滅菌參數(shù)(F值和F0值)

1、滅菌參數(shù)（ F 值和 F0 值）D 值：（考察對時(shí)間的關(guān)系）在一定溫度下，殺滅90%微生物所需的 滅菌時(shí)間 。殺滅微生物符合一級動力學(xué)方程，即有dNktdt或 lg N0 lg N tkt2.303式中， N t ：滅菌時(shí)間為t 時(shí)殘存的微生物數(shù)；N 0 ：原有微生物數(shù)；k：滅菌常數(shù)2.303D t(lg 100lg 10)D 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(gè)lgD 值所需升高的溫度，即滅菌時(shí)間減少到原來的1/10 所需升高的溫度或相同滅菌時(shí)間內(nèi)，殺滅99%的微生物所需提高的溫度。T2T1Zlg D1lg D 2DT2 T1即D2 10 Z 1F

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(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。常用于干熱滅菌TT0F t 10 ZF0 值：在一定滅菌溫度（ T）、 Z 值為 10所產(chǎn)生的滅菌效果與121、 Z 值為 10產(chǎn)生的滅菌效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間（min ）。T 121F0t10 Z物理 F0 值數(shù)學(xué)表達(dá)式： F0 = t 10 T-121/ Z生物 F0 值數(shù)學(xué)表達(dá)式：F0=D121 × (lgN0-lgNt)為滅菌后預(yù)計(jì)達(dá)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(shí)，殺滅容器中全部微生

3、物所需要的時(shí)間。F0值體現(xiàn)了滅菌溫度與時(shí)間對滅菌效果的統(tǒng)一，數(shù)值更為精確、 實(shí)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%。1 / 4鍵詞：罐頭，殺菌，F(xiàn)值， D 值，Z 值一、實(shí)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(shí)間折算成121的殺菌時(shí)間，即相當(dāng)于 121的殺菌時(shí)間， 用 F 實(shí)表示。 特別注意： 它不是指工人實(shí)際操作所花時(shí)間，它是一個(gè)理論上折算過的時(shí)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(shí)際殺菌操作時(shí)間等于 (或大于 )60 m

4、in ，實(shí)際殺菌 F 值并不等于60 min 。F 實(shí) =10 × L1+20 ×L2+30 × L3 ，L我們把它理解為不同溫度下的時(shí)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 實(shí)肯定小于 60min 。由此可見，實(shí)際殺菌F 值不是工廠殺菌過程的總時(shí)間之和。再例：蘑菇罐頭 100殺菌 90分鐘， 120殺菌10 分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大？折算成相當(dāng)于121的殺菌時(shí)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

5、（ 12l）下殺滅一定數(shù)量的微生物或者芽孢所需的加熱時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)也是確定殺菌公式中恒溫時(shí)間 2 的主要依據(jù)。 F 實(shí)和 F 安的配合應(yīng)用， F 實(shí)等于或略大于 F 安，殺菌合理。F 實(shí)小于 F 安，殺菌不足，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，要腐敗， 必須延長殺菌時(shí)間。 F 實(shí)遠(yuǎn)大于 F

6、 安，殺菌過度，超標(biāo)準(zhǔn)殺菌，影響色香味形、營養(yǎng)價(jià)值，要求縮短殺菌時(shí)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(shí)間 2。三、安全殺菌F 值的計(jì)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(shí)踐中可用 pH 計(jì)檢測， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也可以粗略地估計(jì)，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(diǎn)對象；耐熱性強(qiáng)、不易殺滅，罐頭中經(jīng)常出現(xiàn)、危害最大。只要?dú)缢?，其它腐敗菌、致病菌、酶也被殺滅或失活。?jīng)過微生物檢測，選定

7、了罐頭殺菌的對象菌，知道了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(jì)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?yàn)楦邷貧⒕闆r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(shí)間、要求的殺菌時(shí)間。D 值通常指t 溫度（ 121）下殺滅90%的微生物所需殺菌時(shí)間，是微生物耐熱的特征參數(shù)，2 / 4D 值越大耐熱性越強(qiáng)，常在右下角標(biāo)明具體試驗(yàn)溫度。由微生物實(shí)驗(yàn)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 ，

8、欲在 121下把對象菌殺滅99.9%，問需多長殺菌時(shí)間？如果使對象菌減少為原來的0.01%，問需多長殺菌時(shí)間？第一個(gè) D 值，殺滅 90%；第二個(gè) D 值，殺滅 9%（ 10%中的 90%）；第三個(gè) D 值，殺滅 0.9%（1%中的 90%）；第四個(gè) D 值，殺滅0.09%（0.1% 中的 90%）。 答案： 12 min ， 16 mina 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(shí)，它與罐頭的腐敗率是相等的。 殘存活菌數(shù)為 1%，表示每個(gè)罐頭中有 1%個(gè)活菌，這是不合乎邏輯的。但從概率的角度理解，100 個(gè)罐頭中有1 個(gè)罐頭存在一個(gè)活

