1、n第一节第一节 热处理原理热处理原理n第二节第二节 热处理技术热处理技术n第三节第三节 热处理与产品质量热处理与产品质量 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常用的热处理过程及其效果p 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
2、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
3、食品原料迅速以热水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。其目的主要为或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。抑制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。n 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
4、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，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能够较长时间保存的食品称为罐藏食品，俗称罐头。下能够较长时间保存的食品称为罐藏食品，俗称罐头。第一节第一节 热处理原理热处理原理n一、微生物的耐热性一、微生物的耐热性n二、食品的传热二、食品的传热n三、杀菌强度的计算及确定程序三、杀菌强度的计算及确定程序一、微生物的耐热性一、微生物的耐热性n（一）影响微生物耐热性的因素（一）影响微生物耐热性的因素n（二）热杀菌食品的（二）热杀菌食品的p
5、H分类分类n（三）微生物耐热性参数（三）微生物耐热性参数n（四）超高温杀菌与酶的耐热性（四）超高温杀菌与酶的耐热性（一）影响微生物耐热性的因素（一）影响微生物耐热性的因素v1、污染微生物的种类和数量、污染微生物的种类和数量v2、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1、污染微生物的种类和数量n（1）种类：）种类：z菌种不同耐热程度不同；菌种不同耐热程度不同；z不同生长状态（生长时期，芽孢）；不同生长状态（生长时期，芽孢）；z嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱；菌芽孢最弱；z热处理后的残存芽孢经培养繁殖，新生
6、芽孢的耐热处理后的残存芽孢经培养繁殖，新生芽孢的耐热性较原来强。热性较原来强。1、污染微生物的种类和数量、污染微生物的种类和数量 细菌芽孢的耐热性（106芽孢/5 ml，肉羹培养基中）致死时间（min）细菌种类100125枯草杆菌12030马铃薯杆菌11025肉毒杆菌 A30012肉毒杆菌 B15012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u（2）污染量）污染量u同一菌种单个细胞的耐热性基本一致，但微生物同一菌种单个细胞的耐热性基本一致，但微生物菌群的耐热性与一定容积中存在的微生物数量有菌群的耐热性与一定容积中
7、存在的微生物数量有关，关，数量越大，全部杀死所需时间越长数量越大，全部杀死所需时间越长，微生物，微生物菌群所表现的耐热性越强。菌群所表现的耐热性越强。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、污染微生物的种类和数量2、热处理温度、热处理温度n 在微生物在微生物生长温度以上生长温度以上的温度就可以导致微生物的死亡。的温度就可以导致微生物的死亡。n 对于一定种类、一定数量的微生物，选择了某一温度后，对于一定种类、一定数量的微生物，选择了某一
8、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维持的时间这个温度下维持的时间。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3、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 蛋白质蛋白质 盐盐 植物杀菌素植物杀菌素（1）pH值值n 微生物在微生物在中性时的耐热性最强中性时的耐热性最强，pH偏离中性的程偏离中性的程度越大，微生物耐热性越低，在相同条件下的死度越大，微生物耐热性越低，在相同条件下的死亡率越大。亡率越大。n eg.如一好气菌芽
