罐藏食品热力杀菌原理

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20 10 6 4 2 1
实例计算
假设利乐125线调理液中耐热芽孢数 为标准上限10000cfu/ml,UHT杀菌公式 为138.5℃/4s,请计算,理论上调理液 可以存放多长时间?
备注:罐头成品坏包率为百万分之一; 繁殖世代时间为20min;
计算过程
F0=4/60×10(138.5-121)/10≈3.75
(T-121.1)/z
T:灭菌温度 t:灭菌温度下的灭菌时间 Z:根据芽孢种类的不同,其范围为10~10.8 ℃ ,可取10℃ 说明:若以优质的原料奶生产商业无菌奶, F0值至少需要 5~6。
灭菌原理

UHT生产既要考虑灭菌效果,同时也要考虑到化学效果, 如酶的失活及营养素的破坏。从而引入UHT乳灭菌所 要考虑的两个因素,即:
1
2 3 4 5 6 7 8
灭菌原理

被杀灭数
4000 3500 3000 2500 2000 15000 1000 500
灭菌曲线
对数值 8 7 6 5 4 3 2 1
0
时间 1 2 3 4 5 6 7 8
0
时间 1 2 3 4 5 6 7 8
灭菌原理

D值(Decimal Reduction Value): --特定温度下,使微生物减少至原始菌数的 1/10时所需保温的时间。
D值(秒)
枯草芽孢杆菌: 肉毒梭状芽孢杆菌: 嗜热脂肪芽孢杆菌:
2.3 12.3 408
灭菌原理

D值的解释 D65=1min
其含义是:65℃时,灭菌时间每延长一分钟,微 生物数量减少数1D(减少90%);延长二分钟,微生 物数量减少数2D(减少99%)。 1D=90%的减少=1个对数值 2D=99%的减少=2个对数值 3D=99.9%的减少=3个对数值 4D=99.99%的减少=4个对数值
灭菌原理

Z值: 一定反应效果下,使反应时间减少至原来的1/10时 所需增加的温度。 Z值(℃)
蜡样芽孢杆菌: 变色反应: VB1损失反应: 赖氨酸损失反应:
10.5 29.0 31.2 30.9
灭菌原理

Z值的使用: 如果某种微生物的Z值为10℃,并且D65=50秒,这就 意味着:
D75=5秒 D85=0.5秒 D95=0.05秒

生产过程控制点及影响
GMP、SSOP 灌装温度(89±4℃) 净含量(145/245ml-150/250ml) 初温(≥65℃) 排气(105℃/7min-两个开足,两个 必须)
生产过程控制点及影响
杀菌、冷却(121.5±0.5℃/12min)
不允许有负公差,允许有0.5℃和2分钟 的正公差。 小冷(75±5℃)、大冷(常温) 冷却终温:40±3℃; 压力控制:(铁罐、玻璃瓶、软包装)
热穿透测试
影响因素:罐形,产品的组织形态( 固形物含量、固形物直径、净含量、 粘度等)、杀菌时间、温度,初温等 。
THANKS!
·耐热性强: 由于芽孢的细胞
壁外还有皮层、外膜和孢子壳, 所以芽胞比营养细胞更耐热。
灭菌原理

绝对无菌在生产实际中是不可能的:
--并非所有的微生物在受到灭菌/消毒处理时都立 即被杀死。

相反:
--在一定的时间里仅有部分微生物被杀死,其余 的则活了下来。
灭菌原理

灭菌效率
灭菌时间 0 微生物残留量 1000000 微生物被杀死量 0 致死率 90% 总致死量 0 对数值 0
1
2 3 4 5 6 7 8
100000
10000 1000 100 10 1 0.1 0.01
900000
90000 9000 900 90 9 0.9 0.09
90%
90% 90% 90% 90% 90% 90% 90%
900000
990000 999000 999900 999990 999999 999999.9 999999.99
致胀罐。
胀罐原因分析
物理性胀罐—--凸角、瘪罐
P临界压力差 ≤ ▏P罐外压力-P罐内压力▕
原因:灌装量、灌装温度、杀菌操作不 当、气压或海拔高度不同
胀罐原因分析
细菌性胀罐—

杀菌前初期腐败:原料、制程、环境;
杀菌不足:操作不当、关键因子变化;


二次污染:卷封质量、冷却水;
嗜热菌繁殖:储存温度过高;
余氯(0.5-1.0ppm)
热分布测试
在杀菌釜内布设感温探头,记
录整个杀菌过程中各位置的温度,
通过对各点温度变化的分析,判定
杀菌釜内热分布的符合性。
wk.baidu.com
热分布测试
布点原则:在杀菌笼的几何中心
及周围均匀布点,尽量涉及到每层
产品,原则上布点位置不重合,一
般有效布点数量在12-16个即可。
热分布测试
评判要点:
添加酸化剂使最终产品平衡PH≤4.6。 目标菌:微生物营养体

低酸食品:除酒精饮料外,最终平衡后的PH值 大于4.6和水分活度(aw)大于0.85的食品。
目标菌:肉毒梭状芽孢杆菌芽孢(为什 么?)
目标菌的确定
·自然界中广泛分布; ·毒性超强: 是目前已知的毒
性最强烈的生物毒素,4g纯粉 末足以使1亿人丧命;
。。。。。。
认识误区
添加防腐剂?(防腐机理)
Aw、温度、营养、氧气、PH
没有营养?(营养损失)
营养损失对比

