教師：范剛電話箱：28778377@第四節(jié)罐頭食品的殺菌與冷卻教師：范剛第四節(jié)罐頭食品的殺菌與冷卻1罐頭食品殺菌的目的：達(dá)到商業(yè)無菌：殺死食品中所污染的致病菌、產(chǎn)毒菌、腐敗菌，并破壞食物中的酶，使食品耐藏二年以上而不變質(zhì)。盡可能保持食品原有色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)：殺菌除了實(shí)現(xiàn)商業(yè)無菌目的外，還必須注意盡可能保存食品品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值，最好還能做到有利于改善食品品質(zhì)。第四節(jié)罐頭食品的殺菌與冷卻罐頭食品殺菌的目的：第四節(jié)罐頭食品的殺菌與冷卻2罐頭的殺菌與醫(yī)療衛(wèi)生、微生物學(xué)研究方面的“滅菌”概念有很大區(qū)別。罐頭的殺菌并不要求達(dá)到“無菌”水平，不過是不允許致病菌和產(chǎn)毒菌存在，罐內(nèi)允許殘留有微生物或芽孢，只是它們?cè)诠迌?nèi)特殊環(huán)境中，在一定的保存期內(nèi)，不至于引起食品腐敗變質(zhì)。罐頭殺菌與巴氏殺菌有相同點(diǎn)，也有明顯差異。均屬不完全殺菌，但在殺菌對(duì)象、殺菌條件、殺菌程度以及產(chǎn)品保質(zhì)期等方面存在差異。幾個(gè)概念商業(yè)殺菌：Commericalsterilization罐頭的殺菌與醫(yī)療衛(wèi)生、微生物學(xué)研究方面的“滅菌”概念有很大區(qū)3罐頭常用的殺菌方法高溫?zé)崽幚砘虬⑹蠚⒕?Appertization)是指在100℃以上加熱介質(zhì)中的高溫殺菌，是低酸性罐頭食品采用的殺菌方法，如肉類、蔬菜等巴氏殺菌(Pasteurization)是指在100℃以下的加熱介質(zhì)中的低溫殺菌，是酸性罐頭食品的殺菌方法,如果汁、果漿等罐頭常用的殺菌方法高溫?zé)崽幚砘虬⑹蠚⒕侵冈?00℃以上加熱4隨著罐頭食品工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，殺菌技術(shù)已逐步得到改善：火焰殺菌法微波加熱殺菌(軟包裝)預(yù)殺菌和無菌裝罐技術(shù)高(靜)壓殺菌技術(shù)現(xiàn)代殺菌技術(shù)的發(fā)展新技術(shù)的應(yīng)用為提高罐頭食品品質(zhì)創(chuàng)造了條件。隨著罐頭食品工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，殺菌5本節(jié)主要內(nèi)容罐藏食品微生物學(xué)：罐頭食品的腐敗及腐敗菌；微生物的耐熱性罐頭食品的傳熱：罐頭食品的傳熱方式；影響罐頭食品傳熱的因素；加熱殺菌時(shí)罐頭傳熱狀態(tài)的測定；罐頭食品的傳熱曲線罐頭食品殺菌時(shí)間的計(jì)算：Bigelow基本推算法；公式計(jì)算法；現(xiàn)用殺菌時(shí)間的計(jì)算法殺菌工藝條件：殺菌工藝條件選擇；殺菌時(shí)內(nèi)外壓力的平衡；罐頭食品殺菌設(shè)備與操作規(guī)程本節(jié)主要內(nèi)容罐藏食品微生物學(xué)：罐頭食品的腐敗及腐敗菌；微生物61.罐藏食品微生物學(xué)罐頭食品的腐敗及腐敗菌食品pH值與腐敗菌的關(guān)系罐頭常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及其原因微生物的耐熱性影響微生物耐熱性的因素微生物耐熱性的表示方法1.罐藏食品微生物學(xué)罐頭食品的腐敗及腐敗菌71.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌1862年LouisPasteur闡明了食品腐敗的原因是微生物的作用，并發(fā)明巴氏消毒法；1895年Russel(麻省理工學(xué)院)從微生物學(xué)角度研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過密封殺菌的青豆罐頭爆裂的原因：是殘存的產(chǎn)氣菌活動(dòng)的結(jié)果，進(jìn)一步說明了罐藏食品腐敗的原因是加熱未能達(dá)到殺死罐內(nèi)的耐熱微生物(或滅菌強(qiáng)度不夠)。不同類型的食品中腐敗微生物類型可能不同，微生物的耐熱性也可能不同。1.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌1862年LouisPast81.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌食品腐敗(FoodSpoilage)：是指食品在微生物作用下，食品的感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)甚至衛(wèi)生安全品質(zhì)等發(fā)生不良變化，而喪失其可食性的現(xiàn)象。腐敗菌(Spoilagebacteria)：導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的各種微生物。1.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌食品腐敗(FoodSpoil91.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌罐頭食品中微生物存活、生長與下列因素有關(guān)：微生物自身特性：各種微生物都有適宜生長條件；罐頭食品特性：食品種類、化學(xué)組成、pH值；加工和貯藏條件：加工方式、熱處理溫度和時(shí)間罐頭食品種類、性質(zhì)、加工和貯藏條件的不同，罐內(nèi)腐敗菌群是不相同的，可以是細(xì)菌、酵母或霉菌，也可以是多種微生物的混合物。1.1罐頭食品的腐敗及腐敗菌罐頭食品中微生物存活、生長與下101.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系不同種類食品的酸度或pH值是不同的，而各種腐敗菌對(duì)酸性環(huán)境的適應(yīng)性不同，所以在各食品中出現(xiàn)的腐敗菌也不同。食品中生長的微生物種類與食品的pH值有密切關(guān)系。1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系不同種類食品的酸度或pH11常見食品的pH值食品種類pH值食品種類pH值平均最低最高平均最低最高蘋果3.43.23.7番茄汁4.34.04.4蘋果沙司3.63.24.2番茄醬4.44.24.6杏3.93.44.4蘆筍(綠)5.55.45.6葡萄汁3.22.93.7青刀豆5.45.25.7檸檬汁2.42.32.8胡蘿卜5.25.05.4桃3.83.64.0蘑菇5.85.85.9酸漬黃瓜3.93.54.3青豆6.26.06.3甜酸漬品2.72.53.0甘薯5.25.15.4草莓3.43.03.9馬鈴薯5.55.45.6番茄4.34.14.6菠菜5.45.15.9常見食品的pH值食品種類pH值食品種類pH值平均最低最高平均12不同食品的pH值范圍不同食品的pH值范圍13微生物生長的pH范圍微生物生長的pH范圍14微生物生長的pH范圍微生物生長的pH范圍與最適生長pH值微生物種類生長pH范圍最適pH值細(xì)菌3.5—9.56.5—7.5放線菌--7.5—8.0酵母、霉菌2.0—11.05.0—6.0微生物生長的pH范圍微生物生長的pH范圍與最適生長pH值微生15根據(jù)腐敗菌對(duì)不同pH值的適應(yīng)情況及其耐熱性，可按照pH值將罐頭食品分為4類：低酸性食品：pH>5.0中酸性食品：pH4.6～5.0酸性食品：pH3.7～4.6高酸性食品：pH3.7以下1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系罐頭工業(yè)中以pH4.6為分界線區(qū)別低酸性和高酸性食品。肉毒桿菌根據(jù)腐敗菌對(duì)不同pH值的適應(yīng)情況及其耐熱性，可按照pH值將罐16

低酸性食品：pH>5.0食品品種：蝦、貝類、禽、牛肉、豬肉、蘑菇、青豆、蘆筍等常見腐敗菌：嗜熱嗜溫厭氧菌，嗜溫兼性厭氧菌殺菌方式：高溫殺菌：105～121℃。1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系低酸性食品：pH>5.01.1.1食品pH值與腐敗菌17

中酸性食品：pH4.6～5.0食品品種：湯類、面條、蔬菜肉混合物等常見腐敗菌：嗜熱嗜溫厭氧菌，嗜溫兼性厭氧菌殺菌方式：高溫殺菌：105～121℃1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系中酸性食品：pH4.6～5.01.1.1食品pH值18

酸性食品：pH3.7～4.6食品品種：水果及果汁等常見腐敗菌：非芽孢耐酸菌，耐酸芽孢菌殺菌方式：沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系酸性食品：pH3.7～食品pH值與腐敗19

高酸性食品：pH3.7以下食品品種：水果、果汁、酸漬蔬菜等常見腐敗菌及酶類：耐熱性低的耐酸微生物及酶、酵母、霉菌以及部分導(dǎo)致食品風(fēng)味變壞的酶；殺菌方式：沸水或100℃以下介質(zhì)殺菌1.1.1食品pH值與腐敗菌的關(guān)系高酸性食品：pH3.7以下1.1.1食品pH值與腐敗20脹罐平蓋酸壞黒變或硫臭腐敗發(fā)霉引起食物中毒的產(chǎn)毒菌1.1.2罐頭常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及其原因脹罐1.1.2罐頭常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及其原因21常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐脹罐：又稱胖聽(swell)是指罐頭底蓋不像正常情況下呈平坦或內(nèi)凹狀，而出現(xiàn)外凸的現(xiàn)象。是罐頭食品最常見的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐脹罐：又稱胖聽(swell)22常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐根據(jù)底蓋外凸程度，可分為：隱脹罐、輕脹罐、硬脹罐隱脹罐：外觀正常，若用硬棒扣擊底蓋的一端，則它的另一端底蓋就會(huì)外凸，如用力將凸端慢慢地向罐內(nèi)掀壓，罐頭則又重新恢復(fù)原裝。輕脹罐：底或蓋呈外凸?fàn)睿粲昧⑼苟讼苹卦b，則另一端隨之外凸。硬脹罐：罐頭底、蓋同時(shí)堅(jiān)實(shí)的或永久性的外凸。微生物生長產(chǎn)氣，會(huì)使玻璃罐會(huì)出現(xiàn)跳蓋現(xiàn)象常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐根據(jù)底蓋外凸程度，可分為：隱脹罐23常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐

