第三章+食品的热处理和杀菌sj
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3第三章 食品的热处理和杀菌解析
FOOD TECHNOLOGY
③ 按罐藏容器分类
金属罐罐头 玻璃罐罐头 软包装罐头
FOOD TECHNOLOGY
4. 罐头食品制造需符合的两个条件
食品必须在不透气的容器内密封，以防止产品杀 菌后再受到污染。 食物必须在一定的温度下加热一段时间，使产品 达到商业无菌的要求。
实现商业灭菌的三条途径
5. 中国罐头食品工业现状
20世纪50年代开始起步 20世纪80年代稳定发展
20世纪90年代全面调整
21世纪初开始快速发展
FOOD TECHNOLOGY
中国罐头工业十强企业：
上海梅林罐头食品有限公司 厦门罐头厂 浙江黄岩罐头食品集团 宁波五洲星集团 广州鹰金钱集团 山东九发食用菌股份有限公司 福建紫山集团 厦门银鹭集团 新疆屯河投资股份有限公司 河北理想企业集团
FOOD TECHNOLOGY
3. 罐头食品的分类
① 按罐藏原料分类
肉类罐头 禽类罐头 水产类罐头 水果类罐头 蔬菜类罐头 其他类罐头
FOOD TECHNOLOGY
② 按加工方法分类
清蒸类：以保存原有食品的色香味为主，只加少量调料。 调味类：装罐后加入调味汤汁，体现调味汁的风味。 油浸类：装罐后加入油脂，油脂加入量较大。 糖水类：糖浓度相对较低，一般在14%-18%。 糖浆类：固形物块状、糖浓度相对较高，达60%-70%。 果酱类：物料呈酱体，糖浓度达60%-70%以上。 果汁类：以水果或蔬菜汁为原料加工而成。 什锦类：原料多样化。
第二节 热加工原理 一．罐头食品的腐败及腐败菌
FOOD TECHNOLOGY
食品腐败：食品在微生物的作用下，食品的感官品质、 营养品质甚至卫生安全品质等发生不良变化，而丧失 其可食性的现象。 腐败菌：导致食品腐败变质的各种微生物。
第三章食品的热处理和杀菌
食品，使其 pＨ值≤ 4.6，水分活度＞ 0.85
如：水果罐头等
（三）微生物的耐热性参数
1. 热力致死温度
已不再使用
细菌：用温度和时间杀死你们，哈哈哈！
2. 热力致死时间曲线（TDT曲线）
Z值 F0值
热力致死时间曲线 （thermal death time curve, TDT）
将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。
肉毒杆菌的应用——除皱美容
低酸性转化为酸性食品？
水果蔬菜罐头
加酸
酸化食品
FDA对低酸性食品和酸化食品的判定
低酸性食品罐头类。所谓“低酸性罐头”是指 pＨ值＞ 4.6，水分活度＞ 0.85
如：多数蔬菜、蘑菇、金枪鱼、椰汁等罐头食品。 酸化食品类。酸化食品指在低酸性食品中加入酸或酸性
Z
2 1 lg 10t2 lg t2
Z
2
2
1
1
Z 2 1
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。
z 2 1
1 （ θ1 , t1)
z
2 （ θ2 , t2)
2.7
关于Z值
Z值是温度差，单位是℃（℉） Z值是衡量温度变化时微生物死亡速率变化的一个尺度 对于低酸食品中的微生物，一般取Z=10 ℃ 对于酸性食品中的微生物，采取≤100 ℃杀菌的，一般
1 （ θ1, t1 ) 2 （θ2 , t2)
lgt2 lgt1 k( 2 1)
t1﹥t2 , θ2﹥ θ1
lg t1 lg t2 k( 2 1)
lg t1 lg t2 k( 2 1)
如：水果罐头等
（三）微生物的耐热性参数
1. 热力致死温度
已不再使用
细菌：用温度和时间杀死你们，哈哈哈！
2. 热力致死时间曲线（TDT曲线）
Z值 F0值
热力致死时间曲线 （thermal death time curve, TDT）
将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。
肉毒杆菌的应用——除皱美容
低酸性转化为酸性食品？
水果蔬菜罐头
加酸
酸化食品
FDA对低酸性食品和酸化食品的判定
低酸性食品罐头类。所谓“低酸性罐头”是指 pＨ值＞ 4.6，水分活度＞ 0.85
如：多数蔬菜、蘑菇、金枪鱼、椰汁等罐头食品。 酸化食品类。酸化食品指在低酸性食品中加入酸或酸性
Z
2 1 lg 10t2 lg t2
Z
2
2
1
1
Z 2 1
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。
z 2 1
1 （ θ1 , t1)
z
2 （ θ2 , t2)
2.7
关于Z值
Z值是温度差，单位是℃（℉） Z值是衡量温度变化时微生物死亡速率变化的一个尺度 对于低酸食品中的微生物，一般取Z=10 ℃ 对于酸性食品中的微生物，采取≤100 ℃杀菌的，一般
1 （ θ1, t1 ) 2 （θ2 , t2)
lgt2 lgt1 k( 2 1)
t1﹥t2 , θ2﹥ θ1
lg t1 lg t2 k( 2 1)
lg t1 lg t2 k( 2 1)
第三章食品热处理和杀菌
方法：罐头中心温度测定仪
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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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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。
