第三章食品的热处理和杀菌课件

第三章食品的热处理和杀菌第三章食品的热处理和杀菌课件n第一第一节热处理原理理原理n第二第二节热处理技理技术n第三第三节热处理与理与产品品质量量第一节热处理原理第三章食品的热处理和杀菌3 常用的热处理过程及其效果常用的热处理过程及其效果常用的热处理过程及其效果4常用的常用的热处理理过程及其效果程及其效果常用的热处理过程及其效果5p杀菌杀菌(sterilization)(sterilization)將所有微生物及孢子，將所有微生物及孢子，完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。完全杀灭的加热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。p商业杀菌法商业杀菌法(commercial sterilization)(commercial sterilization)將將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物病原菌、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，在杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，在常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，在一定的保质常溫无冷藏狀況的商业贮运过程中，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。为商业灭菌法。p巴氏杀菌法巴氏杀菌法(Pasteurization)在在100以下的加以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌。细菌，但无法完全杀灭腐败菌。p热烫热烫(Blanching)生鲜的食品原料迅速以热水或生鲜的食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。其目的主要为抑蒸气加热处理的方式，称为热烫。其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。杀菌(sterilization)將所有微生物及孢子6n食品的食品的罐藏罐藏就是将经过一定处理的食品装入镀锡板罐、玻就是将经过一定处理的食品装入镀锡板罐、玻璃罐或其他包装容器中，经密封杀菌，使罐内食品与外界璃罐或其他包装容器中，经密封杀菌，使罐内食品与外界隔绝而不再被微生物污染，同时又使罐内绝大部分微生物隔绝而不再被微生物污染，同时又使罐内绝大部分微生物(即能在罐内环境生长的腐败菌和致病菌即能在罐内环境生长的腐败菌和致病菌)死灭并使酶失活，死灭并使酶失活，从而消除了引起食品变败的主要原因，获得在室温下长期从而消除了引起食品变败的主要原因，获得在室温下长期贮存的保藏方法。这种密封在容器中并经杀菌而在室温下贮存的保藏方法。这种密封在容器中并经杀菌而在室温下能够较长时间保存的食品称为罐藏食品，俗称罐头。能够较长时间保存的食品称为罐藏食品，俗称罐头。食品的罐藏就是将经过一定处理的食品装入镀锡板罐、玻璃罐或其他7第一第一节热处理原理理原理n一、微生物的耐一、微生物的耐热性性n二、食品的二、食品的传热n三、三、杀菌菌强度的度的计算及确定程序算及确定程序第一节热处理原理一、微生物的耐热性8一、微生物的耐一、微生物的耐热性性n（一）影响微生物耐（一）影响微生物耐热性的因素性的因素n（二）（二）热杀菌食品的菌食品的pH分分类n（三）微生物耐（三）微生物耐热性参数性参数n（四）超高温（四）超高温杀菌与菌与酶的耐的耐热性性一、微生物的耐热性（一）影响微生物耐热性的因素9（一）影响微生物耐（一）影响微生物耐热性的因素性的因素n1、污染微生物的种类和数量、污染微生物的种类和数量n2、热处理温度、热处理温度v3、罐内食品成分的影响、罐内食品成分的影响（一）影响微生物耐热性的因素101、污染微生物的种类和数量n（1）种）种类：n菌种不同耐菌种不同耐热程度不同；程度不同；n不同生不同生长状状态（生（生长时期，芽期，芽孢）；）；n嗜嗜热菌芽菌芽孢耐耐热性最性最强，厌氧菌芽氧菌芽孢次之，需氧次之，需氧菌芽菌芽孢最弱；最弱；n热处理后的残存芽理后的残存芽孢经培养繁殖，新生芽培养繁殖，新生芽孢的耐的耐热性性较原来原来强。1、污染微生物的种类和数量（1）种类：111、污染微生物的种染微生物的种类和数量和数量微生物的耐热性比较：微生物的耐热性比较：细菌芽孢细菌营养体酵母、霉菌细菌芽孢细菌营养体酵母、霉菌1、污染微生物的种类和数量微生物的耐热性比较：121、污染微生物的种类和数量u（2）污染量染量u同一菌种同一菌种单个个细胞的耐胞的耐热性基本一致，但微生物性基本一致，但微生物菌群的耐菌群的耐热性与一定容性与一定容积中存在的微生物数量有中存在的微生物数量有关，关，数量越大，全部数量越大，全部杀死所需死所需时间越越长，微生物，微生物菌群所表菌群所表现的耐的耐热性越性越强。