第二章 食 品 热 处 理 技 术

教学目的和要求 重点 难点 掌握微生物的耐热性 罐藏食品的传热 罐藏食品分类与杀菌强度的确定； 了解热力杀菌装置 影响微生物耐热性的因素 影响罐装食品传热的因素 杀菌强度的确定 食品在冷藏和冻藏期间发生的变化 难点 微生物耐热性曲线 罐装食品的传热曲线

食品生产过程中，加热处理有多种好处 加热杀菌理想效果： 使蛋白质变性，淀粉糊化，减轻消化系统压力，便于食物消化吸收 杀菌作用 对物料操作及其品质影响控制在最小限度内 迅速杀死存在于其中的有害微生物

确定加热杀菌条件需考虑： 食品物性； 污染食品的微生物种类，数量，习性； 容器；　　 加热过程中食品传热特性等

第一节 微生物的耐热性 细菌繁殖的温度范围 细菌种类 最低(℃) 最适(℃) 最高(℃) 嗜热菌 30～45 50～70 70～90 嗜温菌 第一节　　微生物的耐热性 细菌繁殖的温度范围 细菌种类 最低(℃) 最适(℃) 最高(℃) 嗜热菌 30～45 50～70 70～90 嗜温菌 中温性菌 5～15 45～55 低温性菌 -5～5 25～30 30～35 嗜冷菌 -10～-5 12～15 15～25

　　真菌在最低温度条件下，其繁殖能力与细菌相同，然而，真菌能够繁殖的最高温度却很低，霉菌约为60℃，酵母菌繁殖的最高温度约为45℃。 　　微生物繁殖速度，随着偏离最适温度范围的程度增大而下降。特别在高温条件下，繁殖速度急剧下降。 　　微生物耐热性可用实际使用的温度和时间表示，常用加热致死时间来表示。

一、影响微生物耐热性因素 菌种和菌株 加热前微生物所经历培养条件 加热时的相关因素 加热后的条件

二、微生物耐热性试验方法 TDT（thermal death time）试管法 TDT罐法 烧瓶法 开放型TDT管 专用耐热性测定仪测定法 毛细管法 利用实验室小型蒸汽吹入式UHT装置

三、微生物耐热性参数 （一）加热致死速率曲线/残存活菌曲线 根据试验结果：在一定环境和一定致死温度热处理微生物，不同时间所得残存数对数值呈直线关系。 　　直线横过一个对数周期时所需要的时间D值为直线斜率倒数，即细菌死亡率的倒数。

D 值 在一定环境中一定的温度条件下，将全部对象菌90%杀灭所需要的时间 D 值愈大，细菌死亡速率愈慢，该菌耐热性愈强。 　　在一定环境中一定的温度条件下，将全部对象菌90%杀灭所需要的时间 D 值愈大，细菌死亡速率愈慢，该菌耐热性愈强。 D 值不受原始菌数影响，其表示方法： D 121.1℃ min D 值随热处理温度、菌种、细菌/悬浮液的性质及其他因素而异。

(二) 加热致死时间曲线 温度不变，将处于一定条件下的孢子悬浮液或食品中某一菌种的细胞/芽孢数全部杀死所的最短热处理时间。 　　温度不变，将处于一定条件下的孢子悬浮液或食品中某一菌种的细胞/芽孢数全部杀死所的最短热处理时间。 θ不同热处理温度， 　　t 加热致死时间， 　　Z 　　　　时对应 θ’-θ值

(三)加热减数时间（thermal reduction time） 　　任一规定温度，将对象菌减少到某一程度（10-n）时所需的加热时间。10-n中n称为递减指数，表示TRTn=nD 　　TRT实为D值概念的扩大。所以受对D值有影响的因素支配，不受原始菌数影响。TRT值可按从概率角度解释细菌死亡情况。 　　D值本身并不代表全部杀菌时间。在规定θ’下，当nD值中n接近无穷大，即F值。但实际中不需要。只要根据实际污染情况的调查和安全性保证试验即可确定n值，可将其视为F值。

