罐藏食品热力杀菌原理
热力杀菌
热力杀菌原理中国检验检疫科学研究院综合检测中心1.引言•1874年，美国马里兰州巴尔的摩市罐头制造商A．K．Shriver发明了杀菌锅，这是世界上第1个使用蒸汽在高温高压下来杀菌食品的杀菌锅系统。
这一事件标志着商业化加工罐藏食品的开始。
2热力杀菌基础•建立罐藏食品热力杀菌的基础是广泛的食品微生物学和杀菌方法的知识。
高温杀死了己经存在的微生物，而密封容器防止了食品受到再次污染。
•确定罐藏食品杀菌所需的适当温度和时间已经成为是罐头工业重点研究的主题。
热力杀菌工艺规程的制订并非易事。
它取决于一系列因素的知识，包括产品的特性、包装容器的尺寸、热杀菌规程的细节。
相当重要的知识是污染微生物的生长繁殖特性和耐热性。
•主管机构要求应由具有热力杀菌专业知识的杀菌权威来建立热力杀菌工艺规程。
杀菌权威是一些具有密封容器包装食品的热力杀菌专业知识和具有恰当的热力杀菌测试设备的个人或组织。
2.1杀菌规程•杀菌规程包括热力杀菌参数如产品初温、杀菌温度和杀菌时间以及可能影响获得商业无菌的关键因子。
可能影响杀菌规程的关键因子包括产品、容器、预处理方式或杀菌系统的任何特性、条件或无菌状况。
2.1杀菌规程•美国食品加工者协会26-L（NFPA）整土豆罐头的杀菌规程罐型固形物最低初温杀菌温度最大装罐量116 118 1213 热力杀菌的建立•微生物的耐热性取决于一些必须加以考虑的因素，这些因素可以分成三大类——微生物的生长特性、食品特性对微生物受热的影响、食品种类对受热微生物生长的影响。
•杀灭产品中微生物所需的热量可以通过热致死时间(TDT)测试来确定。
三颈瓶法用于那些加热温度低于沸水温度的产品。
选用的方法取决于各类因素，包括产品的种类和使用的杀菌系统。
3.1微生物的耐热性•指数递减时间D 值•D值：即指数递减时间，是热力致死速率曲线斜率的负倒数，可以认为是在某一温度下，每减少90％活菌（或芽孢）所需的时间，通常以分钟为单位。
•微生物数量的减少•10612D 加工10-6（0.000001）热力杀菌原理热力杀菌原理热力杀菌原理•微生物耐热性•Z值：当热力致死时间减少1/10或增加10倍时所需提高或降低的温度值，一般用Z值表示。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
简单型加热曲线
转折型加热曲线
传热曲线
在冷却时，只须将半对数轴上最低线标为高于冷却水温度 1℃的温度数，再依次向上标出其他温度，这样就可按加 热(或冷却)时间测得的罐内冷点温度直接在坐标纸上点出， 並将各点連起来，但不得偏离各点0.56℃，这样就画出了 传热曲线一般都呈一条直线，其斜率用可 fh(加热杀菌时 的速率)值或fs(冷却速率 )表示，fh值或fs为加热曲线或冷却 曲线直线部分穿过一对数周期所需要的时间(分钟)。f2值 为转折型加热曲线中第二条直线的斜率。
影响杀菌效果的因素
影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类，内 容物的多少、初菌数及其微生物的种类、杀菌 锅的结构、杀菌操作、杀菌强度等等，任何一 个环节忽视了，产品就达不到商业无菌的要求。 因此罐头杀菌规程(温度、时间)的确定是生产 中由于杀菌不足而造成消费者 健康的危害，所以科学、合理地制定杀菌规程 是每一个技术人员应考虑的问题。
在计算前先将有关符号的含意介绍一下： Z—它为热力杀菌对象菌真正的或内视性热力致死时 间曲线的斜率 ( 分钟 ) ，低酸食品罐头按 Z=10℃肉毒 杆菌计算，酸食品罐头在低于100℃的温度杀菌时按 Z=8℃计算。 fh —食品的传热速度，它是在半对数坐标纸上加热 曲线中直线部分的斜率，是传热曲线穿过一对数周 期所对应的时间(分钟)。在转折型加热曲线中转折 点前，第一条加热曲线中直线部分的斜率也为fh。 f2—传热曲线中转折点后第二条直线的斜率(分钟)。
