3N食品工艺学-第三章 食品的热处理和杀菌 (2)
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第三章 食品的热处理和杀菌
最高生长温 度（℃） 70～90 45～55 30～35 15～25
为什么细菌的芽孢比营养细胞更耐热？
蛋白质不同
不同种类的蛋白质具 有不同的热凝固温度
水分含量及水分 活度不同
（1）芽孢中的水分含 量较低
（2）芽孢中的水大部 分为结合水
微生物的污染量
C
BLeabharlann DA Time图3-1 微生物的不同生长阶段
在100℃以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死致病
菌营养细胞及无芽孢细菌，但无法完全杀灭腐败菌，因此
巴氏杀菌产品没有在常温下保存期限的要求。
保藏热处理
巴氏杀菌
温度75-95 ℃
例1：鲜奶
63.5℃，30min; 72℃～76℃, 15s; 85 ℃ ,10s
例2：果冻
85℃，20min;
保藏热处理
高温灭菌
温度>100 ℃，杀灭微生物及其孢子
例：超高温灭菌奶
135-141℃，3-4s
保藏热处理的主要目的
杀灭在食品正常保质期内可导致食品腐败变质的 微生物
钝化食品中的酶
热杀菌处理的最高境界
Safety vs. Quality
热杀菌处理的最高境界
达到杀菌及钝化酶活性的要求 尽可能使食品的质量因素少发生变化
1.微生物的种类
霉菌和酵母菌的耐热性较低 产芽孢细菌＞非芽孢细菌 芽孢＞营养细胞 嗜热微生物＞嗜温微生物＞嗜冷微生物
细菌种类
嗜温菌 中温性菌 低温性菌
嗜冷菌
细菌的耐热性
最低生长温 度（℃） 30～40 5～15 -5～5 -10～-5
最适生长温 度（℃） 50～70 30～45 25～30 12～15
食品热处理和杀菌
第三章 食品的热加工第一节 热处理的目的表2-1：常用的热处理第二节 热处理原理食品的杀菌方法有多种，物理的如热处理、微波、辐射、过滤等，化学的如各种防腐剂和抑菌剂，生物的如各种微生物或能产生抗生素的微生物。
虽然杀菌方法有多种多样，并且还在不断地发展，但热处理杀菌是食品工业最有效、最经济、最简便、因而也是使用最广泛的杀菌方法，同时也成为用其它杀菌方法时评价杀菌效果的基本参照。
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。
要制定出既达到杀菌的要求，又可以使食品的质量因素变化最少的合理的杀菌工艺参数（温度和时间），就必须研究微生物的耐热性，以及热量在食品中的传递情况。
一、微生物的耐热性（一）影响微生物耐热性的因素 1、污染微生物的种类和数量。
（1）种类。
各种微生物的耐热性各有不同，一般而言，霉菌和酵母的耐热性都比较低，在50-60℃条热处理 产品 工艺参数预期变化不良变化 保藏处理热烫蔬菜、水果蒸汽或热水加热到90-100℃ 钝化酶，除氧，减菌，减少生苦味，改变质构 营养损失，流失，色泽变化 巴氏杀菌 乳、啤酒、果汁、肉、蛋、面包、即食食品 加热到75-95℃杀灭致病菌色泽变化，营养变化，感官变化杀菌乳、肉制品、水果、蔬菜加热到＞100℃杀灭微生物及其孢子 色泽变化，营养变化，感官变化 转化处理蒸煮蔬菜、肉、鱼蒸汽或热水加热到90-100℃钝化酶，改变质构，蛋白质变性，淀粉糊化营养损失、流失，水分损失 烘烤 肉、鱼干空气或湿空气加热到＞215℃改变色泽，形成外壳，蛋白质变性，杀菌，降低水分 营养损失，有诱变性物质面包形成外壳，淀粉糊化，结构和体积变化，水分减少，色泽变化油炸 肉、鱼、土豆油中加热到150-180℃形成外壳，色泽变化，蛋白质变性，淀粉糊化营养素损失、流失件下就可以杀灭；而有一部分的细菌却很耐热，尤其是有些细菌可以在不适宜生长的条件下形成非常耐热的芽孢。
3第三章 食品的热处理和杀菌
FOOD TECHNOLOGY
1. 食品pH值与腐败菌的关系
各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种食品的酸 度或pH值也各有差异。根据腐败菌对不同pH值的适应情 况及其耐热性，罐头食品按照pH不同常分为四类：
低酸性 中酸性 pH值＞5.0 pH值4.6-5.0
酸
性
pH值3.7-4.6
pH值＜3.7
•
酸性食品
嗜热酸芽孢杆菌
能在pH4或略低的介质中生长，最 适生长温度45℃，最高生长温度 56-60℃。
FOOD TECHNOLOGY
③ 黑变或硫臭腐败
在细菌的活动下，含硫蛋白质分解并产生H2S气体，与 罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物(FeS)，沉积于罐内 壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味。 原因是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有在杀菌严重不足 时才会出现。
0 0 0
2500个平酸菌/10克 糖
95.8 75 54.2
原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系表
FOOD TECHNOLOGY
2. 微生物耐热性特征
① 热力致死速率曲线
微生物及其芽孢的热处理死亡数是按指数递减或按对数 循环下降的。 若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值， 以横坐标为热处理时间，得到一直线，即热力致死速率 曲线。
第三章 食品的热处理和杀菌
第一节 概述 一．热加工的方法
1.
FOOD TECHNOLOGY
灭菌
灭菌是指将食品中所有微生物破坏。 至少需要在121℃下保持15分钟。 多数食品并不适合灭菌操作。
2.
