巴氏殺菌和UHT相關知識培訓巴氏殺菌和UHT相關知識培訓有關殺菌的基本概念（1）熱力致死速率曲線或活菌殘存數曲線微生物及其芽孢的熱處理死亡數是按指數遞減或按對數循環下降的。若以縱坐標為物料單位值內細胞數或芽孢數的對數值，以橫坐標為熱處理時間，克得到一直線——熱力致死速率曲線或活菌殘存數曲線圖3-4熱力致死速率曲線DDDDDD有關殺菌的基本概念（1）熱力致死速率曲線或活菌殘存數曲線圖3（2）D值圖3-4表明，直線橫過一個對數循環時所需要的時間（分鐘）就是D值（Decimalreductiontime）。也就是直線斜率的倒數。直線斜率實際反映了細菌的死亡速率。D值的定義就是在一定的處理環境中和在一定的熱力致死溫度條件下某細菌數群中每殺死90%原有殘存活菌數時所需要的時間。（2）D值圖3-4表明，直線橫過一個對數循環時所需要的時間（D值越大，細菌的死亡速率越慢，即該菌的耐熱性越強。因此D值大小和細菌耐熱性的強度成正比。注意：D值不受原始菌數影響D值隨熱處理溫度、菌種、細菌活芽孢所處的環境和其它因素而異。D值越大，細菌的死亡速率越慢，即該菌的耐熱性越強。表3-5瞬間加熱和冷卻條件下單位時間為D時的細菌死亡速率單位時間為D時的加熱時間（分鐘）單位容積殘存活菌數0D1041D1032D1023D1014D1005D10-16D10-27D10-38D10-4表3-5瞬間加熱和冷卻條件下單位時間為D時的細菌死亡速率單從表3-5可以看出，從5D以后，為負指數，也就是說有1/10~1/10000活菌殘存下來的可能。細菌和芽孢按分數出現并不顯示，這只是表明理論上很難將活菌完全消滅掉。實際上，這應該從概率的角度來考慮，如果100支試管中各有1ml懸浮液，每ml懸浮液中僅含有1個芽孢，經過5D處理后，殘存菌數為10-1，即1/10活10100，也就是100支試管中可能有90支不再有活菌存在，而10支尚有活菌的可能。從表3-5可以看出，從5D以后，為負指數，也就是說有1/10D值可以根據圖3-4中直線橫過一個對數循環所需的熱處理時間求得。當然也可以根據直線方程式求得，因為它為直線斜率的倒數，即：D=t/loga–logbD值可以根據圖3-4中直線橫過一個對數循環所需的熱處理時間求例：100℃熱處理時，原始菌數為1×104，熱處理3分鐘后殘存的活菌數是1×101，求該菌D值。

3D==1.00log1.0×104–log1.0×10即D100℃

或D110=1.00例：（3）熱力致死時間曲線（TDT曲線）ThermalDeathTime：熱力溫度保持恒定不變，將處于一定條件下的懸浮液或食品中某一菌種的細胞或芽孢全部殺死所必需的最短熱處理時間。圖3-5熱力致死時間曲線Z（3）熱力致死時間曲線（TDT曲線）ThermalDeat細菌的熱力致死時間隨致死溫度而異。它表示了不同熱力致死溫度時細菌芽孢的相對耐熱性。與熱力致死速率曲線一樣，若以熱處理溫度為橫坐標，以熱處理時間為縱坐標（對數值），就得到一條直線，即熱力。表明熱力致死規律同樣按指數遞降進行。細菌的熱力致死時間隨致死溫度而異。它表示了不同熱力致死溫度時Z值的概念：直線橫過一個對數循環所需要改變的溫度數（℃）。換句話說：Z值為熱力致死時間按照1/10，或10倍變化時相應的加熱溫度變化（℃）。Z值越大，因溫度上升而取得的殺菌效果就越小。