食品热处理和杀菌教学教案.docx

食品热处理和杀菌教学教案第一节食品加工与保或个的熟处理一、食品热处理的作用热处理（Therma1.processing）是食品加工与保敏中用于改善食品品痂、延长食品出藏期的最亚要的处理方法之一。食品工业中采用的热处理有不同的方式和工艺,不同种类的热处理所达到的主要目的和作用也有不问，但热处理过程对微牛.物、施和食品成分的作用以及传热的原理和规律却有相同或相近之处。二、食品热处理的类型和特点类型主要有：工业烹饪、热烫、热挤用和杀菌等。（一）工业烹饪（Indusiria1.cooking）工业烹饪一般作为食品加工的一种前处理过程，通常是为了提食品的感官质量而采取的一种处理手段。交饪通常有煮、物（炖）、烘（焙）、炸（煎）、烤等。一般煮多在沸水中进行：培、烤则以干热的形式加热，温度较高：而煎,炸也在较高温度的油介质中进行。交饪能杀灭部分微生物，破坏的，改善食品的色、香、味和质感，提高食品的可消化性，并破坏食品中的不良成分（包括一些毒工素等），提高食品的晏全性，也可使食品的耐贮性提商。但也发现不适当的烘烤处理会给食品带来营养安全方面的何髭，如烧烤中的高温使油脂分解产生致癌物质。（二）热烫<B1.anchingorSca1.ding）热烫。又称烫源、杀青、预煮，热烫的作用主要是破坏或钝化食品中导致食品质量变化的酶类，以保持食品原有的品质，防止或减少食品在加工和保藏中由施引起的食品色、香、味的劣化和营养成分的损失,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地工序.导致蔬菜和水果在加工和保藏过程中质量降低的两类主要是氧化根类和水解的类，热处理是破坏或钝化酶活性的最主要和最有效方法之（.除此之外，热费还有一定的杀菌和洗涤作用，可以减少食品表面的微生物数量：可以排除食品组织中的气体，使食品装城后形成良好的真空度及减少氧化作用：热烫还能软化食品组织，方便食品往容罂中装填：热烫也起到定的预热作用,有利于装蹴后缩短杀曲用温的时间。对于果蔬的干敏和冷冻保藏，热烫的主要目的是破坏或触化前的活性。但对于豆类的罐城以及食品后杀菌采用(超)高温短时方法时，由此杀菌方法对陶的破坏程度有限，热烫等前处理的灭标作用应恃别注意。（三）热挤压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，然后在和料端通过模具出被挤出的过程。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(EXtnISionCoOking)。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。挤压可以产生不同形状、质地、色泽和风味的食品。热挤压是一种高温短时的热处理过程，它能够减少食品中的微牛物数量和钝化的，但无论是热挤压或是冷挤压，其产品的保藏主要是兆其较低的水分活性和其他条件。特点：挤压食品多样化，可以通过调整配料和挤压机的操作条件直接生产出满足消'依者要求的各种挤压食品：挤压处理的操作成本较低：在短时间内完成多种的元搽作，生产效率较高：便于生产过程的自动控制和连续生产。(四)热杀菌根据要杀灭微生物的种类的不同可分为巴氏杀菌(PaSICUriSation)和商业杀菌(Steri1.ization)o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M)Oc以下，典型的巴氏杀菌的条件是62.8C、3()min,达到同样的巴氏杀菌效果，可以有不同的温度、时间组合。巴氏杀菌可使食品中的酶失活，并破坏食品中热敏性的微生物和致病菌.巴氏杀菌的目的及其产品的贮藏期主要取决丁杀菌条件、食品成分(如PHfjV和包装情况。对低酸性食品(pH>4.6),其主要目的是杀灭致萌菌，而对于酸性食品，还包括杀灭腐败菌和钝化酹。