食品的热加工与杀菌课件

食品的热加工与杀菌

杀菌(sterilization)：将食品中所有微生物及孢子完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。

第一节热加工原理

按照微生物的一般致死原理，微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中，必然受到致命的损害，且随着受热时间的延长而加剧，直至死亡。实验证明：微生物的热致死率是加热温度和时间的函数。加热对微生物的影响热力致死速率曲线DZT(Z＝10℃,T＝12l℃)热力致死曲线Z值：热力致死曲线穿过一个对数周期所升高的温度，其值等于该曲线斜率的倒数。D值：在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死90％原有残存活菌数时所需要的时间。——影响微生物热致死率的其他因素菌种与菌株原始活菌数热处理前细菌芽孢的培育和经历热处理时介质或食品成分的影响pH与芽孢致死时间的关系

根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，(罐头)食品按照pH值不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性。

在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.6为界线。食品pH值酸度pH值食品种类常见腐败菌杀菌要求低酸性>5.0虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌高温杀菌105~121℃中酸性4.6~5.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、无花果酸性3.7~4.6荔枝、龙眼、樱桃、苹果、枇杷、草莓、番茄酱、各类果汁非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌沸水或100℃以下介质中杀菌高酸性<3.7菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁等酵母、霉菌食品糖液浓度糖与微生物耐热性的关系食品盐液浓度

食盐的浓度在4%以下时,对微生物芽孢的耐热性有一定的保护作用,而浓度在8%以上时,则可削弱其耐热性。这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异。食品其他成分淀粉对微生物芽孢耐热性没有直接影响蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性脂肪和油能增强芽孢耐热性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。

tomenu酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，例如牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测定的结果判定。这是因为牛乳中磷酸酶热处理时的钝化程度和其他病原菌热处理时的死亡程度相互一致。加热对酶的影响第二节热处理方式一、热烫——影响热烫时间的因素果蔬的类型热烫温度食品的体积大小处理方法：蒸汽热烫、热水热烫1.蒸汽热烫—影响蒸汽热烫效果的因素能量消耗的有效性物料被加热的均匀性设备有效性目的设备进出口分别采用水喷淋19%冷却逃逸的蒸汽食品进出设备时采用旋转阀27%降低蒸汽损失采用Venturi阀重新利用蒸汽31%蒸汽再利用快速单体热烫(IQB)86-91%降低加热时间2.热水热烫各种热水热烫设备基本都是将物料置于70～100℃热水中，处理一段时间后进行冷却。设备有转鼓式、刮板式、隧道式等，也有仿造IQB蒸汽式的设备，热效率很高。二、巴氏杀菌(Pasteurization)

在100℃以下的加热介质中进行的低温杀菌方法，能杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，因此巴氏杀菌产品没有在常温下保存期限的要求。通常根据目标产品中对象菌的耐热性而确定热处理程度。未包装的液体产品的巴氏杀菌－低黏度的液体产品，如牛奶、乳制品等，通常使用连续式的设备如板式热交换器。－果汁等产品需要在加热前脱气，以防止氧化，通常可以采用真空脱气。有包装产品的巴氏杀菌－采用玻璃罐的，要注意容器爆裂。加热时，容器与水的温差不能超过20℃，冷却时温差不超过10℃。－采用金属罐或塑料罐，不论采用热水还是蒸汽作为加热介质，破裂的危险性都不大。－巴氏杀菌设备形式类似热烫设备三、超高温杀菌（UHT）利用直接蒸汽或热交换器，使食品在130～150℃，保持几秒或几十秒加热杀菌后，迅速冷却的杀菌方法。可运用UHT技术杀菌的食品有低黏性、高黏性、固液混合型、粉状固体型等食品，如灭菌乳的加工。四、商业灭菌

