1、食食 品品 保保 藏藏食品与包装工程系食品与包装工程系周亚军周亚军教授教授/硕士生导师硕士生导师 第四章第四章 食品的罐藏食品的罐藏定义定义：将食品密封在容器中经高温处理，将：将食品密封在容器中经高温处理，将绝大部分微生物消灭掉，同时在防止外界微绝大部分微生物消灭掉，同时在防止外界微生物再次入侵的条件下获得室温下长期储存生物再次入侵的条件下获得室温下长期储存的保藏方法的保藏方法食品腐败变质的科学原理食品腐败变质的科学原理：18641864年巴斯德年巴斯德（Louis Pasteur)最早证实了饮料酒和啤酒最早证实了饮料酒和啤酒的变质起因于的变质起因于微生物的繁殖生长微生物的繁殖生长发展史发展史
2、：18101810年阿培尔发明了采用沸水煮严年阿培尔发明了采用沸水煮严格密封瓶装的各种食品能长期贮存的方法格密封瓶装的各种食品能长期贮存的方法罐藏法罐藏法阿培尔（阿培尔（Nicholas Appert)技艺技艺引言引言热加工方法热加工方法 1.1.杀菌杀菌(sterilization)將所有微生將所有微生物及孢子，完全杀灭加热处理方法，物及孢子，完全杀灭加热处理方法，称杀菌或绝对无菌法。称杀菌或绝对无菌法。有些罐头食品内容物传热速度很慢，有些罐头食品内容物传热速度很慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能可能需要几个小时甚至更长时间才能达到完全无菌，此时食品品质可能已达到完全无菌，此时食品品质可能
3、已劣变至无法食用。劣变至无法食用。2.2.商业杀菌法商业杀菌法(commercial sterilzation)將病原菌、产毒菌及在食品上造成食將病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死品腐败的微生物杀死罐头内允许残留微生物或芽孢，不过，罐头内允许残留微生物或芽孢，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，不引起食品腐败变在一定的保质期内，不引起食品腐败变质的加热处理方法称商业灭菌法。质的加热处理方法称商业灭菌法。3.3.巴氏杀菌法巴氏杀菌法(Pasteurization)100 100以下加热介质中的低温杀菌法，以下加热介质中的低温杀
4、菌法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完以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。在常温下保存期限的要求。4.4.热烫热烫(Blanching)生鲜食品原料迅速以热水或蒸气加热处理生鲜食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。的方式，称为热烫。目的主要为抑制或破坏食品中酶并减少目的主要为抑制或破坏食品中酶并减少微生物数量。微生物数量。第一节第一节 热加工原理热加工原理一、罐头食品的腐败及腐败菌一、罐头食品的腐败及腐败菌腐败菌腐败菌：凡能导致罐头食品腐败变质的：凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物各种微生
5、物产品内的微生物：产品内的微生物：曾有人对日本市场销曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在售的罐头食品进行过普查，在725725只肉、只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在的罐头各占的罐头各占20%20%、10%10%、8%8%、和、和3%3%。偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子偶尔在果蔬罐头中发现霉菌孢子未发现酵母菌未发现酵母菌这些罐头并未出现腐败变质的现象这些罐头并未出现腐败变质的现象大多数罐头中出现细菌为需氧性芽孢菌大多数罐头中出现细菌为需氧性芽孢菌原因：原因：主要是罐内缺氧环境抑制其生长繁殖主要是罐内缺氧环境抑制其生长繁殖的结果。的结果。若将这些罐头
6、通气后培养，不久罐头若将这些罐头通气后培养，不久罐头就出现腐败变质现象。就出现腐败变质现象。腐败：腐败：正常加工和杀菌的罐头贮运中发生正常加工和杀菌的罐头贮运中发生变质，应找出腐败根源，采取根除措施变质，应找出腐败根源，采取根除措施腐败原因：腐败原因：罐头内出现腐败菌因罐头种类而不同罐头内出现腐败菌因罐头种类而不同杀菌工艺要求因各腐败菌生活习性而异杀菌工艺要求因各腐败菌生活习性而异杀菌工艺选择依据杀菌工艺选择依据：弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择弄清罐头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺、避免贮运中罐头合理加热和杀菌工艺、避免贮运中罐头腐败变质的首要条件腐败变质的首要条件 (一一)
