罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定

1、,感謝您的閱覽,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,一、熱力殺菌的原理,所謂熱力殺菌就是把罐頭食品加熱到一定溫度并保持一段時(shí)間，使罐內(nèi)不含有致病的微生物，在正常室溫條件下，貯藏和銷售過程中，罐內(nèi)也不含有能繁殖的非致病性微生物，即達(dá)到商業(yè)無菌要求，并盡可能地保持食品內(nèi)容物原有的風(fēng)味、色澤、組織形態(tài)及營(yíng)養(yǎng)成分。,2,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,熱力殺菌的分類,熱力殺菌有高溫殺菌及巴氏殺菌。高溫殺菌是指用100以上的蒸汽或水作加熱介質(zhì)的殺菌，高壓常是獲得高溫介質(zhì)的條件，故又稱高壓殺菌，它又有高壓蒸汽殺菌、高壓水殺菌之分。 巴氏殺菌指的是在100以下的加熱介質(zhì)中的

2、低溫殺菌，加熱介質(zhì)常用熱水。目前常用的罐頭殺菌方式有高壓蒸汽殺菌、加壓水殺菌、常壓水殺菌等幾種。常壓水殺菌多用高酸類罐頭殺菌，它又分連續(xù)式和間隙式二種。常壓殺菌的設(shè)備比較簡(jiǎn)單。,3,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,影響殺菌效果的因素,影響殺菌效果的因素很多，如食品的種類，內(nèi)容物的多少、初菌數(shù)及其微生物的種類、殺菌鍋的結(jié)構(gòu)、殺菌操作、殺菌強(qiáng)度等等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)忽視了，產(chǎn)品就達(dá)不到商業(yè)無菌的要求。因此罐頭殺菌規(guī)程(溫度、時(shí)間)的確定是生產(chǎn)中的關(guān)鍵，殺菌規(guī)程不科學(xué)往往會(huì)造成產(chǎn)品的色、香、味不佳或由于殺菌不足而造成消費(fèi)者健康的危害，所以科學(xué)、合理地制定殺菌規(guī)程是每一個(gè)技術(shù)人員應(yīng)考慮的問題。,4,罐頭

3、熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,二、腐敗微生物的耐熱性,1、芽孢的耐熱性 微生物芽孢較鞭營(yíng)養(yǎng)體有很高的耐熱性，一般認(rèn)為芽孢有外皮和皮膜，其原生質(zhì)的生理特性可能與其耐熱性有關(guān)。芽孢外皮很厚，約占芽孢直徑的1/10，網(wǎng)狀構(gòu)造的聚合物形成，在外孢萌發(fā)初期會(huì)分解收縮。其耐熱性與罐頭食品的殺菌條件有直接關(guān)系，影響芽孢耐熱性的因素很多，如微生物的種類、數(shù)量、形成的條件和環(huán)境、食品的成分（PH、水分活度、糖、鹽的濃度、油脂的含量）、熱處理的溫度和時(shí)間等等。,5,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,熱力致死曲線,把細(xì)菌芽孢(或一般微生物的營(yíng)養(yǎng)體等)在 M的中性磷酸緩沖液或食品中，置于某一致死溫度時(shí)，在瞬間加熱和瞬

4、間冷卻情況下，細(xì)菌的死亡數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)循環(huán)下降。以殘存細(xì)菌數(shù)的常用對(duì)數(shù)作縱坐標(biāo)，以加熱時(shí)間為橫坐標(biāo)，畫出的曲線為加熱致死速度曲線，下圖是PA3679在青豆汁中溫度為115.6時(shí)的致死速度曲線。,6,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,7,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,從圖中可以看到，加熱致死速度曲線一般都呈直線，因此死亡速度常數(shù)K，即加熱致死速度曲線的斜率可用下列公式表示： K( a- b)/t 式中： a :加熱殺菌前的細(xì)菌數(shù)因此常數(shù)K， b :經(jīng)過t時(shí)間加熱后的細(xì)菌殘存數(shù) t :加熱時(shí)間（分）,8,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,2、微生物耐熱性的測(cè)定,(1)、耐熱菌熱處理溫度