商业无菌
商业无菌的杀菌程度是使所有的病原性微生物、产生 毒素的微生物以及其他可能在正常的存储条件下繁殖 并导致食品腐败的微生物完全被破坏。 一般在100℃下保持15分钟。 商业无菌处理过的产品货架寿命一般在2年以上。
第三章 食品的热处理与杀菌
SYTU
表2 2000年日本进口罐头的总量
产品名称 2000 占罐头食品进口总量
水果罐头 蔬菜罐头 肉食罐头 水产罐头 果酱罐头
SYTU
342811 335543 38073 25541 9381
45．6％ 44．7％ 5．l％ 3．4％ 1．2％
2000年进口的水果罐头总计＄246,653,000，主要类别区分 如下： 1）桃 ......＄65,759,000 （中国43%、南非29%、希腊17%、 澳大利亚6%、其他5%） 2）菠萝.... ＄41,137,000 （泰国50%、菲律宾25%、印尼 17%、马来西亚7%、其他1%） 3）什锦水果 ＄17,504,000 （南非36%、泰国23%、其他 41%） 4）樱桃.... ＄13,328,000 （智利38%、中国31%、其他 31%） 5）梨 ......＄9,196,000 .（澳大利亚48%、南非39%、其他 13%） 6）杏 ......＄3,859,000 .（南非76%、其他24%）
SYTU
3.2、国内罐头食品工业的现状和发展趋势 3.2.1 国内主要食品罐头生产和出口状况
表4 国内各类罐头的产量和出口量（万吨） 年份 总产 量 出口 量 出口 额 2001 173.7 100 2002 223.17 2003 256.2 160．73 12．23亿 美元 2004 313.37 178.64 13.63亿 美元 2005 360.06 205.24
SYTU
3.1.1 日本主要罐头产品的生产状况
图1 日本的罐头（包括金属罐、玻璃罐、蒸 煮袋）的生产、进口和出口的数量推移
SYTU
表1 日本罐头生产量的变化（重量：吨）
种类 小 型 金 属 罐 水产 水果 蔬菜 果酱 肉类 调理食品 饮料 小型罐总计 饮料除外小型罐总计 1996 147415 83812 74866 1744 15918 128049 5069730 5521534 451804 1998 150709 67690 75865 1477 14146 117866 2000 152154 62245 75303 1593 13951 93734 2002 122570 47266 68609 959 10209 83119 387128 9 420456 1 332732 2004 121,281 40368 61918 2205 8574 65897 2005 117,773 38,523 59,648 861 8,730 59,932
食品工艺学-第三章+食品的热处理和杀菌
以热处理温度为横 坐标，以微生物全部杀灭 时间为纵坐标（对数值） 得到一条直线，即热力致 死时间曲线。
2. 热处理温度
❖热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢 所需要的时间越短。
图1 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
表2 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
3.热处理时介质或食品成分的影响
（1）酸度 pH ▪ 许多高耐热性的微生物，在中性时耐热性最强，
随着pH偏离中性的程度越大，死亡率越大 ▪ 对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最
1. 罐头常见的腐败变质的现象
❖罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖 酸败、黑变和发霉等腐败变质的现象，此 外还有中毒事故。
（1）胀罐
❖ 原因 –微生物生长繁殖——细菌性胀罐 –食品装量过多或罐内真空度不够引起假胀— 物理性胀罐 –罐内食品酸度太高,腐蚀罐内壁产生氢气,引 起氢胀—化学性胀罐
❖ 出现细菌性胀罐的原因 –杀菌不足 –罐头裂漏
原料污染情况 新鲜度 车间清洁卫生状况 生产技术管理 杀菌操作技术要求 （3）罐头裂漏 （4）嗜热菌生长
（四）微生物耐热性参数
1. 热力致死时间曲线（TDT曲线） Thermal Death Time 热力致死时间用以表示将在一定环 境中一定数量的某种微生物恰好全部杀灭 所采用的杀菌温度和时间组合。
1. 污染微生物的种类和数量
（1）菌种与菌株
–菌种不同，耐热性不同 –同一菌种，菌株不同，耐热性也不同 –正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱 –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
热处理前细菌芽孢的培育和生长
食品工艺学第3章食品的热处理和杀菌.pptx
一、包装前干制品的预处理 二、干制品的包装 三、干制品的贮藏
思考题
1、水分活度对微生物、酶及其它反应有什 么影响？简述干藏原理。
2 、食品的复水性和复原性，干制过程中的导湿 性和导湿温性概念。
3 、简述干燥机制和干制过程特性。 4 、如果要加快干燥速率，如何控制干制条件？ 5、冷冻干燥机制和特点？ 6、在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，
① 食品pH值
100
杀菌时间(min)
10
1
0.1
pH3.5
pH4.5
杀菌温度℃ pH5-7
pH与芽孢致死时间的关系
• 根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐 热性，(罐头)食品按照pH值不同常分为四类： 低酸性、中酸性、酸性和高酸性。
• 从食品安全和消费者健康的角度只要分成 低酸性和酸性两类即可。
——影响微生物热致死率的因素 菌种与菌株 原始活菌数 热处理前细菌芽孢的培育和经历 热处理时介质或食品成分的影响
（1）污染菌的种类
• 微生物种类不同，其耐热的程度也不同； • 各菌种芽孢的耐热性也不相同； • 同一菌种芽孢的耐热性也会因热处理前菌
龄、培养条件、贮存环境的不同而异。
细菌芽孢的耐热性
(1)热力致死温度 (2)热力致死时间 (3)热力致死速率曲线 (4) D值 (5)热力致死时间曲线 (6)Z值 (7)F0值 (8)F0=nD
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。21.3. 2621.3. 26Frid ay, March 26, 2021
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。10: 22:3110 :22:311 0:223/ 26/202 1 10:22:31 AM
加热前，影响微生物耐热 性的主要因素是微生物细胞的 遗传性、细胞组成成分、细胞 形态以及细胞的培养时间等本 身的内在因素和培养基的组成 成分、培养温度、代谢产物等 环境的外在因素。
食品工艺学3热处理
–70℃的温度下，大肠杆菌在10%的糖液中的致死 时间比无糖时增加了5 min，糖浓度为30%时， 致死时间增加30 min。
• 机理：糖吸收微生物细胞中水分，导致细胞内 原生质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大 了耐热性。
• 糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压 环境能抑制微生物生长。 #
