罐藏1.ppt

1、第二章第二章第二章第二章食品的罐藏食品的罐藏食品的罐藏食品的罐藏本章学习目的与要求本章学习目的与要求1.1.熟悉微生物的耐热性及影响因素熟悉微生物的耐热性及影响因素2.2.了解温度对酶活性的影响了解温度对酶活性的影响3.3.掌握食品罐藏的基本工艺过程掌握食品罐藏的基本工艺过程4.4.掌握罐藏食品杀菌时间的计算方法及杀菌工艺备件的确定掌握罐藏食品杀菌时间的计算方法及杀菌工艺备件的确定5.5.熟悉罐藏食品的变质原因及防止方法熟悉罐藏食品的变质原因及防止方法食品罐藏就是将食品密封在容器中，通过杀菌工艺过程将绝大部分微生物杀灭，在维持密闭和真空的条件，得以在室温下长期贮存食品的保藏方法。凡用罐藏方法加

2、工的食品均称为罐藏食品。罐藏食品的生产过程包括:原料预处理、预煮、调味或直接装罐、加调味液，以及排气、密封和杀菌冷却等工序组成。预处理及调味加工等随原料的种类和产品类型而异，但排气、密封和杀菌冷却为必经阶段。因此，后三者为罐头食品的基本生产过程。1 食品罐藏的原理食品罐头的基本保藏原理在于杀菌消灭了有害微生物的营养体，达到商业无菌的目的，同时应用真空技术，使可能残存的微生物芽孢在无氧的状态下无法生长活动，从而使罐头内的食品保持相当长的货架寿命。真空的作用还表现在可以防止因氧化作用而引起的各种化学变化。在腌渍蔬菜罐头或干果罐头加工中亦存在着低水分活度和食盐的保藏作用。1.1 1.1 高温对微生物

3、的影响高温对微生物的影响1.1.1微生物的耐热性不同的微生物具有不同的生长温度范围。当微生物生长环境的温度超过其生长最高温度时，将对微生物产生抑制或杀灭作用。但是不同的微生物对热的抵抗力是有差异的。嗜冷微生物对热最敏感，其次是嗜温微生物，而嗜热微生物的耐热性最强。对于同属嗜热微生物，其耐热性因种类不同而有明显差异。通常产芽孢细菌比非芽孢细菌更为耐热。而芽孢也比其营养细胞更耐热。芽孢具有较强的耐热性的机理，迄今仍末完全搞清楚。有人认为原生质、矿化作用及热适应性是其主要原因，其中原生质的脱水作用对孢子的耐热性最为重要。孢子的原生质由一层富含Ca 2+和吡啶二羧酸的细胞质膜包裹，Ca 2+和吡啶二羧

4、酸形成凝胶状的钙吡啶二羧酸盐络合物。由于孢子的耐热性与原生质的含水量(确切地说是游离水含量)有很大的关系，而上述带凝胶状物质的皮膜在营养细胞形成芽孢之际产生收缩，使原生质脱水，从而增强了芽孢的耐热性。芽孢菌生长时所处温度越高，所产生的芽孢越耐热。原生质中矿物质含量的变化也会影响到芽孢的耐热性，但它们之间的关系尚无结论。为什么嗜热微生物能在高温中生长繁殖?这个问题还不很清楚，有人认为某些物质是嗜热微生物所特有的，它们具有对热稳定性和抗热性的酶类。如嗜热脂肪芽抱杆菌的“淀粉酶在70C持续24h后仍能保持酶原有的特性。微生物高温致死的原因?微生物在超过它们最高生长温度范围时，致死的原因主要是由于高温

5、对菌体蛋白质、核酸、酶系统产生直接破坏作用，如蛋白质中较弱的氢键受热容易被破坏，使蛋白质变性凝固。不同微生物因细胞结构特点和细胞性质不同，所以它们的耐热性也不同。1.2 影响微生物耐热性的因素(1)水分活度水分活度或加热环境的相对湿度对微生物的耐热性有显著的影响。一般情况下，水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强。原因可能是由于蛋白质在潮湿状态下加热比在干燥状态下加热变性速度更快，从而使微生物更易于死亡。因此，在相同温度下湿热杀菌的效果要好于干热杀菌。另外，水分活度对于细菌的营养细胞及其芽孢以及不同细菌和芽孢的影响明显不同，如图32所示。1.2 影响微生物耐热性的因素(2)脂肪 脂肪能增强微生物