33
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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
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一、概述
1.热处理的作用：
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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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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
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一、概述
1.热处理的作用：
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
食品的热处理和杀菌
腐败特征
低 嗜 嗜热脂肪芽孢杆菌
平盖酸败
酸 热 嗜热解糖梭状芽孢杆菌
产酸产气
性 菌 致黑梭状芽孢杆菌
致黑硫臭
食 嗜 肉毒杆菌 A、B 品 温 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697)
菌
产酸产气产毒 产酸产气
酸 嗜 凝结芽孢杆菌
平盖酸败
性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌
产酸产气
食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌
产酸产气
品
D121℃ = 5
图5
设原始菌数为a，经过一段热处理时间t后， 残存菌数为b ，直线的斜率为k，
则： lg b – lg a= k ( t – 0 ) ∵ a＞b
整理上式得 t＝﹣1／k(lg a－lg b)
令D ＝ ﹣1／k 则得到热力致死速率曲 线方程
t＝ D (lg a－lg b)
令b＝ a10-1 则D=t
(Thermal Death Time Curve,TDT)
表示微生物的热力致死时间(TDT)随热杀菌 温度的变化而呈现的规律。图7
图7 热力致死时间曲线
设直线的斜率为k，取曲线上任意两点
1（TDT1,T1）、2 (TDT2,T2)
则： log TDT2– log TDT1 = k (T2– T1 ) 若 T2 ＞ T1
（一）加热对微生物的影响 1. 微生物的生长温度
微生物的最适生长温度
温度高于微生物的最适生长温度时，微生物的生 长就会受到抑制甚至出现死亡现象。
微生物的最适生长温度与热致死温度（℃）
微生物
最低生长温度
最适生长温度
嗜热菌
30 --- 45
50---70
嗜温菌
5 --- 15
30---45
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__食品的热处理和杀菌技术分析
6D
7D 8D
10-2
10-3 10-4
食品保藏原理
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。
不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
食品保藏原理
热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
平酸菌 芽孢全 部死亡 所需时 间/min 1200 600 平酸菌 芽孢全 部死亡 所需时 间/min 70 19 平酸菌 芽孢全 部死亡 所需时 间/min 3 1
温度/ ℃
温度 /℃
温度/℃
100 105
二、热烫的目的 首要目标：钝化酶、稳定产品性质；其次 是减少M。
食品保藏原理
二、影响热烫效果的因素包括：
热烫时间 热烫温度、介质 及时冷却 Ph值
第三节 食品的罐藏
食品保藏原理
何为食品罐藏？特点？ 两个要素：容器的密封性和商业无菌 发展历史： 1806-1810年诞生了世界上第一批罐头食品 1810年发明了镀锡薄板罐 1849创办第一个罐头工厂 1847年发明高压杀菌锅 我国的罐头工业创建于1906年
1000
Ó ) Ö Ö ä (· ±¼ Ó È Ê ú ¼ ±¾ É
100
10
Z
1 95 100 105 110 115 120 125 ±¾ É ú Î Â ¶ È (¡ æ )
热力致死时间曲线
食品的热处理和杀菌03
同时将热力致死速率曲线和热力致死时 间曲线联系在了一起，使得D值、Z值和F值 之间建立了相应的换算关系。
思考题： 1、低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？ 为什么？ 2、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？它 们的影响机理各是什么？ 3、D值、Z值、F0值的概念各是什么？分别表 示什么意思？
二、食品的传热 前述的所有参数（尤其是F0值）都是一 种理论杀菌时间，没有考虑到升温和降温 过程。
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。
表3-1
热处理 热烫 产品 蔬菜、水果
常用的热处理过程及效果
