1、巴氏杀菌和UHT相关知识培训有关杀菌的基本概念（1）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线微生物及其芽孢的热处理死亡数是按指数递减或按对数循环下降的。若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值，以横坐标为热处理时间，克得到一直线热力致死速率曲线或活菌残存数曲线10100100010000012345加热时间（分）每毫升芽孢数图3-4 热力致死速率曲线DDDDDD（2）D值图3-4表明，直线横过一个对数循环时所需要的时间（分钟）就是D值（Decimal reduction time）。也就是直线斜率的倒数。直线斜率实际反映了细菌的死亡速率。D值的定义就是在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件
2、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。D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。因此D值大小和细菌耐热性的强度成正比。注意：D值不受原始菌数影响值不受原始菌数影响 D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处的环境和其它因素而异。表表3-5 瞬间加热和冷却条件下单位时间为瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时的细菌死亡速率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0D1041D1032D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4 从表3-5可以看出，从5D以后，为负指数，也就是说有1/101/10000活菌残存下来的可能。
3、细菌和芽孢按分数出现并不显示，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10100，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。D值可以根据图3-4中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。当然也可以根据直线方程式求得，因为它为直线斜率的倒数，即：D=t/log a log b 例：100热处理时，原始菌数为1104，热处理3分钟后残存的活菌数是1101，求该菌D值。3D=1.00 log1.0 104 log1.010即
4、D 100 或D110=1.00（3）热力致死时间曲线（）热力致死时间曲线（TDT曲线）曲线）Thermal Death Time：热力温度保持恒定不变，将处于一定条件下的悬浮液或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。110100100095100 105 110 115 120 125杀菌温度()杀菌加热时间(分钟)图图3-5热力致死时间曲线热力致死时间曲线Z 细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示了不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性。与热力致死速率曲线一样，若以热处理温度为横坐标，以热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线，即热力。表明热力致死规律同样按指数递
5、降进行。Z值的概念：直线横过一个对数循环所需值的概念：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（要改变的温度数（）。）。换句话说：Z值为热力致死时间按照1/10，或10倍变化时相应的加热温度变化（）。Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。通常用通常用121（国外用（国外用250F或或121.1）作为标准温度，该温度下的热力致死时间用作为标准温度，该温度下的热力致死时间用符号符号F来表示，并称为来表示，并称为F值。值。F值的定义就是在值的定义就是在121.1温度条件下杀死温度条件下杀死一定浓度一定浓度的细菌所需要的时间的细菌所需要的时间F值与原值与原始菌数是相关的。始菌数是相关的。Log t
