滅菌參數(shù)(F值和F0值)

1、滅菌參數(shù)（F值和Fo值）D值：（考察對(duì)時(shí)間的關(guān)系）在一定溫度下，殺滅90%微生物所需的滅菌時(shí)間。殺滅微生物符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，即有dN_kt dtkt 或 lg N。-IgNt 2.303式中，Nt :滅菌時(shí)間為t時(shí)殘存的微生物數(shù)； N0 :原有微生物數(shù)；k：滅菌常數(shù)2.303D = t（IglOO-lg10）kD值隨微生物的種類(lèi)、環(huán)境和滅菌溫度變化而異。Z值：（考察對(duì)溫度的敏感性）降低一個(gè)IgD值所需升高的溫度，即滅菌時(shí)間減少到原來(lái)的1/10所需升高的溫度或相同滅菌時(shí)間內(nèi)，殺滅99%的微生物所需提高的溫度。Ig D2 _ig DiDT2 -即訂10飛F值：在一定滅菌溫度（T）下給定的Z值所產(chǎn)

2、生的滅菌效果與在參比溫度（T0）下給定的Z值所產(chǎn)生的滅菌效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。常用于干熱滅菌F =譏 10乞Fo值：在一定滅菌溫度（T）、Z值為10C所產(chǎn)生的滅菌效果與121C、Z值為10C產(chǎn)生的滅菌效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間（min ）。T J21F。=皆 10丁物理F0值數(shù)學(xué)表達(dá)式：F0 = t刀10 T-121/ Z生物F0值數(shù)學(xué)表達(dá)式：F0=D121CX （lgN0-lgNt）為滅菌后預(yù)計(jì)達(dá)到的微生物殘存數(shù)，即染菌度概率。F0值F0值僅限于熱壓滅菌，生物F0值相當(dāng)于121 C熱壓滅菌時(shí)，殺滅容器中全部微生物所需要的時(shí)間。F0值體現(xiàn)了滅菌溫度與時(shí)間對(duì)滅菌效果的統(tǒng)一，數(shù)值更為精確、實(shí)用。為了

3、確保滅菌效果，應(yīng)適當(dāng)增加安全系數(shù)，一般增加理論值的50%。鍵詞：罐頭，殺菌，F(xiàn)值，D值，Z值一、實(shí)際殺菌F值指某一殺菌條件下的總的殺菌效果。通常是把不同溫度下的殺菌時(shí)間折算成121 C的殺菌時(shí)間，即相當(dāng)于121 C的殺菌時(shí)間，用F實(shí)表示。特別注意：它不是指工人實(shí)際操作所花時(shí)間， 它是一個(gè)理論上折算過(guò)的時(shí)間。為了幫助大家理解和記憶，請(qǐng)看下面的例題。例：蘑菇罐頭110C殺菌10 min , 115C殺菌20 min , 121 C殺菌30 min。工人實(shí)際殺菌操作 時(shí)間等于（或大于）60 min ,實(shí)際殺菌F值并不等于 60 min。F實(shí)=10 x L1+20 x L2+30 x L3 , L我們

4、把它理解為不同溫度下的時(shí)間折算系數(shù)。L1肯定小于L2，二者均小于1。由于121 C就不存在折算問(wèn)題，因此， L3就是1，F(xiàn)實(shí)肯定小于60min。由此可見(jiàn)，實(shí)際殺菌 F值不 是工廠(chǎng)殺菌過(guò)程的總時(shí)間之和。再例：蘑菇罐頭100C殺菌90分鐘，120C殺菌10分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大？折算成相當(dāng)于121 C的殺菌時(shí)間，再比較！即： 90 X L100和10 X L120比較，只要找到折算系數(shù)就好比較 了。二、安全殺菌 F 值在某一恒定溫度（121 C ）下殺滅一定數(shù)量的微生物或者芽孢所需的加熱時(shí)間。它被作為判 別某一殺菌條件合理性的標(biāo)準(zhǔn)值，也稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)F值，用F安表示。F安表示滿(mǎn)足罐頭腐敗率要求所需的殺菌時(shí)間

5、（121 C）,例如，某罐頭F安=30 min，通常表示罐頭要求在 121C殺菌30min。每種罐頭要求的標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間（通常121 C為標(biāo)準(zhǔn)溫度），就象其它食品標(biāo)準(zhǔn)一樣， 拿來(lái)作為參照， 判斷是否合格、 是否滿(mǎn)足要求。同時(shí)也是確定殺菌 公式中恒溫時(shí)間t 2的主要依據(jù)。F實(shí)和F安的配合應(yīng)用，F(xiàn)實(shí)等于或略大于 F安，殺菌合 理。F實(shí)小于F安，殺菌不足，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，要腐敗，必須延長(zhǎng)殺菌時(shí)間。F實(shí)遠(yuǎn)大于F安，殺菌過(guò)度，超標(biāo)準(zhǔn)殺菌，影響色香味形、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，要求縮短殺菌時(shí)間。通過(guò)這種比較和反 復(fù)的調(diào)整，就可找到合適的恒溫時(shí)間 t 2。三、安全殺菌 F 值的計(jì)算A 確定殺菌溫度 t罐頭pH值大于4.6, 般

