食品热加工的原理

《食品热加工的原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品热加工的原理（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、本章学习要求1、熟悉微生物的耐热性及影响因素2、了解温度对酶活性的影响3、掌握食品罐藏的基本工艺4、掌握罐藏食品杀菌时间的计算方法及杀菌工艺 条件的确定5、熟悉罐藏食品的变质原因及防治方法 热加工方法1、杀菌 将所有微生物及孢子，完全杀灭的加 热处理方法，称为杀菌或绝对无菌法。2、商业杀菌法 将病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽 孢，不过，在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定 的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称 为商业灭菌法。3、巴氏杀菌法 在100以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死病原菌及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，因此

2、巴氏杀菌产品没有在常温下保存期限的要求。 4、热烫 生鲜的食品原料迅速以热水或蒸气加热处理的方式，称为热烫。其目的主要为抑制或破坏食品中酶以及减少微生物数量。第一节 热加工的原理热杀菌的主要目的是杀灭在食品正常的保质期内可导致食品腐败变质的微生物。一般认为，达到杀菌要求的热处理 强度足以钝化食品中的酶活性。同时，热处理当然也造成食品的色香味、质构及营养成分等质量因素的不良变化。因此，热杀菌处理的最高境界是 既达到杀菌及钝化酶活性的要求，又尽可能使食品的质量因 素少发生变化。不同的微生物对热的敏感性不同，一般多数的微生物受热易致死。多数细菌、酵母菌、霉菌、病毒在50-60度100min内可致死。

3、嗜热微生物：能在45度的温度环境中进行代谢活动的微生物。兼性嗜热微生物：既能在一般温度下又能在高温中环境中生长。一、高温对微生物的影响1、微生物的耐热性嗜热微生物的耐热性最强，不同微生物因细胞结构特点和 细胞性质不同，其耐热性不同。通常产芽孢细菌比非芽孢细菌 更耐热。在高温环境下，高温直接对菌体蛋白质、核酸、酶系统产生直接破坏作用，使蛋白质变性凝固。2、影响微生物耐热性的因素（1）水分活度一般情况下，水分活度低，微生物的耐热性强；水分活度高，微生物的耐热性弱。原因：蛋白质在潮湿状态下加热比在干燥状态下加热变性速度快。热处理使得微生物细胞内的蛋白质变性而使得微生物死亡，而食品内各种成分会影响到蛋

4、白质的凝固速度，即影响微生物的耐热性。因此，在相同温度下，湿热杀菌比干热杀菌效果好。（2）食品的脂肪含量脂肪含量高的食品，可以增强细菌的耐热性。长链脂肪的 保护作用更强。（3）盐类盐类浓度低于3%-4%时，对细菌的耐热性有增强作用； 当食盐浓度超过4%时，随浓度的增加，细菌的耐热性明显下 降。这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异。原因：脂肪含量高时，细胞的含水量下降。原因：盐浓度低时，会使得微生物适量脱水，而使得蛋白 质不好凝固；而当盐浓度高时，微生物细胞大量脱水，蛋 白质变性，导致微生物死亡。（4）糖类高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保护作用，高浓度的糖类能降低食品的水分活度。糖浓度

5、越高，微 生物的耐热性增 强，越难杀死微 生物。对大多数芽孢杆菌而言，在中性范围内耐热性最强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性的强弱受其它因素控 制。因此人们在加工一些蔬菜和汤类时常常添加酸，适当提高内容物酸度，以降低杀菌温度和时间，保存食品品质和风 味。（5）pH值（酸度）（6）蛋白质 蛋白质的存在对微生物起保护作用原因：可能是细菌的细胞分泌出较多的蛋白质的保护物质，另外：菌种不同、耐热性不同；同一菌种，菌株不同，耐热性也不同； 各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱； 同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异；（7）初始活菌数 初