• 存在于酸性食品中较耐热的某些腐败菌， 如酪酸菌、凝结芽孢杆菌，在 pH<3.7 时即不能生长。
• 高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热 性较低的耐酸性细菌、酵母、霉菌，杀 菌强度较低。但此类杀菌条件有时难以 将酶钝化，故酶的钝化也是确定这类食 品杀菌参数的主要依据。
酸化食品
• 某些低酸性食品物料，因为感官品质的需 要，不宜进行高强度的加热，可以采取加 入酸或酸性食品的办法，使产品的最终平 衡pH≤4.6。这类产品称为酸化食品。
f. 植物杀菌素
• 植物杀菌素是某些植物中含有的能抑制 微生物生长或杀死微生物的成分。
• 常见含有植物杀菌素的原料：葱、蒜、 辣椒、罗卜、芥末、丁香、芹菜、胡罗 卜、茴香等。
• 植物杀菌素的存在会削弱微生物的耐热 性，并可降低原始菌量。 #
2、食品的pH值分类
• 分类的目的：利用微生物在不同的酸度环境中耐热 性的显著差异，对不同酸度的食品采用不同程度的 热处理。
• 低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌对象。
细菌芽孢的耐热性
（106 芽孢/5 ml，肉羹培养基中）
细菌种类
致死时间（min） 100℃ 125℃
枯草杆菌
120
30
马铃薯杆菌
110
25
肉毒杆菌 A
300
12
肉毒杆菌 B
150
12
b.污染量
• 机理：糖吸收微生物细胞中水分，导致细胞内 原生质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大 了耐热性。
• 糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压 环境能抑制微生物生长。 #
• 存在于酸性食品中较耐热的某些腐败菌， 如酪酸菌、凝结芽孢杆菌，在 pH<3.7 时即不能生长。
• 高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热 性较低的耐酸性细菌、酵母、霉菌，杀 菌强度较低。但此类杀菌条件有时难以 将酶钝化，故酶的钝化也是确定这类食 品杀菌参数的主要依据。
酸化食品
• 某些低酸性食品物料，因为感官品质的需 要，不宜进行高强度的加热，可以采取加 入酸或酸性食品的办法，使产品的最终平 衡pH≤4.6。这类产品称为酸化食品。
f. 植物杀菌素
• 植物杀菌素是某些植物中含有的能抑制 微生物生长或杀死微生物的成分。
• 常见含有植物杀菌素的原料：葱、蒜、 辣椒、罗卜、芥末、丁香、芹菜、胡罗 卜、茴香等。
• 植物杀菌素的存在会削弱微生物的耐热 性，并可降低原始菌量。 #
2、食品的pH值分类
• 分类的目的：利用微生物在不同的酸度环境中耐热 性的显著差异，对不同酸度的食品采用不同程度的 热处理。
• 低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌对象。
细菌芽孢的耐热性
（106 芽孢/5 ml，肉羹培养基中）
细菌种类
致死时间（min） 100℃ 125℃
枯草杆菌
120
30
马铃薯杆菌
110
25
肉毒杆菌 A
300
12
肉毒杆菌 B
150
12
b.污染量
3食品的热处理和灭菌
•
D值反映微生物的抗热能力；
•
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D值的大小取决于直线的斜率，与原始菌数无关；
D值与加热温度、菌种及环境的性质有关；
•
D值的计算：
D
表达： Dt
lg N 0 lg N
D110 = 5 表示：在110℃条件下，杀灭90%的 某种微生物需要5分钟。
思考题
• 低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？ 为什么？ • 影响微生物耐热性的因素主要有哪些？ • D值、Z值、F值的概念是什么？分别表 示什么意思？这三者如何互相计算？
水份活度aw和酸碱值pH对微生物的生长有决 定性的影响，实验数据表明，aw 0.85和 pH4.6是一个分界点，如果某食品控制在aw 0.85以下及pH4.6以下是属于较安全的食品， 只需要低于100℃温度杀菌便可，如果汁罐头 就是属于这种情形。但科学家实验也证明上 述两个制约因素中只要有一个达到，便可用 ≤100℃温度杀菌。
罐头食品按照酸度的分类
酸度级 别 pH值 食品种类 常见腐败 菌 热力杀菌要 求
低酸性
中酸性
5.0以上 虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪 嗜热菌、 肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆、嗜温厌氧 青刀豆、笋 菌、嗜温 兼性厌氧 4.6~5.0 蔬菜肉类混合制品、汤类、面 菌 条、沙司、无花果
3.7~4.6 荔枝、龙眼、桃、樱桃、李、 非芽孢耐 苹果、枇杷、梨、草莓、番茄、酸菌、耐 什锦水果、番茄酱、各类果汁 酸芽孢菌
3.巴氏杀菌法(Pasteurization)—— 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。 4.热烫(Blanching)—— 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。
食品热处理和杀菌技术
精品课件
食品机械与工艺基础
3、微生物耐热性的测定和
10000
表示方法
每毫升芽孢数
（1）D值（指数递降时间）： 1000
在一定的致死温度条件下，
杀死90%微生物所需的加热时
间。
100
D
பைடு நூலகம்
精品课件
10 0
1D 2 D 3D 4D 5D 加热时间（分）
热力致死速率曲线
食品机械与工艺基础
D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。
102
3D
101
4D
100
5D
10-1
6D
10-2
7D
10-3
8D 精品课件
10-4
食品机械与工艺基础
从表可以看出，从5D以后，为负指数，也就是说有 1/10~1/10000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。
精品课件
第一节
食品机械与工艺基础
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。
食品机械与工艺基础
3、微生物耐热性的测定和
10000
表示方法
每毫升芽孢数
（1）D值（指数递降时间）： 1000
在一定的致死温度条件下，
杀死90%微生物所需的加热时
间。
100
D
பைடு நூலகம்
精品课件
10 0
1D 2 D 3D 4D 5D 加热时间（分）
热力致死速率曲线
食品机械与工艺基础
D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。
102
3D
101
4D
100
5D
10-1
6D
10-2
7D
10-3
8D 精品课件
10-4
食品机械与工艺基础
从表可以看出，从5D以后，为负指数，也就是说有 1/10~1/10000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。
精品课件
第一节
食品机械与工艺基础
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。
第三章食品热处理和杀菌
方法：罐头中心温度测定仪
41
2021/3/11
4）传热曲线：
表现形式：
Tm-t自然数坐标传热曲线：表示罐头食品冷 点出温度Tm值随杀菌时间t的变化。课本93页 图3-5,3-6.