產(chǎn)生脹罐現(xiàn)象的原因較多，并不全是微生物生長的結(jié)果。根據(jù)產(chǎn)生原因可分為三類：假脹罐：氫脹罐：細(xì)菌性脹罐常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐產(chǎn)生脹罐現(xiàn)象的原24常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐假脹罐：因食品裝量過多或罐內(nèi)真空度過低所造成；一般殺菌后就會(huì)出現(xiàn)，如.午餐肉罐頭就極易出現(xiàn)假脹罐現(xiàn)象。常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐假脹罐：因食品裝量過多或罐內(nèi)真空25常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐氫脹罐：因罐內(nèi)食品酸度太高，內(nèi)壁迅速腐蝕,錫、鐵溶解產(chǎn)生氫氣，大量氫氣聚集頂隙中而出現(xiàn)脹罐，一般經(jīng)一段時(shí)間貯藏后才會(huì)出現(xiàn).酸性及高酸性食品易出現(xiàn)氫脹罐，開罐后內(nèi)壁有嚴(yán)重的酸腐蝕斑。內(nèi)容物中錫、鐵過高，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的金屬味常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐氫脹罐：因罐內(nèi)食品酸度太高，內(nèi)壁26常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐細(xì)菌性脹罐：因微生物在罐頭中生長繁殖，代謝有機(jī)質(zhì)產(chǎn)酸產(chǎn)氣所引起的脹罐現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：①殺菌不足；②罐頭裂漏。常見腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及原因：脹罐細(xì)菌性脹罐：因微生物在罐頭中生長27細(xì)菌性脹罐

低酸性食品脹罐常見腐敗菌：專性厭氧嗜熱芽孢桿菌和厭氧嗜溫芽孢菌：肉毒桿菌梭狀芽孢桿菌雙酶梭狀芽孢桿菌溶組織梭狀芽孢桿菌典型菌：嗜熱解糖梭狀芽孢桿菌；適溫35℃，＜32℃生長慢。細(xì)菌性脹罐低酸性食品脹罐典型菌：嗜熱解糖梭狀芽孢桿菌；28細(xì)菌性脹罐

酸性食品脹罐：腐敗菌：專性厭氧嗜溫芽孢桿菌，e.g.巴氏固氮梭狀芽孢桿菌等。其耐熱性雖不高，但在酸性罐頭食品中常因殺菌不足而殘留下來，導(dǎo)致罐頭的腐敗。細(xì)菌性脹罐酸性食品脹罐：29細(xì)菌性脹罐高酸性食品脹罐腐敗菌：小球菌、乳桿菌、明串珠菌等非芽孢桿菌。原因：殺菌不徹底；罐頭裂漏細(xì)菌性脹罐高酸性食品脹罐30平蓋酸壞(Flatsours)平蓋酸壞:平蓋酸壞是指罐頭外觀正常，而內(nèi)容物卻已在細(xì)菌活動(dòng)下發(fā)生腐敗，呈輕微或嚴(yán)重酸味的變質(zhì)現(xiàn)象。細(xì)菌在罐頭中生長，代謝產(chǎn)酸但不產(chǎn)氣，導(dǎo)致食品pH下降(可下降至0.1～0.3)，卻不出現(xiàn)脹罐。平蓋酸壞(Flatsours)平蓋酸壞:31平蓋酸壞(Flatsours)平酸菌：導(dǎo)致罐頭食品產(chǎn)生平蓋酸壞變質(zhì)的微生物，被稱為平酸菌；平酸菌大多數(shù)為兼性厭氧的嗜熱性腐敗菌；平酸菌能將碳水化合物分解產(chǎn)生乳酸、甲酸、乙酸等有機(jī)酸類，使食品酸敗，但不產(chǎn)生氣體；罐頭外觀正常，必須開罐檢驗(yàn)方能區(qū)別。平蓋酸壞(Flatsours)平酸菌：導(dǎo)致罐頭食品產(chǎn)生平蓋32平蓋酸壞(Flatsours)低酸性食品中常見的平酸菌：嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillusstearothermophilus),其耐熱性很強(qiáng)(高于肉毒桿菌)，能在49～55℃下生長，最高生長溫度65℃。酸性食品中常見的平酸菌：嗜熱耐酸芽孢桿菌(Bacillusthermoacidurans)能在pH4或略低的介質(zhì)中生長，最適生長溫度45℃，最高生長溫度54～60℃，是番茄制品中常見的重要腐敗菌。在中酸性食品中也能生長。pH低于4.0不再產(chǎn)生芽孢，并迅速自行消失。平蓋酸壞(Flatsours)低酸性食品中常見的平酸菌：酸33黒變或硫臭腐敗(Sulphidespoilage)硫臭腐?。菏怯芍曼\梭狀芽孢桿菌(Clostridiumnigrificans)分解含硫蛋白質(zhì)并產(chǎn)生唯一的H2S氣體，H2S與罐內(nèi)壁鐵質(zhì)反應(yīng)生成黑色的FeS，沉積于罐內(nèi)壁或食品上，使食品發(fā)黑并呈有臭味，此現(xiàn)象稱黒變或硫臭腐敗。黒變或硫臭腐敗(Sulphidespoilage)硫臭腐敗34黒變或硫臭腐敗致黒梭狀芽孢桿菌(Clostridiumnigrificans)

能在35-70℃范圍內(nèi)生長，適宜生長溫度55℃，其芽孢的耐熱性比平酸菌和嗜熱厭氧腐敗菌(e.g肉毒桿菌，Clostridiumbotulinum)的低。

這類腐敗罐頭在正常殺菌條件下并不常見，只有殺菌嚴(yán)重不足時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。黒變或硫臭腐敗致黒梭狀芽孢桿菌(Clostridiumni35發(fā)霉罐頭內(nèi)食品上出現(xiàn)霉菌生長的現(xiàn)象，稱發(fā)霉一般并不常見，只有容器、裂漏、或罐頭內(nèi)真空度過低時(shí)，才有可能在低水分及高濃度糖分的食品表面生長。除個(gè)別青霉菌菌株稍耐熱外，大多數(shù)霉菌為不耐熱菌，易殺死；霉菌還需O2才能生長繁殖。發(fā)霉罐頭內(nèi)食品上出現(xiàn)霉菌生長的現(xiàn)象，稱發(fā)霉36引起食物中毒的產(chǎn)毒菌可在罐頭食品中生長的產(chǎn)毒菌種類不多,主要為：肉毒桿菌金黃色葡萄球菌肉毒桿菌較耐熱，其余菌均不耐熱。罐頭食品殺菌時(shí)多用肉毒桿菌作為殺菌對(duì)象，避免食物中毒。引起食物中毒的產(chǎn)毒菌可在罐頭食品中生長的產(chǎn)毒菌種類不多,主要37引起食物中毒的產(chǎn)毒菌在罐頭食品中絕對(duì)不能有產(chǎn)毒菌等危害人體健康的致病微生物存在，且應(yīng)避免污染了產(chǎn)毒菌的原料用于罐頭食品的加工；1989年蘑菇罐頭金黃色葡萄球菌腸毒素事件曾嚴(yán)重影響中國蘑菇罐頭的國際貿(mào)易。引起食物中毒的產(chǎn)毒菌在罐頭食品中絕對(duì)不能有產(chǎn)毒菌等危害人體健38腐敗罐頭微生物分析簡圖腐敗的罐頭食品產(chǎn)生氣體(脹罐)不產(chǎn)生氣體(罐蓋平坦)H2↑氫脹酸腐蝕CO2↑釀酒酵母(水果、果汁)各種產(chǎn)氣芽孢菌腌肉等低酸性食品CO2+H2↑嗜熱菌(酸性食品)高溫厭氧腐敗菌(低酸性食品)嗜溫菌腐敗味厭氧腐敗菌(低酸性食品)酸味酪酸發(fā)酵解糖厭氧菌(酸性食品)混合發(fā)酵混合菌(裂漏)需氧桿菌pH↓H2S氣味黑變/硫臭腐敗霉菌一般為裂漏嗜熱菌平酸低酸性食品嗜溫菌平酸菌酸性、中性食品乳桿菌(水果)混合菌(裂漏)腐敗罐頭微生物分析簡圖腐敗的罐頭食品產(chǎn)生氣體(脹罐)不產(chǎn)生氣39造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因殺菌不足罐頭裂漏殺菌前污染嚴(yán)重造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因殺菌不足40A.殺菌不足，造成原因很多，如：①原料的污染情況；②新鮮度；③車間清潔衛(wèi)生情況；④生成技術(shù)管理；⑤殺菌操作技術(shù)；⑥殺菌工藝條件的合理性等殺菌只是重要原因之一，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)間存在著相互關(guān)聯(lián)和相互制約。造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因A.殺菌不足，造成原因很多，如：殺菌只是重要原因之一，各生41A.殺菌不足如果原料污染嚴(yán)重，新鮮度極差，那么殺菌強(qiáng)度再怎么提高，也不一定能達(dá)到殺菌的要求，也不能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的罐頭食品。殺菌過程中合理選用殺菌式，嚴(yán)格掌握操作規(guī)程，防止殺菌鍋中出現(xiàn)“氣袋”和“死角”也是十分重要的。造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因A.殺菌不足造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因42B.裂漏裂漏導(dǎo)致罐頭食品腐敗，則罐內(nèi)的腐敗菌較雜、菌類較多，大多數(shù)不耐熱；可能有：球菌、非芽孢菌及芽孢菌出現(xiàn)，酵母較少見，霉菌大多數(shù)在嚴(yán)重裂漏時(shí)才會(huì)出現(xiàn)；有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)單純的芽孢菌，但要具體分析；在低酸性食品中，如有活的球菌、非芽孢菌存在,顯然可以歸因于裂漏所致。造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因B.裂漏造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因43導(dǎo)致裂漏的原因：卷邊結(jié)構(gòu)不良：重合率<45﹪；殺菌時(shí)鍋內(nèi)壓力和罐內(nèi)壓力平衡控制不當(dāng)，引起罐內(nèi)突角，卷邊松動(dòng)。殺菌后冷卻時(shí)腐敗菌隨空氣或水被吸入罐內(nèi)，而引起腐敗。造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因在罐頭食品殺菌后的冷卻水里加入Cl2，并控制游離Cl的量，起什么作用？導(dǎo)致裂漏的原因：造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因在罐頭食品殺菌44C.罐頭食品在殺菌前出現(xiàn)早期腐?。捍蠖鄶?shù)是因?yàn)樯a(chǎn)管理不當(dāng)及在高溫季節(jié)生產(chǎn)高峰期原料積壓所致。就肉類罐頭而言，裝罐后等待殺菌的時(shí)間越長，溫度越高時(shí)，罐內(nèi)的腐敗菌(產(chǎn)氣莢膜梭菌)繁殖很快，經(jīng)殺菌后雖可將它們殺死，但罐頭已出現(xiàn)隱脹罐或輕脹罐的狀態(tài)。造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要原因C.罐頭食品在殺菌前出現(xiàn)早期腐敗：造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要45原料污染嚴(yán)重，則殺菌強(qiáng)度需提高。為了減少殺菌前微生物的污染與繁殖，需特別加強(qiáng)原輔料、加工過程及周圍環(huán)境等方面的衛(wèi)生，嚴(yán)格控制清潔用水，水質(zhì)等衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件461.2微生物的耐熱性腐敗菌和致病菌是罐頭食品殺菌的對(duì)象；食品殺菌方法很多，如加熱法、電離輻射法、高壓處理、高頻脈沖電場、高頻脈沖磁場以及化學(xué)法等；目前，罐頭殺菌通常采用的是熱力殺菌；腐敗菌和致病菌的耐熱性與罐頭食品的殺菌條件的選擇有著直接的關(guān)系；1.2微生物的耐熱性腐敗菌和致病菌是罐頭食品殺菌的對(duì)象；47細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固因而失去了新陳代謝的能力。微生物對(duì)熱的敏感性常受各種因素的影響，如種類、數(shù)量、環(huán)境條件等。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性，而蛋白質(zhì)的受熱凝固又常常受多種條件，如酸、堿、鹽、水分等的影響。

