食品工程综合实验设计——以超高温瞬时灭酶为例
食品杀菌新技术 (共134张PPT)
表6-1 不同温度下的同一原始菌数的UHT杀菌效果 表6-2 同一温度(135℃)不同原始菌数下的杀菌效果
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表6-3 嗜热脂肪芽孢杆菌的杀菌效果
由以上三表可看出，原料乳在135℃或更高温 度进行4秒钟的热处理，就能满足满足灭菌乳商业 标准(含菌不超过1‰)的要求。因此，采用UHT瞬 时杀菌技术可以得到满意的杀菌效果。
➢ 在喷射式中，物料通常向下流动，而蒸汽向上运动。由于
加热蒸汽直接与食品相接触，因此对蒸汽的纯净度要求甚 高。
➢ 特点：加热速度快，热处理时间短，食品颜色、风味
及营养成分的损失少。
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二、超高温杀菌的装置系统
➢ 1、直接混合式加热的超高温瞬时杀菌装 置系统
➢ 2、间接加热的超高温瞬时杀菌装置系统
蒸，使牛乳温度急剧冷却到77℃左右。 热的蒸汽由水冷凝器18冷凝，真空泵21使真空罐始终保持一定的真
空度。真空罐内部汽化时，喷入牛乳的蒸汽也部分连同闪蒸的蒸 汽一起从真空罐中排出，同时带走可能存在于牛乳中的一些臭味 。另外，从真空罐排出的热蒸汽中的一部分进入管式热交换的第
一预热器2中用来预热原料乳。
处理的食品在18个国家得到无条件批准或暂定批准，允许作为商品供一般食用。
常用的间壁式换热器有板式、管式和旋转刮板式。
容易清洗干净 单位长度的压力损失大 在喷射式中，物料通常向下流动，而蒸汽向上运动。
真正的连续化处理设备需要解决物料的连续加压、保压和卸压过程，至今还没有用于生产的连续式高压处理设备问世。
图6-6
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原料乳由输送泵1送经第一预热器2进入第二预热器3，牛乳升温至 75~80℃。
然后在压力下由泵4抽送，经调节阀5送到直接蒸汽喷射杀菌器6。在 该处，向牛乳喷入压力为1MPa的蒸汽，牛乳瞬间升温至150℃。
超高温(UHT)灭菌综述
第十五章超高温（UHT）灭菌杀菌是食品加工中极为重要的一道工序，在原始社会里，人类就不知不觉地对食品进行了杀菌处理。
在科学技术飞速发展的今天，人们对食品杀菌意义的认识和应用也得到了不断地完善和提高。
第一节超高温灭菌的基本原理关于超高温（UHT）灭菌，尚没有十分明确的定义。
习惯上，把加热温度为135~150℃，加热时间为2~8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT灭菌。
UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。
一是微生物热致死的基本原理；二是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。
一、UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致死原理，当微生物在高于其耐受温度的热环境中时，必然受到致命的伤害。
加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化，随后一些球蛋白变得不溶解，酶失去活力，从而造成新陈代谢能力的丧失，因此，细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性，而且这与杀菌条件的选择密切相关。
大量实验证明，微生物的热致死率是加热温度和受热时间的函数。
（—）微生物的耐热性腐败菌是食品杀菌的对象，其耐热性与食品的杀菌条件有直接关系。
