食品保藏原理熱力致死時間

1、食品保藏原理第四章 食品熱處理和殺菌 食品保藏原理熱力致死時間食品加工與保藏中的熱處理食品熱處理反應的基本規(guī)律食品熱處理條件的選擇與確定食品的非熱殺菌內(nèi)容提要食品保藏原理熱力致死時間第一節(jié) 食品加工與保藏中的熱處理熱處理（Thermal processing） 是采用加熱的方式來改善食品品質(zhì)、延長食品貯藏期的食品處理方法（技術(shù)）。 是食品加工與保藏中最重要的處理方法之一食品保藏原理熱力致死時間一、 食品熱處理的作用 正面作用殺死微生物，主要是致病菌和腐敗菌等有害的微生物；鈍化酶，主要是過氧化物酶、抗壞血酸酶；食品保藏原理熱力致死時間一、 食品熱處理的作用 正面作用改善食品的品質(zhì)與特性，如產(chǎn)生特

2、別的色澤、風味和組織狀態(tài)等；提高食品中營養(yǎng)成分的可利用率、可消化性等；破壞食品中不需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制劑食品保藏原理熱力致死時間負面作用食品中的營養(yǎng)成分，特別是熱敏性成分有一定損失食品的品質(zhì)和特性產(chǎn)生不良的變化；消耗的能量較大。食品保藏原理熱力致死時間二、熱處理的類型和特點 1. 工業(yè)烹飪（Industrial cooking） 煮、燜（燉）、烘（焙）、炸（煎）、烤 2. 熱燙（Blanching or Scalding） 3. 熱擠壓（Hot extrusion） 4. 熱殺菌 巴氏殺菌（Pasteurisation） 商業(yè)殺菌（Sterilization） 食品保藏原理

3、熱力致死時間二、熱處理的類型和特點 工業(yè)烹飪（Industrial cooking） 工業(yè)烹飪一般作為食品加工的一種前處理過程，通常是為了提高食品食用時的感官質(zhì)量而采取的一種處理手段。 常見形式有：煮、燜(燉)、 炸(煎) 、烘（焙）、烤食品保藏原理熱力致死時間二、熱處理的類型和特點 熱燙（Blanching or Scalding） 熱燙，又稱燙漂、殺青、預煮，是食品加工與保藏中主要用以破壞食品組織中導致質(zhì)量降低酶的活性的一種熱處理形式 熱燙處理主要應用于蔬菜和某些水果，通常是蔬菜和水果冷凍、干燥或罐藏前的一種前處理工序。食品保藏原理熱力致死時間二、熱處理的類型和特點 熱擠壓（Hot ext

4、rusion） 擠壓是將食品物料放入擠壓機中，物料在螺桿的擠壓下被壓縮并形成熔融狀態(tài)，然后在出料端通過模具出口被擠出的過程。 熱擠壓則是指食品物料在擠壓的過程中還被加熱。熱擠壓也被稱為擠壓蒸煮（Extrusion cooking）。擠壓是結(jié)合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等幾種單元操作的過程。食品保藏原理熱力致死時間二、熱處理的類型和特點 熱殺菌 殺菌是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，根據(jù)要殺滅微生物的種類的不同可分為：巴氏殺菌（Pasteurisation）商業(yè)殺菌（Sterilization） 食品保藏原理熱力致死時間巴氏殺菌（Pasteurisation） 巴氏殺菌是一種較溫和的熱殺

5、菌形式,巴氏殺菌的處理溫度通常在100以下,達到同樣的巴氏殺菌效果，可以有不同的溫度時間組合。食品保藏原理熱力致死時間巴氏殺菌（Pasteurisation） 巴氏殺菌的目的及產(chǎn)品的貯藏期主要取決于殺菌條件、食品成分和包裝情況. 對低酸性食品,巴氏殺菌可以殺滅致病菌；對于酸性食品,巴氏殺菌不僅可殺滅致病菌，還可以殺滅腐敗菌和酶。 酸性食品：指天然pH4.6的食品；低酸性食品：指最終平衡PH4.6，w0.85的任何食品。食品保藏原理熱力致死時間典型巴氏殺菌的條件食品作用條件pH4.6 果汁65, 30min ; 77, 1min 啤酒88, 15s; 65-68, 20min; 72-75, 1