熱力殺菌的原理細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固因而失去了新陳代謝的能力。熱力殺菌的原理481.2.1影響微生物耐熱性的因素(1)微生物的種類和菌齡;(2)熱處理前細(xì)胞生長(或芽孢形成)環(huán)境(3)基質(zhì)的成分(4)熱處理溫度和時(shí)間(5)原始活菌數(shù).1.2.1影響微生物耐熱性的因素(1)微生物的種類和菌齡49(1)微生物的種類和菌齡微生物種類:可為三個(gè)群:A群(熱敏感微生物):沙門氏菌、埃希氏菌、變形菌、假單胞菌屬的細(xì)菌，芽孢菌屬、梭菌屬細(xì)菌的營養(yǎng)體，酵母營養(yǎng)細(xì)胞、霉菌的菌絲以及酵母孢子和部分霉菌的孢子；B群(耐熱微生物):微球菌(牛奶腐敗)、嗜熱鏈球菌及其他鏈球菌、乳桿菌、絕大多數(shù)霉菌有性孢子和酵母有性孢子、霉菌無性孢子、大多數(shù)的病毒;C群(非常耐熱的微生物):主要是芽孢桿菌屬和梭菌屬的芽孢。(1)微生物的種類和菌齡微生物種類:可為三個(gè)群:50

生育階段不同,微生物的耐熱性也不同。在同樣條件下，對(duì)數(shù)生長期的菌體抗熱性比穩(wěn)定期的差；老齡細(xì)菌芽孢的耐熱性就比幼齡細(xì)菌的芽孢抗熱性強(qiáng)；孢子或芽孢的抗熱性比營養(yǎng)體強(qiáng)。耐熱性：嗜熱菌芽孢>厭氧菌芽孢>需氧菌芽孢微生物的菌齡細(xì)菌芽孢為什么耐熱？生育階段不同,微生物的耐熱性也不同。微生物的菌齡細(xì)菌芽孢51(2)熱處理前細(xì)胞生長(或芽孢形成)環(huán)境熱處理前細(xì)胞生長的環(huán)境(營養(yǎng)條件、培養(yǎng)溫度)對(duì)微生物抗熱性的影響是很明顯的。例如：枯草桿菌：在含P或Fe的培養(yǎng)基中培養(yǎng),產(chǎn)生的芽孢的抗熱性就強(qiáng)；在碳水化合物、氨基酸等含量豐富的培養(yǎng)基上,形成的芽孢耐熱性強(qiáng)；在高溫下培養(yǎng)時(shí)形成的芽孢比低溫下形成就更耐熱。(2)熱處理前細(xì)胞生長(或芽孢形成)環(huán)境熱處理前細(xì)胞生長的環(huán)52(3)基質(zhì)的成分：水分加熱殺菌時(shí)，微生物的耐熱性與介質(zhì)或罐頭食品的化學(xué)成分有很大關(guān)系。

水分：微生物的抗熱性隨基質(zhì)含水量減少而增強(qiáng)。同種微生物在干熱條件下的耐熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕熱條件下的。(3)基質(zhì)的成分：水分加熱殺菌時(shí)，微生物的耐熱性與介質(zhì)53(3)基質(zhì)的成分：pH值pH值：是對(duì)微生物耐熱性影響最大的因素之一微生物的耐熱性隨基質(zhì)pH值偏離其最適pH而下降；在近中性pH值，微生物的耐熱性最強(qiáng)；當(dāng)pH＜4.5后，細(xì)菌芽孢就不再耐熱；在酸性pH范圍偏離最適pH越遠(yuǎn),其抗熱性下降越明顯。(3)基質(zhì)的成分：pH值pH值：是對(duì)微生物耐熱性影響最大的54Bigelow等人1920年研究了好氣菌的芽孢在不同pH中，采用不同溫度殺菌的致死情況：pH4.6的培養(yǎng)基中，120℃，2min就殺死；pH6.1的培養(yǎng)基中，120℃，9min才殺菌.耐熱性最強(qiáng)的pH：肉毒梭菌：6.3-6.9枯草桿菌：6.8-7.6酵母：6.8Bigelow等人1920年研究了好氣菌的芽孢在不同pH中550.111010098.9110121殺菌時(shí)間（分）殺菌溫度(℃)pH5--7pH4.5pH3.5介質(zhì)pH值對(duì)細(xì)菌芽孢耐熱性的影響魚制品中肉毒桿菌芽孢耐熱性在pH值5.2～6.8范圍內(nèi)幾乎相同，但當(dāng)pH<5.0時(shí)，其耐熱性顯著減弱。0.111010098.9110121殺菌時(shí)間（分）殺菌溫度56在加工某些低酸性食品如蔬菜、湯類罐頭食品時(shí)，常添加酸，以適當(dāng)提高內(nèi)容物的酸度，降低殺菌溫度和時(shí)間，以便保存食品的應(yīng)有品質(zhì)和風(fēng)味。在加工某些低酸性食品如蔬菜、湯類罐頭食品時(shí)，常添加酸，以適當(dāng)57(3)基質(zhì)的成分：脂肪脂肪：可在微生物表面形成脂肪膜，將微生物與水分隔開，從而提高微生物的抗熱性。罐頭食品中的脂肪或油，能將微生物及其芽孢包圍，形成緊密的保護(hù)層，從而會(huì)增強(qiáng)其抗熱性；因脂肪或油本身是不良導(dǎo)熱體，妨礙熱的傳導(dǎo)，也起到一定的保護(hù)作用；高脂肪食品殺菌溫度要高些，時(shí)間要長些。(3)基質(zhì)的成分：脂肪脂肪：可在微生物表面形成脂肪膜，將微生58例如：大腸桿菌、沙門氏菌：在水中加熱到60~65℃可死亡，而在油中加熱到100℃需30min才死亡，在109℃下也需10min才能死亡。鏈球菌：在含水的牛油中加熱到100℃，1min即可死亡，而在干牛油中加熱到115℃需50min才能死亡。例如：59(3)基質(zhì)的成分：糖類糖類:對(duì)微生物的芽孢有保護(hù)作用,糖濃度越高，殺菌所需時(shí)間越長；低濃度糖對(duì)細(xì)胞耐熱性的影響較小，高濃度糖對(duì)芽孢有保護(hù)作用；高濃度糖吸收了細(xì)菌細(xì)胞中的水分，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞原生質(zhì)脫水，影響了蛋白質(zhì)凝固速度，從而增加芽孢的耐熱性。(3)基質(zhì)的成分：糖類糖類:對(duì)微生物的芽孢有保護(hù)作用,糖濃度60酵母菌：在100℃蒸餾水中比在糖液中容易殺死；在43.8﹪的糖液中，致死時(shí)間為6min；在66.9﹪的糖液中，致死時(shí)間為28min。酵母菌：61(3)基質(zhì)的成分：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)：對(duì)微生物有保護(hù)作用,提高微生物的耐熱性。食品中含5%蛋白質(zhì)時(shí)對(duì)微生物有保護(hù)作用。蛋白質(zhì)含量17～18﹪或更高時(shí)，則對(duì)微生物的耐熱性影響不再進(jìn)一步增加。蛋白質(zhì)如明膠、血清等能增強(qiáng)芽孢的耐熱性。加明膠后，細(xì)菌耐熱性提高2倍。蛋白質(zhì)提高芽孢耐熱性的機(jī)理仍不清楚(3)基質(zhì)的成分：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)：對(duì)微生物有保護(hù)作用,提高微生62(3)基質(zhì)的成分：鹽類鹽類：NaCl等2-3%提高耐熱性，進(jìn)一步提高濃度則降低耐熱性；調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的平衡，減少一些重要成分向胞外泄漏；影響細(xì)胞內(nèi)的pH值；與蛋白質(zhì)生成穩(wěn)定的復(fù)合體；降低水分活度。(3)基質(zhì)的成分：鹽類鹽類：NaCl等2-3%提高耐熱性，進(jìn)63(3)基質(zhì)的成分：天然抗菌物質(zhì)或化學(xué)抑菌物質(zhì)天然抗菌物質(zhì)或化學(xué)抑菌物質(zhì)：微生物的耐熱性會(huì)明顯下降。某些蔬菜和香辛料，如洋蔥、辣椒、胡椒、芹菜、蒜頭、芥末、胡蘿卜等的汁液揮發(fā)出來的物質(zhì)有抑制或殺死微生物的作用。這些物質(zhì)稱植物殺菌素。(3)基質(zhì)的成分：天然抗菌物質(zhì)或化學(xué)抑菌物質(zhì)天然抗菌物質(zhì)64(4)熱處理溫度和時(shí)間微生物的致死主要由熱處理溫度和時(shí)間決定；從60℃開始的各點(diǎn)溫度對(duì)微生物都有致死作用；不同溫度下，微生物致死時(shí)間有很大差異；溫度越低，致死時(shí)間就越長，反之則隨著熱處理溫度升高，熱力致死時(shí)間會(huì)迅速縮短。(4)熱處理溫度和時(shí)間微生物的致死主要由熱處理溫度和時(shí)間決定65芽孢菌在不同溫度下的致死時(shí)間兩種菌在不同溫度下所需殺菌時(shí)間芽孢菌在不同溫度下的致死時(shí)間兩種菌在不同溫度下所需殺菌時(shí)間66(5)原始活菌數(shù)熱力致死時(shí)間與原始活菌數(shù)有關(guān)，原始活菌數(shù)越多，所需的熱力致死時(shí)間越長。Cameron和Yesair作了如下試驗(yàn)：他們?cè)谟衩坠揞^中分別加入10g各含60個(gè)和2500個(gè)平酸菌芽孢的糖溶液，并和未加糖溶液的玉米罐頭一起在121℃殺菌70-90min，然后檢測殺菌效果。

