食品技术原理之第2章.ppt

食品加工与保藏原理第二章 食品热处理和杀菌 食品加工与保藏中的热处理食品热处理反应的基本规律食品热处理条件的选择与确定食品的非热杀菌内容提要第一节 食品加工与保藏中的热处理热处理（Thermal processing）•是采用加热的方式来改善食品品质、延长食品贮藏期的食品处理方法（技术）•热处理方式各异，目的和作用不同但对微生物、酶和食品成分的作用以及传热的原理和规律有相同之处• 是食品加工与保藏中最重要的处理方法之一一、 食品热处理的作用 正面作用 •杀死微生物，主要是致病菌和腐败菌等有害的微生物； • 钝化酶，主要是过氧化物酶、抗坏血酸酶； • 改善食品的品质与特性，如产生特别的色泽、风味和组织状态等 • 提高食品中营养成分的可利用率、可消化性等； • 破坏食品中不合需要或有害的成分，如大豆中的胰蛋白酶抑制剂负面作用 •食品中的营养成分，特别是热敏性成分有一定损失； • 食品的品质和特性产生不良的变化； • 消耗的能量较大二、热处理的类型和特点 1. 工业烹饪（Industrial cooking） 煮、焖（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤 2. 热烫（Blanching or Scalding） 3. 热挤压（Hot extrusion） 4. 杀菌 P 44 巴氏杀菌（Pasteurisation）62.8 ℃ 30min商业杀菌（Sterilization） 二、热处理的类型和特点 1. 工业烹饪（Industrial cooking） 工业烹饪一般作为食品加工的一种前处理过 程，通常是为了提高食品食用时的感官质量而采取的一种处理手段。

常见形式有：煮、焖（炖）、 炸（煎） 、 烘（焙）、烤安全性考虑二、热处理的类型和特点 2. 热烫（Blanching or Scalding） 热烫，又称烫漂、杀青、预煮，是食品加工与 保藏中主要用以破坏食品组织中导致质量降低酶的 活性的一种热处理形式热烫处理主要应用于蔬菜和某些水果，通常是 蔬菜和水果冷冻、干燥或罐藏前的一种前处理工序 二、热处理的类型和特点 3. 热挤压（Hot extrusion） 挤压是将食品物料放入挤压机中，物料在螺杆的挤 压下被压缩并形成熔融状态，然后在出料端通过模具出 口被挤出的过程热挤压则是指食品物料在挤压的过程中还被加热 热挤压也被称为挤压蒸煮（Extrusion cooking）挤压是结合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等几 种单元操作的过程 二、热处理的类型和特点 4. 热杀菌杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式 ，根据要杀灭微生物的种类的不同可分为：巴氏杀菌（Pasteurisation）商业杀菌（Sterilization） •巴氏杀菌（Pasteurisation）巴氏杀菌是一种较温和的热杀菌形式，巴氏杀菌的 处理温度通常在100℃以下，达到同样的巴氏杀菌效果， 可以有不同的温度时间组合。

巴氏杀菌的目的及其产品的贮藏期主要取决于杀菌 条件、食品成分（如pH值）和包装情况对低酸性食品（pH＞4.6），巴氏杀菌可以杀灭致病 菌；对于酸性食品（pH ≤ 4.6），巴氏杀菌不仅可以杀灭 致病菌，还可以杀灭腐败菌和酶 典型巴氏杀菌的条件食品作用条件 pH≤4.6果汁65℃, 30min ; 77℃, 1min啤酒88℃, 15s; 65-68℃, 20min; 72-75℃, 1-4minpH＞4.6牛乳63℃, 30min; 71.5℃, 15s液态蛋64.4℃, 2.5min; 60℃, 3.5min冰淇凌65℃, 30min; 71℃, 10min; 80℃, 15s•商业杀菌（Sterilization）商业杀菌一般又简称为杀菌，是一种较强烈的热处理 形式，通常是将食品加热到较高的温度并维持一定的时间 以达到杀死所有致病菌、腐败菌和绝大部分微生物，一般 也能钝化酶，使杀菌后的食品达到较长的贮期但它同样 对食品营养成分和品质的破坏也较大杀菌后食品的无菌程度通常也并非达到完全无菌，只 是杀菌后食品中不含致病菌，残存的处于休眠状态的非致 病菌在正常的食品贮藏条件下不能生长繁殖，这种无菌程 度被称为“商业无菌（Commercially sterilization）”，也就是说它是一种部分无菌（Partically sterile）。

