熱處理和殺菌

1、食品的熱處理和殺菌,,一、熱處理（Thermal processing） 是采用加熱的方式來改善食品品質(zhì)、延長食品貯藏期的食品處理方法（技術(shù)）。 是食品加工與保藏中最重要的處理方法之一,熱處理,保藏?zé)崽幚?轉(zhuǎn)化熱處理,滅酶、微生物,改變理化性質(zhì),,,,（一）熱處理的作用,熱處理的類型加熱源熱處理的方式,,工業(yè)烹飪熱燙熱擠壓殺菌,,電氣（天然氣或液化氣）液體燃料（燃油等）固體燃料（如煤、木、炭等）,

2、,直接方式間接方式,（二）熱加工基本原理,（1）提高溫度以加快食品原料中微生物數(shù)量減少的速度；（2）當需要獲得理想的高溫時，熱量向食品中的傳遞，由于熱能向食品傳遞的方式是與食品保藏加工密切相關(guān)的。 食品的熱加工，其目的是為了延長食品的貨架期。,熱處理原理,影響微生物耐熱性的因素,微生物的種類和數(shù)量,種類數(shù)量,熱處理溫度,罐內(nèi)食品成分,pH、脂肪、糖、蛋白質(zhì)、鹽、植物殺菌素,微生物的種類對耐熱性的影響,微生物的菌種不同，耐熱

3、的程度也不同，而且即使是同一菌種，其耐熱性也因菌株而異。正處于生長繁殖的微生物營養(yǎng)細胞的耐熱性較它的芽孢弱。各種芽孢菌的耐熱性也不相同，一般厭氧菌芽孢菌耐熱較需氧菌芽孢菌。嗜熱菌的芽孢耐熱性最強。嗜熱菌芽孢>厭氧菌芽孢>需氧菌芽孢 同一菌種芽孢的耐熱性也會因熱處理前的培養(yǎng)條件、儲存環(huán)境和菌齡的不同而異。,熱處理原殘存的芽孢再次繁殖形成芽孢。耐熱力比原來強，剛發(fā)芽的芽孢耐熱<新生芽孢<66~315天期芽孢，為

4、什么芽孢的耐熱性強？？,原因：a、芽孢中酶與蛋白結(jié)合，成為耐熱性酶蛋白b、芽孢含水分少，其中自由水更少c、芽孢內(nèi)電解質(zhì)含量低，脂肪含量高，傳熱慢d、芽孢中含有Ca2+與帶負電的膠質(zhì)結(jié)合，能防止Pr變性,③ 罐內(nèi)食品成分,（1） pH,隨著底物酸性的增加，微生物菌群的耐熱性大大下降。,肉毒桿菌的芽孢，在中性磷酸鹽緩沖液的耐熱性是在牛乳和蔬菜汁中的2-4倍。,,圖3-1 加熱介質(zhì)pH對芽孢耐熱性的影響,(2) 水分 水分含量高，

5、殺死細菌需要溫度越低 濕熱條件，殺菌用100~105℃； 干熱 140~180℃ 。,③ 罐內(nèi)食品成分,（3）糖 高濃度糖液對受處理的細菌的芽孢有保護作用，低濃度糖液對細菌耐熱力影響不大。原因：糖液會導(dǎo)致細胞原生質(zhì)脫水、降低Pro凝固時間及提高凝固溫度。 10%糖只能抑制小部份M 50%濃度，抑制酵母 一

6、般以 60%濃度，抑制腐敗菌 80%濃度，抑制細菌及酵母,③ 罐內(nèi)食品成分,,圖3-2 糖對細菌耐熱性的影響,（4）鹽（食鹽）4%以下濃度的食鹽對芽孢的耐熱性有保護作用8%以上時，可減弱其耐熱性；>10%，抗熱性大大降低，鹽漬食品達到鹽濃度10~15%。原因：a、高鹽產(chǎn)生高滲透壓，使Pro脫水變性，甚至死亡。b、鹽的存在降低水分活性，從可利用的自由水減少，代謝受阻。,③ 罐內(nèi)

7、食品成分,（5）蛋白質(zhì) 食品中蛋白質(zhì)能增強細菌的耐熱性，因此，對含有膠凍的罐頭要考慮提高殺菌溫度或時間。,③ 罐內(nèi)食品成分,（6）脂肪脂肪和油脂能增強細菌芽孢的耐熱性，肉毒桿菌在油浸產(chǎn)品要考慮增加殺菌溫度時間。原因：脂肪是不良導(dǎo)體，阻礙了熱量的傳導(dǎo)，細胞Pro被脂肪保護，水介質(zhì)不能靠近細菌細胞。,③ 罐內(nèi)食品成分,,圖3-3 不同溫度時炭疽菌芽孢的活菌殘存數(shù)曲線,微生物的耐熱性,熱殺菌食品的PH分類,酸性食品：指天然pH≤4.

