罐头食品的杀菌

商业杀菌法(commercial sterilzation)： 指罐头食品经过杀菌处理后，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商业灭菌法。
接受过商业灭菌处理的产品，处于“商业无菌” 状态。
超高温瞬时杀菌的工艺条件控制要求严格，稍有偏差就会 对食品的品质或杀菌效果产生严重影响；
选用超高温瞬时杀菌工艺要注意钝化酶的活性，并与无菌 灌装配合使用才能取得明显的效果；
应用：
牛奶、果汁、饮料、豆浆、酒类等流动性好的食品的杀菌。
板式超高温瞬时杀菌机
高温短时杀菌必须保证罐内食品流动性良好，包装容器最 好是传热性能好的金属罐或蒸煮袋；
5.5.1比奇洛（Bigelow）基本推算法 该法的关键是先找出罐头食品的传热曲线与
各温度下微生物热力致死时间的关系。
部分杀菌量（部分杀菌效率值）： 若罐头食品内的杀菌对象菌在某温度下的热力致
死时间为τ分钟，对象菌在该温度下实际经历的时间 为t分钟，则在该温度下完成的杀菌效率值为t/τ， 称为部分杀菌量，以Ai表示，则
10′－23′－10′ 121℃
时间(min) 0 3 6 9 12 15
罐内中心温度(℃) 47.9 84.5 104.7 119 120 121
致死率L 0 0
0.023 0.6309 0.784
源自文库1.0
时间(min) 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45
罐内中心温度(℃) 121 121.2 121 120 120.5 121 115 108 99 45
致死率Lm 1.0 1.049 1.0 0.7943 0.891 1.0
0.2512 0.0501 0.0063
0
F ＝ Δτ∑Lm n ＝ Δτ〔Lm1 ＋Lm2 ＋Lm2＋……＋ Lmn〕 ＝3×（0+0+0.023+0.6309+0.7843+1+1+1.049+1 +0.7943+0.891+1+0.2512+0.0501+0.0063+0) ＝3×8.4904 = 25.5(min)
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。
在低酸性食品中还存在有比肉毒杆菌更耐热的厌 氧腐败菌如P.A.3679生芽孢梭状芽孢杆菌的菌株，它 并不产生毒素，常被选为低酸性罐头食品杀菌的对象 菌。这样确定的杀菌工艺条件显然将进一步提高罐头 杀菌的可靠性。
F = 25.5 min> F安= 24.92min 该杀菌公式合理
5.5罐头杀菌时间及F值的计算
确定杀菌F值的一般步骤： A、确定常引起该罐头食品变质的微生物种类； B、确定微生物的耐热性(Z值、D值)； C、根据式 F＝D（lga – lgb）计算出安全F值； D、测定罐头在实际杀菌过程中的罐头中心温度，再根 据中心温度计算出实际杀菌F值，并与安全F值进行比 较，判断实际杀菌工艺条件的合理性，从而罐头的确定 杀菌时间。
3.9 3.5 4.3 青豆
6.2 5.9 6.5
3.5 3.4 3.5 马铃薯
5.5 5.4 5.6
4.3 4.6 4.6 菠菜
5.4 5.1 5.9
罐头食品按照酸度的分类
酸度 级别
低酸性
中酸性
pH值 5.0以上
4.6~5.0
食品种类
虾、蟹、贝类、禽、牛肉、 猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、 青豆、青刀豆、笋 蔬菜肉类混合制品、汤类、 面条、沙司制品、无花果
杀菌对象菌的选择
酸性罐头食品：杀菌对象菌是普通细菌，杀菌温度 为100℃以下（常压杀菌）。
低酸性罐头食品：杀菌对象菌是肉毒梭状芽孢杆菌 或P.A.3679（生芽孢梭状芽孢杆菌），杀菌温 度为100℃以上（加压杀菌） 。
杀菌对象菌选择的原因：
A. 肉毒梭状芽孢杆菌在自然界中分布广泛，罐头食品 加工的原料受到污染的机会大； B. 肉毒梭状芽孢杆菌厌氧不耐酸，在pH＞4.6的罐藏 环境中能够进行生长，在pH＜4.6的环境中不能生长； C.肉毒梭状芽孢杆菌生长时会产生致命的外毒素； D.肉毒梭状芽孢杆菌的耐热性很强 。