可用公式 D = 来表示 式中 a: 加热杀菌前的细菌数 b: 经过T时间加热后细菌残存数 t：加热时间(分) D值的大小和细菌耐热性的强度成正比，它不受 原细菌的影响，仅是菌种的耐热性，它是细菌死 亡速度K值的倒数，表示微生物的耐热能力。
食品罐头杀菌与冷却解析
一、食品热杀菌的概念和种类
（一）热杀菌的概念
热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热 处理形式，是最常用的延长食品保存期的加 工保藏方法。
食品罐藏工艺
（二）热杀菌的主要类型
1. 湿热杀菌 是热杀菌中最主要的方式之一。它是以蒸气、热
水为热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。
低温长时杀菌法 高温短时杀菌法 超高温瞬时杀菌法 蒸汽喷射式加热灭菌法 二次灭菌法
发霉 罐头食品上出现霉菌生长的现象，称发霉。
主要是青霉菌、曲霉菌等耐热的霉菌。 相对来讲，这类腐败不太常见。只有容器裂漏或罐内真空度 过低时，才有可能在低水分和高浓度糖分的食品表面出现霉 变。 罐头不裂漏、真空度不过低即可避免。
食品罐藏工艺
造成罐头食品腐败变质的主要原因
杀菌不足：
原因:①原料污染；②新鲜度；③车间清洁卫生情况；④生成
现象
隐胀罐 轻胀罐 硬胀罐
原因
物理性胀罐如超重 化学性胀罐 如酸 细菌性胀罐
食品罐藏工艺
平盖酸坏（flat sours） 是指罐的外观正常，而内容物却已在细菌活动 下发生腐败，呈轻微或严重酸味的变质现象。
平酸菌：导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生 物。 大多为兼性厌氧的嗜热性腐败菌；
能将碳水化合物分解产生乳酸、甲酸、乙酸等 有机酸，使食品酸败，但不产生气体；
其它杀菌：火焰杀菌，微波杀菌，电阻杀菌等。
食品罐藏工艺
商业杀菌系统
•间歇式或静止式杀菌锅。 •连续式杀菌锅系统。 •无笼杀菌锅。 •连续回转式杀菌锅。 •静水压杀菌器。
食品罐藏工艺
间歇式杀菌锅
食品罐藏工艺
连续式杀菌设备
食品罐藏工艺
超高压杀菌设备
罐头杀菌的原理
罐头杀菌的原理
罐头杀菌的原理是通过高温来杀灭病菌和微生物，确保食品的安全和保质期。
在罐头生产过程中，首先将食材放入罐中，并加入适量的盐和调味料。
然后，将罐头密封，并放入高压锅或蒸汽锅中进行加热处理。
加热的温度和时间是杀菌的关键因素。
通常，罐头需要在高温下加热一段时间，以确保食材内的病菌完全被消灭。
这样的高温环境可以破坏病菌和微生物的DNA和蛋白质，使其无法生
存和繁殖。
在加热过程中，罐中的温度逐渐上升，直至达到杀菌的温度。
接下来，罐头会在保持一定温度一段时间后冷却，以确保所有的病菌都被杀灭。
这个过程中重要的是要保持密封，避免外界的污染。
罐头杀菌的原理是通过高温杀菌，去除食品中的病菌和微生物，从而保证食品在长时间内的储存和食用安全。
这种方式简单有效，并且可以保持食品的味道和质地。
因此，罐头食品成为人们日常饮食中常见的一种食品形式。
罐藏食品(排气、封口、杀菌)
罐藏食品排气食品装罐后密封前，将罐内顶隙间的空气尽可能排除，使密封后的罐头顶隙内形成部分真空的工序。
一般罐内真空度在250～450mmHg柱。
