食品加工與保藏食品熱處理和殺菌之三

食品加工與保藏食品熱處理和殺菌之三2023/6/71第一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二Ⅲ.熱處理?xiàng)l件的選擇和確定食品熱處理?xiàng)l件的選擇和確定實(shí)質(zhì)是熱處理溫度和時(shí)間的選擇和確定。應(yīng)遵循下列基本原則：首先，熱處理應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的目的。其次，應(yīng)盡量減少熱處理造成的食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和損失。第三，熱處理過(guò)程不應(yīng)產(chǎn)生有害物質(zhì)，滿足食品衛(wèi)生的要求。2023/6/72第二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二加熱殺菌的理想效果迅速有效地滅活待處理物料中的有害微生物和酶，同時(shí)將加熱對(duì)物料的損傷及對(duì)食品品質(zhì)的影響控制在最小限度內(nèi)。同時(shí)還希望能耗較低，經(jīng)濟(jì)合理。2023/6/73第三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二需要考慮的因素污染食品的微生物的種類、數(shù)量、耐熱性。食品在加熱過(guò)程中的傳熱特性。影響罐頭食品傳熱的因素

。罐頭食品熱殺菌條件的確定過(guò)程：2023/6/74第四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二食品中常見的腐敗微生物

乳和乳制品中：鏈球菌屬、乳桿菌屬、小桿菌屬、無(wú)色桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、芽孢桿菌屬。鮮肉中：無(wú)色桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、小球菌屬、枝霉屬。家禽中：無(wú)色桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、小球菌屬、青霉屬。2023/6/75第五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二食品中常見的腐敗微生物

魚蝦和貝類中：無(wú)色桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、小球菌屬。蛋中：假單胞菌屬、芽枝霉屬、青霉屬、分枝孢屬。果蔬及其制品中：青霉屬、根霉屬、乳桿菌屬、無(wú)色桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、酵母屬、球擬酵母屬、葡萄孢屬、醋酸桿菌屬。2023/6/76第六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二食品的熱傳遞熱傳遞的方式主要有：傳導(dǎo)對(duì)流輻射2023/6/77第七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)中，傳熱的效率取決于食品和加熱介質(zhì)間的溫度差及熱阻。2023/6/78第八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二對(duì)流有自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種。流體的溫度變化會(huì)導(dǎo)致其密度發(fā)生變化，流體就會(huì)發(fā)生自然對(duì)流。強(qiáng)制對(duì)流是指采用攪拌器或風(fēng)扇對(duì)流體（液體和氣體）進(jìn)行攪拌時(shí)所造成的流動(dòng)。2023/6/79第九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱輻射熱輻射是以熱引起的電磁波輻射。輻射過(guò)程中，物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，只要溫度不變，發(fā)射的輻射能也不變。能被物體吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿妮椛渲饕獮榭梢姽夂图t外線，這些射線被稱為熱射線，波長(zhǎng)為0.4～40μm。2023/6/710第十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二影響罐頭食品傳熱的因素

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；食品和容器的物理性質(zhì)；加熱介質(zhì)（蒸汽）的溫度和食品初始溫度之間的溫度差；容器的大小等。2023/6/711第十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二罐頭食品的冷點(diǎn)

冷點(diǎn)是在熱殺菌過(guò)程中用來(lái)代表罐頭容器內(nèi)食品溫度變化的點(diǎn)。通常人們選罐內(nèi)溫度變化最慢的點(diǎn)為冷點(diǎn)（coldpoint）溫度，加熱時(shí)該點(diǎn)的溫度最低（此時(shí)又稱最低加熱溫度點(diǎn)，slowestheatingpoint），冷卻時(shí)該點(diǎn)的溫度最高。2023/6/712第十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二罐頭食品的冷點(diǎn)

