滅菌參數(shù)F值和F值

1、滅菌參數(shù)（ F 值和 F0 值）D 值：（考察對時間的關(guān)系）在一定溫度下，殺滅 符合一級動力學(xué)方程，即有dNdt90%微生物所需的 滅菌時間 。殺滅微生物kt或 lg N0 lgNtkt2.303式中， N t ：滅菌時間為 t 時殘存的微生物數(shù)； N0 ：原有微生物數(shù)； k：滅菌常數(shù)2.303Dt（lg100 lg10）kD 值隨微生物的種類、環(huán)境和滅菌溫度變化而異。Z 值：（考察對溫度的敏感性）降低一個 lgD 值所需升高的溫度，即滅菌時間減少到原來的 1/10 所需升高的溫度或相同滅菌時間內(nèi)，殺滅 99%的微生物所需提高的 溫度 。T2 T1lg D2 lg D1D2T2 T1D110F

2、 值： 在一定滅菌溫度（ T）下給定的 Z 值所產(chǎn)生的滅菌效果與在參比溫度（ T 0）下給定的 Z 值所產(chǎn)生的滅菌效果相同時所相當(dāng)?shù)臅r間。常用于干熱滅菌T T0Ft10 ZF0 值：在一定滅菌溫度（ T）、 滅菌效果相同時所相當(dāng)?shù)臅r間（Z 值為 10 所產(chǎn)生的滅菌效果與 min ）。121、 Z 值為 10產(chǎn)生的T 121F0t 10 Z物理 F0 值數(shù)學(xué)表達式： F0 = t 10 T-121/ Z生物 F0 值數(shù)學(xué)表達式：F0=D121 （lgN0-lgNt） 為滅菌后預(yù)計達到的微生物殘存數(shù)，即染菌度概率。F0 值F0 值僅限于熱壓滅菌，生物 F0 值相當(dāng)于 121熱壓滅菌時，殺滅容器中全

3、部微生物所需要 的時間。F0 值體現(xiàn)了滅菌溫度與時間對滅菌效果的統(tǒng)一， 數(shù)值更為精確、 實用。 為了確保滅菌效果， 應(yīng)適當(dāng)增加安全系數(shù)，一般增加理論值 的 50%。鍵詞：罐頭，殺菌， F值， D 值，Z 值一、實際殺菌 F 值 指某一殺菌條件下的總的殺菌效果。 通常是把不同溫度下的殺菌時間折算成121的殺菌時間，即相當(dāng)于 121的殺菌時間， 用 F實表示。 特別注意：它不是指工人實際操作所花時間， 它是一個理論上折算過的時間。為了幫助大家理解和記憶，請看下面的例題。例：蘑菇罐頭 110殺菌 10 min ，115殺菌 20 min，121殺菌 30 min。工人實際殺菌操作 時間等于 （或大于

4、 ）60 min，實際殺菌 F值并不等于 60 min。F實=10L1+20L2+30L3，L 我們把它理解為不同溫度下的時間折算系數(shù)。 L1 肯定小于 L2 ，二者均小于 1。由于 121 就不存在折算問題，因此， L3 就是 1，F(xiàn) 實肯定小于 60min 。由此可見，實際殺菌 F 值不 是工廠殺菌過程的總時間之和。再例：蘑菇罐頭 100殺菌 90 分鐘， 120殺菌 10 分鐘，哪個殺菌強度大？折算成相當(dāng)于 121的殺菌時間，再比較！即： 90 L100 和 10 L120 比較，只要找到折算系數(shù)就好比較 了。二、安全殺菌 F 值在某一恒定溫度（ 12l）下殺滅一定數(shù)量的微生物或者芽孢所

5、需的加熱時間。它被作為判 別某一殺菌條件合理性的標(biāo)準(zhǔn)值，也稱標(biāo)準(zhǔn) F 值，用 F 安表示。F 安表示滿足罐頭腐敗率要求所需的殺菌時間（121），例如，某罐頭 F 安=30 min ，通常表示罐頭要求在 121殺菌 30min 。每種罐頭要求的標(biāo)準(zhǔn)殺菌時間 （通常 121為標(biāo)準(zhǔn)溫度） ， 就象其它食品標(biāo)準(zhǔn)一樣， 拿來作為參照， 判斷是否合格、 是否滿足要求。同時也是確定殺菌 公式中恒溫時間 2的主要依據(jù)。 F 實和 F安的配合應(yīng)用， F實等于或略大于 F 安，殺菌合 理。F 實小于 F 安，殺菌不足，未達到標(biāo)準(zhǔn)，要腐敗， 必須延長殺菌時間。 F實遠大于 F 安， 殺菌過度，超標(biāo)準(zhǔn)殺菌，影響色香味