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，杀菌后的食品符合货架期的要求。这种热处理形式一般也能钝化施.但它同样对食品的营养成分破坏也较大.杀菌后食品通常也并非达到完全无曲，只是杀曲后食品中不含致病菌，残存的处于休眠状态的非致病前在正常的食品贮藏条件卜.不能生长繁殖，这种无雨程度被称为“商业无菌1.将食品先密封于容器内再进行杀菌处理是通常揶头的加工形式，而将经超高曲瞬时（UHT）杀菌后的食品在无菌的条件下进行包装，则是无菌包装.从杀菌时微生物被杀死的难易程度看，细曲的芽抱具有更高的耐热性，它通常较营养细胞难被杀死。另一方面，专性好氧菌的芽胞较兼性和专性厌氧菌的芽胞容易被杀死。杀菌后食品所处的密封容器中氧的含量通常较低，这在定程度上也能阻止微生物繁殖，防止食品腐败。在考虑确定具体的杀菌条件时，通常以某种具有代表性的微牛物作为杀菌的对象，通过这种对以菌的死亡情况反映杀菌的程度.三、食品效处理使用的能源和加战方式食品热处理可使用几种不同的能源作为加热源，主要能源种类有：电，气（天然气或液化气），液体燃料（燃油等），固体燃料（如煤、木、炭等）。直接方式指加热介质（如燃料燃烧的热气等）与食品直接接触的加热过程。（容易污染食品，般只有气体燃料可作为直接加热源，液体燃料则很少）间接加热方式是将燃料燃烧所产生的热能通过换热器或其他中间介质如空气）加热食品，从而将食品与燃料分开。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要控制食品热处理的程度,人们必须了解热处理时食品中各成分（微生物、施、营养成分和质量因素等）的变化规律，主要包括：（I）在某一热处理条件下食品成分的热处理破坏速率：（2）温度对这些反应的影响。（）热破坏反应的反应速率食品中各成分的热破坏反应一般均遵循一级反应动力学，也就是说各成分的热破坏反应速率与反应物的浓度呈正比关系。这一关系通常被称为“热灭活或热破坏的对数规律”。在半对数坐标中微生物的热力致死速率的线为一直线，该直线的斜率为-k/2.303。从图中可以看出，热处理过程中微生物的数量每诚少同样比例所需要的时间是相同的。如微生物的活的数每减少90%,也就是在对数坐标中C的数值每跨过一个对数循环所对应的时间是相同的，这时间被定义为D值,称为指数递减时间（decima1.reductiontine）.致死速率曲线是在一定的热处理（致死）温度下得出的，为了区分不同温度卜微牛物的D值，-般热处理的温度T作为卜标，标注在D值上，即为Dr。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。热力致死时间（TDT）值是指在某一恒定温度条件F,将食品中的某种微生物活菌（细菌和芽抱）全部杀死所需要的时间Gni试验以热处理后接种培养，无微生物生长作为全部活菌已被杀死的标准。（二）热破坏反应和温度的关系要了解在变化温度的热处理过程中食品成分的破坏情况,必须了解不同（致死）温度下食品的热破坏规律，便于人们比较不同温度下的热处理效果。反映热破坏反应速率常数和温度关系的方法主要有3种：一种是热力致死曲线：另种是阿累尼乌斯方程：还有一种是温度系数。I.热力致死时间曲线热力致死时间曲线是采用类似热力致死速率曲线的方法而制得的,它将TDT值与对应的温度T在半对数坐标中作图，则可以得到类似于致死速率曲线的热力致死时间曲线（Therma1.deathtimecurve«反应速率常数的对数与温度成正比，较而温度的热处理所取得的杀菌效果要高于低温度热处理的杀菌效果。不同微生物对温度的敏感程度可以从Z值反映，Z值小的对温度的敏感程度高。要:取得同样的热处理效果，在较高温度下所需的时间比在较低温度下的短。这也是高温短时（HTST）或超富温瞬时杀曲（UHT）的理论依据。不同的微生物对温度的敏感程度不同，提高温度所增加的破坏效果不一样。