(Ts-Tm)-t半对数坐标传热曲线：杀菌锅操作 温度Ts与罐内冷点温度Tm间差值的对数值与 杀菌时间t值呈直线关系。课本94页图3-7.
线近似于两根相交的直线。 这两种曲线有其规律性，可采用“公式法” 或“列图线法”计算其杀菌值。
44
2021/3/11
3.杀菌强度的计算及确定程序：
1）杀菌时间的推算： 比洛奇基本法：
此法的基础是罐头冷点的温度曲线和对象 菌的热力致死时间曲线。
45
2021/3/11
将杀菌时罐头冷点的传热曲线分割成若干 小段，每小段的时间为ti。假定每小段内温度 不变，利用TDT曲线，获得某段温度下Ti所需 要的热力致死时间δi，热力致死时间δi的倒 数为温度Ti杀菌1min所取得的效果占全部杀菌 效果的比值，称为致死率，而ti/ δi即为该 小段所取得的杀菌效果占全部杀菌效果的比值 Ai，称为“部分杀菌值”。
D1/D2=lg-1(θ2-θ1)/Z
θ表示菌落数
32
2021/3/11
2.食品的传热：
1）传热方式： 主要由传导、对流和辐射，罐藏食品只有
传导和对流。 冷点：是指罐内加热或冷却最缓慢的点。
33
2021/3/11
传导：是指加热和冷却过程中，受热温度不同， 分子所产生的振动能量不同，在分子之间相互 碰撞下，热量从高能量分子相邻近的低能量分 子依次传递的方式。
第三章 食品热处理和杀菌
1
2021/3/11
一、概述
1.热处理的作用：
41
2021/3/11
4）传热曲线：
表现形式：
Tm-t自然数坐标传热曲线：表示罐头食品冷 点出温度Tm值随杀菌时间t的变化。课本93页 图3-5,3-6.
(Ts-Tm)-t半对数坐标传热曲线：杀菌锅操作 温度Ts与罐内冷点温度Tm间差值的对数值与 杀菌时间t值呈直线关系。课本94页图3-7.
线近似于两根相交的直线。 这两种曲线有其规律性，可采用“公式法” 或“列图线法”计算其杀菌值。
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3.杀菌强度的计算及确定程序：
1）杀菌时间的推算： 比洛奇基本法：
此法的基础是罐头冷点的温度曲线和对象 菌的热力致死时间曲线。
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2021/3/11
将杀菌时罐头冷点的传热曲线分割成若干 小段，每小段的时间为ti。假定每小段内温度 不变，利用TDT曲线，获得某段温度下Ti所需 要的热力致死时间δi，热力致死时间δi的倒 数为温度Ti杀菌1min所取得的效果占全部杀菌 效果的比值，称为致死率，而ti/ δi即为该 小段所取得的杀菌效果占全部杀菌效果的比值 Ai，称为“部分杀菌值”。
D1/D2=lg-1(θ2-θ1)/Z
θ表示菌落数
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2.食品的传热：
1）传热方式： 主要由传导、对流和辐射，罐藏食品只有
传导和对流。 冷点：是指罐内加热或冷却最缓慢的点。
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传导：是指加热和冷却过程中，受热温度不同， 分子所产生的振动能量不同，在分子之间相互 碰撞下，热量从高能量分子相邻近的低能量分 子依次传递的方式。
第三章 食品热处理和杀菌
1
2021/3/11
一、概述
1.热处理的作用：
张伟-食品工艺学-第三章食品的热处理和杀菌
菌种不同，微生物的耐热性不同。耐热性是：嗜热微 生物>嗜温微生物>嗜冷微生物
细菌的耐热性
细菌种类
嗜温菌 中温性菌 低温性菌 嗜冷菌
最低生长温 度（℃） 30～40 5～15 -5～5 -10～-5
最适生长温 度（℃） 50～70 30～45 25～30 12～15
最高生长温 度（℃） 70～90 45～55 30～35 15～25
❖ 同一种微生物（菌种），生长状态不同，耐热 性也不同，处于生长繁殖状态的耐热菌比处于 休眠时期的芽孢的耐热性弱的多。
耐热性：产芽孢的细菌>非芽孢细菌
芽孢>营养细胞
❖ 低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌对象。
细菌的营养细胞与芽孢之间存在耐热性差异的原因： ❖ 营养细胞和芽孢中存在的蛋白质具有不同的热凝
图2 pH对芽孢耐热性的影响
（2）水分活度 AW
❖水分活度或者加热环境中的相对湿度对微生物的 耐热性有显著的影响
❖水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强 ❖蛋白质在潮湿的情况下加热比在干燥状态下加热
变性速度更快，促使微生物更易于死亡 ❖在相同温度下湿热杀菌的效果要好于干热杀菌
图3 细菌芽孢 在110℃加热死 亡时间（D值） 和水分活度的 关系
❖ 因此，食品工厂的卫生状况直接影响到产品的质量，并 且也是该厂产品质量是否合格的标准之一。
讨论1：
有人说，在食品加工过程中，不需要进 行卫生控制，反正最后会杀菌的，你认为 这种说法对吗？为什么？
讨论2：
当你去餐厅就餐时，很多餐厅都会 提供 茶水给顾客涮洗餐具，你觉得这样做的目 的是什么？能起到杀菌的作用吗？
表1 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
2. 热处理温度
❖ 超过微生物正常生长温度范围的高温环境，可以导致微生 物的死亡。
细菌的耐热性
细菌种类
嗜温菌 中温性菌 低温性菌 嗜冷菌
最低生长温 度（℃） 30～40 5～15 -5～5 -10～-5
最适生长温 度（℃） 50～70 30～45 25～30 12～15
最高生长温 度（℃） 70～90 45～55 30～35 15～25
❖ 同一种微生物（菌种），生长状态不同，耐热 性也不同，处于生长繁殖状态的耐热菌比处于 休眠时期的芽孢的耐热性弱的多。
耐热性：产芽孢的细菌>非芽孢细菌
芽孢>营养细胞
❖ 低酸性食品以耐热菌的芽孢为杀菌对象。
细菌的营养细胞与芽孢之间存在耐热性差异的原因： ❖ 营养细胞和芽孢中存在的蛋白质具有不同的热凝
图2 pH对芽孢耐热性的影响
（2）水分活度 AW
❖水分活度或者加热环境中的相对湿度对微生物的 耐热性有显著的影响
❖水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强 ❖蛋白质在潮湿的情况下加热比在干燥状态下加热
变性速度更快，促使微生物更易于死亡 ❖在相同温度下湿热杀菌的效果要好于干热杀菌
图3 细菌芽孢 在110℃加热死 亡时间（D值） 和水分活度的 关系
❖ 因此，食品工厂的卫生状况直接影响到产品的质量，并 且也是该厂产品质量是否合格的标准之一。
讨论1：
有人说，在食品加工过程中，不需要进 行卫生控制，反正最后会杀菌的，你认为 这种说法对吗？为什么？
