第三章食品热处理办法和杀菌

第三章食品的热处理与杀菌PRINCIPLESOFTHERMALPROCESSING食品的热处理保藏热处理–热烫–巴氏杀菌–高温灭菌转化热处理--蒸煮--烘烤--油炸保藏热处理热烫（1）钝化酶苹果马铃薯保藏热处理热烫（2）除氧生菜保藏热处理巴氏杀菌法(Pasteurization）在100℃以下的加热介质中的低温杀菌方法，以杀死致病菌营养细胞及无芽孢细菌，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。保藏热处理巴氏杀菌温度75-95℃例1：鲜奶63.5℃，30min;72℃～76℃,15s;85℃,10s例2：果冻85℃，20min;保藏热处理高温灭菌温度100℃，杀灭微生物及其孢子例：超高温灭菌奶135-141℃，3-4s保藏热处理的主要目的杀灭在食品正常保质期内可导致食品腐败变质的微生物钝化食品中的酶热杀菌处理的最高境界Safetyvs.Quality热杀菌处理的最高境界达到杀菌及钝化酶活性的要求尽可能使食品的质量因素少发生变化-------合理的杀菌工艺参数保藏热处理的代表产品罐头食品金属罐玻璃瓶铝箔或复合塑料薄膜罐头食品的特点可直接食用或开袋即食货架期很长风味、色泽、质构、营养成分受到影响带有加热后的蒸煮味适合于加工需要加热烧熟的食品原料一、微生物的耐热性（主要内容）－－影响微生物耐热性的因素菌株和菌种M的生理状态初始活菌数热处理温度和时间培养温度蛋白质影响微生物耐热性的因素pH值水分活度其他IP/productdevelopmentexchangesCapability/serviceexchanges脂肪微生物的耐热性盐类糖类微生物耐热性影响因素污染微生物的种类和数量热处理温度罐内食品成分1.微生物的种类细菌种类最低生长温度（℃）最适生长温度（℃）最高生长温度（℃）嗜温菌30～4050～7070～90中温性菌5～1530～4545～55低温性菌-5～525～3030～35嗜冷菌-10～-512～1515～25细菌的耐热性霉菌和酵母菌的耐热性较低产芽孢细菌＞非芽孢细菌芽孢＞营养细胞嗜热微生物＞嗜温微生物＞嗜冷微生物为什么细菌的芽孢比营养细胞更耐热？蛋白质不同不同种类的蛋白质具有不同的热凝固温度水分含量及水分活度不同（1）芽孢中的水分含量较低（2）芽孢中的水大部分为结合水微生物的污染量ABCDTime图3-1微生物的不同生长阶段耐热性2.热处理温度和时间热处理温度越高则杀菌效果越好加热时间延长，有时并不能使杀菌效果提高。杀菌时保证足够高的温度比杀菌时间更重要。11010010000204060热处理时间(分钟)活菌残存数90℃84℃80℃图3-3不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线讨论1：有人说，在食品加工过程中，不需要进行卫生控制，反正最后会杀菌的，你认为这种说法对吗？为什么？讨论2：当你去餐厅就餐时，很多餐厅都会提供茶水给顾客涮洗餐具，你觉得这样做的目的是什么？能起到杀菌的作用吗？糖类脂肪、蛋白质脂肪的存在可以增强细菌的耐热性原因：形成凝结层，妨碍水分的渗透又是热的不良导体蛋白质含量5%左右时，对微生物有保护作用，15%以上时，对耐热性没什么影响糖类的影响与其种类和浓度有关低浓度的糖类影响不大，高浓度的糖类则增强微生物的耐热性耐热性3.罐内食品成分盐类盐类对细菌耐热性的影响是可变的低浓度的食盐对微生物有保护作用，高浓度的食盐则有削弱作用耐热性3.罐内食品成分水分相同温度下湿热杀菌的效果要好过干热杀菌pH值耐热性微生物的耐热性在中性或接近中性的环境中最强。pH4.6是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品开始是低酸食品，加工后成为酸性食品。防腐剂、杀菌剂的存在会使微生物的耐热性降低其它3.罐内食品成分pH值图3-4微生物生长随pH值的变化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值不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性和高酸性。（二）热杀菌食品的pH分类酸度pH值食品种类常见腐败菌杀菌要求低酸性5.0虾、蟹、贝类、禽、牛肉、猪肉、火腿、羊肉、蘑菇、青豆嗜热菌、嗜温厌氧菌、嗜温兼性厌氧菌高温杀菌105~121℃中酸性4.6~5.0蔬菜肉类混合制品、汤类、面条、无花果酸性3.7~4.6荔枝、龙眼、樱桃、苹果、枇杷、草莓、番茄酱、各类果汁非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌沸水或100℃以下介质中杀菌高酸性3.7菠萝、杏、葡萄、柠檬、果酱、果冻、酸泡菜、柠檬汁等酵母、霉菌热杀菌食品的pH分类罐头食品的这种分类主要取决于肉毒杆菌的生长习性。pH≤4.6酸性食品pH＞4.6低酸性肉毒杆菌肉毒杆菌为嗜温厌氧细菌，广泛分布于自然界中，主要来自土壤。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强。它们在生长时能产生致命的外毒素，对人的致死率可达65%。罐头内的缺氧条件又对它的生长和产毒颇为适宜，因此罐头杀菌时以破坏它的芽孢为最低要求。pH值≤4.6时肉毒杆菌的生长受到抑制，且在干燥的环境中无法生长。故肉毒杆菌能生长的低酸性食品被划定为pH值4.6、Aw0.85。肉毒杆菌肉毒杆菌生长和产生毒素时会伴随着产气，因此印制“罐盖中心部位凸起不可食用”可预防消费者误食。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（thermaldeathtimecurve,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。