食品工艺学第三章
《食品工艺学》课程笔记
《食品工艺学》课程笔记第一章绪论一、食品的概念食品是人类为了维持生命和健康，通过口腔摄入经过消化吸收后，为身体提供能量、营养和生理活性物质的物质。
食品不仅包括我们日常所熟知的主食、菜肴、水果等，还包括各种饮料、调味品等。
食品的种类繁多，来源各异，包括植物、动物等。
食品的营养成分主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等。
二、食品加工工艺食品加工工艺是指通过物理、化学或生物学的手段，对食品原料进行一系列的加工处理，使其成为具有一定品质、口感、营养价值、安全卫生和方便食用的食品的过程。
食品加工工艺包括原料的选择、清洗、切割、烹调、冷却、包装等环节。
不同的食品原料和产品有不同的加工工艺，同一种食品原料也可以采用不同的加工工艺。
三、食品工业及其发展趋势食品工业是指以食品原料为基础，通过食品加工工艺，生产出各种食品的产业。
随着社会的发展和科技的进步，食品工业已经成为了国民经济的重要支柱产业。
目前，食品工业正朝着自动化、智能化、绿色化、功能化、个性化等方向发展。
自动化和智能化可以提高生产效率和产品质量，绿色化可以降低能源消耗和环境污染，功能化可以满足消费者对健康食品的需求，个性化可以满足消费者对多样化、特色化食品的需求。
四、食品工艺学的研究内容和范围食品工艺学是研究食品加工工艺和食品工业的科学。
它以食品原料为基础，研究食品的加工原理、加工技术、加工设备、食品的品质、营养、安全等方面。
食品工艺学的研究范围包括食品原料的加工特性、食品加工过程中的物理、化学、生物学变化、食品添加剂的应用、食品包装、食品贮藏、食品品质检测等。
食品工艺学的研究对于提高食品品质、保障食品安全、推动食品工业的发展具有重要意义。
第二章食品的脱水一、食品干藏原理食品干藏是一种古老的食品保存方法，其原理是通过去除食品中的水分，降低食品的水活度，从而抑制微生物的生长和酶的活性，延长食品的保质期。
水分是微生物生长和食品变质的重要因素，因此，脱水和干藏是有效的食品保藏手段。
食品工艺学基础合肥工业大学
§1.1.2.动物性原料及其处理
畜禽原料：
宰前处理 刺杀放血
剥皮/去毛
剖除内脏 胴体修整
水产原料：
清洗 分级
放血 剖除内脏 适当包装
§1.2.食品的冷却
冷却——在尽可能短的时间内，利用低温介质降低 食品温度的一种热交换过程。
§1.2.1.冷却 的目的
• 转移生化反应热； • 阻止微生物繁殖； • 抑制酶的活性和呼吸作用； • 为后续加工提供合适的温度条件。
§2.1.2.冻结过程与冻结曲线
b.食品的冻结曲线（二）
T/℃
0℃
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ ❖ 冷却阶段(Ⅰ)
❖ 最大冰晶生成阶段(Ⅱ)
τ /min
❖ 品温迅速降低阶段(Ⅲ)
c.冻结曲线在生产上的意义
小结
❖食品冻结规律
▪ 冻结从过冷点开始，冻结开始后温度回升至冰点； ▪ 随着水分冻结量增大，溶质浓度增大，冻结温度
概述
降低温度，控 制微生物繁殖。
微生物侵入
无生命活动
动物性食品
生化反应
反应热
有氧环境
有生命活动
植物性食品
呼吸作用
CO2＋呼吸热
腐败变质
适当降温，控 制呼吸作用。
衰老死亡
概述
❖ 食品低温保藏的定义：
▪–借借助助于于人人工工制制冷冷技技术术，，降降低低食食品品的的温温度度，， 并维持低温水平或冻结状态，以阻止或延 缓其腐败变质的一种保藏方法。
减压气流贮藏的基本设备
1-真空表 2-加水器 3-阀门 4-温度表 5-隔热墙 6-真空调节器 7-空气流量计 8-加湿器 9-水 10-减压贮藏室 11-真空节流阀 12-真空泵 13-制冷机冷却管
食品工艺学教材(PPT 61页)
奠定现代烘烤食品工业的先 驱者— 古代埃及人。
埃及式烤炉——希腊式烤炉——罗马式烤炉 约翰﹒蒙塔古— 贵族三明治四世伯爵 意大利传教士利玛窦 德国传教士汤若望
§2 面包的分类
1 按面包的柔软度分类
硬式面包:法国面包、荷兰面包、维也纳面包、英 国面包。
软式面包:大部分亚洲和美洲国家生产的面包，代 表性的有汉堡包、热狗、三明治。
食品工艺学 （下篇）
第一篇 焙烤制品工艺学 概述 第一章 面包生产工艺 第二章 饼干生产工艺 第三章 蛋糕工艺
第二篇 软饮料工艺学 概述 第一章 原料与材料 第二章 碳酸饮料 第三章 果蔬制品工艺
第一篇 焙烤制品工艺学
概述 第一章 面包生产工艺 第二章 饼干生产工艺 第三章 蛋糕生产工艺