9、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。肉毒杆菌芽孢在不同肉毒杆菌芽孢在不同pH下的致死时下的致死时间间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（2）脂肪）脂肪n 脂肪能增强微生物的耐热性。脂肪能增强微生物的耐热性。n 机理：机理：脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接触，形成的凝脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接触，形成的凝结薄膜层妨碍了水分的
10、渗入，使蛋白质凝固困难；结薄膜层妨碍了水分的渗入，使蛋白质凝固困难；脂肪脂肪是热的不良导体，阻碍了热的传入。是热的不良导体，阻碍了热的传入。脂肪有修复受损细脂肪有修复受损细胞的作用。胞的作用。n eg.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。（3）糖）糖n 糖浓度很低时，对微生物耐热性影响较小；糖浓度很低时，对微生物耐热性影响较小；糖糖的浓度越高，的浓度越高，越能越能增强微生物的耐热性增强微生物的耐热性。n 机理：机理：糖吸收了微生物细胞中的水分，导
11、致细胞内原生质糖吸收了微生物细胞中的水分，导致细胞内原生质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生物耐热性。脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生物耐热性。n eg.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。（4）蛋白质）蛋白质n 蛋白质含量在蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用；含量到左右时，对微生物有保护作用；含量到15%以上以上时，对耐热性没有影响。时，对耐热性没有影响。n egeg：将某种芽孢分别放在含有：
12、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。（5）盐类）盐类n 低浓度食盐（低浓度食盐（4%）时，食盐对微生物的抵抗力有削弱作用。时，食盐对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
13、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。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（6）植物杀菌素）植物杀菌素（6）植物杀菌素）植物杀菌素n 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某些植物中含
14、有的能抑制微生物生长或杀死微生物的成分。长或杀死微生物的成分。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 植物杀菌素的存在会削弱微生物的耐热性，并可植物杀菌素的存在会削弱微生物的耐热性，并可降低原始菌量。降低原始菌量。（二）热杀菌食品的（二）热杀菌食品的pH分类分类n 较高的酸度可以抑制乃至杀死许多种类的嗜热菌较高的酸度可以抑制乃至杀死许多种类的嗜热菌或嗜温微生物（或嗜温微生物（耐热不耐酸耐热不耐酸）。）。n 在较酸的环境中还能存活或生长的微生物往往不在较酸的环境
15、中还能存活或生长的微生物往往不耐热（耐热（耐酸不耐热耐酸不耐热）。）。n 因此，对不同因此，对不同pH值的食品物料采用不同强度的热值的食品物料采用不同强度的热杀菌处理。杀菌处理。（二）热杀菌食品的（二）热杀菌食品的pH分类分类n 按按pH的分类法的分类法1、四类分法：、四类分法：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）。）。2、三类分法：、三类分法：高酸性（高酸性（pH4.0），酸性），酸性（pH4.04.6），低酸性（），低酸性（pH4.6）。）。3、从食品安全和人类健康的角度从食品安全和人类健康
16、的角度：酸性（酸性（pH4.6），），低酸性（低酸性（pH4.6）。（。（根据肉毒梭状芽孢杆菌的生长根据肉毒梭状芽孢杆菌的生长习性来决定习性来决定）肉毒梭状芽孢杆菌肉毒梭状芽孢杆菌特点：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。n 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。肉毒梭状芽孢杆菌肉毒梭状芽孢杆菌n嗜温厌氧性
