齊魯醫(yī)學(xué)食品的熱處理與殺菌

1、 食品的熱處理與殺菌 2021/9/301 概述1 食品罐藏的原理2 食品罐藏的基本工藝過(guò)程3 罐藏食品的變質(zhì)4 罐藏新技術(shù)2021/9/302概 述罐藏是將食品原料經(jīng)預(yù)處理后密封在容器或包裝袋中,通過(guò)殺菌工藝殺滅大部分微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞, 使食品維持在密閉和真空的條件下,得以在室溫下長(zhǎng)期保存的食品保藏方法.罐藏方法加工的食品稱為罐藏食品.罐藏的優(yōu)點(diǎn):常溫下保藏12年;食用方便; 安全衛(wèi)生;可調(diào)節(jié)市場(chǎng), 保證全年供應(yīng).2021/9/303食品罐藏的原理高溫殺菌消滅了有害微生物的營(yíng)養(yǎng)體,達(dá)到商業(yè)無(wú)菌并密封,同時(shí)應(yīng)用真空技術(shù),使可能殘存的微生物芽孢在無(wú)氧狀態(tài)下無(wú)法生長(zhǎng),從而使罐頭內(nèi)的食品保持相當(dāng)長(zhǎng)的

2、貨架壽命.真空的作用還表現(xiàn)在可以防止因氧化作用而引起的各種化學(xué)反應(yīng).2021/9/304 微生物的耐熱性 不同微生物對(duì)熱的敏感性不同。嗜冷微生物對(duì)熱最敏感,其次是嗜溫微生物,而嗜熱微生物的耐熱性最強(qiáng). 與食品有關(guān)的嗜熱微生物,主要是芽孢桿菌和梭狀芽孢桿菌屬,其次是鏈球菌屬和乳桿菌屬. 霉菌的孢子比其相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗熱性強(qiáng).高溫對(duì)微生物的影響2021/9/305 微生物的耐熱性 細(xì)菌芽孢具較強(qiáng)的的耐熱性. 超過(guò)微生物生長(zhǎng)范圍的高溫,將對(duì)微生物產(chǎn)生抑制或殺滅作用. 微生物在超過(guò)其最高生長(zhǎng)溫度范圍時(shí),致死的原因主要是由于高溫對(duì)菌體蛋白質(zhì)、核酸、酶系統(tǒng)產(chǎn)生直接破壞作用.高溫對(duì)微生物的影響2021/9/

3、306影響微生物耐熱性的因素水分活度脂肪鹽類糖類pH值 蛋白質(zhì)初始活菌數(shù)微生物的生理狀態(tài)培養(yǎng)溫度熱處理溫度和時(shí)間2021/9/307熱力致死時(shí)間（Thermal death time） 設(shè)N為某一瞬間微生物的污染量，于是N對(duì)時(shí)間的微分量為 -dN/dt =KN 即在恒定溫度下殺菌，活菌數(shù)的變化率（dN/dt）與存在的活菌數(shù)成正比，也即微生物的熱致死是服從一級(jí)反應(yīng)規(guī)律的。 K為微生物的致死率，是時(shí)間的倒數(shù)。微分量前的“-”號(hào)表示微生物在加熱情況下的數(shù)量總是減少的。上式也可寫成 -dN/ N =K dt2021/9/308熱力致死速率曲線與D值 2021/9/309 微生物耐熱性的測(cè)定及表示方法D

4、值 在規(guī)定的溫度下,殺死90%細(xì)菌數(shù)(或芽孢數(shù))所需要的時(shí)間.2021/9/3010 TRT或熱力指數(shù)遞減時(shí)間(thermal reduction time)實(shí)際上是D值概念的外延.TRT:指在任何特定熱力致死溫度下將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到原有殘存活菌數(shù)的1/10時(shí)所需的加熱時(shí)間(min).n=1時(shí),則TRT=D;一般情況下,TRTn=nD.TRT值本質(zhì)上與D值相同,也表示細(xì)菌耐熱的強(qiáng)弱.2021/9/3011 F值 一定溫度下殺死一定濃度細(xì)菌(或芽孢)所需要的時(shí)間.Z值 D值按十分之一或十倍變化時(shí),所相應(yīng)的加熱溫度的變化.2021/9/3012D值、F值和Z值三者之間的關(guān)系lg(nD/F)=(1