(5)原始活菌數(shù)熱力致死時(shí)間與原始活菌數(shù)有關(guān)，原始活菌數(shù)越67原始菌數(shù)對(duì)玉米罐頭殺菌效果的影響罐頭食品殺菌前被污染的菌數(shù)與殺菌效果有直接聯(lián)系,罐頭食品殺菌時(shí)將原始菌數(shù)減少到最低程度極為重要.原始菌數(shù)對(duì)玉米罐頭殺菌效果的影響罐頭食品殺菌前被污染的菌數(shù)與681.2.2微生物耐熱性的表示方法(1)熱力致死速率曲線(2)D值(3)熱力致死時(shí)間(TDT)曲線(4)熱力指數(shù)遞減時(shí)間(TRT)(5)Z值與F值的關(guān)系1.2.2微生物耐熱性的表示方法(1)熱力致死速率曲線69(1)熱力致死速率曲線1954年日本的谷川等人以鮭魚罐頭中分離出的巨大芽孢桿菌為對(duì)象菌進(jìn)行108℃的熱殺菌試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)殘存的芽孢數(shù)與熱處理時(shí)間之間存在下面的關(guān)系：

殺菌時(shí)間(min)殘存芽孢數(shù)(個(gè)/ml) 1100000000 1.550000000 2.510000000 41000000 6100000 810000101000

(1)熱力致死速率曲線1954年日本的谷川等人以鮭魚罐頭中分70殺菌時(shí)間與殘存芽孢數(shù)之關(guān)系圖

谷川等人根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以殺菌時(shí)間做橫座標(biāo)、殘存活菌數(shù)做縱坐標(biāo)作圖：(1)熱力致死速率曲線殺菌時(shí)間與殘存芽孢數(shù)之關(guān)系圖谷川等人根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，71對(duì)數(shù)化處理后殺菌時(shí)間與殘存芽孢數(shù)之關(guān)系如以單位樣品內(nèi)活菌殘存數(shù)的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以加熱時(shí)間為橫坐標(biāo)，作圖，則可得一直線圖。該曲線即為熱力致死速率曲線(在一定溫度下加熱時(shí)間與微生物殘存數(shù)之間關(guān)系曲線)。熱力致死速率曲線對(duì)數(shù)化處理后殺菌時(shí)間與殘存芽孢數(shù)之關(guān)系如以單位樣品內(nèi)活菌殘存72熱力致死速率曲線為一直線,其斜率：或而在圖中(1)熱力致死速率曲線熱力致死速率曲線為一直線,其斜率：或而在圖中(1)熱力致死速73熱力致死速率曲線為一直線,其斜率：將代入則有：即為一定環(huán)境，一定熱處理溫度下熱力致死速率曲線或活菌殘存數(shù)曲線的方程式熱力致死速率曲線為一直線,其斜率：將代入則有：即為一定環(huán)境，74(2)D值D值:指數(shù)遞減時(shí)間(Decimalreductiontime)定義：在一定的環(huán)境和一定的熱力致死溫度條件下，每殺死某細(xì)菌數(shù)群中90﹪原有活菌數(shù)時(shí)所需要的時(shí)間。D值受處理溫度、菌種、細(xì)菌或芽孢所處懸浮液性質(zhì)等的影響；與原始菌數(shù)無關(guān)；(2)D值D值:指數(shù)遞減時(shí)間(Decimalreduc75從圖上可知，D值是指熱力致死速率曲線經(jīng)過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所需得時(shí)間(min)，它是該直線的倒數(shù)；D值與微生物的死亡速率成反比。D值愈大，則細(xì)菌死亡速度愈慢，該菌的耐熱性愈強(qiáng)，反之，則愈弱。所以，D值大小與細(xì)菌耐熱性的強(qiáng)度呈反比。從圖上可知，D值是指熱力致死速率曲線經(jīng)過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所需得76例如：某菌原始數(shù)1×104，110℃熱處理3min后，菌數(shù)降為1×10，則：D值的計(jì)算與表示：表示為：D110℃＝1.00例如：某菌原始數(shù)1×104，110℃熱處理3min后，菌數(shù)降77(3)熱力致死時(shí)間(TDT)曲線熱力致死時(shí)間(ThermalDeathTime，TDT)：

是指熱力致死溫度保持不變，將處于一定條件下的食品(或基質(zhì))中的某一對(duì)象菌(或芽孢)全部殺死所必須的最短的熱處理時(shí)間。(3)熱力致死時(shí)間(TDT)曲線熱力致死時(shí)間(Thermal78熱力致死時(shí)間(TDT)判斷活菌全部被殺死的標(biāo)準(zhǔn)：以熱處理后接種培養(yǎng)時(shí)無菌生長，作為活菌全被殺死的標(biāo)準(zhǔn)。由于全部殺死細(xì)菌所需的時(shí)間因原始菌數(shù)的不同而有差異，因此TDT值也受原始菌數(shù)的影響。熱力致死時(shí)間(TDT)判斷活菌全部被殺死的標(biāo)準(zhǔn)：79熱力致死時(shí)間(TDT)曲線熱力致死時(shí)間隨溫度而異，它表示了不同熱力致死溫度時(shí)，細(xì)菌芽孢的相對(duì)耐熱性。若以處理時(shí)間的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，熱處理溫度為橫坐標(biāo)，同樣可得一直線，這一支線就是熱力致死時(shí)間(TDT)曲線熱力致死時(shí)間(TDT)曲線熱力致死時(shí)間隨溫度而異，它表示了不80設(shè)：致死時(shí)間τ、加熱殺菌溫度T；直線斜率：k(3)熱力致死時(shí)間(TDT)曲線T1τ1τ2T2T1T1如果令直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期所對(duì)應(yīng)的殺菌溫度變化值為Z,則直線斜率：k設(shè)：致死時(shí)間τ、加熱殺菌溫度T；直線斜率：k(3)熱力致死時(shí)81同一條直線的斜率相等T1τ1τ2T2同一條直線的斜率相等T1τ1τ2T282在熱力致死時(shí)間曲線上，Z值為直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所改變的溫度數(shù)(℃)；定義：熱力致死時(shí)間成10倍增加或減小時(shí)，所對(duì)應(yīng)的殺菌溫度的變化值；Z值越大，微生物的耐熱性越強(qiáng)；Z值與D值一樣，與原始菌數(shù)無關(guān)，是微生物耐熱性特征值。Z值在熱力致死時(shí)間曲線上，Z值為直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所改變的溫83TτF如果以121℃作為標(biāo)準(zhǔn)溫度T，而在該溫度下的熱力致死時(shí)間τ用“F”表示，則：

TτF如果以121℃作為標(biāo)準(zhǔn)溫度T，而在該溫度下的熱力致死時(shí)84(4)熱力指數(shù)遞減時(shí)間(TRT)

為了在計(jì)算殺菌時(shí)間時(shí)將細(xì)菌指數(shù)遞減因素考慮在內(nèi)，將D值的概念作了進(jìn)一步擴(kuò)大，提出熱力指數(shù)遞減時(shí)間(ThermalReductionTime,TRT)的概念；熱力指數(shù)遞減時(shí)間(ThermalReductionTime,TRT)：在任何熱力致死溫度條件下將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到某一程度(如10-n)時(shí)所需的熱處理時(shí)間(min)。(4)熱力指數(shù)遞減時(shí)間(TRT)為了在計(jì)算殺菌時(shí)間時(shí)將細(xì)85將-n指數(shù)稱為遞減指數(shù)，并用TRTn表示。根據(jù)t＝D(lga－lgb)，將原始菌數(shù)減少到10-n時(shí)，所需熱處理時(shí)間。TRTn＝t＝D（lgn–lg0）=nDTRTn＝nD10n個(gè)/ml100個(gè)/ml即：總菌數(shù)將-n指數(shù)稱為遞減指數(shù)，并用TRTn表示。10n個(gè)/ml1086TRT1為熱力致死速率曲線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需的熱力處理時(shí)間。TRTn為曲線橫過n個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需的熱力處理時(shí)間。TRTn是D的擴(kuò)大值。TRTn同D值一樣不受原始菌數(shù)的影響，同樣受對(duì)D值有影響的因素支配。TRT1為熱力致死速率曲線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需的熱力處理時(shí)87作為確定殺菌工藝條件依據(jù)，TDT值與TRT值哪個(gè)更好？熱力致死時(shí)間(TDT)值受原始菌數(shù)的影響，熱力指數(shù)遞減時(shí)間(TRT值)不受原始菌數(shù)的影響TDT隨原始菌數(shù)的不同而變化，只有用試驗(yàn)方法才能加以確定，所得到的數(shù)據(jù)也只能在和試驗(yàn)時(shí)的原始菌相一致時(shí)才適用。而實(shí)際上試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中正確控制菌數(shù)(即將菌數(shù)保持一致)是很困難的。TRT值不受原始菌數(shù)的影響，用TRT作為確定殺菌工藝條件的依據(jù)，顯然要比用TDT值有利的多。作為確定殺菌工藝條件依據(jù)，TDT值與TRT值哪個(gè)更好？熱力致88TRT值的應(yīng)用為運(yùn)用概率說明細(xì)菌死亡情況奠定了基礎(chǔ)例如：121℃殺菌時(shí)TRT12＝12D，即經(jīng)12Dmin殺菌后罐內(nèi)主要?dú)⒕鷮?duì)象—芽孢數(shù)(致死率為D值)將降低到10-12。這并不意味只有1/1012個(gè)芽孢存在。從概率角度來看，即按照上述條件殺菌后，1個(gè)細(xì)菌或芽孢只有1/1012存活機(jī)會(huì)。TRTn值的概念說明：罐頭食品殺菌時(shí)間愈長，微生物之?dāng)?shù)愈接近零，但不等于零，只是存活的機(jī)會(huì)愈益減少而已。TRT值的應(yīng)用為運(yùn)用概率說明細(xì)菌死亡情況奠定了基礎(chǔ)89

用TRT值可以確定殺菌終點(diǎn)用TDT值不能解決殺菌終點(diǎn)：原始菌數(shù)不同時(shí)，TDT值是不同的，不能將特定條件的試驗(yàn)結(jié)果推廣到所用條件；根據(jù)TRT值用微生物死亡概率就可以加以說明。TRTn與D一樣隨溫度不同而異。