§概述
焙烤制品是泛指糖食制品中采用焙 烤工艺的一个大类产品。产品的范围十 分庞杂，分为许多大类，每类又分为数 以百计的不同花色品种，它们之间即存 在着同一性，又有各自的特殊性。
影响面筋形成的主要因素
（2） 面筋的工艺性能 通常评价面筋质量和工艺性能的指标：延伸性 可塑性 弹性 韧性 比延伸性
面粉的筋力：指能使面团涨得很大的能力，可由 下述比例来确定，即面团发酵产生CO2的速度与从面 团失去气体的速度的比例。
面筋：面团在水中搓洗时，淀粉、可溶性蛋白、灰 分等成分渐渐离开面团而悬浮于水中，最后剩下一块具 有粘性、弹性和延伸性的软胶状物质，即面筋。
面筋可分为湿面筋和干面筋。 一般情况下，湿面筋含量在35％以上的面粉为强力 粉，适合制作面包； 湿面筋含量在26％－35%的面粉为中力粉，适合制 作面条、方便面、馒头； 湿面筋含量在26％以下的面粉为弱力粉，适合制作 饼干、糕点。
“钥匙孔现象”就是面包侧壁收缩，使面包呈 钥匙孔形状。
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
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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。
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
食品工艺学第三章
第二节 面团成型技术
成型是在焙烤前将调制好的面团(糊)制成一定形状。 糕点的成型基本上是由糕点的品种和产品形态所决定，
成型的好坏对产品品质影响很大。 面团的物性对成型操作影响很大。调制出的面团一般
有两种。 面糊：水分多，有流动性，不稳定。 面团：水分较少，有可塑性，比较稳定。 可以根据面团的物性选用合适的成型方法。
•41
一、成型方法
手工成型 机械成型 印模成型 手工成型比较灵活，可以制成各种各样的形状，所以 糕点的成型仍以手工成型为主。
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（四）筋性面团（韧性面团）
1.水调面团 (亦称强筋性面团，Elastic dough)
主要用水和面粉调制而成，面团具有较强的筋性和韧 性，大部分用于油炸类产品。
（1）典型配方
•20
（2）调制原理方法
将面粉、水和其他辅料放入调粉机内，充分搅拌，使面 粉吸收足够的水分而形成大量面筋。由于面团内没有油 脂等疏水物质，面粉中蛋白质可以充分吸水胀润，形成 面筋而具有良好的粘弹性。
•9
1. 冷水调制法：首先搅拌油、饴糖，再加入冷水搅拌均匀， 最后加入面粉。
此法制出的产品皮色浅白，酥层不易断脆，起酥性偏硬。 2. 温水调制法：用40-50℃的水调制面团。 该法生产的糕点起酥性好，柔软酥松，入口即化，皮色稍
深。
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冷热水调制法：首先将部分开水冲入油、饴糖等原辅 料➢中此，类乳面化团均蛋匀白后质拌吸入水面胀粉润，受调到成一坨定块限状制。，用淀手粉摊部开 面分团糊，化稍，冷面却筋片网刻络，均再匀逐细次密加，入面冷团水延调伸制性，强反。复加水34➢次产。品将皮面色团适搓中、，拉酥、脆抻不、硬摔。至光滑细腻并上筋后，再 用手摊开面团，静置一段时间使之退筋散热并待用。
果蔬食品工艺学(第三章果蔬糖制)
• 三、糖制工艺
• （一）一次及逐次糖煮法（一次煮成法） • 概念：将果蔬原料与糖液一起加热煮制，直至完 成整个糖煮过程。 • 有以下两种情况： • 1.一次糖煮法 • （1）工艺：柑橘皮→预处理→40%糖液煮制→浓 缩→至结晶返砂→适当烘烤→成品 • （2）特点：一次沸腾、渗糖容易。针对原料组织 疏松、很易渗糖的原料。 • （3）解释 • ①橘皮组织类似于海绵组织，经预处理后，无论 糖液浓度大小，在任何状态下均可吸收。加热使 糖液黏度变小，水分蒸发加快。
• 果糖173、葡萄糖74、果葡糖浆100、淀粉糖浆70、 蜂蜜120、转化糖127。 • 糖的甜度与浓度有关：浓度10%时，转化糖=蔗糖 • >10%时，转化糖>蔗糖 • <10%时，转化糖<蔗糖 • 糖的甜度与温度有关： • 50℃ 时，5%、10%浓度，果糖=蔗糖 • <50℃时，5%、10%浓度，果糖>蔗糖 • >50 ℃时，5%、10%浓度，果糖<蔗糖 • 糖的甜度的纯正（即糖的风味） • 2.糖的溶解度与结晶 • 糖的溶解度