傳導(dǎo)傳熱方式的罐頭，由于傳熱的過(guò)程是從罐壁傳向罐頭的中心處，罐頭的冷點(diǎn)在罐內(nèi)的幾何中心。對(duì)流傳熱的罐頭，由于罐內(nèi)食品發(fā)生對(duì)流，熱的食品上升，冷的食品下降，罐頭的冷點(diǎn)將向下移，通常在罐內(nèi)的中心軸上罐頭幾何中心之下的某一位置。2023/6/713第十三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二測(cè)定污染食品的細(xì)菌之孢子的耐熱性（D值、Z值、TRT值等）測(cè)定欲使用的殺菌釜的熱分布測(cè)定罐頭的最冷點(diǎn)測(cè)定產(chǎn)品的熱穿透速率符合理論的殺菌條件計(jì)算（推算F0值）測(cè)試罐做保溫確認(rèn)實(shí)驗(yàn)（30～35℃，1～3個(gè)月）腐敗工廠產(chǎn)品做保溫確認(rèn)實(shí)驗(yàn)（30～35℃，1～3個(gè)月）正常正常確認(rèn)殺菌條件腐敗2023/6/714第十四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二殺菌值的計(jì)算（一）比奇洛基本推算法（二）改良基本法（三）公式計(jì)算法（四）列線圖法2023/6/715第十五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（一）比奇洛基本推算法根據(jù)罐頭食品傳熱情況（即罐頭食品溫度變化規(guī)律）和各溫度時(shí)微生物的熱力致死時(shí)間（TDT值），推算出預(yù)定殺菌溫度工藝條件下需要的加熱、保溫及冷卻時(shí)間的方法。為此，比奇洛首先提出了部分殺菌量的概念。2023/6/716第十六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二部分殺菌量（partialsterility）若微生物在熱力致死溫度

T℃時(shí)的熱力致死時(shí)間（TDT值）為τmin，那么在T℃時(shí)加熱

tmin時(shí)所取得的殺菌量A=

t/τ為部分殺菌量，指的是在某一特定熱力致死溫度

T℃下加熱處理

tmin時(shí)完成的殺菌量。2023/6/717第十七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二總殺菌量的計(jì)算若將殺菌過(guò)程分為n個(gè)溫度段，假設(shè)各溫度段的平均溫度為Ta℃,對(duì)應(yīng)的熱力致死時(shí)間為τamin，處理時(shí)間為ta

min

，則各溫度段取得的部分殺菌量為Aa=

ta/τa；而總殺菌量為A=ΣAa=Σta/τa

2023/6/718第十八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二例：總殺菌量的計(jì)算某目標(biāo)菌在115℃時(shí)TDT值為20min，118℃時(shí)TDT值為10min，若該菌先在115℃處理8min，再在118℃處理6min，求兩次熱處理的累積殺菌量？解：A1=8/20=0.4,

A2=6/10=0.6,

A總=A1+A2=0.4+0.6=1.02023/6/719第十九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二致死率及殺菌量的計(jì)算顯然，熱力致死時(shí)間τ的倒數(shù)1/τ可視為殺菌率(SterilizingRate)或致死率(LethalRate)，積分后得致死量，即殺菌量。2023/6/720第二十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/721第二十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱處理時(shí)間t熱處理溫度TT時(shí)的τ值1/τ部分殺菌量累積殺菌量2min98℃200min0.0051％1％3min104℃100min0.0103％4％5min110℃50min0.02010％14％4min113℃20min0.05020％34％6min115℃10min0.10060％94％5min110℃50min0.02010％104％2023/6/722第二十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（二）改良基本法比奇洛基本推算法不能用于比較不同殺菌條件的熱殺菌效果。為此，鮑爾引入了殺菌值（sterilizingvalue）或致死值（Leathality）的概念。2023/6/723第二十三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二致死值（Leathality）將各溫度下的殺菌率或致死率1/τ用標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為121.1℃）來(lái)表示，這樣就簡(jiǎn)化了總殺菌量的計(jì)算公式，為利用一重積分來(lái)計(jì)算總殺菌量奠定了基礎(chǔ)，這也是改良基本法與比奇洛基本推算法的區(qū)別。2023/6/724第二十四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱力致死時(shí)間曲線和Z值注：上式中的F指121.1℃時(shí)的熱力致死時(shí)間。2023/6/725第二十五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二令F=1，即121.1℃時(shí)的熱力致死時(shí)間為1min2023/6/726第二十六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二殺菌值的計(jì)算上式中的F指的是殺菌值。由上式可知，只要知道熱處理溫度

