《食品技術(shù)原理》課件-第二章食品熱處理技術(shù)

第二章食品熱處理技術(shù)教學(xué)目的和要求掌握微生物的耐熱性罐藏食品的傳熱罐藏食品分類與殺菌強(qiáng)度的確定；了解熱力殺菌裝置重點(diǎn)影響微生物耐熱性的因素影響罐裝食品傳熱的因素殺菌強(qiáng)度的確定食品在冷藏和凍藏期間發(fā)生的變化難點(diǎn)微生物耐熱性曲線罐裝食品的傳熱曲線食品生產(chǎn)過程中，加熱處理有多種好處（作用）使蛋白質(zhì)變性，淀粉糊化，減輕消化系統(tǒng)壓力，便于食物消化吸收殺菌作用(延長保存期)獲得新型食品按加工工藝，熱處理分類熱燙熱殺菌（商業(yè)無菌）熱擠壓熱脫水焙烤和焙燒蒸發(fā)和蒸餾將病原菌、產(chǎn)毒菌及在食品中造成食品腐敗的微生物殺死，罐頭內(nèi)允許殘留有微生物或芽孢，但在常溫?zé)o冷藏狀況的商業(yè)貯運(yùn)過程中，在一定的保質(zhì)期內(nèi)不引起食品腐敗變質(zhì)，這種熱處理方法是（）巴氏殺菌熱燙商業(yè)殺菌輻射殺菌ABCD提交單選題1分加熱殺菌理想效果：對(duì)物料操作及其品質(zhì)影響控制在最小限度內(nèi)迅速殺死存在于其中的有害微生物確定加熱殺菌條件需考慮：食品物性；污染食品的微生物種類，數(shù)量，習(xí)性；容器；加熱過程中食品傳熱特性等第一節(jié)微生物的耐熱性

細(xì)菌繁殖的溫度范圍

細(xì)菌種類最低(℃)最適(℃)最高(℃)嗜熱菌30～4550～7070～90

嗜溫菌5～1530～4545～55低溫菌-5～525～3030～35嗜冷菌-10～-512～1515～25真菌在最低溫度條件下，其繁殖能力與細(xì)菌相同，然而，真菌能夠繁殖的最高溫度卻很低，霉菌約為60℃，酵母菌繁殖的最高溫度約為45℃。微生物繁殖速度，隨著偏離最適溫度范圍的程度增大而下降。特別在高溫條件下，繁殖速度急劇下降。微生物耐熱性可用實(shí)際使用的溫度和時(shí)間表示，常用加熱致死時(shí)間來表示。一、影響微生物耐熱性因素

菌種和菌株加熱前微生物所經(jīng)歷培養(yǎng)條件加熱時(shí)的相關(guān)因素加熱后的條件菌種和菌株微生物種類不同，耐熱不同。即使是同一菌種，其耐熱性因菌株而異產(chǎn)芽孢菌芽孢耐熱性＞營養(yǎng)體嗜熱菌芽孢>厭氧菌芽孢>需氧菌芽孢加熱前微生物所經(jīng)歷培養(yǎng)條件菌齡穩(wěn)定期細(xì)胞耐熱性＞對(duì)數(shù)期，成熟芽孢耐熱性＞未成熟芽孢培養(yǎng)溫度與耐熱性的關(guān)系一般情況下，培養(yǎng)溫度越高，所培養(yǎng)的細(xì)胞及芽孢耐熱性越強(qiáng)。培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基成分的影響效果與菌種，菌株及其他多種因素相關(guān)：在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上發(fā)育的芽孢，耐熱性強(qiáng)加熱時(shí)的相關(guān)因素

加熱方式：濕熱殺菌（100℃，幾十分鐘）＞干熱殺菌（140-180℃，數(shù)小時(shí)）熱處理溫度原始活菌數(shù)水分pH值細(xì)菌一般在微酸至中性范圍內(nèi)耐熱性最強(qiáng)，超過這一范圍，耐熱性下降。營養(yǎng)物質(zhì)