5、和時(shí)間確定 低酸食品殺菌試驗(yàn)，一般采用PA3679作為菌種，在牛心液體培養(yǎng)劑中，厭氧逐級(jí)增殖培養(yǎng)(30培養(yǎng),二周)、離心過濾、洗滌、標(biāo)定，將芽孢懸浮液(107個(gè)/毫升)在接入食品罐頭中，熔封、設(shè)定4四種不同的加熱溫度及三種加熱時(shí)間，在每個(gè)溫度時(shí)間區(qū)域放二個(gè)樣本，共24個(gè)樣本，在油浴鍋中加熱，然后迅速冷卻，打開接入豬肝湯培養(yǎng)液(M.L.B)試管中，厭氣30保溫培養(yǎng)7天，按公式Fi=Flog-1(Tr-Ti) 計(jì)算估計(jì)PA3679在四個(gè)不同試驗(yàn)溫度下的致死時(shí)間。確定耐熱菌試驗(yàn)較為合理的熱處理溫度和時(shí)間。,9,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,PA3679菌種熱處理溫度和時(shí)間,10,罐頭熱力殺菌原理

6、及殺菌公式的確定,(2)、微生物的耐熱性曲線(D值),D值表示在一定的環(huán)境中和一定的熱力致死溫度條件下，每殺死90%原有殘存活菌數(shù)(芽孢數(shù))所需要的時(shí)間(分)。 如在110下殺死90%某一細(xì)菌需要10分鐘，則這個(gè)細(xì)菌在110的耐熱性可用D110=10分來表示。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上以時(shí)間為橫坐標(biāo)，殘存芽孢數(shù)(對(duì)數(shù)值) 為縱坐標(biāo)，畫出加熱致死速度曲線，D值是細(xì)菌致死率曲線上穿過一對(duì)數(shù)周期的時(shí)間 (分)，即在一定溫度下加熱，使其細(xì)菌數(shù)減少到所需的時(shí)間，它是細(xì)菌和芽孢在各不同致死溫度時(shí)耐熱性的反映。,11,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,可用公式 D = 來表示 式中 a: 加熱殺菌前的細(xì)菌數(shù) b: 經(jīng)

7、過T時(shí)間加熱后細(xì)菌殘存數(shù) t：加熱時(shí)間(分) D值的大小和細(xì)菌耐熱性的強(qiáng)度成正比，它不受原細(xì)菌的影響，僅是菌種的耐熱性，它是細(xì)菌死亡速度K值的倒數(shù)，表示微生物的耐熱能力。,12,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,(3)、熱力致死時(shí)間曲線（TDT曲線）,熱力致死時(shí)間就是熱力致死溫度保持恒定不變，將處于一定條件下的懸浮液或食品中某一菌種的細(xì)胞或芽孢全部殺死，所必須的最短熱處理的時(shí)間(分)。 熱力致死時(shí)間隨致死溫度而異，若在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上以縱坐標(biāo)為熱處理時(shí)間，橫坐標(biāo)為熱處理溫度畫出的曲線就是熱力致死時(shí)間曲線 (又稱內(nèi)視性熱力致死時(shí)間曲線)，它為直線，表示了不同熱力致死溫度時(shí)細(xì)菌芽孢的相對(duì)耐熱性，一般

8、熱力致死規(guī)律以指數(shù)遞減進(jìn)行的。,13,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,(4)、熱力指數(shù)遞減時(shí)間 TRT（仿熱力致死曲線）,TRT是指在任何特定熱力致死溫度條件下，將細(xì)菌或芽孢減少到某一程度，如原來活菌數(shù)的10-n時(shí)所需的熱處理時(shí)間，根據(jù)Ball的建議10-n中的-n指數(shù)就稱作為熱力遞減指數(shù)，並表示在“TRT”的右下角。如TRTn= t = D(10n-100)=nD分鐘，根據(jù)各加熱溫度和相應(yīng)的nD的關(guān)系在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上畫出的曲線稱作熱力遞減指數(shù)時(shí)間曲線(又稱仿熱力致死時(shí)間曲線)。,14,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,(5)、Z值,Z值表示加熱致死時(shí)間或致死率(D值)按照或10倍變化時(shí)相對(duì)