17、细菌。嗜温厌氧性细菌。n类型：类型：A、B、C、D、E、F、G七种。七种。n不产毒：不产毒：C、D、G。n罐藏食品易染菌：罐藏食品易染菌：A、B、E。npH4.8时就不会生长，时就不会生长，pH4.6时其芽孢受到强时其芽孢受到强烈的抑制烈的抑制。n产毒时的一个代谢特点是产气产毒时的一个代谢特点是产气。（三）微生物耐热性参数（三）微生物耐热性参数n 常用下列一些数学曲线与数值来表示微生物与常用下列一些数学曲线与数值来表示微生物与热杀菌有关的耐热特性：热杀菌有关的耐热特性：1、热力致死温度、热力致死温度 2、热力致死时间曲线（、热力致死时间曲线（TDT）3、F0值值 4、Z值值 5、热力致死速率曲
18、线、热力致死速率曲线 6、D值值 7、F0=nD1、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杀死部杀死所需要的所需要的最低温度最低温度。Z最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在作定量处理时已不使用。作定量处理时已不使用。2、热力致死时间曲线、热力致死时间曲线n TDT（thermal death time curve）曲线）曲线 n 表示：在一定环境中一定数量的某种微生物恰表示：在一定环境中一定数量的某种微生物恰好全部杀灭所采用的好全部杀灭所采用的杀菌温度杀菌温度和和时间时间的组合。的组合。n 表
19、示：微生物的热力致死时间随热杀菌温度的表示：微生物的热力致死时间随热杀菌温度的变化规律。变化规律。2、热力致死时间曲线、热力致死时间曲线取曲线上任意两点1（t1，T1）,2（t2，T2）lg t2-lg t1=k(T2-T1)lg t1-lg t2=-k(T2-T1)令 Z=-1/k 则得到热力致死时间曲线方程：ZTTtt1221lg 2、热力致死时间曲线、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。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时间组合的杀菌强度：杀菌强度：ZTTtt
20、12121lg 3、F0值值单位为单位为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，可将各种的因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀菌杀菌温度温度时间时间组合换算成组合换算成121.1时的杀菌时的杀菌时间，从而可以方便地加以比较。时间，从而可以方便地加以比较。ZTtF1.121lg10 4、Z值值 当当 lg（t1/t2）=1 时，时，Z=T2-T1 因此，因此，Z值是热力致死时间变化值是热力致死时间变化10倍所需倍所需要相应改变的温度数，单位为要相应改变的温度数，单位为。Z值与微生物的种类有关、与环境因素有值与微生物的种类
21、有关、与环境因素有关。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，一般说明微生物的耐热性越强。值越大，一般说明微生物的耐热性越强。5、热力致死速率曲线、热力致死速率曲线n“全部杀灭全部杀灭”的表达不科学。的表达不科学。n 微生物非同时，而是逐步死亡微生物非同时，而是逐步死亡。n 热力致死速率曲线以加热（恒温）时间为横坐标，以微热力致死速率曲线以加热（恒温）时间为横坐标，以微生物数量（的对数值）为纵坐标。生物数量（的对数值）为纵坐标。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
22、特定的菌在特定的条件下和特定的温度下，其残留活菌总数随杀菌时间的延续所发生的变化。其残留活菌总数随杀菌时间的延续所发生的变化。热力致死速率曲线与D值5、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：lg b lg a=k（t 0）t=-1/k（lg a lg b）令 1/k=D，则：t=D（lg alg b）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。6、D值值z令令 b=a 10b=a 10-1-1，则，则 D=tD=tzD D 值：值：表示在特定的环境中和特定的温度下杀灭表示在特定的环境中和特定的温度下杀灭90%90%特定
23、的微生物所需要的时间。特定的微生物所需要的时间。z单位：单位：minmin z影响：影响：D D值与菌种有关、与环境条件有关、与杀菌值与菌种有关、与环境条件有关、与杀菌温度有关。温度有关。z表示：表示：D D值越大，表示微生物的耐热性越强。值越大，表示微生物的耐热性越强。部分食品中常见腐败菌的部分食品中常见腐败菌的D值值 部分食品中常见腐败菌的D值 腐败菌腐败特征耐热性嗜热脂肪芽孢杆菌平盖酸败D121=4.0-5.0 min嗜热解糖梭状芽孢杆菌产酸产气D121=3.0-4.0 min嗜热菌 致黑梭状芽孢杆菌致黑硫臭D121=2.0-3.0 min肉毒杆菌A、B产酸产气产毒D121=6-12 s