6、-4minpH4.6 牛乳63, 30min; 71.5, 15s 液態(tài)蛋64.4, 2.5min; 60, 3.5min 冰淇凌65, 30min; 71, 10min; 80, 15s食品保藏原理熱力致死時間商業(yè)殺菌（Sterilization） 又簡稱為殺菌,是一種較強烈的熱處理形式,通常是將食品加熱到較高的溫度并維持一定的時間以達到殺死所有致病菌、腐敗菌和絕大部分微生物,一般也能鈍化酶，使殺菌后的食品達到較長的貯期。但它同樣對食品營養(yǎng)成分和品質(zhì)的破壞也較大食品保藏原理熱力致死時間商業(yè)殺菌（Sterilization） 殺菌后食品的無菌程度通常也并非達到完全無菌，只是殺菌后食品中不含致病

7、菌，殘存的處于休眠狀態(tài)的非致病菌在正常的食品貯藏條件下不能生長繁殖，這種無菌程度被稱為“商業(yè)無菌”，即它是一種部分無菌Partically sterile食品保藏原理熱力致死時間商業(yè)殺菌（Sterilization） 商業(yè)殺菌是以殺死食品中的致病和使食品腐敗變質(zhì)的微生物為準，以使殺菌后的食品符合安全衛(wèi)生要求、具有一定的貯藏期。 很明顯，這種效果只有在密封的容器內(nèi)才能取得，將食品先密封于容器內(nèi)再進行殺菌處理即是一般罐頭的加工形式，而將經(jīng)高溫短時或超高溫瞬時殺菌后的食品在無菌的條件下進行包裝，則是無菌包裝。 食品保藏原理熱力致死時間 熱殺菌的主要類型濕熱殺菌熱殺菌中最主要的方式之一。它是以蒸氣、熱

8、水為熱介質(zhì)，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。食品濕熱殺菌的主要類型和特點低溫長時殺菌法高溫短時殺菌法超高溫瞬時殺菌法食品保藏原理熱力致死時間 熱殺菌的主要類型干熱殺菌 采用火焰灼燒或干熱空氣進行滅菌的方法電熱殺菌亦稱歐姆殺菌，利用電極將電流通過物體，由于阻抗損失、介質(zhì)損耗等的存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能，使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達到殺菌的目的。食品保藏原理熱力致死時間三、食品熱處理使用的能源和加熱方式能源 氣體燃料（天然氣或液化氣） 液體燃料（燃油等） 固體燃料（如煤、木、炭等） 電加熱方式 直接加熱 間接加熱：蒸汽、熱水、空氣 食品保藏原理熱力致死時間第二節(jié) 食品熱處理反應的基本規(guī)律一、 食品熱破

9、壞的反應動力學 在某一熱處理條件下食品成分的熱處理破壞速率；溫度對這些破壞反應的影響。微生物、酶等熱處理的破壞速率食品保藏原理熱力致死時間熱破壞反應 一級反應動力學 對數(shù)規(guī)律 -dc= kcdt式中：-dc/dt為食品成分濃度減少的速率； c為食品成分的濃度； k為一級反應的速率常數(shù)。食品保藏原理熱力致死時間微生物熱力致死速率曲線食品保藏原理熱力致死時間D = 2.303k斜率為 k/2.303= -1/D ，則Log c = log c1 - k t2.303D值 又稱為指數(shù)遞減時間 (decimal reduction time)，為微生物的活菌數(shù)每減少90，也就是在對數(shù)坐標中c的數(shù)值每跨

