3第三章 食品的热处理和杀菌解析

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第三章食品的热处理和杀菌

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)

3第三章 食品的热处理和杀菌

3第三章 食品的热处理和杀菌

FOOD TECHNOLOGY
1. 食品pH值与腐败菌的关系
各种腐败菌对酸性环境的适应性不同,而各种食品的酸 度或pH值也各有差异。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 pH值>5.0 pH值4.6-5.0


pH值3.7-4.6
pH值<3.7

酸性食品
嗜热酸芽孢杆菌
能在pH4或略低的介质中生长,最 适生长温度45℃,最高生长温度 56-60℃。
FOOD TECHNOLOGY
③ 黑变或硫臭腐败
在细菌的活动下,含硫蛋白质分解并产生H2S气体,与 罐内壁铁发生反应生成黑色硫化物(FeS),沉积于罐内 壁或食品上,以致食品发黑并呈臭味。 原因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。
0 0 0
2500个平酸菌/10克 糖
95.8 75 54.2
原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系表
FOOD TECHNOLOGY
2. 微生物耐热性特征
① 热力致死速率曲线
微生物及其芽孢的热处理死亡数是按指数递减或按对数 循环下降的。 若以纵坐标为物料单位值内细胞数或芽孢数的对数值, 以横坐标为热处理时间,得到一直线,即热力致死速率 曲线。
第三章 食品的热处理和杀菌
第一节 概述 一.热加工的方法
1.

FOOD TECHNOLOGY
灭菌
灭菌是指将食品中所有微生物破坏。 至少需要在121℃下保持15分钟。 多数食品并不适合灭菌操作。
2.

商业无菌
商业无菌的杀菌程度是使所有的病原性微生物、产生 毒素的微生物以及其他可能在正常的存储条件下繁殖 并导致食品腐败的微生物完全被破坏。 一般在100℃下保持15分钟。 商业无菌处理过的产品货架寿命一般在2年以上。

第三章 食品的热处理与杀菌

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

食品热处理和杀菌技术

食品热处理和杀菌技术
食品机械与工艺基础
第三章 食品热处理和杀菌技术
闽北职业技术学院食品与生物工程系
叶彩珠
食品机械与工艺基础
本章学习要求
1、熟悉微生物的耐热性及影响因素
2、了解温度对酶活性的影响
3、掌握食品罐藏的基本工艺
4、掌握罐藏食品杀菌时间的计算方法及杀菌工艺 条件的确定 5、熟悉罐藏食品的变质原因及防治方法
食品机械与工艺基础
(1)D值(指数递降时间): 在一定的致死温度条件下,
¿ Á ý ¿ ß ý Ã º É Ñ æ Ê
10000
1000
杀死90%微生物所需的加热时
间。
100
D
10 0 1D 2 D 3D 4 D Ó ¼ È Ê ¼ £ ·£ ±ä ¨Ö © 5D
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。
食品机械与工艺基础
3、巴氏杀菌法—— 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—— 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。
(6)蛋白质
蛋白质的存在对微生物起保护作用
(7)初始活菌数 初始活菌数越多,则微生物的耐热性越强。
原因:可能是细菌的细胞分泌出较多的蛋白质的保护物质, 另外:菌种不同、耐热性不同; 同一菌种,菌株不同,耐热性也不同; 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;
因此D值大小和细菌耐热性的强度成正比。

食品的热处理与杀菌

食品的热处理与杀菌

应用范围
适用于表面杀菌处理,如面包 、糕点等食品的表面杀菌。
优点
加热速度快,效率高,对食品 营养成分破坏小。
缺点
仅适用于表面杀菌,对于内部 杀菌效果较差。
微波法
原理
应用范围
利用微波对食品进行加热处理,使微生物 体内的水分分子产生高速振动,摩擦产生 热量,从而达到杀菌的目的。
适用于各种液体、固体和半固体食品,如 牛奶、肉类、蔬菜等。
关注新型非热加工技术发展趋势
深入研究非热加工技术
加大对超高压、脉冲电场、超声波等 非热加工技术的研究力度,挖掘其在
食品杀菌和保鲜方面的潜力。
推动技术应用
鼓励企业积极采用非热加工技术,提 高食品加工的效率和安全性,同时保
持食品原有的营养和风味。
加强法规和标准建设
制定和完善非热加工技术的法规和标 准,规范技术应用,保障食品安全。
优势与局限性
脉冲电场技术具有杀菌速度快、效率高、对食品营养成分 破坏小等优点,但设备复杂、操作技术要求高,且对不同 类型的食品适应性有待提高。
超声波技术在食品杀菌中应用
超声波技术原理
利用超声波在食品中传播时产生的空化效应、机械效应和热效应等作用,破坏微生物细胞 结构,达到杀菌的目的。
在食品杀菌中的应用
原理及适用范围
01
热处理原理
通过加热使微生物体内蛋白质变性、酶失活,从而达到杀菌目的。
02
适用范围
适用于大多数食品,特别是液体和半液体食品,如果汁、牛奶等。对于
固体食品,需考虑加热过程中的传热效率和食品质量变化。
03
注意事项
热处理过程中应控制加热温度和时间,避免过度加热导致食品营养成分
损失和品质下降。同时,对于某些热敏性食品,需采用温和的加热条件