以热杀菌温度θ为横坐标，以微生物全部杀灭的时间t为纵坐标，表示杀菌时间随温度的变化规律。温度每上升一个定值，所需要的杀菌时间减少10倍，将纵坐标按对数规律安排，热力致死时间曲线即为一条直线。热力致死时间曲线例：午餐肉杀菌温度与时间组合130℃保温0.129min118℃保温2.042min125℃保温0.400min112℃保温8.028min121℃保温1.023min100℃保温128.84min12（θ1,t1)（θ2,t2))(lglg1212kttt1﹥t2,θ2﹥θ1)(lglg1221ktt)(lglg1221ktt令：zk1Ztt1221lg假如：t1=10t2，亦即杀菌时间缩短到原来的1/102212lg10lgttZ1212Z12ZZ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。12zz2.712（θ1,t1)（θ2,t2)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Z=8℃Ztt1221lg（1）例1在某杀菌条件下，在121.1℃用1min恰好将对象菌全部杀灭；现改用110℃、10min处理，能否达到原定的杀菌目标？设Z=10℃加强练习题在某杀菌条件下，在121.1℃用2min恰好将对象菌全部杀灭；现改用105℃、82min处理，能否达到原定的杀菌目标？设Z=10℃F0F0值就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间——F0值与原始菌数、菌种及环境条件是相关的，F0值越大，细菌的耐热性越强。通常用121℃（国外用250F°或121.1℃）作为标准温度，为了与实际杀菌强度区别，特别记为F0值。热致死时间(min)加热温度(℃)100115110120105125130Z(121.1,F0)(T,TDT)ZL121lg标准温度θ0=121℃时；与之对应的致死时间为F0（2）3.热力致死速率曲线热力致死速率曲线表示某一特定菌在特定的条件和特定的温度下，其总的数量随杀菌时间的延续所发生的变化。热力致死速率曲线活菌残存数曲线/热力致死速率曲线．．(t1,lga)(t2,lgb))0(lglgtkaba﹥b)lg(lg1bakt令：Dk1)lg(lgbaDt（3）D值：表示在特定的环境中和特定的温度条件下，杀灭90%特定的微生物所需要的时间)1.0lg(lgaaDt10lgDtDtmin微生物数量（每分钟加热开始时）1min内杀死的微生物数量（总数的90%）加热1min后活的微生物的数量存活微生物数量的对数12345671061051041031021011009×1059×1049×1039×1029×10190.91051041031021011000.1543210-1该实验的假设前提是：起始样品中微生物的细胞浓度为106个/ml,每加热1min有90%的细胞死亡，加热温度为121℃理论上的微生物热致死实验SurvivorCurve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。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。D值的单位是minD值例：下列关于D值的说法，不正确的是（）AD值越大，细菌的死亡速率越慢，即该菌的耐热性越强；BD值大小和细菌耐热性的强度成正比;C原始菌数越多，D值越大；DD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例2某对象菌，在100℃热处理时，原始菌数为1×104，热处理3分钟后残存的活菌数是1×101，求该菌D值。例3在121℃条件下，肉毒梭状芽孢杆菌及其芽孢的D值为0.204min,若在121℃条件下将1012个芽孢减少为1个，需要多长时间？肉毒梭状芽孢杆菌的Z=10℃，如何解释？若罐头在111℃而不是在121℃加热处理，则D111℃=?某微生物在温度为T时的D值为DT,假设原始菌数为a,在杀菌温度T时，将该微生物杀灭至原来的10-n需要多长时间？杀菌终点的确定将菌数降低到b=a10-n为目标，采用某杀菌温度T，根据热力致死速率方程（3），所需杀菌时间tT为：tT=DT(lga-lga10-n)tT=nDT在实际杀菌操作中，若n足够大，则残存菌数足够小，达到某种可被社会（包括消费者和生产者）接受的安全“杀菌程度”，就可以认为达到杀菌目的。要求食品中所有的致病菌都已被消灭，非致病菌存活率达到规定要求；并且在密封完好的条件下在正常的销售期内不生长繁殖。商业杀菌(commercialsterilization)罐头食品商业无菌标准将菌数降低到b=a10-n为目标，采用某杀菌温度121℃，根据热力致死速率方程（3），所需杀菌时间t121为：tT=DT(lga-lga10-n)t121=nD121℃标准温度即θ0=121℃；F0=nD121F0=nD的意义在于用适当的残存率值代替“彻底杀灭”的概念，这使得杀菌终点的选择更科学、更方便、同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。（4）ZDD1221lg（5）tT=nDTF0值、Z值、D值之间的关系ZFt1011.121lg关于F0=nD121实例：牦牛肉罐头杀菌时间的确定以嗜热脂肪芽孢杆菌为杀菌对象D=4min5D=20min6D=24min7D=28min总菌数（cfu/g）多不可计14001000大肠杆菌（个/100g）60＜30＜30表237℃下保温10d后的残存菌数产品微生物指标为：菌落总数≤30000cfu/g，大肠菌群≤30个/100g，致病菌不得检出。感官指标5D牦牛肉组织紧密6D肉块完整、口感适中、肉香味明显、组织良好7D组织松散、有碎渣表