6、形、營養(yǎng)價值，要求縮短殺菌時間。通過這種比較和反 復(fù)的調(diào)整，就可找到合適的恒溫時間 2。三、安全殺菌 F 值的計算A 確定殺菌溫度 t罐頭 pH 值大于 4.6，一般采用 121殺菌，極少數(shù)低于 115殺菌。罐頭 pH 值小于 4.6，一 般 100殺菌，極少數(shù)低于 85殺菌。實踐中可用 pH 計檢測，根據(jù)經(jīng)驗也可以粗略地估計， 比如，甜橙汁是酸性，肉是偏中性。也可加檸檬酸適當(dāng)降低某些罐頭 pH 值。B 選擇對象菌 腐敗的微生物頭目，殺菌的重點對象；耐熱性強、不易殺滅，罐頭中經(jīng)常出現(xiàn)、危害最大。 只要殺滅它，其它腐敗菌、致病菌、酶也被殺滅或失活。經(jīng)過微生物檢測，選定了罐頭殺菌 的對象菌，知道了

7、罐頭食品中所污染的對象菌的菌數(shù)及對象菌的耐熱性參數(shù) D 值，就可按 下面微生物熱力致死速率曲線的公式計算安全殺菌 F 值。F 安=D（lga-lgb ）下面以 121標(biāo)準(zhǔn)溫度講解，因為高溫殺菌情況更具代表性、人們更為關(guān)注。F 安通常指 t 溫度（ 121 ）下標(biāo)準(zhǔn)殺菌時間、要求的殺菌時間。D 值通常指 t 溫度（ 121 ）下殺滅 90% 的微生物所需殺菌時間，是微生物耐熱的特征參數(shù)，D 值越大耐熱性越強，常在右下角標(biāo)明具體試驗溫度。由微生物實驗獲取 D 值，常見的 D 值可查閱本教材或相關(guān)手冊。為了幫助同學(xué)們理解和記憶，請看例題。例：已知蘑菇罐頭對象菌 D121=4min ，欲在 121下把

8、對象菌殺滅 99.9%，問需多長殺菌時 間？如果使對象菌減少為原來的 0.01% ，問需多長殺菌時間？第一個 D 值，殺滅 90%；第二個 D 值，殺滅 9%（ 10%中的 90%）；第三個 D 值，殺滅 0.9% （1%中的 90%）；第四個 D 值，殺滅 0.09%（0.1%中的 90%）。 答案： 12 min，16 min a 每罐對象菌數(shù) / 單位體積原始活菌數(shù)。b 殘存活菌數(shù) /罐頭的允許腐敗率。 當(dāng)殘存活菌數(shù)小于 1 時，它與罐頭的腐敗率是相等的。 殘 存活菌數(shù)為 1% ，表示每個罐頭中有 1%個活菌，這是不合乎邏輯的。但從概率的角度理解， 100 個罐頭中有 1 個罐頭存在一個

9、活菌，要腐敗，即腐敗率就是1%。同理，殘存活菌數(shù)為1，從概率的角度理解， 表示 1000個罐頭中有 1 個罐頭存在一個活菌， 要腐敗，即腐敗率 就是 1。F 安的計算典型例子：某廠生產(chǎn)425g 蘑菇罐頭，根據(jù)工廠的衛(wèi)生條件及原料的污染情況，通過微生物的檢測， 選擇以嗜熱脂肪芽胞桿菌為對象菌， 并設(shè)內(nèi)容物在殺菌前含嗜熱脂肪芽 胞桿菌菌數(shù)不超過 2 個/克。經(jīng) 121殺菌、保溫、貯藏后，允許變敗率為萬分之五以下，問 在此條件下蘑菇罐頭的安全殺菌 F 值為多大？ 解：查表得知嗜熱脂肪芽胞桿菌在蘑菇罐頭 中的耐熱性參數(shù) D121 4.00 min。 殺菌前對象菌的菌數(shù)： a425（克/罐）2（個/罐）

