实际杀菌条件下F值的计算τ——罐头中心温度tm下的加热致死时间；

Lm——罐头中心温度tm下微生物的致死率，表示各个温度下的杀菌效率换算系数，即罐头在温度tm下的杀菌效率值相当于在标准杀菌温度121℃下的杀菌效率值的倍数。由lgτ/F=（t0—tm）/Z得F=τ10（tm—t0）/Z

设Lm=L=10（tm—t0）/Z

，则F=τLm13精品PPT|借鉴参考第十三页，共九十二页。

tm=121℃，则Lm=1；当tm＜121℃，则Lm＜1；

tm＞121℃，则Lm＞1。

对于低酸性罐头食品，杀菌对象菌为肉毒杆菌或P.A.3679，Z=10℃，t0＝121℃，则

Lm=L=10[（tm—121）/10]或lgLm=（tm—121）/1014精品PPT|借鉴参考第十四页，共九十二页。

在一个很小的时间间隔内，罐头的中心温度可以看成是恒定的，对应的微小杀菌值为dF=d（τLm）=LmdτF=∫τOLmdτ=Δτ（Lm1+Lm2+…+Lm

n）

=Δτ∑Lm

n，n=1，2，3，…

F＞F安，说明杀菌过度；若F＝F安，说明杀菌合适

F＜F安，说明杀菌不足。15精品PPT|借鉴参考第十五页，共九十二页。例：已知嗜热脂肪芽孢杆菌的D121℃＝4.0（min），现生产一批425g蘑菇罐头，在杀菌前罐头内容物含有的嗜热脂肪芽孢杆菌不超过2个/g，要求经121℃杀菌后，允许的腐败率为万分之五以下。试计算在121℃杀菌时所需的安全F值和实际F值。（杀菌规程为

10’—23’—10’/121.1℃，罐头的传热数据如表）16精品PPT|借鉴参考第十六页，共九十二页。解：已知：D121℃＝4.0(min)a＝425×2＝850（个/罐）b＝5/10000＝5×10-4根据式F安＝D121℃（lga–lgb）＝4×（lg850-lg5×10-4）＝4×（2.9294－0.699＋4）＝24.92(min)17精品PPT|借鉴参考第十七页，共九十二页。实际杀菌的F值计算

根据罐头的杀菌公式10′－23′－10′121℃时间(min)03691215罐内中心温度(℃)47.984.5104.7119120121致死率L000.0230.63090.7841.018精品PPT|借鉴参考第十八页，共九十二页。时间(min)1821

2427303336394245罐内中心温度(℃)121121.2121120120.51211151089945致死率Lm1.01.0491.00.79430.8911.00.25120.05010.0063019精品PPT|借鉴参考第十九页，共九十二页。F=25.5min>F安=24.92min该杀菌公式合理

F＝Δτ∑Lm

n

＝Δτ〔Lm1

＋Lm2

＋Lm2＋……＋Lmn〕＝3×（0+0+0.023+0.6309+0.7843+1+1+1.049+1+0.7943+0.891+1+0.2512+0.0501+0.0063+0)

＝3×8.4904=25.5(min)20精品PPT|借鉴参考第二十页，共九十二页。5.5罐头杀菌时间及F值的计算确定杀菌F值的一般步骤：A、确定常引起该罐头食品变质的微生物种类；B、确定微生物的耐热性(Z值、D值)；C、根据式F＝D（lga–lgb）计算出安全F值；D、测定罐头在实际杀菌过程中的罐头中心温度，再根据中心温度计算出实际杀菌F值，并与安全F值进行比较，判断实际杀菌工艺条件的合理性，从而罐头的确定杀菌时间。21精品PPT|借鉴参考第二十一页，共九十二页。5.5.1比奇洛（Bigelow）基本推算法

该法的关键是先找出罐头食品的传热曲线与各温度下微生物热力致死时间的关系。部分杀菌量（部分杀菌效率值）：若罐头食品内的杀菌对象菌在某温度下的热力致死时间为τ分钟，对象菌在该温度下实际经历的时间为t分钟，则在该温度下完成的杀菌效率值为t/τ，称为部分杀菌量，以Ai表示，则22精品PPT|借鉴参考第二十二页，共九十二页。总杀菌量（总杀菌效率值）：