u因此，食品工厂的卫生状况直接影响到产品的质量，并且因此，食品工厂的卫生状况直接影响到产品的质量，并且也是该厂产品质量是否合格的标准之一。也是该厂产品质量是否合格的标准之一。1、污染微生物的种类和数量（2）污染量131、污染微生物的种染微生物的种类和数量和数量1、污染微生物的种类和数量142、热处理温度理温度n在微生物在微生物生生长温度以上温度以上的温度就可以的温度就可以导致微生物的死亡。致微生物的死亡。n对于一定种于一定种类、一定数量的微生物，、一定数量的微生物，选择了某一温度后，了某一温度后，微生物的死亡就取决于在微生物的死亡就取决于在这个温度下个温度下维持的持的时间。温度温度（）100105110115120125致死时间致死时间（min）12411080704030以枯草杆菌为对象的杀菌温度与致死时间以枯草杆菌为对象的杀菌温度与致死时间2、热处理温度在微生物生长温度以上的温度就可以导致微生物的死153、罐内食品成分的影响、罐内食品成分的影响pH 脂肪脂肪 糖糖 蛋白蛋白质 盐 植物植物杀菌素菌素3、罐内食品成分的影响pH16（1）pH值n微生物在微生物在中性中性时的耐的耐热性最性最强强，pH偏离中性的程偏离中性的程度越大，微生物耐度越大，微生物耐热性越低，在相同条件下的死性越低，在相同条件下的死亡率越大。亡率越大。neg.如一好气菌芽孢在如一好气菌芽孢在pH4.6的培养基中，在的培养基中，在121经经2 min就可致死，而在就可致死，而在pH6.1时，同样温度则需时，同样温度则需要要9 min才能致死才能致死。（1）pH值微生物在中性时的耐热性最强，pH偏离中性的程度越17肉毒杆菌芽肉毒杆菌芽孢在不同在不同pH下的致死下的致死时间pH与芽孢致死时间关系-1.5-1-0.500.511.522.590 98.9102110113121 温度()Lg致死时间（min)PH3.5PH4.5PH57肉毒杆菌芽孢在不同pH下的致死时间pH与芽孢致死时间关系-118（2）脂肪）脂肪n脂肪能增脂肪能增强微生物的耐微生物的耐热性。性。n机理：机理：脂肪与微生物脂肪与微生物细胞的蛋白胞的蛋白质胶体接触，形成的凝胶体接触，形成的凝结薄膜薄膜层妨碍了水分的渗入，使蛋白妨碍了水分的渗入，使蛋白质凝固困凝固困难；脂肪脂肪是是热的不良的不良导体，阻碍了体，阻碍了热的的传入。入。脂肪有修复受脂肪有修复受损细胞的作用。胞的作用。neg.大肠杆菌和沙门氏菌，在水中加热到大肠杆菌和沙门氏菌，在水中加热到6065时时1min之内即可死亡，而在油中加热到之内即可死亡，而在油中加热到100，需经，需经30min才能才能死亡死亡。（2）脂肪脂肪能增强微生物的耐热性。19（3）糖）糖n糖糖浓度很低度很低时，对微生物耐微生物耐热性影响性影响较小；小；糖糖的的浓度越高，度越高，越能越能增增强微生物的耐微生物的耐热性性。n机理：机理：糖吸收了微生物糖吸收了微生物细胞中的水分，胞中的水分，导致致细胞内原生胞内原生质脱水，影响了蛋白脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生物耐的凝固速度，增大了微生物耐热性。性。neg.70eg.70，大肠杆菌在，大肠杆菌在10%10%的糖液中的致死时间比无糖时的糖液中的致死时间比无糖时增加了增加了5min,5min,糖浓度为糖浓度为30%30%时，致死时间增加时，致死时间增加30min30min。（3）糖糖浓度很低时，对微生物耐热性影响较小；糖的浓度越高，20（4）蛋白）蛋白质n蛋白蛋白质含量在含量在5%左右左右时，对微生物有保微生物有保护作用；含量到作用；含量到15%以上以上时，对耐耐热性没有影响。性没有影响。negeg：将某种芽孢分别放在含有：将某种芽孢分别放在含有1 12%2%明胶及不含明胶的明胶及不含明胶的pH6.9pH6.9的磷酸缓冲液中，含明胶溶液中的微生物耐热性比的磷酸缓冲液中，含明胶溶液中的微生物耐热性比不加明胶的微生物耐热性增加不加明胶的微生物耐热性增加2 2倍倍。（4）蛋白质蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用；含量21（5）盐类n低低浓度食度食盐（4%）时，食，食盐对微生物的抵抗力有削弱作用。微生物的抵抗力有削弱作用。n机理：机理：低浓度盐可以使微生物细胞适量脱水而蛋白质难以低浓度盐可以使微生物细胞适量脱水而蛋白质难以凝固；高浓度的盐则可使微生物细胞大量脱水，蛋白质变凝固；高浓度的盐则可使微生物细胞大量脱水，蛋白质变性，导致微生物的死亡。并且，高浓度盐造成的水分活度性，导致微生物的死亡。并且，高浓度盐造成的水分活度的下降也会强烈地抑制微生物的生长。的下降也会强烈地抑制微生物的生长。