碳水化合物脂類蛋白質(zhì)無機(jī)鹽對(duì)細(xì)菌的作用隨無機(jī)鹽種類、濃度及菌種等變化而異。其他防腐劑加熱后的條件微生物受到某種強(qiáng)烈的外界刺激后，會(huì)遭受一定程度的損傷，與正常的群體相比，受傷的群體會(huì)從各個(gè)方面表現(xiàn)出不同的反應(yīng)。遭受加熱損傷的細(xì)胞除營養(yǎng)要求擴(kuò)大外，還受各種條件影響，并易受抑制劑的影響。對(duì)于罐頭食品，影響微生物耐熱性的因素包括有（）微生物的種類原始活菌數(shù)熱處理溫度罐內(nèi)食品成分ABCD提交多選題1分二、微生物耐熱性試驗(yàn)方法

TDT（thermaldeathtime）試管法TDT罐法燒瓶法開放型TDT管專用耐熱性測(cè)定儀測(cè)定法毛細(xì)管法利用實(shí)驗(yàn)室小型蒸汽吹入式UHT裝置三、微生物耐熱性參數(shù)

（一）加熱致死速率曲線/殘存活菌曲線根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果：在一定環(huán)境和一定致死溫度熱處理微生物，不同時(shí)間所得殘存數(shù)對(duì)數(shù)值呈直線關(guān)系。直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所需要的時(shí)間D值為直線斜率倒數(shù)，即細(xì)菌死亡率的倒數(shù)。D值

在一定環(huán)境中一定的溫度條件下，將全部對(duì)象菌90%殺滅所需要的時(shí)間D值愈大，細(xì)菌死亡速率愈慢，該菌耐熱性愈強(qiáng)。D值不受原始菌數(shù)影響，其表示方法：

D121.1℃

minD值隨熱處理溫度、菌種、細(xì)菌/懸浮液的性質(zhì)及其他因素而異。100℃熱處理時(shí)，原始菌數(shù)為10000，熱處理3分鐘后殘存的活菌數(shù)是10，則該菌D值為（

）1min2min3min4minABCD提交單選題1分(二)加熱致死時(shí)間曲線θ不同熱處理溫度，

t加熱致死時(shí)間，

Z時(shí)對(duì)應(yīng)

θ’-θ值溫度不變，將處于一定條件下的孢子懸浮液或食品中某一菌種的細(xì)胞/芽孢數(shù)全部殺死所的最短熱處理時(shí)間。(三)加熱減數(shù)時(shí)間（thermalreductiontime）任一規(guī)定溫度，將對(duì)象菌減少到某一程度（10-n）時(shí)所需的加熱時(shí)間。10-n中n稱為遞減指數(shù)，表示TRTn=nD

TRT實(shí)為D值概念的擴(kuò)大。所以受對(duì)D值有影響的因素支配，不受原始菌數(shù)影響。TRT值可按從概率角度解釋細(xì)菌死亡情況。

D值本身并不代表全部殺菌時(shí)間。在規(guī)定θ’下，當(dāng)nD值中n接近無窮大，即F值。但實(shí)際中不需要。只要根據(jù)實(shí)際污染情況的調(diào)查和安全性保證試驗(yàn)即可確定n值，可將其視為F值。在一定環(huán)境中一定的溫度條件下，將全部對(duì)象菌90%殺滅所需要的時(shí)間是（）D值F值Z值以上都不對(duì)ABCD提交單選題1分溫度不變，將處于一定條件下的孢子懸浮液或食品中某一菌種的細(xì)胞/芽孢數(shù)全部殺死所的最短熱處理時(shí)間（）。D值F值Z值以上都不對(duì)ABCD提交單選題1分(四)F值和Z值F值：一定加熱致死溫度（一般為121.1℃）下，殺死一定濃度微生物所需加熱時(shí)間。用于比較Z值相同的細(xì)菌耐熱性，但對(duì)于Z值不同的細(xì)菌不適用。故F值表示:,通常Z＝10℃，如θ＝121.1℃，上下標(biāo)可省略，否則不省略。Z值：加熱致死時(shí)間曲線或擬加熱致死速率曲線中加熱時(shí)間或D值按照1/10或10倍變化時(shí)，相應(yīng)的加熱溫度變化。Z值愈大，因溫度上升而取得的殺菌效果就愈小。因，故(五)12D概念（罐頭工業(yè)殺菌）