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，要求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。

tomenu

正确的杀菌工艺条件应恰好能将食品内腐败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。第三节影响热穿透食品的主要因素产品的类型流体或带小颗粒的流体食品——对流传热固体食品（肉、鱼等）——传导传热杀菌锅和物料的初温容器的大小及形状容器的类型：金属、复合材料等容器是否被搅动第四节热加工对食品品质的影响一、植物性食品原料1.质构：细胞半透膜的破坏；细胞间结构的破坏并导致细胞分离；其他变化如蛋白质变性、淀粉糊化等2.颜色：美拉德反应“褐变”；天然色素或外加色素的变化3.营养素：Vc、VB1、VB6损失4.风味:脂肪氧化“蛤败”方法营养素损失%水烫法维生素C16-58维生素B230-50维生素B116-34烟酸32-37蒸汽热烫法维生素C16-26维生素B621二、动物性食品原料1.质构：肌肉收缩，变硬或变软2.颜色:肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从鲜红色变成红褐色;美拉德反应和热降解反应引起变色3.营养素：氨基酸损失可能达到10～20%；维生素如硫胺素、泛酸损失summarize第四章食品的低温处理与保藏冷藏制品（-1℃<8℃）冻藏制品（<-18℃）水产类畜禽类果蔬类调理食品合计美国1102997514901650欧共体113.3182.9405255.8957日本10286117215冷冻食品消费种类分布(万吨)第一节食品低温保藏的基本原理一、低温对生化反应速度的影响反应速率随温度的变化可用温度商数Q10表示：

Q10=

Kt10/Kt式中：Kt－温度t时的反应速度Kt10－温度为10℃时的反应速度温度商数Q10表示温度每升高10℃时反应速度所增加的倍数。低温保藏的目的是抑制反应速度，所以温度商数越高，低温保藏的效果就越显著。二、低温对微生物的影响

任何微生物都有一定正常生长和繁殖的温度范围。温度越低，它们的活动能力也越弱。

温度下降，酶活性随之下降，物质代谢减缓，微生物的生长繁殖就随之减慢。由于各种生化反应的温度系数不同，降温破坏了原来的协调一致性，影响微生物的生活机能。

降温时，微生物细胞内原生质粘度增加，胶体吸水性下降，蛋白质分散度改变，还可能导致不可逆性蛋白质变性，从而破坏正常代谢。冷冻时介质中冰晶体的形成会促使细胞内原生质或胶体脱水，使溶质浓度增加促使蛋白质变性。同时冰晶体的形成还会使细胞遭受机械性破坏。影响微生物低温致死的因素1.温度冰点以上：微生物仍然具有一定的生长繁殖能力，虽然只有部分能适应低温的微生物和嗜冷菌逐渐增长，但最后也会导致食品变质。

-8～-12℃，尤其-2～-5℃（冻结温度）,微生物的活动会受到抑制或几乎全部死亡。当温度急剧下降到-20～-30℃时，所有生化变化和胶体变性几乎完全处于停顿状态.2.降温速度冻结前，降温越快，微生物的死亡率越大。冻结时，缓冻将导致大量微生物死亡，而速冻则相反。3.结合状态和过冷状态急速冷却时，如果水分能迅速转化成过冷状态，避免结晶形成固态玻璃体，就有可能避免因介质内水分结冰所遭受的破坏作用。微生物细胞内原生质含有大量结合水分时，介质极易进入过冷状态，不再形成冰晶体，有利于保持细胞内胶体稳定性。4.介质

高水分和低pH值的介质会加速微生物的死亡，而糖、盐、蛋白质、胶体、脂肪对微生物则有保护作用。5.贮存期低温贮藏时微生物一般随贮存期的增长而减少；但贮藏温度越低，减少量越少，有时甚至没减少。贮藏初期微生物减少量最大，其后死亡率下降。影响微生物低温致死的因素三、低温对酶的影响低温可抑制酶的活性，但不使其钝化。故冻制品解冻后酶将重新活跃，使食品变质。通常采用预煮，破坏酶活性，然后再冻制。思考题简述食品低温保藏的基本原理。影响微生物低温致死的因素有那些？低温导致微生物活力减弱和死亡的原因有哪些？第二节食品的冷藏

冷藏是将食品温度降低到接近冰点而不冻结的一种食品保藏方法。冷藏温度一般为-2～15℃，而4～8℃则为常用的冷藏温度。此冷藏温度的冷库通常称为高温库。一、冷却方法接触冰冷却法空气冷却法水冷法真空冷却法二、影响冷藏效果的因素1.影响新鲜制品冷藏效果的因素食品原料的种类、生长环境制品收获后的状况运输、储藏及零售时的温度、湿度状况冷却方法及冷藏工艺条件（贮藏温度、空气相对湿度、空气流速）2.影响加工制品冷藏效果的因素制品的种类及冷却方法加工时微生物去除的程度及酶失活的程度加工及包装时的卫生控制状况包装的阻隔能力运输、储藏及零售时的温度状况冷藏条件（贮藏温度、相对湿度、流速）三、低温气调贮藏食品冷藏时的变化：水分蒸发、淀粉老化、冷害、脂类变化、生化变化等。