5、21-t)/Z在121時(shí)求得的D值乘以n就可得F值; n的大小并非固定不變,應(yīng)根據(jù)工廠衛(wèi)生狀況、食品污染的細(xì)菌種類和數(shù)量等因素來(lái)確定;F值可用來(lái)比較Z值相同的細(xì)菌的耐熱性,F值越大則表明細(xì)菌耐熱性越強(qiáng).2021/9/3013高溫對(duì)酶活性的鈍化作用及酶的熱變性較低溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,酶活性也增加;而高于此范圍的溫度將使酶失活.酶的耐熱性因種類不同而有較大的差異.某些酶類如過(guò)氧化物酶催化酶堿性磷酸酶和脂酶等,在熱鈍化后的一段時(shí)間內(nèi),其活性可部分地再生.2021/9/3014食品罐藏的基本工藝過(guò)程原料選擇-原料處理-裝罐-排氣-密封-殺菌-冷卻-檢驗(yàn)-包裝-貯藏2021/9/3015罐藏容器

6、的準(zhǔn)備 1、罐藏容器的性能和要求 (1)對(duì)人體無(wú)害 (2)具有良好的密封性能 (3)具有良好的耐腐蝕性能 (4)適合于工業(yè)化的生產(chǎn) 2021/9/30162、金屬罐 （1）常用材料 鍍錫薄鋼板 涂料鐵 鍍鉻薄板 鋁材 （2）空罐制造 圓罐罐身制造：鍍錫薄板 剪切切角切缺端折成圓踏平焊錫翻邊罐身 底蓋的制造：切板涂油沖蓋圓邊注膠烘干 空罐的卷封：將罐身與罐底用封罐機(jī)進(jìn)行卷封形成二重卷邊，便制成了空罐。 2021/9/30173、玻璃罐 4、軟罐頭 5、其他 2021/9/3018罐藏原料的預(yù)處理嚴(yán)格挑選、分級(jí)；畜產(chǎn)品原料還必須進(jìn)行獸醫(yī)檢查；清洗、去雜；按產(chǎn)品要求進(jìn)行切塊、榨汁、烹調(diào)等處理。202

7、1/9/3019裝罐和預(yù)封罐藏容器的準(zhǔn)備 (洗滌、消毒)食品的裝罐 (留適當(dāng)頂隙.人工裝罐和機(jī)械裝罐)預(yù)封的作用: 防止污染 有利于后序密封工序 提高殺菌效果 提高雙重卷邊的質(zhì)量2021/9/3020罐頭的預(yù)封食品裝罐后用封罐機(jī)的滾輪初步將罐蓋的蓋鉤卷入到罐揣翻邊的下面，相互鉤連成，其松緊程度以能讓罐蓋沿罐身自由地回轉(zhuǎn)但不允許脫開為度，以便排氣時(shí)使罐內(nèi)的空氣、水蒸汽及其他氣體自由地從罐內(nèi)逸出.2021/9/3021罐頭的排氣排氣的目的和效果: 防止或減輕罐頭在高溫殺菌時(shí)發(fā)生變形或損壞；罐內(nèi)好氣性細(xì)菌和霉菌的繁殖；罐頭食品色香味的不良變化；維生素和其它營(yíng)養(yǎng)成分的破壞；在貯藏過(guò)程中食品對(duì)罐內(nèi)壁的腐

8、蝕。2021/9/3022 罐頭排氣的方法加熱排氣法(熱裝罐法,排氣箱加熱排氣法)；真空排氣法；蒸汽噴射法；氣體置換排氣法。2021/9/3023罐頭的密封馬口鐵罐: 焊錫接縫、電阻焊接。玻璃罐: 依靠馬口鐵皮和密封填圈緊壓在玻璃罐口而形成密封的.蒸煮袋: 一般采用真空包裝機(jī)進(jìn)行熱熔密封法,依靠?jī)?nèi)層的聚丙烯材料在加熱時(shí)熔合為一體而達(dá)到密封的.2021/9/3024金屬罐的密封（二重卷邊）2021/9/30252021/9/3026 罐內(nèi)真空度罐頭排氣后,罐外大氣壓與罐內(nèi)殘留氣壓之差即為罐內(nèi)真空度.單位以Pa表示；罐內(nèi)真空度主要取決于罐內(nèi)殘留氣壓；罐內(nèi)殘留氣體越多, 其壓力越大,則真空度就越低；