讨论2：
当你去餐厅就餐时，很多餐厅都会 提供 茶水给顾客涮洗餐具，你觉得这样做的目 的是什么？能起到杀菌的作用吗？
表1 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
2. 热处理温度
❖ 超过微生物正常生长温度范围的高温环境，可以导致微生 物的死亡。
第三章食品工艺学
D
D
D
D
D
热力致死速率曲线
微生物耐热性参数
⑥ D值：
在特定的环境中和特定的温度下杀灭90%特定的微生物所 需要的时间。
D值不受原始菌数影响 D值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强。
D值大小和细菌耐热性的强度成正比。
瞬间加热和冷却条件下单位时间为D时的细菌死亡速率
单位时间为D时的加热时间（分钟） 0D 1D 2D
第三章食品的热处理和杀菌
概述
保藏热处理
灭酶、微生物
热处理
转化热处理 改变理化性质
详见表3-1
1. 杀菌(sterilization) —— 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。要由于有些罐头食品内容物传热速度 相当慢，可能需要几个小时甚至更长时间才能达 到完全无菌，这时食品品质可能以劣变到无法食 用。 2. 商业杀菌法(commercial sterilzation) — — 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，在常温无冷藏状況的商业贮运过程中，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。
10000
⑤ 热力致死速率曲线：
以加热（恒温）时间为横 坐标，以微生物数量（的 对数值）为纵坐标，表示 某一种特定的菌在特定的 条件下和特定的温度下， 其残留活菌总数随杀菌时 间的延续所发生的变化。
1000
ý ß Ê ¿ æ ý Ñ Á É ¿ º Ã
100
D
10 0 1 2 3 4 5 Ó È Ê ¼ ±¼ ä £ ¨· Ö £ ©
在低酸性食品中尚存在有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐 败菌如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌的菌株，它并不产 生毒素，常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验的对 象菌。——如此确定的杀菌工艺条件显然将有进一步 提高罐头杀菌的可靠性。 不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平酸菌如 嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌工艺条件才会 完全遭到破坏。
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头食品分为：低酸食品（Low acid foods）和 酸化食 品（Acidified foods）作为对食品分类管理的依据。
表3 低酸和酸化食品判定表
表4 各种常见罐头食品的pH值
表5 罐头食品按照酸度的分类
罐头的分类-肉毒杆菌
肉毒梭状芽孢杆菌是嗜温厌氧型细菌，有A、B、C、D、 E、F、G七种类型，食品中常见的有A、B、E三种。其中
食品严重污染时某些腐败菌在pH低于3.7时仍能生长，
因此pH3.7就成为酸性和高酸性食品的分界线。
酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等
厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中的腐败菌要差
高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低的耐酸
性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时该类食品中的
酶比腐败菌显示出更强的耐热性，所以酶的钝化为其
外还有中毒事故。
（1）胀罐
原因 –微生物生长繁殖——细菌性胀罐
–食品装量过多或罐内真空度不够引起假胀— 物理性胀罐 –罐内食品酸度太高,腐蚀罐内壁产生氢气,引 起氢胀—化学性胀罐
出现细菌性胀罐的原因 –杀菌不足 –罐头裂漏
低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数属于专性 厌氧嗜热芽孢杆菌和厌氧嗜温芽孢菌。 酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温芽孢杆菌
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
热处理前细菌芽孢的培育和生长
–生物有抵御周围恶劣环境的本能。食品污染前腐败
菌及其芽孢所处的生长环境对耐热性有一定影响
–在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具有较强
的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养
事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现的腐 败菌也各有差异。 各种腐败菌的生活习性不同， 故应该有不同的杀菌工艺要求。 因此，弄清罐 头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌
工艺，避免贮运中罐头腐败变质的首要条件
1. 罐头常见的腐败变质的现象
罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖
酸败、黑变和发霉等腐败变质的现象，此
蛋白质含量在15%以上，对耐热性无
影响
（7）植物杀菌素
有些植物的汁液和分泌的挥发性物质对微 生物有抑制或杀灭作用，这类物质称为植
物杀菌素
葱、姜、蒜、辣椒、芥末、丁香、胡椒
注意
微生物在热力作用下的死亡特性既然是各种
因素综合影响的结果，那么，对腐败菌耐热 性作比较时就应指出比较时所处的条件。 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
二、罐藏食品杀菌的重要性
罐藏保存食品的历史-Nichols Appert – 罐藏工艺的重要性 安全性(无需防腐剂 )
方便性
常温贮藏流通
调节市场
三、罐头食品工业的现状
–日本是主要的罐头生产国，同时还是主要罐头
消费国和进口国。日本的饮食习惯与中国的东
