食品杀菌新技术PPT课件
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例：121℃温度杀菌时TRT12=12D， 即经12D分钟杀菌后罐内致死率——芽 孢数将降低到10-12。
13
二、超高温杀菌的基本方法
基本方法：间接式(间壁式)加热法和直接 混合式加热法。
间接式加热法：热量经固体换热壁传递给待 加热杀菌的物料。
直接式加热法：包括注入式和喷射式。
14
三、UHT杀菌装置
微生物的热致死率是加热温度和受热时间 的函数。在温度有效范围内，热处理温度每 升高10℃，细菌孢子的被破坏速度提高1130倍。
4
（一）微生物的耐热性
影响微生物耐热性的因素：
（1）pH和缓冲介质：过酸和过碱均使微 生物耐热性下降。
（2）离子环境：低浓度食盐对芽孢耐热性 有一定的增强作用，随着浓度提高到8%以上 会使芽孢耐热性减弱。
17
2.管式杀菌设备
管式杀菌设备通常由供液泵、预热器、管式加热杀菌器 和回流管道等构成。
套管式超高温杀菌设备的加热器 是，利用内外管间环形间隙进行热 交换。
物料由供料泵1进入双套盘管2的 外层通道，与内层通道已杀菌的高 温物料热交换而预热，进入加热灭 菌室3，然后进入双套盘管内层通道 被进料冷却到出料温度。
6
图中表明，直线通过一 个对数循环时所需要的时 间（分钟）就是D值。也 是直线斜率的倒数。
D值大小和细菌耐热 性的强度成正比。
7
部分食品中常见腐败菌的 D 值
腐败菌
腐败特征
低 嗜 嗜热脂肪芽孢杆菌
平盖酸败
酸 热 嗜热解糖梭状芽孢杆菌
产酸产气
性 菌 致黑梭状芽孢杆菌
致黑硫臭
食 嗜 肉毒杆菌 A、B 品 温 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697)
间接式超高温杀菌设备根据热交换器型式分为薄板 式、套管式和刮板式三种。
1.薄板超高温杀菌设备
原乳从平衡槽1用泵抽送至薄 板热交换器2预热，送入贮槽3保 持8min。送入均质机4，进入薄 板热交换器5、6与高温蒸汽热交 换。
灭菌乳流经转向阀7，流入热 交换器9热交换至100℃，再进入 热交换器2与原乳交换热量，经热 交换器10，冷却到20℃（或4℃） 左右，送入无菌包装机包装。
D121=1-4 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec
8
例1： 100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3
分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。
D
t
log a log b
3 D lg1.0104 lg1.010 1.00
（一）直接式加热装置
1、喷射式加热器
原乳由输送泵1抽出，经第 一预热器2进入第二预热器3， 再由乳泵4抽出，经气控阀5送 到蒸汽喷射杀菌器6，瞬间加 热到150℃，进入真空罐9。
无菌乳泵11送至无菌均质 机12，冷却器13中进一步冷 却，送往无菌包装机，或送入 无菌贮罐。
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2、注入式加热器
将牛乳或其他物料注入到过热蒸汽加热器中，由蒸汽瞬间 加热到杀菌温度而完成杀菌过程。
（3）水分活性：芽孢对干热（氧化）的抵 抗能力比湿热（蛋白质变性）的强。
5
（二）热力致死速率曲线与D值
以纵坐标为单位物料内部 随时间残存的细菌活细胞数 或芽孢数的对数值，以横坐 标为热处理时间，可得到一 直线——热力致死速率曲线 或活菌残存数曲线。
D值：在一定的处理环境 中和在一定的热力致死温度 条件下某细菌群中每杀死 90%原有残存活菌数时所需 要的时间。
⑴ 原乳用高压泵1输送到第一 预热器2，在此与来自闪蒸罐5的 蒸汽进行热交换预热升温，然后 经第二预热器3加热到75℃。
⑵ 牛乳进入蒸汽加热器4，加 热到杀菌温度
⑶ 蒸汽加热器4底部的热牛乳 强制喷入闪蒸罐5，最后由无菌泵 6将灭菌乳由闪蒸罐底部抽出，经 冷却器7后进入包装或储藏。
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（二）间接式加热装置
Z值：热力致死时间缩短一个
对数周期所要求的热处理温度升
高的温度数。
10
设A、A'为热致死时间相差1个对 数周期的两个点，其对应的热致死 时间的对数值分别为：
lgTDTA=lgl02，lgTDTA'=lgl0， 相应的热力致死温度分别为TA、TA'， 则直线斜率为：
通常用121℃作为标准温度，该温 度下的热力致死时间用符号F来表示， 并称为F值，单位为min。
菌
产酸产气产毒 产酸产气
酸 嗜 凝结芽孢杆菌
平盖酸败
性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌
产酸产气
食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌
产酸产气
品
多粘芽孢杆菌
产酸产气
