食品的熱處理與殺菌(學(xué)習(xí)指導(dǎo))

食品的熱處理與殺菌第一節(jié)熱處理原理課前思考題:1.請(qǐng)你通過(guò)去身邊的超級(jí)市場(chǎng)調(diào)查,舉出幾組通過(guò)熱處理與殺菌方式保藏的食品（品牌,包裝,貯藏溫度）.2.微生物的種類不同，其耐熱性有明顯不同,請(qǐng)根據(jù)微生物的耐熱性對(duì)微生物進(jìn)行分類,并注明其最適生長(zhǎng)溫度,最低、最高生長(zhǎng)溫度（建議用表格表述）;導(dǎo)致食品腐敗的細(xì)菌、霉菌、酵母菌的耐熱性有什么不同?◎殺死食品中微生物的方法有很多，比如熱處理、微波、輻射、過(guò)濾、添加防腐劑和抑菌劑等等，雖然殺菌方法很多，也一直有新的技術(shù)面世，但是熱處理殺菌（保藏）卻是食品工業(yè)最有效、最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)便因而也是使用最廣泛的方法，同時(shí)也是其他殺菌方法衡量殺菌效果的基本參照。請(qǐng)舉例說(shuō)明其它殺菌方法是如何參照的：（學(xué)完其他章節(jié)回答）

◎熱殺菌的主要目的是 和 。熱殺菌處理的最高境界是 。◎完成下表影響微生物耐熱性的因素影響因素具體影響微生物的種類微生物的污染量為什么食品廠的衛(wèi)生狀況直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量？罐內(nèi)食品成分脂肪糖蛋白質(zhì)土卜irir植物殺菌素pH課后實(shí)踐:pH對(duì)微生物的生長(zhǎng)具有顯著影響，每種微生物都有一定的生長(zhǎng)pH范圍和最適pH,請(qǐng)你通過(guò)pH試紙或者利用實(shí)驗(yàn)室的pH計(jì)測(cè)定以下食品的pH值：1．橙汁7．雞蛋2．醋8．生菜3．番茄9．魚4．面包10可樂(lè)5．豬肉11果凍6．牛奶12桃罐頭其它你想了解的食品：思考：由于食品的酸度對(duì)微生物及其芽胞的耐熱性的影響十分顯著，所以食品酸度與微生物耐熱性這一關(guān)系在罐頭殺菌的實(shí)際應(yīng)用中具有相當(dāng)重要的意義，請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)把食品人為的劃分為酸性食品和低酸性食品有何意義？美國(guó)FDA對(duì)低酸性食品和酸化食品時(shí)如何劃分的？◎肉毒桿菌知多少？通過(guò)查閱相關(guān)資料和回顧原來(lái)所學(xué)的微生物的知識(shí)，說(shuō)明肉毒桿菌對(duì)于熱加工的重要性。

參考資料按pH分類的罐頭食品中常見(jiàn)的腐敗菌該表在實(shí)際工作中可以作為資料參考、對(duì)罐頭的腐敗現(xiàn)象進(jìn)行初步判斷）食品pH范圍腐敗菌溫度習(xí)性腐敗菌類型罐頭食品腐敗類型腐敗特征抗熱性能常見(jiàn)腐敗對(duì)象(pH4.5以上)嗜熱菌嗜熱脂肪芽抱桿菌平蓋酸敗產(chǎn)酸（乳酸、甲酸、醋酸）不產(chǎn)氣或產(chǎn)微量氣體，不脹罐，食品有酸味D121.1°C=4.050minZ=10C青豆、青刀豆、蘆筍、蘑菇、紅燒肉、豬肝醬、鹵豬舌嗜熱解糖梭狀芽抱桿菌高溫缺氧發(fā)酵產(chǎn)氣（CO+H）,不產(chǎn)氣22HS,脹罐，產(chǎn)酸（酪酸），2食品有酪酸味D121.1C=3040min(偶爾達(dá)50min)蘆筍、蘑菇、蛤致黑梭狀芽抱桿菌致黑（或硫臭）腐敗產(chǎn)HS,平蓋或輕胖，有2硫臭味，食品和罐壁有黑色沉淀物D121.1C=2030min青豆、玉米嗜溫菌肉毒桿菌A型和B型缺氧腐敗產(chǎn)毒素、產(chǎn)酸（酪酸）、產(chǎn)氣（HS）、脹罐、食品有酪酸味D =6~12s121.1C(或0.1~0.2min)肉類、腸制品、油魚、青刀豆、蘆筍、青豆、蘑菇生芽抱梭狀芽抱菌.P.A3679不產(chǎn)毒素、產(chǎn)酸、產(chǎn)氣（HS），明顯脹罐，有臭味2D =6~40s121.1C(或0.1~1.5min)肉類、魚類（不常見(jiàn)）酸性食品(pH3.5至4.5)嗜溫菌耐熱芽抱桿菌（或凝結(jié)芽孢桿菌）平蓋酸敗產(chǎn)酸（乳酸）、不產(chǎn)氣、不脹罐、變味D =1~4s121.1C(或0.01~0.07min)番茄及蕃茄制品（蕃茄汁）巴氏固氮梭狀芽孢桿菌缺氧發(fā)酵產(chǎn)酸（酪酸）、產(chǎn)氣（CO+H）,脹罐、有酪,22酸味D =6~30s121.1C(或0.1~0.5min)菠蘿、蕃茄酪酸梭狀芽孢桿菌整蕃茄多粘芽抱桿菌發(fā)酵變質(zhì)產(chǎn)酸、產(chǎn)氣也產(chǎn)丙酮和酒精，脹罐D(zhuǎn) =6~30s121.1C(或0.1~0.5min)水果及其制品（桃、蕃茄）軟化芽抱桿菌高酸性食品（pH3.7以下）非芽抱嗜溫菌乳酸菌明串珠菌產(chǎn)酸（乳酸）、產(chǎn)氣（CO）、2脹罐D(zhuǎn)65.5C(約0.5~1.0min)水果、梨、水果（粘質(zhì)）酵母產(chǎn)酒精、產(chǎn)氣（CO）、有2的食品表面形成膜狀物果汁、酸漬食品霉菌（一般）發(fā)酵變質(zhì)食品表面上長(zhǎng)霉菌果醬、糖漿水果純黃絲衣霉、雪白絲衣霉分解果膠至果實(shí)瓦解，發(fā)酵產(chǎn)生CO、脹罐2D=1~2min90C水果本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：◎食品殺菌時(shí)需要準(zhǔn)確的掌握微生物的耐熱性，經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家的努力與探索，現(xiàn)在常用下列一些數(shù)學(xué)曲線與數(shù)值來(lái)表示微生物與熱殺菌有關(guān)的耐熱特性。1.熱力致死時(shí)間曲線（TDT曲線）和Z值、F值熱力致死時(shí)間曲線用以表示將一定環(huán)境中一定數(shù)量的某種微生物恰好全部殺死所采用的殺菌溫度和時(shí)間組合。請(qǐng)自己動(dòng)手繪制熱力致死時(shí)間曲線圖做曲線時(shí)，以 為橫坐標(biāo)，以 為縱坐標(biāo)。表現(xiàn)出 的變化規(guī)律。不同溫度、時(shí)間組合的殺菌強(qiáng)度可以依據(jù)：練習(xí)：在某殺菌條件下，在121.1°C用lmin恰好將對(duì)象菌全部殺滅；現(xiàn)改用110°C、lOmin處理，能否達(dá)到原定的殺菌目標(biāo)？設(shè)Z=1OCZ值：F值：02．熱力致死速率曲線與D值請(qǐng)自己動(dòng)手繪制熱力致死速率曲線圖做曲線時(shí)，以 為橫坐標(biāo)，以 為縱坐標(biāo)。表現(xiàn)出 的變化規(guī)律。3．D值得含義及其影響因素練習(xí)：(1)某對(duì)象菌，在100°C熱處理時(shí)，原始菌數(shù)為1X104,熱處理3分鐘后殘存的活菌數(shù)是1X101,求該菌D值。(2)在121C條件下，肉毒梭狀芽抱桿菌及其芽抱的D值為0.204min，若在121C條件下將1012個(gè)芽孢減少為1個(gè)，需要多長(zhǎng)時(shí)間？肉毒梭狀芽抱桿菌的Z=10C，如何解釋？若罐頭在111C而不是在121C加熱處理，則D=?111C課后思考已知蘑菇罐頭對(duì)象菌D121=4min,欲在121°C下把對(duì)象菌殺滅99.9%，問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？如果使活菌數(shù)減少為原來(lái)的0.01%，問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？4.D值、Z值、F0值之間的關(guān)系練習(xí)：某產(chǎn)品的凈重454g，含有Z=10C、的D121.1C=0.6min的芽抱12只/g;若殺菌溫度為110，要求殺菌效果為腐敗率不超過(guò)0.1%。求（1）理論上需要多少殺菌時(shí)間？