食品工艺学(杀菌)【沐风书苑】

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1、第四节第四节 罐头食品的杀菌与冷却罐头食品的杀菌与冷却1. 概述概述2. 罐头食品的微生物学罐头食品的微生物学3. 罐头食品的传热学罐头食品的传热学4. 罐头食品的杀菌工艺条件的确定罐头食品的杀菌工艺条件的确定5. 罐头食品的杀菌技术与设备罐头食品的杀菌技术与设备1行业材料 达到达到商业无菌商业无菌 破坏食品中的酶，尽可能保持食品破坏食品中的酶，尽可能保持食品原有色泽、风味和营养原有色泽、风味和营养1.1.概述概述.罐头食品杀菌的目的罐头食品杀菌的目的2行业材料商业无菌商业无菌 罐头食品经过适度的热杀菌后罐头食品经过适度的热杀菌后, ,不含有不含有对对人体健康有害的人体健康有害的致病性微生物致

2、病性微生物( (包括休眠体包括休眠体) )，也不含有也不含有在通常温度条件下在通常温度条件下能在罐头中繁殖的能在罐头中繁殖的非致病性微生物非致病性微生物。3行业材料.2. 罐藏食品中的微生物罐藏食品中的微生物罐头食品的杀菌对象罐头食品的杀菌对象罐头中常见的腐败菌罐头中常见的腐败菌4行业材料罐头食品的杀菌对象罐头食品的杀菌对象致病菌致病菌腐败菌腐败菌食品腐败食品腐败(Food Spoilage)(Food Spoilage)：是指食品在微是指食品在微生物作用下，食品的感官品质、营养品质甚生物作用下，食品的感官品质、营养品质甚至卫生安全品质等发生不良变化，而丧失其至卫生安全品质等发生不良变化，而丧

3、失其可食性的现象。可食性的现象。腐败菌腐败菌(Spoilage bacteria)Spoilage bacteria)：导致食品腐导致食品腐败变质的各种微生物。败变质的各种微生物。5行业材料6行业材料. .罐头常见腐败变质现象及其原因罐头常见腐败变质现象及其原因胀罐胀罐平盖酸败平盖酸败黒变或硫臭腐败黒变或硫臭腐败发霉发霉引起食物中毒的产毒菌引起食物中毒的产毒菌7行业材料. 胀罐胀罐 又称胖听又称胖听(swell)是指罐头底盖不像正是指罐头底盖不像正常情况下呈平坦或内凹状，而出现外凸常情况下呈平坦或内凹状，而出现外凸的现象。的现象。 是罐头食品最常见的腐败变质现象。是罐头食品最常见的腐败变质现象

4、。8行业材料 隐胀罐：隐胀罐：外观正常，若用硬棒扣击底盖的一端，外观正常，若用硬棒扣击底盖的一端，则它的另一端底盖就会外凸，如用力将凸端慢慢则它的另一端底盖就会外凸，如用力将凸端慢慢地向罐内掀压，罐头则又重新恢复原状。地向罐内掀压，罐头则又重新恢复原状。 轻胀罐：轻胀罐：底或盖呈外凸状，若用力将凸端掀回原底或盖呈外凸状，若用力将凸端掀回原装，则另一端随之外凸。装，则另一端随之外凸。 硬胀罐：硬胀罐：罐头底、盖同时坚实的或永久性的外凸。罐头底、盖同时坚实的或永久性的外凸。根据底盖外凸程度，可以分为：根据底盖外凸程度，可以分为：9行业材料 假胀罐假胀罐 氢胀罐氢胀罐 细菌性胀罐细菌性胀罐胀罐发生的

5、原因：胀罐发生的原因：10行业材料因食品装量过多或罐内真空度过低所造成；因食品装量过多或罐内真空度过低所造成；一般杀菌后就会出现，如午餐肉罐头就极易一般杀菌后就会出现，如午餐肉罐头就极易出现假胀罐现象。出现假胀罐现象。假胀罐（或物理性胀罐）：假胀罐（或物理性胀罐）：11行业材料因罐内因罐内食品酸度太高食品酸度太高，内壁迅速腐蚀，内壁迅速腐蚀,锡、铁溶解产生锡、铁溶解产生氢氢气，大量氢气聚集气，大量氢气聚集顶隙中而出现胀罐，一般经一段时间顶隙中而出现胀罐，一般经一段时间贮藏后才会出现贮藏后才会出现.氢胀罐（或化学性胀罐）：氢胀罐（或化学性胀罐）：12行业材料因微生物在罐头中生长繁殖因微生物在罐头

6、中生长繁殖而出现的而出现的食品腐败变质所引起的胀罐现象。食品腐败变质所引起的胀罐现象。产生原因产生原因： 杀菌不足；杀菌不足； 罐头裂漏罐头裂漏细菌性胀罐细菌性胀罐：13行业材料(2)(2)平盖酸败平盖酸败(Flat sours)(Flat sours) 是指是指罐头外观正常，而内容物却已在罐头外观正常，而内容物却已在细菌活动下发生腐败，呈轻微或严重酸细菌活动下发生腐败，呈轻微或严重酸味的变质现象。味的变质现象。14行业材料导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生物，被称导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生物，被称为平酸菌；为平酸菌；平酸菌大多数为兼性厌氧的嗜热性腐败菌；平酸菌大多数为兼性厌氧的嗜热性

7、腐败菌；平酸菌能将碳水化合物分解产生乳酸、甲酸、乙平酸菌能将碳水化合物分解产生乳酸、甲酸、乙酸等有机酸类，使食品酸败，但不产生气体；酸等有机酸类，使食品酸败，但不产生气体；罐头外观正常，必须开罐检验方能区别。罐头外观正常，必须开罐检验方能区别。平酸菌：平酸菌：15行业材料平盖酸败平盖酸败(Flat sours)(Flat sours)低酸性食品中常见的平酸菌：低酸性食品中常见的平酸菌：嗜热脂肪芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌( (Bacillus stearothermophilusBacillus stearothermophilus),),其其耐热性很强耐热性很强( (高于肉毒杆菌高于肉毒杆菌)

8、)，能在，能在49495555下生长，最下生长，最高生长温度高生长温度6565。酸性食品中常见的平酸菌酸性食品中常见的平酸菌：嗜热酸芽孢杆菌嗜热酸芽孢杆菌( (Bacillus thermoaciduransBacillus thermoacidurans) )能在能在pH4pH4或略或略低的介质中生长，最适生长温度低的介质中生长，最适生长温度4545，最高生长温度，最高生长温度54546060，是番茄制品中常见的重要腐败菌。在中酸性食品中也，是番茄制品中常见的重要腐败菌。在中酸性食品中也能生长。能生长。pH低于低于4.0不再产生芽不再产生芽孢，并迅速自行消失。孢，并迅速自行消失。16行业材料

9、黒变或硫臭腐败黒变或硫臭腐败(Sulphide spoilage)(Sulphide spoilage)硫臭腐败硫臭腐败：是由是由致黒梭状芽孢杆菌致黒梭状芽孢杆菌( (Clostridium Clostridium nigrificansnigrificans) )分解含硫蛋白质分解含硫蛋白质并产生唯一的并产生唯一的H H2 2S S气气体，体，H H2 2S S与罐内壁铁质反应生成黑色的与罐内壁铁质反应生成黑色的FeSFeS，沉积，沉积于罐内壁或食品上，使食品发黑并呈有臭味，此于罐内壁或食品上，使食品发黑并呈有臭味，此现象称黒变或硫臭腐败。现象称黒变或硫臭腐败。17行业材料致黒梭状芽孢杆菌致

10、黒梭状芽孢杆菌( (Clostridium nigrificansClostridium nigrificans) ) 能在能在35-7035-70范围内生长，适宜生长温度范围内生长，适宜生长温度5555，其芽孢，其芽孢的耐热性比平酸菌和嗜热厌氧腐败菌的耐热性比平酸菌和嗜热厌氧腐败菌(e.g(e.g内毒杆内毒杆菌，菌，Clostridium botulinumClostridium botulinum) )的低，这类腐败罐的低，这类腐败罐头在正常杀菌条件下并不常见，只有杀菌严重不头在正常杀菌条件下并不常见，只有杀菌严重不足时才会出现。足时才会出现。18行业材料发发 霉霉罐头内食品上出现霉菌生长

11、的现象，罐头内食品上出现霉菌生长的现象，称称发霉发霉19行业材料引起食物中毒的产毒菌引起食物中毒的产毒菌可在罐头食品中生长的产毒菌种类不可在罐头食品中生长的产毒菌种类不多多,主要为：主要为：肉毒杆菌肉毒杆菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌20行业材料 .热杀菌的影响因素热杀菌的影响因素两大方面两大方面： 微生物的耐热性微生物的耐热性 罐头的传热罐头的传热21行业材料连续回转式高压杀菌法连续回转式高压杀菌法火焰杀菌法火焰杀菌法微波加热杀菌微波加热杀菌( (软包装软包装) )预杀菌和无菌装罐技术预杀菌和无菌装罐技术高高( (静静) )压杀菌技术压杀菌技术.现代杀菌技术的发展现代杀菌技术的发展n新技术的