Z值的概念：直線橫過一個對數循環所需要改變的溫度數（℃）。通常用121℃（國外用250F°或121.1℃）作為標準溫度，該溫度下的熱力致死時間用符號F來表示，并稱為F值。F值的定義就是在121.1℃溫度條件下殺死一定濃度的細菌所需要的時間——F值與原始菌數是相關的。Logt1/t1=T2-T1/Z若T2=121.1℃，則t2=F通常用121℃（國外用250F°或121.1℃）作為標準溫度（4）熱力指數遞減時間（TRT）為了計算殺菌時間時將細菌指數遞減因素考慮在內，將D值概念進一步擴大，提出了熱力指數遞減時間（TRT）概念。TRT定義就是在任何特定熱力致死溫度條件下將細菌或芽孢數減少到某一程度如10-n（即原來活菌數的1/10n）時所需要的熱處理時間（分鐘）。（4）熱力指數遞減時間（TRT）為了計算殺菌時間時將細菌指數TRTn=nD即曲線橫過n個對數循環時所需要的熱處理時間。TRTn值與D值一樣不受原始菌數的影響。TRT值的應用為運用概率說明細菌死亡情況建立了基礎。如121℃溫度殺菌時TRT12=12D，即經12D分鐘殺菌后罐內致死率為D值的主要殺菌對象——芽孢數將降低到10-12。TRTn=nD即曲線橫過n個對數循環時所需要的熱處理時間。（5）仿熱力致死時間曲線縱坐標為D對數值，橫坐標為加熱溫度，加熱溫度與其對應的D對數值呈直線關系。Z圖仿熱力致死時間曲線（5）仿熱力致死時間曲線縱坐標為D對數值，橫坐標為加熱溫度，t1T2-T1Log—=————若T2=121.1℃，則t2=Ft2Z假定T1溫度下的D值已知，則，t1=nD則D、F、Z值之間的關系可以通過下式轉換。

nD121-TFLog——=————或D=—×10（121-T）/ZFZnt1T2-T1這樣，已知T溫度下的D值，Z值，再針對罐頭產品需要確定n值后，就可計算得到相應的F值。n值并非固定不變，要根據工廠和食品的原始菌數或著污染菌的重要程度而定。比如在美國，對肉毒桿菌，要求n=12，對生芽梭狀芽孢桿菌，n=5。這樣，已知T溫度下的D值，Z值，再針對罐頭產品需要確定n值后巴氏殺菌一、巴氏殺菌的目的：1、殺死引起人類疾病的所有微生物（即殺死所有致病菌）。如：傷寒菌、大腸菌屬、結核桿菌。2、延長儲存時間（當牛乳到達乳品廠后盡快進行熱處理。巴氏殺菌的強度：溫度和熱處理決定了巴氏殺菌的強度。10S1min2min5min10min大腸菌屬斑鎮疹傷寒菌結核桿菌耐熱微球菌60657075808590巴氏殺菌一、巴氏殺菌的目的：巴氏殺菌的強度：10S1min二、巴氏殺菌的方法從殺死微生物的觀點來看，牛乳的熱處理強度越強越好。但牛乳中的蛋白在高溫下變性，首先出現“蒸煮味”，然后焦糊。1、初次殺菌：60—65℃，保溫15秒（未達到巴氏殺菌的程度。2、低溫長時間巴氏殺菌（LTLTZ）：63℃，保溫30分鐘（間歇式巴氏殺菌）。3、高溫短時巴氏殺菌（HTST）：72—75℃，保溫15—20S。4、超巴氏殺菌（Ultrapasteurisation)：125—138℃，保溫2—4秒。二、巴氏殺菌的方法從殺死微生物的觀點來看，牛乳的熱處理強度越三、熱交換方式及熱交換加熱水：蒸汽直接噴射入水中。加熱產品：通過熱交換器交換熱量。熱交換器1、板式換熱器2、列管式換熱器注：如果兩種液體以相反方向流過熱交換器，它們之間的溫差能得到最充分得利用。三、熱交換方式及熱交換加熱水：蒸汽直接噴射入水中。四、巴氏殺菌產品:是指可供消費者直接食用的、用牛奶油和稀奶制成的液態產品。這類產品包括全脂奶、脫脂奶、標準化奶和各種類型稀奶油。標準化的目的是保證牛乳含有規定的脂肪含量四、巴氏殺菌產品:是指可供消費者直接食用的、用牛奶油和稀奶制

