【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?Z值的概念： 直線橫過(guò)一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)所需要改變的溫度數(shù) （ ℃ ） 。 ?Z＝ 1/k 熱力致死時(shí)間曲線 110100100095 100 105 110 115 120 125殺菌溫度( ℃)熱致死時(shí)間(分鐘)Z 53 ?換句話說(shuō)： Z值為熱力致死時(shí)間按照 1/10， 或 10倍變化時(shí)相應(yīng)的加熱溫度變化 （ ℃ ） 。 ?Z值等于該曲線斜率的倒數(shù) 。 ?Z值越大 ， 因溫度上升而取得的殺菌效果就越小 。 ?熱力致死時(shí)間曲線方程： lg(t1/t2)=(θ 2θ 1)/Z t1=t2lg1(θ 2 θ 1)/Z ?對(duì)于低酸性食品，以肉毒桿菌為對(duì)象菌，一般取 Z=10℃ ?對(duì)于酸性食品，采取 100℃ 或以下殺菌，通常取 Z=8℃ 54 ?F0值 ： 通常用 121℃ （國(guó)外用 250F176。 或 ℃ ）作為標(biāo)準(zhǔn)溫度，該溫度下的熱力致死時(shí)間用符號(hào) F0來(lái)表示，并稱為 F0值。 ?F0值就是在 ℃ 溫度條件下殺死一定濃度的細(xì)菌所需要的時(shí)間 —— F0值與原始菌數(shù)是相關(guān)的。 ℃ 時(shí)的熱力致死時(shí)間 (min)，即 。與微生物種類、數(shù)量和環(huán)境條件有關(guān)。 55 ?理論殺菌強(qiáng)度 F0 ： F0＝ tθ lg1[(θ )/Z] ?任意殺菌溫度的 Fθ值 ： Fθ= F0lg1[( )/Z] lg(t1/t2)=(θ 2θ 1)/Z t1=t2lg1(θ 2 θ 1)/Z 56 (2)熱力致死速率曲線（活菌殘存數(shù)曲線） ?微生物及其芽孢的熱處理死亡數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)循環(huán)下降的 。 ?若以縱坐標(biāo)為物料單位值內(nèi)微生物細(xì)胞數(shù)或芽孢數(shù)的對(duì)數(shù)值 ， 以橫坐標(biāo)為熱處理時(shí)間 ， 可得到一直線 —— 熱力致死速率曲線 。 ?D值的概念： 直線橫過(guò)一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需要的時(shí)間（ Decimal reduction time） 。 ?D＝ 1/k 101001000100000 1 2 3 4 5加熱時(shí)間（分）每毫升芽孢數(shù)熱力致死速率曲線 D 57 ?熱力致死速率方程 ： t=D(lgalgb） a原始菌數(shù)； b殘留菌數(shù) ?D值 ： 在一定的處理環(huán)境中和在一定的熱力致死溫度條件下某細(xì)菌數(shù)群中每殺死 90%原有殘存活菌數(shù)時(shí)所需要的時(shí)間 。 在特定的環(huán)境中和特定的溫度條件下 ， 殺滅 90%特定的微生物所需要的時(shí)間 （ min） 。 熱力致死速率曲線 —— 直線斜率的倒數(shù) 。 直線斜率實(shí)際反映了細(xì)菌的死亡速率 。 58 ?D值越大 ， 細(xì)菌的死亡速率越慢 ， 即該菌的耐熱性越強(qiáng) 。 ?D值大小和細(xì)菌耐熱性的強(qiáng)度成正比 。 ?D值隨熱處理溫度 、 菌種 、 細(xì)菌活芽孢所處的環(huán)境和其它因素而異 。 ?注意： D值不受原始菌數(shù)影響 。 D ZT ( Z ＝ 10 ℃ ,T ＝ 1 2 l ℃ )59 ?D值可以根據(jù)熱力致死速率圖中直線橫過(guò)一個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)所需的熱處理時(shí)間求得 。 ?