气调贮藏即人工调节贮藏环境中氧气及二氧化碳的比例，以减缓新鲜制品的生理作用及生化反应的速度，比如呼吸作用，从而达到延长货架期的目的的保藏方法。

低温气调储藏一般采用比普通冷藏更高的相对湿度（90～95%），这可以延缓新鲜制品的皱缩并降低重量损失。第三节食品的冻藏

冻藏是采用缓冻或速冻方法将食品冻结，而后再在能保持食品冻结状态的温度下贮藏的保藏方法。常用的贮藏温度为-12～-23℃，最适用温度为-18℃。冻藏适用于长期贮藏。

食品的冻结点随水分冻结量增加，温度不断下降。少量未冻结的高浓度的溶液只有温度降低到低共熔点（-55～-65℃）时，才会全部凝结成固体。一、冻结方法1.速冻①鼓风冻结②平板冻结或接触冻结③喷淋或浸渍冷冻组织内冰层推进速度大于水分移动速度，冰晶分布接近天然食品中液态水的分布，且冰晶的针状结晶体数量多。2.缓冻食品放在绝热的低温室中（-18～-40℃，常用-23～-29℃），并在静态的空气中进行冻结的方法。冻结时，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分还以液相残存。同温度下水的蒸汽压总高于冰，在蒸汽压作用下细胞内的水向冰晶移动，形成较大的冰晶体且分布不均匀。速冻食品的质量总是高于缓冻食品速冻形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小；冻结时间短，允许盐分扩散和分离出水分以形成纯冰的时间也缩短；将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，能及时阻止冻结时食品的分解；速冻时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间也显著缩短。冻结速度表达方式：－界面位移速度－冰晶体形成速度大多数冰晶体都是在-1～-5℃间形成，这个温度区间称为最高冰晶体形成阶段。冻结方法冻结温度℃冻结速度cm/h冰晶（μ）厚宽长液氮-19610-1000.5~50.5~55~15干冰+乙醇-8010左右6.118.229.2盐水-186左右9.112.829.7平板-402-487.6163.0320.0空气-180.08-0.2324.4544.0920.0龙须菜的冻结速度与冰晶大小的关系二、冻结及冻藏对食品品质的影响1.冻结对食品物理性质的影响比热下降导热系数增加热传导系数增加体积增大2.冻结对食品组织状态的影响冻结对食品内溶质重新分布的影响浓缩的危害性冰晶体对食品的机械损伤

冷耗及干耗变色解冻时的液汁损失食品冻结的冷耗量食品冻结的冷耗量就是冻结过程中食品在其降温范围内所放出的热量。冻结过程食品的放热量区分为三个部分：①冻结前食品冷却时的放热量②冻结时形成冰晶体的放热量③冻结食品降温时的放热量冻结前食品冷却时的放热量：Q1=C0（T初-T冻）C0—温度高于冻结点时的比热（KJ/Kg，K）冻结时形成冰晶体的放热量：Q2=Wωγ冰W—食品中的水分含量(Kg/Kg)ω—最终冻结食品温度时水分冻结量(Kg/Kg)γ冰—水分形成冰晶体时放出的潜热(KJ/Kg)

冻结食品降温时的放热量Q3=Ci（T冻-T终）Ci—温度高于冻结点时的比热(KJ/Kg,K)冷耗量Q=（Q1+Q2+Q3+Q门（人员进出）+Q灯光及其他电器+Q货架和包装+Q生化热和其它）×安全系数三、冻制品的包装和贮藏1.包装采用能在-40～-50℃的环境中保持柔软，不致发脆、破裂的包装材料，常用的有EVA薄膜和线性聚乙烯等。针对冻结过的果蔬包装的特点合理包装冻鱼为抗干燥通常采用包冰衣的方法。冻结过的果蔬的包装特点冻结后产品的体积