用TRT值可以確定殺菌終點(diǎn)90

如減菌指數(shù)n＝1，TRT1＝D,以加熱溫度為橫坐標(biāo)，D值的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，根據(jù)各加熱溫度相應(yīng)的lgD，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作圖，便可得到一條加熱溫度與D值的直線相關(guān)曲線，該直線稱為仿熱力致死時(shí)間曲線或TRT1曲線

仿熱力致死時(shí)間曲線(PhantonThermalDeathTimecurve)仿熱力致死時(shí)間曲線如減菌指數(shù)n＝1，TRT1＝D,以加熱溫度為橫坐標(biāo)，D91根據(jù)TRT1曲線圖可以求出z值。如溫度T1時(shí)的D值為D1，溫度T2時(shí)的D值為D2，則ACB仿熱力致死時(shí)間曲線(PhantonThermalDeathTimecurve)而lgD1-lgD2=1,故直線斜率與z值的倒數(shù)相當(dāng)。根據(jù)TRT1曲線圖可以求出z值。ACB仿熱力致死時(shí)間曲線而92ACB仿熱力致死時(shí)間曲線(PhantonThermalDeathTimecurve)Z值：就是TRT1直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期時(shí)所需要的溫度值,或D值成10倍變化時(shí)相對(duì)應(yīng)的溫度變化值。ACB仿熱力致死時(shí)間曲線Z值：就是TRT1直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周93ACB仿熱力致死時(shí)間曲線(PhantonThermalDeathTimecurve)例如:肉毒桿菌的Z值＝10℃.如果殺菌溫度提高10℃，加熱致死時(shí)間就成為1/10。菌種不同,Z值不同；Z值愈大,表明微生物抗熱性愈強(qiáng)，因溫度上升而取得的殺菌效果就愈小。ACB仿熱力致死時(shí)間曲線例如:肉毒桿菌的Z值＝10℃.如果殺94或或95(5)Z值與F值的關(guān)系F值：在一定的致死溫度(121℃或100℃)下，殺死一定數(shù)量的細(xì)菌或芽孢所需的時(shí)間(min)；又稱殺菌效率值，殺菌致死值，殺菌強(qiáng)度等。F值可用來比較Z值相同的微生物的耐熱性，Z值不同時(shí)則不適用。通常以121.1℃下的致死時(shí)間表示，如F20=10min，表示Z值為20的對(duì)象菌，其致死時(shí)間為10min；如Z值為10，F(xiàn)值以F0表示，非標(biāo)準(zhǔn)溫度下的F值，需注明加熱溫度，如F100。(5)Z值與F值的關(guān)系F值：在一定的致死溫度(121℃或1096Z值與F值的關(guān)系反對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化Z值與F值的關(guān)系反對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化97溫度系數(shù)Q10與Z值的關(guān)系溫度系數(shù)：是兩種不同溫度時(shí)反應(yīng)速率的比值，用Q△T℃表示；Q10

？或溫度系數(shù)Q10與Z值的關(guān)系溫度系數(shù)：是兩種不同溫度時(shí)反應(yīng)速率982.罐頭食品的傳熱罐頭食品的傳熱方式影響罐頭食品傳熱的因素加熱殺菌時(shí)罐頭傳熱狀態(tài)的測定罐頭食品的傳熱曲線2.罐頭食品的傳熱罐頭食品的傳熱方式992.1罐頭食品的傳熱方式罐頭食品在加熱殺菌時(shí)的傳熱狀況和效果，關(guān)系到罐頭的殺菌效果。在同一條件下，傳熱效果好，罐頭中心溫度達(dá)到規(guī)定溫度所需的時(shí)間就短，殺菌效果也就好。2.1罐頭食品的傳熱方式罐頭食品在加熱殺菌時(shí)的傳熱狀況和效100①殺菌時(shí)：外界加熱介質(zhì)溫度最高，熱量依次向罐內(nèi)中央傳遞。②冷卻時(shí)，外界介質(zhì)溫度下降迅速，罐內(nèi)內(nèi)容物溫度高，下降慢，所以，內(nèi)高、外低，熱量則從罐中央向罐外冷卻介質(zhì)(水或空氣)傳遞。熱殺菌和冷卻中，熱量的傳遞方式對(duì)殺菌效果有很大影響，研究罐頭食品的傳熱方式及其原理，是確定合理的殺菌工藝條件的重要因素。①殺菌時(shí)：外界加熱介質(zhì)溫度最高，熱量依次向罐內(nèi)中央傳遞。101罐頭食品的傳熱方式因食品性質(zhì)、性狀的不同而有區(qū)別，通常有:傳導(dǎo)對(duì)流對(duì)流傳導(dǎo)三種方式罐頭食品的傳熱方式因食品性質(zhì)、性狀的不同而有區(qū)別，通常有:三102傳導(dǎo)(Conduction)熱傳導(dǎo)：食品在加熱和冷卻過程中，受熱溫度不同，分子間的相互碰撞，熱量從高能量分子向鄰近低能量分子依次傳遞的方式，稱熱傳導(dǎo)。傳導(dǎo)(Conduction)熱傳導(dǎo)：食品在加熱和冷卻過程中，103冷點(diǎn)罐頭在加熱或冷卻時(shí)，罐頭內(nèi)壁與罐內(nèi)幾何中心之間將相應(yīng)出現(xiàn)溫度梯度，熱從高溫傳向低溫，所以，罐內(nèi)各點(diǎn)溫度并不一樣。加熱或冷卻最緩慢點(diǎn)通常都在罐頭中心處，該處常稱為冷點(diǎn)。傳熱方向

加熱滅菌傳熱方向冷卻冷點(diǎn)罐頭在加熱或冷卻時(shí)，罐頭內(nèi)壁與罐內(nèi)幾何中心之間將相應(yīng)出現(xiàn)104在冷點(diǎn)處，加熱時(shí)是罐內(nèi)溫度最低點(diǎn)，而在冷卻時(shí)是最高點(diǎn)。一般，固態(tài)的，粘度或稠度大的罐頭食品多為傳導(dǎo)方式傳熱。熱傳導(dǎo)罐頭食品冷點(diǎn)位置：罐頭的幾何中心在冷點(diǎn)處，加熱時(shí)是罐內(nèi)溫度最低點(diǎn)，而在冷卻時(shí)是最高點(diǎn)。熱傳導(dǎo)105對(duì)流(convection)對(duì)流是指借助于液體的流動(dòng)進(jìn)行熱量傳遞的一種方式。對(duì)流傳熱一般多出現(xiàn)在多汁液的罐頭中，例如糖水、鹽水以及其它低粘度的罐頭。對(duì)流傳熱速度明顯快于傳導(dǎo)傳熱。因此，對(duì)流傳熱型罐頭食品熱力殺菌時(shí)所需的加熱或冷卻時(shí)間就比較短。對(duì)流(convection)對(duì)流是指借助于液體的流動(dòng)進(jìn)行熱量106對(duì)流(convection)罐頭內(nèi)的對(duì)流一般稱為自然對(duì)流，液體食品在加熱介質(zhì)與食品在溫差的影響下，部分食品輕，輕者上升、重者下降，形成液體循環(huán)流動(dòng)，并不斷傳熱，加熱或冷卻中各點(diǎn)溫差較小。對(duì)流傳熱食品的冷點(diǎn)通常在中心軸上離罐底12.7～19mm的部位上。對(duì)流(convection)罐頭內(nèi)的對(duì)流一般稱為自然對(duì)流，液107傳導(dǎo)對(duì)流結(jié)合式傳熱許多食品的傳熱，并不是單純的傳導(dǎo)或?qū)α鱾鳠?，而是?duì)流和傳導(dǎo)同時(shí)存在，或者先后產(chǎn)生，這種傳熱情況是較復(fù)雜的。一般說，糖水或鹽水的小塊形成顆粒狀果蔬罐頭食品屬于對(duì)流和傳導(dǎo)同時(shí)存在的，液體是對(duì)流傳熱，固體是傳導(dǎo)傳熱。傳導(dǎo)對(duì)流結(jié)合式傳熱許多食品的傳熱，并不是單純的傳導(dǎo)或?qū)α鱾鳠?08糊狀玉米等含淀粉較多的罐頭食品是先對(duì)流傳熱，加熱后由于淀粉糊化，便由對(duì)流轉(zhuǎn)為傳導(dǎo)傳熱，冷卻時(shí)也是傳導(dǎo)傳熱。鹽水玉米、稍濃稠的湯和番茄汁：先對(duì)流后傳導(dǎo)。蘋果沙司等有較多沉積固體的罐頭食品，是先導(dǎo)熱后對(duì)流。對(duì)流－導(dǎo)熱型傳熱曲線屬于轉(zhuǎn)折加熱曲線。糊狀玉米等含淀粉較多的罐頭食品是先對(duì)流傳熱，加熱后由于淀粉糊109其它方式傳熱為了加快傳熱速度，對(duì)于某些對(duì)流性較差的罐頭食品采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或其他方式使之產(chǎn)生對(duì)流，這種傳熱方式稱為誘導(dǎo)型傳熱。e.g.使用回轉(zhuǎn)式殺菌，使罐頭在殺菌和冷卻過程中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)，以促進(jìn)傳熱。其它方式傳熱為了加快傳熱速度，對(duì)于某些對(duì)流性較差的罐頭食品采1102.2影響罐頭食品傳熱的因素罐頭食品的物理特性；罐頭容器材料的物理性質(zhì)、厚度和幾何尺寸；罐頭的初溫；殺菌設(shè)備的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置；2.2影響罐頭食品傳熱的因素罐頭食品的物理特性；1112.2.1罐頭食品的物理特性食品的物理特性不同，傳熱速度不同，而與傳熱有關(guān)的食品物理特性主要是形狀、大小、濃度、密度和粘度等流體食品半流體食品固體食品流體和固體混裝食品2.2.1罐頭食品的物理特性食品的物理特性不同，傳熱速度不112流體食品流體食品的粘度和濃度不大，如果汁類罐頭食品，加熱時(shí)產(chǎn)生對(duì)流，屬對(duì)流傳熱型，傳熱速度較快。罐頭中心溫度比較快的達(dá)到殺菌溫度,傳熱效果較好。殺菌鍋內(nèi)溫度罐頭溫度櫻桃汁加熱曲線流體食品流體食品的粘度和濃度不大，如果汁類罐頭食品，加熱時(shí)產(chǎn)113濃度對(duì)傳熱的影響濃度對(duì)傳熱的影響114半流體食品半流體食品雖處流動(dòng)狀態(tài)，但濃度較大，如果醬、水果沙司等罐頭食品。加熱殺菌時(shí)，不產(chǎn)生對(duì)流或?qū)α骱苄。饕總鲗?dǎo)傳熱，傳熱速度較慢。殺菌鍋內(nèi)溫度罐頭溫度蘋果沙司加熱曲線半流體食品半流體食品雖處流動(dòng)狀態(tài)，但濃度較大，如果醬、水果沙115固體食品呈固態(tài)或高粘度狀態(tài)，加熱殺菌時(shí)，罐頭食品不產(chǎn)生流動(dòng)，故以傳導(dǎo)傳熱為主，傳熱速度就很慢。殺菌鍋內(nèi)溫度罐頭溫度紅燒肉罐頭加熱曲線固體食品呈固態(tài)或高粘度狀態(tài)，加熱殺菌時(shí)，罐頭食品不產(chǎn)生流動(dòng)，116流體和固體混裝食品該類食品的傳熱是很復(fù)雜的，這類食品的塊形、大小、裝罐方式等也會(huì)影響到傳熱速度。以傳導(dǎo)和對(duì)流結(jié)合型傳熱：①小顆粒、條塊形食品，在加熱時(shí)罐內(nèi)液體易流動(dòng)，以對(duì)流傳熱為主，傳熱速度比大條、塊形食品快；②層片裝食品的傳熱較慢；③豎條裝食品：液體可上下流動(dòng)，傳熱速度較②快。流體和固體混裝食品該類食品的傳熱是很復(fù)雜的，這類食品的塊形、1172.2.2罐頭容器材料的物理性質(zhì)、