24、ec生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697)产酸产气D121=6-40 sec低酸性食品嗜温菌凝结芽孢杆菌平盖酸败D121=1-4 sec巴氏固氮梭状芽孢杆菌产酸产气D100=6-30 sec酪酸梭状芽孢杆菌产酸产气D100=6-30 sec酸性食品嗜温菌多粘芽孢杆菌产酸产气D100=6-30 sec7、F0=nDn TDT值（或值（或F0值）建立在值）建立在“彻底杀灭彻底杀灭”的概念基的概念基础上。础上。n 微生物的数量变化时，需重新考虑杀菌终点的确微生物的数量变化时，需重新考虑杀菌终点的确定问题。定问题。7、F0=nDn 设将菌数降低到设将菌数降低到 b=a10-n 为杀菌目标。采用某为杀菌目
25、标。采用某一个杀菌温度一个杀菌温度T，根据热力致死速率曲线方程，根据热力致死速率曲线方程，所需理论杀菌时间：所需理论杀菌时间：tT=DT lg a lg（a 10-n）即即 tT=n DT n 在实际的杀菌操作中，若在实际的杀菌操作中，若n足够大，则残存菌数足够大，则残存菌数b就足够小，达到某种可接受的安全就足够小，达到某种可接受的安全“杀菌程杀菌程度度”，就可以认为达到了，就可以认为达到了杀菌的目标杀菌的目标(商业灭菌商业灭菌).7、F0=nDn 若杀菌目标固定（若杀菌目标固定（即即n固定固定），杀菌温度与所需），杀菌温度与所需时间之间的关系同样符合时间之间的关系同样符合TDT曲线方程。在曲
26、线方程。在TDT曲线上，将温度为曲线上，将温度为121.1时所需的杀菌时间记为时所需的杀菌时间记为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，需根据实际原始菌因素却与菌数有关，需根据实际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。值。7、F0=nDn 对于对于低酸性食品低酸性食品，因必须尽可能避免，因必须尽可能避免肉毒杆菌肉毒杆菌对对消费者的危害，取消费者的危害，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
27、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。F0=n D的意义的意义n 用用适当的残存率值适当的残存率值代替过去代替过去“彻底杀灭彻底杀灭”的概念，的概念，这使得杀菌终点（或程度）的选择更科学、更方这使得杀菌终点（或程度）的选择更科学、更方便，同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。便，同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。n 通过通过F0=n D，还将热力致死速率曲线和热力致，还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起，建立起了死时间曲线联系在一起，建立起了D值、值、Z值和值和F0值之间的联系值之间的联系。F0=n D的意义的意
28、义t=D（lga-lgb）ZTTtt1221lg F0=nD ZTTDD1221lg 例3.1 n 在某杀菌条件下，在在某杀菌条件下，在121.1用用1 min恰好将菌全部杀灭；现改用恰好将菌全部杀灭；现改用110、10 min处理，处理，问能否达到原定的杀菌目标？问能否达到原定的杀菌目标？设设Z=10。例3.1解 n 已知：T1=110，t1=10 min，T2=121.1，t2=1 min，Z=10。n 利用TDT曲线方程，将110、10 min转化成121.1下的时间t2，则 n t2=110 0.78 min t2 n 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
29、，得 n t1=12.88 min121.111010例3.2 n 某产品净重454 g，含有D121.1=0.6 min、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解 n（1）F0=D（lg a lg b）n =0.6(lg 454*12 lg 0.001)=4.042 min n F110=F0 lg-1(121.1 110)/10=52.1 min n（2）F0=0.6(lg a lg 0.01)=4.042 min