9、應(yīng)的加熱溫度()的變化，如將某一細(xì)菌芽孢的D值的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，加熱溫度為橫坐標(biāo)，畫出的曲線(耐熱曲線)上的斜率的負(fù)倒數(shù)就是Z值，其定義就是熱力致死時(shí)間和仿熱力致死時(shí)間曲線上橫過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需要的溫度()。Z值越大，因溫度而上升而取得的殺菌效果就越小。因此Z值可以看作是溫度變化對(duì)細(xì)菌耐熱性影響的估量。 可用公式 Z =表示。,15,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,F值,F值又叫殺菌強(qiáng)度值，表示在一定溫度下，殺死一定濃度的細(xì)菌和芽孢所需的時(shí)間(分)，F(xiàn)值可以用于比較不同殺菌過程的殺菌值，它可用來比較Z值相同的細(xì)菌的耐熱性，但不適用于與Z值不同的細(xì)菌的耐熱性的比較。通常在F值右側(cè)上下角分別注明

10、Z值和它所依據(jù)的溫度，如Z=10.0的試驗(yàn)菌在121.1加熱5分鐘即全部殺死，可用F10121.1=5分鐘來表示，為簡(jiǎn)便起見F10121.1通?？芍苯佑肍0值來表示。,16,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,F值與D值的關(guān)系,F值與D值的關(guān)系可用F= nD 來表示，n數(shù)是不固定的，隨工廠衛(wèi)生條件、食品污染微生物的種類及程度而變化，一般用6D值來表示殺死嗜熱性芽孢桿菌，用12D值殺死肉毒梭狀芽孢桿菌，以保證食品衛(wèi)生性。F值與Z值 的關(guān)系可用F =t來表示。 式中t：在恒定致死溫度T下的加熱時(shí)間。 T：殺菌溫度。,17,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,三、罐頭食品的傳熱速度,熱力殺菌時(shí)熱量不斷地

11、從加熱介質(zhì)中傳遞給罐頭，罐內(nèi)各點(diǎn)因熱量積聚溫度依次不斷上升，熱量從罐外向罐內(nèi)傳遞，罐內(nèi)始終存在溫度差，特別是內(nèi)容物較為濃稠的食品，在靜置殺菌鍋中殺菌時(shí)，殺菌雖將結(jié)束，有的產(chǎn)品罐頭中心溫度則尚未達(dá)到殺菌溫度(如1588g午餐肉開始冷卻時(shí)中心溫度只有112)，這是因?yàn)闊崃總鬟f始終存在時(shí)間差，在殺菌鍋內(nèi)、在罐頭內(nèi)各點(diǎn)的溫度是不一致的，傳熱速度的快慢與傳熱方式有關(guān)。,18,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,1、傳熱方式：,(1)、傳導(dǎo)：內(nèi)容物在罐內(nèi)處于不流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，加熱和冷卻過程中，由于受熱的程度不同，在分子間相互碰撞下，熱量從高能量分子向鄰近的低能量分子依次傳遞的方式稱作傳導(dǎo)。簡(jiǎn)單地說加熱時(shí)熱量由罐

12、壁四周向罐中心傳遞，罐頭中心是溫度變化最緩慢之點(diǎn)，即其冷點(diǎn)在幾何中心，冷卻則相反。罐內(nèi)食品呈固態(tài)、粘度或稠度高的食品如午餐肉罐頭、豆沙、棗泥、八寶飯罐頭等均屬于這一類。,19,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,傳熱方式,(2)、對(duì)流：借助于液體和氣體流動(dòng)傳遞熱量的方式稱作對(duì)流，即流體各部位上的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生熱交換，一般為自然對(duì)流。如果汁、青豆、蘑菇等顆粒較小的清水類罐頭，其冷點(diǎn)在中心軸上離罐底12.719mm的部位上。 (3)、對(duì)流傳導(dǎo)結(jié)合型傳熱 食品傳熱時(shí)對(duì)流傳導(dǎo)同時(shí)存在或先后相繼出現(xiàn)，如乳狀玉米罐頭、蘋果沙司罐頭等，其冷點(diǎn)應(yīng)根據(jù)對(duì)流和傳導(dǎo)的關(guān)系來定。,20,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公