1、一旦包裝，產品必須防止光線——日光和自然光線照射。光線對于許多營養物質是有害的，它也可影響口味。表8.2暴露在光照度為1500勒克司時風味及維生素的損失紙裝瓶裝風味維生素維生素小時風味維生素維生素CB2CB2-1%2-10%-10%-1.5%3很小-15%-15%-2%4顯著-20%-18%-2.5%5強烈-25%-20%-2.8%6強烈-28%-25%-3%8強烈-30%-30%沒損失-3.8%沒損失12強烈-38%-35%1、一旦包裝，產品必須防止光線——日光和自然光線照射。光線2、陽光味起源于乳中的蛋白質，暴露在陽光下易降解氨基酸中蛋氨酸生成甲巰基丙醛。抗壞血酸（維生素C）和核黃素（維生素B2）在此過程中起著重要作用，同時有氧存在。甲巰基丙醛具有典型的味道，一些人稱之為紙板味，另些人稱之為金剛砂味。這種風味在均質后滅菌乳中不會產生，可能因為維生素C加熱后降解，乳清蛋白S-H化合物發生了化學變化。2、陽光味起源于乳中的蛋白質，暴露在陽光下易降解氨基酸中蛋氨

3、巴氏殺菌乳的保質期基本上并且一直是由原乳的質量決定的，當然最佳的技術及衛生等生產條件是非常重要的，此外還有工廠的正確管理。在良好的技術和衛生條件下，由高質量原料所生產的巴氏殺菌乳在未打開包裝狀態下，5-7℃條件貯存，保質期一般應該到8-10天。3、巴氏殺菌乳的保質期基本上并且一直是由原乳的質量決定的，4、如果原料乳被微生物所污染，會極大地縮短其保質期，這些微生物有能產生諸如耐熱酶（蛋白酶和解酯酶）的假單胞菌屬，和/或者以芽胞狀態存在的、經巴氏殺菌仍存活的耐熱芽胞，經巴氏殺菌仍存活的耐熱芽胞，如蠟狀芽胞桿菌(B.cereus)和枯草芽胞桿菌。5、為了改善巴氏殺菌乳的細菌學狀況，從而保證、甚至延長巴氏殺菌乳的保質期。巴氏殺菌生產設備可補充一臺離心除菌機或微濾裝置。4、如果原料乳被微生物所污染，會極大地縮短其保質期，這些微生圖.8.2帶有微濾裝置的牛牛乳加工工藝圖1平衡罐2巴氏殺菌機3分離機4標準化單元5板式換熱器6微濾單元7均質機1234567使用孔徑為1.4μm或更小的微濾膜可以有效地減少細菌和芽胞達99.5-99.99%。圖.8.2帶有微濾裝置的牛牛乳加工工藝圖1234567使用一、原材料質量需要高溫處理的牛乳質量必須非常好。尤其重要的是牛乳中的蛋白質在熱處理中不能失去穩定性。蛋白質的熱穩定性可以通過酒精實驗來進行快速鑒定。把牛乳樣品和等容積的乙醇溶液混合，在一定的醇濃度下，蛋白質會變性，其表現為牛乳出現絮凝。乙醇的濃度越高，而對應牛乳沒有發生絮凝，說明牛乳的穩定性越好。如果牛乳在酒精濃度為75%時仍保持穩定，則通常可以避免在生產和貨架期期間出現問題。酒精實驗是一個典型的方法，可以用其拒收所有不適宜于UHT處理的牛乳，因為：●由于牛乳中產酸類細菌數過高，牛乳已酸敗。●牛乳鹽平衡不正常。●乳含有太多血漿蛋白——典型的初乳。超高溫滅菌乳一、原材料質量超高溫滅菌乳2、質量不良的原乳會給生產加工條件和最終產品質量帶來負面影響。