（5）盐类低浓度食盐（22青豆罐头青豆罐头115115杀菌处理后细菌残存率杀菌处理后细菌残存率食盐浓度食盐浓度%0 00.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.04.04.0细菌残存率细菌残存率%15.015.0 37.837.8 86.786.7 73.373.3 75.675.6 78.978.9 40.040.0 13.013.0青豆罐头115杀菌处理后细菌残存率食盐浓度%00.51.023（6）植物）植物杀菌素菌素（6）植物杀菌素24（6）植物）植物杀菌素菌素n植物植物杀菌素：菌素：某些植物中含有的能抑制微生物生某些植物中含有的能抑制微生物生长或或杀死微生物的成分。死微生物的成分。n常见含有植物杀菌素的原料：常见含有植物杀菌素的原料：葱、姜、蒜、辣椒、葱、姜、蒜、辣椒、萝卜、芥末、丁香、芹菜、胡萝卜、茴香等。萝卜、芥末、丁香、芹菜、胡萝卜、茴香等。n植物植物杀菌素的存在会削弱微生物的耐菌素的存在会削弱微生物的耐热性，并可性，并可降低原始菌量。降低原始菌量。（6）植物杀菌素植物杀菌素：某些植物中含有的能抑制微生物生长25（二）（二）热杀菌食品的菌食品的pH分分类n较高的酸度可以抑制乃至高的酸度可以抑制乃至杀死死许多种多种类的嗜的嗜热菌菌或嗜温微生物（或嗜温微生物（耐耐热不耐酸不耐酸）。）。n在在较酸的酸的环境中境中还能存活或生能存活或生长的微生物往往不的微生物往往不耐耐热（耐酸不耐耐酸不耐热）。）。n因此，因此，对不同不同pH值的食品物料采用不同的食品物料采用不同强度的度的热杀菌菌处理。理。（二）热杀菌食品的pH分类较高的酸度可以抑制乃至杀死许多种类26（二）（二）热杀菌食品的菌食品的pH分分类n按按pH的分的分类法法n1、四、四类分法：分法：高酸性（高酸性（pH3.7），酸性），酸性（pH3.74.6），中酸性（），中酸性（pH4.65.0），低酸性（），低酸性（pH5.0）。）。n 2、三、三类分法：分法：高酸性（高酸性（pH4.0），酸性），酸性（pH4.04.6），低酸性（），低酸性（pH4.6）。）。n 3、从食品安全和人从食品安全和人类健康的角度健康的角度：酸性（酸性（pH4.6），），低酸性（低酸性（pH4.6）。（。（根据肉毒梭状芽根据肉毒梭状芽孢杆菌的生杆菌的生长习性来决定性来决定）（二）热杀菌食品的pH分类按pH的分类法27肉毒梭状芽肉毒梭状芽孢杆菌杆菌特点：特点：厌氧生长；正常加热温度厌氧生长；正常加热温度下存活；在真空包装、罐头食品下存活；在真空包装、罐头食品和其他缺氧包装环境下生长。和其他缺氧包装环境下生长。中毒症状：中毒症状：腹泻、呕吐、腹疼、腹泻、呕吐、腹疼、恶心、虚脱，继发为视力重叠、恶心、虚脱，继发为视力重叠、模糊，瞳孔放大，严重时呼吸道模糊，瞳孔放大，严重时呼吸道肌肉麻痹，导致死亡。肌肉麻痹，导致死亡。肉毒梭状芽孢杆菌特点：厌氧生长；正常加热温度下存活；在真空包28肉毒梭状芽肉毒梭状芽孢杆菌杆菌嗜温嗜温厌氧性氧性细菌。菌。类型：型：A、B、C、D、E、F、G七种。七种。不不产毒：毒：C、D、G。罐藏食品易染菌：罐藏食品易染菌：A、B、E。pH4.8时就不会生就不会生长，pH4.6时其芽其芽孢受到受到强烈的抑制烈的抑制。产毒毒时的一个代的一个代谢特点是特点是产气气。肉毒梭状芽孢杆菌嗜温厌氧性细菌。29（三）微生物耐（三）微生物耐热性参数性参数n常用下列一些数学曲常用下列一些数学曲线与数与数值来表示微生物与来表示微生物与热杀菌有关的耐菌有关的耐热特性：特性：n1、热力致死温度力致死温度 n2、热力致死力致死时间曲曲线（TDT）n3、F0值 n4、Z值 n5、热力致死速率曲力致死速率曲线 n6、D值 n7、F0=nD（三）微生物耐热性参数常用下列一些数学曲线与数值来表示微生物301、热力致死温度Z表示将某特定容器内一定量食品中的微生物表示将某特定容器内一定量食品中的微生物全全部部杀死死所需要的所需要的最低温度最低温度。Z最古老的概念，最古老的概念，现在在仅在一般性在一般性场合使用，在合使用，在作定量作定量处理理时已不使用。已不使用。1、热力致死温度表示将某特定容器内一定量食品中的微生物全部杀312、热力致死力致死时间曲曲线nTDT（thermal death time curve）曲）曲线 n表示：在一定表示：在一定环境中一定数量的某种微生物恰境中一定数量的某种微生物恰好全部好全部杀灭所采用的所采用的杀菌温度菌温度和和时间的的组合。合。n表示：微生物的表示：微生物的热力致死力致死时间随随热杀菌温度的菌温度的变化化规律。律。2、热力致死时间曲线TDT（thermaldeathti32第三章食品的热处理和杀菌课件332、热力致死力致死时间曲曲线取曲线上任意两点1（t1，T1）,2（t2，T2）lgt2-lgt1=k(T2-T1)lgt1-lgt2=-k(T2-T1)令Z=-1/k则得到热力致死时间曲线方程：2、热力致死时间曲线取曲线上任意两点1（t1，T1）,2（t342、热力致死力致死时间曲曲线TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。