10、850（個 /罐） 允許變敗率： b5l0 000510-4F安 D121（lgalgb）4（1g8501g510-4）4（2.92940.6994）24.92 min 由此得到了蘑菇罐頭在 121需要殺菌的標(biāo)準(zhǔn)時間 24.92 min ，解決了該蘑菇罐頭 F 安這個 標(biāo)準(zhǔn)殺菌時間問題。四、實際殺菌 F 值的計算方法為計算 F 實值必須先測出殺菌過程中罐頭中心溫度的變化數(shù)據(jù)。一般用罐頭中心溫度測定 儀測定。根據(jù)罐頭的中心溫度計算 F 實，把不同溫度下的殺菌時間折算成 121的殺菌時間， 然后相加起來。F 實=t1L1t2 L2 t3 L3 t4 L4+ L 致死率值，某溫度下的實際殺菌時間折算

11、為121 殺菌時間的折算系數(shù)，下面我們來解決L 致死率，即折算系數(shù)的問題。由熱力致死時間公式 L=10（t-121）/Z 計算得到。該計算值已經(jīng)有列表，嫌麻煩可在相關(guān)資 料中查閱。式中： t 是罐頭殺菌過程中某一時間的中心溫度，不是指殺菌鍋內(nèi)溫度。Z 值是對象菌的另一耐熱性特征參數(shù)，如嗜熱脂肪芽胞桿菌Z=10 。還有一個是前面講的D 值。在一定溫度下殺滅罐頭中全部對象菌所需時間為熱力致死時間，熱力致死時間變化10 倍所需要的溫度變化即為 Z 值。通常 121下的熱力致死時間用 F 表示，右下角注明溫度。凡不是注明 F 實、F 安，均指熱 力致死時間。請看例題： 對象菌 Z=10 ， F121=

12、10 min，求 131、141、111、101 的熱力致死時間？對 Z 值反過來理解，溫度變化 1 個 Z 值熱力致死時間變化將變化 10 倍。從上面溫度看，它 們分別是上升了 1 個和 2個 Z 值、下降了 1 個和 2 個 Z值。因此，上面 F 值應(yīng)該分別在 121 的基礎(chǔ)上下降 10 倍和 100 倍、上升 10 倍和 100 倍，即熱力致死時間依次為 1min 、0.1 min、 100 min 、1000 min。 解決 L 致死率、折算系數(shù)的取值問題。返回前面的例題！ 例：蘑菇罐頭 110殺菌 10 min ，115殺菌 20 min，121殺菌 30 min。工人實際殺菌操作時

13、間等于或大于 60min，實際殺菌 F值并不等于 60 min。F 實=10L1+20 L2+30 L3L1 10(110-121)/10=0.079L2=10(115-121)/10=0.251 L3=10(121-121)/10=1F實=100.079+200.251+301 =35.81 min 由此可見，實際殺菌 F 值不是工廠殺菌過程的總時間之和。再例：蘑菇罐頭 100殺菌 90分鐘，或 120殺菌 10分鐘，哪個殺菌強度大？ 折算成相當(dāng) 于 121 的殺菌時間，再比較！90 L100和 10 L120 比較， L100=10(100-121)/10=0.008L120=10(120

14、-121)/10=0.79490 L100=90 0.008=0.72 min10 L120=10 0.794=7.94 min由此可見，后者殺菌強度更大，可能與一般的估計相反。同時說明，應(yīng)該高溫殺菌的罐頭， 100殺菌基本沒有效果，生產(chǎn)上一定要注意。五、實際殺菌 F 值的計算舉例某廠生產(chǎn) 425g蘑菇罐頭， 根據(jù)前面計算的 F安(24.92min)值制訂的兩個殺菌式為 10一 23 10min121和 1025 10min 12l，分別進行殺菌試驗，并測得罐頭中心溫度的變化 數(shù)據(jù)如下表，試問所擬殺菌條件是否合理 ?根據(jù)已經(jīng)測定的不同時間的中心溫度，代入公式 L=10(t-121)/Z 計算，蘑菇罐頭選擇嗜熱脂 肪芽胞桿菌為對象菌， Z=10 。有一個中心溫度就對應(yīng)一個 L 值，計算后填入 L 值這一列 對應(yīng)位置， F 實這一列表示每對應(yīng) 3 分鐘折算成 121的殺菌時間。殺菌公式 11023 10 min 殺菌公式 2102510 min121121時間中心溫度 L 值 F 實時間中心溫度 L 值 F實=28.1 min殺菌公式 1，F(xiàn)實略大于 F 安，殺菌合理。恒溫殺菌時間只有23 min，但整個殺菌過程相當(dāng)于 121實際殺菌時間 25.5 min ，多 2.5min 由升溫和降溫折算得到。 工廠實際殺菌過程時間 近 50 min，加上罐頭進鍋出