12、应用新技术的应用为提高罐头食品为提高罐头食品品质创造了条件品质创造了条件。22行业材料. . 微生物的耐热性微生物的耐热性影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素微生物耐热性的表示方法微生物耐热性的表示方法23行业材料2.1 2.1 影响微生物耐热性的因素影响微生物耐热性的因素微生物的种类数量微生物的种类数量热处理前细胞生长热处理前细胞生长( (或芽孢形成或芽孢形成) )环境环境食品的酸度（食品的酸度（p p）食品的化学成分食品的化学成分热处理温度和时间热处理温度和时间24行业材料( () ) 微生物的种类和数量微生物的种类和数量微生物种类微生物种类: :可为三个群可为三个群: :A A群

13、群( (热敏感微生物热敏感微生物):):沙门氏菌、埃希氏菌、变形菌、假单胞菌属的细菌，芽孢菌属、梭菌属细菌的营养体，酵母营养细胞、霉菌的菌丝以及酵母孢子和部分霉菌的孢子；B B群群( (耐热微生物耐热微生物): ): 微球菌(牛奶腐败)、嗜热链球菌及其他链球菌、乳杆菌、绝大多数霉菌有性孢子和酵母有性孢子、霉菌无性孢子、大多数的病毒;C C群群( (非常耐热的微生物非常耐热的微生物):):主要是芽孢杆菌属和梭菌属的芽孢。25行业材料 生育阶段生育阶段不同不同, ,微生物的耐热性也不同。微生物的耐热性也不同。在同样条件下，对数生长期的菌体抗热性比稳定期的差；老龄细菌芽孢的耐热性就比幼龄细菌的芽孢抗

14、热性强；孢子或芽孢的抗热性比营养体强。耐热性：嗜热菌芽孢耐热性：嗜热菌芽孢厌氧菌芽孢厌氧菌芽孢需氧菌芽孢需氧菌芽孢26行业材料微生物数量微生物数量热热力力致致死死时时间间与与原原始始活活菌菌数数有有关关，原原始始活活菌数越多，所需的热力致死时间越长菌数越多，所需的热力致死时间越长。27行业材料28行业材料(2)(2)热处理前细胞生长热处理前细胞生长( (或芽孢形成或芽孢形成) )环境环境p热处理前细胞生长的环境(营营养养条条件件、培培养养温温度度)对微生物抗热性的影响明显。29行业材料(3) (3) 食品酸度（食品酸度（ pHpH值）值）pH值是对微生物耐热性影响最大的因素之一Bigelow

15、等人等人1920年研究了好气菌的芽孢在不同年研究了好气菌的芽孢在不同pH中，采用不同温度杀菌的致死情况：中，采用不同温度杀菌的致死情况：耐热性最强的耐热性最强的pHpH：肉毒梭菌：肉毒梭菌：6.3-6.96.3-6.9 枯草杆菌：枯草杆菌：6.8-7.66.8-7.6 酵酵 母：母：6.86.830行业材料0.111010098.9110121杀杀菌菌时时间间（分分）杀菌温度杀菌温度()pH5-7pH4.5pH3.5介质介质pH值对细菌芽孢耐热性的影响值对细菌芽孢耐热性的影响31行业材料常见食品的常见食品的pHpH值值食品种类食品种类pHpH值值食品种类食品种类pHpH值值平均平均最低最低最高

16、最高平均平均最低最低最高最高苹果苹果3.43.23.7番茄汁番茄汁4.34.04.4苹果沙司苹果沙司3.63.24.2番茄酱番茄酱4.44.24.6杏杏3.93.44.4芦笋芦笋(绿绿)5.55.45.6葡萄汁葡萄汁3.22.93.7青刀豆青刀豆5.45.25.7柠檬汁柠檬汁2.42.32.8胡萝卜胡萝卜5.25.05.4桃桃3.83.64.0蘑菇蘑菇5.85.85.9酸渍黄瓜酸渍黄瓜3.93.54.3青豆青豆6.26.06.3甜酸渍品甜酸渍品2.72.53.0甘薯甘薯5.25.15.4草莓草莓3.43.03.9马铃薯马铃薯5.55.45.6番茄番茄4.34.14.6菠菜菠菜5.45.15.9

17、32行业材料(4)(4)基质的成分：基质的成分：水分水分 加加热热杀杀菌菌时时，微微生生物物的的耐耐热热性性与与介介质质或或罐罐头头食食品的化学成分有很大关系。品的化学成分有很大关系。水分：水分：微生物的抗热性随基质含水量减少而增强。微生物的抗热性随基质含水量减少而增强。同同种种微微生生物物在在干干热热条条件件下下的的耐耐热热性性远远远远高高于于湿湿热条件下的。热条件下的。33行业材料脂肪脂肪脂肪能增强微生物的耐热性。脂肪能增强微生物的耐热性。原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接原因：脂肪与微生物细胞的蛋白质胶体接触，形成的凝结薄膜层妨碍了水分的渗入，触，形成的凝结薄膜层妨碍了水分的渗入，使蛋

18、白质凝固困难；脂肪是热的不良导体，使蛋白质凝固困难；脂肪是热的不良导体，阻碍了热的传入。阻碍了热的传入。34行业材料糖类糖类糖糖类类: :对对微微生生物物的的芽芽孢孢有有保保护护作作用用, ,糖糖浓浓度度越越高高，杀菌所需时间越长；杀菌所需时间越长；低浓度糖对芽孢耐热性的影响较小，高浓度糖低浓度糖对芽孢耐热性的影响较小，高浓度糖对芽孢有保护作用；糖浓度高到一定程度对芽孢有保护作用；糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压环境能抑制微生物左右）时，高渗透压环境能抑制微生物生长。生长。35行业材料蛋白质蛋白质蛋白质对微生物有保护作用蛋白质对微生物有保护作用, ,提高微生物的耐热提高微生物的耐热

19、性。性。食品中含食品中含5%5%蛋白质时对微生物有保护作用。蛋白蛋白质时对微生物有保护作用。蛋白质含量质含量17171818或更高时，则对微生物的耐热性或更高时，则对微生物的耐热性影响不进一步增加。影响不进一步增加。蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性。加蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性。加明胶后，细菌耐热性提高明胶后，细菌耐热性提高2 2倍。倍。36行业材料盐类盐类 NaClNaCl等等2-3%2-3%提提高高耐耐热热性性，进进一一步步提提高高浓度则降低耐热性；浓度则降低耐热性；37行业材料天然抗菌物质或化学抑菌物质天然抗菌物质或化学抑菌物质微生物的耐热性会明显下降，并可降低原始菌量

20、。 某些蔬菜和香辛料，如洋葱、辣椒、胡椒、芹菜、蒜头、芥末、胡萝卜等的汁液挥发出来的物质有抑制或杀死微生物的作用。这些物质称植物杀菌素。38行业材料（）热处理温度和时间（）热处理温度和时间微生物的致死主要由热处理温度和时间决定；微生物的致死主要由热处理温度和时间决定；从从6060开始的各点温度对微生物都有致死作用；开始的各点温度对微生物都有致死作用；不同温度下，微生物致死时间有很大差异；不同温度下，微生物致死时间有很大差异；温温度度越越低低，致致死死时时间间就就越越长长，反反之之则则随随着着热热处处理理温度升高，热力致死时间会迅速缩短。温度升高，热力致死时间会迅速缩短。39行业材料热处理温度和

21、时间热处理温度和时间芽孢菌在不同温度下的致死时间芽孢菌在不同温度下的致死时间两种菌在不同温度下所需杀菌时间两种菌在不同温度下所需杀菌时间40行业材料. .微生物耐热性的表示方法微生物耐热性的表示方法热力致死温度热力致死温度热力致死速率热力致死速率曲线热力致死时间曲线热力致死时间(TDT)(TDT)F F值与值与Z Z值、值、D D值的关系值的关系41行业材料.热力致死温度热力致死温度定义：定义：将某特定容器内一定量食品中的将某特定容器内一定量食品中的微生物全部杀死所需要的最低温度。微生物全部杀死所需要的最低温度。最古老的概念，现在仅在一般性场合使最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在作定量处