沸水或100℃ 以下介质中 杀菌
对于大多数水果罐头和部分蔬菜罐头，pH＜4.6， 属于酸性罐头食品；对肉类罐头、禽类罐头、水产类 罐头和大部分蔬菜罐头，pH＞4.6，属于低酸性罐头 食品。
低酸性罐头食品加酸后，若最后平衡时pH＜ 4.6，则转化为酸性罐头食品，杀菌强度可相应降 低，但是酸的添加以不影响成品的风味为前提。
5.5.2鲍尔公式推算法 根据半对数传热曲线，某一杀菌温度时杀
菌加热时间 B=fhlg（IJ/g）
5.6罐头食品杀菌的工艺条件
对于常压杀菌，杀菌的工艺条件通常用温度、 时间表示。
如200mL玻璃瓶装橙汁饮料的杀菌条件是 100 ℃、20min。
425g装马口铁罐糖水菠萝罐头的杀菌条件是 100 ℃、30min。
同一F实值，可以有不同的温度时间组合，一般有 超高温瞬时、高温短时或低温长时的杀菌工艺条件。 到底选用什么样的温度时间组合
如
牛奶加工技术发展的三个阶段
第一阶段：低温长时间杀菌，即牛乳在65℃保持10-15min； 第二阶段：高温短时间杀菌(巴氏灭菌)，将生奶加热到75℃至
80℃保持15-20S，达到杀死致病微生物，但是并不能完全杀菌， 仍然要保留部分菌群，它的缺点是只能低温保存，保存时间只 有10d左右。
对于低酸性罐头食品，杀菌对象菌为肉毒杆菌或 P.A.3679，Z=10℃，t0＝ 121℃，则
Lm=L=10[（tm—121）/10] 或lg Lm = （tm—121）/10
tm =121℃，则Lm=1； 当 tm＜121℃，则Lm＜1；
tm＞121℃，则Lm＞1。
在一个很小的时间间隔内，罐头的中心温度可以看
与τ=D（lga—lgb）相似。
5.4罐头在实际杀菌条件下F值的计算
由lgτ/ F=（t0—tm）/ Z得
F=τ10（tm—t0）/ Z
设Lm=L=10（tm—t0）/ Z ， 则F=τLm
τ——罐头中心温度tm下的加热致死时间； Lm——罐头中心温度tm下微生物的致死率，表示各个温度下的 杀菌效率换算系数，即罐头在温度tm下的杀菌效率值相当于在 标准杀菌温度121℃下的杀菌效率值的倍数。
成是恒定的，对应的微小杀菌值为
dF= d（τLm）= Lmdτ F =∫τO Lmdτ =Δτ（Lm1+ Lm2 +… +Lm n） =Δτ∑Lm n，n=1，2，3，…
F＞F安，说明杀菌过度；
若
F＝F安，说明杀菌合适
F＜F安，说明杀菌不足。
例：已知嗜热脂肪芽孢杆菌的D121℃＝4.0（min），现生 产一批425g蘑菇罐头，在杀菌前罐头内容物含有的嗜热 脂肪芽孢杆菌不超过2个/g，要求经121℃杀菌后，允许 的腐败率为万分之五以下。试计算在121℃杀菌时所需 的安全F值和实际F值。（杀菌规程为 10’—23’—10’/121.1℃，罐头的传热数据如表）
解：已知：D121℃＝4.0(min) a＝425×2＝850（个/罐） b＝5/10000＝5×10-4
根据式 F安＝D121℃（lga – lgb） ＝4×（lg850-lg5×10-4） ＝4 ×（2.9294－0.699＋4） ＝ 24.92(min)
实际杀菌的F值计算 根据罐头的杀菌公式
对于加压杀菌，杀菌工艺条件包括温度、时
间、反压等，可用杀菌规程（公式）表示：
τ1—τ2 —τ3
P
t
τ1——升温时间（min） τ2——杀菌时间（min）
τ3——冷却时间（降温时间，min）
t——杀菌温度（℃）
P——反压冷却的反压力（kPa）
反压力的确定； P—P锅＜△P允，无需反压冷却 P—P锅≥△P允，要进行反压冷却 P——杀菌结束开始冷却时的罐内压力
5.2罐头食品的分类
高酸性罐头食品： pH＜3.7 酸性罐头食品： pH＜4.6 中酸性罐头食品： pH＜5.0 低酸性罐头食品： pH＞5.0
酸性罐头食品：pH＜4.6 低酸性罐头食品：pH＞4.6
各种常见罐头食品的pH值
罐头食品
苹果 杏 红酸樱桃 葡萄汁 橙汁 酸渍黄瓜 菠萝汁 番茄
pH值
罐头食品
总杀菌量（总杀菌效率值）： A=A1+A2+…+An=∑Ai