影响微生物耐热性的因素有如下几方面：（1）菌种和菌株（2）热处理前菌龄、培育条件、贮存环境（3）热处理时介质或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌数（5）热处理温度和时间，作为热杀菌，这是主导的操作因素。
（二）微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下，微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
这一规律为通常大量的试验结果所证实。
若以纵坐标表示单位物料内随时间而残存的活细胞或芽孢数的对数值，横坐标表示热处理时间，则可获得如图15-1所示的微生物致死速率曲线。
图15-1 微生物致死速率曲线如图所示，设A为加热开始时活菌数所代表的点，B为加热后菌数下降1个对数周期时的点，其相应的加热时间为3.5min，C为加热后菌数下降2个对数周期时的点，其相应的加热时间为7.0min。
uht超高温灭菌使用说明
uht超高温灭菌使用说明UHT超高温灭菌使用说明引言UHT超高温灭菌是一种常用于对食品进行灭菌处理的方法。
它的主要优点是可以将食品中的细菌等微生物完全杀灭，从而延长食品的保质期。
本文将详细介绍UHT超高温灭菌的原理、适用范围、操作步骤以及常见问题解答等内容，以帮助用户更好地使用UHT超高温灭菌。
一、UHT超高温灭菌的原理UHT超高温灭菌使用的是瞬时高温杀菌的方法。
其原理是将食品以极高的温度（通常在135℃以上）进行短时间处理，以达到快速杀灭细菌的效果。
在高温下，细菌的细胞壁会受到破坏，内部物质会凝结，从而导致细菌死亡。
二、UHT超高温灭菌的适用范围UHT超高温灭菌适用于各种液态食品的灭菌处理，包括牛奶、果汁、豆浆、酸奶等。
它可以有效地杀灭孢子菌、芽胞、酵母菌、霉菌等一切有害微生物，保证食品的安全和品质。
三、UHT超高温灭菌的操作步骤1. 准备工作在进行UHT超高温灭菌前，需要先将灭菌设备进行清洁和消毒，确保设备的卫生。
2. 调整设备参数将灭菌设备的温度调节仪调整到所需的温度范围。
通常，牛奶类产品的灭菌温度为135℃，果汁类产品的灭菌温度为145℃。
3. 灭菌处理将需要进行灭菌处理的食品注入到灭菌设备中，确保设备内的食品充分接触到高温。
根据不同的食品类型和灭菌要求，设定适当的处理时间，一般在4-6秒之间。
4. 冷却处理将经过灭菌处理的食品进行迅速的冷却，防止细菌再次繁殖。
可以利用冷却器或通过循环水来进行冷却。
5. 包装和存储将冷却后的食品进行包装，并存放在低温和干燥的环境中，以延长食品的保质期。
四、常见问题解答1. UHT超高温灭菌与普通灭菌的区别是什么？UHT超高温灭菌与普通灭菌的区别在于处理温度和时间。
UHT超高温灭菌使用的是极高的温度和短暂的处理时间，可以更彻底地杀灭细菌。
普通灭菌一般使用较低的温度和较长的处理时间。
2. UHT超高温灭菌会对食品的口感和营养价值有影响吗？由于UHT超高温灭菌的处理时间很短，食品的口感和营养价值通常不会受到明显影响。
超高温灭菌技术
3.物料加热杀菌，再依次进入保温管、冷却管和贮罐，供无 菌充填。
4.生产结束后，切断电源，先用清水清洗，再用80℃的2%的 氢氧化溶液循环清洗30min。
板式灭菌机
板式灭菌机
板式超高温瞬时杀菌机组（UHT）是引进国外超高 温瞬时杀菌技术而研制开发出的新一代流体物料 瞬时杀菌设备。
本机组主要由物料平衡及输送系统、板式换热系 统、物料管路系统、热水管路系统、蒸汽管路系 统、热水加热系统、物料自动回流系统、温度自 动控制及电器控制系统等系统组成。
整机具有如下特点：
大量实验证明，微生物的热致死率是加热温度和 受热时间的函数。
原理
在温度有效范围内，热处理温度每升高10℃，细菌孢 子的破坏速度提高11-30倍，温度越高，起灭菌效果 越明显，而引起的化学变化很小。