T及目標(biāo)微生物的Z值，就可以計(jì)算出致死率（即L值）；然后根據(jù)熱處理過(guò)程的溫度變化情況，就可以計(jì)算出不同熱處理過(guò)程所獲得的殺菌值F。2023/6/727第二十七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二殺菌值的計(jì)算教材p85，例題（微生物的D值、Z值，參考p76,表2-7；F值、L值，參考表2-15及表2-16；殺菌值的選擇參考p84內(nèi)容）。注：表2-16表頭上的0.1、0.2、0.3……指的是溫度的非整數(shù)值。2023/6/728第二十八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二食品熱殺菌條件的確定方法

1.實(shí)罐試驗(yàn)2.實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)3.保溫貯藏試驗(yàn)4.生產(chǎn)線上實(shí)罐試驗(yàn)2023/6/729第二十九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.實(shí)罐試驗(yàn)以滿足理論計(jì)算的殺菌值(F0)為目標(biāo)，選擇幾種不同的殺菌溫度－時(shí)間組合進(jìn)行試驗(yàn)；再根據(jù)罐頭食品質(zhì)量，生產(chǎn)能力等綜合因素選定殺菌條件的方法。目的是使熱殺菌既能達(dá)到殺菌安全的要求，又能維持其高質(zhì)量，在經(jīng)濟(jì)上也最合理。2023/6/730第三十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)為了確證實(shí)罐試驗(yàn)所確定的（理論性）殺菌條件的合理性，還要進(jìn)行實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)；其方法是將常見導(dǎo)致罐頭腐敗的細(xì)菌或芽孢定量接種在罐頭內(nèi)，在所選定的殺菌條件下進(jìn)行殺菌，再保溫檢查其腐敗率。2023/6/731第三十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）試驗(yàn)用微生物通常低酸性食品用耐熱性高于肉毒桿菌的梭狀芽孢桿菌PA3679芽孢。pH3.7以下酸性食品用巴氏固氮梭狀芽孢桿菌（Clostridiumpasteurianum）或凝結(jié)芽孢桿菌（Bacilluscoagulans）芽孢。高酸性食品則用乳酸菌，酵母作試驗(yàn)對(duì)象菌。試驗(yàn)用的微生物必須經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的耐熱性試驗(yàn)加以檢定。2023/6/732第三十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）實(shí)罐接種方法對(duì)流傳熱的產(chǎn)品可接種在罐內(nèi)任何處。塊狀食品要盡可能接種在冷點(diǎn)位置或冷點(diǎn)與罐底之間。（3）試驗(yàn)罐數(shù)（4）試驗(yàn)分組（5）試驗(yàn)記錄2023/6/733第三十三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.保溫貯藏試驗(yàn)接種實(shí)罐試驗(yàn)后的試樣要在恒溫下進(jìn)行保溫試驗(yàn)。培養(yǎng)溫度依據(jù)試驗(yàn)菌的不同而不同。霉菌：21.1～26.7℃嗜溫菌和酵母：26.7～