22、理时已不使用。用，在作定量处理时已不使用。42行业材料2.2.22.2.2 热力致死速率曲线热力致死速率曲线19541954年年日日本本的的谷谷川川等等人人以以鲑鲑鱼鱼罐罐头头中中分分离离出出的的巨巨大大芽芽孢孢杆杆菌菌为为对对象象菌菌进进行行108108的的热热杀杀菌菌试试验验，发发现现残残存存的芽孢数与热处理时间之间存在下面的关系：的芽孢数与热处理时间之间存在下面的关系： 杀菌时间杀菌时间(min) (min) 残存芽孢数残存芽孢数( (个个/ml)/ml) 1 100000000 1 100000000 1.5 50000000 1.5 50000000 2.5 10000000 2.5

23、 10000000 4 1000000 4 1000000 6 100000 6 100000 8 10000 8 10000 10 1000 10 1000 43行业材料杀菌时间与残存芽孢数之关系图杀菌时间与残存芽孢数之关系图 谷川等人根据试验结果，以杀菌时间做横坐标、谷川等人根据试验结果，以杀菌时间做横坐标、残存活菌数做纵坐标作图：残存活菌数做纵坐标作图：44行业材料对数化处理后杀菌时间与残存芽孢数之关系对数化处理后杀菌时间与残存芽孢数之关系如如以以单单位位样样品品内内活活菌菌残残存存数数的的对对数数值值为为纵纵坐坐标标，以以加加热热时时间间为为横横坐坐标标，作作图图，则则可可得得一一直直

24、线线图图。该该曲曲线线即即为为热热力力致致死死速速率率曲曲线线( (在在一一定定温温度度下下加加热热时时间间与与微微生生物物残残存存数数之间关系曲线之间关系曲线) )。热力致死速率曲线热力致死速率曲线45行业材料设设原原始始菌菌数数为为a，经经过过一一段段热热处处理理时时间间t后后，残存菌数为残存菌数为b，直线的斜率为，直线的斜率为k，则：，则：lg b lg a = k ( t 0 )t = - 1/k ( lg a lg b)令令 1/k = D，则：，则：t = D(lg alg b)热力致死速率曲线与菌种有关，与环境条热力致死速率曲线与菌种有关，与环境条件有关，与杀菌温度有关。件有关，

25、与杀菌温度有关。46行业材料D D 值值D D值值: :指数递减时间指数递减时间(Decimal reduction time)(Decimal reduction time)定义：定义：在一定的环境和一定的热力致死温度条件在一定的环境和一定的热力致死温度条件下，每杀死某细菌数群中下，每杀死某细菌数群中9090原有活菌数时所需原有活菌数时所需要的时间。要的时间。D D值受处理温度、菌种、细菌或芽孢所处悬浮液性值受处理温度、菌种、细菌或芽孢所处悬浮液性质等的影响；质等的影响；与原始菌数无关；与原始菌数无关；47行业材料从从图图上上可可知知，D值值是是指指热热力力致致死死速速率率曲曲线线经经过过一

26、一个个对对数数周周期期时时所所需需得得时时间间(min)(min)，它它是是该该直直线斜率的倒数；线斜率的倒数；D D值值与与微微生生物物的的死死亡亡速速率率成成反反比比。D D值值愈愈大大，则则细细菌菌死死亡亡速速度度愈愈慢慢，该该菌菌的的耐耐热热性性愈愈强强，反反之之，则则愈愈弱弱。所所以以，D D值值大大小小与与细细菌菌耐耐热热性性的的强度呈正比。强度呈正比。48行业材料49行业材料例如：某菌原始数例如：某菌原始数1104，110热处理热处理3min后，菌后，菌数降为数降为110，则，则 ：D值的计算与表示：值的计算与表示：表示为：表示为： D110 1.0050行业材料51行业材料2.

27、2.4 2.2.4 热力致死时间热力致死时间(TDT)(TDT)曲线曲线热力致死时间热力致死时间(Thermal Death Time(Thermal Death Time，TDT)TDT)： 是是指指热热力力致致死死温温度度保保持持不不变变，将将处处于于一一定定条条件件下下的的食食品品( (或或基基质质) )中中的的某某一一对对象象菌菌( (或或芽芽孢孢) )全全部部杀杀死死所所必必须须的的最最短短的的热热处处理理时间。时间。52行业材料53行业材料lg t2 - lg t1 = k(T2 - T1)lg t1 - lg t2 = -k(T2 - T1)令令 Z = -1/k则得到热力致死时

28、间曲线方程：则得到热力致死时间曲线方程：54行业材料TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。关，与微生物的种类有关。该曲线可用以比较不同的温度该曲线可用以比较不同的温度-时间组合的时间组合的杀菌强度：杀菌强度：55行业材料Z值：值： Z值是热力致死时间变化值是热力致死时间变化10倍所需倍所需要相应改变的温度数，单位为要相应改变的温度数，单位为。Z值与微生物的种类有关、与环境因素有关。值与微生物的种类有关、与环境因素有关。Z值越大，一般说明微生物的耐热性越强值越大，一般说明微生物的耐热性越强56行业材料F0值：值：单位为单位为min，是采

29、用，是采用121.1杀菌温度时的杀菌温度时的热力致死时间。热力致死时间。因此，利用热力致死时间曲线，可将各种因此，利用热力致死时间曲线，可将各种的杀菌温度的杀菌温度-时间组合换算成时间组合换算成121.1时的杀时的杀菌时间，从而可以方便地加以比较：菌时间，从而可以方便地加以比较：57行业材料例例3.1在某杀菌条件下，在在某杀菌条件下，在121.1用用1 min恰好将恰好将菌全部杀灭；现改用菌全部杀灭；现改用110、10 min处理，处理，问能否达到原定的杀菌目标？设问能否达到原定的杀菌目标？设Z=10。58行业材料例例3.1解解已已知知： T1=110，t1=10 min，T2=121.1，t

30、2=1 min，Z=10。利利用用TDT曲曲线线方方程程，将将110、10 min转转化化成成121.1下的时间下的时间t2 ，则，则t2 = 0.78 min t2说明未能全部杀灭细菌。那么在说明未能全部杀灭细菌。那么在110下需下需要多长时间才够呢？仍利用上式，得要多长时间才够呢？仍利用上式，得t1 = 12.88 min59行业材料2.2.4 2.2.4 热力指数递减时间热力指数递减时间(TRT)(TRT)热热力力指指数数递递减减时时间间(Thermal (Thermal Reduction Reduction Time,TRT)Time,TRT)：在在任任何何热热力力致致死死温温度度条

31、条件件下下将将细细菌菌或或芽芽孢孢数数减减少少到到某某一一程程度度( (如如10-n)时所需的热处理时间时所需的热处理时间( (min)。60行业材料Ball将将-n指数称为递减指数，并用指数称为递减指数，并用TRTn表示。表示。根据根据tD(lgalgb)，将原始菌数减少到，将原始菌数减少到10-n时，时，所需热处理时间。所需热处理时间。TRTntD（lgn lg0）=nDTRTnnD10n个100个即：总菌数即：总菌数61行业材料TRT1为热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需的热为热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需的热力处理时间。力处理时间。TRTn为曲线横过为曲线横过n个对数循环时

32、所需的热力处理时间。个对数循环时所需的热力处理时间。TRTn是是D的扩大值。的扩大值。TRTn同同D值一样不受原始菌数的值一样不受原始菌数的影响，同样受对影响，同样受对D值有影响的因素支配。值有影响的因素支配。62行业材料 如减菌指数如减菌指数n1，TRT1D,以加热温度为横坐标，以加热温度为横坐标，D值的的对数值为纵坐标，根据各加对数值为纵坐标，根据各加热温度相应的热温度相应的lglgD，在半对数，在半对数坐标纸上作图，便可得到一坐标纸上作图，便可得到一条加热温度与条加热温度与D值的直线相关值的直线相关曲线，该直线称为曲线，该直线称为仿热力致仿热力致死时间曲线死时间曲线或或TRTTRT1 1

33、曲线曲线 仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)63行业材料根据根据TRTTRT1 1曲线图可以求出曲线图可以求出z z值。值。如温度如温度T T1 1时的时的D D值为值为D D1 1，温，温度度T T2 2时的时的D D值为值为D D2 2，则，则ACB仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)64行业材料ACB仿热力致死时间曲线仿热力致死时间曲线(Phanton Thermal Death Time curve)Z Z值：就是值：就是TRTTRT1 1直线横过直

34、线横过一个对数周期时所需要的一个对数周期时所需要的温度值温度值, ,或或D D值成值成1010倍变化倍变化时相对应的温度变化值。时相对应的温度变化值。65行业材料或或66行业材料7、F0=nD：TDT值（或F0值）建立在“彻底杀灭”的概念基础上。 已知在热处理过程中微生物并非同时死亡，即当微生物的数量变化时，达到“彻底杀灭”这一目标所需的时间也就不同。因此，必须重新考虑杀菌终点的确定问题。67行业材料对于低酸性食品，因必于低酸性食品，因必须尽可能避免肉毒尽可能避免肉毒杆菌杆菌对消消费者的危害，取者的危害，取n = 12。对于易被平酸菌腐败的罐头，因嗜热脂肪芽孢杆菌的D值高达3-4min，若仍取