• 人参流浸膏：人参1千克→切碎→加水15千克→加 热慢慢浓缩至10千克→过滤→一次滤液；渣子→加 水10千克→慢慢浓缩至5千克→过滤，滤液与一次 滤液混合→补加60度白酒5千克→成品（密封保存 备用） • 当归、首乌、枸杞子、五味子、益母、川芎等的流 浸膏：各用90度脱臭酒精4~5倍量，浸泡一个月后 使用。
• （2）含纤维素较多，属于根类的原料，用0.4~2% 的明矾水溶液浸泡10~16小时。 • （如用石灰水浸泡，则果肉粗糙，由木质感） • （3）生产糖冬瓜条时，用8%石灰水浸泡8~12小时。 • （4）对含单宁成分较多的原料，则用低浓度的亚 硫酸氢钙溶液浸泡 • 注意事项 • （1）浸泡时间：视切分厚薄、大小而定，以浸泡 至中心为止。可用pH试纸贴至组织中心断面上， 若试纸全部变为蓝色，表示已浸泡到中心部位。 • （2）使用前应用清水充分浸泡、漂洗。 • 2.护色处理
食品工艺学习题分章及答案
食品工艺学习题分章及答案第一章绪论一、填空题1、食品腐败变质常常由微生物、酶的作用、物理化学因素引起。
2、食品的质量因素包括感官特性、营养质量、卫生质量和耐储藏性。
第二章食品的低温保藏一、名词解释1.冷害——在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍。
2.冷藏干耗（缩）：食品在冷藏时，由于温湿度差而发生表面水分蒸发。
3.最大冰晶生成带：指-1～-4℃的温度范围内，大部分的食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。
二、填空题1.影响冻结食品储藏期和质量的主要因素有储藏温度、空气相对湿度和空气流速。
2.食品冷藏温度一般是-1～8℃，冻藏温度一般是-12～-23℃，-18℃最佳。
三、判断题1.最大冰晶生成带指-1～-4℃的温度范围。
（√）2.冷却率因素主要是用来校正由于各种食品的冷耗量不同而引起设备热负荷分布不匀的一个系数。
（×）3.在-18℃，食品中的水分全部冻结，因此食品的保存期长（×）原理：低温可抑制微生物生长和酶的活性，所以食品的保存期长。
4.相同温湿度下，氧气含量低，果蔬的呼吸强度小，因此果蔬气调保藏时，氧气含量控制的越低越好。
（×）原理：水果种类或品种不同，其对温度、相对湿度和气体成分要求不同。
如氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料中毒。
5.冷库中空气流动速度越大，库内温度越均匀，越有利于产品质量的保持。
（×）原理：空气的流速越大，食品和空气间的蒸汽压差就随之而增大，食品水分的蒸发率也就相应增大，从而可能引起食品干缩。
四、问答题1.试问食品冷冻保藏的基本原理。
答：微生物（细菌、酵母和霉菌）的生长繁殖和食品内固有酶的活动常是导致食品腐败变质的主要原因。
食品冷冻保藏就是利用低温控制微生物生长繁殖和酶的活动，以便阻止或延缓食品腐败变质。
2.影响微生物低温致死的因素有哪些答：（1）温度的高低（2）降温速度（3）结合状态和过冷状态（4）介质（5）贮存期（6）交替冻结和解冻3.请分类列举常用的冻结方法（装置）答：分为两大类：一、缓冻方法（空气冻结法中的一种）二、速冻方法具体速冻又分为：a.吹风冻结（鼓风冻结）：主要是利用低温和空气高速流动，促使食品快速散热，以达到迅速冻结的要求。
焙烤食品工艺学第三章 饼干生产工艺
参数设定： 第一温区200/250℃（膨发脱水），第二温区 200~220/220℃（定型上色），120~150℃（冷却）。总时间 为4~5分钟。 苏打饼干冷却同其他饼干。40℃左右包装。
量的奶粉、磷脂、疏松剂、香精、抗氧化剂等。 特点：油:糖比1：2~3，(油+糖)：面粉1：2~2.5。
3．用料要求 1）面粉：面粉的等级与生产设备性能有关。以往常用湿面筋小于26%的
弱粉。现在的生产设备压延比工序得到保证、冲印质量高。可采用中筋到强 力粉。保证相对较高的胀润率。配合适量淀粉调节筋力。
2）冷却注意事项 不能强冷风冷却。因内外温差过大，会使水份扩散产生过大的内应力， 而导致饼干破裂或出现裂纹。 饼干冷却时仍处在钢带上，设计时需要考虑冷却时占用的钢带长度， 一般自然冷却时，冷却区钢带要比炉内钢带长1.5倍。
三.酥性饼干的生产工艺
（一）酥性饼干生产工艺流程和配方特点
1．工艺流程 （见前图）
面粉的45%左右）和制4分钟左右。面团温度28℃左右。 于28--30℃发酵 4—6小时。过度发酵降低筋力。 （3）第二次和面和发酵