A=A1+A2+…+An=∑AiA＞1，杀菌强度太大，浪费能源，降低食品品质和设备利用率；A＝1，杀菌强度刚好合适；A＜1，杀菌强度不足。由A＝1合理的杀菌时间23精品PPT|借鉴参考第二十三页，共九十二页。图解法：

确定罐头的杀菌对象菌；测定罐头的中心温度传热曲线由热力致死时间曲线查定各致死时间，计算致死率(1/τ)；以致死率为纵坐标、加热时间为横坐标作致死率曲线图；图3-18A＝1加热时间即为所求，图3-19。

24精品PPT|借鉴参考第二十四页，共九十二页。25精品PPT|借鉴参考第二十五页，共九十二页。近似计算法：

根据加热时间间隔，把致死率曲线相应地分成若干个区间，每个区间包含的面积就是该区间的杀菌率值，将各区间的面积相加得到总杀菌率值。Ai，n=[(Li，n+Li，n+1)/2]△τi，nA=∑Ai，n，n=1，2，…，n26精品PPT|借鉴参考第二十六页，共九十二页。5.5.2鲍尔公式推算法根据半对数传热曲线，某一杀菌温度时杀菌加热时间

B=fhlg（IJ/g）27精品PPT|借鉴参考第二十七页，共九十二页。5.6罐头食品杀菌的工艺条件

如200mL玻璃瓶装橙汁饮料的杀菌条件是100℃、20min。

425g装马口铁罐糖水菠萝罐头的杀菌条件是100℃、30min。

对于常压杀菌，杀菌的工艺条件通常用温度、时间表示。28精品PPT|借鉴参考第二十八页，共九十二页。

对于加压杀菌，杀菌工艺条件包括温度、时间、反压等，可用杀菌规程（公式）表示：

τ1—τ2—τ3

tPτ1——升温时间（min）τ2——杀菌时间（min）τ3——冷却时间（降温时间，min）

t——杀菌温度（℃）

P——反压冷却的反压力（kPa）29精品PPT|借鉴参考第二十九页，共九十二页。?反压力的确定；

P—P锅＜△P允，无需反压冷却

P—P锅≥△P允，要进行反压冷却

P——杀菌结束开始冷却时的罐内压力

同一F实值，可以有不同的温度时间组合，一般有超高温瞬时、高温短时或低温长时的杀菌工艺条件。到底选用什么样的温度时间组合30精品PPT|借鉴参考第三十页，共九十二页。如牛奶加工技术发展的三个阶段

第一阶段：低温长时间杀菌，即牛乳在65℃保持10-15min；第二阶段：高温短时间杀菌(巴氏灭菌)，将生奶加热到75℃至80℃保持15-20S，达到杀死致病微生物，但是并不能完全杀菌，仍然要保留部分菌群，它的缺点是只能低温保存，保存时间只有10d左右。

第三阶段：超高温瞬时杀菌(UHT)：将牛奶加热至137℃，仅保持4S便迅速降至常温，然后在无菌条件下，用六层纸铝塑复合无菌材料灌装、封盒而成，可以长时间保存。31精品PPT|借鉴参考第三十一页，共九十二页。杀菌工艺条件的确定：1.温度升高，微生物的死亡速率大大加快，需要的加热时间相应大大缩短；2.温度升高，酶的活性钝化速率大大加快，需要的加热时间短；32精品PPT|借鉴参考第三十二页，共九十二页。4.温度升高，微生物死亡速度的增加远大于化学反应速度的增加；5.高温短时的杀菌工艺有利于微生物的死亡和提高食品品质，应优先选用。（Q10微生物约为10，化学反应＝2～4。）3.温度升高，各种化学反应速度加快，食品品质快速下降；金属罐内壁的腐蚀速度加快；33精品PPT|借鉴参考第三十三页，共九十二页。

超高温瞬时的杀菌工艺主要用于流动性好的食品装罐前的杀菌；超高温瞬时杀菌的工艺条件控制要求严格，稍有偏差就会对食品的品质或杀菌效果产生严重影响；选用超高温瞬时杀菌工艺要注意钝化酶的活性，并与无菌灌装配合使用才能取得明显的效果；应用：牛奶、果汁、饮料、豆浆、酒类等流动性好的食品的杀菌。34精品PPT|借鉴参考第三十四页，共九十二页。35精品PPT|借鉴参考第三十五页，共九十二页。36精品PPT|借鉴参考第三十六页，共九十二页。37精品PPT|借鉴参考第三十七页，共九十二页。

