食品的热处理和杀菌

概述 保藏热处理 灭酶、微生物 热处理 转化热处理 改变理化性质

Safety vs. Quality

热处理原理 影响微生物耐热性的因素 微生物的种类和数量 种类 数量 热处理温度 罐内食品成分 pH、脂肪、糖、蛋白质、盐、植物杀菌素

图3-1 加热介质pH对芽孢耐热性的影响

图3-2 糖对细菌耐热性的影响

图3-3 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线

微生物的耐热性 热杀菌食品的PH分类 PH ≤4.6 酸性 PH ＞4.6 低酸性

各种常见罐头食品的pH值 罐头食品 pH值 平均 最低 最高 苹果 3.4 3.2 3.7 番茄汁 4.3 4.1 4.4 杏 3.6 4.2 芦笋（绿） 5.5 5.4 5.6 红酸樱桃 3.5 3.3 3.8 青刀豆 5.2 5.7 葡萄汁 2.9 黄豆猪肉 5.0 6.0 橙汁 4.0 蘑 菇 5.8 5.9 酸渍黄瓜 3.9 青豆 6.2 6.5 菠萝汁 马铃薯 番茄 4.6 菠菜 5.1

微生物的耐热性 微生物耐热性参数 热力致死温度 将某特定容器内一定量食品中的微生物全部杀死所需要的最低温度。 最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在作定量处理时已不使用。

微生物耐热性参数 热力致死时间曲线（TDT曲线） 微生物的热力致死时间随热杀菌温度的变化规律

热力致死时间曲线（TDT曲线） lg t2 - lg t1 = k(T2 - T1) 令 Z = -1/k 则得到热力致死时间曲线方程：

微生物耐热性参数 F0值： 单位为min，是采用121.1℃杀菌温度时的热力致死时间。 F0值越大，菌的耐热性越强。

微生物耐热性参数 Z值： Z值是热力致死时间变化10倍所需要相应改变的温度数 Z值越大，微生物的耐热性越强。 Z

热力致死速率曲线： 以加热（恒温）时间为横坐标，以微生物数量（的对数值）为纵坐标，表示某一种特定的菌在特定的条件下和特定的温度下，其残留活菌总数随杀菌时间的延续所发生的变化。

t = D(lg a－lg b)

微生物耐热性参数 D值： 在特定的环境中和特定的温度下杀灭90%特定的微生物所需要的时间。 D值不受原始菌数影响

瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时的细菌死亡速率 单位容积残存活菌数 0D 104 1D 103 2D 102 3D 101 4D 100 5D 10-1 6D 10-2 7D 10-3 8D 10-4

微生物耐热性参数 F0=nD： TDT值（或F0值）建立在“彻底杀灭”的概念基础上。 已知在热处理过程中微生物并非同时死亡，即当微生物的数量变化时，达到“彻底杀灭”这一目标所需的时间也就不同。因此，必须重新考虑杀菌终点的确定问题。

tT = D [lg a – lg(a 10-n)] 设将菌数降低到b =a 10-n为杀菌目标。 即 t = n DT（TRTn,T值）。 若n足够大，则残存菌数b就足够小，达到某种可接受的安全“杀菌程度”，就可以认为达到了杀菌的目标。

F0 = n D的意义： 用适当的残存率值代替过去“彻底杀灭”的概念，这使得杀菌终点（或程度）的选择更科学、更方便，同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。 通过F0 = n D，还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起，建立起了D值、Z值和F0值之间的联系。

食品的传热 传热方式 罐头传热方式 传导 对流 （1）完全对流型：果汁，蔬菜汁 （2）完全传导型：午餐肉、烤鹅 （3）先传导后对流型：果酱、巧克力酱 （4）先对流后传导型：甜玉米 （5）诱发对流型：八宝粥 罐头传热方式

影响罐内食品传热速率的因素 罐内食品的物理性质： 初温： 罐藏容器： 杀菌锅

传热测定 对罐头中心温度（冷点温度）变化情况的测定。

传热测定 传热曲线 罐内（通常是冷点）的温度随时间变化曲线

杀菌强度的计算及确定程序 比奇洛基本法

热加工对食品品质的影响 植物来源的包装制品 （1）质构 （2）颜色 半透膜的破坏 细胞间结构的破坏并导致细胞分离 蛋白质变性 淀粉糊化 蔬菜和水果软化 （1）质构 叶绿素脱镁 胡萝卜素异构化 花青素将降解成灰色的色素 （2）颜色

植物来源的包装制品 脂肪氧化——特别是豆类、谷物 Millard反应 （3）风味 （4）营养素

热加工对食品品质的影响 动物来源的包装食品 （1）颜色 肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色 Maillard反应和Caramelization反应也会改变颜色 腌制过程会改变颜色 肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加色素校正

热加工对食品品质的影响 动物来源的包装食品 （2）质构 肌肉收缩和变硬 变软 （3）营养素

热处理技术 食品罐藏的基本工序 装罐 排气 密封 杀菌 冷却 检查

装罐 容器的准备 装罐的工艺要求 装罐的方法 预封

排气 密封前将罐内空气尽可能除去的处理措施。 排气的目的 排气的方法 影响罐内真空度的因素

密封 金属罐密封 玻璃罐密封

杀菌 杀菌公式 升温时间—恒温时间—降温时间 反压 杀菌温度 杀菌方式 常压水杀菌： 高压蒸汽杀菌 高压水杀菌：

冷却 冷却方法 冷却终点： ①水池冷却， ②锅内常压冷却， ③锅内加压冷却， ④空气冷却。 罐温38~40℃。 ①避免嗜热菌的生长繁殖， ②防止高温下食品品质的下降， ③利用余热使罐表面水分蒸发，防止生锈。

检查 外观检查 保温检查 敲检 真空度检查 开罐检查

巴氏杀菌 温和的杀菌方法 目的 灭酶 杀灭致病菌的营养细胞

热烫 蔬菜和水果的灭酶处理 多酚氧化酶 脂肪氧化酶 叶绿素酶

杀菌强度的计算及确定程序 比奇洛基本法 将杀菌时罐头冷点的传热曲线分割成若干小段，每小段的时间为（Ai）。 利用TDT曲线，可以获得在某段温度（Ti）下所需的热力致死时间（Ni） Ai/Ni即为该小段取得的杀菌效果占全部杀菌效果的比值Ai，称为“部分杀菌值”。

比奇洛法的特点： ①方法直观易懂，当杀菌温度间隔取得很小时，计算结果与实际效果很接近； ②不管传热情况是否符合一定模型，用此法可以求得任何情况下的正确杀菌时间； ③计算量和实验量较大，需要分别经实验确定杀菌过程各温度下的TDT值，再计算出致死率。

鲍尔改良法 （1）致死率值： L= 1/t =lg-1(T - 121)/z 致死率值L的含义：对F0=1 min的微生物，经T温度，1 min的杀菌效果与该温度下全部杀灭效果的比值；也可表达为经温度T，1 min的杀菌处理，相当于温度121℃时的杀菌时间。

整个杀菌过程的杀菌强度（总致死值）： Fp = ∑(Li △t)= △t.∑Li Fp ≥ F0 判断一个实际杀菌过程的杀菌强度是否达到要求，需要比较F0与Fp的大小 Fp ≥ F0