30、 n lg a=lg 0.01+4.042/0.6 n a=54480，即芽孢含量为120个/g。n 此时，F0=D(lg a lg b)n =0.6(lg 54480 lg 0.001)=4.642 min n F110=4.642 lg-1(121.1 110)/10=59.8 min（四）超高温杀菌与酶的耐热性（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。酶也是引起食品品质变化的重要因素。绝大多数酶在绝大多数酶在80以上即被钝化，只有部分酶比以上即被钝化，只有部分酶比较耐热（过氧化物酶）。较耐热（过氧化物酶）。采用采用121 以上高温杀菌时，会出现杀菌强度足以上高温杀菌时
31、，会出现杀菌强度足够但酶没有被钝化的现象。够但酶没有被钝化的现象。高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也存在酶钝高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也存在酶钝化不完全的现象。化不完全的现象。二、食品的传热二、食品的传热传热方式传热方式n热的传递方式：热的传递方式：传导、对流、辐射传导、对流、辐射。传导：传导：热能在相邻分子之间的传递。热能在相邻分子之间的传递。对流：对流：受热成分因密度下降而产生上升运受热成分因密度下降而产生上升运动，热能在运动过程中被传递给相邻成分。动，热能在运动过程中被传递给相邻成分。对于罐藏食品而言，不存在辐射传热。对于罐藏食品而言，不存在辐射传热。第二节第二节 热处理技术热处理
32、技术n 一、商业杀菌一、商业杀菌n 二、巴氏杀菌二、巴氏杀菌n 三、热烫三、热烫n 四、超高温瞬时灭菌四、超高温瞬时灭菌n 五、超高压灭菌五、超高压灭菌n 六、辐射杀菌六、辐射杀菌n 七、超声波杀菌七、超声波杀菌一、商业杀菌一、商业杀菌n 经过商业杀菌的产品俗称经过商业杀菌的产品俗称“罐头罐头”，用罐头这种形，用罐头这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）达到自然温度下长期存放的一种保藏方法。）达到自然温度下长期存放的一种保藏方法。n 在罐头生产企业，将罐藏容器称为在罐头生产企业，
33、将罐藏容器称为空罐空罐，装填了内，装填了内容物的罐头称为容物的罐头称为实罐实罐，相应的生产车间分别为，相应的生产车间分别为空罐空罐车间车间和和实罐车间实罐车间。二、巴氏杀菌二、巴氏杀菌n 1、概述、概述n 发展发展n 巴氏杀菌是利用低于巴氏杀菌是利用低于100的热力杀灭微生物的的热力杀灭微生物的消毒方法，由德国微生物学家巴斯德消毒方法，由德国微生物学家巴斯德(Louis Pasteur)于于1863年发明，至今国内外仍广泛应用年发明，至今国内外仍广泛应用于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。二、巴氏杀菌二、巴氏杀菌n巴氏杀菌的目的：巴氏杀菌的目的：钝化可能造成产品
34、变质的酶类物质，以延钝化可能造成产品变质的酶类物质，以延长冷藏产品的货架期。长冷藏产品的货架期。杀灭食品物料中可能存在的致病菌营养细杀灭食品物料中可能存在的致病菌营养细胞，以保护消费者的健康不受危害。胞，以保护消费者的健康不受危害。n 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。巴氏杀菌的特点巴氏杀菌的特点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
35、有效成份，且方法简单。（T85）（一）巴氏杀菌处理系统（一）巴氏杀菌处理系统n 1、间歇式巴氏杀菌系统、间歇式巴氏杀菌系统n 又称之为间歇式巴氏杀菌，在特定的温度下保持又称之为间歇式巴氏杀菌，在特定的温度下保持一定时间。一定时间。n 特点：相对便宜，处理量因容器的大小而异；其特点：相对便宜，处理量因容器的大小而异；其主要缺点是效率较低。主要缺点是效率较低。2、连续式巴氏杀菌系统、连续式巴氏杀菌系统n 最常用连续式高温短时（最常用连续式高温短时（HTST）系统对液体食品进行巴氏杀菌。）系统对液体食品进行巴氏杀菌。n 该系统由六个部件组成。该系统由六个部件组成。n 平衡罐，调速泵（正位移泵），加热