与微生物的种类有关。该曲线可用以比较不同的温度该曲线可用以比较不同的温度时间组合的杀时间组合的杀菌强度：菌强度：2、热力致死时间曲线TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有353、F0值单位为单位为min，是采用，是采用121.1杀菌温度时的热杀菌温度时的热力致死时间。力致死时间。因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀菌菌温度温度时间时间组合换算成组合换算成121.1时的杀菌时时的杀菌时间，从而可以方便地加以比较。间，从而可以方便地加以比较。3、F0值单位为min，是采用121.1杀菌温度时的热力致364、Z值当当 lg（t1/t2）=1 时，Z=T2-T1因此，因此，Z值是是热力致死力致死时间变化化10倍所需倍所需要相要相应改改变的温度数，的温度数，单位位为。Z值与微生物的种与微生物的种类有关、与有关、与环境因素有境因素有关。关。低酸性食品中的微生物，如肉毒杆菌等，低酸性食品中的微生物，如肉毒杆菌等，Z=10；酸性食品中的微生物，；酸性食品中的微生物，Z=8。Z值越大，一般越大，一般说明微生物的耐明微生物的耐热性越性越强。4、Z值当lg（t1/t2）=1时，Z=T2-T1375、热力致死速率曲力致死速率曲线n“全部全部杀灭”的表达不科学。的表达不科学。n微生物非同微生物非同时，而是逐步死亡，而是逐步死亡。n热力致死速率曲力致死速率曲线以加以加热（恒温）（恒温）时间为横坐横坐标，以微，以微生物数量（的生物数量（的对数数值）为纵坐坐标。n表示某一种特定的菌在特定的条件下和特定的温度下，表示某一种特定的菌在特定的条件下和特定的温度下，其残留活菌其残留活菌总数随数随杀菌菌时间的延的延续所所发生的生的变化。化。5、热力致死速率曲线“全部杀灭”的表达不科学。38热力致死速率曲线与D值热力致死速率曲线与D值395、热力致死速率曲线n设原始菌数为a，经过一段热处理时间t后，残存菌数为b，直线的斜率为k，则：lgblga=k（t0）t=-1/k（lgalgb）令1/k=D，则：t=D（lgalgb）n热力致死速率曲线与菌种有关，与环境条件有关，与杀菌温度有关。5、热力致死速率曲线设原始菌数为a，经过一段热处理时间t后，406、D值z令令 b=a 10b=a 10-1-1，则 D=tD=tzD D 值：表示在特定的表示在特定的环境中和特定的温度下境中和特定的温度下杀灭90%90%特定的微生物所需要的特定的微生物所需要的时间。z单位：位：minmin z影响：影响：D D值与菌种有关、与与菌种有关、与环境条件有关、与境条件有关、与杀菌菌温度有关。温度有关。z表示：表示：D D值越大，表示微生物的耐越大，表示微生物的耐热性越性越强。6、D值令b=a10-1，则D=t41部分食品中常部分食品中常见腐腐败菌的菌的D值部分食品中常见腐败菌的D值427、F0=nDnTDT值（或（或F0值）建立在）建立在“彻底底杀灭”的概念基的概念基础上。上。n微生物的数量微生物的数量变化化时，需重新考，需重新考虑杀菌菌终点的确点的确定定问题。7、F0=nDTDT值（或F0值）建立在“彻底杀灭”的概念基437、F0=nDn设将菌数降低到将菌数降低到 b=a10-n 为杀菌目菌目标。采用某。采用某一个一个杀菌温度菌温度T，根据，根据热力致死速率曲力致死速率曲线方程，方程，所需理所需理论杀菌菌时间：tT=DT lg a lg（a 10-n）即即 tT=n DT n在在实际的的杀菌操作中，若菌操作中，若n足足够大，大，则残存菌数残存菌数b就足就足够小，达到某种可接受的安全小，达到某种可接受的安全“杀菌程度菌程度”，就可以，就可以认为达到了达到了杀菌的目菌的目标(商商业灭菌菌).7、F0=nD设将菌数降低到b=a10-n为杀菌目标447、F0=nDn若若杀菌目菌目标固定（固定（即即n固定固定），），杀菌温度与所需菌温度与所需时间之之间的关系同的关系同样符合符合TDT曲曲线方程。在方程。在TDT曲曲线上，将温度上，将温度为121.1时所需的所需的杀菌菌时间记为F0，因此，因此，F0=n D121.1n但但F0中的中的n因素却与菌数有关，需根据因素却与菌数有关，需根据实际原始菌原始菌数和要求的成品合格率确定数和要求的成品合格率确定n值。7、F0=nD若杀菌目标固定（即n固定），杀菌温度与所需时间457、F0=nDn对于于低酸性食品低酸性食品，因必，因必须尽可能避免尽可能避免肉毒杆菌肉毒杆菌对消消费者的危害，取者的危害，取n=12。