排气的目的是：①阻止需氧菌和霉菌的发育生长；②防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别是引起卷边受压过大，从而影响其密封性；③控制或减轻罐头食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀；④避免或减轻食品色、香、味的变化；⑤避免维生素和其他营养素遭受破坏；⑥有助于避免将假膨胀罐误认为腐败变质性胀罐。
排气的方法通常有3种：①热力排气法,利用空气、蒸汽和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排除。
常用热装罐密封和食品装罐后加热排气两种方法；②真空封罐排气法，在真空环境中封罐；③喷蒸汽封罐排气法，封罐时向罐头顶隙内喷射蒸汽，将空气驱走而后密封。
密封是罐头食品长期保存的关键工序之一。
密封是使杀菌后的罐头内食品与外界隔绝，不再受到外界空气及微生物的污染而引起腐败。
当罐头容器丧失（甚至瞬时间）其应有的密封性，就不能达到长期保存食品的目的。
金属罐的密封由封罐机完成，最常见的封罐机有半自动、自动和真空封罐机（见食品工程）。
玻璃瓶罐的密封则依靠罐口造型或罐盖形式不同而以卷封式、旋转式、或套盖式封盖机进行密封。
塑料复合材料（袋或杯）的密封常用高频、热压和脉冲式密封法封边、封盖。
杀菌即将食品所污染的致病菌、产毒菌、腐败菌杀灭，但允许残留在罐内特殊环境下不引起罐内食品腐败的微生物或芽孢存在，因此亦称“商业无菌”。
杀菌的同时也需将食品中的酶加以破坏，并尽可能保存食品品质和营养价值。
罐头借加热进行杀菌,加热至100℃以上的杀菌称高压杀菌,100℃以下的杀菌称常压杀菌或巴氏杀菌。
杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压3个主要因素加以控制，达到不同产品所需求的杀菌强度(F0)值。
通常，罐头食品按pH值分为低酸性(pH>4.5)、中酸性(pH3.7～4.5)、高酸性(pH<3.7)3类,它们是由不同的腐败微生物（见食品腐败微生物）引起的，相应的有不同的杀菌强度(F0)值。
罐藏食品杀菌原理及其杀菌工艺条件的确定
杀菌原理及其杀菌工艺条件的确定一、食品罐藏原理细菌㈠．热力杀菌原理：酵母微生物霉菌1．引起腐败的原因食品中的酶其他化学食品本身含有各种酶。
当食品被采收或屠宰后往往会分解食品使其不堪食用。
但一般这比酶的抗热性不强。
通常在装罐前的热处理过程中就失去活性。
所以罐头保藏食品的热处理杀菌对象主要是腐败微生物。
2．何为杀菌：当食品加热到某一高温，并保持一段时间使微生物失去生命力，以保藏食品的过程称之杀菌。
3．商业杀菌：使罐头在一般正常条件下，运输贮藏和分配销售的时候，罐头不再遭受腐败微生物破坏致于腐败，同时也不会有害于人体健康的热力杀菌。
要达到商业无菌，必须借助于密封容器，进行密封。
防止再污染，达到商业无菌。
㈡．杀菌条件的科学确定：1．杀菌条件的确定，要考虑的因素有：①．食品的特性、粘度、颗粒大小②．固体与液体的比例③．罐头的大小④．装罐前预处理过程⑤．污染腐败微生物的种类、习性、数量等2．杀菌条件确定的依据：⑴．微生物的耐热性及种类：首先必须对食物对象进行微生物方面的调查，搞清造成污染微生物有哪些？哪些是腐败和致病菌？它们的耐热程度如何？继而进行耐热菌的TDT值、D值、Z值的测定和计算。
这对制定杀菌规程来说，是起决定性作用的关键一步。
对于低酸性食品，其主要危害是肉毒杆菌，因此，低酸性食品罐头杀菌的中心目的，就是要彻底杀死肉毒杆菌。
⑵．食品的传热、速度：fh.j（有些资料称热穿透速度）随着罐头内容物的不同以及固液比基质的粘稠度，固形物在罐内的排列方式及固形物大小等方面的不同，它们的传热方式和传热速度也不相同。
有的是以对流传热为主，有的是以传导为主，有的是两者兼有。
传热方式对杀菌效果有着极其重要的影响。
这一点我们绝对不能忽视。