10、過一個對數(shù)坐標值所對應的時間 (min)。 食品保藏原理熱力致死時間 D值的標注：DT D值的意義： D值的大小可以反映微生物的耐熱性。 在同一溫度下比較不同微生物的D值時，D值愈大，表示在該溫度下殺死90%微生物所需的時間愈長，即該微生物愈耐熱。 例：110熱處理時，原始菌數(shù)為1104，熱處理3分鐘后，殘存的活菌數(shù)為110，求該熱處理的D值。食品保藏原理熱力致死時間 TDT值：熱力致死時間 ( thermal death time ) 值，是指在某一恒定溫度條件下，將食品中的某種微生物活菌（細菌和芽孢）全部殺死所需要的時間（min）。試驗時以熱處理后接種培養(yǎng)時無微生物生長作為全部活菌已被殺死

11、的標準。 TDT值的意義：細菌熱力致死時間隨致死溫度而異，它表示了不同熱力致死溫度時細菌及芽孢的相對耐熱性。食品保藏原理熱力致死時間 熱破壞反應和溫度的關(guān)系 Log (TDT1 / TDT) =T - T1zZ值：指D值(或TDT值)變化90%所對應的溫度變化值 (或F)。即Z值為熱力致死時間按照1/10，或10倍變化時相應的加熱溫度變化()。Z值越大，因溫度上升而取得的殺菌效果就越小。Log (D1 / D) =T - T1z食品保藏原理熱力致死時間微生物熱力致死速率曲線食品保藏原理熱力致死時間 溫度系數(shù)及其與Z值的關(guān)系 Log Q =10z例：青豆過氧化物酶Q10=2.5,求其Z值Z =1

12、0Log Q食品保藏原理熱力致死時間 D值、F值和Z值三者之間的關(guān)系 F值：通常采用121.1為標準溫度，與此對應的熱力致死時間稱為F值，又稱殺菌致死值。因此,在121.1時求得的D值乘以n就可得到F值；定義：一定的致死溫度下，將一定數(shù)量的某種微生物全部殺死所需的時間；意義：可用來比較相同Z值細菌的耐熱性，F(xiàn)值越大，則表明細菌耐熱性越強食品保藏原理熱力致死時間二、 加熱對微生物的影響微生物和食品的腐敗變質(zhì)細菌、霉菌和酵母都可能引起食品的變質(zhì)，其中細菌是引起食品腐敗變質(zhì)的主要原因。細菌中非芽孢細菌在自然界存在的種類最多，污染食品的可能性也最大，但這些菌的耐熱性并不強，巴氏殺菌既可將其殺死。食品中

13、的微生物是導致食品不耐貯藏的主要原因。食品保藏原理熱力致死時間微生物和食品的腐敗變質(zhì) 細菌中耐熱性強的是芽孢菌。酵母菌和霉菌引起的變質(zhì)多發(fā)生在酸性較高的食品中 少數(shù)微生物對人類、動物或植物有病害作用，它們被稱為致病菌或病原菌。能在食品中產(chǎn)生毒素的微生物（致病菌）多見于細菌和霉菌。食品保藏原理熱力致死時間二、 加熱對微生物的影響微生物的生長溫度和微生物的耐熱性 每種微生物都有其最適生長溫度，當溫度高于微生物的最適生長溫度時，微生物的生長就會受到抑制甚至出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。 食品保藏原理熱力致死時間影響微生物耐熱性的因素微生物的種類微生物生長和細胞（芽孢）形成的環(huán)境條件溫度；離子環(huán)境；非脂類有機化合物；

14、脂類；微生物的菌齡熱處理時的環(huán)境條件pH和緩沖介質(zhì)；離子環(huán)境；水分活性；其它介質(zhì)組成分。 食品保藏原理熱力致死時間典型芽孢菌的耐熱性參數(shù)食品保藏原理熱力致死時間三、 加熱對酶的影響酶和食品的質(zhì)量 酶也會導致食品在加工和貯藏過程中的質(zhì)量變化，主要反映在食品的感官和營養(yǎng)方面的質(zhì)量降低。 這些酶主要是氧化酶類和水解酶類，包括過氧化物酶、多酚氧化酶、脂肪氧化酶、抗壞血酸氧化酶等。食品保藏原理熱力致死時間酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性 溫度對酶反應有明顯的影響，任何一種酶都有其最適的作用溫度。酶穩(wěn)定性的影響因素：pH、緩沖液離子強度和性質(zhì)、底物、酶和體系中蛋白質(zhì)的濃度、保溫的時間及是否存在抑制劑和活化劑、酶的種