•商业杀菌（Sterilization）商业杀菌是以杀死食品中的致病和使食品腐败变质 的微生物为准，以使杀菌后的食品符合安全卫生要求、 具有一定的贮藏期很明显，这种效果只有在密封的容器内才能取得（ 防止杀菌后的食品再受污染将食品先密封于容器内 再进行杀菌处理即是一般罐头的加工形式，而将经高温 短时（HTST）或超高温瞬时（UHT）杀菌后的食品在 无菌的条件下进行包装，则是无菌包装 三、食品热处理使用的能源和加热方式•能源气体燃料（天然气或液化气）液体燃料（燃油等）固体燃料（如煤、木、炭等）电 •加热方式 直接加热 间接加热：蒸汽、热水、空气 第二节 食品热处理反应的基本规律一、 食品热处理的反应动力学在某一热处理条件下（1） 食品成分（微生物、酶等）的热处理破坏速率；（2） 温度对这些破坏反应的影响1、热破坏反应的反应速率•热破坏反应一级反应动力学 对数规律 - d c= k cdt式中：-dc/dt为微生物浓度（数量）减少的速率，c为食品成分的浓度，k为一级反应的速率常数图2-1 微生物热力致死速率曲线D = 2.303kc1为 t = 0 时食品成分的浓度，Log c = log c1 - k t2.303D值，又被称为指数递减时间 (decimal reduction time)，为 微生物的活菌数每减少90％，也就是在对数坐标中c的数值 每跨过一个对数坐标值所对应的时间 (min)。

D值的标注：DTD值的意义：D值的大小可以反映微生物的耐热性在同一温度下比较不同微生物的D值时，D值愈大， 表示在该温度下杀死90%微生物所需的时间愈长，即该微生物愈耐热TDT值：热力致死时间 ( thermal death time ) 值，是指在某一恒定温度条件下，将食品中的某种微生物活 菌（细菌和芽孢）全部杀死所需要的时间（min）试验时以热处理后接种培养时无微生物生长作为全部活菌 业已被杀死的标准 2、热破坏反应和温度的关系 Log (TDT1 / TDT) =T - T1zZ值：指D值 (或TDT值) 变化90% (一个对数坐标值) 所对应的温度变化值 (℃或F) Log (D1 / D) =T - T1z图2-1 微生物热力致死速率曲线二、 加热对微生物的影响1、微生物和食品的腐败变质食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原因细菌、霉菌和酵母都可能引起食品的变质，其中细菌是引起食品腐败变质的主要原因细菌中非芽孢细菌在自 然界存在的种类最多，污染食品的可能性也最大，但这些 菌的耐热性并不强，巴氏杀菌既可将其杀死细菌中耐热 性强的是芽孢菌酵母菌和霉菌引起的变质多发生在酸性 较高的食品中。

少数微生物对人类、动物或植物有病害作用，它们被称为致病菌或病原菌能在食品中产生毒素的微生物（致 病菌）多见于细菌和霉菌二、 加热对微生物的影响2、微生物的生长温度和微生物的耐热性微生物的最适生长温度温度高于微生物的最适生长温度时，微生物的生长就会 受到抑制甚至出现死亡现象 影响微生物耐热性的因素微生物的种类细菌 、酵母菌和霉菌营养细胞和芽孢 微生物生长和细胞（芽孢）形成的环境条件；⑴温度；⑵离子环境；⑶非脂类有机化合物；⑷脂类；⑸微生物的菌龄热处理时的环境条件⑴pH和缓冲介质；⑵离子环境；⑶水分活性；⑷其它介质组成分 以肉毒梭状芽孢杆菌为对象菌，以pH划分酸性食品和低酸性食品，酸性食品和低酸性食品的杀菌条件不同酸性食品（Acid food）： pH≤4.6， 低酸性食品（Low acid food）：指最终平衡pH＞4.6，Aw＞0.85酸化食品（Acidified foods）是指加入酸或酸性食品使产 品最后平衡pH≤4.6和Aw＞0.85的低酸性食品，它们也可 以被称为酸渍食品 典型芽孢菌的耐热性参数三、 加热对酶的影响1、酶和食品的质量 酶也会导致食品在加工和贮藏过程中的质量变化，主要反映在食品的感官和营养方面的质量降低。