也可以根據(jù)直線方程式求得 ， 因?yàn)樗鼮橹本€斜率的倒數(shù) ， 即： D=t/(lgalgb) 例： 100℃ 熱處理時(shí)，原始菌數(shù)為 1 104，熱處理 3分鐘后殘存的活菌數(shù)是 1 101，求該菌 D值。 3 D= = 104 – 10 即 D 100℃ 或 D100= 60 ?熱力指數(shù)遞減時(shí)間 （ TRT） (3)仿熱力致死時(shí)間曲線 ? 為了計(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值概念進(jìn)一步擴(kuò)大 ， 提出了熱力指數(shù)遞減時(shí)間 （ TRT） 概念 。 ? TRT定義： 在任何特定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 10n（ 即原來(lái)活菌數(shù)的 1/10n） 時(shí)所需要的熱處理時(shí)間 （ 分鐘 ） 。 61 ? TRTn=nD 即曲線橫過(guò) n個(gè)對(duì)數(shù)循環(huán)時(shí)所需要的熱處理時(shí)間 。 ? TRTn值與 D值一樣不受原始菌數(shù)的影響 。 ? TRT值的應(yīng)用為運(yùn)用概率說(shuō)明細(xì)菌死亡情況建立了基礎(chǔ) 。 ? 如 121℃ 溫度殺菌時(shí) TRT12=12D， 即經(jīng) 12D分鐘殺菌后罐內(nèi)致死率為 D值的主要?dú)⒕鷮?duì)象 ——芽孢數(shù)將降低到 1012。 62 ?仿熱力致死時(shí)間曲線： 縱坐標(biāo)為 D對(duì)數(shù)值 ， 橫坐標(biāo)為加熱溫度 ， 加熱溫度與其對(duì)應(yīng)的 D對(duì)數(shù)值呈直線關(guān)系 。 110100100095 100 105 110 115 120 125加熱溫度(℃)D值(分鐘)Z 仿熱力致死時(shí)間曲線 63 ? t1 θ2θ1 Log — = ———— 若 θ2=℃ ，則 t2=F0 t2 Z ? 假定 θ1溫度下的 D值已知，則， t1= nD 則 D、 F、 Z值之間的關(guān)系可以通過(guò)下式轉(zhuǎn)換。 nD 121θ F Log —— = ———— 或 D = — 10 （ 121 θ） /Z F Z n ?D、 F、 Z值之間的關(guān)系 64 ?這樣 ， 已知 θ 溫度下的 D值 ， Z值 ， 再針對(duì)罐頭產(chǎn)品需要確定 n值后 ， 就可計(jì)算得到相應(yīng)的 F值 。 ?F0或 Fθ是指瞬間加熱到預(yù)訂的殺菌溫度 ， 瞬間冷卻到室溫 。 65 ?將殺菌終點(diǎn)的確定與實(shí)際的原始菌數(shù)和要求的成品合格率相聯(lián)系 ， 用 適當(dāng)?shù)臍埓媛?值代替 “ 徹底殺滅 ” 的概念 ， 這使得殺菌終點(diǎn) （ 或程度 ） 的選擇更科學(xué) 、 更方便 ， 同時(shí)強(qiáng)調(diào)了環(huán)境和管理對(duì)殺菌操作的重要性 。 ?通過(guò) F0=nD， 還將熱力致死速率曲線和熱力致死時(shí)間曲線聯(lián)系在一起 ， 建立了 D值 、 Z值和 F0值之間的聯(lián)系 。 (4) F0=nD 66 ?在實(shí)際殺菌操作中 ， 若 n足夠大 ， 則殘存菌數(shù) b足夠小 ， 達(dá)到某種可被社會(huì) （ 包括消費(fèi)者和生產(chǎn)者 ）接受的安全 “ 殺菌程度 ” ， 就可以認(rèn)為達(dá)到了殺菌的目標(biāo) 。 這種程度的殺菌操作 ， 稱為 “ 商業(yè)殺菌 ” ；經(jīng)過(guò)商業(yè)殺菌的產(chǎn)品 ， 即處于 “ 商業(yè)無(wú)菌 ” 狀態(tài) 。 ?商業(yè)無(wú)菌要求產(chǎn)品中的所有致病菌都已被殺滅 ，耐熱性非致病菌的存活概率達(dá)到規(guī)定要求 ， 并且在密封完好的條件下在正常的銷售期內(nèi)不生長(zhǎng)繁殖 。 