耐热性 D121=4.0-5.0 min D121=3.0-4.0 min D121=2.0-3.0 min D121=6-12 sec D121=6-40 sec
F值：在121℃温度条件下杀死 一定浓度的细菌所需要的时间。
11
菌种在任何杀菌温度T下的TDT值可按下式表 示：
12
（四Baidu Nhomakorabea热力指数递减时间（TRT）
TRT：在任何特定热力致死温度条件下将 细菌或芽孢数减少到某一程度如10-n（即原 来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间 （分钟）。
TRTn=nD即曲线通过n个对数循环时 所需要的热处理时间。
即D 100℃ =1.00
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（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）与Z值
热力致死时间：热力温度保持 恒定不变，将处于一定条件下的 食品物料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。
以热处理温度为横坐标，以热 处理时间的对数值为纵坐标，就 得到一条直线，即热力致死时间 曲线（TDT）。
食品杀菌新技术
1
杀菌技术可分为：加热杀菌技术、化学药 剂杀菌技术、辐射杀菌技术、过滤除菌法以 及加热与其他手段相结合的杀菌技术等。
本章主要学习现代食品工程中应用的各 种新杀(除)菌方法的原理、特点及涉及到的 杀菌设备。
2
第一节 超高温杀菌技术
常见的物理灭菌包括热灭菌和冷灭菌。
热灭菌是食品工业常用的方法，包括：巴氏灭 菌法、高温短时灭菌法和超高温瞬时灭菌法 （UHT）。
习惯上，把加热温度为135-150℃，加热时间 为2-8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过 程称为UHT灭菌。
商业无菌：通常是将食品加热到较高的温度并维
持一定的时间以达到杀死所有致病菌、腐败菌和绝
大部分微生物，钝化酶，使杀菌后的食品达到较长
的贮期。
3
一、超高温杀菌原理
细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关 系到微生物的耐热性。
13
二、超高温杀菌的基本方法
基本方法：间接式(间壁式)加热法和直接 混合式加热法。
间接式加热法：热量经固体换热壁传递给待 加热杀菌的物料。
直接式加热法：包括注入式和喷射式。
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三、UHT杀菌装置
微生物的热致死率是加热温度和受热时间 的函数。在温度有效范围内，热处理温度每 升高10℃，细菌孢子的被破坏速度提高1130倍。
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（一）微生物的耐热性
影响微生物耐热性的因素：
（1）pH和缓冲介质：过酸和过碱均使微 生物耐热性下降。
（2）离子环境：低浓度食盐对芽孢耐热性 有一定的增强作用，随着浓度提高到8%以上 会使芽孢耐热性减弱。
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2.管式杀菌设备
管式杀菌设备通常由供液泵、预热器、管式加热杀菌器 和回流管道等构成。
套管式超高温杀菌设备的加热器 是，利用内外管间环形间隙进行热 交换。
物料由供料泵1进入双套盘管2的 外层通道，与内层通道已杀菌的高 温物料热交换而预热，进入加热灭 菌室3，然后进入双套盘管内层通道 被进料冷却到出料温度。
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图中表明，直线通过一 个对数循环时所需要的时 间（分钟）就是D值。也 是直线斜率的倒数。
D值大小和细菌耐热 性的强度成正比。
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部分食品中常见腐败菌的 D 值
腐败菌
腐败特征
低 嗜 嗜热脂肪芽孢杆菌
平盖酸败
酸 热 嗜热解糖梭状芽孢杆菌
产酸产气
性 菌 致黑梭状芽孢杆菌
致黑硫臭
食 嗜 肉毒杆菌 A、B 品 温 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697)
间接式超高温杀菌设备根据热交换器型式分为薄板 式、套管式和刮板式三种。
1.薄板超高温杀菌设备
原乳从平衡槽1用泵抽送至薄 板热交换器2预热，送入贮槽3保 持8min。送入均质机4，进入薄 板热交换器5、6与高温蒸汽热交 换。
灭菌乳流经转向阀7，流入热 交换器9热交换至100℃，再进入 热交换器2与原乳交换热量，经热 交换器10，冷却到20℃（或4℃） 左右，送入无菌包装机包装。
D121=1-4 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec
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例1： 100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3