7、食品食品pHpH值与腐败菌的关系值与腐败菌的关系各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，食各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，食品的酸度或品的酸度或pHpH值因种类而异值因种类而异1 1、罐头食品按、罐头食品按pHpH分类分类：据腐败菌对据腐败菌对pHpH值适应情况及耐热性，分值适应情况及耐热性，分低酸性、中酸性、酸性和高酸性低酸性、中酸性、酸性和高酸性2 2、低酸性食品、低酸性食品鱼肉及大部分蔬菜罐头，蛋白质含量高鱼肉及大部分蔬菜罐头，蛋白质含量高罐头的酸性和低酸性食品以罐头的酸性和低酸性食品以pH4.6pH4.6分界线。分界线。3 3、界定、界定：任何工业生产的罐头食品中其：任何工业生产的罐头食品
8、中其最后平衡最后平衡pHpH值高于值高于4.64.6及水分活度大于及水分活度大于0.850.85即为即为低酸性食品低酸性食品。表表4-1 4-1 各种常见罐头食品的各种常见罐头食品的pHpH值值罐头食品罐头食品pHpH值值罐头食品罐头食品pHpH值值平均平均最低最低 最高最高平均平均最低最低 最高最高苹果苹果3.43.43.23.23.73.7番茄汁番茄汁4.34.34.14.14.44.4杏杏3.63.63.23.24.24.2芦笋芦笋(绿绿)5.55.55.45.45.65.6红酸樱桃红酸樱桃 3.53.53.33.33.83.8青刀豆青刀豆5.45.45.25.25.75.7葡萄汁葡萄汁
9、3.23.22.92.93.73.7黄豆猪肉黄豆猪肉5.65.65.05.06.06.0橙汁橙汁3.73.73.53.54.04.0蘑蘑 菇菇5.85.85.85.85.95.9酸渍黄瓜酸渍黄瓜 3.93.93.53.54.34.3青豆青豆6.26.25.95.96.56.5菠萝汁菠萝汁3.53.53.43.43.53.5马铃薯马铃薯5.55.55.45.45.65.6番茄番茄4.34.34.04.04.64.6菠菜菠菜5.45.45.15.15.95.9表表4-2 4-2 罐头食品按照酸度的分类罐头食品按照酸度的分类酸度酸度级别级别pHpH值值食品种类食品种类腐败菌腐败菌杀菌要求杀菌要求低酸
10、低酸性性5.05.0以上以上 虾、蟹、贝类、禽、牛肉、虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆、青刀豆、笋青豆、青刀豆、笋嗜热菌、嗜热菌、嗜温厌氧嗜温厌氧菌、嗜温菌、嗜温兼厌氧菌兼厌氧菌高温杀菌高温杀菌105105121121中酸中酸性性4.65.04.65.0 蔬菜肉类混合制品、汤类、蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、沙司制品、无花果面条、沙司制品、无花果酸性酸性3.74.63.74.6 荔枝、龙眼、桃、樱桃、荔枝、龙眼、桃、樱桃、李、苹果、枇杷、梨、草李、苹果、枇杷、梨、草莓、番茄、什锦水果、番莓、番茄、什锦水果、番茄酱、各类果汁茄酱、各类果汁非芽孢耐非芽孢
11、耐酸菌、耐酸菌、耐酸芽孢菌酸芽孢菌沸水或沸水或100100下介下介质中杀菌质中杀菌高酸高酸性性3.73.7以下以下 菠萝、杏、葡萄、柠檬、菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、果冻、酸泡菜、柠果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁、酸渍食品等檬汁、酸渍食品等酵母、霉酵母、霉菌、酶菌、酶4 4、原因、原因：罐头食品的这种分类主要取决：罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性于肉毒杆菌的生长习性。肉毒杆菌有肉毒杆菌有A A、B B、C C、D D、E E、F F六种六种食品中常见为食品中常见为A A、B B、E E三种。其中三种。其中A A、B B类型芽孢的耐酸性较类型芽孢的耐酸性较E E型强。型强。它们在适宜条
12、件下生长时能产生致命它们在适宜条件下生长时能产生致命的的外毒素外毒素，对人的致死率可达，对人的致死率可达65%65%。肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界，主要来自土壤，故存在布于自然界，主要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。于原料中的可能性很大。罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，罐头内缺氧对其生长和产毒较适宜，pHpH值低于值低于4.64.6肉毒杆菌生长受抑制，只有在肉毒杆菌生长受抑制，只有在pHpH大于大于4.64.6的食品中才能生长并有害于人的食品中才能生长并有害于人体健康。体健康。肉毒杆菌能生长最低肉毒杆菌能生长最低pHpH值为两类食品分值为两类