板式超高温瞬时杀菌机38精品PPT|借鉴参考第三十八页，共九十二页。

高温短时杀菌必须保证罐内食品流动性良好，包装容器最好是传热性能好的金属罐或蒸煮袋；

导热传热型罐头食品、玻璃容器包装的罐头食品不适宜采用高温短时杀菌工艺。39精品PPT|借鉴参考第三十九页，共九十二页。5.7罐头食品常用的杀菌方法5.7.1常压杀菌杀菌温度≤100℃，用于酸性罐头食品的杀菌，有间歇式和连续式之分。40精品PPT|借鉴参考第四十页，共九十二页。

对于间歇式，先在杀菌容器内注水，保证罐头在杀菌过程中始终全部浸没，通蒸气入水中待水沸腾后加入罐头铁笼，当水温再次达到预定温度开始计时，按照要求控制罐头的杀菌时间，杀菌结束，将罐头进行冷却，操作时需要注意：41精品PPT|借鉴参考第四十一页，共九十二页。①罐头要先预热至70℃左右再入杀菌锅杀菌，以免罐头进入杀菌锅时水温降低过多，升温时间延长；③杀菌时罐头应始终保持在水面下10~15cm，温度稳定，保证所有罐头受热均匀；②对于玻璃罐头，若入水时温差超过60℃会发生破裂；42精品PPT|借鉴参考第四十二页，共九十二页。④杀菌结束后可根据需要在锅内或锅外的水槽冷却，玻璃瓶罐头要分段冷却。⑤杀菌温度低于100℃，只适用于酸性罐头食品的杀菌。43精品PPT|借鉴参考第四十三页，共九十二页。44精品PPT|借鉴参考第四十四页，共九十二页。夹层锅45精品PPT|借鉴参考第四十五页，共九十二页。

立式杀菌锅46精品PPT|借鉴参考第四十六页，共九十二页。47精品PPT|借鉴参考第四十七页，共九十二页。水果罐头杀菌系统48精品PPT|借鉴参考第四十八页，共九十二页。喷淋杀菌机（温瓶机）49精品PPT|借鉴参考第四十九页，共九十二页。喷淋杀菌机

50精品PPT|借鉴参考第五十页，共九十二页。5.7.2金属罐头的静止加压杀菌A.杀菌操作罐头→装笼→入锅→密封→打开排气阀、泄气阀→通蒸汽→空气的排除→升温→杀菌→关蒸汽阀门→通压缩空气和冷却水→冷却至40℃→打开锅盖→取出罐头→擦干（减压→打开锅盖→取出罐头→冷却→擦干）51精品PPT|借鉴参考第五十一页，共九十二页。52精品PPT|借鉴参考第五十二页，共九十二页。53精品PPT|借鉴参考第五十三页，共九十二页。54精品PPT|借鉴参考第五十四页，共九十二页。升温阶段：将杀菌锅温度在预定时间内提高到杀菌公式规定温度，同时将杀菌锅内的空气充分排出，以保证恒温杀菌时锅内蒸汽压与温度一致。恒温阶段：在规定时间内保持杀菌锅温度稳定不变。虽然杀菌锅经过升温阶段已达到杀菌温度，但罐头内的温度还在继续上升。55精品PPT|借鉴参考第五十五页，共九十二页。C.罐头初温：要求罐头的实际初温应高于或等于原来预定的初温，对导热传热型罐头的升温影响大。B.蒸汽、冷却水、空气的供应要充足降温（冷却）阶段：原则上冷却速度越快越好，但必须防止罐头因压力急剧变化而爆裂或变形。内压较高的罐头冷却时需加压（反压）或减慢杀菌锅的放气速度。56精品PPT|借鉴参考第五十六页，共九十二页。D.空气的排除