6、的耐热性。这是因为细菌的细胞是一种蛋白质胶体溶液，此种亲水性的胶体与脂肪接触时，蛋白质与脂肪两相间很快形成一层凝结薄膜，这样蛋白质就被脂肪所包围，妨碍了水分的渗入，造成蛋白质凝固的困难；同时脂肪又是不良的导热体也阻碍热的传导，因此增强了微生物的耐热性。例如，大肠杆菌在水中加热至6065即可致死，而在油中加热100下经30min才能杀灭，即使在109下也需10min才能致死。含油与不含油的食品在同一温度下杀灭酵母菌所需的时间亦不同，含油的要比不含油的长得多。对于含油量高的罐头，如油浸鱼类罐头等，其杀菌温度应高一些或杀菌时间要长一些。红烧鲭鱼罐头的杀菌条件为115，60min，而同罐型的油浸鲭鱼罐

7、头的杀菌条件则为118，60min，杀菌温度提高了3。1.2 影响微生物耐热性的因素(3)盐类 盐类对细菌的耐热性的影响是可变的，主要取决于盐的种类、浓度等因素。食盐是对细菌耐热性的影响较显著的盐类。当食盐浓度低于4时，能增强细菌的耐热性。食盐浓度超过4时，随浓度的增加，细菌的耐热性下降，当浓度高于10%时，微生物的耐热性则随着盐浓度的增加而明显下降。这是因为低浓度食盐的渗透作用吸收了微生物细胞中的部分水分，使蛋白质凝固困难，从而增强了微生物的耐热性。高浓度食盐的高渗透压造成微生物细胞中蛋白质大量脱水变性导致微生物死亡；且食盐中的Na+、K+、Ca2+和Mg2+等金属离子对微生物有致毒作用；另

8、外，食盐还能降低食品中的水分活度（aw），使微生物可利用的水减少，新陈代谢减弱。其他的盐类如氯化钙、硝酸钠、亚硝酸钠等对细菌的耐热性有一定的影响，但比食盐弱。1.2 影响微生物耐热性的因素(4)糖类 糖的存在时微生物的耐热性有一定的影响，这种影响与糖的种类及浓度有关。以蔗糖为例，当其浓度较低时，对微生物的耐热性的影响很小。但浓度较高时，则会增强微生物的耐热性。有些研究者认为，这种保护作用是由于高浓度糖液会导致细菌细胞中的原生质脱水，从而影响了蛋臼质的凝固速度，以致增强了芽孢的耐热性。不同糖类对受热细菌的保护作用由强到弱的顺序如下：蔗糖葡萄糖果糖。(5)pH值 环境的pH值是影响微生物耐热性的重

9、要因素。对于绝大多数微生物来说，在pH中性范围内耐热性最强，pH升高或降低都可以减弱微生物的耐热性。其中尤以酸性条件的影响更为强烈。比如大多数芽孢杆菌在pH中性范围内有很强的耐热性。但在pH5时，细菌芽孢的耐热性就很弱了。好气菌的孢子在pH4.6的酸性培养基中，121、2min就可杀死，而在pH6.1的培养基中则需要9min才能杀死。（图33）粪便肠球菌在某个近中性的pH值下具有最强的耐热性，而偏离此值的pH均会降低其耐热性，尤以酸性pH的影响更为显著。食品的酸度越高，pH越低，微生物及其芽孢的耐热性越弱。食品酸度与微生物耐热性这一关系在罐头杀菌的实际应用中具有相当重要的意义。酸度高的食品与酸

10、度低的食品相比杀菌温度可低一些，杀菌时间短一些。所以在罐头生产中常根据食品的pH将其分为酸性食品和低酸性食品两大类，一般以pH4.6为分界限，pH4.6的为酸性食品，pH4.6的为低酸性食品。低酸性食品一般应采用高温高压杀菌，即杀菌温度高于100；酸性食品则可采用常压杀菌，即杀菌温度不超过100。因此，在加工蔬菜及汤类食品时，常添加柠檬酸、醋酸及乳酸等酸类，提高食品的酸度，以降低杀菌温度和减少杀菌时间。(6)蛋白质 加热时食品介质中如有蛋白质(包括明胶、血清等)存在，将对微生物起保护作用。比如将细菌芽孢放入pH值6.9的1/15 mol磷酸和12明胶的混合液中，其耐热性比没有明胶时高2倍。由此

11、，要达到同样的杀菌效果，含蛋白质多的食品要比含蛋白质少的食品进行更大程度的加热处理才行。(7)初始活菌数微生物的耐热性还与微生物的数量密切相关。杀菌前食品中所污染的菌数越多，其耐热性越强，在同温度下所需的杀菌时间就越长。初始活菌数多之所以能增强细菌的耐热性，原因可能是细菌的细胞分泌出较多类似蛋白质的保护物质，以及细菌存在耐热性差异。(8)微生物的生理状态 微生物营养细胞的耐热性随其生理状态而变化。一般处于稳定生长期的微生物营养细胞比处于对数期者耐热性更强，刚进入缓慢生长期的细胞也具有较高的耐热性，而进入对数期后，共耐热性将逐渐下降至最小。另外，细菌芽孢的耐热性与其成熟度有关，成熟后的芽孢比未成