9、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(gè)罐頭中有 1 個(gè)罐頭存在一個(gè)活菌， 要腐敗，即腐敗率就是 1。F 安的計(jì)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(gè) /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(

10、個(gè) /罐 ) 850( 個(gè)/罐 ) 允許變敗率：b 5 l0 000 5× 10-4F 安 D121(lga lgb) 4(1g850 1g5× 10-4) 4(2.9294 0.699 4) 24.92 min由此得到了蘑菇罐頭在121需要?dú)⒕臉?biāo)準(zhǔn)時(shí)間24.92 min ，解決了該蘑菇罐頭F 安這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間問題。四、實(shí)際殺菌F 值的計(jì)算方法為計(jì)算F 實(shí)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(jì)算F 實(shí)，把不同溫度下的殺菌時(shí)間折算成121的殺菌時(shí)間，然后相加起來。F 實(shí) =t1 × L1 t2×

11、 L2 t3×L3 t4× L4+L 致死率值，某溫度下的實(shí)際殺菌時(shí)間折算為121殺菌時(shí)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(shí)間公式L=10(t-121)/Z計(jì)算得到。該計(jì)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(shí)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(gè)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(shí)間為熱力致死時(shí)間，熱力致死時(shí)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(shí)間用F 表示，右下角注明溫度。凡不是注明F

12、實(shí)、 F 安，均指熱力致死時(shí)間。請看例題：對象菌 Z=10 ， F121=10 min ，求 131、 141、 111、 101的熱力致死時(shí)間？對 Z 值反過來理解，溫度變化1 個(gè) Z 值熱力致死時(shí)間變化將變化10 倍。從上面溫度看，它們分別是上升了1 個(gè)和 2 個(gè) Z 值、下降了 1 個(gè)和 2 個(gè) 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(shí)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 ，11

13、5殺菌 20 min ，121殺菌 30 min 。工人實(shí)際殺菌操作3 / 4時(shí)間等于或大于60min ，實(shí)際殺菌F 值并不等于60 min 。F 實(shí) =10 ×L1+20 × L2+30 × L3L1 10(110-121)/10=0.079L2=10(115-121)/10=0.251L3=10(121-121)/10=1F 實(shí) =10 ×0.079+20 ×0.251+30× 1 =35.81 min由此可見，實(shí)際殺菌F 值不是工廠殺菌過程的總時(shí)間之和。再例： 蘑菇罐頭 100殺菌 90 分鐘， 或 120殺菌 10 分鐘，哪個(gè)

14、殺菌強(qiáng)度大？ 折算成相當(dāng)于 121的殺菌時(shí)間，再比較！90× L100 和 10× L120 比較， L100=10(100-121)/10=0.008L120=10(120-121)/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(qiáng)度更大，可能與一般的估計(jì)相反。同時(shí)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(shí)際殺菌 F 值的計(jì)算舉例某廠生產(chǎn) 425g 蘑菇罐頭， 根據(jù)前面計(jì)算的F 安 (24.92min) 值制訂

15、的兩個(gè)殺菌式為10 一 2310min 121和 10 25 10min 12l，分別進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，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(shí)間的中心溫度，代入公式L=10(t-121)/Z 計(jì)算，蘑菇罐頭選擇嗜熱脂肪芽胞桿菌為對象菌， Z=10。有一個(gè)中心溫度就對應(yīng)一個(gè)L 值，計(jì)算后填入L 值這一列對應(yīng)位置， F 實(shí)這一列表示每對應(yīng)3 分鐘折算成 121的殺菌時(shí)間。殺菌公式 11023 10 min 殺菌公式 210 25 10 min121 121時(shí)間中心溫度 L 值 F 實(shí)時(shí)間中心溫度 L 值 F 實(shí) =28.1 min殺菌公式 1，F(xiàn) 實(shí)略大于 F 安，殺菌合理。恒溫殺菌時(shí)間只有23 min ，但整個(gè)殺菌過程相當(dāng)于 121實(shí)際殺菌時(shí)間 25.5 min ，多 2.5min 由升溫和降溫折算得到。工廠實(shí)際殺菌過程時(shí)間近 50 min ，加上罐頭進(jìn)鍋出鍋時(shí)間，工人完成一個(gè)輪回的操作至少要1 個(gè)小時(shí)。殺菌公式