当温度在135℃以上，灭菌效果比褐变的增长要快得 多。
140℃，3.6s条件下灭菌效果与褐变速率之比为2000 ：1。
影ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ欧姆杀菌的因素
(一)电导率与温度 (二)电场强度E、频率f (三)流体在加热器中所处的位置与受热程度的
关系 (四)操作因子与欧姆加热速率的关系
欧姆杀菌的优点
1.可生产新鲜、大颗粒产品； 2.不需任何热交换表面； 3.可连续操作； 4.热量在液体中产生，不需借助其液体的传导
或对流； 5.过程易于控制，可立即终止或启动。 可用于低酸或高酸性食品的加工。
本设备采用现代工程领域广泛应用的新型高效 BR、BP板式换热器，通过物料和过热蒸汽（或 过热水）的非接触性热交换，使流体物料在较 短时间内达到要求的杀菌温度，传热效果好且 易于清洗，是牛奶、果汁、蔬菜汁等流体饮料 的理想灭菌设备。
实验报告温度对酶活性的影响程度测定
实验报告温度对酶活性的影响程度测定实验报告：温度对酶活性的影响程度测定一、实验目的本实验旨在探究温度对酶活性的影响程度，了解酶在不同温度条件下的催化效率变化规律，为进一步理解酶的性质和生物体内的化学反应机制提供依据。
二、实验原理酶是生物体内具有催化作用的蛋白质或 RNA 分子，其活性受到多种因素的影响，其中温度是一个重要的因素。
在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强，因为温度升高可以增加分子的热运动，使酶与底物分子更容易碰撞并结合，从而加快反应速率。
然而，当温度超过一定限度时，酶的活性会迅速下降，甚至完全失活，这是由于高温会破坏酶的空间结构，导致其失去催化功能。
本实验通过测定在不同温度条件下，酶催化特定反应的速率，来反映酶活性的变化。
三、实验材料与设备1、实验材料淀粉酶（α淀粉酶）淀粉溶液碘液磷酸缓冲液2、实验设备恒温水浴锅（精度为 01℃）移液器试管计时器分光光度计四、实验步骤1、准备不同温度的水浴环境在恒温水浴锅中分别设置 0℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和 80℃的水温。
2、配制酶溶液将淀粉酶溶解在适量的磷酸缓冲液中，制备成一定浓度的酶溶液。
3、进行反应取 8 支试管，分别标记为 1-8 号。
在每支试管中加入 2ml 淀粉溶液。
将 1 号试管置于 0℃水浴中保温 5 分钟，然后向其中加入 1ml 酶溶液，轻轻摇匀，立即开始计时。
每隔 1 分钟，取出 1 滴反应液，滴入 1 滴碘液，观察颜色变化，直至反应液不再与碘液发生显色反应，记录反应时间。
按照同样的方法，将 2-8 号试管分别置于 20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和 80℃的水浴中进行反应，并记录反应时间。
4、测定吸光度反应结束后，将各试管中的反应液分别取出一部分，使用分光光度计在 660nm 波长下测定吸光度。
五、实验结果与分析1、反应时间不同温度下的反应时间如下表所示：｜温度（℃）｜0|20|30|40|50|60|70|80|｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜反应时间（分钟）｜＞30|15|10|8|6|4|2|＜1|从表中可以看出，随着温度的升高，反应时间逐渐缩短，表明酶的活性逐渐增强。
UHT（超高温瞬时灭菌系统）简介