将剩余的大部分面粉和其他辅料加入第一次发酵好的面团中，调制5 分钟左右。发酵3小时左右。加水量控制在面粉的35—45%，视前期发酵 情况。前期程度越深，加水量越小。控制面团不要太软。
传动式烤炉为长隧道式，长一般为40~60米，有的达到100多米。 内部设有不同温区，一般有第一温区、第二温区、第三温区和冷却区。 可根据烤制的不同的饼干而设定不同温度。基本结构如图所示。
2）烘烤
食品工艺学3热处理
• 巴斯德的证明（Louis Pasteur）
–Pasteuris(z)ation，巴氏杀菌，常压杀菌
• 理性的进步
–开发西部 –麻省理工学院
• 新中国罐头工业
–抗美援朝 –出口换汇 –帮助农业高效发展 #
第二节 热杀菌理论 #
• 微生物的耐热性* • 食品的传热* • 杀菌强度计算及评价*
• 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。 #
d. 蛋白质
• 蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保 护作用；含量到15%以上时，对耐热性没 有影响。
• 例：将某种芽孢分别放在含有1-2%明胶 及不含明胶的pH6.9的磷酸缓冲液中，含 明胶溶液中的微生物耐热性比不加明胶 的微生物耐热性增加2倍。 #
青豆罐头 115℃杀菌处理后细菌残存率
食盐浓度%
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
细菌残存率% 15.0 37.8 86.7 73.3 75.6 78.9 40.0 13.0
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。
酸性食品与低酸性食品pH值划分的依据
• 能产生致命毒素的肉毒梭状芽孢杆菌的生长 习性。
• 该菌特点：有A、B、C、D、E、F、G七种类 型，C、D、G型不产生毒素，E、F型主要存 在于海洋湖泊环境，A、B型广泛存在于土壤 中。罐藏食品中易污染的产毒素菌型为A、B、 E。其中E型不耐热，100℃即可死亡，A、B 型较耐热。
食品工艺学(经典复习笔记)
第一、二章概论、食品的腐败变质及控制1、引起食品腐败变质的主要因素(生物学因素、化学因素、物理因素)及其特性，相应的例子？生物学因素：微生物、害虫和口齿齿动物（1）微生物引起食品变质特点：食品种类不同，引起变质的微生物种类不同；变质快慢程度不同；有的微生物在使食品成品发生变化的同时产生毒素例子细菌分解食物中蛋白质和氨基酸，产生恶臭或异味；酵母菌在含谈水化合物较多的食品中容易生长发育；霉菌在富含淀粉和糖的食品容易滋生（2）害虫引起食品变质特点：是某些食品储藏损耗加大的直接原因；鼠泪对食品，包括食品及包装物品均有危害例子甲虫类、蛾类、蟑螂类、螨类、鼠类化学因素：酶、非酶褐变、氧化作用、与包装容器发生电化学反应（1）酶作用引起的食品变质：主要表现在食品色、香、味、质地的变劣例子氧化酶类使苹果果实剥皮或切分后出现褐变；脂肪酶引起牛奶、奶油、干果类等含脂肪食品产生酸败臭味及变色；果胶酶引起果实的软化（2）非酶褐变引起食品变质：褐变一般由于加热及长期的储藏而发生例子美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化反应（常见于柑橘汁储藏）（3）氧化反应引起食品变质：含油脂食品在储藏初期逐渐吸收氧，至某一阶段氧化迅速进行生成醛、醇、酮等而产生异臭味，同时黏度增加色泽变劣；脂肪的氧化受温度、光线、金属离子、氧气、水分等影响，及时在低温条件下，也难以抑制反应进行；脂肪酸不饱和度增加，易氧化程度增大例子脂肪的氧化使食品产生酸败臭味及变色；含酸量高果汁使马口铁罐内壁的锡溶出；含花青素的食品与金属罐壁的锡、铁反应，颜色从紫红色变成褐色；甜玉米等加热杀菌时产生硫化物，常与铁、锡反应产生紫黑色或黑色的变色；单宁物质含量较多的果蔬，也易与金属罐壁起反应而变色物理因素：温度、水分、光、其他（环境气体成分、原料损伤等）特点：物理因素是诱发和促进食品发生化学反应及微生物活动而引起变质的原因2、食品保藏的基本原理与保藏技术的四大类：（维持最低生命活动、抑制微生物活动和酶的活性、运用发酵原理、无菌原理），相应的例子？无生机原理—无菌原理—加热、辐射、过滤、罐头保藏方法假死原理—抑制微生物和酶活性—低温、减低水分活性、防腐剂、干制保藏方法不完全生机原理—发酵原理—乳酸发酵、腌渍保藏方法完全生机原理—维持食品最低生命活动—低温保藏方法3、微生物的控制途径、栅栏因子微生物控制途径：加热/冷却、控制水分活度、控制渗透压、控制pH、使用添加剂、辐照、微生物发酵、改变包装气体组成、烟熏栅栏因子：F（高温）、t（低温冷藏）、Aw（降低水分活度）、pH（酸化）、Eh（降低氧化还原电位）、Pres（各种防腐剂及杀菌剂）、cf（应用乳酸菌等竞争性微生物）4、酶活性的控制钝化酶活性——热烫；减少氧气——盐溶液浸泡、亚硫酸盐处理等；控制pH；控制水分活度第三章食品的干藏水分活度的概念:水分活度对微生物、酶活动的影响，水分活度与食品保藏性的关系。