加工参数 预期变化 不良变化 蒸汽或热水加热 钝化酶，除氧，减菌， 营养损失、流失， 到90-100℃ 减少苦味，改变质构 色泽变化 杀灭致病菌 杀灭微生物及其孢子 色泽变化、营养 变化、感官变化 色泽变化、营养 变化、感官变化
3、传热测定 指罐头中心温度（或冷点温度）的测 定。 冷点：罐头杀菌冷却过程中，温度变化 最缓慢的点。
传导型食品罐头的冷 点在罐的几何中心 特点：传热速度较慢
传导加热型冷点位置
对流型食品罐头的 冷点在罐中心轴 上，离罐底2~4cm 处。 特点：传热速度快 对流加热型冷点位置
传热测定的目的： 了解杀菌过程中温度随时间变化曲 线，为正确制定杀菌工艺条件奠定基 础 比较杀菌锅内不同位置的升温情况， 为改进、维修设备和改进操作水平提 供技术依据 经过数据分析和处理可以判断罐头食 品的杀菌效果
冷却
后处理
排气 密封前将罐内空气尽可能除去的处理措 施，罐内真空度一般为(2.666~5.332) ×104Pa。 排气方法 热灌装法 加热排气法 蒸汽喷射排气法 真空排气法
思考题： 1、低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？ 为什么？ 2、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？它 们的影响机理各是什么？ 3、D值、Z值、F0值的概念各是什么？分别表 示什么意思？
二、食品的传热 前述的所有参数（尤其是F0值）都是一 种理论杀菌时间，没有考虑到升温和降温 过程。
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。
表3-1
热处理 热烫 产品 蔬菜、水果
常用的热处理过程及效果
加工参数 预期变化 不良变化 蒸汽或热水加热 钝化酶，除氧，减菌， 营养损失、流失， 到90-100℃ 减少苦味，改变质构 色泽变化 杀灭致病菌 杀灭微生物及其孢子 色泽变化、营养 变化、感官变化 色泽变化、营养 变化、感官变化
3、传热测定 指罐头中心温度（或冷点温度）的测 定。 冷点：罐头杀菌冷却过程中，温度变化 最缓慢的点。
传导型食品罐头的冷 点在罐的几何中心 特点：传热速度较慢
传导加热型冷点位置
对流型食品罐头的 冷点在罐中心轴 上，离罐底2~4cm 处。 特点：传热速度快 对流加热型冷点位置
传热测定的目的： 了解杀菌过程中温度随时间变化曲 线，为正确制定杀菌工艺条件奠定基 础 比较杀菌锅内不同位置的升温情况， 为改进、维修设备和改进操作水平提 供技术依据 经过数据分析和处理可以判断罐头食 品的杀菌效果
冷却
后处理
排气 密封前将罐内空气尽可能除去的处理措 施，罐内真空度一般为(2.666~5.332) ×104Pa。 排气方法 热灌装法 加热排气法 蒸汽喷射排气法 真空排气法
03第三章食品的热处理与杀菌
全卫生;可调节市场, 保证全年供应.
2020/1/5
食品罐藏的原理
• 高温杀菌消灭了有害微生物的营养体,达到商 业无菌并密封,同时应用真空技术,使可能残存 的微生物芽孢在无氧状态下无法生长,从而使 罐头内的食品保持相当长的货架寿命.
• 真空的作用还表现在可以防止因氧化作用而 引起的各种化学反应.
2020/1/5
罐头的排气
排气的目的和效果: 防止或减轻 • 罐头在高温杀菌时发生变形或损坏； • 罐内好气性细菌和霉菌的繁殖； • 罐头食品色香味的不良变化； • 维生素和其它营养成分的破坏； • 在贮藏过程中食品对罐内壁的腐蚀。
2020/1/5
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。
2020/1/5
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.
2020/1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5
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.
强弱.
2020/1/5
F值 一定温度下杀死一定浓度细菌(或芽孢)所 需要的时间.
Z值 D值按十 分之一或十倍变 化时,所相应的 加热温度的变 化.
2020/1/5
D值、F值和Z值三者之间的关系
• lg(nD/F)=(121-t)/Z • 在121℃时求得的D值乘以n就可得F值; • n的大小并非固定不变,应根据工厂卫生状况、
2020/1/5
食品罐藏的原理
• 高温杀菌消灭了有害微生物的营养体,达到商 业无菌并密封,同时应用真空技术,使可能残存 的微生物芽孢在无氧状态下无法生长,从而使 罐头内的食品保持相当长的货架寿命.
• 真空的作用还表现在可以防止因氧化作用而 引起的各种化学反应.
2020/1/5
罐头的排气
排气的目的和效果: 防止或减轻 • 罐头在高温杀菌时发生变形或损坏； • 罐内好气性细菌和霉菌的繁殖； • 罐头食品色香味的不良变化； • 维生素和其它营养成分的破坏； • 在贮藏过程中食品对罐内壁的腐蚀。
2020/1/5
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。
2020/1/5
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.
2020/1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5
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.
强弱.