32.2℃凝結(jié)芽孢桿菌：35.0～

43.2℃嗜熱菌：50.0～

57.2℃

2023/6/734第三十四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.生產(chǎn)線上實(shí)罐試驗(yàn)接種實(shí)罐試驗(yàn)和保溫試驗(yàn)結(jié)果都正常的罐頭加熱殺菌條件，就可以進(jìn)入生產(chǎn)線的實(shí)罐試驗(yàn)作最后驗(yàn)證。試樣量至少100罐以上，試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄。2023/6/735第三十五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二Ⅳ.殺菌工藝與設(shè)備殺菌工藝殺菌設(shè)備2023/6/736第三十六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二殺菌工藝巴氏殺菌與商業(yè)殺菌常壓殺菌與加壓殺菌高壓水煮殺菌空氣加壓蒸汽殺菌火焰殺菌熱裝罐密封殺菌預(yù)殺菌無(wú)菌灌裝2023/6/737第三十七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二殺菌設(shè)備一、低溫加熱殺菌裝置二、高溫加熱殺菌裝置三、超高溫殺菌裝置2023/6/738第三十八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、低溫加熱殺菌（裝置）（一）批量式低溫加熱殺菌裝置（二）連續(xù)式低溫加熱殺菌裝置2023/6/739第三十九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、高溫加熱殺菌（裝置）（一）間歇式高溫加熱殺菌裝置（二）連續(xù)式高溫加熱殺菌裝置2023/6/740第四十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（一）間歇式高溫殺菌裝置1.立式壓力殺菌釜2.臥式壓力殺菌釜3.用于玻璃容器的靜止壓力殺菌釜2023/6/741第四十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二立式壓力殺菌釜臥式壓力殺菌釜2023/6/742第四十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/743第四十三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/744第四十四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（二）連續(xù)式高溫殺菌裝置1.螺旋式回轉(zhuǎn)加壓殺菌設(shè)備2.靜水壓式連續(xù)殺菌設(shè)備3.水封式連續(xù)殺菌設(shè)備4.刮板式回轉(zhuǎn)殺菌裝置2023/6/745第四十五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/746第四十六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/747第四十七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、超高溫殺菌習(xí)慣上把加熱溫度為135～150℃，加熱時(shí)間為2～8s，加熱后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌要求的殺菌過(guò)程稱為超高溫殺菌（UHT殺菌）。UHT殺菌技術(shù)在液態(tài)奶的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用最廣。2023/6/748第四十八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二超高溫殺菌技術(shù)的依據(jù)微生物對(duì)溫度的敏感程度比其它化學(xué)反應(yīng)（如褐變、酶的鈍化、營(yíng)養(yǎng)成分的損失）高（參見表2-11）。即是說(shuō)微生物的Z值小于其它熱破壞反應(yīng)的Z值，或說(shuō)微生物的Q值大于其它熱破壞反應(yīng)的Q值。2023/6/749第四十九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二超高溫殺菌技術(shù)的依據(jù)例如，溫度每上升10℃，枯草芽孢桿菌孢子的致死速率上升約30倍；但牛奶的褐變速率上升不到3倍。特別是當(dāng)溫度高于135℃時(shí)，這種差別更顯著；如140℃時(shí)微生物死亡速率的提高比褐變反應(yīng)速率的提高快2,000倍，在150℃時(shí)更是增長(zhǎng)到5,000倍。2023/6/750第五十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2023/6/751第五十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二超高溫殺菌技術(shù)的依據(jù)因此，利用超高溫殺菌處理原料奶，可以達(dá)到快速殺滅原料奶中的大部分有害微生物，同時(shí)很好地保持牛奶的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)的目的。2023/6/752第五十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二超高溫殺菌技術(shù)的分類按物料與加熱介質(zhì)直接接觸與否，UHT殺菌可分為：直接（混合）式加熱法間接式加熱法2023/6/753第五十三頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二直接混合式加熱法采用高熱、純凈的蒸汽直接與待殺菌物料混合接觸，進(jìn)行熱交換，使物料瞬間被加熱到135～160℃。物料水分閃蒸過(guò)程中，易揮發(fā)的風(fēng)味物質(zhì)將隨之部分損失。常用于牛乳以及其它需脫去不良風(fēng)味物料的殺菌，不適用于果汁的殺菌。2023/6/754第五十四頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二直接（混合）式加熱法蒸汽噴射式超高溫殺菌蒸汽注入式超高溫殺菌歐姆加熱超高溫殺菌2023/6/755第五十五頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二蒸汽噴射式超高溫殺菌利樂(lè)拉伐公司的真空瞬時(shí)加熱殺菌裝置英國(guó)APV公司的直接蒸汽噴射殺菌裝置美國(guó)徹里－伯勒爾公司的大氣－真空裝置2023/6/756第五十六頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二利樂(lè)公司2023/6/757第五十七頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二蒸汽噴射頭（圖）2023/6/758第五十八頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二利樂(lè)公司2023/6/759第五十九頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二利樂(lè)公司2023/6/760第六十頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二英國(guó)APV公司2023/6/761第六十一頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二蒸汽注入式超高溫殺菌英國(guó)APV蒸汽注入式加熱殺菌裝置法國(guó)拉吉奧爾蒸汽注入式加熱殺菌裝置巴黎布雷爾－馬泰爾熱真空殺菌裝置2023/6/762第六十二頁(yè)，共七十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二英國(guó)APV公司2023/6/763第