13、式的確定,影響傳熱速度的因素,罐頭食品的傳熱方式由食品的性質(zhì)決定，影響罐頭食品傳熱速度的因素很多，如食品的形狀、大小、密度、粘稠度、內(nèi)容物固液之比、食品的初溫、容器的材料(或熱阻)的導(dǎo)熱系數(shù)，容器的幾何形狀及大小、罐內(nèi)頂隙、罐內(nèi)真空度、殺菌設(shè)備的型式(回轉(zhuǎn)式肯定比靜目式傳熱效果好)、罐頭在殺菌鍋內(nèi)的位置，殺菌操作等等。,21,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,2、傳熱速度的測(cè)定：,傳熱速度測(cè)定主要是測(cè)定罐內(nèi)升溫(或冷卻)最慢點(diǎn)的溫度變化情況，其方法是用丹麥Ellab公司生產(chǎn)的中心溫度測(cè)定儀，用1mm左右直徑的針狀熱電偶測(cè)溫頭插入殺菌的罐頭食品的冷點(diǎn)位置，對(duì)流傳熱型罐頭食品的冷點(diǎn)在中心軸上離罐底

14、12.7019.05毫米處，導(dǎo)熱型罐頭食品的冷點(diǎn)在幾何中心點(diǎn)上，每次測(cè)定的罐數(shù)一般為68罐，當(dāng)測(cè)溫結(jié)果相差很大時(shí)，則要增加罐數(shù)至少1012罐。測(cè)定時(shí)要有一只熱電偶測(cè)鍋溫與水銀溫度計(jì)的溫度作對(duì)照，作為標(biāo)繪加熱曲線時(shí)參考。測(cè)溫時(shí)要記錄初溫，至少一分鐘記錄一次罐內(nèi)溫度。,22,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,3、傳熱曲線,傳熱曲線是以測(cè)得的罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度變化的數(shù)據(jù)畫在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所作的曲線，即以實(shí)際溫度與加熱或冷卻溫度之差的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，為了避免在坐標(biāo)軸上用溫差來表示，可將用于標(biāo)出加熱曲線的坐標(biāo)紙上下倒轉(zhuǎn)180度，而對(duì)數(shù)坐標(biāo)上最高線標(biāo)出的溫度應(yīng)比加熱溫度低1，第一個(gè)對(duì)數(shù)周期坐標(biāo)為每

15、格1，第二個(gè)對(duì)數(shù)周期為每格10，這樣依次標(biāo)出其余溫度值，這樣對(duì)數(shù)軸就直接可作為所測(cè)溫度的標(biāo)度，不用再標(biāo)成殺菌溫度和食品溫度的差值，這樣就可按加熱時(shí)間測(cè)得的罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度直接在坐標(biāo)紙上點(diǎn)出，將各點(diǎn)連起來，但不得偏離各點(diǎn)0.56，這就畫出了傳熱曲線一般都呈一條直線。,23,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,簡(jiǎn)單型加熱曲線,24,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,轉(zhuǎn)折型加熱曲線,25,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,傳熱曲線,在冷卻時(shí)，只須將半對(duì)數(shù)軸上最低線標(biāo)為高于冷卻水溫度1的溫度數(shù)，再依次向上標(biāo)出其他溫度，這樣就可按加熱(或冷卻)時(shí)間測(cè)得的罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度直接在坐標(biāo)紙上點(diǎn)出，並將各點(diǎn)連起來，但不得偏

16、離各點(diǎn)0.56，這樣就畫出了傳熱曲線一般都呈一條直線，其斜率用可 fh(加熱殺菌時(shí)的速率)值或fs(冷卻速率 )表示，fh值或fs為加熱曲線或冷卻曲線直線部分穿過一對(duì)數(shù)周期所需要的時(shí)間(分鐘)。f2值為轉(zhuǎn)折型加熱曲線中第二條直線的斜率。,26,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,冷卻曲線,27,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,四、罐頭殺菌值(F0)和殺菌時(shí)間的計(jì)算(鮑爾公式法),殺菌時(shí)間的計(jì)算有比奇洛的基本推算法、鮑爾公式計(jì)算法、列線圖計(jì)算法等，而鮑爾公式計(jì)算法是FDA認(rèn)可的殺菌時(shí)間及F值的最簡(jiǎn)單實(shí)用的方法，它根據(jù)罐頭在殺菌過程中罐頭內(nèi)容物溫度的變化，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上畫出的加熱曲線和冷卻的曲線