厚度和幾何尺寸容器材料的物理性質(zhì)及罐壁厚度罐頭食品的幾何尺寸和容積2.2.2罐頭容器材料的物理性質(zhì)、

118(1)容器材料的物理性質(zhì)及罐壁厚度熱量從罐外向罐內(nèi)食品的傳遞，受到罐壁的熱阻作用(熱阻σ與罐壁厚度δ和熱導(dǎo)率有關(guān))。不同制罐材料，其熱導(dǎo)率不同鐵：46.52—52.34w/m.k玻：0.58—0.93w/m.k鋁：203.53w/m.k熱阻(1)容器材料的物理性質(zhì)及罐壁厚度熱量從罐外向罐內(nèi)食品的傳119對(duì)流食品的總熱阻T1,h1T2,h2食品傳熱系數(shù)介質(zhì)傳熱系數(shù)對(duì)流食品的總熱阻T1,h1T2,h2食品傳熱系數(shù)介質(zhì)傳120傳導(dǎo)傳熱食品的總熱阻食T1,h1介質(zhì)傳熱系數(shù)傳導(dǎo)傳熱食品的總熱阻食T1,h1介質(zhì)傳熱系數(shù)121(2)罐頭食品的幾何尺寸和容積罐頭容器大小對(duì)傳熱速率的影響，主要是看其單位容積所占有的罐外表面積及罐壁到罐頭中心的距離。(2)罐頭食品的幾何尺寸和容積罐頭容器大小對(duì)傳熱速率的影響122傳導(dǎo)型：對(duì)圓型罐而言，罐頭殺菌時(shí)的加熱時(shí)間可用下式近似估算：T0：罐頭食品的初溫(k);T1：罐頭幾何中心處最高的殺菌溫度(k);T殺：殺菌加熱介質(zhì)的殺菌溫度(k);：殺菌時(shí)所需的加熱時(shí)間(min);：罐頭食品的導(dǎo)熱系數(shù)(W/m.K);H：罐外高(cm);D：罐外徑(cm)容器的大小、形狀(H:D)對(duì)傳熱和加熱時(shí)間有影響傳導(dǎo)型：對(duì)圓型罐而言，罐頭殺菌時(shí)的加熱時(shí)間可用下式近似估算：1232.2.3罐頭的初溫罐頭食品的初溫指的是殺菌開始時(shí)罐內(nèi)食品的中心溫度。傳導(dǎo)型罐頭食品加熱時(shí)初溫對(duì)傳熱影響較大，從達(dá)到殺菌溫度的時(shí)間來看，初溫高則比初溫低的短。如熱裝罐（50~90℃）的殺菌時(shí)間比冷裝罐（20~40℃）縮短約25%。對(duì)流型罐頭食品加熱時(shí)的初溫影響不大。2.2.3罐頭的初溫罐頭食品的初溫指的是殺菌開始時(shí)罐內(nèi)食1242.2.4殺菌設(shè)備的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置罐頭殺菌設(shè)備的類型；罐頭在殺菌鍋內(nèi)的位置；殺菌鍋內(nèi)熱介質(zhì)的循環(huán)速度、熱量分布2.2.4殺菌設(shè)備的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置罐頭殺菌設(shè)備125(1)罐頭殺菌設(shè)備的類型：類型不同，傳熱效果有差別：靜置式殺菌鍋：罐頭在殺菌鍋內(nèi)是靜置的，傳熱效果較差?；剞D(zhuǎn)式殺菌鍋：罐頭在殺菌鍋內(nèi)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，傳熱效果較好。(1)罐頭殺菌設(shè)備的類型：126(2)罐頭在殺菌鍋內(nèi)的位置：對(duì)傳熱也有一定影響，主要是臥式靜置殺菌鍋，罐頭處于蒸氣噴嘴遠(yuǎn)點(diǎn)，傳熱效果要差些；鍋內(nèi)存在加熱死角，也影響傳熱效果。(2)罐頭在殺菌鍋內(nèi)的位置：127(3)殺菌鍋內(nèi)熱介質(zhì)的循環(huán)速度、熱量分布對(duì)傳熱效果也有不同程度的影響；1.充分排氣區(qū)罐頭溫度變化2.3.4為非充分排氣區(qū)罐頭溫度變化5.殺菌鍋內(nèi)升溫期間溫度計(jì)溫度變化。殺菌鍋內(nèi)熱力分布試驗(yàn)開始進(jìn)氣停止進(jìn)氣加熱到121℃51234(3)殺菌鍋內(nèi)熱介質(zhì)的循環(huán)速度、熱量分布對(duì)傳熱效果也有不同1282.3加熱殺菌時(shí)罐頭傳熱狀態(tài)的測定罐頭傳熱狀態(tài)的測定：主要是罐頭中心溫度和殺菌F值。罐頭中心溫度是罐頭食品傳熱最慢點(diǎn)的溫度，通過罐頭中心溫度的測定，就可以了解和研究罐頭的傳熱狀態(tài)，比較鍋內(nèi)各個(gè)部位的升溫情況，確定各類罐頭的殺菌工藝。通過F值的測定，可以了解罐頭的殺菌效果，制定合理的殺菌條件。2.3加熱殺菌時(shí)罐頭傳熱狀態(tài)的測定罐頭傳熱狀態(tài)的測定：主要129測定罐頭內(nèi)部溫度的方法：⒈過去曾用最高溫度計(jì)來測定罐頭中心的溫度。這種方法只能測定殺菌過程中的最高溫度，不能反應(yīng)殺菌過程中溫度的變化。測定罐頭內(nèi)部溫度的方法：130⒉現(xiàn)在多用罐頭中心溫度測定儀來測定CTD型數(shù)字測溫儀，能把罐內(nèi)中心溫度的變化用數(shù)字顯示出來，但不能記錄，需用人工記錄溫度變化。Z9CD－F型溫度記錄儀：可自動(dòng)打印處溫度曲線和F值曲線。⒉現(xiàn)在多用罐頭中心溫度測定儀來測定131不同罐型溫度傳感器安放位置不同傳熱方式溫度傳感器安放位置測定罐頭內(nèi)部溫度時(shí)，溫度記錄儀溫度傳感器安放位置與方式：不同罐型溫度傳感器安放位置不同傳熱方式溫度傳感器安放位置測定132罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件133罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件1342.4罐頭食品的傳熱曲線在罐頭食品加熱和冷卻過程中，可以用溫度測定儀測定不同時(shí)間時(shí)殺菌鍋加熱溫度(ts)和罐頭中心溫度(tm)及其變化情況;如果以加熱時(shí)間或冷卻時(shí)間為橫坐標(biāo)、溫度為縱坐標(biāo)，并在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作圖，就可建立時(shí)間--溫度關(guān)系曲線，即傳熱曲線；傳熱曲線通常有三種表示方法。2.4罐頭食品的傳熱曲線在罐頭食品加熱和冷卻過程中，可以135以加熱或冷卻時(shí)間為橫坐標(biāo)，以殺菌鍋加熱溫度ts和罐中心溫度tm之差(ts－tm)為縱坐標(biāo)，并在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作圖，殺菌鍋溫度與罐中心溫度差(ts－tm)變化與加熱時(shí)間的關(guān)系曲線;最初值由內(nèi)容物初溫(ti)決定。