35、12D，则因加热时间过长，食品的感官品质不佳，所以一般取4-5D，最多为6D。需要比需要比较肉毒杆菌的肉毒杆菌的12D和嗜和嗜热菌的菌的4-6D的的值，取，取较大者作大者作为杀菌目菌目标F0。68行业材料F0 = n D的意的意义：用适当的残存率用适当的残存率值代替代替过去去“彻底底杀灭”的概的概念，念，这使得使得杀菌菌终点（或程度）的点（或程度）的选择更科更科学、更方便，同学、更方便，同时强调了了环境和管理境和管理对杀菌菌操作的重要性。操作的重要性。 通通过F0 = n D，还将将热力致死速率曲力致死速率曲线和和热力致死力致死时间曲曲线联系在一起，建立起了系在一起，建立起了D值、Z值和和F0

36、值之之间的的联系。系。69行业材料例例某某产品品净重重454 g，含含有有D121.1=0.6 min、 Z=10的的芽芽孢12只只/g；若若杀菌菌温温度度为110，要求效果要求效果为产品腐品腐败率不超率不超过0.1%。求：。求：（1）理论上需要多少杀菌时间？（2）杀菌菌后后若若检验结果果产品品腐腐败率率为1%，则实际原原始始菌菌数数是是多多少少？此此时需需要要的的杀菌菌时间为多少？多少？70行业材料解解 （1）F0=D（lg a lg b）=0.6(lg 5448 lg 0.001)=4.042 min F110=F0 lg-1(121.1 110)/10=52.1 min（2）F0=0.6

37、(lg a lg 0.01)=4.042 min lg a = lg 0.01 + 4.042/0.6a = 54480，即芽，即芽孢含量含量为120个个/g。此此时，F0=D(lg a lg b) =0.6(lg 54480 lg 0.001)=4.642 min F110=4.642 lg-1(121.1 110)/10=59.8 min71行业材料2.3、超高温杀菌与酶的耐热性、超高温杀菌与酶的耐热性酶也是引起食品品质变化的重要因素。酶也是引起食品品质变化的重要因素。绝大多数酶在绝大多数酶在80以上即被钝化，只有以上即被钝化，只有部分酶比较耐热，如酸渍食品中的过氧部分酶比较耐热，如酸渍食

38、品中的过氧化物酶能经受化物酶能经受85 的热处理。一般认为的热处理。一般认为经过杀菌处理，其中的酶也已经失活。经过杀菌处理，其中的酶也已经失活。采用采用121 以上高温杀菌时，会出现杀菌以上高温杀菌时，会出现杀菌强度足够但酶没有被钝化的现象。强度足够但酶没有被钝化的现象。高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也高酸性食品因所需杀菌强度低，有时也存在酶钝化不完全的现象。存在酶钝化不完全的现象。72行业材料已知化学反应的温度系数已知化学反应的温度系数Q10=23，其中包，其中包括酶促反应和酶的热钝化反应。括酶促反应和酶的热钝化反应。 已知已知D值是某一温度时微生物数量下降一个值是某一温度时微生物数量下降

39、一个对数周期所需的热处理时间，所以对数周期所需的热处理时间，所以1/D就是就是该温度下单位时间内微生物的死亡数量，该温度下单位时间内微生物的死亡数量，即杀菌速率。热杀菌时的温度系数：即杀菌速率。热杀菌时的温度系数： 低酸性食品中的微生物：低酸性食品中的微生物：Z=10，Q10=10。73行业材料以以青青豆豆中中最最耐耐热热的的过过氧氧化化物物酶酶和和嗜嗜热热脂脂肪芽孢杆菌为例：肪芽孢杆菌为例： 对于钝化酶，对于钝化酶，Q10=2.5，即，即 由此求得过氧化物酶的由此求得过氧化物酶的Z=26。根根据据各各自自的的Z值值和和在在某某一一温温度度下下彻彻底底杀杀灭灭（钝钝化化）的的时时间间，作作出出

40、热热力力致致死死曲曲线线，并并比比较较，可可见见在在温温度度超超过过一一定定值值后后，酶酶的钝化成为首要问题。的钝化成为首要问题。74行业材料75行业材料3. 罐头食品的传热罐头食品的传热罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式影响罐头食品传热的因素影响罐头食品传热的因素加热杀菌时罐头传热状态的测定加热杀菌时罐头传热状态的测定罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线76行业材料3.1 3.1 罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式罐头食品的传热方式因食品性质、性状的不罐头食品的传热方式因食品性质、性状的不同而有区别，通常有同而有区别，通常有:传导传导对流对流对流传导对流传导三种方式三种方式77行业材料传

41、导传导(Conduction)(Conduction)热传导：热传导：食品在加热和冷却过程中，受热温食品在加热和冷却过程中，受热温度不同，分子间的相互碰撞，热量从高能量度不同，分子间的相互碰撞，热量从高能量分子向邻近低能量分子依次传递的方式，称分子向邻近低能量分子依次传递的方式，称热传导热传导。78行业材料传导传导(Conduction)(Conduction)加热或冷却最缓慢点通常都在罐头中心处，该加热或冷却最缓慢点通常都在罐头中心处，该处常称为处常称为冷点冷点。传导传热罐头食品冷点传导传热罐头食品冷点位置：罐头的几何中心位置：罐头的几何中心79行业材料对流对流(convection)(co

42、nvection)对流是指借助于液体对流是指借助于液体的流动进行热量传递的流动进行热量传递的一种方式。的一种方式。对流传热食品的冷点通常在对流传热食品的冷点通常在中心轴上离罐底中心轴上离罐底12.719mm的部位上。的部位上。80行业材料传导对流结合式传热传导对流结合式传热一般说，一般说，糖水或盐水的小块形成颗粒状糖水或盐水的小块形成颗粒状果蔬罐头果蔬罐头食品属于对流和传导同时存在食品属于对流和传导同时存在的，液体是对流传热，固体是导热传热。的，液体是对流传热，固体是导热传热。糊状玉米等含淀粉较多的罐头糊状玉米等含淀粉较多的罐头盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁盐水玉米、稍浓稠的汤和番茄汁苹果沙司等

43、有较多沉积固体的罐头食品苹果沙司等有较多沉积固体的罐头食品81行业材料其它方式传热其它方式传热为了加快传热速度，对于某些对流性较差的罐为了加快传热速度，对于某些对流性较差的罐头食品采用机械转动或其他方式使之产生对流，头食品采用机械转动或其他方式使之产生对流，这种传热方式称为这种传热方式称为诱导型传热诱导型传热。e.g.使用回转式杀菌，使罐头在杀菌和冷却过程使用回转式杀菌，使罐头在杀菌和冷却过程中产生适当的转动，以促进传热。中产生适当的转动，以促进传热。82行业材料3.2 影响罐头食品传热的因素影响罐头食品传热的因素罐头食品的物理特性；罐头食品的物理特性；罐头容器材料的物理性质、厚度和几罐头容器

44、材料的物理性质、厚度和几何尺寸；何尺寸；罐头的初温；罐头的初温；杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置；位置；83行业材料3.2.1 3.2.1 罐头食品的物理特性罐头食品的物理特性食品的物理特性不同，传热速度不同，而食品的物理特性不同，传热速度不同，而与传热有关的食品物理特性主要是形状、与传热有关的食品物理特性主要是形状、大小、浓度、密度和粘度等大小、浓度、密度和粘度等流体食品流体食品半流体食品半流体食品固体食品固体食品流体和固体混装食品流体和固体混装食品84行业材料3.2.2 3.2.2 罐头容器材料的物理性质、罐头容器材料的物理性质、 厚度和几何尺寸厚度和几

45、何尺寸容器材料的物理性质及罐壁厚度容器材料的物理性质及罐壁厚度罐头食品的几何尺寸和容积罐头食品的几何尺寸和容积85行业材料(1) 容器材料的物理性质及罐壁厚度容器材料的物理性质及罐壁厚度热量从罐外向罐内食品的传递，受到罐热量从罐外向罐内食品的传递，受到罐壁的热阻作用壁的热阻作用( (热阻热阻与罐壁厚度与罐壁厚度和热和热导率导率 有关有关) )。不同制罐材料，其热导率不同制罐材料，其热导率 不同不同 铁铁：46.5252.34w/m.k 玻玻：0.580.93w/m.k 铝铝：203.53w/m.kn热阻热阻86行业材料对流食品的总热阻对流食品的总热阻 T1, h1T2, h2食品散热系数食品散