67 瞬間加熱和冷卻條件下單位時(shí)間為 D時(shí)的細(xì)菌死亡速率 單位時(shí)間為 D時(shí)的加熱時(shí)間 （分鐘） 單位容積殘存活菌數(shù) 0D 104 1D 103 2D 102 3D 101 4D 100 5D 101 6D 102 7D 103 8D 9D 104 105 68 ? 從 5D以后 ， 為負(fù)指數(shù) ， 既有 1/10~1/10000活菌殘存下來(lái)的可能 。 ? 細(xì)菌和芽孢按分?jǐn)?shù)出現(xiàn)并不顯示 ， 這只是表明理論上很難將活菌完全消滅掉 。 ? 從概率的角度來(lái)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(gè)芽孢 ，經(jīng)過(guò) 5D處理后 ， 殘存菌數(shù)為 101， 即 1/10活菌 ， 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 。 69 ?F0=℃ ?成品合格率 ％ ＝ 1允許腐敗率 ％ ?n值并非固定不變 ， 要根據(jù)工廠和食品的原始菌數(shù)或著污染菌的重要程度而定 。 ?比如在美國(guó) ， 對(duì) 肉毒桿菌 ， 要求 n=12， 對(duì)生芽梭狀芽孢桿菌 ， n=5。 70 ?酶的耐熱性 ? 罐頭食品熱力殺菌向高溫短時(shí) ， 特別是超高溫瞬時(shí)方向發(fā)展后 ， 罐頭食品貯藏過(guò)程中常出現(xiàn)了因酶活動(dòng)而引起的變質(zhì)問(wèn)題 。 ? 過(guò)氧化物酶 、 果膠酯酶 。 ? 酶鈍化程度有時(shí)也被用做食品殺菌的測(cè)定指標(biāo) ，例牛乳巴氏殺菌的效果可以根據(jù)磷酸酶活力測(cè)定的結(jié)果判定 。 這是因?yàn)榕Ｈ橹辛姿崦笩崽幚頃r(shí)的鈍化程度和肺結(jié)合菌及其他病原菌熱處理時(shí)的死亡程度相互一致 。 71 思 考 題 1． 影響微生物耐熱性的因素有哪些 ？ 2． 酸性與低酸性食品分類的界限 、 依據(jù)及其熱力殺菌要求是什么 ？ 72 作 業(yè) 2： Z值和 F0值的含義 ？ D值的含義 、 F0=nD的意義和 D值 、 Z值和 F0值之間的聯(lián)系 ？ 73 二、食品的傳熱 ?研究微生物耐熱性時(shí) ， 熱處理時(shí)間是假定微生物營(yíng)養(yǎng)體或芽孢在瞬間被暴露在某一熱處理 （ 致死 ） 溫度 ， 經(jīng)過(guò)某段時(shí)間后瞬間冷卻 。 ?實(shí)際上很難做到這點(diǎn) ， 因此把細(xì)菌死亡理論應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)時(shí) ， 還需要考慮罐內(nèi)熱傳遞方式和速度問(wèn)題 。 ?傳熱介質(zhì)一般為蒸汽或熱水 ， 傳熱時(shí)熱穿過(guò)容器然后進(jìn)入食品 。 74 ?對(duì)流型： 液體物料如果汁 、 蔬菜汁 ， 和汁液很多而固形物很少且塊形很小的物料如湯類罐頭； ?傳導(dǎo)型： 固體物料如午餐肉 、 烤鵝等； ?（ 先 ） 傳導(dǎo) （ 后 ） 對(duì)流型： 受熱熔化的物料 ，如果醬等； ?（ 先 ） 對(duì)流 （ 后 ） 傳導(dǎo)型： 受熱后會(huì)吸水膨脹的物料 ， 如甜玉米等 ， 含有豐富的淀粉質(zhì)； ?誘發(fā)對(duì)流型： 借助機(jī)械力量產(chǎn)生對(duì)流 ， 如對(duì)于八寶粥等粘稠性產(chǎn)品使用回轉(zhuǎn)式殺菌器 ， 在殺菌過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)制性對(duì)流 。 1．傳熱方式 75 ?一般表面熱傳遞系數(shù)非常高 ， 不是傳熱的限制因素 。 影響熱穿透食品的一些主要因素如下： ?罐內(nèi)食品的物理性質(zhì) （ 產(chǎn)品的類型 ） ?罐藏容器的物理性質(zhì) （ 類型 、 大小 、 形狀 ） ?罐內(nèi)食品的初溫 （ 殺菌鍋初溫 ） ?殺菌鍋的形式和罐頭在殺菌鍋中的位置 ?罐頭的殺菌溫度 2．影響傳熱的因素 76 (1)罐內(nèi)食品的物理性質(zhì) ?主要