UHT(超高温瞬时灭菌系统)简介产品是在一个完全密封的系统中连续进行短时急热急冷处理,在杀死所有的有害微生物的同时,对产品风味,营养成分影响极小,而且防止产品的二次污染,一般有管式和板式两种,管式因其在高温及较高蒸汽压力下的可靠性而获得广泛的应用,该系统主要有以下特点:1.处理过的食品可保鲜数月,无需冷藏储运.2.食品风味,色泽,营养成分等破坏极小,3.采用管式,能量利用率高;4.适应不同物料,连续运行时间长.设备简介管式换热器是由一根壳管内套多根小管而成复合管,再将多段复合管连接起来,每一段为一程.各程的内管用U形管相连接,而外管则用支管相连接.这种换热器的程数较多,一般都是上下排列,固定于支架上,制品在内管内流动,加热介质在外管内逆向流动,通过内管壁进行热交换.适用范围:管式换热器适用于各种不同的产品特别是:高黏度的产品,含有纤维及果肉颗粒较大的产品,酸度较高,对死角有腐蚀性的产品,低酸无菌含颗粒的产品,例如:番茄酱,果汁,咖啡饮料,人造奶油.冰淇淋等.另外,管式灭菌系统在巴氏,高温,超高温灭菌奶生产中有广泛的应用.主要特点:不易结焦,工作时间长,易于清洗,维护费用低,材质可靠,承受压力高,结构独特,热应力降低,设计合理,适用范围广.我们的技术我公司设计制造的管式换热器,每根壳管中的管子数量和直径可以变化,以满足制品性质和对热量的要求,为了避免热应力,这些管组独立地"浮"在外壳上.从结构形式上可分为:全管式:即整个换热过程都在复合管内完成,系统内没有其他的换热单元,若物料较粘稠或含有颗粒时,应选择这种形式.混合式:即高温段换热在复合管内完成,生物料预热段和熟物料的某一冷却段可结合起来在一段板式内进行热交换,这种形式耗能较少,可大大降低冰水和冷却水的用量,在稀薄类物料的生产上,选择这种形式较为合适.从控制形式上可分为:全自动控制(配置PLC控制,彩色触摸屏,清洗,生产消毒全部自动完成)半自动控制(配置普通电气柜,回流阀和蒸汽调节阀自动控制,其余流量控制阀手动调节)从零部件配置上可分为:进口型:主要部件如流量调节阀,换向阀,控制仪表等均采用进口型国产型:主要部件如流量调节阀,换向阀,控制仪表等均采用国产型从灭菌温度上可分为:巴氏灭菌系统:适用于产品最终灭菌温度为85℃-95℃的工况,高温灭菌系统:适用于产品最终灭菌温度为117℃-125℃的工况.超高温灭菌系统:适用于最终灭菌温度为137℃-140℃的工况系统实际温度控制非常稳定,浮动范围≤1℃管式灭菌系统的基本流程产品从平衡罐泵到管式换热器,产品在该换热器中用过热水间接加热至所需的灭菌温度,在持温管中保留一段时间后迅速冷却,温度传感器检测该产品是否已达到预设的温度,以确保未经彻底灭菌的产品不得进入到灌装机中.为获得最佳的热回收,一个单一的加压热水回路起到了加热和冷却两种作用.全自动控制管式灭菌系统简介简化的操作该系统是为生产含有或不含有纤维颗粒的液体食品而设计的无菌加工系统,可实行自动原位清洗CIP,而不必依靠车间CIP系统的启动.其控制系统安装在一个不锈钢控制箱内,包括自动启动程序所需要的PLC及人机界面等,操作人员只需轻轻一按,清洗,消毒,生产便自动按照预先设置的功能进行.预设程序在设备制造商的许可下可以进行更改.该系统可以随时处理出现的故障,而不会导致不合格的产品混入.更多灵活的选择该系统可以一机两用或多用,如根据温度的变化可生产137℃的UHT奶,120℃高温短时杀菌奶,85℃的巴氏杀菌奶及95℃的酸奶.而其控制只需根据触摸屏上相应的键及文字提示作选择,即可自动完成相关的生产任务.。
《食品保藏原理与技术》实验
《食品保藏原理与技术》实验实验一、烫漂标准的确定（2个学时）一、目的要求烫漂是果蔬加工中一项重要的工序，通过本实验，达到两个目的：1、基本掌握烫漂的生化指标和感官指标；2、了解不同的原料，杀死过氧化物酶时需要不同的烫漂条件。
二、材料和用具菜豆、山楂、苹果、马铃薯等新鲜果蔬。
0.1%联苯胺、0.3%过氧化氢。
电炉、烧杯（50ml）、不锈钢刀、温度计、滴管。
三、烫漂标准确定原理原料烫漂后，在颜色、比重、酶活性等方面均有变化，其中酶活性较易测定，易于在实际工作中采用，原料组织酶系中，因过氧化物酶即比较耐热，又易引起产品的破坏。