⑶．罐内初菌数基质中的初菌数对杀菌效果也有着一定的影响。
由于微生物的生长或死亡都是按照对数规律递增或递减的。
因此对同一种微生物来说，如果污染严重，那么要达到一定的安全值，所需的杀菌时间就长，反之则短。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
影响传热速度的因素
罐头食品的传热方式由食品的性质决定，影响罐头 食品传热速度的因素很多，如食品的形状、大小、 密度、粘稠度、内容物固液之比、食品的初温、容 器的材料(或热阻)的导热系数，容器的几何形状及 大小、罐内顶隙、罐内真空度、杀菌设备的型式(回 转式肯定比静目式传热效果好)、罐头在杀菌锅内的 位置，杀菌操作等等。
曲线时参考。测温时要记录初温，至少一分钟记录 一次罐内温度。
3、传热曲线
传热曲线是以测得的罐内冷点温度变化的数据画在半对数坐 标纸上所作的曲线，即以实际温度与加热或冷却温度之差的 对数值为纵坐标，时间为横坐标，为了避免在坐标轴上用温 差来表示，可将用于标出加热曲线的坐标纸上下倒转180度， 而对数坐标上最高线标出的温度应比加热温度低1℃，第一 个对数周期坐标为每格1℃，第二个对数周期为每格10℃， 这样依次标出其余温度值，这样对数轴就直接可作为所测温 度的标度，不用再标成杀菌温度和食品温度的差值，这样就 可按加热时间测得的罐内冷点温度直接在坐标纸上点出，将 各点連起来，但不得偏离各点0.56℃，这就画出了传热曲线 一般都呈一条直线。
罐头食品热力杀菌原理 及 杀菌工艺条件的确定
一、热力杀菌的原理
所谓热力杀菌就是把罐头食品加热到一定温度 并保持一段时间，使罐内不含有致病的微生物， 在正常室温条件下，贮藏和销售过程中，罐内 也不含有能繁殖的非致病性微生物，即达到商 业无菌要求，并尽可能地保持食品内容物原有 的风味、色泽、组织形态及营养成分。
1、传热方式：
(1)、传导：内容物在罐内处于不流动状态时，加热 和冷却过程中，由于受热的程度不同，在分子间相 互碰撞下，热量从高能量分子向邻近的低能量分子 依次传递的方式称作传导。简单地说加热时热量由 罐壁四周向罐中心传递，罐头中心是温度变化最缓 慢之点，即其冷点在几何中心，冷却则相反。罐内 食品呈固态、粘度或稠度高的食品如午餐肉罐头、 豆沙、枣泥、八宝饭罐头等均属于这一类。
罐头用到的原理有哪些呢
罐头用到的原理有哪些呢罐头的原理主要包括杀菌、密封和贮存。
下面将详细介绍。
一、杀菌：罐头的首要目标是杀死罐头内的微生物，以防止食品腐败和细菌感染。
杀菌的主要原理包括：1. 高温处理：将罐头放入高温环境中加热，常见的加热方式包括蒸汽，水浴和火焰，高温能够杀死大多数微生物。
2. 加压处理：在高温条件下，通过给罐头内加高压，使微生物的生长和繁殖受到抑制，进一步提高杀菌效果。
3. 光照处理：有些特殊食品，如水果罐头，会采用紫外线杀菌，利用紫外线对微生物的杀灭作用。
二、密封：获得杀菌的食品需要进行有效的密封，以确保罐头内部的食品质量和安全性。
密封的主要原理包括：1. 真空密封：先将罐头中的空气抽取出来，使罐内形成真空环境，然后进行密封。
在真空环境下，微生物无法生存繁殖，可以延长食品的保鲜期。
2. 蛋白质保护法：在罐头密封前，会在罐盖和罐身之间涂抹一层蛋白质胶水，当罐头密封时，蛋白质胶水能够起到密封的作用，防止外界空气和微生物进入罐头。
三、贮存：完成杀菌和密封后，罐头会进入贮存过程，以保持食品质量和营养。
贮存的主要原理包括：1. 防腐剂：将防腐剂加入食品中，以抑制细菌和霉菌的生长，延长食品的保质期。
2. 低温贮存：将罐头存放在低温环境中，可以进一步减缓微生物的繁殖速度，延长罐头的保质期。