13、食品分界的标准线界的标准线。5 5 要求要求：罐头杀菌以破坏芽孢为最低要求。：罐头杀菌以破坏芽孢为最低要求。pHpH值大于值大于4.64.6的食品罐头杀菌必须保证将的食品罐头杀菌必须保证将其全部杀死其全部杀死低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧低酸性食品中存在比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌如腐败菌如P.A.3679P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌菌株，生芽梭状芽孢杆菌菌株，它并不产生毒素，常被选为它并不产生毒素，常被选为低酸性食品罐头低酸性食品罐头杀菌供试验的对象菌杀菌供试验的对象菌。如此确定的杀菌工艺条件显然将有进一步提如此确定的杀菌工艺条件显然将有进一步提高罐头杀菌的可靠性。高罐头杀菌的可
14、靠性。低酸性食品中尚存在抗热性更强的低酸性食品中尚存在抗热性更强的平酸菌平酸菌如如嗜热脂肪芽孢杆菌需要更高杀菌工艺条件才嗜热脂肪芽孢杆菌需要更高杀菌工艺条件才会完全破坏。会完全破坏。6 6、中酸性食品中酸性食品中酸性食品和低酸性食品的杀菌强度要求相中酸性食品和低酸性食品的杀菌强度要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。同，因此它也被并入低酸性食品一类。7 7、酸性和高酸性食品、酸性和高酸性食品食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌凝结芽孢杆菌pHpH低于低于3.73.7时仍能生长，时仍能生长，pH3.7pH3.7为酸性和高酸性食品的分界线为酸性和高酸性
15、食品的分界线。酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比状芽孢杆菌等厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中的腐败菌要差得多。低酸性食品中的腐败菌要差得多。8 8、高酸性食品、高酸性食品高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低的耐酸性细菌、酵母和霉菌热性较低的耐酸性细菌、酵母和霉菌但热力杀菌时该类食品中的酶比腐败但热力杀菌时该类食品中的酶比腐败菌显示出更强的耐热性，菌显示出更强的耐热性，所以所以酶的钝化为其加热的主要问题酶的钝化为其加热的主要问题。例如酸黄瓜罐头杀菌如此。例如酸黄瓜罐头杀菌如此。食品中常见腐败
16、菌见表食品中常见腐败菌见表P386-390P386-390 (二二)常见罐头食品腐败变质的现象和原因常见罐头食品腐败变质的现象和原因罐头食品贮运中常出现胀罐、平盖酸坏、黑罐头食品贮运中常出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质现象。此外有中毒事故。变和发霉等腐败变质现象。此外有中毒事故。1 1、胀罐、胀罐隐胀，轻胀，硬胀隐胀，轻胀，硬胀2 2、原因、原因非细菌性胀罐非细菌性胀罐假胀假胀：食品装量过多，罐内真空度不够，杀菌后：食品装量过多，罐内真空度不够，杀菌后会出现会出现氢胀氢胀：罐内食品酸度高，罐内壁腐蚀，锡、铁溶：罐内食品酸度高，罐内壁腐蚀，锡、铁溶解并产生氢气，常在贮藏一段时间后才出现解
17、并产生氢气，常在贮藏一段时间后才出现细菌性胀罐细菌性胀罐原因：原因：杀菌不足残留下来；罐头裂漏从外部入杀菌不足残留下来；罐头裂漏从外部入侵微生物侵微生物低酸性食品胀罐常见的腐败菌大多属于：低酸性食品胀罐常见的腐败菌大多属于：专性厌氧嗜热芽孢杆菌专性厌氧嗜热芽孢杆菌厌氧嗜温芽孢菌厌氧嗜温芽孢菌酸性食品胀罐时常见的专性厌氧嗜温芽孢杆菌酸性食品胀罐时常见的专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解如巴氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头。糖菌，常见于梨、菠萝、番茄罐头。高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、
18、明串珠菌等非芽孢菌。明串珠菌等非芽孢菌。3 3、平盖酸坏、平盖酸坏外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pHpH可能下降可能下降0.10.10.30.3，导致平盖酸坏的微生物称导致平盖酸坏的微生物称平酸菌平酸菌，大多为兼，大多为兼性厌氧菌，性厌氧菌，平酸菌常因受酸的抑制而自然消失，即使采平酸菌常因受酸的抑制而自然消失，即使采用分离培养也未必能分离出来。用分离培养也未必能分离出来。平酸菌在自然界中分布广。糖、面粉及香辛平酸菌在自然界中分布广。糖、面粉及香辛料是常见的平酸菌污染源。料是常见的平酸菌污染源。低酸性食品常见平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌低酸性食品常见