（2）殺菌后若檢驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)品腐敗率為1%，則實(shí)際原始菌數(shù)是多少？此時(shí)需要的殺菌時(shí)間為多少？在保藏?zé)崽幚碇?，最重要的一種方式就是將食品裝在容器中密封后，用高溫處理，將微生物殺死，在防止微生物再次侵入的條件下，可以使食品在室溫下長(zhǎng)期貯藏。這種保藏食品的方法俗稱罐藏。第二節(jié)罐頭的傳熱思考題：將微生物的熱致死理論應(yīng)用于罐頭生產(chǎn)時(shí)，為什么必須考慮罐內(nèi)容物的傳熱問(wèn)題？在罐頭的加熱殺菌過(guò)程中，熱量傳遞的速度受食品的物理性質(zhì)、罐頭包裝容器的種類食品的初溫、終溫以及殺菌溫度、殺菌鍋的形式等因素的影響。熱的傳遞有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種，罐頭加熱時(shí)的傳熱方式主要是傳導(dǎo)和對(duì)流兩種式。傳熱的方式不同，罐內(nèi)熱交換速度最慢一點(diǎn)(常稱其為冷．點(diǎn)．)的位置就不同。傳導(dǎo)傳熱的罐頭的冷點(diǎn)在罐頭的幾何中心，對(duì)流傳熱的罐頭的冷點(diǎn)在罐頭中心軸上離罐底約20~40mm處。對(duì)流傳熱的速度比傳導(dǎo)傳熱快，冷點(diǎn)溫度的變化也較快，因此加熱殺菌需要的時(shí)間較短；傳導(dǎo)傳熱速度較慢，冷點(diǎn)溫度的變化也慢，故需要較長(zhǎng)的熱殺菌時(shí)間。罐頭食品傳熱的快慢與以下因素有關(guān)：罐內(nèi)食品的物理性質(zhì)與傳熱有關(guān)的食品物理特性主要有形狀、大小、濃度、粘度、密度等，食品的這些性質(zhì)不同，傳熱的方式就不同，傳熱速度自然也不同流體食品半流體食品固體食品流體和固體混裝食品罐藏容器的物理性質(zhì)容器材料的物型性質(zhì)和厚度容器的幾何尺寸和容積大小罐內(nèi)食品的初溫殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置罐頭的殺菌溫度第三節(jié)殺菌強(qiáng)度的計(jì)算與確定程序我們來(lái)看殺菌鍋及操作過(guò)程，假設(shè)現(xiàn)在有一臺(tái)立式殺菌鍋，擰開(kāi)柄型螺母，打開(kāi)鍋蓋，將裝滿罐頭的殺菌欄吊入鍋中，擰緊柄型螺母，開(kāi)始供應(yīng)蒸汽。經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：首先經(jīng)過(guò)升溫階段、時(shí)間為T1，達(dá)到預(yù)定殺菌溫度t再經(jīng)過(guò)恒溫殺菌階段、時(shí)間為T；最后進(jìn)行降溫冷卻階段、時(shí)間為T；對(duì)于高溫殺菌的罐頭，23有的需要通入壓縮空氣反壓冷卻P。以上參數(shù)時(shí)間、溫度、反壓即為殺菌的工藝條件。通常排列成公式的形式，因此也叫殺菌公式，也叫殺菌規(guī)程。T—T—T1丁-P注意：不是加減乘除的關(guān)系。T升溫時(shí)間min,T恒溫殺菌時(shí)間min,12T降溫時(shí)間min,t殺菌（鍋）溫度。C、注意不是指罐頭的中心溫度。P冷卻時(shí)的3反壓0.12—0.13MPa。T一般10min左右，T一般lOmin—20min,快一些為13好,即快速升溫和快速降溫,有利于食品的色香味形、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但有時(shí)受到條件的限制,如鍋爐蒸汽壓力不足、延長(zhǎng)升溫時(shí)間；冷卻時(shí)罐頭易胖聽(tīng)、破損等,不允許過(guò)快。目前的主要任務(wù)就是要確定T、t,最麻煩就是要確定T，要求殺22菌．公．式．在．防．止．腐．?dāng)。模埃幔拢M．量．縮．短．殺．菌．時(shí)．間．。．既．能．防．止．腐．?dāng)。?．又．能．盡．量．保．護(hù)．品．質(zhì)．。．企業(yè)采用的罐頭殺菌公式要備案。