食品工艺学 第3章 食品的热处理和杀菌(1)
商业杀菌（ 商业杀菌（ Commercial Sterilization） ）
将病原菌、 将病原菌、产毒菌及造成食品腐败的微生物杀 死，食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 在常温无冷藏状况的商业贮运过程中， 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， 的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热 处理方法称为商业杀菌法。 处理方法称为商业杀菌法。商业杀菌一般又简 称为杀菌
（2）污染量
原始活菌数(初菌数） 原始活菌数(初菌数） •原始菌数愈多，全部死亡所需要的时间愈 原始菌数愈多， 原始菌数愈多 长。 •原始菌数愈高，腐败菌全部死亡时间也随 原始菌数愈高， 原始菌数愈高 之而增长。 之而增长。
菌种、 菌种、菌数与污染源有关
原料来源 原料新鲜度 加工处理过程的合理性 车间个人卫生
（4）热处理时介质或食品成分的影响
热处理时影响微生物耐热性的环境条件有： 热处理时影响微生物耐热性的环境条件有：
pH值和缓冲介质 pH值和缓冲介质 离子环境 水分活性 其他介质成分
①
食品pH值 食品pH值
100 杀菌时间 杀菌时间(min) 10 1 0.1 杀菌温度℃ pH3.5 pH4.5 pH5-7
酸度 低酸性
pH值 值 > 5.0
食品种类 虾、蟹、贝类、禽、 贝类、 牛肉、猪肉、火腿、 牛肉、猪肉、火腿、 羊肉、蘑菇、 羊肉、蘑菇、青豆
常见腐败菌
杀菌要求、 嗜热菌、嗜 温厌氧菌、 温厌氧菌、 嗜温兼性厌 蔬菜肉类混合制品、 中酸性 4.6~5. 蔬菜肉类混合制品、 氧菌 0 汤类、面条、 汤类、面条、无花果 酸性 3.7~4. 荔枝、龙眼、樱桃、 非芽孢耐酸 荔枝、龙眼、樱桃、 6 苹果、枇杷、草莓、 苹果、枇杷、草莓、 菌、耐酸芽 番茄酱、 孢菌 番茄酱、各类果汁 < 3.7 菠萝、 酵母、 菠萝、杏、葡萄、柠 酵母、霉菌 葡萄、 果酱、果冻、 檬、果酱、果冻、酸 泡菜、 泡菜、柠檬汁等
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Safety vs. Quality
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第一节 热处理原理
影响微生物耐热性的因素
①微生物的种类和数量
种类
数量
② 热处理温度
③罐内食品成分
pH、脂肪、糖、蛋白质、盐、植物杀菌素
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100
±¾ ±¼ Ö Ó É ú Ê ä (·Ö )
10 1 0.1
pH3.5
pH4.5
酸度 • 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 • 因此人们在加工一些 蔬菜和汤类时常常添 加酸，适当提高内容 物酸度，以降低杀菌 温度和时间，保存食 ±¾ Â È æ Éúζ¡ 品品质和风味。
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
高温杀菌 105~121℃
沸水或100℃ 以下介质中 杀菌
高酸性
3.7以下
菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、 酵母、霉 果冻、酸泡菜、柠檬汁、酸渍 菌、酶 食品等
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微生物的耐热性
微生物耐热性参数
①热力致死温度
将某特定容器内一定量食品中的微生物全部杀死 所需要的最低温度。 最古老的概念，现在仅在一般性场合使用，在作 定量处理时已不使用。