19、平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌平酸菌的耐热性强，最高生长温度平酸菌的耐热性强，最高生长温度6565，能在能在49495555温度中生长温度中生长酸性食品中常见平酸菌为酸性食品中常见平酸菌为凝结芽孢杆菌凝结芽孢杆菌，是番茄制品中重要的腐败变质菌。是番茄制品中重要的腐败变质菌。能在能在pH4.0pH4.0或略低介质中生长或略低介质中生长能在能在pH4.5pH4.5番茄汁中生长，番茄汁中生长，pHpH值降到值降到3.53.5当当pHpH值降到值降到4.04.0时或更低，不会产生芽时或更低，不会产生芽孢，迅速自动消失孢，迅速自动消失最适温度最适温度4545或或5555，最高生长温度，最高生长温度545460
20、604 4、黑变或硫臭腐败、黑变或硫臭腐败在细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生在细菌活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的唯一的H H2 2S S气体，与罐内壁铁发生反应生气体，与罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，成黑色硫化物，沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味的现象称黑变或以致食品发黑并呈臭味的现象称黑变或硫臭腐败硫臭腐败原因：原因：致黑梭状芽孢杆菌的作用，杀菌致黑梭状芽孢杆菌的作用，杀菌严重不足时会出现。严重不足时会出现。这种腐败变质罐头外观正常，有时会出这种腐败变质罐头外观正常，有时会出现隐胀或轻胀现隐胀或轻胀 5 5 发霉发霉罐头内食品面层上出现霉菌生长的现罐头内
21、食品面层上出现霉菌生长的现象称发霉象称发霉一般不常见。只有在容器裂漏或罐内一般不常见。只有在容器裂漏或罐内真空度过低时才有可能在低水分及高真空度过低时才有可能在低水分及高浓度糖分的食品表面生长浓度糖分的食品表面生长6 6、产毒、产毒如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较强，其余均不耐热。其余均不耐热。因此，为避免中毒，食品杀菌时必须以因此，为避免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌作为杀菌对象考虑肉毒杆菌作为杀菌对象考虑复习思考题复习思考题低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什
22、么？为什么？罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐头食品腐败变质的原因有哪些？头食品腐败变质的原因有哪些？二、微生物的耐热性二、微生物的耐热性目的：目的：腐败菌是罐头食品杀菌对象，其腐败菌是罐头食品杀菌对象，其耐热性与罐头食品的杀菌条件直接有关耐热性与罐头食品的杀菌条件直接有关细菌的死亡细菌的死亡：微生物对热的敏感性常受各种因素影微生物对热的敏感性常受各种因素影响，如种类、数量、环境条件等响，如种类、数量、环境条件等鉴定微生物的死亡，常以其是否失去鉴定微生物的死亡，常以其是否失去繁殖与变异能力繁殖与变异能力为标准。为标准。杀菌方法杀菌方法：冷冻法，加热法，电离辐射
23、法，化学法冷冻法，加热法，电离辐射法，化学法罐头杀菌通常用加热法促使微生物死亡罐头杀菌通常用加热法促使微生物死亡加热促使微生物死亡的原因加热促使微生物死亡的原因：目前广泛认为是因细胞内蛋白质受热凝固而失目前广泛认为是因细胞内蛋白质受热凝固而失去新陈代谢的能力去新陈代谢的能力水对蛋白质凝固的影响：水对蛋白质凝固的影响：鸡蛋内水分含量鸡蛋内水分含量(%)(%)蛋白质凝固温度蛋白质凝固温度()()50 60 50 60 18 80 18 809090 6 145 6 145水分含量越高，蛋白质越易凝固水分含量越高，蛋白质越易凝固细菌生长细胞死亡温度细菌生长细胞死亡温度50506060，与，与细胞蛋白
24、质的凝固温度一致细胞蛋白质的凝固温度一致芽孢内游离水含量和耐热性因微生芽孢内游离水含量和耐热性因微生物种类和菌株而异物种类和菌株而异湿热条件用湿热条件用100100以下温度就能杀死以下温度就能杀死微生物微生物用水煮或蒸汽加热杀菌，微生物能用水煮或蒸汽加热杀菌，微生物能从周围介质中吸取水分，促进细胞从周围介质中吸取水分，促进细胞蛋白质凝固蛋白质凝固干热条件常需升温干热条件常需升温140140180180，加热，加热时间需几分钟延长到数小时时间需几分钟延长到数小时过热蒸汽加热或烤房烘烤，因环境过热蒸汽加热或烤房烘烤，因环境干燥细胞内蛋白质凝固速度减慢干燥细胞内蛋白质凝固速度减慢干热微生物死亡未必是