46、热系数介质散热系数介质散热系数介质介质热阻热阻罐壁罐壁热阻热阻食品食品热阻热阻87行业材料传导传热食品的总热阻传导传热食品的总热阻 食食T1, h1介质传热系数介质传热系数88行业材料(2) 罐头食品的几何尺寸和容积罐头食品的几何尺寸和容积罐头容器大小对传热罐头容器大小对传热速率的影响，主要是速率的影响，主要是看其单位容积所占有看其单位容积所占有的的罐外表面积罐外表面积及及罐壁罐壁到罐头中心的距离到罐头中心的距离。89行业材料(2) 罐头食品的几何尺寸和容积罐头食品的几何尺寸和容积传导型：对圆型罐而言，罐头杀菌时的加热时间可用下式近似估算：传导型：对圆型罐而言，罐头杀菌时的加热时间可用下式近似

47、估算：T0：罐头食品的初温：罐头食品的初温(k); T1：罐头几何中心处最高的杀菌温度：罐头几何中心处最高的杀菌温度(k);T杀杀：杀菌加热介质的杀菌温度：杀菌加热介质的杀菌温度(k); ：杀菌时所需的加热时间：杀菌时所需的加热时间(min); ：罐头食品的导热系数：罐头食品的导热系数(W/m.K); H：罐外高：罐外高(cm);D：罐外径：罐外径(cm)容器的大小、形状容器的大小、形状(H:D)(H:D)对传热和加热时间有影响对传热和加热时间有影响90行业材料3.2.3 3.2.3 罐头的初温罐头的初温食品初温指的是装入杀菌锅后开始杀菌前食品初温指的是装入杀菌锅后开始杀菌前的温度。的温度。传

48、导型罐头食品加热时初温对传热影响较传导型罐头食品加热时初温对传热影响较大，从达到杀菌温度的时间来看，初温高大，从达到杀菌温度的时间来看，初温高则比初温低的短。则比初温低的短。对流型罐头食品加热时的初温影响不大对流型罐头食品加热时的初温影响不大。91行业材料3.2.4 杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置的位置罐头杀菌设备的类型；罐头杀菌设备的类型；罐头在杀菌锅内的位置；罐头在杀菌锅内的位置；杀菌锅内热介质的循环速度、热量分布杀菌锅内热介质的循环速度、热量分布92行业材料3.2.4 杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的杀菌设备的形式和罐头在杀菌锅中的位置位置(1) (1

49、) 罐头杀菌设备的类型：罐头杀菌设备的类型： 类型不同，传热效果有差别：类型不同，传热效果有差别：静置式杀菌锅：罐头在杀菌锅内是静静置式杀菌锅：罐头在杀菌锅内是静置的，传热效果较差。置的，传热效果较差。回转式杀菌锅：罐头在杀菌锅内不断回转式杀菌锅：罐头在杀菌锅内不断转动，传热效果较好。转动，传热效果较好。93行业材料(2) 罐头在杀菌锅内的位置罐头在杀菌锅内的位置：对传热也有一定影响，主要式卧式静置杀菌锅，对传热也有一定影响，主要式卧式静置杀菌锅，罐头处于蒸气喷嘴远点，传热效果要差些；罐头处于蒸气喷嘴远点，传热效果要差些；如果锅内空气没有排除干净，存在空气袋，处如果锅内空气没有排除干净，存在空

50、气袋，处于空气袋内罐头，传热效果就更差。于空气袋内罐头，传热效果就更差。94行业材料(3) 杀菌锅内传热介质的循环速度、热量分布杀菌锅内传热介质的循环速度、热量分布对传热效果也有不同程度的影响；对传热效果也有不同程度的影响；95行业材料3.3 罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线在罐头食品加热和冷却过程中，可以用温度测在罐头食品加热和冷却过程中，可以用温度测定仪测定不同时间时杀菌锅加热温度定仪测定不同时间时杀菌锅加热温度(ts)和罐头和罐头中心温度中心温度(tm)及其变化情况及其变化情况;如果以加热时间或冷却时间为横坐标、温度为如果以加热时间或冷却时间为横坐标、温度为纵坐标，并在半对数坐标纸上

51、作图，就可建立纵坐标，并在半对数坐标纸上作图，就可建立时间时间-温度关系曲线，即传热曲线；温度关系曲线，即传热曲线；96行业材料以加热或冷却时间为横坐标，以杀菌以加热或冷却时间为横坐标，以杀菌锅加热温度锅加热温度ts和罐中心温度和罐中心温度tm之差之差(tstm)为纵坐标，并在半对数坐标纸为纵坐标，并在半对数坐标纸上作图，上作图，杀菌锅温度与罐中心温度差杀菌锅温度与罐中心温度差(tstm)变化与加热时间的关系曲线变化与加热时间的关系曲线;最初值由内容物初温最初值由内容物初温( ti )决定。决定。罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线97行业材料以罐中心温度为纵坐标，横坐标以罐中心温度为纵坐标，

52、横坐标为加热时间构成曲线。传热曲线为加热时间构成曲线。传热曲线是由各加热时间的罐头中心温度是由各加热时间的罐头中心温度绘制而成。图中的最高温度比实绘制而成。图中的最高温度比实际加热温度低际加热温度低0.55。e.g 121.1，则图上最高温度为，则图上最高温度为121.5。 罐头食品的传热曲线罐头食品的传热曲线98行业材料不同传热类型食品的传热曲线不同传热类型食品的传热曲线用用1%、3.25%和和5%的膨润土悬浮液作试验，的膨润土悬浮液作试验，分别得到对流型、先对流后传导型和传导型的分别得到对流型、先对流后传导型和传导型的传热曲线（后页图）。传热曲线（后页图）。对流型曲线只有一种斜率，称简单型

53、传热曲线。对流型曲线只有一种斜率，称简单型传热曲线。先对流后传导型曲线开始以对流型传热，直线先对流后传导型曲线开始以对流型传热，直线斜率大，后转变为传导型，直线斜率小，称转斜率大，后转变为传导型，直线斜率小，称转折型传热曲线。折型传热曲线。传导型曲线也是一种简单型传热曲线。传导型曲线也是一种简单型传热曲线。99行业材料对流型对流-传导型传导型100行业材料传热曲线的作用传热曲线的作用根据简单型或转折型半对数坐标传热曲根据简单型或转折型半对数坐标传热曲线，可以很方便地进行杀菌过程的数据线，可以很方便地进行杀菌过程的数据处理，并可通过公式法计算罐中心温度处理，并可通过公式法计算罐中心温度的变化和杀

54、菌过程的杀菌强度。的变化和杀菌过程的杀菌强度。101行业材料4.杀菌时间的计算杀菌时间的计算比奇洛法（比奇洛法（Begelow)鲍尔法（鲍尔法（Ball)奥尔森法（奥尔森法（Olsen)史蒂文斯法（史蒂文斯法（Stevens)舒尔茨法（舒尔茨法（Schultz)F值测定仪值测定仪102行业材料4.1、基本法（比奇洛法）、基本法（比奇洛法）计算基础：杀菌过程中的计算基础：杀菌过程中的冷点传热曲线冷点传热曲线和微生物和微生物的的热力致死时间曲线热力致死时间曲线（TDT）。）。致死率：一定温度下单位时间（通常取致死率：一定温度下单位时间（通常取1分钟）微分钟）微生物的致死程度。设一定温度下的致死时间

55、为生物的致死程度。设一定温度下的致死时间为，则致死率为则致死率为1/。可以理解为在某温度下，杀菌时。可以理解为在某温度下，杀菌时间间1分钟所取得的效果占全部杀菌效果的比数。分钟所取得的效果占全部杀菌效果的比数。部分致死值：一定温度下经过时间部分致死值：一定温度下经过时间t取得的杀菌效取得的杀菌效果占全部杀灭效果的比数。用果占全部杀灭效果的比数。用A表示，表示，A=t/。103行业材料在不同的温度（在不同的温度（T1、T2）下经过不同）下经过不同的杀菌时间（的杀菌时间（t1、t2），获得各自的部），获得各自的部分致死值分致死值A1=t1/1，A2=t2/2整个杀菌过程的总致死值为所有的部分整个杀

56、菌过程的总致死值为所有的部分致死值之和：致死值之和：A=A1+A2+若时间间隔取得足够小，则若时间间隔取得足够小，则104行业材料用基本法计算杀菌强度及杀菌时间的例题：用基本法计算杀菌强度及杀菌时间的例题：105行业材料温度时间组合：温度时间组合：传热曲线的变形传热曲线的变形由由TDT曲线求得曲线求得对应温度的致死率对应温度的致死率106行业材料以致死率为纵以致死率为纵坐标，时间为横坐标，时间为横坐标，作致死值坐标，作致死值曲线图。曲线包曲线图。曲线包围的面积即为总围的面积即为总致死值。致死值。107行业材料基本法（比奇洛法）的特点：基本法（比奇洛法）的特点：方法直观易懂，当杀菌温度间隔取得很