3. 减少氧气接触：采用真空密封和气体置换等技术，减少罐头中的氧气，以减缓食品氧化反应的速度，减少食品的质量损失。
综上所述，罐头的原理主要包括杀菌、密封和贮存。
通过高温处理、加压处理和光照处理等技术杀菌食品，采用真空密封和蛋白质保护法实现密封，同时通过防腐剂、低温贮存和减少氧气接触等方式进行贮存，从而延长食品的保质期，提高食品的安全性和质量。
罐头食品的杀菌理论与计算
罐头食品的杀菌理论与计算
罐头食品是一种经过高温灭菌处理的食品，其中的菌类被有效地杀死，以保证食品的安全性和质量。
罐头食品的杀菌理论与计算是一个重要的研究课题，它可以帮助我们更好地理解罐头食品的杀菌过程，并为罐头食品的生产提供有效的技术支持。
罐头食品的杀菌理论主要是基于热力学原理，即热量的传递和转化。
热量的传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，而热量的转化是指热量从一种形式转化为另一种形式的过程。
罐头食品的杀菌过程就是利用热量的传递和转化来杀死菌类的过程。
罐头食品的杀菌计算主要是基于热力学原理，即热量的传递和转化。
热量的传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，而热量的转化是指热量从一种形式转化为另一种形式的过程。
罐头食品的杀菌计算是根据热量的传递和转化，计算出罐头食品的杀菌温度、时间和压力等参数，以保证食品的安全性和质量。
罐头食品的杀菌理论与计算是一个重要的研究课题，它可以帮助我们更好地理解罐头食品的杀菌过程，并为罐头食品的生产提供有效的技术支持。
通过对罐头食品的杀菌理论与计算的研究，可以更好地保证食品的安全性和质量，为消费者提供更安全、更优质的食品。
果蔬罐藏原理
果蔬罐藏原理一、罐藏食品与微生物的关系许多微生物能够导致罐藏食品的败坏，如，细菌、霉菌和酵母菌。
这些微生物的存在，都会加速罐藏制品腐败变质的速度，缩短罐藏制品的保质期。
因此，采取合理的杀菌条件，制定合理的杀菌式是确保罐藏食品质量的首要条件。
1.温度按微生物对温度的适应性不同，可将微生物分为三种，即嗜冷性微生物(适温为14.5-20?)、嗜温性微生物(适温为30-38?)、嗜热性微生物(适温为50-60?。
微生物一旦形成芽孢就更加耐热，芽孢可耐到120?的高温。
在罐藏食品的加工过程中，根据污染的程度，微生物的种类和数量，制订出科学的杀菌工艺条件，保证杀菌的效果。
2.氧气微生物的生长发育及繁殖，对氧气的需求有很大的区别，故可将其分为：嗜氧微生物、厌氧微生物和兼性厌氧微生物三种类型。
罐藏食品因经排气工艺过程，罐内有一定的真空度，嗜氧微生物受到一定的抑制作用，而厌氧微生物及兼性厌氧微生物则是影响罐藏食品的重要因素，是造成罐藏品败坏的主要微生物。
3.水分水分是微生物生长、发育不可缺少的物质，离开水分微生物的生长发育繁殖就会受到抑制甚至死亡。
罐藏制品中含有大量水分，而且水分内又溶解有糖、酸及其他营养物质，这些物质是微生物良好的培养基，所以减少水分可以抑制微生物的活动。
4.pH值 pH值即制品的酸碱度，是指制品中的游离酸而不是总酸量。
它对微生物的影响很大。
不同微生物有其最适宜的pH值范围，pH值的重要作用是影响微生物对热的抵抗能力，pH值愈低亦即酸性愈强，在一定温度下就愈能降低微生物及孢子的抗热力。
因此，在杀菌时，根据不同的值制定合理的杀菌条件。
二、影响杀菌的因素1.微生物的种类和数量罐藏制品中微生物的种类和数量取决于罐藏原料的污染程度、容器的清洁度及加工过程中各个环节的卫生状况。
微生物数量越多，污染越严重，形成的芽孢数越多，对热的抵抗力越强，加热杀菌所需的温度越高，时间越长。