12、熟者更为耐热。(9)培养温度及生长经历 微生物的耐热性随培养温度的升高而增强。生长经历亦对其耐热性有影响。实验证明，当孢子形成温度升高时，枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌两者的孢子的耐热性也增强。表33的结果也证明了这一点。同一菌株芽孢由加热处理后残存芽孢再形成的新生芽孢的耐热性就比原芽孢的耐热性强。(10)热处理温度和时间 化学反应常因提高温度而加速，因此提高温度就会加速蛋白质凝固，从而降低了微生物的耐热性。（11）食品中的植物杀菌素 某些植物的汁液和它所分泌出的挥发性物质对微生物具有抑制和杀灭的作用，这种具有抑制和杀菌作用的物质称之为植物杀菌素。植物杀菌素的抑菌和杀菌作用因植物的种类、生长期及器

13、官部位等而不同。例如红辣洋葱的成熟鳞茎汁比甜辣洋葱鳞茎汁有更高的活性，经红辣洋葱鳞茎汁作用后的芽孢残存率为4%，而经甜辣洋葱鳞茎汁作用后的芽孢残存为17%。含有植物杀菌素的蔬菜和调味料很多，如番茄、辣椒、胡萝卜、芹菜、洋葱、大葱、萝卜、大黄、胡椒、丁香、茴香、芥籽和花椒等。如果在罐头食品杀菌前加入适量的具有杀菌素的蔬菜或调料，可以降低罐头食品中微生物的污染率，就可以使杀菌条件适当降低。如葱烤鱼的杀菌条件就要比同规格清蒸鱼的低。1.1.3 1.1.3 微生物耐热性的测定及表示微生物耐热性的测定及表示方法方法(1)热力致死速率曲线或活菌残存曲线 科学家对一定加热温度下微生物的耐热性进行了大量深入的

14、研究，根据试验结果，一致认为：微生物细胞死亡遵循指数递减或对数循环下降的规律。热力致死速率曲线或活菌残存曲线热力致死速率曲线或活菌残存曲线是一条直线，其斜率为-m。其直线方程式为：（2）D值在三角形ABC中：因此,一定环境中、一定致死温度下微生物的热力致死速率曲线或残存活菌数曲线的方程式为：(3-3)例如：某细菌的初始活菌数为1104，在110下热处理3min后残存的活菌数为1102，求其D值。解：由(33)式得：即该细菌的D110 为1.5min。由热力致死速率曲线图可知，D是热力致死速率曲线横过一个对数循环时所需要的时间(min)。D值的定义：在一定环境中和一定温度条件下，某细菌数群每被杀

15、死90%原有活菌所需要的时间。D值既然是细菌的死亡速率的倒数，它同样反映细菌死亡速率，只是与残废速率成反比关系。D值愈大，细菌死亡速度愈慢，即该菌的耐热性愈强，反之则愈弱。因此，D值大小和细菌耐热性的强度成正比。D值不受原始菌数的影响，如图1375中B1、B2、B3曲线所示。D值随热处理温度、菌种、细菌或芽孢悬液的性质以及其他因素而异。表l339中l0-110-4为负指数，这就是说有1/101/10000活菌残存下来的可能性。细菌细胞和芽孢按分数出现并不现实，毫无意义，这只能表明理论上很难将活菌完全消灭掉。实际上，这应该从概率观点来考虎，才能说明问题。(3)热力指数递减时间热力指数递减时间TR

16、TTRT或热力指数递减时间(thermal reduction time)是指在任何特定热力致死温度下将细菌或芽孢数减少到原有残存活曲数的110n时所需的加热时间(min)，以TRTn表示。指数n称为递减指数(reduction exponent).根据“TRT”的定义，有：如果n1，则 ，即热力致死速率曲线越过一个对数循环所需加热时间。而 ，即热力致死速率曲线越过n个对数循环所需加热时间。因此，TRT值本质上与D值相同，也表 示细菌耐热性的强弱。热力指数递减时间(thermal reduction time)实际上是D值概念的外延。因此，TRTn值受对D值有影响的因素支配，同样不受原始活菌数的影响。TRTn的概念进一步说明随着罐头食品杀菌的时间的延长，微生物残存活菌数愈接近于零，但最后永远不会等于零。(4)热力致死时间热力致死时间TDT热力致死时间TDT(thermal death time)是指在一定热力致死温度下，将一定条件下的悬置液或食品中某一菌种的细胞或芽孢全部杀死所必需的最短时间(min)。要将细菌全部杀死是很困难的（几乎是不可能的），一般以热处理后，取样进行培养时无菌生长