因此，通常以使物料的过氧化物酶失活作为烫漂处理的生化标准，其反映过程如下：过氧化物酶，H2O 2联苯胺（还原态）----------------------→联苯胺（蓝色）-H2O （氧化态）烫漂后的组织在联苯胺和过氧化氢试剂作用下，数分钟后，若变为蓝色，则证明过氧化物酶活性存在，原料烫漂不够，需要提高烫漂处理强度；若不变色，则证明烫漂处理达到了要求。
四、操作方法将果蔬原料洗涤干净，切分成适当的大小，放入沸水中处理若干分钟，取出，冷水冲洗冷透。
用不锈钢刀横切，在切面上依次滴1-2滴0.1%联苯胺和0.3%的过氧化氢试剂，观察颜色变化，将观察结果记入下表：五、试剂配制1、0.1%联苯胺：称取1g联苯胺，溶于1升95%乙醇中。
2、0.3%过氧化氢：取1ml 30%的过氧化氢，加100ml蒸馏水，摇匀。
六、思考题1、不同原料的烫漂条件为何不同？2、据你所观察的现象，叙述原料烫漂后的比重，颜色等方面的变化。
实验二、糖水桔子罐头的制作（2个学时）一、目的要求1、理解掌握食品罐藏原理和罐头食品概念；2、熟悉掌握全去瓤衣糖水橘子罐头的生产工艺流程和操作要点；3、了解认识酸性罐头的国家标准；二、实验材料及设备1.材料：新鲜橘子，蔗糖，柠檬酸2.药品：浓盐酸，氢氧化钠3.设备：罐头，温度计三、工艺流程选料→清洗→烫煮→剥皮、去络、分瓣→酸碱处理→漂洗→称量→装罐、注糖水→封罐、杀菌、冷却→成品。
酶的活性与温度实验
酶的活性与温度实验酶是一类在生物体内发挥催化作用的蛋白质，可以加速化学反应的速率。
它们对温度非常敏感，酶的活性和稳定性受到温度的影响。
本文将探讨酶的活性与温度之间的关系，并介绍一种常用的实验方法来研究酶的温度依赖性。
一、实验目的：本实验旨在研究酶的活性与温度之间的关系，并确定酶活性与温度的最适范围。
二、实验材料与方法：1. 实验材料：- 酶溶液- 底物溶液- 试管- 恒温箱- 水浴- 分光光度计2. 实验步骤：a. 准备工作：- 将酶溶液和底物溶液预先冷藏并保持在4摄氏度，确保实验前稳定。
- 设置不同温度梯度的水浴，例如20°C、30°C、40°C、50°C等，以及一个控制组保持在室温。
b. 实验操作：- 取4个试管，分别加入适量的酶溶液和底物溶液，混合均匀。
- 将3个试管分别置于不同温度的水浴中，同时将一个试管放置于室温中作为对照组。
- 在一定时间间隔内（例如每10秒），取出一个试管，立即将其置于恒温箱中进行反应停止。
- 使用分光光度计测量每个试管中产生的产物浓度。
- 将实验结果记录下来，并绘制酶活性与温度之间的曲线。
三、实验结果与分析：根据实验数据绘制的曲线图可以观察到酶活性与温度之间的关系。
通常情况下，在适宜温度范围内，酶活性随着温度的升高而增加。
然而，当温度超过一定范围时，酶的活性会受到不可逆的热变性影响，导致酶活性下降。
这是因为高温会破坏酶分子的三维结构，使其失去对底物的催化能力。
四、酶的温度依赖性的应用：研究酶的温度依赖性对于理解酶催化作用的机制以及合理调节酶活性具有重要意义。
在实际应用中，了解酶活性与温度之间的关系，可以帮助我们优化酶催化反应的条件，如在制药工业中用于制备药物，或在食品加工业中用于改善食品质量等。
总结：通过本实验，我们研究了酶的活性与温度之间的关系。
实验结果表明，适宜的温度范围可以增强酶的活性，进而提高酶催化反应的效率。
然而，过高的温度会导致酶的失活和降解。
超高温瞬时灭菌设备的应用现状[参考内容]
2013~2014学年第一学期《食品无菌加工技术》课后作业论文题目：超高温瞬时灭菌设备的应用现状学院：生物与农业工程学院专业：食品科学与工程班级：XXXXX学号：XXXXX姓名：XXXXX任课教师：XXXXX超高温瞬时灭菌设备的应用现状（生物与农业工程学院XXX XXX）摘要：随着人们对食品安全问题的日益关注及科学技术的发展, 食品杀菌技术不断得到研究与应用。