17、，進(jìn)行推算殺菌時(shí)間和F值，它的優(yōu)點(diǎn)是可以在殺菌溫度變更時(shí)計(jì)算出殺菌時(shí)間，但其缺點(diǎn)是計(jì)算較繁，費(fèi)時(shí)間。公式法計(jì)算基本步驟如下：,28,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,1、繪制加熱曲線,由實(shí)測(cè)罐內(nèi)冷點(diǎn)位置溫度變化數(shù)據(jù)在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制，并求得傳熱速率fh值和滯后因子j值。如其傳熱曲線呈一條直線為簡(jiǎn)單型加熱曲線，如呈二條直線則為轉(zhuǎn)折型加熱曲線，除求得fh值和j值外，還需求得fz、x和fc，為了進(jìn)行公式法計(jì)算，還必須有fi值表和f/u：log g圖,29,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,30,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,31,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,殺菌F0值和殺菌時(shí)間計(jì)算,在計(jì)

18、算前先將有關(guān)符號(hào)的含意介紹一下： Z它為熱力殺菌對(duì)象菌真正的或內(nèi)視性熱力致死時(shí)間曲線的斜率(分鐘)，低酸食品罐頭按Z=10肉毒桿菌計(jì)算，酸食品罐頭在低于100的溫度殺菌時(shí)按Z=8計(jì)算。 fh 食品的傳熱速度，它是在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上加熱曲線中直線部分的斜率，是傳熱曲線穿過一對(duì)數(shù)周期所對(duì)應(yīng)的時(shí)間(分鐘)。在轉(zhuǎn)折型加熱曲線中轉(zhuǎn)折點(diǎn)前，第一條加熱曲線中直線部分的斜率也為fh。 f2傳熱曲線中轉(zhuǎn)折點(diǎn)后第二條直線的斜率(分鐘)。,32,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,符號(hào)的含意,j食品在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上加熱呈直線加熱時(shí)間的滯后因子，為了讓直線方程式能包括開始?xì)⒕俺鯗卦趦?nèi)(罐內(nèi)溫度加熱初期緩慢上升，不按直線

19、規(guī)律)，故用j值校正，殺菌過程中的校正零點(diǎn)是傳熱曲線中直線延長(zhǎng)線的假起始點(diǎn)。經(jīng)過多次試驗(yàn)，金屬罐或玻璃罐的滯后升溫時(shí)間中42%可以視為有效直線加熱部分，因而將升溫時(shí)間乘0.58(1-42%)并在時(shí)間坐標(biāo)上確定該點(diǎn)后，作垂直線并和傳熱曲線中直線部分延長(zhǎng)線相交，該交點(diǎn)為校正零點(diǎn)，即全部按直線加熱而無滯后期的起始點(diǎn)。校正零點(diǎn)上相應(yīng)的溫度稱為假初溫 。,33,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,符號(hào)含義,j = 式中RT-殺菌或殺菌鍋溫度。 IT罐頭食品初溫(殺菌鍋進(jìn)蒸汽前內(nèi)容物的平均溫度)。 IT假初溫，它處于橫坐標(biāo)上按58%升溫時(shí)間標(biāo)定的點(diǎn) 引出的垂直線和加熱曲線直線部分延長(zhǎng)線相交的交點(diǎn)上，該交點(diǎn)實(shí)