25、蛋白凝固，干热微生物死亡未必是蛋白凝固，真空和在氮气中干热杀菌缓慢，因真空和在氮气中干热杀菌缓慢，因此干热死亡可能与氧化作用有关此干热死亡可能与氧化作用有关 1.1.影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素（1 1）菌种与菌株）菌种与菌株不同菌种的耐热性不同，有耐热和不耐热之分不同菌种的耐热性不同，有耐热和不耐热之分同一菌种的菌株不同，耐热性也不同同一菌种的菌株不同，耐热性也不同正处于生长繁殖的细菌耐热性比其芽孢弱正处于生长繁殖的细菌耐热性比其芽孢弱各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。同种芽孢耐
26、热性也因热处理前菌龄、培育条件、同种芽孢耐热性也因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异贮存环境的不同而异热处理后残存芽孢培养繁殖和再次形成芽热处理后残存芽孢培养繁殖和再次形成芽孢后，新芽孢的耐热性就比原来芽孢强孢后，新芽孢的耐热性就比原来芽孢强 （2 2）热处理前细菌芽孢的培育和经历）热处理前细菌芽孢的培育和经历生物有抵御周围环境的本能。生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环境对其耐热性有影响境对其耐热性有影响在含磷酸或镁培养基中生长的芽孢有较强在含磷酸或镁培养基中生长的芽孢有较强耐热性；耐热性；在含碳水化合物和氨基酸环境中培养
27、芽孢在含碳水化合物和氨基酸环境中培养芽孢的耐热性很强；的耐热性很强；高温培养比低温培养形成芽孢耐热性强高温培养比低温培养形成芽孢耐热性强菌龄与贮藏期也有一定影响菌龄与贮藏期也有一定影响（3 3）热处理时介质或食品成分的影响）热处理时介质或食品成分的影响酸度酸度大多芽孢杆菌在中性范大多芽孢杆菌在中性范围内耐热性最强围内耐热性最强pHpH低于低于5 5细菌芽孢不耐细菌芽孢不耐热，耐热性强弱受其它热，耐热性强弱受其它因素控制因素控制芽孢耐热性减少程度随芽孢耐热性减少程度随酸种类而异，顺序：乳酸种类而异，顺序：乳酸，柠檬酸，醋酸酸，柠檬酸，醋酸加工蔬菜和汤类常加酸，加工蔬菜和汤类常加酸，提高内容物酸度
28、，降低提高内容物酸度，降低杀菌温度和时间，保存杀菌温度和时间，保存食品品质和风味。食品品质和风味。0.1110100杀菌温度杀菌时间(分钟)pH3.5pH4.5pH5-7图图4-1 4-1 加热介质加热介质pHpH对芽孢耐热性的影响对芽孢耐热性的影响98.998.9110110121.1121.1糖糖高浓度糖液对受热处理细菌芽孢有保护作用高浓度糖液对受热处理细菌芽孢有保护作用原因：原因：高浓度糖液导致细菌细胞中原生质脱高浓度糖液导致细菌细胞中原生质脱水，影响蛋白质凝固速度，增强芽孢耐热性水，影响蛋白质凝固速度，增强芽孢耐热性0.1110100杀菌温度杀菌时间(分钟)无糖10%蔗糖 图图4-2
29、4-2 糖对细菌耐热性的影响糖对细菌耐热性的影响盐的影响盐的影响通常食盐的浓度在通常食盐的浓度在4%4%以下时以下时,对芽孢的耐热对芽孢的耐热性有一定的保护作用性有一定的保护作用8%8%以上浓度时，可削弱其耐热性以上浓度时，可削弱其耐热性这种削弱和保护程度常随腐败菌种类而异这种削弱和保护程度常随腐败菌种类而异食品中其它成分的影响食品中其它成分的影响苛性钠，碳酸钠或磷酸钠对芽孢有一定的杀苛性钠，碳酸钠或磷酸钠对芽孢有一定的杀菌力，在含有一定量芽孢的实验溶液中，加菌力，在含有一定量芽孢的实验溶液中，加入苛性钠，碳酸钠或磷酸钠时，杀死芽孢所入苛性钠，碳酸钠或磷酸钠时，杀死芽孢所需的时间可大为缩短需的
30、时间可大为缩短淀粉对芽孢没有直接影响淀粉对芽孢没有直接影响蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能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大大减弱芽孢的耐热性香料中的芳香油，芥末，丁香，洋葱，胡椒，香料中的芳香油，芥末，丁香，洋葱，胡椒，大蒜有防腐性能，均能明显减弱芽孢的耐热大蒜有防腐性能，均能明显减弱芽孢的耐热性性 （4 4）热处理温度）热处理温度热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要时间越
31、短。要时间越短。提高温度会加速蛋白质凝固，降低微生物的耐提高温度会加速蛋白质凝固，降低微生物的耐热性热性11010010000204060热处理时间(分钟)活菌残存数908480图图4-3 4-3 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线 表表4-3 4-3 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响 温温 度度 平酸菌芽平酸菌芽孢全部死孢全部死亡所需时亡所需时间间（minmin）温温 度度 平酸菌芽平酸菌芽孢全部死孢全部死亡所需时亡所需时间间（minmin）温温 度度 平酸菌芽平酸菌芽孢全部死孢全部死亡所需时亡所需时间间（