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微生物耐热性参数
② 热力致死时间曲线 （TDT曲线）
热致死时间(分钟)
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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
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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。
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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
单位容积残存活菌数 104 103 102
3D
4D 5D 6D 7D 8D
101
100 10-1 10-2 10-3 10-4
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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，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101，即1/10活10/100，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。
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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。
1000
î ú Ð æ ý » ¾ ² ´ Ê
100 10 1 0 20 40 È ´ À Ê ä (·Ö ) ¦ í ±¼ Ö Ó 90¡ æ 84¡ æ 80¡ æ 60
图3-3 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
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微生物的耐热性
热杀菌食品的PH分类
PH ≤4.6 PH ＞4.6 酸性
低酸性
任何工业生产的罐头食品中其最 后平衡pH值高于4.6及水分活度 大于0.85即为低酸性食品。
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罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。 肉毒杆菌有A、B、C、D、E、F六种类型，食品中常见 的有A、B、E三种。其中A、B类型芽孢的耐酸性较E型 强。 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%。 肉毒杆菌为抗热厌氧土壤菌，广泛分布于自然界中，主 要来自土壤，故存在于原料中的可能性很大。 罐头内的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜，因此 罐头杀菌时破坏它的芽孢为最低的要求。 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值成为两类食品分界的标 准线。
图 仿热力致死时间曲线
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t1 T2-T1 Log — = ———— 若T2=121.1℃，则t2=F t2 Z 假定T1温度下的D值已知，则，t1= nD 则D、F、Z值之间的关系可以通过下式转换。 nD 121-T F Log —— = ———— 或 D = —×10 （121-T）/Z F的pH值
罐头食品 pH值 平均 苹果 杏 红酸樱桃 葡萄汁 橙汁 酸渍黄瓜 菠萝汁 番茄 3.4 3.6 3.5 3.2 3.7 3.9 3.5 4.3 最低 3.2 3.2 3.3 2.9 3.5 3.5 3.4 4.6 最高 3.7 4.2 3.8 3.7 4.0 4.3 3.5 4.6 番茄汁 罐头食品 pH值 平均 4.3 最低 4.1 5.4 5.2 5.0 5.8 5.9 5.4 5.1 最高 4.4 5.6 5.7 6.0 5.9 6.5 5.6 5.9