上述的D值、Z值不仅能表示微生物的热力致死情况,也可用于反映食品中的隙、营养成分和食品感官指标的热破坏情况.2,阿累尼乌斯方程3.温度系数Q值Q值表示反应在温度T2下进行的速率比在较低温度T.下快多少，若Q值表示温度增加IOt时反应速率的增加情况，则一般称之为Qku二、加热对It生物的影响(一)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。般说来，食品原料都带有微生物.在食品的采收,运辘、加工和保藏过程中，食品也有可能污染微生物.在一定的条件卜.，这些微生物会在食品中生长、繁殖，使食品失去原有的或应有的营养价值和感官品质，甚至产生有害和有毒的物侦。细菌、霉菌和醉母都可能引起食品的变质，其中细曲是引起食品腐败变质的主要微生物。细菌中非芽抱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，巴氏杀菌即可将其杀死。细菌中耐热性强的是芽抱菌。芽泡菌中还分需氧性、厌辄性的和兼性厌氧的。需班和兼性庆氧的芽泡菌是导致辘头食品发生平盖酸败的原因的,厌氧芽泡菌中的肉毒梭状芽胞杆菌常作为耀头杀菌的对象菌。酵母菌和霉菌引起的变质多发生在酸性较高的食品中，一些醉母菌和律菌对渗透压的耐性也较高.(二)微生物的生长温度和微生物的耐热性当温度高于微牛物的最适生长温度时，微生物的生长就会受到抑制，而当温度高到足以使微生物体内的蛋白质发生变性时，微生物即会出现死亡现象.一般认为，微生物细胞内蛋白质受热凝固而失去新陈代谢的能力是加热导致微生物死亡的原因。因此，细胞内蛋白质受热凝固的难易程度直接关系到微生物的耐热性。蛋白质的热凝固条件受其他一些条件，如：酸、碱、盐和水分等的影响。1 .微生物的种类微生物的菌种不同，耐热的程度也不同，而n即使是同菌种，其耐热性也因菌株而异。正处于生长繁殖的微生物营养细胞的耐热性较它的芽抱弱。各种芽泡薄的耐热性也不相同，一股厌氧菌芽泡菌耐热性较需氧菌芽抱菌强。嗜热菌的芽抱耐热性地强。同菌种芽胞的耐热性也会因热处理前的培养条件、贮存环境和曲龄的不同而异。例如：的体在其最高生长温度生长良好并形成芽泡时，其芽胞的耐热性通常较高：不同培养基所形成的芽胞对耐热性影响很火，实验室培养的芽泡都比在大自然条件下形成的芽泡耐热性要低；培养塘中的钙、镭离子或蛋白陈都会使芽饱耐热性烟高：热处理后残存芽饱经培养繁殖和再次形成芽抱后，新形成芽泡的耐热性就较原来的芽抱强。醉母菌和霉菌的耐热性都不很高，薛母（包括薛母抱子）在100C以下的温度容易被杀死。大多数的致病菌不耐热。2 .微生物生长和细胞（芽饱）形成的环境条件这方面的因素包括：温度、高子环境、非脂类有机化合物、脂类和微生物的菌龄。长期生长在较高温度环境下的微生物会被驯化，在较高温度下产生的芽狗比在较低温度下产生的芽抱的耐热性强：许多有机物会影响芽抱的耐热性，虽然在某些特殊的条件卜能得到一些数据，但也很难卜.一般性的结论：有研究显示低浓度的饱和与不饱和脂肪酸对微生物有保护作用，它使肉毒杆菌芽胞的耐热性提高:关于菌龄对微生物耐热性的影响，芽:抱和营养细胞不一样,幼芽也较老芽抱耐热，而年幼的营养细胞对热更敏感。3 .热处理时的环境条件热处理时影响微生物耐热性的环境条件有：PH值和缓冲介质、离子环境、水分活性、其他介质成分。由于多数微生物生长于中性或偏碱性的环境中，过酸和过蹴的环境均使微生物的耐热性下降，故一般芽抱在极端的PH值环境下的耐热性较中性条件下的差。缓冲介质对微生物的耐热性也有影响，但缺乏一般性的规律.大多数芽胞FF菌在中性范用内耐热性最强，PH值低于5时芽抱就不耐热，此时耐热性的强弱常受其他因素的影响.某些酹母的芽抱的耐热性在pH=4-5时最强。在磷酸缓冲液中低浓度的Mg"和Ca?1对芽泡耐热性的影响与EDTA和甘氨儆甘氨酸相似，都能降低芽泡的耐热性.食品中低浓度的食标（低于4%）对芽抱的耐热性有一定的增强作用，但随若食盐浓度的