罐頭食品的傳熱曲線溫度差-時(shí)間傳熱曲線以加熱或冷卻時(shí)間為橫坐標(biāo)，以殺菌鍋加熱溫度ts和罐中心溫度t136最初值與內(nèi)容物的初溫?zé)o關(guān)。通常以1表示。罐頭食品的傳熱曲線縱坐標(biāo)時(shí)間橫坐標(biāo)溫度比-時(shí)間傳熱曲線罐頭食品的傳熱曲線縱坐標(biāo)時(shí)間137以罐中心溫度為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為加熱時(shí)間構(gòu)成曲線。傳熱曲線是由各加熱時(shí)間的罐頭中心溫度繪制而成。圖中的最高溫度比實(shí)際加熱溫度低0.5℃。罐頭食品的傳熱曲線中心溫度-時(shí)間傳熱曲線以罐中心溫度為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為加熱時(shí)間構(gòu)成曲線。傳熱曲線是由138加熱時(shí)間的關(guān)系曲線殺菌鍋溫度與罐中心溫度差(ts－tm)——加熱時(shí)間的關(guān)系曲線罐中心溫度——加熱時(shí)間的關(guān)系曲線適用于理論研究適用于理論研究，特別適用于加熱傳熱的數(shù)學(xué)解析適用于實(shí)際操作加熱時(shí)間的關(guān)系曲線殺菌鍋溫度與罐中心溫度差(ts－tm)—139fh:加熱特性值，直線斜率的倒數(shù)，為直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)需要的加熱時(shí)間(min)；罐頭食品的傳熱曲線fh加熱特性值fh:加熱特性值，直線斜率的倒數(shù)，為直線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)140fh值表示加熱速率.fh值越大，加熱速率越慢，這種曲線為單線半對(duì)數(shù)曲線。純粹對(duì)流型和傳導(dǎo)型食品傳熱曲線都屬這一類型；純粹的對(duì)流傳熱型食品傳熱曲線的fh值小；純粹傳導(dǎo)型食品傳熱曲線的fh值大。罐頭食品的傳熱曲線fhfh值表示加熱速率.fh值越大，加熱速率越慢，這種曲線為單141有些食品的傳熱曲線是由兩根斜率不同的直線組合而成的；兩直線斜率不同，反映熱殺菌中食品性質(zhì)發(fā)生了變化；傳導(dǎo)對(duì)流傳熱結(jié)合型的食品的傳熱曲線屬這類。轉(zhuǎn)折點(diǎn)轉(zhuǎn)折性半對(duì)數(shù)加熱曲線轉(zhuǎn)折性半對(duì)數(shù)加熱曲線有些食品的傳熱曲線是由兩根斜率不同的直線組合而成的；轉(zhuǎn)折點(diǎn)轉(zhuǎn)1423.罐頭食品殺菌時(shí)間的計(jì)算目前有多種方法可以用來計(jì)算罐頭食品的殺菌時(shí)間：1920年比奇洛(Bigelow)根據(jù)細(xì)菌致死率和罐頭食品傳熱曲線創(chuàng)建罐頭食品殺菌理論，基本推算法(Thegeneralmethod)：1923年鮑爾(Ball)根據(jù)加熱殺菌過程中罐頭中心受熱效果研究出用積分計(jì)算殺菌時(shí)間的方法，形成了改良基本法（Improvedgeneralmethod）。該法提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，成為一種廣泛使用的方法。3.罐頭食品殺菌時(shí)間的計(jì)算目前有多種方法可以用來計(jì)算罐頭食143之后鮑爾提出公式計(jì)算法，后經(jīng)美國制罐公司熱工學(xué)研究組簡化，用來計(jì)算簡單型和轉(zhuǎn)折型傳熱曲線上殺菌時(shí)間和F值。此法已經(jīng)列入美國FDA的有關(guān)規(guī)定中，在美國得到普遍應(yīng)用。

罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件1441939年奧爾森(Olson)和史蒂文(Stevens)建立圖解法；是將有關(guān)參數(shù)制成列線計(jì)算圖，利用該圖計(jì)算出殺菌值和殺菌時(shí)間。該法適用于Z=10℃的任何簡單型加熱曲線，快捷方便，但不能用于轉(zhuǎn)折型加熱曲線的計(jì)算。當(dāng)有關(guān)數(shù)據(jù)越出線外時(shí)，也不能用此法計(jì)算。1948年斯頓博(Stumbno)在罐頭食品殺菌理論F值基礎(chǔ)上,提出了把細(xì)菌數(shù)影響因素考慮在內(nèi)的計(jì)算殺菌時(shí)間的方法。1939年奧爾森(Olson)和史蒂文(Stevens)建立145目前廣泛應(yīng)用的是以Ball的計(jì)算法為基礎(chǔ)，把細(xì)菌數(shù)影響考慮在內(nèi)的最新計(jì)算法。通過理論計(jì)算，可以尋求較合理的殺菌時(shí)間和F值，在保證食品安全性的前提下，則可盡量保持好食品原有色香味，節(jié)約能源。目前廣泛應(yīng)用的是以Ball的計(jì)算法為基礎(chǔ)，把細(xì)菌數(shù)影響考慮在146比奇洛基本推算法公式計(jì)算法現(xiàn)用殺菌時(shí)間的計(jì)算方法主要方法比奇洛基本推算法主要方法1473.1比奇洛基本推算法基本推算法是Bigelow根據(jù)罐頭食品傳熱曲線和細(xì)菌致死率創(chuàng)立的罐頭食品殺菌理論。為找到罐頭食品傳熱情況與各溫度時(shí)細(xì)菌熱力致死時(shí)間的關(guān)系，Bigelow提出了部分殺菌量或部分殺菌效率值的概論。通過計(jì)算包括升溫和冷卻階段在內(nèi)的整個(gè)熱殺菌過程中的不同溫度-時(shí)間組合時(shí)的致死率，累積求得整個(gè)熱殺菌過程的致死效果。3.1比奇洛基本推算法基本推算法是Bigelow根據(jù)罐頭148罐內(nèi)細(xì)菌在T℃溫度時(shí)，熱力致死時(shí)間(TDT)為min，如在相同溫度T℃下加熱了tmin，則在該溫度下完成的殺菌程度t/，即部分殺菌效率，以A表示之。t，A1.0，殺菌不足t，A=1.0，殺菌完全t，A1.0，殺菌過度已知條件：罐頭食品的傳熱曲線和對(duì)象菌的TDT曲線。罐內(nèi)細(xì)菌在T℃溫度時(shí)，熱力致死時(shí)間(TDT)為min，149例：已知某對(duì)象菌在115℃下殺滅需要20min；在118℃下殺滅需要10min?，F(xiàn)于115℃下加熱8min，又在118℃下加熱6min。則：

不同溫度下的殺菌效果：A1=8/20，A2=6/10

總殺菌效果：A＝A1＋A2＝8/20＋6/10＝1。例：則：150轉(zhuǎn)換微分積分轉(zhuǎn)換微分積分151殺菌過程是一個(gè)連續(xù)的受熱過程，根據(jù)整個(gè)加熱冷卻過程各個(gè)溫度下的總殺菌效率值：殺菌最為合理殺菌過程是一個(gè)連續(xù)的受熱過程，根據(jù)整個(gè)加熱冷卻過程各個(gè)溫度下152Bigelow從上述理論出發(fā)，把微生物致死時(shí)間和罐頭傳熱情況，繪成傳熱曲線和致死時(shí)間曲線，然后來推算殺菌時(shí)間。連續(xù)加熱時(shí)，以該溫度下的值的倒數(shù)表示殺菌效率值。

Bigelow從上述理論出發(fā)，把微生物致死時(shí)間和罐頭傳熱情況153殺菌效率值計(jì)算表殺菌效率值計(jì)算表154比奇洛法的特點(diǎn)：

①方法直觀易懂，當(dāng)殺菌溫度間隔取得很小時(shí)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際效果很接近；②不管傳熱情況是否符合一定模型，用此法可以求得任何情況下的正確殺菌時(shí)間；③計(jì)算量和實(shí)驗(yàn)量較大，需要分別經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定殺菌過程各溫度下的TDT值，再計(jì)算出致死率。

比奇洛法的特點(diǎn)：①方法直觀易懂，當(dāng)殺菌溫度間隔取得很小155鮑爾改良法①提出致死值L的概念由TDT曲線：把任何Z值的殺菌對(duì)象經(jīng)121℃處理1分鐘時(shí)所得的致死值定為標(biāo)準(zhǔn)值。即：鮑爾改良法①提出致死值L的概念把任何Z值的殺菌對(duì)象經(jīng)121℃156②時(shí)間間隔的等值化按不同加熱時(shí)間測得相應(yīng)溫度，由Z值分別求出L值，則殺菌值F實(shí)可由下式計(jì)算：罐內(nèi)溫度的測定按同一時(shí)間間隔進(jìn)行，上式簡化為：②時(shí)間間隔的等值化按不同加熱時(shí)間測得相應(yīng)溫度，由Z值分別求出1573.2公式計(jì)算法公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中罐內(nèi)容物溫度的變化在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的加熱曲線，以及殺菌結(jié)束冷卻水立即進(jìn)入殺菌鍋進(jìn)行冷卻的曲線才能進(jìn)行推算并找出答案。它的優(yōu)點(diǎn)是可以在殺菌溫度變更時(shí)算出殺菌時(shí)間，其缺點(diǎn)是計(jì)算繁瑣、費(fèi)時(shí)，還容易在計(jì)算中發(fā)生錯(cuò)誤，又要求加熱曲線必須呈有規(guī)則的簡單型加熱曲線或轉(zhuǎn)折型加熱曲線，才能求得較正確的結(jié)果。近幾十年來許多學(xué)者對(duì)這種方法進(jìn)行了研究，以達(dá)到既正確又簡單，且應(yīng)用方便的目的。

3.2公式計(jì)算法公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中罐內(nèi)容物溫度的158Ball根據(jù)圖解法的原理提出了殺菌時(shí)間的計(jì)算公式：B：殺菌溫度條件下的加熱時(shí)間(min)fh：半對(duì)數(shù)傳熱曲線橫過一個(gè)對(duì)數(shù)周期所需的加熱時(shí)間(min)g：殺菌鍋殺菌溫度(T殺)與加熱結(jié)束時(shí)冷點(diǎn)能達(dá)到的最高溫度(T1)之差(T殺-T1);I：殺菌溫度(T殺)和罐頭食品初溫(To)之差(T殺-To);J：加熱滯后因素，