n对于易被平酸菌腐败的罐头，因嗜热脂肪芽孢杆对于易被平酸菌腐败的罐头，因嗜热脂肪芽孢杆菌的菌的D值值高达高达34 min，若仍取，若仍取12D，则因加热时，则因加热时间过长，食品的感官品质不佳，所以一般取间过长，食品的感官品质不佳，所以一般取45D，最多为，最多为6D。7、F0=nD对于低酸性食品，因必须尽可能避免肉毒杆菌对消费46F0=n D的意的意义n用用适当的残存率适当的残存率值代替代替过去去“彻底底杀灭”的概念，的概念，这使得使得杀菌菌终点（或程度）的点（或程度）的选择更科学、更方更科学、更方便，同便，同时强调了了环境和管理境和管理对杀菌操作的重要性。菌操作的重要性。n通通过F0=n D，还将将热力致死速率曲力致死速率曲线和和热力致力致死死时间曲曲线联系在一起，建立起了系在一起，建立起了D值、Z值和和F0值之之间的的联系系。F0=nD的意义用适当的残存率值代替过去“彻底杀灭”的47F0=n D的意的意义t=D（lga-lgb）F0=nD F0=nD的意义t=D（lga-lgb）F0=nD48例3.1n在某在某杀菌条件下，在菌条件下，在121.1用用1 min恰好将菌全部恰好将菌全部杀灭；现改用改用110、10 min处理，理，问能否达到原定的能否达到原定的杀菌目菌目标？设Z=10。例3.1在某杀菌条件下，在121.1用1min恰好49例3.1解n已知：T1=110，t1=10min，T2=121.1，t2=1min，Z=10。n利用TDT曲线方程，将110、10min转化成121.1下的时间t2，则nt2=1100.78mint2n说明未能全部杀灭细菌。那么在110下需要多长时间才够呢？仍利用上式，得nt1=12.88min121.111010例3.1解已知：T1=110，t1=10min，50例3.2n某产品净重454g，含有D121.1=0.6min、Z=10的芽孢12只/g；若杀菌温度为110，要求效果为产品腐败率不超过0.1%。求：n（1）理论上需要多少杀菌时间？n（2）杀菌后若检验结果产品腐败率为1%，则实际原始菌数是多少？此时需要的杀菌时间为多少？例3.2某产品净重454g，含有D121.1=0.51例3.2解n（1）F0=D（lgalgb）n=0.6(lg454*12lg0.001)=4.042minnF110=F0lg-1(121.1110)/10=52.1minn（2）F0=0.6(lgalg0.01)=4.042minnlga=lg0.01+4.042/0.6na=54480，即芽孢含量为120个/g。n此时，F0=D(lgalgb)n=0.6(lg54480lg0.001)=4.642minnF110=4.642lg-1(121.1110)/10=59.8min例3.2解（1）F0=D（lgalgb）52（四）超高温（四）超高温杀菌与菌与酶的耐的耐热性性酶也是引起食品品也是引起食品品质变化的重要因素。化的重要因素。绝大多数大多数酶在在80以上即被以上即被钝化，只有部分化，只有部分酶比比较耐耐热（过氧化物氧化物酶）。）。采用采用121 以上高温以上高温杀菌菌时，会出，会出现杀菌菌强度足度足够但但酶没有被没有被钝化的化的现象。象。高酸性食品因所需高酸性食品因所需杀菌菌强度低，有度低，有时也存在也存在酶钝化不完全的化不完全的现象。象。（四）超高温杀菌与酶的耐热性酶也是引起食品品质变化的重要因素53二、食品的二、食品的传热传热方式方式n热的的传递方式：方式：传导、对流、流、辐射射。n传导：热能在相能在相邻分子之分子之间的的传递。n对流：流：受受热成分因密度下降而成分因密度下降而产生上升运生上升运动，热能在运能在运动过程中被程中被传递给相相邻成分。成分。n对于罐藏食品而言，不存在于罐藏食品而言，不存在辐射射传热。二、食品的传热传热方式54第二第二节 热处理技理技术n一、商一、商业杀菌菌n二、巴氏二、巴氏杀菌菌n三、三、热烫n四、超高温瞬四、超高温瞬时灭菌菌n五、超高五、超高压灭菌菌n六、六、辐射射杀菌菌n七、超声波七、超声波杀菌菌第二节热处理技术一、商业杀菌55一、商一、商业杀菌菌n经过商商业杀菌的菌的产品俗称品俗称“罐罐头”，用罐，用罐头这种形种形式来保藏食品就是罐藏食品。式来保藏食品就是罐藏食品。n罐藏食品：罐藏食品：把食品置于罐（把食品置于罐（can，tin）、瓶）、瓶（bottle）达到自然温度下）达到自然温度下长期存放的一种保藏方法。期存放的一种保藏方法。n在罐在罐头生生产企企业，将罐藏容器称，将罐藏容器称为空罐空罐，装填了内，装填了内容物的罐容物的罐头称称为实罐罐，相，相应的生的生产车间分分别为空罐空罐车间和和实罐罐车间。一、商业杀菌经过商业杀菌的产品俗称“罐头”，用罐头这种形式来56二、巴氏二、巴氏杀菌菌n1、概述、概述n发展展n巴氏巴氏杀菌是利用低于菌是利用低于100的的热力力杀灭微生物的消微生物的消毒方法，由德国微生物学家巴斯德毒方法，由德国微生物学家巴斯德(Louis Pasteur)于于1863年年发明，至今国内外仍广泛明，至今国内外仍广泛应用用于牛奶、人乳及于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。