第三章 食品的热加工与杀菌

2、 D值
从图中可以看出，热处理过程中微生物的数量每减少同
样比例所需要的时间是相同的。假如某食品初始活菌 数的对数为lg103,热处理后残存活菌数的对数为lg102, 则加热时间t可用下式计算。
t=1/m(lg103-lg102)
t=1/m＝ D
这一时间被定义为D值，称为指数递减时间（decimal reduction time）,上式可表达为
（二）根据加工方法和工序分类
工业烹饪 热烫 热挤压 杀菌等。
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1、工业烹饪(Industrial cooking)的种类和特点
种类 加热介质 温度/℃ 气压× 105/Pa 有水烧煮 无水烧煮
煮 水 ≥100 ≥1
焖 烘 炸 烤 蒸汽 热空气 油 热辐射 ≥100 ＞＞100 ＞＞100 ＞＞100 ≥1 ＞1 ＞1 ＞1
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2、高温短时杀菌法（加压杀菌）
特点 ①占地少，紧凑（仅为单缸法的占地面积的20％） ②处理量大，连续化生产，节省热源，成本低； ③可于密闭条件下进行操作，减少污染的机会。 但杀菌后的细菌残存数会比低温长时杀菌法高； ④加热时间短，营养成分损失少，乳质量高，无 焖煮味； ⑤可与CIP清洗配套，省劳力，提高效率； ⑥温度控制检测系统要求严格（仪表要准确）
②有包装产品的巴氏杀菌 在100℃以下的加热介质中进行的低 ①未包装的液体产品的巴氏杀菌 温杀菌方法，能杀死病原菌及无芽孢细菌， －采用玻璃罐的，要注意容器爆裂。加热时， －低黏度的液体产品，如牛奶、乳制品等，通 但无法完全杀灭腐败菌，因此巴氏杀菌产 容器与水的温差不能超过20℃，冷却时温差不 常使用连续式的设备如板式热交换器。 品没有在常温下保存期限的要求。通常根 超过10℃。 －果汁等产品需要在加热前脱气，以防止氧化， 据目标产品中对象菌的耐热性而确定热处 －采用金属罐或塑料罐，不论采用热水还是蒸 理程度。 通常可以采用真空脱气。 汽作为加热介质，破裂的危险性都不大。 典型的巴氏杀菌的条件是62.8℃、30min －巴氏杀菌设备形式类似热烫设备
4、热杀菌
• 热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理方式。 • 根据要杀灭微生物的种类和程度的不同可分为： 巴氏杀菌(Pasteurisation) 超高温杀菌（UHT） 商业杀菌（Sterilization)。
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第三节 食品的热杀菌
• 一、热杀菌的概念
• 二、食品热杀菌的种类
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一、热杀菌的概念
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2、负面作用
• 食品中营养成分，特别热敏性成分有一定损失；
• 食品的品质和特性产生不良的变化；
• 消耗能量。
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二、食品热处理的种类及特点
（一）根据热处理的目的分类
（二）根据加工方法和工序分类
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（一）根据热处理的目的分类
热处理 产品 工艺参数 预期变化 不良变化
蔬菜、 热烫 水果 保
藏
钝化酶，除氧， 蒸汽或热 营养损失， 减菌，减少生 水加热到 流失，色泽 苦味，改变质 90-100℃ 变化 构 色泽变化， 营养变化， 感官变化 色泽变化， 营养变化， 感官变化
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第一节 食品加工与保藏中的热处理
一、食品热处理的作用
二、食品热处理的种类及特点
三、食品热处理使用的能源
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一、食品热处理的作用
1、正面作用
• 杀死微生物，主要是致病菌和其他有害微生物；
• 钝化酶；
• 破坏食品中不需要或有害的成分或因子；
• 改善食品的品质与特性；
• 提高食品中营养成分的可利用率、可消化性等。
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D
T
(T＝12l℃)
部分食品中常见腐败菌的D值
部分食品中常见腐败菌的 D 值 腐败菌 腐败特征 低 酸 性 食 品 嗜 热 菌 嗜 温 菌 嗜 温 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) 凝结芽孢杆菌 巴氏固氮梭状芽孢杆菌 酪酸梭状芽孢杆菌 多粘芽孢杆菌 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
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• （2） 特点 1、加热和冷却速度较快。 2、能加工粘度高的产品，尤其对那些不能通过板式 热交换器进行良好加工的产品来说，它不容易形成 结垢。但蒸汽压力将限制设备长时间运转。 3、产品灭菌后需要进行无菌均质，因此设备本身的 成本和运转成本大大增加。 4、结构复杂，装置大多是非标准型，系统成本是同 等处理能力的板式或管式加热系统的两倍。
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
改变色泽，形成外壳， 肉 蛋白质变性，杀菌， 鱼 干空气或湿 降低水分 营养损失， 烘 空气加热到 烤 有诱变性物质 形成外壳，淀粉糊化， ＞215℃ 面包 结构和体积变化，水 分减少，色泽变化
肉 形成外壳，色泽变化， 油 油中加热到 鱼 蛋白质变性，淀粉糊 营养素损失 炸 150-180℃ 土豆 化
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蒸汽热烫