57、方法直观易懂，当杀菌温度间隔取得很小时，计算结果与实际效果很接近。小时，计算结果与实际效果很接近。不管传热情况是否符合一定模型，用此不管传热情况是否符合一定模型，用此法可以求得任何情况下的正确杀菌时间。法可以求得任何情况下的正确杀菌时间。计算量和实验量较大，需要分别经实验计算量和实验量较大，需要分别经实验确定杀菌过程各温度下的确定杀菌过程各温度下的TDT值，再计值，再计算出致死率。还需要准确测定冷点的传算出致死率。还需要准确测定冷点的传热曲线。热曲线。108行业材料4.2 现用杀菌时间的计算方法现用杀菌时间的计算方法Bigelow 基本推算法难以对不同罐型、杀菌温度及内容物初基本推算法难以对不

58、同罐型、杀菌温度及内容物初温条件下的加热效率进行比较温条件下的加热效率进行比较; Ball将各温度下的致死率或将各温度下的致死率或杀菌程度转换成标准温度的所需加热时间来表示杀菌程度转换成标准温度的所需加热时间来表示 。致死值致死值F：以：以121为标准温度，致死值为标准温度，致死值F或或Fo，Fo=6min，则表示在，则表示在121杀菌杀菌6min，如用其它温度则需注明，如用其它温度则需注明，e.g. F100.要计算致死值，首先要求出各温度时的致死率，即要计算致死值，首先要求出各温度时的致死率，即L值。值。109行业材料令令 110行业材料即即A=1时，从时，从t=otn间各间各L值的积分值

59、和值的积分值和F值相等。值相等。如求得的如求得的F值与细菌耐热性值与细菌耐热性F值相等，则能完全将该值相等，则能完全将该菌杀死，若其值小于细菌耐热性菌杀死，若其值小于细菌耐热性F值，杀菌不足。值，杀菌不足。111行业材料数值计算法：数值计算法：用温度记录仪测出罐头食品中心点温度，根据用温度记录仪测出罐头食品中心点温度，根据可求出罐头食品测点可求出罐头食品测点温度温度Ti对应的对应的Li值。值。112行业材料时间间隔时间间隔比奇洛法中时间间隔的取值依据传热曲线的比奇洛法中时间间隔的取值依据传热曲线的形状，传热曲线平缓的地方间隔取值大，传形状，传热曲线平缓的地方间隔取值大，传热曲线斜率大的地方，时

60、间取值小，否则计热曲线斜率大的地方，时间取值小，否则计算误差会增大。算误差会增大。鲍尔改良法的时间间隔等值化，简化了计算鲍尔改良法的时间间隔等值化，简化了计算过程（若间隔取得太大，也同样会影响到计过程（若间隔取得太大，也同样会影响到计算结果的准确性）。算结果的准确性）。整个杀菌过程的杀菌强度（总致死值）：整个杀菌过程的杀菌强度（总致死值）：Fp = (Li t)= t.Li113行业材料F值与值与F0值的关系：值的关系：F0值：杀灭对象菌所需要的理论时间。值：杀灭对象菌所需要的理论时间。F值：实际杀菌过程的杀菌强度换算成标值：实际杀菌过程的杀菌强度换算成标准温度下的时间。准温度下的时间。判断杀

61、菌强度是否达到要求，需要比较判断杀菌强度是否达到要求，需要比较F0与与F的大小。的大小。要求：要求： F F0一般取一般取F略大于略大于F0。114行业材料用鲍尔改良法计算杀菌强度及杀菌时间的例题：用鲍尔改良法计算杀菌强度及杀菌时间的例题：某低酸性食品罐头作杀菌试验，杀菌对象菌某低酸性食品罐头作杀菌试验，杀菌对象菌D=4min，原始菌数为，原始菌数为100个个/罐，要求腐败率为万分之一。罐，要求腐败率为万分之一。用杀菌公式用杀菌公式10-25-反压冷却反压冷却/121 ，传热数据如下，传热数据如下表，试评价该杀菌公式。表，试评价该杀菌公式。115行业材料解解：F0=D(lga-lgb)=4(l

62、g100-lg10-4)=24(min)Fp = t.Li = 39.1394=27.41(min) Fp F0 但杀菌强度过大。可在但杀菌强度过大。可在121缩短缩短3min，如将上表中第如将上表中第33分钟数据取消，则分钟数据取消，则Fp = t.Li = 38.1619=24.48(min)Fp 略大于略大于F0，满足杀菌要求。因此杀菌，满足杀菌要求。因此杀菌公式应改为：公式应改为：10-22-/121反压冷却。反压冷却。116行业材料杀菌工艺条件杀菌工艺条件杀菌时罐内外压力的平衡杀菌时罐内外压力的平衡罐头食品杀菌设备与操作规程罐头食品杀菌设备与操作规程5. 5. 杀菌工艺条件杀菌工艺条

63、件117行业材料式中：式中：T-杀菌温度杀菌温度(); 1-杀菌唤加热升温升压时间杀菌唤加热升温升压时间(min) 2-杀菌锅内杀菌温度保持不变时间杀菌锅内杀菌温度保持不变时间(min); 3-冷却降温时间冷却降温时间(min) P-杀菌加热或冷却时杀菌锅内使用的反压压力。杀菌加热或冷却时杀菌锅内使用的反压压力。分为升温、恒温分为升温、恒温和降温三个阶段和降温三个阶段n杀菌工艺条件杀菌工艺条件118行业材料杀菌公式的省略表示杀菌公式的省略表示如果杀菌过程中不用反压，则如果杀菌过程中不用反压，则P可以省可以省略。一般情况下，冷却速度越快越好，略。一般情况下，冷却速度越快越好，因而冷却时间也往往省

64、略。所以，省因而冷却时间也往往省略。所以，省略形式的杀菌公式通常表示为：略形式的杀菌公式通常表示为：t1-t2/T119行业材料罐头食品杀菌操作过程罐头食品杀菌操作过程升温段升温段：将杀菌锅温度提高到杀菌式规定将杀菌锅温度提高到杀菌式规定的杀菌温度的杀菌温度(T)，同时要排除杀菌锅内，同时要排除杀菌锅内空气，保证恒温杀菌时蒸汽压和温度充分空气，保证恒温杀菌时蒸汽压和温度充分一致。升温时间不宜过短，否则就会达不一致。升温时间不宜过短，否则就会达不到排气要求，杀菌锅内还会有气囊残存；到排气要求，杀菌锅内还会有气囊残存；120行业材料罐头食品杀菌操作过程罐头食品杀菌操作过程恒温段恒温段：保持杀菌锅温

65、度不变的阶段，要保持杀菌锅温度不变的阶段，要注意杀菌锅温度升高到杀菌温度注意杀菌锅温度升高到杀菌温度(T)(T)并并不意味罐内食品温度也达到了杀菌温度，不意味罐内食品温度也达到了杀菌温度，实际上食品尚处于加热升温阶段；实际上食品尚处于加热升温阶段；121行业材料罐头食品杀菌操作过程罐头食品杀菌操作过程降温段降温段：停止蒸汽加热杀菌并用冷却介质：停止蒸汽加热杀菌并用冷却介质冷却，同时也是杀菌锅放气降压阶段。就冷却，同时也是杀菌锅放气降压阶段。就冷却而言，越快越好，但要防止罐头爆裂冷却而言，越快越好，但要防止罐头爆裂或变形。或变形。122行业材料罐头食品杀菌操作过程罐头食品杀菌操作过程反压的使用反

66、压的使用杀菌锅内降温快，而罐内温度下降缓慢，内压杀菌锅内降温快，而罐内温度下降缓慢，内压较高，外压突然降低常会出现爆罐现象。因此，较高，外压突然降低常会出现爆罐现象。因此，冷却时还需加压冷却时还需加压(反压反压)；如不加反压，则应减慢放气速度，使锅内和罐如不加反压，则应减慢放气速度，使锅内和罐内相互间压力差不致过大内相互间压力差不致过大123行业材料5.1 杀菌工艺条件杀菌工艺条件 正确或合理的杀菌工艺条件应恰好将罐内细菌全正确或合理的杀菌工艺条件应恰好将罐内细菌全部杀死和使酶纯化，保证贮藏安全，但同时又能部杀死和使酶纯化，保证贮藏安全，但同时又能保持或改善食品良好的风味和质量。保持或改善食品