儿合成食物的消毒。二、巴氏杀菌1、概述57二、巴氏二、巴氏杀菌菌n巴氏巴氏杀菌的目的：菌的目的：n钝化可能造成化可能造成产品品变质的的酶类物物质，以延，以延长冷藏冷藏产品的品的货架期。架期。n杀灭食品物料中可能存在的致病菌食品物料中可能存在的致病菌营养养细胞，以保胞，以保护消消费者的健康不受危害。者的健康不受危害。二、巴氏杀菌巴氏杀菌的目的：58n现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一是加热到一是加热到61.165.6之间，之间，30 min；二是加热到二是加热到71.7，至少，至少保持保持15 sec。现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一是加热到二是加热到59巴氏巴氏杀菌的特点菌的特点n非灭菌的程度。n但可使布氏杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等致病微生物死亡，可以使细菌总数减少9095，故能起到减少疾病传播，延长物品的使用时间的作用。n不会破坏消毒食品的有效成份，且方法简单。（T85）巴氏杀菌的特点非灭菌的程度。60（一）巴氏（一）巴氏杀菌菌处理系理系统n1、间歇式巴氏歇式巴氏杀菌系菌系统n又称之又称之为间歇式巴氏歇式巴氏杀菌，在特定的温度下保持菌，在特定的温度下保持一定一定时间。n特点：相特点：相对便宜，便宜，处理量因容器的大小而异；其理量因容器的大小而异；其主要缺点是效率主要缺点是效率较低。低。（一）巴氏杀菌处理系统1、间歇式巴氏杀菌系统612、连续式巴氏式巴氏杀菌系菌系统n最常用最常用连续式高温短式高温短时（HTST）系）系统对液体食品液体食品进行巴氏行巴氏杀菌。菌。n该系系统由六个部件由六个部件组成。成。n平衡罐，平衡罐，调速速泵（正位移（正位移泵），加），加热段，保温管，分流段，保温管，分流阀，冷却，冷却段。段。2、连续式巴氏杀菌系统最常用连续式高温短时（HTST）系统对62第三章食品的热处理和杀菌课件63（二）巴氏（二）巴氏杀菌菌过程的确定程的确定n要点：要点：n一是理一是理论上的，上的，为达到达到预定的巴氏定的巴氏杀菌目的，食品菌目的，食品所需接受的所需接受的时间温度温度处理理过程程n二是二是实施上的，即保施上的，即保证达到达到预设处理理过程所需的程所需的设备。n治病菌：普治病菌：普鲁士菌和士菌和结核杆菌。核杆菌。n耐耐热性：性：D632.5min，Z4.1。n因此，最低限度巴氏因此，最低限度巴氏杀菌条件确定菌条件确定为63，30min（二）巴氏杀菌过程的确定要点：64三、三、热烫n热烫：温度和温度和强度的度的热处理。理。n首要目首要目标：钝化食品中的化食品中的酶。n应用：用：n冷冷冻、冷藏食品、冷藏食品n脱水食品脱水食品n商商业杀菌菌三、热烫热烫：温度和强度的热处理。65n热烫作用：作用：产品品获得了得了贮藏的藏的稳定性，避免了在冷藏食品、定性，避免了在冷藏食品、冻藏食品或脱水食品中因藏食品或脱水食品中因为酶促反促反应造成的品造成的品质下降；下降；减少残留在减少残留在产品表面的微生物品表面的微生物营养养细胞；胞；驱除水果或蔬菜除水果或蔬菜细胞胞间的空气，有利于保持和的空气，有利于保持和巩固大部分水果和蔬菜的色巩固大部分水果和蔬菜的色泽。热烫作用：66（一）（一）热烫处理系理系统n两种加两种加热介介质：热水和蒸汽。水和蒸汽。n因此，按介因此，按介质加加热系系统分分为三种：三种：I.以以热水水为加加热介介质II.以蒸汽以蒸汽为加加热介介质III.以以热水和蒸汽水和蒸汽为加加热介介质。n具体具体视情况而定。情况而定。（一）热烫处理系统两种加热介质：热水和蒸汽。67n1、热水水热烫系系统产品进产品进产品出产品出热水热水回转式热水热烫系统示意图回转式热水热烫系统示意图控制水温和接触时控制水温和接触时间来实现热烫所要间来实现热烫所要求的时间和温度求的时间和温度1、热水热烫系统产品进产品出热水回转式热水热烫系统示意图控制68n隧道式隧道式热水水热烫系系统示意示意图预热预热 热烫热烫 预冷预冷 冷却冷却控制水温和接触时控制水温和接触时间来实现热烫所要间来实现热烫所要求的时间和温度求的时间和温度隧道式热水热烫系统示意图预热热烫692、蒸汽、蒸汽热烫系系统传传 送送 带带蒸汽蒸汽产品产品冷却冷却纯蒸汽热力系统示意图纯蒸汽热力系统示意图2、蒸汽热烫系统传送带蒸汽产品冷却纯蒸汽热力系703、组合式合式热烫系系统n三段式加三段式加热n蒸汽段，迅速提升温度。蒸汽段，迅速提升温度。n热水水喷射，保射，保证了了热水与物料水与物料间的的稳定接触，定接触，使使热传递达到最大。达到最大。n直接送入直接送入热水中，以确保水中，以确保热水和各个物料粒子水和各个物料粒子间的直接的直接热传递。