部沿海地的活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的 H2S气体，与罐内壁的铁发生反应生成黑色沉积 物硫化亚铁FeS，沉积于罐内壁或食品上，以致 食品发黑并呈臭味 是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有在杀菌严重不 足时才会出现。
（4）霉变
一般不常见。只有在容器裂漏或罐内 真空度过低时才有可能在低水分及高
6且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
美国食品科学家按分类规则把罐头食品分为三大类：
–酸性食品：指自然pH<4.6的产品，如：果汁类。
–低酸食品：指自然及平衡后pH>4.6的产品。
–酸化食品：指自然pH>4.6，而经配料酸化，成品最终
平衡成 pH<4.6的产品。
美国FDA根据水份活度Aw和酸碱值pH的不同将罐
芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低温下培养形
成的芽孢的耐热性要强 –菌龄与贮藏期也有一定影响
细菌的营养细胞与芽孢之间存在耐热性差异的原因 营养细胞和芽孢中存在的蛋白质具有不同的热凝 固温度； 水分含量及水分状态不同。芽孢中的含水量明显 少于营养细胞，且多为结合水。结合水越多蛋白 质的稳定性越大。
高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、
明串珠菌等非芽孢菌。
（2）平盖酸败
–外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH可能可
以下降到0.1-0.3。
–导致平盖酸坏的微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到酸
的抑制而自然消失，采用分离培养也不一定能分离出来
–低酸性食品中常见的平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌 –酸性食品中常见的平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄制 品中重要的腐败变质菌。
添加剂超标
添加“合成甜味剂、防腐剂”超标；
二氧化硫超标；
违规使用合成色素；
第一节 热处理原理
热处理是食品工业中最有效、最经济、最简便，因 此也是使用最广泛的杀菌方法。
热杀菌的主要目的是杀灭正常保质期内的有害微生
物。一般认为达到杀菌条件的热处理强度足以钝化 食品中的酶活性。
一、微生物的耐热性
浓度糖分的食品表面生长
（5）产毒
如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等 从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较 强，其余均不耐热。 因此，为了避 免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌
作为杀菌对象加以考虑
2. 罐头腐败变质的原因
（1）杀菌前污染严重 （2）杀菌不足 原料污染情况 新鲜度 车间清洁卫生状况 生产技术管理 杀菌操作技术要求 （3）罐头裂漏 （4）嗜热菌生长
关系
（3）糖
高浓度的糖液一方面提高微生物的耐热性，另一
方面会因强烈的脱水作用而抑制微生物的生长
糖吸收了微生物细胞中的水分，导致细胞内原生 质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生 物耐热性。 糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压 环境能抑制微生物生长。
图3 糖对细菌耐热性的影响
（4）盐的影响
第三章 食品的热处理和杀菌
内 容
第一节 第二节 第三节 热处理原理 热处理技术 热处理与产品质量
一、引言
食品热处理的分类 保藏热处理：目的是为了降低无益物质如 微生物和酶的活性； 转化热处理：在降低无益物质如微生物和 酶的活性之外，还出现一些典型的物理特 性的变化。
一些重要的概念
1.杀菌(sterilization)：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(commercial sterilization)：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。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灭菌法。
3.巴氏杀菌法(Pasteurization)：在100℃以下的加
微生物对热的敏感性常受各种因素的
影响，如种类、数量、环境条件等 鉴定微生物的死亡，常以它是否失去
了繁殖与变异能力为标准。
（一）影响微生物耐热性的因素
–污染微生物的种类和数量 –热处理温度
–罐内食品成分
1. 污染微生物的种类和数量
（1）菌种与菌株
–菌种不同，耐热性不同 –同一菌种，菌株不同，耐热性也不同 –正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱 –各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽
A、B类型芽孢的耐热性较E型强，广泛存在于土壤中，
故存在于原料中的可能性很大。
原因：
它们在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，
对人的致死率可达65%。
罐头内的缺氧条件对它的生长和产毒很适宜
pH值低于4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，它
只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人 体健康。 故肉毒杆菌能生长的最低pH值成为低酸性和酸性 食品分界的标准线。
在低酸性食品中有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌
如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌，它并不产生毒素，
常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验的对象菌
在低酸性食品中还存在抗热性更强的平酸菌如嗜热
脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌工艺条件才会完
全遭到破坏。