36、段，保温管，分流阀，冷却平衡罐，调速泵（正位移泵），加热段，保温管，分流阀，冷却段。段。（二）巴氏杀菌过程的确定（二）巴氏杀菌过程的确定n 要点：要点：n 一是理论上的，为达到预定的巴氏杀菌目的，食品一是理论上的，为达到预定的巴氏杀菌目的，食品所需接受的时间温度处理过程所需接受的时间温度处理过程n 二是实施上的，即保证达到预设处理过程所需的设二是实施上的，即保证达到预设处理过程所需的设备。备。n 治病菌：普鲁士菌和结核杆菌。治病菌：普鲁士菌和结核杆菌。n 耐热性：耐热性：D632.5min，Z4.1。n 因此，最低限度巴氏杀菌条件确定为因此，最低限度巴氏杀菌条件确定为63，30min三、热烫三
37、、热烫n热烫：热烫：温度和强度的热处理。温度和强度的热处理。n首要目标：首要目标：钝化食品中的酶。钝化食品中的酶。n应用：应用：n冷冻、冷藏食品冷冻、冷藏食品n脱水食品脱水食品n商业杀菌商业杀菌n 热烫作用：热烫作用：n产品获得了贮藏的稳定性，避免了在冷藏食品产品获得了贮藏的稳定性，避免了在冷藏食品、冻藏食品或脱水食品中因为酶促反应造成的、冻藏食品或脱水食品中因为酶促反应造成的品质下降；品质下降；n减少残留在产品表面的微生物营养细胞；减少残留在产品表面的微生物营养细胞；驱除水果或蔬菜细胞间的空气，有利于保持和驱除水果或蔬菜细胞间的空气，有利于保持和巩固大部分水果和蔬菜的色泽。巩固大部分水果和蔬
38、菜的色泽。（一）热烫处理系统（一）热烫处理系统n两种加热介质：热水和蒸汽。两种加热介质：热水和蒸汽。n因此，按介质加热系统分为三种：因此，按介质加热系统分为三种：n以热水为加热介质以热水为加热介质n以蒸汽为加热介质以蒸汽为加热介质n以热水和蒸汽为加热介质。以热水和蒸汽为加热介质。I.具体视情况而定。具体视情况而定。n 1、热水热烫系统、热水热烫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n 隧道式热水热烫系统示意图隧道式热水热烫系统示意图预热预热 热烫热烫 预冷预
39、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2、蒸汽热烫系统、蒸汽热烫系统传传 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3、组合式热烫系统、组合式热烫系统n 三段式加热三段式加热n 蒸汽段，迅速提升温度。蒸汽段，迅速提升温度。n 热水喷射，保证了热水与物料间的稳定接触，热水喷射，保证了热水与物料间的稳定接触，使热传递达到最大。使热传递达到最大。n 直接送入热水中，以确保热水和各个物料粒子直接送入热水中，以确保热水和各个物料粒子间的直接热传递。间的直接热传递。4、单体快速热烫（、单体快速热烫（IQB）系
40、统）系统n控制控制速度速度与物料粒子堆积程度。与物料粒子堆积程度。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（二）热烫处理过程的确定（二）热烫处理过程的确定n 1、热烫处理工艺条件的确定、热烫处理工艺条件的确定n 最耐热的过氧化物酶，最耐热的过氧化物酶，D121=3min，Z=37.2。n 2、影响热烫过程热传递的因素、影响热烫过程热传递的因素n 产品物料的大小产品物料的大小n 物料的形状物料的形状n 对流传热系数对流传热系数热烫对蔬菜中营养素的影响热烫对蔬菜中营养素的影响方法方法营养素营养素损失损失%水烫法水烫
41、法维生素维生素C16-58维生素维生素B230-50维生素维生素B116-34烟酸烟酸32-37蒸汽热烫蒸汽热烫维生素维生素C16-26维生素维生素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。四、超高温杀菌（四、超高温杀菌（UHT）n UHT(Ultra heat treated
42、)指采用指采用135-150温度，温度，4-15秒对流体食品短时杀菌秒对流体食品短时杀菌。n 商业无菌商业无菌n UHT操作不需要考虑容器大小问题操作不需要考虑容器大小问题n UHT唯一的问题是设备成本比较高，而且比较复杂。唯一的问题是设备成本比较高，而且比较复杂。n UHT操作能很好地用于操作能很好地用于液态和带小颗粒的流体液态和带小颗粒的流体食品食品，但对于，但对于含大块固体的流体食品含大块固体的流体食品，存在很，存在很多问题：多问题：n若要将大块物料中心的酶杀死，那么表面会过度受若要将大块物料中心的酶杀死，那么表面会过度受热热n必须要采用搅动方法以提高传热速率并保持温度均必须要采用搅动方
43、法以提高传热速率并保持温度均匀，但这样会导致食品外观破坏匀，但这样会导致食品外观破坏n至今仍缺乏相应的能包装含大块物料的流体的罐装至今仍缺乏相应的能包装含大块物料的流体的罐装和容器和容器n如果设备是管式的，无法进行保温。如果设备是管式的，无法进行保温。n UHT设备特点：设备特点：n在在132以上操作以上操作n热交换面积大热交换面积大n利用泵压力以抵抗热交换器中的高压利用泵压力以抵抗热交换器中的高压n热交换表面需要不断清洁以保证高的热交换速率，热交换表面需要不断清洁以保证高的热交换速率，以免表面结焦以免表面结焦n UHT设备分类设备分类n直接系统（蒸汽喷射和蒸汽灌注）直接系统（蒸汽喷射和蒸汽灌