6、采用121 C殺菌，極少數(shù)低于115C殺菌。罐頭pH值小于4.6, 般100C殺菌，極少數(shù)低于85C殺菌。實(shí)踐中可用pH計(jì)檢測(cè)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也可以粗略地估計(jì)， 比如,甜橙汁是酸性,肉是偏中性。也可加檸檬酸適當(dāng)降低某些罐頭pH 值。B 選擇對(duì)象菌 腐敗的微生物頭目,殺菌的重點(diǎn)對(duì)象；耐熱性強(qiáng)、不易殺滅,罐頭中經(jīng)常出現(xiàn)、危害最大。 只要?dú)缢?其它腐敗菌、致病菌、酶也被殺滅或失活。經(jīng)過(guò)微生物檢測(cè),選定了罐頭殺菌 的對(duì)象菌,知道了罐頭食品中所污染的對(duì)象菌的菌數(shù)及對(duì)象菌的耐熱性參數(shù)D 值,就可按下面微生物熱力致死速率曲線(xiàn)的公式計(jì)算安全殺菌 F 值。F 安=D （Iga-lgb ）下面以121 C標(biāo)準(zhǔn)溫度講解

7、，因?yàn)楦邷貧⒕闆r更具代表性、人們更為關(guān)注。F安通常指t溫度（121 C）下標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間、要求的殺菌時(shí)間。D值通常指t溫度（121 C）下殺滅90%的微生物所需殺菌時(shí)間，是微生物耐熱的特征參數(shù)，D 值越大耐熱性越強(qiáng),常在右下角標(biāo)明具體試驗(yàn)溫度。由微生物實(shí)驗(yàn)獲取D 值,常見(jiàn)的 D值可查閱本教材或相關(guān)手冊(cè)。為了幫助同學(xué)們理解和記憶,請(qǐng)看例題。例：已知蘑菇罐頭對(duì)象菌D121=4min，欲在121 C下把對(duì)象菌殺滅 99.9%，問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？如果使對(duì)象菌減少為原來(lái)的 0.01%,問(wèn)需多長(zhǎng)殺菌時(shí)間？第一個(gè)D值，殺滅90%;第二個(gè)D值，殺滅9% （10%中的90%）;第三個(gè)D值，殺滅0.9% （1%中

8、的 90%）；第四個(gè) D 值,殺滅 0.09%（0.1%中的 90%）。 答案： 12 min, 16 min a 每罐對(duì)象菌數(shù) /單位體積原始活菌數(shù)。b 殘存活菌數(shù) /罐頭的允許腐敗率。 當(dāng)殘存活菌數(shù)小于 1 時(shí),它與罐頭的腐敗率是相等的。 殘 存活菌數(shù)為 1%,表示每個(gè)罐頭中有 1%個(gè)活菌,這是不合乎邏輯的。但從概率的角度理解, 100 個(gè)罐頭中有 1 個(gè)罐頭存在一個(gè)活菌,要腐敗,即腐敗率就是 1%。同理,殘存活菌數(shù)為 1%。，從概率的角度理解， 表示1000個(gè)罐頭中有1個(gè)罐頭存在一個(gè)活菌， 要腐敗，即腐敗率 就是1 %0。F 安的計(jì)算典型例子：某廠(chǎng)生產(chǎn) 425g 蘑菇罐頭，根據(jù)工廠(chǎng)的衛(wèi)生

9、條件及原料的污染情況， 通過(guò)微生物的檢測(cè)， 選擇以嗜熱脂肪芽胞桿菌為對(duì)象菌， 并設(shè)內(nèi)容物在殺菌前含嗜熱脂肪芽 胞桿菌菌數(shù)不超過(guò) 2個(gè)/克。經(jīng)121 C殺菌、保溫、貯藏后，允許變敗率為萬(wàn)分之五以下，問(wèn) 在此條件下蘑菇罐頭的安全殺菌 F 值為多大？ 解：查表得知嗜熱脂肪芽胞桿菌在蘑菇罐頭中的耐熱性參數(shù) D121 = 4.00 min。殺菌前對(duì)象菌的菌數(shù)：a=425(克/罐)x 2(個(gè)/罐)=850(個(gè) /罐)允許變敗率：b= 5/10 000 = 5 X 10-4F 安=D121(lga Igb) = 4(1g850 1g5 X 10-4) = 4(2.9294 0.699+ 4) = 24.92