2020/1/5
F值 一定温度下杀死一定浓度细菌(或芽孢)所 需要的时间.
Z值 D值按十 分之一或十倍变 化时,所相应的 加热温度的变 化.
2020/1/5
D值、F值和Z值三者之间的关系
• lg(nD/F)=(121-t)/Z • 在121℃时求得的D值乘以n就可得F值; • n的大小并非固定不变,应根据工厂卫生状况、
第三章+食品的热处理和杀菌sj
–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。
（2）污染量（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。
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。
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
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。
❖ 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4.6
且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
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。
（2）污染量（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。
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。
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
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。
❖ 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4.6
且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
第三章食品工艺学
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
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。
Safety vs. Quality
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
表3-4 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
121℃时的 杀菌时间 （分钟） 玉米菌数平盖酸坏的百分率 无糖 60个平酸菌/10 2500个平酸菌/10 克食糖 克糖
微生物的耐热性
热杀菌食品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。
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。
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和环境应和该罐头食品所含成分基本一致。
（二）热杀菌食品的pH分类
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。
D值可以根据热力致死速率曲线方程求得
t D=-------------------------log a – log b
表6 瞬间加热条件下单位时间为D时 的细菌死亡速率
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，经过5
D处理后，残存菌数为10-1，也就是10个产品
可能有9个不再有活菌存在，而1个尚有活菌 的可能。
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4.6
且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
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中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
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。
2. 热力致死速率曲线
微生物及其芽孢的热处理死亡 数是按对数规律变化的。 以物料单位值内存活细胞数或 芽孢数的对数值为纵坐标，以 热处理时间为横坐标，可得到 一条直线-热力致死速率曲线
图3-2 热力致死速率曲线
或活菌残存数曲线
热力致死速率曲线表示某一种特定的菌在特定的 条件下和特定的温度下，其总的数量随杀菌时间
表2 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
3.罐内食品成分
（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
图2 pH对芽孢耐热性的影响
（5）蛋白质 蛋白质含量在5%左右，对微生物有保 护作用
蛋白质含量在15%以上，对耐热性无
影响
（6）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
部分食品中常见腐败菌的 D 值
低 酸 性 食 品 嗜 热 菌 嗜 温 菌 酸 嗜 凝结芽孢杆菌 性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌 食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌 品 多粘芽孢杆菌 腐败菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 嗜热解糖梭状芽孢杆菌 致黑梭状芽孢杆菌 肉毒杆菌 A、B 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697) 腐败特征 平盖酸败 产酸产气 致黑硫臭 产酸产气产毒 产酸产气 平盖酸败 产酸产气 产酸产气 产酸产气 耐热性 D121=4.0-5.0 min D121=3.0-4.0 min D121=2.0-3.0 min D121=6-12 sec D121=6-40 sec D121=1-4 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec
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
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
（2）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4 糖对细菌耐热性的影响
温度下的热力致死时间用符号F0来表示，称为F0值 F0值的定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度 的细菌所需要的热力致死时间，单位为min—F0值与 原始菌种、菌数和环境条件是相关的。 F0值越大，微生物的耐热性越强
已知某种菌的F0，计算任意温度时的杀菌时间：
各种杀菌温度-时间换算成121.1℃的杀菌时间：
细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示 了不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性
实验数据显示温度每上升一个定值，所需要的
杀菌时间减少10倍，表明热力致死规律按指数 递降进行。
（1）热力致死时间曲线方程
式一：
t1 T2 T1 lg t2 Z
式二：
T1-杀菌条件1的温度；T2-杀菌条件2的温度； t1-杀菌条件1的时间；t2-杀菌条件2的时间； Z-常数
（3）盐的影响
• 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。
（4）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
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。
的延续所发生的变化
如果微生物足够多，它们不是同时死亡的，而是 随着时间的推移，死亡量逐渐增加
（1）热力致死速率曲线方程
a-原始菌数；b-残存菌数；t-处理时间
在热力致死速率曲线上，若杀菌时间足够大， 残存菌数出现负数（10-n）,说明若有10n个罐头， 可能还有一个罐中有一个微生物存活
（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
死时间曲线。
图5 热力致死时间曲线
（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
（2） Z值
Z值为热力致死时间10倍变化时相应改变的加热 温度数，单位为℃。
Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。
肉毒杆菌Z为10℃，酸性食品Z为8℃ T2-T1 Z=-------------------------log t1 – log t2
（ 3） F 0值
通常用121.1℃（国外用250℉）作为标准温度，该
（2）污染量（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
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
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
凡能导致罐头食品腐败变质的微生物都称为腐败菌
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
（1）种类
–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
–生物有抵御周围恶劣环境的本能。食品污染前腐败
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。