20、為假起始點(diǎn)。 X轉(zhuǎn)折型加熱曲線中第一條直線從42%升溫時(shí)間包括在內(nèi)的假起始點(diǎn)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)的加熱時(shí)間(分鐘)。 fc半對(duì)數(shù)冷卻曲線中直線部分的斜率(分鐘)。 CW冷卻水的溫度。 B理論加熱時(shí)間(分鐘)，即42%升溫時(shí)間+殺菌時(shí)間。,34,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,符號(hào)的含意,tp從殺菌鍋升溫到達(dá)殺菌溫度時(shí)到蒸汽關(guān)閉冷卻開始時(shí)的間隔時(shí)間，即實(shí)際殺菌時(shí)間。tp=B-0.42升溫時(shí)間(分鐘)。 CUT升溫時(shí)間，即罐頭進(jìn)鍋后開蒸汽到鍋內(nèi)溫度達(dá)于殺菌溫度的時(shí)間。 I罐頭食品初溫和殺菌鍋溫度間的差值()，即I=RT-IT。 g 殺菌溫度(T殺)和加熱結(jié)束時(shí)罐內(nèi)冷點(diǎn)上能達(dá)到的最高溫度或半對(duì)數(shù)傳熱曲線和加熱

21、殺菌結(jié)束時(shí)間交點(diǎn)上溫度(Ti)的差值。 m+g殺菌溫度和冷卻水之間溫度的差值()， (m+g= RT-CW)。,35,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,符號(hào)的含意,F在基準(zhǔn)溫度中殺死一寂量對(duì)象菌所需的時(shí)間(分鐘)，即該菌的殺菌值，低酸食品的基準(zhǔn)溫度常用121.1。 Fi在任何其他致死溫度時(shí)和121.1時(shí)熱處理一分鐘相對(duì)的時(shí)間 (分鐘)。即F121.1=1.0時(shí)Fi= -1(121.1-T)/Z U實(shí)際殺菌過程中罐內(nèi)各測(cè)溫點(diǎn)上各致死溫度接受的熱致死量累計(jì)值，以殺菌溫度所需的殺菌時(shí)間表示，U=FFi。 r加熱殺菌時(shí)全部殺死值(F值)中加熱部份所占的比例，在一定Z和m+g的條件下，r為 g或g的對(duì)應(yīng)

22、值。 t0.1殺菌溫度和食品測(cè)點(diǎn)溫度差值為0.1時(shí)，從假初溫算起的加熱時(shí)間(分鐘)。 tu食品測(cè)定溫度瞬間到達(dá)g=0.1后，繼續(xù)加熱的時(shí)間分鐘。即tu=Bt0.1。,36,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,A、簡(jiǎn)單型加熱曲線,上圖2 是284g整清水馬蹄罐頭以10-45/115殺菌，罐頭內(nèi)容物初溫為13，罐頭冷卻水溫度為16的加熱曲線，它呈一條直線，為簡(jiǎn)單型加熱曲線，求該產(chǎn)品的殺菌強(qiáng)度F0值，可按下表步驟逐項(xiàng)計(jì)算：,37,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,轉(zhuǎn)折型加熱曲線,圖3 是2950克清水竹筍罐頭15-40-10/116，冷卻水溫度為20，罐頭殺菌前的初溫為66時(shí)測(cè)得的傳熱曲線，求其殺菌強(qiáng)

23、度F0？ 根據(jù)圖3 其曲線呈二條直線，屬轉(zhuǎn)折型加熱曲線。由第一條直線求得fh=24.4分鐘，第二條直線求得f2為54分鐘，并自二條直線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間減去58%升溫時(shí)間求出X值為17.5分鐘，而j值仍以第一條直線求得，冷卻曲線fc同樣以實(shí)測(cè)溫度時(shí)間的記錄畫出冷卻曲線圖4，其橫跨一對(duì)數(shù)周期的時(shí)間冷卻速率fc為22分鐘。將計(jì)算過程填入下表，通過上述計(jì)算F0為4.57分鐘。,38,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,轉(zhuǎn)折型加熱曲線,如考慮到F0值偏高，而采用F值為4分鐘時(shí)，則需要多少殺菌時(shí)間？計(jì)算時(shí)可按下表逐項(xiàng)計(jì)算填入。 通過上述計(jì)算F0為4.0分鐘殺菌2950克清水竹筍罐頭，需要?dú)⒕鷷r(shí)間為38分鐘