32、minmin）1001001200120011511570701301303 310510560060012012019191351351 11101101961961251257 7 （5 5）原始活菌数）原始活菌数腐败菌或芽孢全部死亡所需要时间随原腐败菌或芽孢全部死亡所需要时间随原始菌数而异，始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡原始菌数越多，全部死亡所需要时间越长所需要时间越长。因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接关系。菌效果有直接关系。表表4-4 4-4 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系121121时时杀菌时间杀菌
33、时间（minmin）玉米菌数平盖酸坏的百分率玉米菌数平盖酸坏的百分率无糖无糖6060个平酸菌个平酸菌/10g/10g食糖食糖25002500个平酸菌个平酸菌/10g/10g糖糖70700 00 095.895.880800 00 0757590900 00 054.254.2注意注意微生物在热力作用下的死亡特性既然是微生物在热力作用下的死亡特性既然是各种因素综合影响的结果，那么，对腐各种因素综合影响的结果，那么，对腐败菌耐热性作比较时就应指出比较时所败菌耐热性作比较时就应指出比较时所处的条件。处的条件。利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食品的杀菌程度时，测定对象
34、菌耐热性所品的杀菌程度时，测定对象菌耐热性所处的条件和环境应和该罐头食品所含成处的条件和环境应和该罐头食品所含成分基本一致。分基本一致。2.2.细菌耐热性的特性细菌耐热性的特性（1 1）热力致死速率曲）热力致死速率曲线或活菌残存数曲线线或活菌残存数曲线微生物及芽孢热处理微生物及芽孢热处理死亡数是按指数递减死亡数是按指数递减或按对数循环下降。或按对数循环下降。若以纵坐标为物料单若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢位值内细胞数或芽孢数的对数值、横坐标数的对数值、横坐标为热处理时间，则得为热处理时间，则得到一直线到一直线热力致热力致死速率曲线或活菌残死速率曲线或活菌残存数曲线存数曲线10100100
35、010000012345加热时间（分）每毫升芽孢数图图4-4 4-4 热力致死速率曲线热力致死速率曲线D D （2 2）D D值值热力致死速率曲线或活菌残存数曲线为直热力致死速率曲线或活菌残存数曲线为直线，斜率为线，斜率为m m图图4-44-4表明，直线横过一个对数循环所需要表明，直线横过一个对数循环所需要时间（时间（min）是）是D D值（值（Decimal reduction time），也就是直线斜率的倒数，即），也就是直线斜率的倒数，即 D=1/mD=1/m，直线斜率实际反映细菌死亡速率。直线斜率实际反映细菌死亡速率。D D值的定义值的定义：是在一定处理环境和热力致死：是在一定处理环境
36、和热力致死温度条件下，某细菌数群中每杀死温度条件下，某细菌数群中每杀死90%90%原有原有残存活菌数时所需要时间（残存活菌数时所需要时间（minmin）。）。D D值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐值越大，细菌死亡速率越慢，即该菌耐热性越强。热性越强。D D值大小和细菌耐热性的强度成正比。值大小和细菌耐热性的强度成正比。注意：注意：D D值不受原始菌数影响值不受原始菌数影响D D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处环境和其它因素而异。处环境和其它因素而异。表表4-54-5瞬间加热和冷却条件单位时间为瞬间加热和冷却条件单位时间为D D时细菌死亡速率时细菌死亡速率
37、加热时间（加热时间（minmin）单位容积残存活菌数单位容积残存活菌数0D0D10104 41D1D10103 32D2D10102 23D3D10101 14D4D10100 05D5D1010-1-16D6D1010-2-27D7D1010-3-38D8D1010-4-4从表从表4-54-5可看出，从可看出，从5D5D以后，为负指数，即以后，为负指数，即有有1/101/101/100001/10000活菌残存下来的可能。活菌残存下来的可能。细菌和芽孢按分数出现并不现实，这只是细菌和芽孢按分数出现并不现实，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。表明理论上很难将活菌完全消灭掉。从概率角度考虑，