10、 min由此得到了蘑菇罐頭在121 C需要?dú)⒕臉?biāo)準(zhǔn)時(shí)間 24.92 min，解決了該蘑菇罐頭F安這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)殺菌時(shí)間問(wèn)題。四、實(shí)際殺菌 F 值的計(jì)算方法為計(jì)算 F 實(shí)值必須先測(cè)出殺菌過(guò)程中罐頭中心溫度的變化數(shù)據(jù)。一般用罐頭中心溫度測(cè)定儀測(cè)定。根據(jù)罐頭的中心溫度計(jì)算F實(shí)，把不同溫度下的殺菌時(shí)間折算成121C的殺菌時(shí)間，然后相加起來(lái)。F 實(shí)=t1 X L1 + t2X L2 +13 X L3 + t4X L4+ L致死率值，某溫度下的實(shí)際殺菌時(shí)間折算為121 C殺菌時(shí)間的折算系數(shù)，下面我們來(lái)解決L 致死率，即折算系數(shù)的問(wèn)題。由熱力致死時(shí)間公式 L=10(t-121)/Z 計(jì)算得到。該計(jì)算值已經(jīng)有列表

11、，嫌麻煩可在相關(guān)資 料中查閱。式中：t是罐頭殺菌過(guò)程中某一時(shí)間的中心溫度，不是指殺菌鍋內(nèi)溫度。Z值是對(duì)象菌的另一耐熱性特征參數(shù)，如嗜熱脂肪芽胞桿菌Z=10 C。還有一個(gè)是前面講的D 值。在一定溫度下殺滅罐頭中全部對(duì)象菌所需時(shí)間為熱力致死時(shí)間，熱力致死時(shí)間變化10倍所需要的溫度變化即為Z值。通常121 C下的熱力致死時(shí)間用 F表示，右下角注明溫度。凡不是注明F實(shí)、F安，均指熱力致死時(shí)間。請(qǐng)看例題：對(duì)象菌Z=10 C, F121=10 min，求131 C、141 C、111C、101 C的熱力致死時(shí)間？對(duì)Z值反過(guò)來(lái)理解，溫度變化1個(gè)Z值熱力致死時(shí)間變化將變化10倍。從上面溫度看，它們分別是上升了

12、 1個(gè)和2個(gè)Z值、下降了 1個(gè)和2個(gè)Z值。因此，上面F值應(yīng)該分別在121 C 的基礎(chǔ)上下降 10 倍和 100 倍、上升 10 倍和 100 倍,即熱力致死時(shí)間依次為 1min、 0.1 min、 100 min、 1000 min 。 解決 L 致死率、折算系數(shù)的取值問(wèn)題。返回前面的例題！例：蘑菇罐頭110C殺菌10 min , 115C殺菌20 min , 121 C殺菌30 min。工人實(shí)際殺菌操作時(shí)間等于或大于 60min，實(shí)際殺菌F值并不等于60 min。F 實(shí)=10 X L1+20 X L2+30 X L3L1 = 10(110-121)/10=0.079L2=10(115-121

13、)/10=0.251L3=10(121-121)/10=1F 實(shí)=10 X 0.079+20 X 0.251+30 X 1 =35.81 min由此可見(jiàn),實(shí)際殺菌 F 值不是工廠(chǎng)殺菌過(guò)程的總時(shí)間之和。再例：蘑菇罐頭100 C殺菌90分鐘，或120C殺菌10分鐘，哪個(gè)殺菌強(qiáng)度大？折算成相當(dāng)于121 C的殺菌時(shí)間，再比較！90X L100 和 10X L120 比較, L100=10(100-121)/10=0.008L120=10(120-121)/10=0.79490XL100=90 X0.008=0.72 min10XL120=10X0.794=7.94 min由此可見(jiàn),后者殺菌強(qiáng)度更大,可

14、能與一般的估計(jì)相反。同時(shí)說(shuō)明,應(yīng)該高溫殺菌的罐頭,100C殺菌基本沒(méi)有效果，生產(chǎn)上一定要注意。五、實(shí)際殺菌 F 值的計(jì)算舉例某廠(chǎng)生產(chǎn)425g蘑菇罐頭，根據(jù)前面計(jì)算的 F安(24.92min)值制訂的兩個(gè)殺菌式為10 一 23 10min /121 C和1025 10min/ 12l C，分別進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，并測(cè)得罐頭中心溫度的變化 數(shù)據(jù)如下表,試問(wèn)所擬殺菌條件是否合理 ?根據(jù)已經(jīng)測(cè)定的不同時(shí)間的中心溫度,代入公式 L=10(t-121)/Z 計(jì)算,蘑菇罐頭選擇嗜熱脂 肪芽胞桿菌為對(duì)象菌，Z=10 C。有一個(gè)中心溫度就對(duì)應(yīng)一個(gè)L值，計(jì)算后填入L值這一列對(duì)應(yīng)位置，F(xiàn)實(shí)這一列表示每對(duì)應(yīng)3分鐘折算成121 C的殺菌時(shí)間。殺菌公式 11023 10 min 殺菌公式 2102510 min121C121C時(shí)間中心溫度 L值F實(shí)時(shí)間中心溫度 L值F實(shí)=28.1 min殺菌公式1, F實(shí)略大于F安，殺菌合理。恒溫殺菌時(shí)間只有 23 min，但整個(gè)殺菌過(guò)程相當(dāng) 于121 C實(shí)際殺菌時(shí)間 25.5 min ,多2.5min由升溫和降溫折算得到。 工廠(chǎng)實(shí)際殺菌過(guò)程時(shí)間 近50 min，加上罐頭