8、6的食品；低酸性食品：指最終平衡PH>4.6，σw>0.85的任何食品。,各種常見罐頭食品的pH值,微生物的耐熱性,微生物耐熱性參數(shù),熱力致死溫度熱力致死時間（TDT）F0值：Z值：D值：,將某特定容器內(nèi)一定量食品中的微生物全部殺死所需要的最低溫度。,在一定的恒定溫度條件下，將食品中的某種微生物活菌（細菌和芽孢）全部殺死所必需的最短熱處理時間（min）。,在121.1℃下熱致死溫度下細菌或芽孢的熱力致死時間，通常用

9、F0值來表示。F0值越大，菌的耐熱性越強。,Z值是熱力致死時間變化10倍所需要相應(yīng)改變的溫度數(shù)。Z值越大，微生物的耐熱性越強。,在特定的環(huán)境中和特定的溫度下殺滅90%特定的微生物所需要的時間。,,1、熱殺菌的概念 殺菌是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，是最常用的延長食品保存期的加工保藏方法。巴氏殺菌（Pasteurisation）商業(yè)殺菌（Sterilization）,二、食品熱殺菌的概念和種類,巴氏殺菌（Pas

10、teurisation） 巴氏殺菌是一種較溫和的熱殺菌形式,巴氏殺菌的處理溫度通常在100℃以下,達到同樣的巴氏殺菌效果，可以有不同的溫度時間組合。,巴氏殺菌（Pasteurisation） 巴氏殺菌的目的及產(chǎn)品的貯藏期主要取決于殺菌條件、食品成分和包裝情況. 對低酸性食品,巴氏殺菌可以殺滅致病菌；對于酸性食品,巴氏殺菌不僅可殺滅致病菌，還可以殺滅腐敗菌和酶。,典型巴氏殺菌的條件,,商業(yè)殺菌

11、（Sterilization） 又簡稱為殺菌,是一種較強烈的熱處理形式,通常是將食品加熱到較高的溫度并維持一定的時間以達到殺死所有致病菌、腐敗菌和絕大部分微生物,一般也能鈍化酶，使殺菌后的食品達到較長的貯期。但它同樣對食品營養(yǎng)成分和品質(zhì)的破壞也較大,商業(yè)殺菌（Sterilization） 殺菌后食品的無菌程度通常也并非達到完全無菌，只是殺菌后食品中不含致病菌，殘存的處于休眠狀態(tài)的非致病菌在正常的食品貯藏

12、條件下不能生長繁殖，這種無菌程度被稱為“商業(yè)無菌”，即它是一種部分無菌,Partically sterile,商業(yè)殺菌（Sterilization） 商業(yè)殺菌是以殺死食品中的致病和使食品腐敗變質(zhì)的微生物為準，以使殺菌后的食品符合安全衛(wèi)生要求、具有一定的貯藏期。 很明顯，這種效果只有在密封的容器內(nèi)才能取得，將食品先密封于容器內(nèi)再進行殺菌處理即是一般罐頭的加工形式，而將經(jīng)高溫短時或超高溫瞬時殺菌后的食品在無菌的

13、條件下進行包裝，則是無菌包裝。,2、熱殺菌的主要類型,濕熱殺菌熱殺菌中最主要的方式之一。它是以蒸氣、熱水為熱介質(zhì)，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。干熱殺菌 采用火焰灼燒或干熱空氣進行滅菌的方法電熱殺菌亦稱"歐姆殺菌"，利用電極將電流通過物體，由于阻抗損失、介質(zhì)損耗等的存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能，使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達到殺菌的目的。,2、熱殺菌的主要類型,食品濕熱殺菌的主要類型和特點低溫長時殺菌法高溫短