9、罐內(nèi)真空度可用真空表直接測(cè)定。2021/9/3027罐頭殺菌（sterilization of can） 在規(guī)定的溫度、時(shí)間條件下使食品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌使食品在常溫下保藏2年以上不腐敗變質(zhì).的過(guò)程。一般有加熱殺菌、輻照殺菌等。 2021/9/3028罐頭的殺菌和冷卻 罐頭食品的殺菌通常是采用熱處理或其他物理措施如輻射加壓微波阻抗等方法殺死食品中所污染的致病菌產(chǎn)毒菌及腐敗菌,并破壞食品中的酶,使食品保藏2年以上不腐敗變質(zhì).2021/9/3029罐頭食品的傳熱1) 罐頭食品常見的熱傳導(dǎo)方式導(dǎo)熱 (固態(tài)及黏稠度高的食品)對(duì)流傳熱 (果汁、湯類等低黏度液態(tài)的食品)對(duì)流導(dǎo)熱結(jié)合式傳熱 (鹽水玉米、稍濃稠的湯

10、和番茄汁等)2021/9/3030 2)影響罐頭食品傳熱的因素 罐頭食品的物理特性； 罐藏容器材料的物理性質(zhì)、厚度和幾何尺寸； 罐頭食品的初溫； 殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置； 殺菌鍋內(nèi)的傳熱介質(zhì)的種類、傳熱介質(zhì)在鍋內(nèi)的循環(huán)速度、熱量分布情況等；2021/9/3031 2)影響罐頭食品傳熱的因素 罐頭食品的物理特性； 罐藏容器材料的物理性質(zhì)、厚度和幾何尺寸； 罐頭食品的初溫； 殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置； 殺菌鍋內(nèi)的傳熱介質(zhì)的種類、傳熱介質(zhì)在鍋內(nèi)的循環(huán)速度、熱量分布情況等；2021/9/3032罐頭食品殺菌時(shí)間及F值的計(jì)算選擇確切的對(duì)象菌(抗熱性最強(qiáng)或?qū)θ梭w具有毒性的腐敗菌),用

11、計(jì)算方法估算出來(lái)的F值,就稱之為安全殺菌F值.計(jì)算F值的代表菌,國(guó)外一般采用肉毒桿菌或P.A.3679,其中以肉毒桿菌最為常用.安全殺菌F值的大小,取決于所選擇的對(duì)象菌的抗熱性F值及生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中的衛(wèi)生狀況.2021/9/3033 1)安全F值的估算計(jì)算公式: F0=D(lga-lgb) 例： a=850個(gè)/罐, b=510-4(個(gè)/罐), D=4.00min, 則F0=D(lga-lgb)=4lg850-lg(510-4)=24.92(min)2021/9/3034 2)實(shí)際殺菌條件下F值的計(jì)算3)加熱殺菌時(shí)間的一般計(jì)算法(圖解法和近似計(jì)算法)4)罐頭殺菌時(shí)間和F值的公式計(jì)算法2021/9/

12、3035罐頭食品殺菌工藝條件的確定殺菌操作規(guī)程（sterilization technological process），亦稱“殺菌公式”。一般表示為：h-pc P T h表示殺菌鍋內(nèi)的介質(zhì)由初溫升高到規(guī)定殺菌溫度所需的時(shí)間（分鐘）， p表示殺菌鍋內(nèi)的介質(zhì)達(dá)到規(guī)定的殺菌溫度后在該溫度下所持續(xù)的時(shí)間（分鐘）， c表示恒溫殺菌結(jié)束后，殺菌鍋內(nèi)的熱介質(zhì)由殺菌溫度下降到出罐時(shí)溫度所需的時(shí)間（分鐘），T表示規(guī)定的殺菌溫度（） 確定罐頭殺菌時(shí)必要的溫度、時(shí)間和反壓力三個(gè)主要參數(shù)的程式。殺菌溫度與殺菌時(shí)間之間存在著互相依賴的關(guān)系.殺菌溫度低時(shí),殺菌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng),而殺菌溫度高時(shí),殺菌時(shí)間可相應(yīng)縮短. 202

13、1/9/3036罐頭食品常用的殺菌方法 常壓沸水殺菌； 高壓蒸汽殺菌； 空氣反壓殺菌； 高壓水殺菌。2021/9/3037罐頭食品常用的殺菌方法 常壓沸水殺菌； 高壓蒸汽殺菌； 空氣反壓殺菌； 高壓水殺菌。2021/9/3038常壓殺菌(atmospheric cooking)用常壓沸水或熱水殺菌的方法。常用于果蔬類等高酸性食品罐頭的殺菌。 2021/9/3039加壓水殺菌(sterilization by pressure water)將罐頭放入高壓水中進(jìn)行殺菌的方法。高壓水壓力必須大于罐內(nèi)殺菌溫度下相應(yīng)的飽和蒸汽壓。主要用于玻璃罐及大直徑扁罐。 2021/9/3040加壓蒸汽殺菌(ster