44、注）n非直接系统（板式热交换器、管式热交换器和刮板非直接系统（板式热交换器、管式热交换器和刮板式热交换器）式热交换器）n其他系统（微波、介电等）其他系统（微波、介电等）n 直接系统的优点直接系统的优点n是最快的加热和冷却方法之一，适合于热敏性物料是最快的加热和冷却方法之一，适合于热敏性物料n可以去除风味物质可以去除风味物质n 缺点缺点:只适合于低黏度物料；操作相对较难控制；能量只适合于低黏度物料；操作相对较难控制；能量回收低于回收低于50%，而间接系统可以高达，而间接系统可以高达90%；灵活性差；灵活性差n 间接系统间接系统低黏度的液体产品（如牛奶、乳制品、果汁、低黏度的液体产品（如牛奶、乳制
45、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五、超高压杀菌五、超高压杀菌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
46、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。n 超高压杀菌的超高压杀菌的基本原理基本原理就是压力对微生物的致死作用，超就是压力对微生物的致死作用，超高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生
47、理活动机能，甚至使微生物原有功能破坏或发生不可逆变理活动机能，甚至使微生物原有功能破坏或发生不可逆变化。化。存在的问题存在的问题n 灭菌原理、灭菌动力学的研究灭菌原理、灭菌动力学的研究n 不能在短时间内实现压力的骤升骤降，处理耗时长不能在短时间内实现压力的骤升骤降，处理耗时长n 处理量小，设备维护困难处理量小，设备维护困难n 真正商业化还有一定的困难真正商业化还有一定的困难六、辐射杀菌六、辐射杀菌n 辐射灭菌是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质上辐射灭菌是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。的微生物的一种有效方法。n 用于灭菌的电磁波有用于灭菌的电磁波有微波、紫
48、外线（微波、紫外线（UV）、）、X射线和射线和射射线等线等。它们都能通过特定的方式控制微生物生长或杀死微。它们都能通过特定的方式控制微生物生长或杀死微生物。例如生物。例如微波可以通过热产生杀死微生物的作用；紫外微波可以通过热产生杀死微生物的作用；紫外线使线使DNA分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，抑制分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，抑制DNA复制与转录等功能，杀死微生物；复制与转录等功能，杀死微生物；X射线和射线和射线能使其射线能使其它物质氧化或产生自由基（它物质氧化或产生自由基（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，打断氢键、使双键氧化、破坏或者直接作用于生物分
49、子，打断氢键、使双键氧化、破坏环状结构或使某些分子聚合等方式，破坏和改变生物大分环状结构或使某些分子聚合等方式，破坏和改变生物大分子的结构，从而抑制或杀死微生物。子的结构，从而抑制或杀死微生物。n 实行辐射灭菌的装置包括微波炉、紫外光灯、阴实行辐射灭菌的装置包括微波炉、紫外光灯、阴极射线管、极射线管、X射线发生器、放射性核素等。商业射线发生器、放射性核素等。商业上用于大量物品灭菌使用的放射性源是上用于大量物品灭菌使用的放射性源是钴钴-60和铯和铯-137，它们发射出，它们发射出射线，相对而言比较廉价。射线，相对而言比较廉价。六、辐射杀菌六、辐射杀菌n 特点特点六、辐射杀菌六、辐射杀菌六、辐射杀
50、菌六、辐射杀菌n 特点特点六、辐射杀菌六、辐射杀菌七、超声波灭菌七、超声波灭菌n 超声波是指频率大于超声波是指频率大于20KHz的身波，其频率高、波长短，除了具有方的身波，其频率高、波长短，除了具有方向性好、功率大、穿透力强等特点之外，还能引起空化作用和一系列向性好、功率大、穿透力强等特点之外，还能引起空化作用和一系列特殊效应，如机械效应、热效应、化学效应等。特殊效应，如机械效应、热效应、化学效应等。n 其具有的其具有的杀菌效力主要是由其产生的空化效应所引起的杀菌效力主要是由其产生的空化效应所引起的。小结小结n 1、热处理过程中微生物种类和数量的不同直接、热处理过程中微生物种类和数量的不同直接
