3N食品工艺学-第三章 食品的热处理和杀菌 (2)

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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。
来自百度文库
–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
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
(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。
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
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。
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
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
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。
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。
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
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
添加酸,适当提高内容物酸度。
(3)硫化黑变
在细菌的活动下,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
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
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
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
热介质中的低温杀菌方法,可以杀死病原菌及无 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。
保藏热处理中最重要的一种方式是罐藏。 罐藏是指将食品装在容器中密封后,用高温处理, 将微生物杀死,在防止外界微生物再次侵入的条 件下,可以使食品在室温下长期贮藏。 凡是用密封容器包装并经过高温杀菌的食品称为 罐头食品。
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
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
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。
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
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
和环境应和该罐头食品所含成分基本一致。
(二)食品pH值和Aw与腐败菌的关系
水份活度Aw和酸碱值pH对微生物的生长有决定性
的影响。
初期实验数据表明:Aw0.85和pH4.6是一个分界
点,如果某食品控制在Aw0.85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,果汁罐头就是属于这种情形。
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
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
在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.
6为界线。
任何工业生产的罐头食品中,其最后平衡pH值高于4.
• 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
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
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。
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
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。
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
部沿海地区有部分类似之处,从日本这个国家
(2)原始活菌数
腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数 而异,原始菌数越多,全部死亡所需要的时间越
长。因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效
果有直接的关系。
表1 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
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
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