这就要求罐头加工厂家在整个加工过程中，从原料的挑选、清洗，容器的选用消毒到罐装、密封，都要严格注意卫生，防止微生物的污染，减少罐藏制品中微生物的原始数量和种类，确保罐藏品在保质期内的质量。
罐头热力杀菌原理及杀菌公式的确定
冷却曲线
四、罐头杀菌值(F0)和杀菌时间的计算(鲍尔公式法)
杀菌时间的计算有比奇洛的基本推算法、鲍尔公式 计算法、列线图计算法等，而鲍尔公式计算法是 FDA认可的杀菌时间及F值的最简单实用的方法，它 根据罐头在杀菌过程中罐头内容物温度的变化，在 半对数坐标纸上画出的加热曲线和冷却的曲线，进 行推算杀菌时间和F值，它的优点是可以在杀菌温度 变更时计算出杀菌时间，但其缺点是计算较繁，费 时间。公式法计算基本步骤如下：
(5)、Z值 Z倍值变表化示时加相热对致应死的时加间热或温致度死(℃率)(的D值变)化按，照如110将某或一10
细菌芽孢的D值的对数为纵坐标，加热温度为横坐 标，画出的曲线(耐热曲线)上的斜率的负倒数就是Z
值，其定义就是热力致死时间和仿热力致死时间曲
线上横过一个对数循环时所需要的温度(℃)。Z值越
1、绘制加热曲线
由实测罐内冷点位置温度变化数据在半对数坐 标纸上绘制，并求得传热速率fh值和滞后因子j 值。如其传热曲线呈一条直线为简单型加热曲 线，如呈二条直线则为转折型加热曲线，除求 得fh值和j值外，还需求得fz、x和fc，为了进行 公式法计算，还必须有fi值表和f/u：log g图
杀菌F0值和杀菌时间计算
F值与D值的关系
F值与D值的关系可用F= nD 来表示，n数是不固定的， 随工厂卫生条件、食品污染微生物的种类及程度而变化， 一般用6D值来表示杀死嗜热性芽孢杆菌，用12D值杀死 肉毒梭状芽孢杆菌，以保证食品卫生性。F值与Z值
T 121
的关系可用F =t×10 Z 来表示。 式中t：在恒定致死温度T下的加热时间。
1、传热方式：
(1)、传导：内容物在罐内处于不流动状态时，加热 和冷却过程中，由于受热的程度不同，在分子间相 互碰撞下，热量从高能量分子向邻近的低能量分子 依次传递的方式称作传导。简单地说加热时热量由 罐壁四周向罐中心传递，罐头中心是温度变化最缓 慢之点，即其冷点在几何中心，冷却则相反。罐内 食品呈固态、粘度或稠度高的食品如午餐肉罐头、 豆沙、枣泥、八宝饭罐头等均属于这一类。
食品的热处理与杀菌
A
22
罐头排气的方法 • 加热排气法(热装罐法,排气箱加热排气法)； • 真空排气法； • 蒸汽喷射法； • 气体置换排气法。
♫ 常压沸水杀菌； ♫ 高压蒸汽杀菌； ♫ 空气反压杀菌； ♫ 高压水杀菌。
A
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常压杀菌(atmospheric cooking)
• 用常压沸水或热水杀菌的方法。 • 常用于果蔬类等高酸性食品罐头的杀菌。
A
39
加压水杀菌
(sterilization by pressure
water) • 将罐头放入高压水中进行杀菌的方法。
• 在无菌环境下， 将商业无菌并冷却的制品，装入预先杀菌的容器内的包装方式。 • 可在常温下长期贮藏，但设备及生产条件要求高，包装成本较昂贵。
A
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罐头食品的冷却
• 锅内冷却； • 锅外冷却； • 水冷却； • 空气冷却； • 反压冷却。
A
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罐头的检验、包装和贮藏
• 罐头食品的检验是罐头质量保证的最后一个工序,主要内容物的检查和容器外观检查. • 罐头的包装主要是帖商标、装箱、涂防锈油等. • 贮藏一般有两种形式,即散装堆放和有包装堆放.
