灭菌原理0110

保持灭菌

保持灭菌工艺：
105~120 ℃
10~70分钟

先经过预灭菌，立即装入密闭容器（玻璃、塑料、 罐等）中，再送入杀菌釜杀菌和冷却。
UHT加工中的常用语

灭菌（Sterilization）：
--杀灭产品中所有微生物的过程（用100℃以上 的温度进行的热处理）。

商业无菌（Commercial sterility）:
LTLT巴氏杀菌

LTLT巴氏杀菌工艺：
63 ℃
30分钟

一般在一个敞开的大缸或桶中进行，现代工艺很少采 用。
HTST巴氏杀菌（牛奶）

HTST巴氏杀菌工艺（牛奶） ： 72~75 ℃ 15~20秒

磷酸酶必须被钝化，磷酸酶检测应呈阴性；此项指标 用于检测牛奶是否被HTST巴氏杀菌，但不用于脂肪 含量超过8％的牛奶产品。
(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
灭菌原理

不同的热处理对牛奶中营养成分的影响：
养分损失 巴氏杀菌（％） UHT （％） 保持灭菌（％）
VB1
VB2 VB6 VB12 VC 赖氨酸
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
--产品处于无致病微生物； --无微生物毒素； --在正常的仓储、运输条件下，微生物不发生增 殖的状态。
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
湿热灭菌，干热灭菌
--化学灭菌
消毒原理

消毒效果：
--20 ℃下获得5D效果所需的时间（分钟）
消毒剂 NaOH HNO3 浓度(ppm) 5000 5000 200 25 200 3000 250 4000 金黄色葡 萄球菌 90 1 1 1 1 5 1 10 大肠杆 菌 1 1 1 1 1 10 2.5 90 假单胞菌 1 1 1 1 1 1 30 30 蜡样芽孢杆 菌 120 120 60 120 30 120 1 120 啤酒酵 母 90 120 2.5 2.5 1 120 2.5 30 黄曲霉 120 120 20 60 60 120 20 120
旺旺集团 旺仔牛奶事业部
灭菌原理
钟 功 军
乳品加工中热处理方式
初步杀菌：杀死低温菌的营养体。 巴氏杀菌：杀死所有的致病菌的营养 体。 灭菌：杀死所有的微生物，使产品能 够在室温下储存。

乳品加工中主要的热处理类型

初步杀菌 LTLT巴氏杀菌 HTST巴氏杀菌（牛奶 ） HTST巴氏杀菌（奶油） 超巴氏杀菌 UHT灭菌 保持灭菌

灭菌效率计算公式： LogD/D指定温度下的D值 --Tr：指定温度 --Z ：细菌芽孢的Z值 --T ：实际温度 --D：实际温度下，细菌芽孢的D值
灭菌原理

Q10值： 温度每升高10℃，反应速度提高的倍 数。
Q10值
化学反应： 芽孢反应：
2~3 8~10
灭菌原理
细菌 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 温度（℃） 65 65 121 65 90 D值（min） 1 10 0.2 1 3 达到12D所需的温度 和时间组合 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。
(T-121.1)/z
F0=（t/60）*10 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：
63~65 ℃ 63 ℃ 72~75 ℃ ＞80 ℃ 126~138 ℃ 135~150 ℃ 105~120 ℃
15秒 30分钟 15~20秒 1~5秒 2~4秒 几秒 10~70分钟
初步杀菌


初步杀菌工艺： 63~65 ℃ 15秒 主要用于偏远地区的牛奶场或奶户。一般牛奶在挤出后，要在低 温下储存几小时到几天时间，等待工厂收集；但细菌（主要是嗜 冷菌）即使是在低温下也会繁殖；为了保证原奶在收集处理之前 的品质，需做初步杀菌处理。 初步杀菌的温度/时间组合必须未钝化磷酸酶，磷酸酶的检测必 须呈阳性；许多国家是禁止两次巴氏杀菌。 为了防止嗜氧芽孢在杀菌后的繁殖，应在杀菌后立即冷却至4℃ 以下保存（芽孢被激活为营养状态，能大量繁殖）。 被初步杀菌的牛奶最好在24小时内运抵工厂处理。
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。
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 60 330 <0.048 12
灭菌原理

一些微生物的典型灭菌速度数据:
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
超巴氏杀菌

超巴氏杀菌工艺： 126~138 ℃ 2~4秒 一般用于长货架期产品； 传统产品保质期：2-16天，而超巴氏杀菌产品可达 30-40天； 目的是减少重污染（生产过程中）； 要求储存在小于7 ℃的环境中进行运输和销售。
UHT灭菌

UHT灭菌工艺： 135~150℃ 几秒 主要目的：使牛奶达到商业无菌标准 是个连续过程：先经过UHT灭菌，然后立即冷却和包装，可防 止嗜氧芽孢的污染； 分为直接式UHT和间接式UHT两种： --直接式：蒸汽注入牛奶中或牛奶注入蒸汽中，再经膨胀 罐脱水； --间接式：利用媒介加热牛奶，使牛奶达到灭菌目的。
HTST巴氏杀菌（奶油）

HTST巴氏杀菌工艺（奶油） ：
＞80 ℃
1~5秒

由于脂肪不是一个好的热导体，当脂肪含量超过8％时，磷酸酶 被钝化后又会被激活；同时磷酸酶的检测不能用于酸化产品；

过氧化氢酶用于检查奶油是否被HTST巴氏杀菌，经 HTST巴氏 杀菌后的奶油，过氧化氢酶被钝化，因此其检测结果应呈阴性。
次氯酸钠 碘液 过乙酸 H2O2 季胺盐 甲醛
消毒

皮肤消毒：
皮 肤 菌 落 数 ％
100 80 60 40 20 乙醇50％ 丙酮10％ 季胺盐 肥皂和水
20
40
60
80
100
120
碘1％+乙醇70％
乙醇70％
消毒时间（秒）
消毒

去除微生物的各种方法：
--无菌过滤 --辐射灭菌
紫外线
--热处理
10
0 0~5 10 5~20 1~2
5~15
4 10 10~20 10~20 3~4
30~40
6 25 80~100 30~50 6~10
消毒原理

消毒目的:
--去除致病菌 --降低微生物携带量 --无须杀灭细菌芽孢 对于灭菌和消毒程序来说,已清洗干净的表面是先决条件!
起始微生物携带量 清洗后 消毒后 灭菌后
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