由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸性食品的要
求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。
罐头生产、进口、出口、消费以及生产技术的
变迁，可以为我国的罐头食品发展提供一些借
鉴意义。
国内罐头食品工业现状和发展趋势
国内罐头工业的主要问题
农残
日本政府对原来已经设置了残留限制标准的农 药提高了限制标准，降低了允许残留的上限。对那 些没有具体规定限制数量的农药，允许残留的上限 统一0.01PPM。
加热的主要问题。
酶的耐热性
罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬 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。
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。
（三）罐头食品的腐败及腐败菌
凡能导致罐头食品腐败变质的微生物都称为腐败菌 曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在 725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在 的罐头各占20%、10%、8%、和3%。大多数罐头中出 现的细菌为需氧性芽孢菌，曾偶尔在果蔬罐头中发 现霉菌孢子，却未发现酵母菌。但这些罐头并未出 现有腐败变质的现象。
• 通常食盐的浓度在4%以下时，对芽孢 的耐热性有一定的保护作用，而8%以 上浓度时，则可削弱其耐热性。
（5）脂肪
脂肪含量高的细菌耐热性较强。 食品中脂肪和蛋白质接触会在微生物表面
形成凝结层，既妨碍水分的渗透，又不导
热，所以增加了微生物的耐热性。 脂肪含量高的罐头，杀菌强度要加大
（6）蛋白质 蛋白质含量在5%左右，对微生物有保 护作用
后来的实验证明上述两个制约因素中只要有一个 达到，便可用≤100℃温度杀菌。
根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头 食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性 和高酸性；或者高酸性、酸性和低酸性
表3 低酸和酸化食品判定表
表4 各种常见罐头食品的pH值
表5 罐头食品按照酸度的分类
罐头的分类-肉毒杆菌
肉毒梭状芽孢杆菌是嗜温厌氧型细菌，有A、B、C、D、 E、F、G七种类型，食品中常见的有A、B、E三种。其中
食品严重污染时某些腐败菌在pH低于3.7时仍能生长，
因此pH3.7就成为酸性和高酸性食品的分界线。
酸性食品中常见的腐败菌有巴氏固氮梭状芽孢杆菌等
厌氧芽孢菌，其耐热性比低酸性食品中的腐败菌要差
高酸性食品中出现的主要腐败菌为耐热性较低的耐酸
性细菌、酵母和霉菌，但是热力杀菌时该类食品中的
酶比腐败菌显示出更强的耐热性，所以酶的钝化为其
外还有中毒事故。
（1）胀罐
原因 –微生物生长繁殖——细菌性胀罐
–食品装量过多或罐内真空度不够引起假胀— 物理性胀罐 –罐内食品酸度太高,腐蚀罐内壁产生氢气,引 起氢胀—化学性胀罐
出现细菌性胀罐的原因 –杀菌不足 –罐头裂漏
低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数属于专性 厌氧嗜热芽孢杆菌和厌氧嗜温芽孢菌。 酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温芽孢杆菌
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
热处理前细菌芽孢的培育和生长
–生物有抵御周围恶劣环境的本能。食品污染前腐败
菌及其芽孢所处的生长环境对耐热性有一定影响
–在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具有较强
的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养
事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现的腐 败菌也各有差异。 各种腐败菌的生活习性不同， 故应该有不同的杀菌工艺要求。 因此，弄清罐 头腐败原因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌
工艺，避免贮运中罐头腐败变质的首要条件
1. 罐头常见的腐败变质的现象
罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖
酸败、黑变和发霉等腐败变质的现象，此
蛋白质含量在15%以上，对耐热性无
影响
（7）植物杀菌素
有些植物的汁液和分泌的挥发性物质对微 生物有抑制或杀灭作用，这类物质称为植
物杀菌素
葱、姜、蒜、辣椒、芥末、丁香、胡椒
注意
微生物在热力作用下的死亡特性既然是各种
因素综合影响的结果，那么，对腐败菌耐热 性作比较时就应指出比较时所处的条件。 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
二、罐藏食品杀菌的重要性
罐藏保存食品的历史-Nichols Appert – 罐藏工艺的重要性 安全性(无需防腐剂 )
方便性
常温贮藏流通
调节市场
三、罐头食品工业的现状
–日本是主要的罐头生产国，同时还是主要罐头
消费国和进口国。日本的饮食习惯与中国的东
部沿海地的活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的 H2S气体，与罐内壁的铁发生反应生成黑色沉积 物硫化亚铁FeS，沉积于罐内壁或食品上，以致 食品发黑并呈臭味 是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有在杀菌严重不 足时才会出现。
（4）霉变
一般不常见。只有在容器裂漏或罐内 真空度过低时才有可能在低水分及高
6且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
美国食品科学家按分类规则把罐头食品分为三大类：
–酸性食品：指自然pH<4.6的产品，如：果汁类。
–低酸食品：指自然及平衡后pH>4.6的产品。
–酸化食品：指自然pH>4.6，而经配料酸化，成品最终
平衡成 pH<4.6的产品。
美国FDA根据水份活度Aw和酸碱值pH的不同将罐
芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低温下培养形
成的芽孢的耐热性要强 –菌龄与贮藏期也有一定影响