6、1/t1 =T2-T1/Z若若T2=121.1，则，则t2=F（4）热力指数递减时间（）热力指数递减时间（TRT）为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念进一步扩大，提出了热力指数递减时间（TRT）概念。TRT定义就是在任何特定热力致死温度条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度如 10-n（即原来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间（分钟）。TRTn=nD 即曲线横过n个对数循环时所需要的热处理时间。TRTn值与D值一样不受原始菌数的影响。TRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。如121温度杀菌时TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后罐内致死率为D值的主要杀菌对象
7、芽孢数将降低到10-12。（5）仿热力致死时间曲线）仿热力致死时间曲线 纵坐标为D对数值，横坐标为加热温度，加热温度与其对应的D对数值呈直线关系。110100100095100 105 110 115 120 125加热温度()D值(分 钟)Z图图 仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线 t1 T2-T1Log =若若T2=121.1，则，则t2=F t2 Z假定T1温度下的D值已知，则，t1=nD则D、F、Z值之间的关系可以通过下式转换。nD 121-T FLog =或或 D=10（121-T）/Z F Z n 这样，已知这样，已知T温度下的温度下的D值，值，Z值，再针对值，再针对罐头产品需要
8、确定罐头产品需要确定n值后，就可计算得到值后，就可计算得到相应的相应的F值。值。n值并非固定不变，要根据工厂和食品的值并非固定不变，要根据工厂和食品的原始菌数或着污染菌的重要程度而定。原始菌数或着污染菌的重要程度而定。比如在美国，对肉毒杆菌，要求比如在美国，对肉毒杆菌，要求n=12，对生芽梭状芽孢杆菌对生芽梭状芽孢杆菌，n=5。一、巴氏杀菌的目的：1、杀死引起人类疾病的所有微生物（即杀死所有致病菌）。如：伤寒菌、大肠菌属、结核杆菌。2、延长储存时间（当牛乳到达乳品厂后尽快进行热处理。巴氏杀菌的强度：温度和热处理决定了巴氏杀菌的强度。10 S1min2 min5 min10 min大肠菌属斑镇疹
9、伤寒菌结核杆菌耐热微球菌60657075808590二、巴氏杀菌的方法v从杀死微生物的观点来看，牛乳的热处理强度越强越好。但牛乳中的蛋白在高温下变性，首先出现“蒸煮味”，然后焦糊。v1、初次杀菌：6065，保温15秒（未达到巴氏杀菌的程度。v2、低温长时间巴氏杀菌（LTLTZ）：63，保温30分钟（间歇式巴氏杀菌）。v3、高温短时巴氏杀菌（HTST）：7275，保温1520S。v4、超巴氏杀菌（Ultra pasteurisation)：125138，保温24秒。三、热交换方式及热交换v加热水：蒸汽直接喷射入水中。v加热产品：通过热交换器交换热量。v热交换器v 1、板式换热器v 2、列管式换热
10、器 注：如果两种液体以相反方向流过热交换器，它们之间的温差能得到最充分得利用。四、巴氏杀菌产品:是指可供消费者直接食用的、用牛奶油和稀奶制成的液态产品。这类产品包括全脂奶、脱脂奶、标准化奶和各种类型稀奶油。标准化的目的是保证牛乳含有规定的脂肪含量 1、一旦包装，产品必须防止光线日光和自然光线照射。光线对于许多营养物质是有害的，它也可影响口味。表8.2暴露在光照度为1500 勒克司时风味及维生素的损失纸装 瓶装风味 维生素 维生素 小时 风味 维生素 维生素 C B2 C B2 -1%2 -10%-10%-1.5%3 很小 -15%-15%-2%4 显著 -20%-18%-2.5%5 强烈 -2
11、5%-20%-2.8%6 强烈 -28%-25%-3%8 强烈 -30%-30%没损失-3.8%没损失 12 强烈 -38%-35%2、阳光味起源于乳中的蛋白质，暴露在阳光下易降解氨基酸中蛋氨酸生成甲巯基丙醛。抗坏血酸（维生素C）和核黄素（维生素B2）在此过程中起着重要作用，同时有氧存在。甲巯基丙醛具有典型的味道，一些人称之为纸板味，另些人称之为金刚砂味。这种风味在均质后灭菌乳中不会产生，可能因为维生素C 加热后降解，乳清蛋白S-H 化合物发生了化学变化。3、巴氏杀菌乳的保质期基本上并且一直是由原乳的质量决定的，当然最佳的技术及卫生等生产条件是非常重要的，此外还有工厂的正确管理。在良好的技术和
12、卫生条件下，由高质量原料所生产的巴氏杀菌乳在未打开包装状态下，5-7条件贮存，保质期一般应该到8-10 天。4、如果原料乳被微生物所污染，会极大地缩短其保质期，这些微生物有能产生诸如耐热酶（蛋白酶和解酯酶）的假单胞菌属，和/或者以芽胞状态存在的、经巴氏杀菌仍存活的耐热芽胞，经巴氏杀菌仍存活的耐热芽胞，如蜡状芽胞杆菌(B.cereus)和枯草芽胞杆菌。5、为了改善巴氏杀菌乳的细菌学状况，从而保证、甚至延长巴氏杀菌乳的保质期。巴氏杀菌生产设备可补充一台离心除菌机或微滤装置。图.8.2 带有微滤装置的牛牛乳加工工艺图1 平衡罐2 巴氏杀菌机3 分离机4 标准化单元5 板式换热器6 微滤单元7 均质机