足够的排气时间和充足的蒸汽供应量是将杀菌锅内的空气排除干净的必要条件。空气彻底排除干净的标志：

排气阀出口处的气体呈灰白色；杀菌锅的表压与温度计的读数一致。E.降压（消压）57精品PPT|借鉴参考第五十七页，共九十二页。F.冷却

①普通冷却

②空气反压冷却：实际应用广泛

③蒸汽反压冷却冷却终温：40~50℃G.冷却水的卫生冷却水要符合饮用水卫生标准；水中的微生物数量须≤10个活菌/毫升；最终水中残余氯≤1ppm。58精品PPT|借鉴参考第五十八页，共九十二页。5.7.3玻璃罐头的静止加压杀菌要求杀菌过程中杀菌锅内的压力始终大于或等于罐头内的压力。

A.高压水煮杀菌；

B.空气加压的蒸汽杀菌法。5.6.4软罐头的静止高压杀菌为防止软罐头破袋，在杀菌和冷却时要用空气进行加压，与玻璃罐头一样，可以采用高压水煮杀菌或空气加压的蒸汽杀菌法。59精品PPT|借鉴参考第五十九页，共九十二页。不锈钢气垫密封卧式杀菌锅

可采用蒸汽式、热水循环式、热水杀菌式。60精品PPT|借鉴参考第六十页，共九十二页。12000自动回转杀菌锅61精品PPT|借鉴参考第六十一页，共九十二页。双锅并联杀菌釜62精品PPT|借鉴参考第六十二页，共九十二页。碳钢双层热水杀菌釜

具备蒸汽杀菌、热水静止浸泡式杀菌、热水循环式杀菌、热水喷淋式杀菌四种工艺杀菌方法。63精品PPT|借鉴参考第六十三页，共九十二页。电脑全自动智能程控杀菌锅64精品PPT|借鉴参考第六十四页，共九十二页。GT7杀菌自动控制系统65精品PPT|借鉴参考第六十五页，共九十二页。5.8杀菌技术进展杀菌技术－－热杀菌、非热杀菌热杀菌技术应用已久，非热杀菌技术在近年发展较快。非热杀菌的特点：在降低微生物危害的同时，可最大限度地保持食品的营养成分和新鲜食品所具有的独特风味。66精品PPT|借鉴参考第六十六页，共九十二页。5.8.1超高压杀菌在高压下，将水强制浸透入微生物体内后，瞬间解除周围压力时，浸入细胞内水分的绝热膨胀增大，把微生物的细胞膜从内侧向外侧压出。当绝热膨胀力超过细胞膜的承受能力时，细胞膜被破坏，造成微生物死亡。5.7.2强光脉冲杀菌使以稀有气体为发光成分的闪光放电灯在瞬间发光，用由此产生的脉冲光照射微生物，从而达到杀菌的目的。由于脉冲光具有广域的光谱和很强的能量，因而微生物的致死率很高。67精品PPT|借鉴参考第六十七页，共九十二页。5.8.3超临界CO2杀菌原理当温度为31.2℃，压力为73.7Mpa时，CO2变为既不是液体，又不是气体的高压流体。其特征之一是温度和压力的微小变化，可使密度发生很大的变化。通过超临界CO2的急剧膨胀，破坏微生物的细胞，达到杀菌目的。68精品PPT|借鉴参考第六十八页，共九十二页。5.9新含气调理食品加工技术

新含气调理食品加工保鲜技术是一种适合于加工各类新鲜方便食品或半成品的新技术，可弥补常规罐头食品加工方法的不足。加工特点：原料经减菌化处理、充氮包装、温和杀菌（多阶段升温）69精品PPT|借鉴参考第六十九页，共九十二页。

产品特点：能较好保存食品原有色泽、风味、口感、形态和营养成分；不使用防腐剂；能在常温下贮运，货价期6－12个月。70精品PPT|借鉴参考第七十页，共九十二页。加工工艺过程①原料预处理（清洗、烫漂、切分等）②调味、烹饪（蒸、煮、炸、烤、煎等），同时进行减菌化处理，原料的活菌数可由105-106降至10-102个。③气体置换包装将处理后原料及调味汁装入具高阻隔性的包装袋（盒），以氮气进行气体置换后密封。71精品PPT|借鉴参考第七十一页，共九十二页。④调理灭菌