这些酶主要是氧化酶类和水解酶类，包括过氧化物酶、多酚氧化酶、脂肪氧化酶、抗坏血酸氧化酶等2、酶的最适温度和热稳定性 温度对酶反应有明显的影响，任何一种酶都有其最适的作用温度酶的稳定性还和其它一些因素有关：pH、缓冲液的离子强度和性质、是否存在底物、酶和体系中蛋白质的浓度、保温的时间及是否存在抑制剂和活化剂等影响酶的耐热性的因素主要有：酶的种类和来源，热处理的条件 酶的耐热性参数四、 加热对食品营养成分和感官品质的影响 加热食品可以产生有益的结果：热处理可以破坏食品中不需要的成分，如禽类蛋白中的抗生物素蛋白、豆 科植物中的胰蛋白酶抑制素热处理可改善营养素的可 利用率，如淀粉的糊化，提高蛋白质的可消化性加热 也可改善食品的感官品质，如美化口味、改善组织状态 、产生诱人的颜色等加热也会对食品产生的不良后果：这主要体现在食 品中热敏性营养成分的损失和感官品质的劣化 食品营养成分和感官品质指标的热耐性也主要取决于营养素和感官指标的种类、食品的种类，以及pH、水 分、氧气含量和缓冲盐类等一些热处理时的条件 第三节 食品热处理条件的选择与确定 一、热处理的条件的选择原则：首先，热处理应达到相应的热处理目的。

以加工为主的，热处理 后食品应满足热加工的要求，以保藏为主要目的的，热处理后的食 品应达到相应的杀菌、钝化酶等目的其次，应尽量减少热处理造成的食品营养成分的破坏和损失同时，热处理过程还应不产生有害物质，满足食品卫生的要求二、热能在食品中的传递 n(一)罐头容器内食品的传热影响容器内食品传热的因素包括：（1） 表面传热系数（2） 食品和容器的物理性质（3） 加热介质（蒸汽）的温度和食品初始温度之间的温 度差（4） 容器的大小 冷点（cold point）温度：温度变化最慢的点n冷点温度：传导、对流(二)评价热穿透的数据传热曲线：传热曲线的作图：将罐内冷点温度随时间变化在半对 数坐标上所得的曲线传热曲线的种类：简单加热曲线转折加热曲线冷却曲线传热特征参数： fh，f2，fc，jh n简单加热曲线n转折加热曲线n冷却曲线三、食品热处理条件的确定 (一)确定食品热处理条件的过程（以杀菌为例） 主要考虑两方面的因素：微生物的耐热性参数：F、Z食品的传热特性参数：fh，f2，fc，jh过程：理论计算 实罐试验 接种试验 贮藏试验 生产线试验 贮藏试验 合适的杀菌条件 n确定食品热杀菌条件的过程 (二)食品热杀菌条件的计算1、改良一般法 1920年，比奇洛（Bigelow），一般法（The general method）；1923年，鲍尔（Ball），改良一般法（Improved general method）。

2、公式计算法了解公式法计算杀菌值和杀菌时间中各符号的意义步骤 3、列线图法对罐头食品而言，在某一特定的温度T下，将罐内微生物全部杀 死所需的热力致死时间为τmin，罐头在该温度下加热t min，所取得的部 分杀菌量为A：A = t /τ （2-17）我们将杀菌过程分为n个温度段，在每个温度段各自的平均温 度为Ta，对应的热力致死时间为τa min，在该温度段停留的时间分别为ta ，则在每个温度段取得的部分杀菌量为Aa：Aa = ta /τa （2-18）整个杀菌过程的总杀菌量则为：A =∑Aa = ∑ ta /τa （2-19）当A=100%。