每種不同形式包裝的產(chǎn)品都有自己的殺菌公式,每個(gè)批次的產(chǎn)品殺菌都要做好生產(chǎn)記錄,這是企業(yè)應(yīng)該做的工作,殺菌公式的確定也應(yīng)該是科學(xué)的,要對(duì)產(chǎn)品做熱穿透試驗(yàn),對(duì)殺菌容器做熱力分布圖,這個(gè)就要求必須有資歷的部門來(lái)做下面是現(xiàn)有成熟的殺菌公式：午餐肉：10min一60min一10min/121°C，反壓力0.12MPa。蘑菇罐頭：10min—30min—10min/121C桔子罐頭：5min一15min一5min/100C例：某罐頭110C殺菌10min,115C殺菌20min,121C殺菌30min。工人實(shí)際殺菌操作時(shí)間等于50min，那么實(shí)際殺菌F值是否等于50min?了解幾個(gè)概念：?實(shí)際殺菌F值：指某一殺菌條件下的總的殺菌效果。實(shí)際殺菌F值：把不同溫度下的殺菌時(shí)間折算成121C的殺菌時(shí)間，相當(dāng)于121°C的殺菌時(shí)間，用F表示。特別注意：它不是指工人實(shí)際操作所花時(shí)間，它實(shí)是一個(gè)理論上折算過(guò)的時(shí)間。F=10XL+15XL+30XL,L我把它叫做折算系數(shù)。實(shí)123L肯定小于L，二者均小于1。請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們L=？123F肯定小于50min，實(shí)由此可見(jiàn)，實(shí)際殺菌F值不是工廠殺菌過(guò)程的總時(shí)間之和。例：100C殺菌90分鐘，120C殺菌10分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大?（折算成相當(dāng)于121C的殺菌時(shí)間，再比較?。?0XL和10XL比較！只要找到折算系數(shù)就好比較。100120?安全殺菌F值在某一恒定溫度（121C）下殺滅一定數(shù)量的微生物或者芽抱所需的加熱時(shí)間。它被作為判別某一殺菌條件合理性的標(biāo)準(zhǔn)值，也稱標(biāo)準(zhǔn)F值，用F、表示。安“殺滅”具有商業(yè)殺菌的含義，允許活菌存在。F表示滿足罐頭腐敗率要求所安需的殺菌時(shí)間（121C），每種罐頭要求的標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間（通常121C為標(biāo)準(zhǔn)溫度），就象其它食品標(biāo)準(zhǔn)一樣，拿來(lái)作為參照，判斷是否合格、是否滿足要求。同時(shí)也是確定殺菌公式中恒溫時(shí)間T的主要依據(jù)。2例如：某罐頭F=30min，表示罐頭要求在121C殺菌30min。安F和F的應(yīng)用舉例：實(shí)安F等于或略大于F，殺菌合理實(shí)安F小于F，殺菌不足，未達(dá)到標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，要腐敗。必須延長(zhǎng)殺菌時(shí)間。實(shí)安F遠(yuǎn)大于F，殺菌過(guò)度，超標(biāo)準(zhǔn)殺菌，影響色香味形、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。要求縮實(shí)安短殺菌時(shí)間。由于這種比較和反復(fù)的調(diào)整，就可找到合適的T。2?安全殺菌F值的計(jì)算A.確定殺菌溫度t：罐頭pH大于4.6,—般121C殺菌，極少數(shù)低于115C殺菌。罐頭pH小于4.6，一般100C殺菌，極少數(shù)低于85C殺菌。實(shí)踐中可用pH計(jì)檢測(cè)，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)也可以粗略地估計(jì)。B?首先選擇對(duì)象菌：腐敗的微生物頭目，殺菌的重點(diǎn)對(duì)象。耐熱性強(qiáng)、不易殺滅，罐頭中經(jīng)常出現(xiàn)、危害最大。