最低加熱過程應(yīng)降低到最耐熱的肉毒梭狀芽孢桿菌芽孢存活概率僅為10-12適用于pH值＞4.6食品。四、酶的耐熱性含酶的物質(zhì)中，在一定范圍內(nèi)提高溫度，則酶的反應(yīng)速率隨之增加。其一般在1.4～2.0之間，但溫度過高，溫度特別高反應(yīng)速度反而下降。原因：

1、最適溫度以下，隨著溫度升高，酶活力提高。2、高于最適溫度，隨著溫度升高，酶活力降低。原因：蛋白變性思考題影響微生物耐熱性因素有哪些？細(xì)菌按最適生長溫度可如何分類？D值、F值，Z值，12D概念第二節(jié)、食品的熱傳遞

熱量傳遞方式有傳導(dǎo)：熱量從物體的這一部分向那一部分或向接觸的另一物體所發(fā)生的傳遞。對(duì)流：適用于液體物質(zhì)。當(dāng)液體或氣體中存在某種程度溫度差時(shí)，溫度不同的兩部分就會(huì)通過其密度差發(fā)生混合。輻射：任何物體都相應(yīng)地從表面散發(fā)熱能，傳遞給另一物體。一、罐裝食品傳熱方式

傳導(dǎo)傳熱型對(duì)流傳熱型對(duì)流傳導(dǎo)結(jié)合式

先對(duì)流后傳導(dǎo)：冷卻時(shí)只傳導(dǎo)傳熱，乳糜狀玉米罐頭

先傳導(dǎo)后對(duì)流：冷卻時(shí)只對(duì)流傳熱，蘋果沙司罐頭二、影響罐裝食品傳熱的因素內(nèi)因裝罐量，頂隙量，真空度，固形物量，糖液濃度，汁液與固形物比例，粘稠度，熟化程度，加工方法，食品組成與性狀，填充方法，加熱過程中特性，加熱前食品初溫及在容器內(nèi)分布。外因容器大小與形狀，加熱過程旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)，殺菌鍋內(nèi)容器數(shù)量，容器所處，殺菌鍋內(nèi)噴入蒸汽壓力，噴射位置，殺菌鍋內(nèi)溫度分布，有無氣囊，升溫時(shí)間等。主要影響因素食品的物理性質(zhì)形狀，大小，粘稠度和相對(duì)密度不同，糖（溫度升高，粘度下降），淀粉（＞6%，傳熱方式為傳導(dǎo)），果膠，塊形大小，裝罐方式

食品初溫

對(duì)于傳導(dǎo)型加熱食品：影響顯著；對(duì)于對(duì)流型加熱食品：影響不顯著

對(duì)罐頭食品內(nèi)溫度變化快慢影響較大的因素有多個(gè)，但（）對(duì)溫度變化的影響不大。食品的濃度罐頭容器的大小與形狀對(duì)流型傳熱罐頭食品的初溫對(duì)一些粘稠或半固體的食品采用旋轉(zhuǎn)殺菌ABCD提交單選題1分容器傳熱特性，熱阻，幾何尺寸（h/D=0.25,加熱時(shí)間最短）。對(duì)于對(duì)流傳熱型罐頭：容器種類和罐壁厚度對(duì)加熱殺菌時(shí)間影響很大。對(duì)于傳導(dǎo)傳熱型罐頭：食品導(dǎo)熱性對(duì)殺菌時(shí)間影響較大。殺菌設(shè)備形式