—影响蒸汽热烫效果的因素 • 能量消耗的有效性 • 物料被加热的均匀性
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热水热烫
• 各种热水热烫设备基本都是将物料臵于 70～100℃热水中，处理一段时间后进行 冷却。 • 设备有转鼓式、刮板式、隧道式等。
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3、热挤压（Hot extrusion)
热挤压是指食品物料在螺杆的挤压下被压缩并形成 熔融状态，然后在卸料端通过模具出口被挤出的 过程中还被加热。热挤压也被称为挤压蒸煮 （Extrusion cooking）。 挤压是结合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等几 种单元操作的过程。 特点：挤压食品多样化；操作成本较低；在短时间 内完成多种单元操作，生产效率较高；便于生产 过程的自动控制和连续生产。 14
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三、食品热处理使用的能源
• 主要能源种类有：电，气（天然气或液化气）， 液体燃料（燃油等），固体燃料（如煤、木、 炭等）。 • 加热方式有：直接方式和间接加热方式两种
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第二节 食品热处理的反应动力学
一、热破坏反应的反应速率 二、热破坏反应和温度的关系 三、加热对微生物的影响 四、加热对酶的影响 五、加热对食品营养成分和感官品质的影响
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4、食品湿热杀菌的主要类型和特点
• 低温长时杀菌法——巴氏杀菌 • 高温短时杀菌法——加压杀菌 • 超高温瞬时杀菌法——UHT杀菌 • 蒸汽喷射式加热灭菌法 • 二次灭菌法
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1、低温长时杀菌法
• 特点 ①简单、方便，杀菌效果达99％，致病菌 完全被杀死； ②不能杀死嗜热、耐热性细菌、孢子，以 及一些残存的酶类； ③设备较庞大，杀菌时间较长。
1、热杀菌的概念 热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式。
• 利用热能转换器（如锅炉）将燃烧的热能转变为 热水或蒸汽作为加热介质，再以换热器将热水或 蒸汽的热能传给食品，或将蒸汽直接喷入待加热 的食品。
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二、食品热杀菌的种类
1. 湿热杀菌 2. 干热杀菌 采用火焰灼烧或干热空气进行灭菌的方法。 3. 电热杀菌 亦称"欧姆杀菌"，它利用电极将电流通过物 体，由于阻抗损失、介质损耗等的存在，最终使 电能转化为热能，使食品内部产生热量而达到杀 菌的目的。
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• （2） 特点 1、 间歇式二次灭菌法设备简单，投资较低， 但产品质量不稳定。 2、 连续式二次灭菌线的特点是投资大，产量 高，产品质量稳定。 3、 二次灭菌机是二次灭菌生产线的核心设备， 要求其升温、降温快，传热均匀，尽量减小热冲击 和热惯性，性能良好，严格执行灭菌规程。
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巴氏杀菌(Pasteurization)
t=D(lgc1-lgc)
（3-2）
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D值：在一定的处理环境中 和在一定的热力致死温度 条件下某细菌数群中每杀 死90％原有残存活菌数时 所需要的时间。
热力致死速率曲线
D值的大小可以反映微生 物的耐热性。在同一温度下 比较不同微生物的D值时， D值愈大，表示在该温度下 杀死90%微生物所需的时间 愈长，即该微生物愈耐热。 D值与初始活菌数无关， 但因热处理温度、菌种、环 境等因素而异。
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2、热烫(Blanching or Scalding)
• 热烫，又称烫漂、杀青、预煮。 • 热烫的作用主要是： （1）破坏或钝化食品中的酶类； （2）有一定的杀菌和洗涤作用； （3）排除食品组织中的气体，使食品装罐后形成良 好的真空度及减少氧化作用； （4）软化食品组织，方便食品往容器中装填； （5）有预热作用，有利于装罐后缩短杀菌时间。
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5、二次灭菌法
• （1） 概念 二次灭菌法按设备运行方式可分为间歇式和连 续式。 间歇式是指产品第一次灭菌采用管式超高温灭 菌机，然后经灌装、封盖后放入间歇式灭菌器内进 行第二次灭菌。 连续式是指产品第一次灭菌采用管式或板式超 高温灭菌机，第二次灭菌采用连续式灭菌机。该法 灭菌处理的产品保存期长，有利于长途储运。
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3、超高温瞬时杀菌法（UHT杀菌）
• 特点 ①温度控制准确，设备精密； ②温度高，杀菌时间极短，杀菌效果显著，引起 的化学变化少； ③适于连续自动化生产； ④蒸汽和冷源的消耗比高温短时杀菌法HTST高。
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4、蒸汽喷射式加热灭菌法
• （1） 概念 是指采用蒸汽喷射的UHT灭菌法，通常叫 做直接蒸汽喷射或DSI。 在最后的灭菌阶段将产品与蒸汽在一定的 压力下混合，蒸汽释放出潜热将产品快速加热 至灭菌温度。
乳、啤酒、 巴氏 果汁、肉、 加热到 杀灭致病菌 处 杀菌 蛋、面包、 75-95℃ 即食食品 理 乳、肉制品、 加热到＞ 杀灭微生物及 杀菌 水果、蔬菜 100℃ 其孢子