不同的热处理对牛奶中营养成分的影响:
养分损失 VB1 VB2 VB6 VB12 VC 赖氨酸 巴氏杀菌(%) 10 0 0~5 10 5~20 1~2 UHT (%) 5~15 4 10 10~20 10~20 3~4 保持灭菌(%) 30~40 6 25 80~100 30~50 6~10
将感温探头设置在产品罐内部冷 点位置,通过监控和记录罐内产品的 温度,计算产品的杀菌强度。 冷点位置的确定: 固体产品的冷 点在几何中心,液体产品的冷点在中 心线距底部约1/3处,半固体的冷点?
热穿透测试
注意事项: 1、产品装入量应比正常生产多约5%; 2、测试初温比正常产品略低; 3、一般测10罐以上产品,取最低的F值 4、一般对流型产品算恒温F值,传导型 产品算累计F值。
1)、不同位置的温度与杀菌设备可信
赖的参照温度之差在±0.56℃范围内
,但每个测温头的总平均温度不得低
于杀菌规程温度。
热分布测试
评判要点:
2)、杀菌设备内温度上升最慢位置温 度达到杀菌规程温度的时间不得大于 某时间,如对于汽杀,低1.67℃慢1分 钟或低0.56℃慢3分钟被视作可接受的 范围。
热分布测试
(θ-135)/10.5
细菌性效果:B=(t/10.1)*10 化学性效果:C=(t/30.5)*10 一般要求:B>1>C
(θ-135)/31.4
灭菌原理图
时间s 2000 1000 600 400 200 100 60 40 芽孢失活对数致死值-9 二次灭菌
嗜温芽孢30℃
耐热芽孢55℃ UHT区域 110 120 130 140 150 温度℃
灭菌原理

耐热菌的D值
细 李氏菌 蜡样芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 肉毒梭状芽孢杆菌(B/E) 肉毒梭状芽孢杆菌(A) 菌 D90值(小时) 0.01 1 30 >100 <0.02 3.3 D121值(秒) 0 1.4 60 408 <0.048 12.3
灭菌原理

一些微生物的典型灭菌速度数据:
测试频率:
美国通常要求每2年做一次热分 布测试,我国出入境检验检疫局要求 每年至少一次。
影响热分布的因素
进汽系统:蒸汽压力(≥0.62MPa)
、蒸汽总管(≥DN65)、进气阀(比 例阀,精度±0.5℃)、扩散管(方向 45°/90°/135°、面积:进气管的1.5-2 倍);
影响热分布的因素
排气系统:排气阀(闸阀/球阀)、
排气孔(≥DN25,0.76m,1.52m)、 泄气孔(位置)、泄气阀(旋塞阀) 、泄水阀;
附属设备:杀菌笼、隔板(孔径25mm
、开孔比例≥25%)
影响热分布的因素
热分布不均匀解决思路: 1、冷点在底部—冷凝水、蒸汽供应; 2、冷点在中部—蒸汽流通性; 一般结构合理的杀菌釜,没有固定 的冷点;
热穿透测试
细菌 温度(℃) D值(min) 达到12D所需的温度 和时间组合
营养细菌(热敏性)
营养细菌(耐热) 细菌芽孢 酵母菌和霉菌 部分霉菌和出芽芽 孢
65
65 121 65 90
1
10 0.2 1 3
75℃/7秒
75℃/70秒 121℃/2.5分钟 75℃/7秒 121℃/2秒
灭菌原理

F0值:
特定温度时间组合下的灭菌效果。 F0=(t/60)*10
D=3.75×60÷12.3≈18 125ml×104×2n×10-18=10-6
n=19.5,T=19.5/3=6.5h
胀罐原因分析
化学性胀罐
物理性胀罐
细菌性胀罐
胀罐原因分析
化学性胀罐----氢胀
罐头中内容物的某些成分(如硫)与
马口铁中的铁离子作用造成电化腐蚀,产
生气体 (如氢气,硫化氢等气体),导
罐藏食品热力杀菌原理
罐藏食品的定义
原材料经过前处理、烹调、灌装、
封口、杀菌(或无菌灌装),加工 而成的达到商业无菌状态的产品。
罐头的种类
水产 水果 蔬菜 肉类
罐头
八宝粥 饮料类
罐头的优点
方便食品:随时随地,开罐即食; 节省时间:一朝购入,三餐休闲; 营养丰富:四季果蔬,一时享用; 卫生健康:灭菌彻底,无防腐剂; 使用安全:技术成熟,世界认可; 常温保存:商业无菌,常温保鲜;
商业无菌

产品中不含有致病菌,也不含有能在常 温下繁殖的非致病菌。
热力杀菌的目的
杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌、
腐败菌,并破坏食物中的酶使食品耐藏二年
以上而不变质。同时必须尽可能保存食品品
质和营养价值,最好还能做到有利于改善食
品品质。
目标菌的确定
高酸或酸化食品:原材料本身PH≤4.6,或经过
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