38、如果从概率角度考虑，如果100100支试管中各有支试管中各有1ml1ml悬浮液，每悬浮液，每mlml悬浮液中仅含悬浮液中仅含1 1个芽孢，个芽孢，经经5D5D处理，残存菌数为处理，残存菌数为1010-1-1，即，即1/101/10活，即活，即100100支试管中可能有支试管中可能有9090支不再有活菌存在，支不再有活菌存在，1010支尚有活菌的可能。支尚有活菌的可能。D D值值可根据图可根据图4-44-4中直线横过一个对数循中直线横过一个对数循环所需的热处理时间求得。也可根据直环所需的热处理时间求得。也可根据直线方程式求得，因它为直线斜率倒数，线方程式求得，因它为直线斜率倒数，即：即：t t
39、D=D=lg a lg lg a lg b b例：例：100100热处理时，原始菌数热处理时，原始菌数1 110104 4，热处理热处理3 3min后残存活菌数是后残存活菌数是1 110101 1，求，求菌菌D D值。值。3 3D=1.00D=1.00 lg(1.0104)lg(1.010)即即D100 或或D100=1.00（3 3）热力致死时间曲线（）热力致死时间曲线（TDTTDT曲线）曲线）Thermal Death Time：热力温度保持恒定热力温度保持恒定不变不变，将处于一定，将处于一定条件下的悬浮液或条件下的悬浮液或食品中某一菌种的食品中某一菌种的细胞或芽孢全部杀细胞或芽孢全部杀死
40、所必需的死所必需的最短热最短热处理时间处理时间。110100100095100 105 110 115 120 125杀菌温度()杀菌加热时间(分钟)图图4-54-5热力致死时间曲线热力致死时间曲线Z Z细菌的热力致死时间随致死温度而异。细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示不同热力致死温度时细菌芽孢它表示不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性。的相对耐热性。与热力致死速率曲线一样，若以热处理与热力致死速率曲线一样，若以热处理温度为横坐标、热处理时间为纵坐标温度为横坐标、热处理时间为纵坐标（对数值），就得到一条直线。即热力（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降进行。
41、表明热力致死规律同样按指数递降进行。Z Z值的概念：直线横过一个对数循环时间值的概念：直线横过一个对数循环时间所需要改变的温度数（所需要改变的温度数（）。换句话说：换句话说：Z Z值为热力致死时间按值为热力致死时间按1/101/10或或1010倍变化时相应的加热温度变化倍变化时相应的加热温度变化()()。Z Z值越大，因温度上升取得杀菌效果越小。值越大，因温度上升取得杀菌效果越小。通常用通常用121121（国外用（国外用250F250F或或121.1121.1）作为标准温度，该温度下的热力致死时间作为标准温度，该温度下的热力致死时间用符号用符号F F来表示，并称来表示，并称F F值值。F F值
42、值的定义就是在的定义就是在121.1121.1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 F值与原值与原始菌数是相关的。始菌数是相关的。t1 T2-T1t1 T2-T1Log Log =若若T2=121.1T2=121.1，则，则t2=Ft2=F t2 Z t2 Z（4 4）热力指数递减时间（）热力指数递减时间（TRTTRT）为计算杀菌时间时将细菌指数递减因素为计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将考虑在内，将D D值概念扩大，提出热力指值概念扩大，提出热力指数递减时间（数递减时间（TRTTRT）概念。）概念。TRTTRT定义定义就是在任何特定热
43、力致死温度条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件下将细菌或芽孢数减少到某一程度如 1010-n-n（即原来活菌数的（即原来活菌数的1/101/10n n）时所需要）时所需要的热处理时间（的热处理时间（minmin）。）。TRTTRTn n=nD=nD 即曲线横过即曲线横过n n个对数循环时所需个对数循环时所需要的热处理时间。要的热处理时间。TRTnTRTn值与值与D D值一样不受原始菌数的影响。值一样不受原始菌数的影响。TRTTRT值的应用为运用概率说明细菌死亡情值的应用为运用概率说明细菌死亡情况建立了基础。况建立了基础。如如121121杀菌时杀菌时TRTTRT12