只要?dú)缢渌瘮【?、致病菌、酶肯定殺滅。根?jù)微生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可知：F=D(lga-lgb)下面以121°C標(biāo)準(zhǔn)溫度講解，因?yàn)楦邷貧⒕闆r更為復(fù)安雜、人們更為關(guān)注。F、通常指t溫度(121C)下標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間、要求的殺菌時(shí)間。安D值通常指t溫度(121C)下殺滅90%的微生物所需殺菌時(shí)間。是微生物耐熱的特征參數(shù)，D值越大耐熱性越強(qiáng)。由微生物實(shí)驗(yàn)獲取D值，常見(jiàn)的D值可查閱相關(guān)手冊(cè)。為了幫助同學(xué)們理解和記憶，請(qǐng)看下題。例：已知蘑菇罐頭對(duì)象菌D=4min，欲在121C下把對(duì)象菌殺滅99.9%，問(wèn)121需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？如果使活菌數(shù)減少為原來(lái)的0.01%，問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？第一個(gè)D值，殺滅90%，第二個(gè)D值，殺滅9%，第三個(gè)D值，殺滅0.9%，第四個(gè)D值，殺滅0.09%。4?實(shí)際殺菌F值的計(jì)算F廣？實(shí)(1)求和法根據(jù)罐頭的中心溫度計(jì)算F，把不同溫度下的殺菌時(shí)間折算成121C的殺實(shí)菌時(shí)間，然后相加起來(lái)。F二tXL+tXL+tXL+tXL+ 實(shí)1 1 2 2 3 3 4 4L致死率值，某溫度下的實(shí)際殺菌時(shí)間轉(zhuǎn)換為121C殺菌時(shí)間的折算系數(shù)，下面我們來(lái)解決L致死率、折算系數(shù)的問(wèn)題。由公式L=10zi/z計(jì)算得到，嫌麻煩可由表中查閱。t是罐頭殺菌過(guò)程中某一段時(shí)間的中心溫度，Z是對(duì)象菌的另一耐熱性特征參數(shù)。還有一個(gè)是什么？熱力致死時(shí)間變化10倍所需要的溫度變化即為Z值。F表示熱力致死時(shí)間,凡不是注明F、F，均指熱力致死時(shí)間。實(shí)安請(qǐng)看例題：對(duì)象菌Z=10°C,F=10min，求121F=？min， F=？min，F(xiàn)=？min，F(xiàn)=？min。131141111101熱力致死時(shí)間變化10倍所需要的溫度變化即為Z值。反過(guò)來(lái)理解：溫度變化1個(gè)Z值熱力致死時(shí)間變化將變化10倍。解決L致死率、折算系數(shù)的取值問(wèn)題。例：某罐頭110C殺菌10min,115°C殺菌20min,121°C殺菌30min。工人實(shí)際殺菌操作時(shí)間等于60min，實(shí)際殺菌是多少？例：分析蘑菇罐頭的兩個(gè)殺菌公式是否合理（Z值為8C）殺菌公式110—23—10min殺菌公式210一25一10min121C121C時(shí)間中心溫度L值F實(shí)時(shí)間中心溫度L值047.9%050384.53806104.7610491199118.512120121201512115121181211812121121.221120.524121241212712027120.730120.530120.733121331213611536120.53910839115429942109458045101F實(shí)=?4885F實(shí)=?目前，一些工廠采用計(jì)算機(jī)控制殺菌，中心溫度的記錄、F的計(jì)算全由計(jì)實(shí)算機(jī)完成，當(dāng)F等于或略大于F時(shí)，自動(dòng)停止殺菌工序，不需要我們來(lái)計(jì)算。實(shí)安罐頭產(chǎn)品不加防腐劑，抽空、密封、殺菌后常溫保藏。如果非加防腐劑才能