67、良好的风味和质量。罐头食品的罐头食品的F值可以根据对象菌的耐热性，污染值可以根据对象菌的耐热性，污染情况以及预期贮藏温度加以确定。情况以及预期贮藏温度加以确定。124行业材料5.1 杀菌工艺条件杀菌工艺条件 但同样的但同样的F值可以有大量值可以有大量的温度一时间组合而成的温度一时间组合而成的工艺条件可供选用，的工艺条件可供选用，可以选择低温长时间，可以选择低温长时间，也可以选用高温短时间也可以选用高温短时间的工艺条件。的工艺条件。125行业材料杀菌温度越低，杀菌维持时间长；杀菌温度越高则杀菌温度越低，杀菌维持时间长；杀菌温度越高则维持时间越低，在高温短时热力杀菌时，恒温维持维持时间越低，在高温

68、短时热力杀菌时，恒温维持时间等于零，它的杀菌任务完全是在加热和冷却阶时间等于零，它的杀菌任务完全是在加热和冷却阶段中完成；段中完成；对流型罐头食品的传热情况与此类似；对于传导型对流型罐头食品的传热情况与此类似；对于传导型罐食品，在加热时冷点实际最高温度常低于杀菌温罐食品，在加热时冷点实际最高温度常低于杀菌温度，所以也谈不上有维持杀菌温度的时间。度，所以也谈不上有维持杀菌温度的时间。5.1 杀菌工艺条件杀菌工艺条件 126行业材料酶的钝化酶的钝化：高短杀菌温度足以杀死微生物，但达不到高短杀菌温度足以杀死微生物，但达不到钝化酶的要求，在罐头贮藏过程中易出现酶性变质问题；钝化酶的要求，在罐头贮藏过程

69、中易出现酶性变质问题；加热的均匀性加热的均匀性：传热速度慢，罐身与罐中心之间会出：传热速度慢，罐身与罐中心之间会出现较大的温差，局部过热；罐壁处食品已受热过度，变现较大的温差，局部过热；罐壁处食品已受热过度，变色或变质，所以高温短时杀菌只对传热迅速的食品才能色或变质，所以高温短时杀菌只对传热迅速的食品才能适用；适用；食品的热敏感性：食品的热敏感性：对热敏感的食品不宜采用高短杀菌对热敏感的食品不宜采用高短杀菌工艺。工艺。 采用高温短时杀菌工艺条件应注意的问题：采用高温短时杀菌工艺条件应注意的问题： 127行业材料选择杀菌工艺条件，要根据原料种类、选择杀菌工艺条件，要根据原料种类、品种、加工方法、

70、成品品质要求，以及品种、加工方法、成品品质要求，以及微生物、酶的耐热性等进行合理选用。微生物、酶的耐热性等进行合理选用。128行业材料2、确定杀菌工艺参数的步骤、确定杀菌工艺参数的步骤对于热力杀菌而言，温度和时间是最重对于热力杀菌而言，温度和时间是最重要的工艺参数。确定正确的杀菌工艺参要的工艺参数。确定正确的杀菌工艺参数的步骤如下图所示。数的步骤如下图所示。129行业材料 微生物耐热特性微生物耐热特性 食品传热特性食品传热特性 耐热性试验耐热性试验 杀菌条件（温度和时间）的计算杀菌条件（温度和时间）的计算 腐败菌分离腐败菌分离 实罐试验（感官品质和经济性）实罐试验（感官品质和经济性） 腐败腐败

71、 确证性接种试验（和保温试验）确证性接种试验（和保温试验） 腐败腐败 生产线试验（和保温试验）生产线试验（和保温试验） 确定杀菌条件确定杀菌条件130行业材料罐头食品常见的杀菌方法罐头食品常见的杀菌方法常用的杀菌设备常用的杀菌设备5.3 罐头食品杀菌方法及设备罐头食品杀菌方法及设备131行业材料罐头食品杀菌方法罐头食品杀菌方法常压杀菌常压杀菌高温高压杀菌高温高压杀菌超高温杀菌超高温杀菌杀菌杀菌方法方法热杀菌热杀菌非热杀菌非热杀菌物理杀菌物理杀菌化学杀菌化学杀菌温度温度不同不同132行业材料（1）常压杀菌及设备）常压杀菌及设备又叫巴式杀菌，即在又叫巴式杀菌，即在100以下的温度下杀菌。以下的温度

72、下杀菌。适用于适用于pH4.5以下的酸性果蔬类罐头的杀菌。以下的酸性果蔬类罐头的杀菌。静止间歇式常压杀菌锅静止间歇式常压杀菌锅常压连续杀菌器常压连续杀菌器133行业材料常压间歇式杀菌设备常压间歇式杀菌设备134行业材料常压连续杀菌设备常压连续杀菌设备连续式：链带式连续杀菌锅连续式：链带式连续杀菌锅铭瑞淋水式杀菌机铭瑞淋水式杀菌机135行业材料常用的常压杀菌设备常用的常压杀菌设备常压饮料、果冻、罐藏连续杀菌机用于马口铁易拉罐、三（四）旋玻璃瓶罐藏食品，塑料杯、瓶。供罐藏、饮料、果冻食品蒸汽常压杀菌之用。136行业材料高温高压杀菌及设备高温高压杀菌及设备 通常用加压水蒸气，也可用加压水通常用加压水

73、蒸气，也可用加压水作为加热介质，加热温度为作为加热介质，加热温度为105121 。适用于低酸性食品的杀菌。适用于低酸性食品的杀菌。设备设备静止间歇式高压杀菌锅静止间歇式高压杀菌锅高压连续杀菌器高压连续杀菌器137行业材料间歇式高压杀菌锅卧式杀菌锅138行业材料立立式式高高压压杀杀菌菌锅锅139行业材料卧式高压杀菌锅卧式高压杀菌锅140行业材料反压杀菌釜反压杀菌釜热水回转式热水回转式杀菌釜是使杀菌釜是使用于对瓶装、用于对瓶装、罐装、袋装罐装、袋装食品的二次食品的二次灭菌设备，灭菌设备，由工艺罐、由工艺罐、热水罐、泵热水罐、泵及连接管道、及连接管道、触摸屏组成触摸屏组成的自动控制的自动控制系统系统

74、141行业材料高压间歇式杀菌锅高压间歇式杀菌锅铭瑞铭瑞乐惠乐惠142行业材料高压间歇式杀菌锅高压间歇式杀菌锅回转式回转式高压杀菌锅高压杀菌锅143行业材料连续式高压杀菌设备连续式高压杀菌设备144行业材料若水柱若水柱高高15m，蒸汽，蒸汽加热室加热室内的温内的温度可高度可高达达0.147MPa，温，温度相当度相当于于126.7 145行业材料超高温杀菌超高温杀菌在在121 以上的温度下进行杀菌。以上的温度下进行杀菌。146行业材料火焰杀菌设备火焰杀菌设备火焰杀菌工艺火焰杀菌工艺首先是在法国进行试验的。它也是一首先是在法国进行试验的。它也是一种高温短时间的杀菌工艺，罐头首先在种高温短时间的杀菌工

75、艺，罐头首先在79.4排气、排气、封罐、用蒸汽进行预热，然后进一步用直接火焰加封罐、用蒸汽进行预热，然后进一步用直接火焰加热杀菌，在杀菌的过程中罐头作急速的旋转，避免热杀菌，在杀菌的过程中罐头作急速的旋转，避免局部发生过热现象，杀菌一定时间后用水喷淋冷却。局部发生过热现象，杀菌一定时间后用水喷淋冷却。147行业材料用于火焰杀菌的罐头要用于火焰杀菌的罐头要有很高的真空度有很高的真空度，以免卷边或接缝由，以免卷边或接缝由于内压增高而爆裂。于内压增高而爆裂。它主要它主要适用于对流传热为主的食品适用于对流传热为主的食品，倒如青豆、玉米、胡萝，倒如青豆、玉米、胡萝卜、糖水水果等。卜、糖水水果等。主要由三

76、部分组成，即蒸汽预热工区、火焰加热区、保温区。主要由三部分组成，即蒸汽预热工区、火焰加热区、保温区。煤气或煤气或丙烷火丙烷火焰杀菌焰杀菌148行业材料UHT型高温瞬时灭菌机是本公司吸型高温瞬时灭菌机是本公司吸收消化国外的先进技术基础上研制收消化国外的先进技术基础上研制而成的，它具有高效，节能，操作而成的，它具有高效，节能，操作简单，灭菌效果好等特点。灭菌效简单，灭菌效果好等特点。灭菌效果达果达99.9999%，是乳品，饮料等，是乳品，饮料等行业较为理想的灭菌设备。行业较为理想的灭菌设备。149行业材料杀菌罐头的冷却：杀菌罐头的冷却： 意义意义p避免内容物色泽变差、组织软化、风味受损避免内容物色