酸敗的牛乳熱穩定性極差，會導致加工問題和沉淀，比如焦糊在加熱表面并導致生產時間縮短、清洗困難以及在貯存中蛋白質沉淀到包裝的底部。3、在低溫下長期時間貯存的牛乳可能會含有過高數量的嗜冷菌。嗜冷菌會產生一些經滅菌處理也不會失活的耐熱酶類。在產品貯存期間，這些酶類引起產品滋味改變如酸辣味、苦味或甚至于產生凝膠化問題（老化凝膠或甜凝塊）。4、牛乳必須具有很高的細菌學質量，這不僅僅涉及到細菌總數，甚至更重要的，要涉及哪些能夠影響滅菌率的芽孢形成菌的芽孢數。2、質量不良的原乳會給生產加工條件和最終產品質量帶來負面影響二、滅菌效率1、當微生物和/或細菌芽孢處于熱處理或其他任何滅菌/消毒的條件下，并非所有微生物都會被立即殺滅，而是在一定的時間段內，一定比例的微生物被殺死，而一部分則殘存下來。如果將殘存下來的微生物再次置于同樣處理條件并經歷相同時間，與上次處理相同比例的微生物將被殺死，以此類推。換言之，在一定的滅菌或消毒劑的處理下，微生物總是按一定的比例被殺死，只不過，比例或大或小而已。二、滅菌效率2、每一次進行的滅菌加工都有一個特定的滅菌效率。在每次加熱滅菌加工中，滅菌效率皆取決于應用的時間和溫度條件：溫度越高，時間越長，加工效率越顯著即滅菌效率越高。3、顯然，滅菌效率決定于：●時間/溫度組合；●實驗用芽孢的抗熱性，抗熱性又受所使用的桿菌菌株及其主成芽孢的方式的影響；●熱處理所針對的產品。2、每一次進行的滅菌加工都有一個特定的滅菌效率。在每次加熱滅4、細菌芽孢的致死效果由約115℃起始并隨著溫度的上升而快速上升。細菌可以分為兩大類群：1僅以營養細胞形式存在（易于被加熱或其他方式致死）。2以營養細胞及芽孢形式存在，如芽孢生成菌。這些細菌以營養細胞形式存在時易于被殺死，而以芽孢狀態存在時則很難被消滅。細菌細菌芽孢非芽孢形成菌營養細胞抗熱蒴熱敏感4、細菌芽孢的致死效果由約115℃起始并隨著溫度的上升而快速通常，將被滅菌的產品中含有的是營養細胞的細菌和芽孢的混合菌叢，如圖9.1所示。但是，混合菌叢中的細菌營養體和芽孢之間的相關性很低。含有很低細菌總數的產品中可能含有很高的芽孢數，或者也可能相反。因此，食品中的測定的細菌總數不能做為芽孢數估測的依據。通常，將被滅菌的產品中含有的是營養細胞的細菌三、商業無菌UHT處理的產品也經常被說成是“商業無菌”的。商業無菌的含義是在一般貯存條件下，產品中不存在能夠生長的微生物。1、在高溫處理下的化學和微生物變化當牛乳長時間處于高溫下時，會形成一些化學反應產物，導致牛乳變色（褐變），并伴隨產生蒸煮味和焦糖味，最終出現大量的沉淀。而在高溫短時熱處理中，牛乳的這些缺陷就可以在很大程度上得以避免。因此，選擇正確的溫度/時間組合使芽孢的失活達到滿意的程度而乳中的化學變化保持在最低水平是非常重要的。三、商業無菌1、在高溫處理下的化學和微生物變化當牛乳長時間處罐內滅菌區域熱處理時間，Ｓ90%耐熱脂肪酶失活無變色90%耐熱蛋白酶失活嗜溫芽孢30℃耐熱芽孢55℃UHT區AB罐內滅菌區域熱處理時間，Ｓ90%耐熱脂肪酶失活無變色90%四、長期保存鮮奶的生產長期保存鮮奶的生產的生產有兩種方法：A灌裝后滅菌，產品和包裝（罐）一起被加熱到約116℃，保持20min，環境溫度貯存。B超高溫（UHT）處理，產品被加熱到35~150℃，保持4~15s，隨后將乳進行無菌灌裝，包裝保護產品不接觸光線和空氣中的氧。在環境溫度下貯存。四、長