滅菌參數(shù)(F值和F0值)

1、滅菌參數(shù)（F值和Fo值）D值：（考察對(duì)時(shí)間的關(guān)系）在一定溫度下，殺滅 符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，即有dNdt90%微生物所需的滅菌時(shí)間。殺滅微生物kt或 IgNo IgNtkt2.303式中，Nt :滅菌時(shí)間為t時(shí)殘存的微生物數(shù)； No :原有微生物數(shù)；k：滅菌常數(shù)2.303D = t（Ig100 Ig10）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(duì)溫度的敏感性）降低一個(gè)IgD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。T2Ig D2 Ig DiD2Di10F值：在一定滅菌溫度（T）下給定的Z值所產(chǎn)生的滅菌效果

2、與在參比溫度（T0）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T T010 ZF0值：在一定滅菌溫度（T）、Z值為10C所產(chǎn)生的滅菌效果與 121C、Z值為10C產(chǎn)生的滅菌效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間（min ）。T 121F。t 10丁物理F0值數(shù)學(xué)表達(dá)式：F0 = t刀10 T-121/ Z生物F0值數(shù)學(xué)表達(dá)式：F0=D121CX （IgN0-IgNt）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121C熱壓滅菌時(shí)，殺滅容器中全部微生物所需要 的時(shí)間。F0值體現(xiàn)了滅菌溫度與時(shí)間對(duì)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

3、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(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121C的殺菌時(shí)間，即相當(dāng)于121 C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(qǐng)看下面的例題。例：蘑菇罐頭110C殺菌10 min , 115C殺菌20 min , 121C殺菌30 min。工人實(shí)際殺菌操作 時(shí)間等于（或大于）60 min,實(shí)際殺菌 F值并不等于 60 min。 F實(shí)=10 x L1+20 x L2+30 x L3, L

4、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121C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100C殺菌90分鐘，120C殺菌10分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大？折算成相當(dāng)于121 C的殺菌時(shí)間，再比較！ 即: 90X L100和10X 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（121C ）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

5、時(shí)間（121C）,例如，某罐頭F安=30 min,通常表示罐頭要求在 121C殺菌30min。每種罐頭要求的標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間（通常121 C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t 2的主要依據(jù)。F實(shí)和F安的配合應(yīng)用，F(xiàn)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(zhǎng)殺菌時(shí)間。F 實(shí)遠(yuǎn)大于 F 安,殺菌過度,超標(biāo)準(zhǔn)殺菌,影響色香味形、營(yíng)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t 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、.6, 般采用121C殺菌，極少數(shù)低于 115C殺菌。罐頭pH值小于4.6, 般100C殺菌，極少數(shù)低于85C殺菌。實(shí)踐中可用pH計(jì)檢測(cè)，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(duì)象菌 腐敗的微生物頭目,殺菌的重點(diǎn)對(duì)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。經(jīng)過微生物檢測(cè),選定了罐頭殺菌 的對(duì)象菌,知道了罐頭食品中所污染的對(duì)象菌的菌數(shù)及對(duì)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121C標(biāo)

7、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（121C）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 C）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)，D 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(cè)。為了幫助同學(xué)們理解和記憶，請(qǐng)看例題。例：已知蘑菇罐頭對(duì)象菌D121=4min，欲在121C下把對(duì)象菌殺滅 99.9%,問需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？如果使對(duì)象菌減少為原來的 0.01%，問需多長(zhǎng)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

8、，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 min a每罐對(duì)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 %0。F 安的計(jì)算典型例子：某廠生產(chǎn) 425g 蘑菇罐頭，根

9、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(cè)， 選擇以嗜熱脂肪芽胞桿菌為對(duì)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)121C殺菌、保溫、貯藏后，允許變敗率為萬(wàn)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(duì)象菌的菌數(shù)：a= 425（克/罐）x 2（個(gè)/罐）=850（個(gè) /罐）允許變敗率：b= 5/10 000= 5X 10-4F 安=D121（lga lgb）= 4（1g850- 1g5X 10-4）= 4（2.9294- 0.699+ 4）= 24

10、.92 min由此得到了蘑菇罐頭在121C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(cè)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(cè)定儀測(cè)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121C的殺菌時(shí)間，然后相加起來。F 實(shí)=t1 X L1 + t2X L2 + t3X L3 + t4X L4+ L致死率值，某溫度下的實(shí)際殺菌時(shí)間折算為121 C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)

11、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(duì)象菌的另一耐熱性特征參數(shù)，如嗜熱脂肪芽胞桿菌Z=10 C。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(duì)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121C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實(shí)、F安，均指熱 力致死時(shí)間。請(qǐng)看例題：對(duì)象菌Z=10 C，F(xiàn)121=10 min，求131C、141C、111C、101C的熱力致死時(shí)間？對(duì) 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

12、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 121C 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110C殺菌10 min，115C殺菌20 min，121C殺菌30 min。工人實(shí)際殺菌操作 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 X L1+20 X L2+30 X L3L1 = 10(110-121)/10=0

13、.079L2=10(115-121)/10=0.251L3=10(121-121)/10=1F 實(shí)=10 X 0.079+20 X 0.251+30 X 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100C殺菌90分鐘，或120C殺菌10分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大？折算成相當(dāng)于121C的殺菌時(shí)間，再比較！90X L100 和 10X L120 比較，L100=10(100-121)/10=0.008L120=10(120-121)/10=0.79490X L100=90 X 0.008=0.72 min 10X L120=10 X 0.794=7.

14、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 C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)值制訂的兩個(gè)殺菌式為 10 一 2310min/121C和10 25 10min/ 12IC，分別進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，并測(cè)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(cè)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(duì)象菌，Z=10 C。有一個(gè)中心溫度就對(duì)應(yīng)一個(gè)L值，計(jì)算后填入 L值這一列對(duì)應(yīng)位置，F(xiàn)實(shí)這一列表示每對(duì)應(yīng) 3分鐘折算成121C的殺菌時(shí)間。殺菌公式 1102310 min 殺菌公式 2102510 min121C121 C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121C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 2, F 實(shí)大于 F 安,殺菌過度