超高温瞬时灭菌技术作为一种高效的杀菌技术而备受推崇，超高温瞬时灭菌设备也在流体食品生产中得到广泛应用。
文章介绍了超高温瞬时灭菌设备的灭菌原理及应用现状。
关键词：超高温瞬时灭菌技术；超高温瞬时灭菌设备；应用现状“十一五”以来，我国食品工业持续快速增长。
据统计，2011年，全国规模以上食品企业已达3.1万家，占全国工业产值的比重9.1%，支柱地位不断强化[1]。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，各种饮料、乳品的消费日益增大，自然对食品质量提出更高要求：保质期长，口味不变。
超高温瞬时灭菌技术是达到这一要求的不二途径。
自上世纪中期研究出超高温瞬时灭菌技术后,各种式样的超高温瞬时灭菌机应运而生,并在食品行业中被广泛应用。
究其杀菌原理可分为直接加热和间接加热两种。
国内生产的超高温灭菌机大多采用间接加热,较常见的设备有波纹管式成套灭菌系统和板式成套灭菌系统。
目前,超高温瞬时灭菌机已广泛应用在乳品、果蔬汁类饮料、乳酸菌类饮料、咖啡饮料、酒类、冰淇淋及调味品等流体食品生产中,尤其是管式超高温灭菌机，还可以处理略带有颗粒与纤维的其他液态食品,具有其他设备无可比拟的优越性,受到食品生产企业的青睐[2]。
文章就超高温瞬时灭菌设备的灭菌原理、特点以及应用现状进行综述。
1超高温瞬时灭菌（UHT）技术1.1 超高温瞬时灭菌技术的定义超高温瞬时灭菌是指将流体或半流体在2~8s内加热到135℃~150℃，然后再迅速冷却到30℃~40℃。
这个过程中，微生物细菌的死亡速度远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快，因而瞬间高温可完全杀死细菌，但对食品的质量影响不大，几乎可完全保持食品原有的色香味[3]-[6]。
超高温处理技术在食品加工中的应用
超高温处理技术在食品加工中的应用不仅可以延长食品的保鲜期，还可以提高其品质和口感。
该技术被广泛应用于乳制品和果汁等食品的生产中。
超高温处理技术的基本原理是将食品在短时间内加热到极高温度，然后迅速冷却，以杀灭食品中的微生物和酶，从而保持食品的质量和口感。
超高温处理技术的应用可以分为两种类型：一是对清洁原料进行处理，如乳制品、果汁等，使其能够在室温下存放数月甚至一年以上；另一种是直接对食品加工过程中的原料和成品进行处理，以提高其质量和口感。
超高温处理技术在乳制品中的应用乳制品是一种易腐食品，微生物的污染会迅速导致其变质，因此乳制品一般需要进行消毒处理。
超高温处理技术可以使牛奶、酸奶、奶酪等乳制品在瓶装或罐装的情况下长期存储，而不需冷藏或冷冻。
这种处理方式还可以去除乳制品中的异味和苦味，改善其口感和质量。
与其他消毒方式不同，超高温处理的高温强度更大，可以破坏乳制品中的病原微生物和酶，避免发生不良反应，从而保持其原有品质。
超高温处理技术在果汁中的应用相比乳制品，果汁的生产需要更高的温度，以保持其新鲜度和味道。
超高温处理技术可以在瓶装或罐装的情况下对果汁进行消毒处理，并去除异味和苦味，从而保持其口感和质量。
与常规果汁加工方式不同，超高温处理技术可以去除果汁中的氧气，避免因氧化而导致的品质变化。
此外，该技术还可以去除果汁中的皂角质和纤维素等不溶性成分，提高果汁的浓度和质量。
超高温处理技术在其他食品加工中的应用除了乳制品和果汁外，超高温处理技术还可以应用于其他食品的加工中，如冰淇淋、膨化食品等。
通过对原材料进行超高温处理，可以提高产品的质量和口感，并延长其保质期。
此外，超高温处理技术还可以在某些食品中发挥特殊的作用。
例如，在蜜饯制作中，通过对水果进行超高温处理，可以更好地保存食品的营养成分，同时增加产品的口感和味道。
总结超高温处理技术的应用已经成为现代食品加工生产中不可或缺的一部分。
该技术可以提高产品的质量和口感，延长其保质期，减少食品浪费。