A
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罐藏食品的变质
罐头食品的变质
➢胀罐
胀罐 (或胖听) : 正常情况下罐头底盖呈平坦或凹状,但是由于物理化学和微生物 等因素致使罐头出现外凸状.
A
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造成罐头食品胀罐的主要原因有3种:
• 物理性胀罐
• 化学性胀罐
• 细菌性胀罐
第三节罐藏原理
第三节食品罐藏的原理一、罐头食品与微生物的关系细菌学杀菌是指绝对无菌，而罐头食品杀菌是指商业无菌。
其含义是杀死致病菌、腐败 菌，并不是杀灭一切微生物。
严格控制杀菌温度和时间就成为保证罐头食品质量极为重要 的事情。
许多微生物能够导致罐头食品的败坏。
正常的罐藏条件下，霉菌和酵母不能耐住罐藏的热处理和在密封条件下活动; 导致罐头食品败坏最重要的微生物是厌气性细菌；目前所采用的杀菌理论和计算标准都是以某类细菌的致死为依据。
1、罐头杀菌与pH 的关系罐头食品通常以 pH4.5 （或4.6）为分界线，划分酸性食品和低酸性食品酸性食品 100 C 以下杀菌（常压杀菌） 低酸性食品 100 C 以上高温杀菌（加压杀菌） 目的：利用不同pH 食品可能出现的腐败菌不相同，以及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取适宜的热处理条件。
根据食品 pH 的不同，可将食品分为四类:低酸性食品杀菌的主要对象菌：肉毒梭状芽抱杆菌低酸性一一pH>5.0 中酸性——pH4.6〜5.0 酸性——pH 3.7〜4.6高酸性——pH<3.7水产类、肉类、蔬菜类 蔬菜与肉类的混合制品 大部分水果罐头 菠萝汁、橘子汁2、食品 pH 与腐 败菌的 关系肉毒杆菌的主要习性：肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F、G七种类型；A、B型广泛存在于土壤，E、F型主要存在于海洋湖泊环境；A、B型芽抱耐酸性大于E型，芽抱在适宜条件下生长可产生致命外毒素，致死率达65% ; C、D、G型不产生毒素；E型不耐热，100?即可死亡，A、B型较耐热；容易污染罐藏食品的是A、B、E型。
肉毒杆菌的生长与pH的关系：pH<4.6 生长受到抑制；pH>4.6 可生长繁殖，并产生毒素；对食品造成威胁的是肉毒杆菌的芽抱。
肉毒杆菌芽抱在低酸性环境中的耐热性很强，100 c /6h、120 C /4min才能被杀死。
二罐藏食品中微生物的耐热性影响微生物耐热性的因素表示微生物耐热性的参数杀菌与酶的耐热性1、影响微生物耐热性的因素1) 微生物的种类和数量A、微生物的种类一般微生物的耐热性具有以下规律:细菌〉霉菌〉酵母菌同种微生物：芽抱〉营养细胞嗜热菌芽抱〉厌氧菌芽抱〉需氧菌芽抱B、微生物的数量污染的微生物的初始数量不同，要将全部微生物杀灭所需时间不同；微生物的初始数量越多，杀火全部微生物所需时间越长？所需温度越高；杀菌前的微生物数量与原料状况、工厂的环境卫生、车间卫生、操作的工艺条件、操作者的个人卫生、工艺衔接等有关。
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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
。。。。。。
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
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:
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；
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
█
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）
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
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）、
(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℃
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
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
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。
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
·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
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
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。
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
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。
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
般有判要点：
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
(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：
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；
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！
致胀罐。
胀罐原因分析