分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。
D
t
log a log b
3 D lg1.0104 lg1.010 1.00
（一）直接式加热装置
1、喷射式加热器
原乳由输送泵1抽出，经第 一预热器2进入第二预热器3， 再由乳泵4抽出，经气控阀5送 到蒸汽喷射杀菌器6，瞬间加 热到150℃，进入真空罐9。
无菌乳泵11送至无菌均质 机12，冷却器13中进一步冷 却，送往无菌包装机，或送入 无菌贮罐。
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2、注入式加热器
将牛乳或其他物料注入到过热蒸汽加热器中，由蒸汽瞬间 加热到杀菌温度而完成杀菌过程。
（3）水分活性：芽孢对干热（氧化）的抵 抗能力比湿热（蛋白质变性）的强。
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（二）热力致死速率曲线与D值
以纵坐标为单位物料内部 随时间残存的细菌活细胞数 或芽孢数的对数值，以横坐 标为热处理时间，可得到一 直线——热力致死速率曲线 或活菌残存数曲线。
D值：在一定的处理环境 中和在一定的热力致死温度 条件下某细菌群中每杀死 90%原有残存活菌数时所需 要的时间。
⑴ 原乳用高压泵1输送到第一 预热器2，在此与来自闪蒸罐5的 蒸汽进行热交换预热升温，然后 经第二预热器3加热到75℃。
⑵ 牛乳进入蒸汽加热器4，加 热到杀菌温度
⑶ 蒸汽加热器4底部的热牛乳 强制喷入闪蒸罐5，最后由无菌泵 6将灭菌乳由闪蒸罐底部抽出，经 冷却器7后进入包装或储藏。
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（二）间接式加热装置
Z值：热力致死时间缩短一个
对数周期所要求的热处理温度升
高的温度数。
10
设A、A'为热致死时间相差1个对 数周期的两个点，其对应的热致死 时间的对数值分别为：
lgTDTA=lgl02，lgTDTA'=lgl0， 相应的热力致死温度分别为TA、TA'， 则直线斜率为：
通常用121℃作为标准温度，该温 度下的热力致死时间用符号F来表示， 并称为F值，单位为min。
菌
产酸产气产毒 产酸产气
酸 嗜 凝结芽孢杆菌
平盖酸败
性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌
产酸产气
食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌
产酸产气
品
多粘芽孢杆菌
产酸产气
耐热性 D121=4.0-5.0 min D121=3.0-4.0 min D121=2.0-3.0 min D121=6-12 sec D121=6-40 sec
F值：在121℃温度条件下杀死 一定浓度的细菌所需要的时间。
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菌种在任何杀菌温度T下的TDT值可按下式表 示：
12
（四Baidu Nhomakorabea热力指数递减时间（TRT）
TRT：在任何特定热力致死温度条件下将 细菌或芽孢数减少到某一程度如10-n（即原 来活菌数的1/10n）时所需要的热处理时间 （分钟）。
TRTn=nD即曲线通过n个对数循环时 所需要的热处理时间。
即D 100℃ =1.00
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（3）热力致死时间曲线（TDT曲线）与Z值
热力致死时间：热力温度保持 恒定不变，将处于一定条件下的 食品物料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。
以热处理温度为横坐标，以热 处理时间的对数值为纵坐标，就 得到一条直线，即热力致死时间 曲线（TDT）。
食品杀菌新技术
1
杀菌技术可分为：加热杀菌技术、化学药 剂杀菌技术、辐射杀菌技术、过滤除菌法以 及加热与其他手段相结合的杀菌技术等。
本章主要学习现代食品工程中应用的各 种新杀(除)菌方法的原理、特点及涉及到的 杀菌设备。
2
第一节 超高温杀菌技术
常见的物理灭菌包括热灭菌和冷灭菌。
热灭菌是食品工业常用的方法，包括：巴氏灭 菌法、高温短时灭菌法和超高温瞬时灭菌法 （UHT）。
习惯上，把加热温度为135-150℃，加热时间 为2-8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过 程称为UHT灭菌。
商业无菌：通常是将食品加热到较高的温度并维
持一定的时间以达到杀死所有致病菌、腐败菌和绝
大部分微生物，钝化酶，使杀菌后的食品达到较长
的贮期。
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一、超高温杀菌原理
细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关 系到微生物的耐热性。