24、，公式為15-38/116(罐頭初溫亦66，冷卻水溫度為20)。,39,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,五、殺菌規(guī)程確定的步驟和流程,（一）、確定殺菌規(guī)程的步驟： FDA的規(guī)定，制定殺菌規(guī)程時(shí)應(yīng)采用以下的步驟： 1.腐敗微生物芽孢耐熱性試驗(yàn)法(芽孢遞減測(cè)試法)確定對(duì)象菌的致死值。 2.傳熱試驗(yàn)法作出傳熱曲線，用鮑爾公式法計(jì)算殺菌時(shí)間F0值。 3.罐接種殺菌試驗(yàn)法驗(yàn)證殺菌規(guī)程的科學(xué)、合理性。,40,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,殺菌規(guī)程確定的流程表,41,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,殺菌規(guī)程的確定,1、殺菌對(duì)象菌的確定 大家知道腐敗菌是罐頭食品殺菌的對(duì)象菌，食品的種類不同，殺菌的對(duì)象

25、菌是不同的。如低酸食品的腐敗菌大多數(shù)屬于專性厭氧嗜熱芽孢桿菌和厭氧嗜溫芽孢菌一類。厭氧嗜熱芽孢菌常見的有嗜熱解糖梭狀芽孢桿菌，它最適宜的生長(zhǎng)溫度55，溫度低于32時(shí)生長(zhǎng)緩慢。厭氧嗜溫芽孢桿菌有肉毒桿菌、生芽梭狀芽孢桿菌等嗜熱脂肪芽孢桿菌，其耐熱性較強(qiáng)。,42,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,殺菌對(duì)象菌的確定,低酸食品罐頭中，殺菌的對(duì)象菌是食品致病菌中耐熱性最強(qiáng)的肉毒桿菌，其產(chǎn)生的外毒素誤食后可以造成食物中毒而死亡，所以必須最大限度地殺死肉毒桿菌的營(yíng)養(yǎng)體及芽孢，使其失去繁殖能力和變異能力，確保食用者的安全性。 目前國(guó)際上在試驗(yàn)時(shí)為保證試驗(yàn)人員的安全性，一般采用與肉毒桿菌一樣的梭狀芽孢桿菌(簡(jiǎn)稱

26、PA3679)，其生理、生化和營(yíng)養(yǎng)學(xué)特性、種族特征及培養(yǎng)方法均與肉毒桿菌(A型)相似，有相同的Z值，而PA3679芽孢的耐熱性比肉毒桿菌大38倍，只要將PA3679的菌體及芽孢全部殺死，就足以殺死所有的肉毒桿菌，并徹底破壞其毒素，確保產(chǎn)品的安全性。,43,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,殺菌對(duì)象菌的確定,高酸性罐頭食品中中常見有腐敗菌有小球菌以及乳桿菌、明串球菌等非芽孢菌?？傊揞^食品品種不同，殺菌對(duì)象菌是不同的，其耐熱性也是不同的。 酸性食品的腐敗菌有專性厭氧嗜溫芽孢桿菌，如巴氏固氮梭狀芽孢桿菌、酪酸梭狀芽孢桿菌等解糖菌，嗜熱性芽孢桿菌又稱凝結(jié)芽孢桿菌。,44,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的

27、確定,2、實(shí)罐試驗(yàn),根據(jù)食品熱傳導(dǎo)值和腐敗微生物的耐熱性，對(duì)殺菌條件進(jìn)行理論計(jì)算，確定殺菌的溫度和時(shí)間，以滿足理論計(jì)算的殺菌值（F0值）為目標(biāo)，可以有各種不同的殺菌溫度時(shí)間的組合，實(shí)罐試驗(yàn)的目的就是要根據(jù)罐頭食品的質(zhì)量、生產(chǎn)能力等綜合因素選定最合理的殺菌條件，既能達(dá)到安全衛(wèi)生的要求，而產(chǎn)品質(zhì)量也是最高，在經(jīng)濟(jì)上也是最合理。,45,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,幾種低酸食品罐頭傳熱參數(shù)(供參考),項(xiàng)目,項(xiàng)目,項(xiàng)目,46,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,蘑菇罐頭的接種試驗(yàn),根據(jù)測(cè)定PA3679在蘑菇基質(zhì)中的耐熱性參數(shù)：D=1.9、Z=9.8，在121時(shí)TDT=18；並測(cè)得蘑菇罐頭殺菌時(shí)的傳熱