3、组合式热烫系统三段式加热714、单体快速体快速热烫（IQB）系）系统n控制控制速度速度与物料粒子堆与物料粒子堆积程度。程度。产品呈薄层产品呈薄层产品中心达产品中心达到预定温度到预定温度快速冷却快速冷却产品出产品出保温保温加热加热冷却冷却产品进产品进4、单体快速热烫（IQB）系统控制速度与物料粒子堆积程度。产72（二）（二）热烫处理理过程的确定程的确定n1、热烫处理工理工艺条件的确定条件的确定n最耐最耐热的的过氧化物氧化物酶，D121=3min，Z=37.2。n2、影响、影响热烫过程程热传递的因素的因素n产品物料的大小品物料的大小n物料的形状物料的形状n对流流传热系数系数（二）热烫处理过程的确定1、热烫处理工艺条件的确定73热烫对蔬菜中蔬菜中营养素的影响养素的影响方法方法营养素养素损失失%水水烫法法维生素生素C16-58维生素生素B230-50维生素生素B116-34烟酸烟酸32-37蒸汽蒸汽热烫维生素生素C16-26维生素生素B621对罐头和其它加工食品的研究，很大部分几种在对罐头和其它加工食品的研究，很大部分几种在维生素维生素C和和B1的保存率的保存率上，因为这两种维生素在罐藏加工中最不稳定。或者可以认为能把维生上，因为这两种维生素在罐藏加工中最不稳定。或者可以认为能把维生素素C和和B1完好保存下来的加工方法一样能完好保存其它营养素。完好保存下来的加工方法一样能完好保存其它营养素。热烫对蔬菜中营养素的影响方法营养素损失%水烫法维生素C16-74四、超高温四、超高温杀菌（菌（UHT）nUHT(Ultra heat treated)指采用指采用135-150温度，温度，4-15秒秒对流体食品短流体食品短时杀菌菌。n商商业无菌无菌nUHT操作不需要考操作不需要考虑容器大小容器大小问题nUHT唯一的唯一的问题是是设备成本比成本比较高，而且比高，而且比较复复杂。四、超高温杀菌（UHT）UHT(Ultraheattr75nUHT操作能很好地用于操作能很好地用于液液态和和带小小颗粒的流体粒的流体食品食品，但，但对于于含大含大块固体的流体食品固体的流体食品，存在很，存在很多多问题：n若要将大若要将大块物料中心的物料中心的酶杀死，那么表面会死，那么表面会过度受度受热n必必须要采用要采用搅动方法以提高方法以提高传热速率并保持温度均速率并保持温度均匀，但匀，但这样会会导致食品外致食品外观破坏破坏n至今仍缺乏相至今仍缺乏相应的能包装含大的能包装含大块物料的流体的罐装物料的流体的罐装和容器和容器n如果如果设备是管式的，无法是管式的，无法进行保温。行保温。UHT操作能很好地用于液态和带小颗粒的流体食品，但对于含大块76nUHT设备特点：特点：n在在132以上操作以上操作n热交交换面面积大大n利用利用泵压力以抵抗力以抵抗热交交换器中的高器中的高压n热交交换表面需要不断清表面需要不断清洁以保以保证高的高的热交交换速率，速率，以免表面以免表面结焦焦nUHT设备分分类n直接系直接系统（蒸汽（蒸汽喷射和蒸汽灌注）射和蒸汽灌注）n非直接系非直接系统（板式（板式热交交换器、管式器、管式热交交换器和刮板器和刮板式式热交交换器）器）n其他系其他系统（微波、介（微波、介电等）等）UHT设备特点：77n直接系直接系统的的优点点n是最快的加是最快的加热和冷却方法之一，适合于和冷却方法之一，适合于热敏性物料敏性物料n可以去除可以去除风味物味物质n缺点缺点:只适合于低黏度物料；操作相只适合于低黏度物料；操作相对较难控制；能量控制；能量回收低于回收低于50%，而，而间接系接系统可以高达可以高达90%；灵活性差；灵活性差直接系统的优点78n间接系接系统间接系统79低黏度的液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、低黏度的液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、液态鸡蛋等）液态鸡蛋等）可处理带纤维颗粒的食品可处理带纤维颗粒的食品高粘度产品高粘度产品带颗粒的产品带颗粒的产品低黏度的液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、液态鸡蛋等）可处理带80第三章食品的热处理和杀菌课件81五、超高五、超高压杀菌菌n食品超高压杀菌技术，就是将食品密封于超高压食品超高压杀菌技术，就是将食品密封于超高压容器中容器中(常以水或其它流体介质作为传递压力的媒常以水或其它流体介质作为传递压力的媒介物介物)在在100MPa1000MPa压力下作用一段时间后压力下作用一段时间后使之达到灭菌要求使之达到灭菌要求。n超高压杀菌技术拥有一些热处理技术不具备的优超高压杀菌技术拥有一些热处理技术不具备的优点点:超高压处理可以在保持食品原有风味条件下杀超高压处理可以在保持食品原有风味条件下杀菌，这种食品可再经简单加热后食用，从而扩大菌，这种食品可再经简单加热后食用，从而扩大食品的用途；压力处理可以同热处理组合进行，食品的用途；压力处理可以同热处理组合进行，使食品处理过程多样化，能开发出各种未来新食使食品处理过程多样化，能开发出各种未来新食品及其处理工艺。