77、泽变差、组织软化、风味受损;p减缓罐头内壁腐蚀减缓罐头内壁腐蚀;p防防 止止 减减 轻轻 水水 产产 罐罐 头头 内内 容容 物物 玻玻 璃璃 状状 结结 晶晶(MgNH4PO46H2O)的形成。的形成。150行业材料杀菌罐头的冷却：杀菌罐头的冷却：冷却的方法冷却的方法冷却介质：冷却介质： 水冷却水冷却 空气冷却空气冷却 冷却方式：冷却方式： 喷淋冷却喷淋冷却 浸水冷却浸水冷却 压力：压力： 常压冷却常压冷却 反压冷却反压冷却 目目前前罐罐头头生生产产普普遍遍采采用用常常压压喷喷淋淋冷冷却却和和常常压压浸浸水水冷冷却却。从从冷冷却却的的效效果果来来看看，喷喷淋淋冷冷却却的的效效果果较较好好，能

78、使罐头较快地冷却。能使罐头较快地冷却。151行业材料杀菌罐头的冷却：杀菌罐头的冷却：注意事项注意事项1.1.玻玻璃璃罐罐冷冷却却速速度度不不能能太太快快，常常采采用用分分段段冷冷却却方方式式，每每次水的温差不超过次水的温差不超过2525；2. 2. 在加压冷却时，反压要适当；在加压冷却时，反压要适当；3.3.使使用用的的冷冷却却水水水水质质应应符符合合工工业业卫卫生生的的要要求求，冷冷却却水水中中可以适当添加可以适当添加ClCl2 2，并控制游离，并控制游离ClCl含量含量(2-3mg/kg)(2-3mg/kg)；4. 4. 经经冷冷却却的的罐罐头头应应充充分分冷冷透透：罐罐头头冷冷却却后后的

79、的温温度度一一般般控控制在制在38-4038-40；5. 5. 擦干罐表水分，防止罐头生锈。擦干罐表水分，防止罐头生锈。152行业材料非热杀菌非热杀菌物物 理理杀菌杀菌辐辐射射杀杀菌菌，紫紫外外线线杀杀菌菌，超超高高压压杀杀菌菌，高高压压脉脉冲冲电电场场杀杀菌菌，感感应应电电子子杀杀菌菌，磁磁力力杀杀菌菌，脉脉冲冲强强光光杀菌，微波杀菌，超声波杀菌杀菌，微波杀菌，超声波杀菌化化 学学杀菌杀菌添添加加抑抑菌菌或或防防腐腐剂剂，臭臭氧氧，二二氧氧化氯，化氯，Nisin，酶，酶153行业材料微波杀菌微波杀菌微波是一种高频电磁波，当它在介质内微波是一种高频电磁波，当它在介质内部起作用时，水、蛋白质、脂

80、肪、碳水部起作用时，水、蛋白质、脂肪、碳水化合物等极性分子受到交变电场的作用化合物等极性分子受到交变电场的作用而剧烈振荡，引起强烈的摩擦而产生热，而剧烈振荡，引起强烈的摩擦而产生热，这就是微波的介电感应加热效应。这就是微波的介电感应加热效应。154行业材料高压杀菌高压杀菌所谓高压杀菌是指将食品放人液体介质所谓高压杀菌是指将食品放人液体介质中，加中，加100MPa1000MPa的压力作用一的压力作用一段时间后，杀灭食品中的微生物的过程。段时间后，杀灭食品中的微生物的过程。155行业材料Fig.2.Hydrostaticcooker.(CourtesyofFMCCorp.)156行业材料 利用强烈

81、白光闪照的杀菌技术利用强烈白光闪照的杀菌技术 其系统主要包括动力单元和灯单元，动力单元其系统主要包括动力单元和灯单元，动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。由于只处理食品表面，从而对食品营养成分影响很由于只处理食品表面，从而对食品营养成分影响很小。小。 光脉冲输人能量为光脉冲输人能量为700J700J，光脉冲宽度小于，光脉冲宽度小于800us 800us

82、，闪照，闪照3030次后，对枯草芽泡杆菌、大肠杆菌、酵母次后，对枯草芽泡杆菌、大肠杆菌、酵母都有较强的致死效果都有较强的致死效果脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌157行业材料食品电阻加热杀菌技术食品电阻加热杀菌技术电阻加热技术电阻加热技术(ohmic heating，又称为欧，又称为欧姆加热姆加热) 将电流通过食品利用其电阻抗产生热能将电流通过食品利用其电阻抗产生热能来加热食品，主要是针对含颗粒流体食来加热食品，主要是针对含颗粒流体食品的无菌加工，减少液体和固体颗粒间品的无菌加工，减少液体和固体颗粒间的加热杀菌程度不均匀，配合机械制造的加热杀菌程度不均匀，配合机械制造技术发展，新材料出现，新电极零组件

83、，技术发展，新材料出现，新电极零组件，绝缘装置制造技术改善，使得连续式电绝缘装置制造技术改善，使得连续式电阻加热系统的技术比较成熟且设备成本阻加热系统的技术比较成熟且设备成本降低，而使其成为商业生产可行的技术。降低，而使其成为商业生产可行的技术。158行业材料高强度脉冲电子场杀菌技术高强度脉冲电子场（高强度脉冲电子场（PEF）是将食品置于两个）是将食品置于两个电极间进行高压的短时不超过电极间进行高压的短时不超过1秒的电击。高秒的电击。高压过程要求通过建立一个蓄电器贮存电能，然压过程要求通过建立一个蓄电器贮存电能，然后释放来实现。后释放来实现。 决定微生物失活是因为电子场而不是产品的电决定微生物

84、失活是因为电子场而不是产品的电解或欧姆、电阻加热。解或欧姆、电阻加热。PEF技术能破坏微生物技术能破坏微生物的细胞壁。整个过程不会导致食品中的化学或的细胞壁。整个过程不会导致食品中的化学或物理变化特征发生变化。物理变化特征发生变化。159行业材料5. 罐头的检验罐头的检验 外观检验外观检验 密封检验密封检验 内容物检验内容物检验 真空度检验真空度检验 保温检验保温检验160行业材料161行业材料 对于肉类、禽类、水产品一般采用对于肉类、禽类、水产品一般采用37左右左右保温一周。有时可升高温度，将时间缩短。保温一周。有时可升高温度，将时间缩短。 酸性罐头可以在大于酸性罐头可以在大于20下保温下保

85、温7昼夜。昼夜。一些含糖量高于一些含糖量高于50%以上的果酱、果汁类可以不以上的果酱、果汁类可以不进行保温检查。进行保温检查。保温检验保温检验162行业材料163行业材料包装：产品的贴标和装箱贮藏温度：肉、禽、鱼类015果蔬、果酱1020果汁012昼夜温差小于10贮藏相对湿度7075%6 包装贮藏包装贮藏164行业材料软罐头生产工艺软罐头生产工艺工艺流程工艺流程工艺要点工艺要点165行业材料工艺流程工艺流程原料原料验收验收 开开袋袋 制制袋袋复复合合薄薄膜膜封封口口检检查查 干干燥燥包包装装密密封封杀杀菌菌冷冷却却 装装填填预预处处理理 排排气气 预预制制袋袋 166行业材料装填、排气装填量适

86、当严格装袋的密封度排气方法真空排气、蒸汽喷射排气、压力排气法167行业材料密封密封热熔密封热熔密封电加热密封电加热密封用金属棒制成热封棒，表面用聚四佛乙烯做保护层，通电发热密封 脉冲密封脉冲密封高频电流使加热棒发热密封。168行业材料杀菌冷却 在杀菌的整个过程中需要加反压。在杀菌的整个过程中需要加反压。169行业材料思考题1.1.罐头杀菌的意义及其与微生物学上杀菌的区别？罐头杀菌的意义及其与微生物学上杀菌的区别？2.2.根据食品的根据食品的pHpH值及微生物的耐热性，可将食品分成哪几值及微生物的耐热性，可将食品分成哪几类类?(?(举例举例),),其常见的腐败菌其常见的腐败菌? ?杀菌要求杀菌要

87、求? ?3.3.常见的罐头食品腐败变质现象有哪些常见的罐头食品腐败变质现象有哪些? ?原因如何原因如何? ?4.4.引起罐头食品腐败变质的主要原因是哪三个引起罐头食品腐败变质的主要原因是哪三个? ?5. 胀罐、假胀罐、平酸菌，平盖酸坏、硫臭腐败的定义胀罐、假胀罐、平酸菌，平盖酸坏、硫臭腐败的定义? ?170行业材料6. 影响微生物耐热性的主要因素影响微生物耐热性的主要因素?7. 什么是什么是D值、值、Z值、值、F值、值、TRT值、值、TDT值值?8. 罐头食品的传热方式及影响传热的因素。罐头食品的传热方式及影响传热的因素。9. 冷点冷点?10. Fh值，食品传热曲线有几种形式值，食品传热曲线有几种形式?11.公式：公式： 和和 理论意义及其在实际杀菌时理论意义及其在实际杀菌时间计算得实际意义。间计算得实际意义。12. 杀菌式及其意义。杀菌式及其意义。171行业材料