28、曲線呈簡(jiǎn)單型加熱曲線，從上表可知668罐型184克蘑菇fh=4.84，j=0.35，而求出了殺菌強(qiáng)度值(F0)。 將PA3679濃度為105/毫升，在184克蘑菇中每罐接入1毫升，加湯、封口、殺菌(分別按不同的F0值分5組殺菌 )，同時(shí)將熱電偶測(cè)溫頭插在冷點(diǎn)(離罐底1.2mm的中心線位置)，測(cè)定中心溫度，殺菌規(guī)程按下表設(shè)計(jì)：,47,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,184蘑菇殺菌規(guī)程的設(shè)計(jì),48,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,五組不同殺菌時(shí)間蘑菇罐頭保溫結(jié)果,49,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,低酸食品罐頭以肉毒桿菌為對(duì)象菌來殺菌，美國(guó)FDA要求罐頭的腐敗率為10-12，即要求罐頭的殺

29、菌為12Dr（即n=12）由于肉毒桿菌A型芽孢的Dr為0.204分鐘，則120.2042.45，為安全起見，1978年提出了F0值不小于3.0分鐘，這被稱為肉毒桿菌最低殺菌標(biāo)準(zhǔn)。第四組試驗(yàn)F0值達(dá)到了17，腐敗率為零，此殺菌規(guī)程是有效的。如實(shí)罐接種的結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果相接近，內(nèi)在質(zhì)量也是最佳，那么這個(gè)殺菌條件是合理的。,50,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,綜上所述，殺菌規(guī)程的制訂，首先要確定殺菌對(duì)象菌（其耐熱性取決于菌種及其加熱時(shí)食品基質(zhì)和后培養(yǎng)基），進(jìn)行耐熱性試驗(yàn)，畫出微生物耐熱性曲線、熱力致死曲線、熱力指數(shù)遞減時(shí)間曲線，測(cè)得參數(shù)D值、TDT值、n、Z值、F值；在以傳熱試驗(yàn)測(cè)得參數(shù)fh

30、(食品的傳熱速度值)和j(食品的傳熱值)后，就可用鮑爾公式法來計(jì)算理論殺菌規(guī)程，再用實(shí)罐接種、殺菌、保溫試驗(yàn)來校核所計(jì)算的理論殺菌規(guī)程的可靠性。在這過程中殺死對(duì)象菌是前提，傳熱曲線是基礎(chǔ)，確定F值是關(guān)鍵，殺菌設(shè)備的熱分布均勻性是條件、殺菌操作是保證。,51,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,六、罐頭食品殺菌時(shí)間的推算,前面講到傳熱曲線是基礎(chǔ)，影響傳熱曲線的因素很多，在這方面我們是有深刻的教訓(xùn)，如番茄醬為防止印鐵罐擦傷墊蔴袋、滿籠與半籠、加不加墊板等等，這些都會(huì)影響傳熱效果，影響殺菌鍋的熱分布，所以FDA規(guī)定，測(cè)定熱分布時(shí)要滿籠、企業(yè)的最小罐型、裝滿水，其目的就是減少外界條件對(duì)熱分布的影響。根據(jù)

31、我們的經(jīng)驗(yàn)，殺菌鍋的冷點(diǎn)一般在殺菌鍋的軸中心位置。,52,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,1、不同罐型間傳熱速率特性值的換算,在實(shí)測(cè)求得某一產(chǎn)品的傳熱速度特性值后，當(dāng)更換罐型(內(nèi)容物裝罐條件相一致時(shí))，可通過換算求得fh或j值，不必重新測(cè)定其傳熱曲線。當(dāng)然最好還是實(shí)際測(cè)定較準(zhǔn)。不同罐型fh的換算 a、 對(duì)流傳熱為主的換算公式： 式中r和r為已知和未知罐的內(nèi)半徑(即1/2罐外徑-1.6mm)。 l和l為已知和未知罐的內(nèi)高(即罐高-6.4mm)。,53,罐頭熱力殺菌原理及殺菌公式的確定,不同罐型傳熱速率特性值的換算,b、傳導(dǎo)傳熱為主的換算公式： 式中d1和d2為已知和未知fh的二種不同罐型的內(nèi)徑，即罐外徑3.2mm。 l1和l2為已