回轉(zhuǎn)式＞靜置式

其他加熱時(shí)食品特性，加熱前罐內(nèi)溫度分布情況，殺菌鍋裝填量，罐的碼放排列方式。下列因素中，

與殺菌時(shí)罐頭食品的傳熱無關(guān)。殺菌設(shè)備罐頭容器的材料、容積和幾何尺寸食品的粘稠度食品的pHABCD提交單選題1分三、罐裝食品傳熱的測(cè)定

(一)目的

掌握罐藏食品的傳熱特性建立相應(yīng)加熱和冷卻條件根據(jù)測(cè)得的加熱和冷卻的傳熱曲線直接對(duì)殺菌效果作出評(píng)價(jià)(二)方法

短桿水銀溫度計(jì)專用罐頭中心溫度測(cè)定儀(三)測(cè)定點(diǎn)選擇對(duì)流傳熱型罐藏食品：中心軸上離罐底罐高10%～15%，罐內(nèi)中心線上傳導(dǎo)傳熱型罐藏食品：幾何中心或微偏上方傳導(dǎo)對(duì)流結(jié)合型罐藏食品：一般取離罐底罐高約25%的罐內(nèi)中心線作測(cè)定點(diǎn)特殊罐藏食品：需測(cè)定（每10mm始，隔5mm放一熱電偶）罐裝食品加熱時(shí)，罐內(nèi)溫度變化最緩慢點(diǎn)（冷點(diǎn)）傳導(dǎo)型罐頭的冷點(diǎn)（）在罐容器的底部在罐容器的幾何中心在罐中心軸上離罐底2-4cm處在罐容器的頂蓋ABCD提交單選題1分(四)測(cè)定方法試樣量

4～6只（≤10）測(cè)定次數(shù)

≥1次/分鐘，導(dǎo)熱型可適當(dāng)延長測(cè)定內(nèi)容罐內(nèi)及殺菌鍋內(nèi)溫度變化情況思考題罐裝食品傳熱方式有哪幾種？影響罐裝食品傳熱的因素有哪些？第三節(jié)殺菌強(qiáng)度評(píng)價(jià)罐藏食品進(jìn)行最后熱處理的對(duì)象主要是致病菌，腐敗菌，產(chǎn)毒菌。罐藏食品商業(yè)無菌（commercialsterilizationofcannedfood）：罐藏食品經(jīng)適度熱殺菌以后，不含有致病的微生物，也不含常溫下能在其中繁殖的非致病微生物。一、殺菌對(duì)象菌的選擇

選擇原因罐藏食品種類不同，罐內(nèi)腐敗菌也不同，導(dǎo)致罐頭腐敗原因也不同，各腐敗菌生活習(xí)性不同，故殺菌工藝也不同確定對(duì)象菌才能正確選擇合理殺菌工藝避免罐頭腐敗變質(zhì)罐藏食品分類酸度級(jí)別食品種類常見腐敗菌熱力殺菌要求低酸性食品（pH>4.6，Aw>0.85）低酸性食品＞5.0

肉

嗜熱菌，嗜溫厭氧菌或嗜溫兼性厭氧菌

高溫殺菌105～121.1℃

中酸性食品4.6～5.0

蔬菜，面條酸性食品（pH≤4.6）酸性食品：3.7～4.6水果及果汁，番茄汁/醬

非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌

沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌

高酸性食品：＜3.7

菠蘿，杏，葡萄，檸檬，醋栗，泡菜

酵母，霉菌，酶（耐酸性強(qiáng)，耐熱性差）

根據(jù)腐敗菌對(duì)pH的適應(yīng)性其耐熱性中酸性食品出現(xiàn)二、殺菌強(qiáng)度意義用實(shí)際殺菌效果即殺菌強(qiáng)度F0和TDT曲線上的Fs值比較，即可知道在實(shí)際操作殺菌條件下是否達(dá)到殺菌要求。即殺菌效率值。通過測(cè)定罐頭中心溫度，根據(jù)此結(jié)果按對(duì)象菌的Z值進(jìn)行一系列計(jì)算，得到在該殺菌條件下的實(shí)際殺菌效果，即殺菌強(qiáng)度（F0）。殺菌強(qiáng)度F0值計(jì)算F0值定義：在參數(shù)溫度為121.1℃下總的累積致死效應(yīng)。（totalijtegratedlethaleffect）計(jì)算方法：確定121.1℃下D值針對(duì)不同微生物種類確定t0＝nD