13、1234567使用孔径为1.4 m 或更小的微滤膜可以有效地减少细菌和芽胞达99.5-99.99%。一、原材料质量 需要高温处理的牛乳质量必须非常好。尤其重要的是牛乳中的蛋白质在热处理中不能失去稳定性。蛋白质的热稳定性可以通过酒精实验来进行快速鉴定。把牛乳样品和等容积的乙醇溶液混合，在一定的醇浓度下，蛋白质会变性，其表现为牛乳出现絮凝。乙醇的浓度越高，而对应牛乳没有发生絮凝，说明牛乳的稳定性越好。如果牛乳在酒精浓度为75%时仍保持稳定，则通常可以避免在生产和货架期期间出现问题。酒精实验是一个典型的方法，可以用其拒收所有不适宜于UHT处理的牛乳，因为：由于牛乳中产酸类细菌数过高，牛乳已酸败。牛乳
14、盐平衡不正常。乳含有太多血浆蛋白典型的初乳。超高温灭菌乳2、质量不良的原乳会给生产加工条件和最终产品质量带来负面影响。酸败的牛乳热稳定性极差，会导致加工问题和沉淀，比如焦糊在加热表面并导致生产时间缩短、清洗困难以及在贮存中蛋白质沉淀到包装的底部。3、在低温下长期时间贮存的牛乳可能会含有过高数量的嗜冷菌。嗜冷菌会产生一些经灭菌处理也不会失活的耐热酶类。在产品贮存期间，这些酶类引起产品滋味改变如酸辣味、苦味或甚至于产生凝胶化问题（老化凝胶或甜凝块）。4、牛乳必须具有很高的细菌学质量，这不仅仅涉及到细菌总数，甚至更重要的，要涉及哪些能够影响灭菌率的芽孢形成菌的芽孢数。二、灭菌效率1、当微生物和/或细
15、菌芽孢处于热处理或其他任何灭菌/消毒的条件下，并非所有微生物都会被立即杀灭，而是在一定的时间段内，一定比例的微生物被杀死，而一部分则残存下来。如果将残存下来的微生物再次置于同样处理条件并经历相同时间，与上次处理相同比例的微生物将被杀死，以此类推。换言之，在一定的灭菌或消毒剂的处理下，微生物总是按一定的比例被杀死，只不过，比例或大或小而已。2、每一次进行的灭菌加工都有一个特定的灭菌效率。在每次加热灭菌加工中，灭菌效率皆取决于应用的时间和温度条件：温度越高，时间越长，加工效率越显著即灭菌效率越高。3、显然，灭菌效率决定于：时间/温度组合；实验用芽孢的抗热性，抗热性又受所使用的杆菌菌株及其主成芽孢的
16、方式的影响；热处理所针对的产品。4、细菌芽孢的致死效果由约115起始并随着温度的上升而快速上升。细菌可以分为两大类群：1 仅以营养细胞形式存在（易于被加热或其他方式致死）。2 以营养细胞及芽孢形式存在，如芽孢生成菌。这些细菌以营养细胞形式存在时易于被杀死，而以芽孢状态存在时则很难被消灭。细菌细菌芽孢非芽孢形成菌营养细胞抗热蒴 热敏感 通常，将被灭菌的产品中含有的是营养细胞的细菌和芽孢的混合菌丛，如图9.1 所示。但是，混合菌丛中的细菌营养体和芽孢之间的相关性很低。含有很低细菌总数的产品中可能含有很高的芽孢数，或者也可能相反。因此，食品中的测定的细菌总数不能做为芽孢数估测的依据。三、商业无菌 U
17、HT 处理的产品也经常被说成是“商业无菌”的。商业无菌的含义是在一般贮存条件下，产品中不存在能够生长的微生物。1、在高温处理下的化学和微生物变化当牛乳长时间处于高温下时，会形成一些化学反应产物，导致牛乳变色（褐变），并伴随产生蒸煮味和焦糖味，最终出现大量的沉淀。而在高温短时热处理中，牛乳的这些缺陷就可以在很大程度上得以避免。因此，选择正确的温度/时间组合使芽孢的失活达到满意的程度而乳中的化学变化保持在最低水平是非常重要的。罐内灭菌区域热处理时间，90%耐热脂肪酶失活无变色90%耐热蛋白酶失活嗜温芽孢30耐热芽孢55UHT区AB四、长期保存鲜奶的生产长期保存鲜奶的生产的生产有两种方法：A 灌装后
18、灭菌，产品和包装（罐）一起被加热到约116，保持20min，环境温度贮存。B 超高温（UHT）处理，产品被加热到35150，保持415s，随后将乳进行无菌灌装，包装保护产品不接触光线和空气中的氧。在环境温度下贮存。常见的UHT 产品 新鲜及再制液体奶 浓缩乳 稀奶油 风味乳饮料 发酵乳制品(酸奶，酪乳等）乳清饮料 冰淇淋混合料 甜食（蛋奶沙司和布丁）蛋白饮料 豆乳饮料 婴儿食品 果蔬汁 饮料，如茶、咖啡 以植物油脂为基料料的顶端料（加蛋糕）和奶油 汤类 沙司 果菜泥类 佐料类 营养液类管式热交换器和蒸汽注射器为基础的直接UHT 设备五、包装包装的主要和基本功能是：使食品分送更有效保持产品卫生保
19、护营养和风味降低食品腐败和浪费增加食品可用性传播产品信息 早在20 世纪初就采用了玻璃瓶装牛乳，作为包装，玻璃瓶具有许多缺点：较重、易碎、重新使用之前必须清洗并给乳品厂带来一系列问题。自1960 年以来，其它包装已经进入牛奶市场，主要是纸杯包装，也有塑料瓶装和塑料袋装。一个牛乳的纸盒包装通常由纸板和塑料（聚乙烯）组成。纸板由木头制成，是一个可再生的资源，纸板使得包装具有一定的韧性，能阻挡机械应力，纸板在某种成程上也可以作为隔光层。在纸板两面贴有较薄的食品级的聚乙烯，这样使得纸盒具有防渗漏功能。当产品从仓库中取出时，外面的塑料膜也可以使纸盒免于受到冷凝的影响。由于聚乙烯很纯净，当焚烧时或填埋在垃圾场时，它对环境产生的影响最小。对于不需冷藏而且具有较长保质期并且非常敏感的产品，加入一薄层的铝箔在聚乙烯塑料层之间，铝箔几乎完全保护产品免于光线和大气中氧的影响。