14、ilization by pressure steam)借助高壓蒸汽達(dá)到高溫進(jìn)行罐頭殺菌的方法。低酸性水產(chǎn)類罐頭食品等常采用。 2021/9/3041無(wú)菌包裝（aseptic package）在無(wú)菌環(huán)境下， 將商業(yè)無(wú)菌并冷卻的制品，裝入預(yù)先殺菌的容器內(nèi)的包裝方式。可在常溫下長(zhǎng)期貯藏，但設(shè)備及生產(chǎn)條件要求高，包裝成本較昂貴。 2021/9/3042罐頭食品的冷卻鍋內(nèi)冷卻；鍋外冷卻；水冷卻；空氣冷卻；反壓冷卻。2021/9/3043罐頭的檢驗(yàn)、包裝和貯藏罐頭食品的檢驗(yàn)是罐頭質(zhì)量保證的最后一個(gè)工序,主要內(nèi)容物的檢查和容器外觀檢查.罐頭的包裝主要是帖商標(biāo)、裝箱、涂防銹油等.貯藏一般有兩種形式,即散裝堆

15、放和有包裝堆放.2021/9/3044罐藏食品的變質(zhì) 罐頭食品的變質(zhì)脹罐 脹罐 (或胖聽) : 正常情況下罐頭底蓋呈平坦或凹狀,但是由于物理化學(xué)和微生物等因素致使罐頭出現(xiàn)外凸?fàn)?2021/9/3045 造成罐頭食品脹罐的主要原因有3種:物理性脹罐化學(xué)性脹罐細(xì)菌性脹罐 低酸性(pH4.6)食品 酸性(pH=3.74.6)食品 高酸性(pH3.7)食品2021/9/3046 平酸敗壞 平酸敗壞的罐頭外觀一般正常,但是由于細(xì)菌活動(dòng)其內(nèi)容物酸度已經(jīng)改變,呈輕微或嚴(yán)重酸味,其pH值可下降至0.10.3. 嗜熱脂肪芽孢桿菌 嗜熱酸芽孢桿菌(又稱凝結(jié)芽孢桿菌)2021/9/3047 黑變 硫蛋白含量較高的罐

16、頭食品在高溫殺菌過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性硫或者由于微生物的生長(zhǎng)繁殖致使食品中的蛋白質(zhì)分解并產(chǎn)生H2S氣體,與罐內(nèi)壁鐵質(zhì)反應(yīng)生成黑色硫化物,沉積于罐內(nèi)壁或食品上,以致食品發(fā)黑并呈臭味.2021/9/3048 發(fā)霉 罐頭內(nèi)食品表面上出現(xiàn)霉菌生長(zhǎng)的現(xiàn)象.中毒 由于肉毒桿菌金黃葡萄球菌等產(chǎn)毒菌分泌外毒素導(dǎo)致食用罐頭后引起的食物中毒現(xiàn)象.2021/9/3049 罐頭容器的損壞和腐蝕罐頭容器內(nèi)壁的腐蝕均勻腐蝕局部腐蝕集中腐蝕異常脫錫腐蝕硫化腐蝕其他腐蝕2021/9/3050 罐頭外壁腐蝕罐頭外壁的”出汗”引起的銹蝕殺菌鍋內(nèi)存在空氣而引起的銹蝕殺菌、冷卻用水引起的銹蝕其他原因引起銹蝕2021/9/3051罐藏新技術(shù)新含氣調(diào)理加工歐姆加熱高壓加工脈沖電場(chǎng)技術(shù)2021/9/3052高溫瞬時(shí)殺菌（high temperature flash- sterilization）將食品在短時(shí)間（約15秒）加熱到高溫（121）而達(dá)到殺菌目的的一種方法。殺菌效果較好，對(duì)食品質(zhì)量影響不大。 2021/9/3053超高溫瞬時(shí)殺菌（ultra-high temperature flash- sterilization）將食品在瞬間（35秒）加熱到超高溫（135145）而達(dá)到殺菌目的的一種方法。殺菌效果