44、12=12D=12D，即经，即经12Dmin12Dmin杀杀菌后罐内致死率为菌后罐内致死率为D D值的主要杀菌对象值的主要杀菌对象芽孢数将降低到芽孢数将降低到1010-12-12。（5 5）仿热力致死时间曲线）仿热力致死时间曲线纵坐标为纵坐标为D D对对数值，横坐标数值，横坐标为加热温度，为加热温度，加热温度与其加热温度与其对应对应D D对数值对数值呈直线关系。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假定假定T
45、1T1温度下的温度下的D D值已知，则值已知，则t1=nDt1=nD则则D D、F F、Z Z值间的关系可通过下式转换。值间的关系可通过下式转换。nD 121-T FLog =或或 D=10（121-T）/Z F Z n已知已知T T温度下的温度下的D D值、值、Z Z值，再据罐头产品值，再据罐头产品需要确定需要确定n n值，计算得到相应值，计算得到相应F F值。值。n 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=12n=12，对生芽梭状芽孢
46、杆菌，对生芽梭状芽孢杆菌，n=5n=5。三、酶的耐热性三、酶的耐热性罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现因酶活动引起的变质问题。中常出现因酶活动引起的变质问题。过氧化物酶、果胶酯酶过氧化物酶、果胶酯酶酶钝化程度也被用做食品杀菌的测定指标酶钝化程度也被用做食品杀菌的测定指标例牛乳巴氏杀菌效果可据磷酸酶活力测例牛乳巴氏杀菌效果可据磷酸酶活力测定结果判定。定结果判定。这因为牛乳中磷酸酶热处理时钝化程度这因为牛乳中磷酸酶热处理时钝化程度和肺结核菌及其他病原菌热处理时死亡和肺结核菌及其他病
47、原菌热处理时死亡程度一致。程度一致。思考题思考题影响微生物耐热性因素主要有哪些？影响微生物耐热性因素主要有哪些？D D值、值、Z Z值、值、F F值的概念？分别表示什值的概念？分别表示什么意思？这三者如何互相计算？么意思？这三者如何互相计算？四、带容器食品热加工时间的推算四、带容器食品热加工时间的推算1.1.影响罐头食品杀菌时间的因素影响罐头食品杀菌时间的因素：食品中可能存在的微生物或酶的耐热性食品中可能存在的微生物或酶的耐热性食品污染情况食品污染情况加热或杀菌条件加热或杀菌条件食品食品pHpH罐头容器大小罐头容器大小食品物理状态食品物理状态食品预期贮存条件食品预期贮存条件因此，要确定热加工时
48、间必须知道微生因此，要确定热加工时间必须知道微生物或酶的耐热性以及热传递速率。物或酶的耐热性以及热传递速率。2.2.热传递速率热传递速率传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿传热介质一般为蒸汽或热水，传热时热穿过容器然后进入食品。过容器然后进入食品。表面热传递系数非常高，不是传热的限制表面热传递系数非常高，不是传热的限制因素。影响热穿透食品的主要因素：因素。影响热穿透食品的主要因素：（1 1）产品的类型）产品的类型流体或带小颗粒的流体食品流体或带小颗粒的流体食品对流传热对流传热固体（肉、鱼等）固体（肉、鱼等）传导传导流体食品因粘度、比重、成分不同而不同。流体食品因粘度、比重、成分不同而不同。（2
49、 2）容器大小）容器大小如：铁罐头和蒸煮袋如：铁罐头和蒸煮袋（3 3）容器是否被搅动）容器是否被搅动如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别是如：旋转杀菌比常规杀菌有效，特别是粘稠或半固体食品（如茄汁黄豆）粘稠或半固体食品（如茄汁黄豆）（4 4）杀菌锅和物料的初温）杀菌锅和物料的初温（5 5）容器形状：高容器快）容器形状：高容器快（6 6）容器类型：）容器类型：金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快金属罐比玻璃罐、塑料罐传热快 3.3.传热速率的测定传热速率的测定用热电偶测定食品冷点的温度用热电偶测定食品冷点的温度4 4、罐头食品的传热曲线、罐头食品的传热曲线五、罐头食品的一般工艺过程五、罐头食品的一般工艺过程
50、预备原料和包装材料预备原料和包装材料获得可食用部分获得可食用部分洗涤洗涤分级分级检验检验热烫热烫排气排气密封密封杀菌和冷却杀菌和冷却检验检验1.1.排气排气排气：排气：装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带装罐后密封前将罐内顶隙间的，装罐时带入的和原料组织细胞内的空气尽可能从罐内排除入的和原料组织细胞内的空气尽可能从罐内排除的技术措施的技术措施是使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程是使密封后罐头顶隙内形成部分真空的过程目的目的阻止需氧菌及霉菌的发育生长阻止需氧菌及霉菌的发育生长防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别卷边受压力，影响密封性。变形