6、始活菌数越多，则微生物的耐热性越强。因此罐头食品杀菌前被污染的菌属与杀菌效果有直接的关系。初始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系54.2009075008095.800702500个平酸菌 /10克糖60个平酸菌 /10克食糖无糖玉米菌数平盖酸坏的百分率121时 的杀菌时 间（分钟 ）正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱； 在较高的培养温度下，使微生物具有选择性，能适应更高 的生存温度。 培养温度/100加热死亡时间/min21-23 37 4111 16 18培养温度对枯草芽孢杆菌芽孢耐热性的影响（9）培养温度（8）微生物的生理状态（10）热处理温度不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线热处理温

7、度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。11010010000204060 热处理时间(分钟)活菌残存数908480热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响温度/ 平酸菌芽 孢全部死 亡所需时 间/min温度 /平酸菌芽 孢全部死 亡所需时 间/min温度/平酸菌芽 孢全部死 亡所需时 间/min10012001157013031056001201913511101961257注 意1、利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食品的杀菌程度时， 测定对象菌耐热性所处的条件和环境应和该罐头食品所含成 分基本一致。 2、如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢 的耐热性。3、微生物耐热性的

8、测定和 表示方法（1）D值（指数递降时间）：在一定的致死温度条件下，杀死90%微生物所需的加热时间。热力致死速率曲线DDDDDDD值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。 因此D值大小和细菌耐热性的强度成正比。 注意：D值不受原始菌数影响 D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处的环境和其它因素而异。为了计算杀菌时间时将细菌指数递减因素考虑在内，将D值概念进一步扩大，提出了热力指数递减时间（TRT）概念。在一定的致死温度条件下，将微生物减少到某一程度（10-n）时所需的热处理时间，n称为递减指数。n1时，TRT1D。（2） TRT（热力指数递减时间） ：TRTnnD因此，TRT值本质上和

9、D值相同，也表示细菌耐热性的强 弱。TRT值与D值一样不受原始菌数的影响。如121温度杀菌时，TRT12=12D，即经12D分钟杀菌后 罐内芽孢数将降低到1012。瞬间加热和冷却条件下，单位时间为D时的细菌死亡速率 单单位时间为时间为 D时时的加热时间热时间 （分钟钟）单单位容积积残存活菌数 （个） 0D1041D103 2D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4 从表可以看出，从5D以后，为负指数，也就是说有 1/101/10000活菌残存下来的可能。细菌和芽孢按分数出现并不显示实际个数，这只是表明理论上很难将活菌完全消灭掉。实际上，这应该从概率的角度来考

10、虑，如果100支试管 中各有1ml悬浮液，每ml悬浮液中仅含有1个芽孢，经过5D 处理后，残存菌数为10-1，即1/10活，也就是100支试管中可能有90支不再有活菌存在，而10支尚有活菌的可能。例 100热处理时，原始菌数为1104，热处理3分钟 后残存的活菌数是1101，求该菌D值。 解： TRTnnD3D3min 即D 110 或D1101min例 某罐头食品的对象菌D1214min，问在121杀 菌99.9%时，需要多长时间？杀菌99.99%呢？如果要 使对象菌减少为原来的0.001%，此时又需要多长的杀菌时间呢？解： 杀死99.9%，t3D12min 杀死99.99%，t4D16mi

11、n 减少为原来的0.001%时， t5D20min（3）热力致死时间（TDT）：热力温度保持恒定不变，将食品中某一菌种的细胞或芽孢全部杀死所必需的最短热处理时间。热力致死时间曲线ZF值的定义就是在121.1温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要 的时间F值，与原始菌数是相关的。F值越大，菌的耐热性就越强 。热力致死时间曲线ZZ值为热力致死时间按照1/10或 10倍变化时所需要提高或降低的 温度值(). Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。（4）Z值：如肉毒梭菌芽孢加热致死时间 110为35min，100为350min， 则Z是多少？解：Z10 热力致死时间曲线Zlg t1 lg t2 tg