To’：處于半對(duì)數(shù)直線上的原始溫度，升溫時(shí)間×0.58所得值在坐標(biāo)上畫垂直線與傳熱曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度求得。Ball根據(jù)圖解法的原理提出了殺菌時(shí)間的計(jì)算公式：B：殺菌溫159注意：圖解法推算出的殺菌時(shí)間是指總的加熱時(shí)間，已將升溫時(shí)間考慮在內(nèi)；公式計(jì)算時(shí)，所得時(shí)間未包括升溫時(shí)間，故應(yīng)加進(jìn)去。如升溫時(shí)間為10min，則加熱時(shí)間=B+10×0.58（min）。注意：1603.3現(xiàn)用殺菌時(shí)間的計(jì)算方法Bigelow基本推算法難以對(duì)不同罐型、殺菌溫度及內(nèi)容物初溫條件下的加熱效率進(jìn)行比較;Ball將各溫度下的致死率或殺菌程度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)溫度的所需加熱時(shí)間來表示。致死值F：以121℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度，致死值F或Fo，F(xiàn)o=6min，則表示在121℃殺菌6min，如用其它溫度則需注明，e.g.F100.要計(jì)算致死值，首先要求出各溫度時(shí)的致死率，即L值。3.3現(xiàn)用殺菌時(shí)間的計(jì)算方法Bigelow基本推算法難以161如果TDT曲線通過121℃時(shí)，F(xiàn)=1min的一點(diǎn)，則：121℃如果TDT曲線通過121℃時(shí)，F(xiàn)=1min的一點(diǎn)，則：12162令∵令∵163即A=1時(shí)，從t=o→tn間各L值的積分值和F值相等。如求得的F值與細(xì)菌耐熱性F’值相等，則能完全將該菌殺死，若其值小于細(xì)菌耐熱性F值，殺菌不足。即A=1時(shí)，從t=o→tn間各L值的積分值和F值相等。如求得164采用該公式有兩種計(jì)算殺菌時(shí)間的方法：圖解推算法：與Bigelow推算法相同數(shù)值計(jì)算法：用溫度記錄儀測出罐頭食品中心點(diǎn)溫度，根據(jù)可求出罐頭食品測點(diǎn)溫度Ti對(duì)應(yīng)的Li值。采用該公式有兩種計(jì)算殺菌時(shí)間的方法：可求出罐頭食品測點(diǎn)溫度T165殺菌工藝條件殺菌時(shí)罐內(nèi)外壓力的平衡罐頭食品殺菌設(shè)備與操作規(guī)程4.殺菌工藝條件殺菌工藝條件4.殺菌工藝條件1664.殺菌工藝條件殺菌操作過程中罐頭食品殺菌工藝條件主要由溫度、時(shí)間、反壓三個(gè)重要因素組合而成。在工廠常用殺菌式表示對(duì)殺菌操作的工藝要求。式中：T--殺菌溫度(℃);1--殺菌加熱升溫升壓時(shí)間(min)2--殺菌鍋內(nèi)殺菌溫度保持不變時(shí)間(min);3--冷卻降溫時(shí)間(min)P--殺菌加熱或冷卻時(shí)殺菌鍋內(nèi)使用的反壓壓力。分為升溫、恒溫和降溫三個(gè)階段4.殺菌工藝條件殺菌操作過程中罐頭食品殺菌工藝條件主要由溫167罐頭食品殺菌操作過程升溫段：將殺菌鍋溫度提高到殺菌式規(guī)定的殺菌溫度(T℃)，同時(shí)要排除殺菌鍋內(nèi)空氣，保證恒溫殺菌時(shí)蒸汽壓和溫度充分一致。升溫時(shí)間不宜過短，否則就會(huì)達(dá)不到排氣要求，殺菌鍋內(nèi)還會(huì)有氣囊殘存；罐頭食品殺菌操作過程升溫段：將殺菌鍋溫度提高到殺菌式規(guī)定的殺168恒溫段：保持殺菌鍋溫度不變的階段，要注意殺菌鍋溫度升高到殺菌溫度(T℃)并不意味罐內(nèi)食品溫度也達(dá)到了殺菌溫度，實(shí)際上食品尚處于加熱升溫階段；恒溫段：保持殺菌鍋溫度不變的階段，要注意殺菌鍋溫度升高到殺菌169降溫段：停止蒸汽加熱殺菌并用冷卻介質(zhì)冷卻，同時(shí)也是殺菌鍋放氣降壓階段。就冷卻而言，越快越好，但要防止罐頭燥裂或變形。降溫段：停止蒸汽加熱殺菌并用冷卻介質(zhì)冷卻，同時(shí)也是殺菌鍋放氣170反壓的使用殺菌鍋內(nèi)降溫快，而罐內(nèi)溫度下降緩慢，內(nèi)壓較高，外壓突然降低常會(huì)出現(xiàn)爆罐現(xiàn)象。因此，冷卻時(shí)還需加壓(反壓)；如不加反壓，則應(yīng)減慢放氣速度，使鍋內(nèi)和罐內(nèi)相互間壓力差不致過大反壓的使用1714.1殺菌工藝條件

正確或合理的殺菌工藝條件應(yīng)恰好將罐內(nèi)細(xì)菌全部殺死和使酶純化，保證貯藏安全，但同時(shí)又能保持或改善食品良好的風(fēng)味和質(zhì)量。罐頭食品的F值可以根據(jù)對(duì)象菌的耐熱性，污染情況以及預(yù)期貯藏溫度加以確定。4.1殺菌工藝條件正確或合理的殺菌工藝條件應(yīng)恰好將罐內(nèi)細(xì)172但同樣的F值可以有大量的溫度一時(shí)間組合而成的工藝條件可供選用，可以選擇低溫長時(shí)間，也可以選用高溫短時(shí)間的工藝條件。但同樣的F值可以有大量的溫度一時(shí)間組合而成的工藝條件可供選用173從熱致死時(shí)間曲線可知，在低酸性介質(zhì)中殺死肉毒梭菌，不同的溫度—時(shí)間組合可達(dá)到同樣的殺菌效果。從熱致死時(shí)間曲線可知，在低酸性介質(zhì)中殺死肉毒梭菌，不同的溫度174殺菌溫度越低，殺菌維持時(shí)間長；殺菌溫度越高則維持時(shí)間越低，在高溫短時(shí)熱力殺菌時(shí)，恒溫維持時(shí)間等于零，它的殺菌任務(wù)完全是在加熱和冷卻階段中完成；對(duì)流型罐頭食品的傳熱情況與此類似；對(duì)于傳導(dǎo)型罐頭食品，在加熱時(shí)冷點(diǎn)實(shí)際最高溫度常低于殺菌溫度，所以也談不上有維持殺菌溫度的時(shí)間。殺菌溫度越低，殺菌維持時(shí)間長；殺菌溫度越高則維持時(shí)間越低，在175罐頭食品熱力殺菌時(shí)適宜溫度的最高極限為殺菌維持恒溫時(shí)間等于零時(shí)的溫度；原則上以盡可能選用高溫短時(shí)殺菌工藝條件比較好，但這需要根據(jù)酶的殘余活性和食品品質(zhì)的變化的殺菌工藝條件作最后選擇；罐頭食品熱力殺菌時(shí)適宜溫度的最高極限為殺菌維持恒溫時(shí)間等于零176提高殺菌溫度常能大大加速微生物的致死率，而化學(xué)反應(yīng)速率雖有增加，但因受熱時(shí)間明顯縮短，而總反應(yīng)量則降低；提高殺菌溫度常能大大加速微生物的致死率，而化學(xué)反應(yīng)速率雖有增177部分食品營養(yǎng)成分和微生物的D值

菠菜中的葉綠素b：107min菠菜中的葉綠素a：81min色素：75min過氧化物酶：68min硫胺素：48min賴氨酸：38min枯草芽孢桿菌，產(chǎn)孢梭菌：24min巨大芽孢桿菌：18min食品營養(yǎng)成分的D值遠(yuǎn)大于微生物的D值部分食品營養(yǎng)成分和微生物的D值菠菜中的葉綠素b：178例如：午餐肉罐頭中硫銨素破壞率與微生物致死率：微生物致死率Q10=10硫銨素破壞率Q10=1殺菌溫度：99℃→110℃，殺菌時(shí)間：142min→3min硫胺率破壞率：10%→2%這進(jìn)一步說明，選用高溫短時(shí)殺菌工藝條件，不但能獲預(yù)期殺菌效果，而且有利于保存或改善食品品質(zhì)。例如：午餐肉罐頭中硫銨素破壞率與微生物致死率：179罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件180罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件181酶的鈍化：高短殺菌溫度足以殺死微生物，但達(dá)不到鈍化酶的要求，在罐頭貯藏過程中易出現(xiàn)酶性變質(zhì)問題；加熱的均勻性：傳熱速度慢，罐身與罐中心之間會(huì)出現(xiàn)較大的溫差，局部過熱；罐壁處食品已受熱過度，變色或變質(zhì)，所以高溫短時(shí)殺菌只對(duì)傳熱迅速的食品才能適用；食品的熱敏感性：對(duì)熱敏感的食品不宜采用高短殺菌工藝。

采用高溫短時(shí)殺菌工藝條件應(yīng)注意的問題：

酶的鈍化：高短殺菌溫度足以殺死微生物，但達(dá)不到鈍化酶的要求，182選擇殺菌工藝條件，要根據(jù)原料種類、品種、加工方法、成品品質(zhì)要求，以及微生物、酶的耐熱性等進(jìn)行合理選用。選擇殺菌工藝條件，要根據(jù)原料種類、品種、加工方法、成品品質(zhì)要1834.2殺菌時(shí)罐內(nèi)外壓力的平衡影響罐內(nèi)壓力變化的因素罐頭內(nèi)壓計(jì)算殺菌鍋反壓力的計(jì)算4.2殺菌時(shí)罐內(nèi)外壓力的平衡影響罐內(nèi)壓力變化的因素1844.2.1影響罐內(nèi)壓力變化的因素罐頭容器的性質(zhì)

材料類型與性質(zhì)（厚度）容器直徑、罐蓋或底膨脹圈形式。食品的性質(zhì)不同種類食品的膨脹系數(shù)不同，殺菌時(shí)體積增加不同，則罐內(nèi)壓力不同；食品組織內(nèi)的空氣含量；4.2.1影響罐內(nèi)壓力變化的因素罐頭容器的性質(zhì)185罐內(nèi)頂隙的大小

殺菌和冷卻過程中的罐內(nèi)壓力殺菌：P殺、P罐同時(shí)上升，△P不大恒溫：P殺維持穩(wěn)定，P罐上升，△P上升冷卻：P殺迅速下降，P罐下降緩慢，△P↑，當(dāng)△P>△P許，罐頭變形。罐內(nèi)頂隙的大小186罐頭食品的殺菌與冷卻工藝培訓(xùn)課件1874.2.2罐頭內(nèi)壓計(jì)算罐頭殺菌時(shí)罐內(nèi)壓力可按下式計(jì)算：Pz=P蒸″+P空″罐頭內(nèi)壓=頂隙內(nèi)水蒸汽壓力和空氣壓力之和

4.2.2罐頭內(nèi)壓計(jì)算罐頭殺菌時(shí)罐內(nèi)壓力可按下式計(jì)算：188PZ：殺菌時(shí)罐內(nèi)絕對(duì)壓力(千牛/m2)P’’蒸：殺菌時(shí)罐內(nèi)飽和水蒸汽絕對(duì)壓力(千牛/m2)P1：封罐后罐內(nèi)壓力P’蒸：罐頭密封后罐內(nèi)頂隙中水蒸汽分壓X：熱力殺菌罐頭容器體積的增加量y：勢力殺菌時(shí)罐內(nèi)食品膨脹度f1：罐內(nèi)食品裝填度T1：罐頭食品初溫(K)T2：殺菌溫度(K)與殺菌時(shí)罐內(nèi)溫度有關(guān)與封罐時(shí)食品溫度有關(guān)V’罐：封罐時(shí)罐內(nèi)體積△V罐：可查表PZ：殺菌時(shí)罐內(nèi)絕對(duì)