15、類和來源、熱處理的條件等。食品保藏原理熱力致死時間酶的耐熱性參數(shù)食品保藏原理熱力致死時間四、 加熱對食品營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)的影響 有益的結(jié)果：熱處理可以破壞食品中不需要的成分；可改善營養(yǎng)素的可利用率；提高蛋白質(zhì)的可消化性；加熱也可改善食品的感官品質(zhì)等。不良后果：這主要體現(xiàn)在食品中熱敏性營養(yǎng)成分的損失和感官品質(zhì)的劣化。 食品保藏原理熱力致死時間食品營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)指標的熱耐性也主要取決于營養(yǎng)素和感官指標的種類、食品的種類，以及pH、水分、氧氣含量和緩沖鹽類等一些熱處理時的條件。 食品保藏原理熱力致死時間第三節(jié) 食品熱處理條件的選擇與確定 一、熱處理的條件的選擇原則：熱處理應達到相應的熱處理目的

16、；應盡量減少熱處理造成的食品營養(yǎng)成分的破壞和損失；熱處理過程不應產(chǎn)生有害物質(zhì)，滿足食品衛(wèi)生要求食品保藏原理熱力致死時間二、熱能在食品中的傳遞罐頭食品的傳熱方式 導熱；對流；導熱對流結(jié)合型 冷點：導熱是依靠物體間接觸進行熱量傳遞，在加熱和冷卻過程中，物料間出現(xiàn)溫度梯度，傳導最慢一點往往是罐頭的幾何中心，稱為冷點。食品保藏原理熱力致死時間冷點溫度：傳導、對流食品保藏原理熱力致死時間影響容器內(nèi)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食品保藏原理熱力致死時間三、食品熱處理條件的確定 確定食品熱處理條件的過程 主要考慮兩方面的因素： 微生物

17、的耐熱性參數(shù)：F、Z 食品的傳熱特性參數(shù)：fh，f2，fc，jh 過程：理論計算 實罐試驗 接種試驗 貯藏試驗 生產(chǎn)線試驗 貯藏試驗 合適的殺菌條件 以殺菌為例食品保藏原理熱力致死時間確定食品熱殺菌條件的過程 食品保藏原理熱力致死時間罐藏食品殺菌時間及F值的計算安全F值的計算 安全殺菌F值的大小取決于所選擇的對象菌的抗熱性及生產(chǎn)實際過程中的衛(wèi)生狀況。如果已知某種罐頭食品殺菌時所選對象菌的D值，即在所指定的溫度條件下，殺死90%原有微生物所需時間，則安全殺菌F值可由下式計算求得F0=D(Lga-Lgb) 例：某罐頭廠在生產(chǎn)蘑菇罐頭時，選擇嗜熱脂肪芽孢桿菌為對象菌，經(jīng)檢驗每克罐頭食品在殺菌前含對象

18、菌數(shù)不超過2個，經(jīng)121殺菌和保溫貯藏后，允許腐敗率為0.05%以下，試估算425g蘑菇罐頭在標準溫度下的F0值。食品保藏原理熱力致死時間罐藏食品殺菌時間的計算改良基本法 1920年，比奇洛，基本法； 1923年，鮑爾，改良基本法。公式計算法 了解公式法計算殺菌值和殺菌時間中各符號的意義 步驟 列線圖法The general methodImproved general method食品保藏原理熱力致死時間 對罐頭食品而言，在某一特定的溫度T下，將罐內(nèi)微生物全部殺死所需的熱力致死時間為min，罐頭在該溫度下加熱t(yī) min，所取得的部分殺菌量為A： A = t / 部分殺菌量（Partial s