品及其处理工艺。五、超高压杀菌食品超高压杀菌技术，就是将食品密封于超高压容器82n超高超高压杀菌的菌的基本原理基本原理就是就是压力力对微生物的致死作用，超微生物的致死作用，超高高压导致微生物的形致微生物的形态结构、生物化学反构、生物化学反应、基因机制以、基因机制以及及细胞壁膜胞壁膜发生多方面的生多方面的变化，从而影响微生物原有的生化，从而影响微生物原有的生理活理活动机能，甚至使微生物原有功能破坏或机能，甚至使微生物原有功能破坏或发生不可逆生不可逆变化。化。超高压杀菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，超高压导致微83存在的存在的问题n灭菌原理、菌原理、灭菌菌动力学的研究力学的研究n不能在短不能在短时间内内实现压力的力的骤升升骤降，降，处理耗理耗时长n处理量小，理量小，设备维护困困难n真正商真正商业化化还有一定的困有一定的困难存在的问题灭菌原理、灭菌动力学的研究84六、六、辐射射杀菌菌n辐射射灭菌是利用菌是利用电磁磁辐射射产生的生的电磁波磁波杀死大多数物死大多数物质上上的微生物的一种有效方法。的微生物的一种有效方法。n用于用于灭菌的菌的电磁波有磁波有微波、紫外微波、紫外线（UV）、）、X射射线和和射射线等等。它。它们都能通都能通过特定的方式控制微生物生特定的方式控制微生物生长或或杀死微死微生物。例如生物。例如微波可以通微波可以通过热产生生杀死微生物的作用；紫外死微生物的作用；紫外线使使DNA分子中相分子中相邻的的嘧啶形成形成嘧啶二聚体，抑制二聚体，抑制DNA复制与复制与转录等功能，等功能，杀死微生物；死微生物；X射射线和和射射线能使其能使其它物它物质氧化或氧化或产生自由基（生自由基（OHH）再作用于生物分子，）再作用于生物分子，或者直接作用于生物分子，打断或者直接作用于生物分子，打断氢键、使双、使双键氧化、破坏氧化、破坏环状状结构或使某些分子聚合等方式，破坏和改构或使某些分子聚合等方式，破坏和改变生物大分生物大分子的子的结构，从而抑制或构，从而抑制或杀死微生物。死微生物。六、辐射杀菌辐射灭菌是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质85n实行行辐射射灭菌的装置包括微波炉、紫外光灯、阴菌的装置包括微波炉、紫外光灯、阴极射极射线管、管、X射射线发生器、放射性核素等。商生器、放射性核素等。商业上上用于大量物品用于大量物品灭菌使用的放射性源是菌使用的放射性源是钴-60和和铯-137，它，它们发射出射出射射线，相，相对而言比而言比较廉价。廉价。六、六、辐射射杀菌菌实行辐射灭菌的装置包括微波炉、紫外光灯、阴极射线管、X射线发86n特点特点六、六、辐射射杀菌菌特点六、辐射杀菌87六、六、辐射射杀菌菌n特点特点六、辐射杀菌特点88六、六、辐射射杀菌菌六、辐射杀菌89第三章食品的热处理和杀菌课件90七、超声波七、超声波灭菌菌n超声波是指超声波是指频率大于率大于20KHz的身波，其的身波，其频率高、波率高、波长短，除了具有方短，除了具有方向性好、功率大、穿透力向性好、功率大、穿透力强等特点之外，等特点之外，还能引起空化作用和一系列能引起空化作用和一系列特殊效特殊效应，如机械效，如机械效应、热效效应、化学效、化学效应等。等。n其具有的其具有的杀菌效力主要是由其菌效力主要是由其产生的空化效生的空化效应所引起的所引起的。七、超声波灭菌超声波是指频率大于20KHz的身波，其频率高、91小小结n1、热处理理过程中微生物种程中微生物种类和数量的不同直接和数量的不同直接影响影响杀菌效果。菌效果。n2、影响微生物耐、影响微生物耐热性的因素主要包括三个方面：性的因素主要包括三个方面：污染微生物的种染微生物的种类和数量，和数量，热处理的温度以及理的温度以及罐内食品成分。掌握相关内容及机理。罐内食品成分。掌握相关内容及机理。n3、从不同的角度、从不同的角度对热杀菌食品的菌食品的pH值进行分行分类。小结1、热处理过程中微生物种类和数量的不同直接影响杀菌效果。92作作业n1、影响微生物耐、影响微生物耐热性的因素有哪些？性的因素有哪些？n2、FO、D、Z值、UHT的定的定义？n3、热烫的作用？的作用？n3、超高、超高压杀菌的定菌的定义、特点及原理？、特点及原理？n4、辐射射杀菌常用的两种放射源。菌常用的两种放射源。n5、一罐一罐头食品食品净重重390 g，每克含，每克含 Z=10、D1152.8的芽的芽孢15个。如果要求成品腐个。如果要求成品腐败率不大于率不大于0.01，求，求F0，F115和和D121值。n6、以油浸、以油浸鱼罐罐头为例，分析食品成分例，分析食品成分对微生物耐微生物耐热性的影响。性的影响。作业1、影响微生物耐热性的因素有哪些？93