12、= T2T1(T1， t1)(T2， t2)这样，已知T温度下的D值， Z值，再针对罐头产品需要确定n 值后，就可计算得到相应的F值。n值并非固定不变，要根据工厂和食品的原始菌数或着污染菌 的重要程度而定。 比如在美国，对肉毒杆菌， 要求n=12，对生芽梭状芽孢杆菌 ，n=5。热力致死时间曲线Z一般来说，温度提高到80后，热处理时间只要几秒钟，几乎所有的酶都会遭到不可逆转的破坏。所以在传统的热处理 杀菌中，不仅腐败菌被杀死，而且其中的酶也遭到破坏，只有 干藏和冷藏的食品才会出现酶导致的变质问题，必须在预处理 时进行酶的钝化处理。二、高温对酶活性的作用及酶的热敏性罐头食品热力杀菌向高温短时，特别

13、是超高温瞬时方向发展后，罐头食品贮藏过程中常出现了因酶活动而引起的变质问 题。 过氧化物酶、果胶酯酶 酶钝化程度有时也被用做食品杀菌的测定指标，例牛乳巴氏杀菌的效果可以根据磷酸酶活力测定的结果判定。这是因为 牛乳中磷酸酶热处理时的钝化程度和肺结合菌及其他病原菌热 处理时的死亡程度相互一致。三、热处理对食品品质的影响1、植物来源的包装制品n热加工和产品贮存时的物理-化学变化决定了产品的质量n一般在贮存时发生的质量变化相对于热加工来说比较小 。n热加工对食品品质的影响取决于热加工的时间和温度， 以及食品的组成和性质以及其所处的环境。（1）质构o在植物材料的热处理过程中有两种类型的质构破坏n半透膜的

14、破坏n细胞间结构的破坏并导致细胞分离o其他变化包括n蛋白质变性n淀粉糊化n蔬菜和水果软化（2）颜色o产品的颜色取决于天然色素或外加色素的状态和稳定性以及加 工和贮藏过程中的变色反应。o在水果和蔬菜中n叶绿素脱镁、胡萝卜素将异构化，颜色变浅（从5，6环氧化变成5 ，8环氧化）n花青素将降解成灰色的色素，花青素事实上对热相当稳定的色素 ，但它可以参加很多反应，使水果变色n黄酮类色素如芸香苷（芦笋中）可与铁形成黑色。n类胡萝卜素大多是脂溶性的，而且是不饱和化合物，通常容易氧 化而导致变色和变味。 除了色素的氧化、降解，Maillard反应也会导致加工和贮藏过程产 品的变色。（3）风味o通常加热不改变

15、基本的风味如甜、酸、苦、咸o风味变化的一个重要来源是脂肪氧化特别是豆类、 谷物oMillard反应也会改变一些风味，加热过程也会使一些 风味物质挥发或改变（4）营养素2、动物来源的包装食品（1）颜色n肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色， Maillard反应和Caramelization反应也会改变颜色n腌制过程会改变颜色 肉由于加热引起的颜色损失可以通过外加色素校正（2）质构o肌肉收缩和变硬o变软（3）营养素o氨基酸损失可能达到10-20%o维生素主要是硫胺素损失50-70%，泛酸20-35%，但维生 素损失的变动很大，取决于容器中的氧气、预处理方法（是 否去皮、切片）或热烫食品

16、罐藏是食品的科学保藏方法之一。将食品原料经预处理后密封在容器或包装袋中，通过杀菌工艺杀灭大部分微生物 的营养细胞，在维持密闭和真空条件下，得以在室温下长期保 藏的食品保藏方法。特点：贮藏时间长，对贮藏环境要求低，便于运输、携带，食用方便。罐藏食品的两个要素：容器的密封性和商业无菌1806年诞生了世界上第一批罐头食品1810年发明了镀锡薄板罐1849创办第一个罐头工厂1847年发明高压杀菌锅我国的罐头工业创建于1906年，世界罐头年产量4000万吨。二、食品罐藏的基本工艺过程基本工艺过程包括原料的预处理、装罐、排气、密封、 杀菌与冷却等步骤。 流程：洗罐 装罐 预封 排气 密封 杀菌 冷却 检测 包装第二节 食品的罐藏一、罐藏食品热加工时间的推算清洗的步骤：沸水或碱液浸泡、消毒、沥干。 清洗的要求：微生物的残留量符合标准（指空罐