食品的热处理和杀菌

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)

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

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

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。

食品的热处理与杀菌

食品的热处理与杀菌
故肉毒杆菌能生长的低酸性食品被划定为pH值>4.6、 Aw>0.85。
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
食品的热处理与杀菌
PRINCIPLES OF THERMAL PROCESSING
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
热烫
(2)除氧
保藏热处理
生菜
保藏热处理
巴氏杀菌法 (Pasteurization )
盐类
IP/product development exchanges
糖类
菌株和菌 种
蛋白质 pH值
脂肪 初始活菌数
微生物的耐热 性
影响微生物耐 热性的因素
水分活 度
其他
M的生理状 态
培养温度
热处理温度和时间
Capability/service exchanges
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 食品组成成分
高浓度的糖类则增强微生
蛋白质含量5%左右时,
物的耐热性
对微生物有保护作用,
15%以上时,对耐热性
没什么影响
3.罐内食品成分
ห้องสมุดไป่ตู้
盐类
水分
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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
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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
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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。
罐头食品中微生物的存活、生长与下列因素有关: 微生物自身的特性 罐头食品的种类、化学组成、pH值 加工和贮藏条件


嗜热嗜温厌氧 菌 嗜温兼性厌氧 菌
• •
非芽孢耐酸菌 耐酸芽孢菌

耐热性低的耐 酸微生物及酶、 酵母、霉菌。
杀菌方式
高温杀菌 105-121℃
高温杀菌 105-121℃
沸水或100℃ 以下介质杀菌
沸水或100℃ 以下介质杀菌
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2. 常见的罐头食品腐败变质的现象和原因
① 胀罐
指罐头地盖不像正常情况下呈平坦或内凹状,而出现外 凸的现象。

a. b. c.
产生胀罐现象的原因
假胀罐:因食品装量过多或罐内真空度过低造成。 氢胀罐:因罐内食品酸度太高,内壁腐蚀产生氢气所致。 细菌性胀罐:因微生物在罐内生长繁殖,代谢有机质产 酸产气所致。原因是杀菌不足或罐头裂漏。
FOOD TECHNOLOGY
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1. 食品pH值与腐败菌的关系
各种腐败菌对酸性环境的适应性不同,而各种食品的酸 度或pH值也各有差异。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 pH值>5.0 pH值4.6-5.0


pH值3.7-4.6
pH值<3.7

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3. 巴氏杀菌
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,多数经过巴氏 杀菌的食品需要放在冰箱内保藏。
4. 热烫
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。
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二.罐头食品的热处理
1.

罐头食品的定义
符合标准要求的原材料经处理、调味后装入金属罐、 玻璃罐、软包装材料等容器,再经排气密封、高温杀 菌、冷却等过程制成的一类食品。
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2. 罐头食品的特点
可供直接食用,是一种方便食品。 基本上保持食品原有的风味、营养价值,部分罐头的风 味还能胜过新鲜食物。 便于携带、运输和贮存。 不易破损并耐久藏。 不易受季节影响,能常年供应市场,是一种很好的战备 物资。
第三章 食品的热处理和杀菌
第一节 概述 一.热加工的方法
1.

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灭菌
灭菌是指将食品中所有微生物破坏。 至少需要在121℃下保持15分钟。 多数食品并不适合灭菌操作。
2.

商业无菌
商业无菌的杀菌程度是使所有的病原性微生物、产生 毒素的微生物以及其他可能在正常的存储条件下繁殖 并导致食品腐败的微生物完全被破坏。 一般在100℃下保持15分钟。 商业无菌处理过的产品货架寿命一般在2年以上。
② 平盖酸坏
指罐头外观正常,而内容物却已在细菌活动下发生腐 败,呈轻微或严重酸味的变质现象。 导致罐头食品产生平盖酸坏变质的微生物称为平酸菌。 平酸菌大多为兼性厌氧的嗜热性腐败菌,能将碳水化 合物分解产生乳酸、甲酸、乙酸等有机酸类,使食品 酸败,但不产生气体。
低酸性食品
嗜热脂肪芽孢杆菌
• 耐热性很强,能在49-55℃下生长, 最高生长温度65℃。
① 先灌装密封后再加热、杀菌、 冷却。 先加热,再装入容器密封、冷 却。
• 大多数的蔬菜、水果、肉、禽、水产 类罐头所采用,是一种最普通的方法。
② ③

较少使用
主要用于牛奶制品、果汁饮料、豆奶 等液体食品加工中。
先加热杀菌冷却,再在无菌条 • 件下装入已灭菌的容器中密封。
FOOD TECHNOLOGY
高酸性
FOOD TECHNOLOGY
低酸性食品
pH值

中酸性食品
4.6-5.0
• 汤类、面条、 蔬菜肉混合物 等。
酸性食品
3.7-4.6

高酸性食品
<3.7
水果(菠萝)、 果汁、酸渍蔬 菜等。
>5.0
虾、贝、禽、 畜、蘑菇、青 豆、竹笋等。
食品品种Biblioteka •水果(苹果) 及果汁等。

常见腐败菌

嗜热嗜温厌氧 菌 嗜温兼性厌氧 菌

酸性食品
嗜热酸芽孢杆菌
能在pH4或略低的介质中生长,最 适生长温度45℃,最高生长温度 56-60℃。
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