A＞1，杀菌强度太大，浪费能源，降低食品品质和设
备利用率；
A＝1，杀菌强度刚好合适；
A＜1，杀菌强度不足。
由A＝1
合理的杀菌时间
图解法：
确定罐头的杀菌对象菌；
测定罐头的中心温度传热曲线
由热力致死时间曲线查定各致死时间，计算
致死率(1/τ)；
常见 腐败菌
嗜热菌、 嗜温厌氧 菌、嗜温 兼性厌氧 菌
酸性
3.7~4.6
荔枝、龙眼、桃、樱桃、李、 非芽孢耐 苹果、枇杷、梨、草莓、番 酸菌、耐 茄、什锦水果、番茄酱、各 酸芽孢菌 类果汁
菠萝、杏、葡萄、柠檬、果 酵母、霉
高酸性 3.7以下 酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁、 菌、酶
热力杀菌 要求
高温杀菌 105~121℃
5 罐头食品的杀菌
5.1罐头食品的杀菌目的
A.完成杀菌任务即杀死微生物； B.钝化酶的活性； C.尽可能保持食品原有品质； D.煮熟某些食品，增加肉品的风味。
凡能导致罐头食品腐败变质的各种微生物都称为 腐败菌。
事实表明，罐头食品的种类不同，罐头内出现的 腐败菌种类不同。
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。
3.温度升高，各种化学反应速度加快，食品品质快速 下降；金属罐内壁的腐蚀速度加快；
4.温度升高，微生物死亡速度的增加远大于化学反应 速度的增加；
5.高温短时的杀菌工艺有利于微生物的死亡和提高食 品品质，应优先选用。（Q10微生物约为10，化学反 应＝2～4。）
超高温瞬时的杀菌工艺主要用于流动性好的食品装罐前的 杀菌；
以致死率为纵坐标、加热时间为横坐标作致
死率曲线图；图3-18
A＝1
加热时间即为所求，图3-19。
近似计算法：
根据加热时间间隔，把致死率曲线相应地分成若干 个区间，每个区间包含的面积就是该区间的杀菌率值， 将各区间的面积相加得到总杀菌率值。
Ai，n=[(Li，n+Li，n+1)/2]△τi，n A=∑Ai，n，n=1，2， …， n
①罐头要先预热至70℃左右再入杀菌锅杀菌，以免罐头进入 杀菌锅时水温降低过多，升温时间延长；
②对于玻璃罐头，若入水时温差超过60℃会发生破裂；
③杀菌时罐头应始终保持在水面下10~15cm，温度稳定， 保证所有罐头受热均匀；
④杀菌结束后可根据需要在锅内或锅外的水槽冷却，玻璃瓶 罐头要分段冷却。
⑤杀菌温度低于100℃，只适用于酸性罐头食品的杀菌。
在低酸性食品中尚有抗热性更强的平酸菌如嗜热 脂肪芽孢杆菌存在，它需要更高的杀菌工艺条件才会 完全遭到破坏。
中酸性罐头食品的杀菌强度要求与低酸性罐头食 品的要求相同，因此它也被并入低酸性食品一类。
5.3罐头食品安全杀菌值的计算
F安=D（lga—lgb）
a——罐头杀菌前对象菌的数量； b——罐头的允许腐败率（按原轻工部对各类成品 罐头合格率的要求而定）。
pH值
平均 最低 最高
平均 最低 最高
3.4 3.2 3.7 番茄汁
4.3 4.1 4.4
3.6 3.2 4.2 芦笋（绿） 5.5 5.4 5.6
3.5 3.3 3.8 青刀豆
5.4 5.2 5.7
3.2 2.9 3.7 黄豆猪肉 5.6 5.0 6.0
3.7 3.5 4.0 蘑 菇
5.8 5.8 5.9
第三阶段：超高温瞬时杀菌(UHT)：将牛奶加热至137℃，仅
保持4S便迅速降至常温，然后在无菌条件下，用六层纸铝塑复 合无菌材料灌装、封盒而成，可以长时间保存。
杀菌工艺条件的确定：
1.温度升高，微生物的死亡速率大大加快，需要的加 热时间相应大大缩短；
2.温度升高，酶的活性钝化速率大大加快，需要的加 热时间短；
导热传热型罐头食品、玻璃容器包装的罐头食品不适宜采 用高温短时杀菌工艺。
5.7罐头食品常用的杀菌方法
5.7.1常压杀菌 杀菌温度≤100℃，用于酸性罐头食品的杀菌，
有间歇式和连续式之分。
对于间歇式，先在杀菌容器内注水，保证罐头 在杀菌过程中始终全部浸没，通蒸气入水中待水沸 腾后加入罐头铁笼，当水温再次达到预定温度开始 计时，按照要求控制罐头的杀菌时间，杀菌结束， 将罐头进行冷却，操作时需要注意：