调理灭菌锅采用波浪状热水喷淋、加热均一、多阶段升温、二阶段急速冷却的温和灭菌方式。多阶段升温可缩短食品表面与中心之间的温度差。第一阶段：预热阶段；第二阶段：调理入味阶段；第三阶段：灭菌阶段，采用双峰系统法。特点：食品内部温度上升快，加热温度和时间限定在最低限度，从而可最大限度保留食品的色、香味，食品的物性变化最小。72精品PPT|借鉴参考第七十二页，共九十二页。73精品PPT|借鉴参考第七十三页，共九十二页。6罐头食品的检验与变质74精品PPT|借鉴参考第七十四页，共九十二页。6.1.1保温检查肉类、水产类罐头：37±2℃，5~7天；糖水水果、盐水蔬菜、果汁等罐头：20~25℃，7天；高于25℃，5天；含糖高于50%的浓缩果汁、果酱、糖浆水果罐头、干制水果罐头，可以不进行保温检查。6.1罐头的检验75精品PPT|借鉴参考第七十五页，共九十二页。6.1.2敲音检查将经过保温的罐头排列成行，用敲音棒敲打罐头底盖，发音清脆者为正常罐头，发音混浊者为膨胀罐头。6.1.3真空度检查

有破坏性检查和非破坏性检查。6.1.4外观检查检查二重卷边的质量、罐身缝质量及容器的外形等。76精品PPT|借鉴参考第七十六页，共九十二页。77精品PPT|借鉴参考第七十七页，共九十二页。6.1.5开罐检查

A.感官检验

①组织形态检验；②色泽检验；③香味、滋味的检验：

B.重量检验：包括净重和固体重。肉类、鱼类罐头：固体重=肉（鱼）重+油重；水果罐头：固体重=果块沥干重；蔬菜罐头：固体重=蔬菜重—小配料重。78精品PPT|借鉴参考第七十八页，共九十二页。C.罐内壁检验

D.化学检验：一些食品营养成分的检验。

E.微生物检验通过接种培养检查平酸菌、致病菌等是否存在，判断杀菌是否达到商业无菌的要求。79精品PPT|借鉴参考第七十九页，共九十二页。6.2罐藏食品的变质罐头食品常见的腐败变质现象:

胀罐、平盖酸败、黑变、长霉6.2.1胀罐根据胀罐程度，可分为隐胀、轻胀、硬胀。根据胀罐原因，分为物理性、化学性和细菌性胀罐；80精品PPT|借鉴参考第八十页，共九十二页。②化学性胀罐酸性食品与罐内壁发生电化学反应，使罐内壁被腐蚀，同时产生氢气聚积在罐内，一般要在罐头贮藏了一定时间才能发现。①物理性胀罐装罐量过多、顶隙太小、排气不足、杀菌后冷却速度过快等造成，一般在杀菌冷却后即可发现。81精品PPT|借鉴参考第八十一页，共九十二页。原因：A、杀菌不足

如好气及厌气性芽孢菌（耐热性较强）、嗜热菌等在罐头内残留。细菌的种类较单纯，主要是一些耐热性强的细菌。③细菌性胀罐（微生物性胀罐）由产气细菌的生长繁殖引起，在罐头贮藏期间出现，同时伴随着食品的变质，经保温检查也能发现。82精品PPT|借鉴参考第八十二页，共九十二页。腐败菌进入罐头的途径：一般在罐头杀菌结束冷却时与冷却水一起进入。解决办法：对封口质量严格要求；加强冷却水的卫生管理；B、罐头密封不完全或罐泄漏所引起的腐败变质几乎都是胀罐；开罐检查时表现为腐败菌的菌种杂、耐热性较低、以非芽孢菌为主。

83精品PPT|借鉴参考第八十三页，共九十二页。6.2.2平盖酸败罐头外观无正常，但内容物已酸败变质。常见菌：凝结芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌。特点：产酸不产气

6.2.3黑变或硫臭腐败常发生在低酸性罐头食品，由硫化氢腐败菌引起。这类菌可分解含硫蛋白质，产生硫化氢气体，耐热性较低。84精品PPT|借鉴参考第八十四页，共九十二页。精品PPT·收集整理第八十五页，共九十二页。以上两种腐败变质均由于杀菌不足所致。6.2.4长霉由霉菌的生长繁殖引起，霉菌是需氧菌，耐热性低，罐头经过正常杀菌应该能杀死霉菌，罐头一般不会出现长霉现象。原因：罐的密封