细菌的营养细胞与芽孢之间存在耐热性差异的原因 营养细胞和芽孢中存在的蛋白质具有不同的热凝 固温度； 水分含量及水分状态不同。芽孢中的含水量明显 少于营养细胞，且多为结合水。结合水越多蛋白 质的稳定性越大。
高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、
明串珠菌等非芽孢菌。
（2）平盖酸败
–外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味，pH可能可
以下降到0.1-0.3。
–导致平盖酸坏的微生物称为平酸菌，平酸菌常因受到酸
的抑制而自然消失，采用分离培养也不一定能分离出来
–低酸性食品中常见的平酸菌为嗜热脂肪芽孢杆菌 –酸性食品中常见的平酸菌为凝结芽孢杆菌，它是番茄制 品中重要的腐败变质菌。
添加剂超标
添加“合成甜味剂、防腐剂”超标；
二氧化硫超标；
违规使用合成色素；
第一节 热处理原理
热处理是食品工业中最有效、最经济、最简便，因 此也是使用最广泛的杀菌方法。
热杀菌的主要目的是杀灭正常保质期内的有害微生
物。一般认为达到杀菌条件的热处理强度足以钝化 食品中的酶活性。
一、微生物的耐热性
浓度糖分的食品表面生长
（5）产毒
如肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等 从耐热性看，只有肉毒杆菌耐热性较 强，其余均不耐热。 因此，为了避 免中毒，食品杀菌时必须以肉毒杆菌
作为杀菌对象加以考虑
2. 罐头腐败变质的原因
（1）杀菌前污染严重 （2）杀菌不足 原料污染情况 新鲜度 车间清洁卫生状况 生产技术管理 杀菌操作技术要求 （3）罐头裂漏 （4）嗜热菌生长
关系
（3）糖
高浓度的糖液一方面提高微生物的耐热性，另一
方面会因强烈的脱水作用而抑制微生物的生长
糖吸收了微生物细胞中的水分，导致细胞内原生 质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生 物耐热性。 糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压 环境能抑制微生物生长。
图3 糖对细菌耐热性的影响
（4）盐的影响
第三章 食品的热处理和杀菌
内 容
第一节 第二节 第三节 热处理原理 热处理技术 热处理与产品质量
一、引言
食品热处理的分类 保藏热处理：目的是为了降低无益物质如 微生物和酶的活性； 转化热处理：在降低无益物质如微生物和 酶的活性之外，还出现一些典型的物理特 性的变化。
一些重要的概念
1.杀菌(sterilization)：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(commercial sterilization)：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。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灭菌法。
3.巴氏杀菌法(Pasteurization)：在100℃以下的加
微生物对热的敏感性常受各种因素的
影响，如种类、数量、环境条件等 鉴定微生物的死亡，常以它是否失去
了繁殖与变异能力为标准。
（一）影响微生物耐热性的因素
–污染微生物的种类和数量 –热处理温度
–罐内食品成分
1. 污染微生物的种类和数量
（1）菌种与菌株
–菌种不同，耐热性不同 –同一菌种，菌株不同，耐热性也不同 –正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱 –各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽
A、B类型芽孢的耐热性较E型强，广泛存在于土壤中，
故存在于原料中的可能性很大。
原因：
它们在适宜条件下生长时能产生致命的外毒素，
对人的致死率可达65%。
罐头内的缺氧条件对它的生长和产毒很适宜
pH值低于4.6时肉毒杆菌的生长就受到抑制，它
只有在pH大于4.6的食品中才能生长并有害于人 体健康。 故肉毒杆菌能生长的最低pH值成为低酸性和酸性 食品分界的标准线。
在低酸性食品中有比肉毒杆菌更耐热的厌氧腐败菌
如P.A.3679生芽梭状芽孢杆菌，它并不产生毒素，
常被选为低酸性食品罐头杀菌时供试验的对象菌
在低酸性食品中还存在抗热性更强的平酸菌如嗜热
脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌工艺条件才会完
全遭到破坏。
由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸性食品的要
求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。
罐头生产、进口、出口、消费以及生产技术的
变迁，可以为我国的罐头食品发展提供一些借
鉴意义。
国内罐头食品工业现状和发展趋势
国内罐头工业的主要问题
农残
日本政府对原来已经设置了残留限制标准的农 药提高了限制标准，降低了允许残留的上限。对那 些没有具体规定限制数量的农药，允许残留的上限 统一0.01PPM。
加热的主要问题。
酶的耐热性
罐头食品热力杀菌向高温短时，特别是超高温瞬 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。
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。
（三）罐头食品的腐败及腐败菌
凡能导致罐头食品腐败变质的微生物都称为腐败菌 曾有人对日本市场销售的罐头食品进行过普查，在 725只肉、鱼、蔬菜和水果罐头中发现有活菌存在 的罐头各占20%、10%、8%、和3%。大多数罐头中出 现的细菌为需氧性芽孢菌，曾偶尔在果蔬罐头中发 现霉菌孢子，却未发现酵母菌。但这些罐头并未出 现有腐败变质的现象。
• 通常食盐的浓度在4%以下时，对芽孢 的耐热性有一定的保护作用，而8%以 上浓度时，则可削弱其耐热性。
（5）脂肪
脂肪含量高的细菌耐热性较强。 食品中脂肪和蛋白质接触会在微生物表面
形成凝结层，既妨碍水分的渗透，又不导
热，所以增加了微生物的耐热性。 脂肪含量高的罐头，杀菌强度要加大
（6）蛋白质 蛋白质含量在5%左右，对微生物有保 护作用
后来的实验证明上述两个制约因素中只要有一个 达到，便可用≤100℃温度杀菌。
根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头 食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性 和高酸性；或者高酸性、酸性和低酸性