(四) 12D概念（罐头工业杀菌） 　　　最低加热过程应降低到最耐热的肉毒梭状芽孢杆菌芽孢存活概率仅为10-12适用于pH值＞4.6食品。

(五) F值和Z值 F值：一定加热致死温度（一般为121.1℃）下，杀死一定浓度微生物所需加热时间。用于比较Z值相同的细菌耐热性，但对于Z值不同的细菌不适用。 　故F值表示: ,通常Z＝10℃，如θ＝121.1℃，上下标可省略，否则不省略。 Z值：加热致死时间曲线或加热致死速率曲线中加热时间或D值按照1/10或10倍变化时，相应的加热温度变化。Z值愈大，因温度上升而取得的杀菌效果就愈小。 因　　　　　，故

四、酶的耐热性 　　含酶的物质中，在一定范围内提高温度，则酶的反应速率随之增加。其一般在1.4～2.0之间，但温度过高，温度特别高反应速度反而下降。 原因：

思 考 题 影响微生物耐热性因素有哪些？ 细菌按最适生长温度可如何分类？ D值、F值，Z值，12D概念

第二节、食品的热传递 热量传递方式有 传导：热量从物体的这一部分向那一部分或向接触的另一物体所发生的传递。 对流：适用于液体物质。 当液体或气体中存在某种程度温度差时，温度不同的两部分就会通过其密度差发生混合。 辐射：任何物体都相应地从表面散发热能，传递给另一物体。

一、罐装食品传热方式 传导传热型 对流传热型 对流传导结合式 先对流后传导：冷却时只传导传热，乳糜状玉米罐头 　先对流后传导：冷却时只传导传热，乳糜状玉米罐头 　先传导后对流：冷却时只对流传热，苹果沙司罐头

二、影响罐装食品传热的因素 内因 　　　 装罐量，顶隙量，真空度，固形物量，糖液浓度，汁液与固形物比例，粘稠度，熟化程度，加工方法，食品组成与性状，填充方法，加热过程中特性，加热前食品初温及在容器内分布。 外因 　　　 容器大小与形状，加热过程旋转，搅动，杀菌锅内容器数量，容器所处，杀菌锅内喷入蒸汽压力，喷射位置，杀菌锅内温度分布，有无气囊，升温时间等。

主要影响因素 食品的物理性质 　　　　形状，大小，粘稠度和相对密度不同，糖（温度升高，粘度下降），淀粉（＞6%，传热方式为传导），果胶，块形大小，装罐方式 食品初温 　　　　对于传导型加热食品：影响显著；对于对流型加热食品：影响不显著。

容器 传热特性，热阻，几何尺寸（h/D=0.25,加热时间最短）。 对于对流传热型罐头：容器种类和罐壁厚度对加热杀菌时间影响很大。 对于传导传热型罐头：食品导热性对杀菌时间影响较大。 杀菌设备形式　　回转式＞静置式 其他 　　　　加热时食品特性，加热前罐内温度分布情况，杀菌锅装填量，罐的码放排列方式。

三、罐装食品传热的测定 (一)目的 (二)方法 掌握罐藏食品的传热特性 建立相应加热和冷却条件 根据测得的加热和冷却的传热曲线直接对杀菌效果作出评价 (二)方法 　短杆水银温度计 专用罐头中心温度测定仪

(三)测定点选择 罐内加热最缓慢点（冷点） 对流传热型罐藏食品： 中心轴上离罐底罐高10%～15%，罐内中心线上 传导传热型罐藏食品： 　　中心轴上离罐底罐高10%～15%，罐内中心线上 传导传热型罐藏食品： 　　几何中心或微偏上方 传导对流结合型罐藏食品： 　　一般取离罐底罐高约25%的罐内中心线作测定点 特殊罐藏食品： 　　需测定（每10mm始，隔5mm放一热电偶）

(四)测定方法 试样量 　　　　4～6只（≤10） 测定次数 　　　≥1次/分钟，导热型可适当延长 测定内容 　　　罐内及杀菌锅内温度变化情况

思 考 题 罐装食品传热方式有哪几种？ 影响罐装食品传热的因素有哪些？

第三节 杀菌强度评价 罐藏食品进行最后热处理的对象主要是致病菌，腐败菌，产毒菌。 第三节 杀菌强度评价 　　罐藏食品进行最后热处理的对象主要是致病菌，腐败菌，产毒菌。 罐藏食品商业无菌（commercial sterilization of canned food）： 　　罐藏食品经适度热杀菌以后，不含有致病的微生物，也不含常温下能在其中繁殖的非致病微生物。