，計(jì)算F0值

保溫時(shí)間，保溫部分的殺菌溫度例題對(duì)于耐熱性最強(qiáng)的芽孢，當(dāng)溫度上升10℃，其耐熱性降低以Z值表示為10，即Z=10℃。

肉毒桿菌是最危險(xiǎn)的食品中毒微生物，在罐藏食品工業(yè)中已建立的最低殺菌強(qiáng)度為12D。

肉毒桿菌D121.1

=0.205（min）t0=12D=12*0.205=2.46（min）通常選擇在3min以上。

140℃下，達(dá)到12D的殺菌強(qiáng)度所需要的殺菌時(shí)間計(jì)算

規(guī)定對(duì)象菌標(biāo)準(zhǔn)F0值應(yīng)考慮的因素

微生物種類及其耐熱性了解腐敗菌污染程度食品品質(zhì)即C0值（蒸煮值）

t0,θ含義與F0計(jì)算式中相同各種食品原料的典型F0值食品種類F0值食品種類F0值豆沙司4-6青魚番茄沙司6-8胡蘿卜3-4肉湯12-15奶制餐后甜點(diǎn)4-10下列有關(guān)熱處理與產(chǎn)品質(zhì)量的說法正確的有（）食品質(zhì)量屬性與微生物數(shù)量在耐熱性上存在著差異，這個(gè)差異性就成為罐頭食品殺菌條件優(yōu)化選擇的基礎(chǔ)。由于食品質(zhì)量屬性的Z值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微生物數(shù)量的Z值，所以若采用更高溫度和更短時(shí)間，在維持同樣殺菌效果的同時(shí)會(huì)減少對(duì)質(zhì)量屬性的影響。采用高溫短時(shí)（HTST）處理后，食品中所有的酶都可以被完全鈍化。對(duì)用于商業(yè)殺菌的熱處理過程進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，原則上盡可能選擇高溫短時(shí)殺菌工藝，但還要根據(jù)酶的殘存活性和食品品質(zhì)的變化作選擇。ABCD提交多選題1分思考題罐藏食品分類？分類依據(jù)是什么罐藏食品最后熱處理對(duì)象是()()()

罐藏食品商業(yè)無菌（名詞解釋）規(guī)定殺菌對(duì)象菌標(biāo)準(zhǔn)F值的依據(jù)

第四節(jié)、食品加熱殺菌和熱力殺菌裝置低溫加熱殺菌

一般加熱殺菌溫度低于100℃。食品殺菌方式可分為低溫加熱殺菌、高溫加熱殺菌和超高溫殺菌。操作：可分為三個(gè)階段，升溫階段，保溫階段，冷卻階段可將食品中所存在的微生物部分地而不是全部殺滅。罐藏食品分類酸度級(jí)別食品種類常見腐敗菌熱力殺菌要求低酸性食品（pH>4.6，Aw>0.85）低酸性食品＞5.0

肉

嗜熱菌，嗜溫厭氧菌或嗜溫兼性厭氧菌

高溫殺菌105～121.1℃

中酸性食品4.6～5.0

蔬菜，面條酸性食品（pH≤4.6）酸性食品：3.7～4.6水果及果汁

非芽孢耐酸菌、耐酸芽孢菌

沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌

高酸性食品：＜3.7

菠蘿，杏，葡萄，檸檬，醋栗，泡菜

酵母，霉菌，酶（耐酸性強(qiáng)，耐熱性差）

適用于酒精，牛奶，果汁等液體食品（pH<4.6）殺菌經(jīng)該方法處理的食品需要冷藏，發(fā)酵，使用添加物（糖、鹽、防腐劑，降低Aw的物質(zhì)），包裝，加脫氧劑等方法處理。