14、時殺菌法超高溫瞬時殺菌法,a.低溫長時殺菌法（low temperature long time pasteurization, LTLT）,以較低的熱處理程度，將食品中存在的微生物部分地殺滅。殺菌溫度通常在100℃以下；可殺滅霉菌、酵母菌、耐酸性細菌；通常需要結(jié)合其他因子協(xié)同作用。特點①簡單、方便，殺菌效果達99％，致病菌完全被殺死；②不能殺死嗜熱、耐熱性細菌、孢子，以及一些殘存的酶類；③設(shè)備較龐大，殺菌時間較長；應(yīng)

15、用范圍酒精飲料、牛奶、果汁等液體食品的連續(xù)式殺菌；pH值4.5以下的罐頭食品在常壓下的熱水、沸水或蒸氣中的殺菌。,不能殺死它們的孢子和芽孢！,b.高溫短時殺菌（High Temperature Short Time，HTST),殺菌效果用于pH>4.5低酸性罐裝食品，可殺滅耐熱腐敗菌、致病菌，產(chǎn)品能在常溫下長期貯藏。殺菌條件溫度高于100℃而低于125℃，壓力超過一個大氣壓。間歇式殺菌方式a.加壓蒸氣殺菌

16、適用于金屬罐b.加壓水殺菌 適用于金屬罐、玻璃罐 、軟罐頭c.混合氣體殺菌 適用于軟罐頭,主要指經(jīng)過100℃以上，130 ℃以下的殺菌處理。,殺菌溫度在125℃以上無菌裝罐（連續(xù)式）將食品迅速加熱至130～150℃，保溫3～5s后，冷卻到30～40℃，無菌條件下罐裝。特點①溫度控制準確，設(shè)備精密； ②溫度高，殺菌時間極短，殺菌效果顯著，引起的化學(xué)變化少；③適于連續(xù)自動化生產(chǎn)；④蒸汽和冷源的消耗比

17、高溫短時殺菌法HTST高。,c.超高溫瞬時殺菌(Ultra High Temperature sterilization, UHT),,,有益的結(jié)果：熱處理可以破壞食品中不需要的成分；可改善營養(yǎng)素的可利用率；提高蛋白質(zhì)的可消化性；加熱也可改善食品的感官品質(zhì)等。不良后果：這主要體現(xiàn)在食品中熱敏性營養(yǎng)成分的損失和感官品質(zhì)的劣化。,三、熱加工對食品品質(zhì)的影響,,,食品營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)指標的熱耐性也主要取決于營養(yǎng)素和感官指標的種類、食品的

18、種類，以及pH、水分、氧氣含量和緩沖鹽類等一些熱處理時的條件。,熱處理技術(shù),食品罐藏的基本工序,裝罐排氣密封殺菌冷卻檢查,裝罐,容器的準備裝罐的工藝要求裝罐的方法預(yù)封,排氣,密封前將罐內(nèi)空氣盡可能除去的處理措施。,排氣的目的排氣的方法影響罐內(nèi)真空度的因素,殺菌,殺菌公式,殺菌方式,常壓水殺菌：高壓蒸汽殺菌高壓水殺菌：,升溫時間—恒溫時間—降溫時間,殺菌溫度,,反壓,冷卻,冷卻方法,①水池冷卻，②鍋內(nèi)常壓冷卻，

19、③鍋內(nèi)加壓冷卻，④空氣冷卻。,①避免嗜熱菌的生長繁殖，②防止高溫下食品品質(zhì)的下降，③利用余熱使罐表面水分蒸發(fā)，防止生銹。,冷卻終點：,罐溫38~40℃。,食品的非熱殺菌,非熱殺菌 (Nonthermal sterilization) 是指以非加熱殺菌的方式達到殺菌目的殺菌方法。 物理殺菌： 輻照殺菌(irradiation) 超高靜壓殺菌(UHP,HHP) 脈沖電場殺菌(PEF)

20、 振蕩磁場殺菌(OMF) 超聲波殺菌(ultrasound) 紫外線殺菌(UV) 脈沖光殺菌(pulsed light) 脈沖X射線殺菌(pulsed X-ray) 高壓電弧放電殺菌(high voltage arc discharge),化學(xué)殺菌：化學(xué)殺菌劑(sterilizing agents)殺菌 化學(xué)殺菌劑的殺菌、抑菌作用 化學(xué)殺菌劑的要求