超高溫(uht)滅菌

1、1第十五章第十五章超高溫（超高溫（UHT）滅菌）滅菌殺菌是食品加工中極為重要的一道工序，在原始社會(huì)里，人類就不知不覺地對(duì)食品進(jìn)行了殺菌處理。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們對(duì)食品殺菌意義的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用也得到了不斷地完善和提高。第一節(jié)第一節(jié)超高溫滅菌的基本原理超高溫滅菌的基本原理關(guān)于超高溫（UHT）滅菌，尚沒有十分明確的定義。習(xí)慣上，把加熱溫度為135~150℃，加熱時(shí)間為2~8s，加熱后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌要求的殺菌過程稱為UHT滅菌。UHT滅

2、菌的理論基礎(chǔ)涉及兩個(gè)方面。一是微生物熱致死的基本原理；二是如何最大限度保持食品的原有風(fēng)味及品質(zhì)。一、一、UHT滅菌的微生物致死理論依據(jù)滅菌的微生物致死理論依據(jù)按照微生物的一般熱致死原理，當(dāng)微生物在高于其耐受溫度的熱環(huán)境中時(shí)，必然受到致命的傷害。加熱促使微生物死亡的原因是由于高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)的不可逆變化，隨后一些球蛋白變得不溶解，酶失去活力，從而造成新陳代謝能力的喪失，因此，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固變性的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性，而且這與殺

3、菌條件的選擇密切相關(guān)。大量實(shí)驗(yàn)證明，微生物的熱致死率是加熱溫度和受熱時(shí)間的函數(shù)。（—）微生物的耐熱性腐敗菌是食品殺菌的對(duì)象，其耐熱性與食品的殺菌條件有直接關(guān)系。影響微生物耐熱性的因素有如下幾方面：（1）菌種和菌株（2）熱處理前菌齡、培育條件、貯存環(huán)境（3）熱處理時(shí)介質(zhì)或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌數(shù)（5）熱處理溫度和時(shí)間，作為熱殺菌，這是主導(dǎo)的操作因素。（二）微生物的致死速率與D值在一定的環(huán)境條件和一定溫度下，微生物隨時(shí)間而死

4、亡時(shí)的活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)周期下降的。這一規(guī)律為通常大量的試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。若以縱坐標(biāo)表示單位物料內(nèi)隨時(shí)間而殘存的活細(xì)胞或芽孢數(shù)的對(duì)數(shù)值，橫坐標(biāo)表示熱處理時(shí)間，則可獲得如圖151所示的微生物致死速率曲線。圖151微生物致死速率曲線3表為（151）??TZFTDT??1211log必須強(qiáng)調(diào)指出，熱力致死時(shí)間（TDT）這個(gè)概念的提出隱去了細(xì)菌死亡按指數(shù)規(guī)律的實(shí)質(zhì)，也避開具體運(yùn)用概率說明細(xì)菌死亡的方法，而是模糊地以實(shí)際試管試驗(yàn)法所確定

5、的所謂“完全滅菌”為依據(jù)。因此采用TDT法不能清楚地說明諸如殺菌終點(diǎn)、原始菌數(shù)不同時(shí)出現(xiàn)的耐熱性差異及TDT試管試驗(yàn)法中常見越級(jí)現(xiàn)象等實(shí)際問題。根據(jù)式（151）可知，決定細(xì)菌耐熱特性的是F和Z兩個(gè)參數(shù)。對(duì)于不同菌種，一般兩者都不相同；對(duì)于同一菌種，也只能在其一數(shù)值相等的條件下，由另一條來比較它們的耐熱性。故F值只能用于Z值相同時(shí)細(xì)菌耐熱性的比較。Z值相同時(shí)，F(xiàn)值大的細(xì)菌的耐熱性比F值小的強(qiáng)。同樣，F(xiàn)值相同時(shí)，Z值大的細(xì)菌的耐熱性比Z值小

6、的強(qiáng)。為了比較，也可人為的規(guī)定Z的標(biāo)準(zhǔn)值，一般取Z=10℃。（四）UHT殺菌的品質(zhì)保證大量實(shí)驗(yàn)表明，采用UHT瞬時(shí)殺菌技術(shù)也可最大程度地保持食品的風(fēng)味及品質(zhì)。這主要是因?yàn)槲⑸飳?duì)高溫的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于食品成分的物理化學(xué)變化對(duì)高溫的敏感程度。例如，在乳品工業(yè)生產(chǎn)滅菌乳的過程中，如果牛乳在高溫下保持較長時(shí)間，則可能產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)。例如蛋白質(zhì)和乳糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，使乳的顏色變褐；蛋白質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生不良?xì)馕?；糖類焦糖化產(chǎn)生異味等。此外還

7、可能發(fā)生某些蛋白質(zhì)變性而產(chǎn)生沉淀。這些都是生產(chǎn)滅菌乳所不允許的，應(yīng)力求避免。圖153表示牛乳滅菌和發(fā)生褐變時(shí)的溫時(shí)曲線。圖153牛乳滅菌及褐變的時(shí)間溫度曲線1變褐的最低時(shí)間溫度條件2滅菌的最低時(shí)間溫度曲線圖中實(shí)線為牛乳褐變的溫時(shí)下限，虛線為滅菌的溫時(shí)下限。從圖中可以看出，若選擇滅菌條件為110120℃1520min，則兩線之間間距甚近，說明生產(chǎn)工藝條件要有十分嚴(yán)格的措施來維持，這在實(shí)際上很難辦到。而選擇UHT滅菌條件137145℃25s

8、時(shí)，兩線之間間距較遠(yuǎn)，說明產(chǎn)生褐變及其他缺陷的危險(xiǎn)性較小，生產(chǎn)工藝條件較易控制。在這種殺菌條件下，產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)及營養(yǎng)沒有受到很大的損害。所以，該技術(shù)比常規(guī)殺菌方法能更好地保存食品的品質(zhì)及風(fēng)味。二、超高溫滅菌時(shí)間和溫度意義、超高溫滅菌時(shí)間和溫度意義從殺死微生物的觀點(diǎn)來看，熱處理強(qiáng)度是越強(qiáng)越好，時(shí)間是越長越好。但是，強(qiáng)烈的熱處理對(duì)食品的外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值會(huì)產(chǎn)生不良后果。如牛乳中蛋白質(zhì)在高溫下變性；強(qiáng)烈的加熱使牛乳風(fēng)味改變，首先是