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(duì)時(shí)間的關(guān)系）在一定溫度下，殺滅 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 。殺滅微生物符kt或 lgN0 lgNtkt2.303式中， Nt ：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)2.303Dt（lg100 lg10）kD值隨微生物的種類(lèi)、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)lgD 值所需升高的溫度，即滅菌時(shí)間減少到原來(lái)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 。T2 T1lg D2 lg D1D2T2 T1D110F值：在一定滅

2、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（ 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 T0Ft10 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 121F0t 10 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物所需要

3、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(guò)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 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

4、 min，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(wèn)題，因此， L3 就是 1，F(xiàn) 實(shí)肯定小于 60min 。由此可見(jiàn)，實(shí)際殺菌 F 值不是 工廠殺菌過(guò)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

5、一恒定溫度（ 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(chēng)標(biāo)準(zhǔn) F 值，用 F 安表示。F 安表示滿(mǎn)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(lái)作為參照， 判斷是否合格、 是否滿(mǎn)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(zhǎng)殺菌時(shí)間

6、。F實(shí)遠(yuǎn)大于 F 安，殺菌過(guò)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(guò)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(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?/p>

7、或失活。經(jīng)過(guò)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 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)，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(jiàn)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

8、D121=4min，欲在 121下把對(duì)象菌殺滅 99.9%，問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí) 間？如果使對(duì)象菌減少為原來(lái)的0.01%，問(wèn)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，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

9、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。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(guò)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(guò) 2 個(gè)/ 克。經(jīng) 121殺菌、保溫、貯藏后，允許變敗率為萬(wàn)分之五以下， 問(wèn)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

10、數(shù)： a425（克/罐）×2（個(gè)/ 罐） 850（個(gè)/罐） 允許變敗率： b5l0 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(wèn)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(guò)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 121的殺菌時(shí)間， 然后相加起來(lái)。

11、F實(shí)=t1 ×L1t2 ×L2t3 × 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(lái)解決L 致死率，即折算系數(shù)的問(wèn)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(guò)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。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 1

12、21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， F121=10 min ，求 131、141、111、101 的熱力致死時(shí)間？對(duì) Z 值反過(guò)來(lái)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

13、問(wèn)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(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×L1+20×L2+30× L3L1 10(110-121)/10=0.079 L2=10(115-121)/10=0.251 L3=10(121-121)/10=1F實(shí)=10×0.079+20×0.251+30×1 =35.81 min由此可見(jiàn)，實(shí)際殺菌 F 值不是工廠殺菌過(guò)程的總時(shí)間之和。再例：蘑菇罐頭 100殺

14、菌 90分鐘，或 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！90× L100 和 10×L120 比較，L100=10(100-121)/10=0.008 L120=10(120-121)/10=0.794 90×L100=90×0.008=0.72 min 10× L120=10× 0.794=7.94 min由此可見(jiàn)，后者殺菌強(qiáng)度更大，可能與一般的估計(jì)相反。同時(shí)說(shuō)明，應(yīng)該高溫殺菌的罐頭， 100殺菌基本沒(méi)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，

15、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 23 10min 121和 102510min12l ，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(wèn)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。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實(shí)這一列表示每對(duì)應(yīng) 3 分鐘折算成 121的殺菌時(shí)間。殺菌公式 110 2310 min 殺菌公式 210 2510 min121121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(guò)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(guò)程時(shí) 間近 50 min ，加上罐頭進(jìn)