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食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽孢杆菌 在pH低于3.7时仍能生长，因此pH3.7就成为这两类食 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 得多。 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 加热的主要问题。例如酸黄瓜罐头杀菌就是这样。
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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。
D
D
D
D
D
热力致死速率曲线
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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。
t1 T2 T1 lg t2 Z
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微生物耐热性参数
③ F0值：
单位为min，是采用121.1℃杀菌温度时的热力致死时间。 F0值越大，菌的耐热性越强。
T 121 .1 F0 t lg Z
1
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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，因此巴 氏杀菌产品没有在常温下保存期限的要求。 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。
芦笋（绿） 5.5 青刀豆 黄豆猪肉 蘑 菇 青豆 马铃薯 菠菜 5.4 5.6 5.8 6.2 5.5 5.4
表3-2 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
5.0以上
中酸性 酸性
4.6~5.0 3.7~4.6
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 蔬菜肉类混合制品、汤类、面 兼性厌氧 菌 条、沙司、无花果
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这样，已知T温度下的D值，Z值，再针对罐头 产品需要确定n值后，就可计算得到相应的F值。 n值并非固定不变，要根据工厂和食品的原始 菌数或着污染菌的重要程度而定。 比如在美国，对肉毒杆菌，要求n=12，对生芽 梭状芽孢杆菌，n=5。
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
¿ Á ý ¿ ß ý Ã º É Ñ æ Ê
100
D
10 0 1 2 3 4 5 Ó ±ä ¨Ö © ¼ È Ê ¼ £ ·£
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仿热力致死时间曲线
1000
100
µ Ö Ó DÖ (·Ö )
纵坐标为D对数值， 横坐标为加热温度， 加热温度与其对应 的D对数值呈直线 关系。
Z
10
1 95 100 105 110 115 120 125 Ó Â È æ ¼ È Î ¶ (¡ )
微生物耐热性参数
④ Z值：
1000
热致死时间(分钟)
Z值是热力致死时间变化10倍 所需要相应改变的温度数
Z值越大，微生物
100
的耐热性越强。
10
Z
1 95 100 105 110 115 120 125 杀菌温度(℃)
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10000
⑤ 热力致死速率曲线：
pH5-7
图3-1 加热介质pH对芽孢耐热性的影响
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100
±¾ ±¼ Ö Ó É ú Ê ä (·Ö )
10 1 0.1 ±¾ Â È æ É ú Î ¶ ¡ Î Ì Þ Ç 10%Õ Ì á Ç