19、terility）的概念： 食品保藏原理熱力致死時間 我們以橫坐標表示加熱時間，以致死率為縱坐標，繪出致死率曲線圖，用積分的方法求出致死率曲線所包含的面積，即為殺菌效率。我們將殺菌過程分為n個溫度段，在每個溫度區(qū)間的面積就是該加熱時間內(nèi)的殺菌效率值，利用梯形面積公式計算出各小面積值，其總和就是殺菌效率值。 Ai, n = (Li,n+Li,n+1) ti, n/2 食品保藏原理熱力致死時間 整個殺菌過程的總殺菌量則為： A =Aa = ta /a 當A=100%時，表示整個殺菌過程的達到了100%的殺菌量，罐內(nèi)微生物被完全殺死。而當A100%時，表示殺菌過度。由此可以推算出所需的殺菌時間。食品

20、保藏原理熱力致死時間殺菌值(Sterilizing value)、致死值(Leathality)的概念 殺菌值(F值)：在一定的致死溫度下將一定數(shù)量的某種微生物全部殺死所需的時間（min）。 F值要采用上下標標注，F(xiàn)ZT。一般將標準殺菌條件下的記為F0 罐頭食品的標準殺菌條件 條件溫度T（）Z（）常溫殺菌100（或8090）8（微生物對象菌）高溫殺菌121.110（微生物對象菌）超高溫殺菌13510.1（微生物對象菌）31.4（其它食品成分）食品保藏原理熱力致死時間商業(yè)無菌的理論殺菌值F F = nD n的取值：對PA3679，n=5；對肉毒桿菌，n=12。 F = nD 的概率學上的意義co

21、mmercial sterility食品保藏原理熱力致死時間食品熱殺菌條件的確定1、實罐試驗 2、實罐接種的殺菌試驗3、保溫貯藏試驗4、生產(chǎn)線上實罐試驗食品保藏原理熱力致死時間四、典型的熱處理工藝 工業(yè)烹飪(Industrial cooking) 焙烤 主要用以改變食品的食用特性的處理形式 。也可一定程度殺菌和降低水品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性 。焙（baking）：主要用于面制品和水果 烤（roasting） ：主要用于肉類、堅果和蔬菜 食品保藏原理熱力致死時間油炸(Frying) 主要是為了提高食品的食用品質(zhì)而采用的一種熱處理手段?？梢援a(chǎn)生油炸食品特有的色香味和質(zhì)感。 油炸的

22、工藝：溫度和時間-取決于食品的種類、油的溫度、油炸的方法、食品的厚度（大?。┖退_到的食用品質(zhì)。食品保藏原理熱力致死時間油炸(Frying) 油炸方法： 淺層油炸（Shallow frying） 油浴油炸（Deep-fat frying） 常壓油炸 真空油炸 食品保藏原理熱力致死時間熱燙(Blanching 或 Scalding) 是一種以滅酶為主要目的的熱處理形式,針對的對象主要是蔬菜和水果，通常是食品冷凍、干燥或罐藏等食品加工保藏中的一種前處理手段。 熱燙還具殺菌、排除食品物料中的氣體、軟化食品物料，以便于裝罐等作用。蔬菜和水果的熱燙還可結(jié)合去皮，清洗和增硬等處理形式同時進行。食品保藏原

23、理熱力致死時間熱燙(Blanching 或 Scalding)熱燙方法： 熱水熱燙（Hot-water blanching） 蒸汽熱燙（Steam blanching） 熱空氣熱燙（Hot-air blanching） 微波熱燙 （Microwave blanching） 食品保藏原理熱力致死時間熱擠壓(Hot extrusion) 擠壓是為了使食品物料產(chǎn)生特殊組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)的一種處理形式。熱擠壓是指物料在擠壓過程中還受到熱的作用。擠壓過程中的熱可以由擠壓機和物料自身的摩擦和剪切作用產(chǎn)生，也可由外熱導入。食品保藏原理熱力致死時間熱擠壓(Hot extrusion)擠壓過程：輸送混合、壓縮剪切、熱熔均壓、成型膨化擠壓設(shè)備：擠出機 自熱式和加熱式；單螺桿式和雙螺桿式；高剪切力和低剪切力 食品保藏原理熱力致死時間殺菌 是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，根據(jù)要殺滅微生物的種類的不同可分為巴氏殺菌和商業(yè)殺菌。 巴氏滅菌(Pasteurisation)