一、杀菌对象菌的选择 选择原因 罐藏食品种类不同，罐内腐败菌也不同，导致罐头腐败原因也不同， 各腐败菌生活习性不同，故杀菌工艺也不同 　罐藏食品种类不同，罐内腐败菌也不同，导致罐头腐败原因也不同， 　各腐败菌生活习性不同，故杀菌工艺也不同 　确定对象菌才能正确选择合理杀菌工艺避免罐头腐败变质

罐藏食品分类 酸度级别 食品种类 常见腐败菌 热力杀菌要求 低酸性食品 （pH>4.6， Aw>0.85） 低酸性食品＞5.0 肉 嗜热菌，嗜温厌氧菌或嗜温兼性厌氧菌 高温杀菌105～121.1℃ 中酸性食品4.6～5.0 蔬菜，面条 酸性食品 （pH≤4.6） 酸性食品：3.7～4.6 水果及果汁 非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌 沸水或100℃以下介质杀菌 高酸性食品：＜3.7 菠萝，杏，葡萄，柠檬，醋栗，泡菜 酵母，霉菌，酶（耐酸性强，耐热性差）

二、杀菌强度 　　即杀菌效率值。通过测定罐头中心温度，根据此结果按对象菌的Z值进行一系列计算，得到在该杀菌条件下的实际杀菌效果，即杀菌强度（F0）。 意义 　　用实际杀菌效果即杀菌强度F0和TDT曲线上的Fs值比较，即可知道在实际操作杀菌条件下是否达到杀菌要求。

杀菌强度F0值计算 F0值定义：在参数温度为121.1℃下总的累积致死效应。（total ijtegrated lethal effect） 　　　　　针对不同微生物种类确定t0＝nD 　　　　　　　　，计算F0值 　　　　保温时间，　保温部分的杀菌温度

规定对象菌标准F0值应考虑的因素 　　微生物种类及其耐热性 　　了解腐败菌污染程度 　　食品品质　 即C0值（蒸煮值）

思 考 题 罐藏食品分类？分类依据是什么 罐藏食品最后热处理对象是( )( )( ) 罐藏食品商业无菌（名词解释） 罐藏食品最后热处理对象是( )( )( )　　　　　　　　　　　　　　 罐藏食品商业无菌（名词解释） 规定杀菌对象菌标准F值的依据

第四节、食品加热杀菌和热力杀菌装置 低温加热杀菌 一般加热杀菌温度低于100℃。 食品杀菌方式可分为低温加热杀菌、高温加热杀菌和超高温杀菌。 　　食品杀菌方式可分为低温加热杀菌、高温加热杀菌和超高温杀菌。 　　操作：可分为三个阶段，升温阶段，保温阶段，冷却阶段 低温加热杀菌 　　一般加热杀菌温度低于100℃。 　　可将食品中所存在的微生物部分地而不是全部杀灭。

罐藏食品分类 酸度级别 食品种类 常见腐败菌 热力杀菌要求 低酸性食品 （pH>4.6， Aw>0.85） 低酸性食品＞5.0 肉 嗜热菌，嗜温厌氧菌或嗜温兼性厌氧菌 高温杀菌105～121.1℃ 中酸性食品4.6～5.0 蔬菜，面条 酸性食品 （pH≤4.6） 酸性食品：3.7～4.6 水果及果汁 非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌 沸水或100℃以下介质杀菌 高酸性食品：＜3.7 菠萝，杏，葡萄，柠檬，醋栗，泡菜 酵母，霉菌，酶（耐酸性强，耐热性差）

　　适用于酒精，牛奶，果汁等液体食品（pH<4.6）杀菌 　　经该方法处理的食品需要冷藏，发酵，使用添加物（糖、盐、防腐剂，降低Aw的物质），包装，加脱氧剂等方法处理。

加热杀菌设备

总传热系数大 设备安装占用面积小 运转时内容量小，滞留时间短 易于将各分解并进行清洗 易于调节流量 同一组片内同时进行两种以上产品的热交换 采用适当金属材料不存在金属污染问题 可自动控制，节省人工费用

高温加热杀菌 立 式 压 力 杀 菌 釜 卧 式 压 力 杀 菌 釜

超高温加热杀菌 习惯上把加热温度为135℃-150℃ ，加热时间为2-8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT杀菌。

思 考 题 低温加热杀菌适用范围有哪些？其作用是什么？ 板式热交换器特点？