【正文】 學(xué)課程的重要性 食品工藝學(xué)作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門主干課程，可以為本科學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究食品加工保藏，今后從事本專業(yè)的研究、管理、營銷工作打下基礎(chǔ)。 五個(gè)基礎(chǔ)框架 1. ）：包括食品化學(xué)，研究食品的組成、結(jié)構(gòu)、物化生化特點(diǎn)及加工和使用過程中的變化的一門科學(xué)。 3. 食品加工領(lǐng)域：即研究食品原材料特點(diǎn)、食品保藏原理、影響食品質(zhì)量、包裝及污染的加工因素、良好生產(chǎn)操作及衛(wèi)生操作的一門科學(xué) ——這也是本課程的主要研究 。 Principles of Food Processing Dennis and Richard ， 1997。 Fish Processing Technology, UK, 。 The Technology of Dairy Products， UK, Ralph Early 。 第二章 食品的熱處理和殺菌 第一節(jié) 熱處理的目的 第二節(jié) 熱處理原理 食品的殺菌方法有多種，物理的如熱處理、微波、輻射、過濾等，化學(xué)的如各種防腐劑和抑菌劑，生物的如各種微生物或能產(chǎn)生抗生素的微生物。 熱殺菌的主要目的是殺滅在食品正常的保質(zhì)期內(nèi)可導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的微生物。同時(shí)，熱處理當(dāng)然也造成食品的色香味、質(zhì)構(gòu)及營養(yǎng)成分等質(zhì)量因素的不良變化。 要制定出既達(dá)到殺菌的要求，又可以使食品的質(zhì)量因素變化最少的合理的殺菌工藝參數(shù)（溫度和時(shí)間），就必須研究微生物的耐熱性，以及熱量在食品中的傳遞情況。 （ 1）種類。顯然，食品在殺菌前，其中可能污染有各種各類的微生物。 （ 2）污染量。微生物量越多，全 部殺滅所需的時(shí)間就越長。 在微生物生長溫度以上的溫度，就可以導(dǎo)致微生物的死亡。對于規(guī)定種類、規(guī)定數(shù)量的微生物，選擇了某一個(gè)溫度后，微生物的死亡就取決于在這個(gè)溫度下維持的時(shí)間。 （ 1） pH值。 （ 2）脂肪。 （ 3）糖。 （ 4）蛋白質(zhì)。 （ 5）鹽。 （ 6）植物殺菌素。 （二）對熱殺菌食品的 pH值分類 大量試驗(yàn)證明，較高的酸度可以抑制乃至殺滅許多種類的嗜熱菌或嗜溫微生物；而在較酸的環(huán)境中還能存活或生長的微生物往往不耐熱。 各種書籍資料中對熱處理食品按 pH 值分類的方法有多種不盡相同的方式，如分為高酸性（ ?）、酸性（＞ ）、中酸性（＞ ）和低酸性（＞ ）這四類，也有分為高酸性（＜ ）、酸性（ ）和低酸性（＞ ）這三類的，還有其它一些劃分法。這是根據(jù)肉毒梭狀芽孢桿菌的生長習(xí)性來決定的。肉毒桿菌在生長的過程中會(huì)產(chǎn)生致命的肉毒素。試驗(yàn)證明，肉毒桿菌在 pH? 時(shí)就不會(huì)生長（也就不會(huì)產(chǎn)生毒素），在 pH?，其芽孢受到強(qiáng)烈的抑制，所以， 酸性食品和酸性食品的分界線。所以，以肉毒桿菌為對象菌的低酸性食品被劃定為 pH＞ 、 aw＞ 。 在 pH? 的酸性條件下，肉毒桿菌不能生長，其它多種產(chǎn)芽孢細(xì)菌、酵母及霉菌則可能造成食品的敗壞。 有些低酸性食品物料因?yàn)楦泄倨焚|(zhì)的需要，不宜進(jìn)行高強(qiáng)度的加熱，這時(shí)可以采取加入 酸或酸性食品的辦法使整罐產(chǎn)品的最終平衡 pH 值在 以下，這類產(chǎn)品稱為―酸化食品 ‖。 （三）微生物耐熱性參數(shù) 熱力致死溫度：表示對于特定種類的微生物進(jìn)行殺菌達(dá) 到某一個(gè)溫度時(shí)，微生物已全部死亡，該溫度即熱力致死溫度。 （圖： TDT曲線） 熱力致死時(shí)間曲線方程： TDT曲線與環(huán)境條件有關(guān)，與微生物數(shù)量有關(guān)，與微生物的種類有關(guān)。 F0值與菌種、菌量及環(huán)境條件有關(guān)。利用熱力致死時(shí)間曲線，可將各種殺菌溫度 時(shí)間組合換算成 ℃ 時(shí)的殺菌時(shí)間： F0 = t lg1[(T－ )/Z] Z值：單位為 ℃ ，是殺菌時(shí)間變化 10倍所需要相應(yīng)改變的溫度數(shù)。 熱力致死速率曲線：表示某一種特定的菌在特定的條件下和特定的溫度下，其總的數(shù)量隨殺菌時(shí)間的延續(xù)所發(fā)生的變化。 （圖：熱力致死速率曲線） 熱力致死速率曲線方程： t = D ( lg a－ lg b ) 在熱力致死速率曲線上，若殺菌時(shí)間 t足夠大，殘存菌數(shù)可出現(xiàn)負(fù)數(shù)（ 101乃至 10n），這是一種概率的表示。 D值越大，表示殺滅同樣百分?jǐn)?shù)微生物所需的時(shí)間越長，說明這種微生物的耐熱性越強(qiáng)。通過 F0 = n D，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。這種程度的殺菌操作，稱為 ―商業(yè)滅菌 ‖；接受過商業(yè)滅菌的產(chǎn)品，即處于 ―商業(yè)無菌 ‖狀態(tài)。 二、食品的傳熱 在實(shí)際生產(chǎn)中，必須考慮食品的傳熱問題。對于罐藏食品的內(nèi)容物來說，只有傳導(dǎo)和對流兩種方式。 （ 1）完全對流型 ——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； （ 2）完全傳導(dǎo)型 ——固體物料如午餐肉、烤鵝等； （ 3）（先）傳導(dǎo)（后）對流型 ——受熱熔化的物料，如果醬等； （ 4）（先）對流（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)； （ 5）誘發(fā)對流型 ——借助機(jī)械力量產(chǎn)生對流，如對于八寶粥等粘稠性產(chǎn)品使用回轉(zhuǎn)式殺菌器，在殺菌過程中產(chǎn)生強(qiáng)制性對流。主要指食品的狀態(tài)、塊形大小、濃度、粘度等。指殺菌操作開始時(shí)，罐內(nèi)食品物料的溫度。對于殺菌操作中的傳熱，主要考慮容器的材料、容積和幾何尺寸。靜置式殺菌鍋與回轉(zhuǎn)式殺菌鍋的區(qū)別。傳導(dǎo)型食品罐頭的冷點(diǎn)在罐的幾何中心；對流型食品罐頭的冷點(diǎn)在罐中心軸上離罐底 24cm處。 罐頭中心溫度測定儀主要由熱電偶和電位差計(jì)組成。 Tm~t半對數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線：將（ TsTm） ~t半對數(shù)坐標(biāo)傳熱曲線繞橫轉(zhuǎn)動(dòng) 180176。 傳熱曲線的類型 對流型和傳導(dǎo)型食品物料的傳熱曲線近似于直線，稱為簡單型曲線（ Single logarithmic curve）； 先對流后傳導(dǎo)型食品物料的傳熱曲線近似于兩根相交的直線，稱為轉(zhuǎn)折型曲線（ Broken logarithmic curve）。 三、殺菌強(qiáng)度的計(jì)算及確定程序 （一）熱殺菌時(shí)間的推算 比奇洛（ Begelow）在 1920年首先提出罐藏食品殺菌時(shí)間的計(jì)算方法（基本法） 。鮑爾還推出了公式計(jì)算法。 比奇洛基本法。 比奇洛將殺菌時(shí)罐頭冷點(diǎn)的傳熱曲線分割成若干小段，每小段的時(shí)間為（ ti）。熱力致 死時(shí)間 τi 的倒數(shù) 1/τi為在溫度 Ti 殺菌 1 min所取得的效果占全部殺菌效果的比值，稱為致死率；而 ti/τi即為該小段取得的殺菌效果占全部殺菌效果的比值 Ai，稱為 ―部分殺菌值 ‖。 A=ΣAi 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。針對比奇洛基本法需要逐一計(jì)算熱致死時(shí)間、致死率和部分殺菌值的繁瑣，鮑爾等人作了一些改進(jìn)，主要有兩點(diǎn)： ① 建立了 ―致死率值 ‖的概念； ② 時(shí)間間隔取相等值。 （ 1）致死率值： L= 1/t =lg1(T 121)/z 致死率值 L的含義：對 F0=1 min的微生物，經(jīng) T溫度， 1 min的殺菌效果與該溫度下全部殺滅效果的比值；也可表達(dá)為經(jīng)溫度 T， 1 min的殺菌處理，相當(dāng)于溫度 121℃ 時(shí)的殺菌時(shí)間。 （ 2）時(shí)間間隔： 鮑爾改良法的時(shí)間間隔等值化，簡化了計(jì)算過程。 整個(gè)殺菌過程的殺菌強(qiáng)度（總致死值）： Fp = ∑(Li △ t)= △ t.∑Li Fp 值與 F0 值的關(guān)系： F0 值指在標(biāo)準(zhǔn)溫度下（ 121℃ ）殺滅對象菌所需要的理論時(shí)間； Fp 值指將實(shí)際殺菌過程的殺菌強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的時(shí)間。 公式法和列圖線法。公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中（含加熱階段和冷卻階段）冷點(diǎn)溫度的變化在半對數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的傳熱曲線進(jìn)行推算，以求得整個(gè)殺菌過程的殺菌值 FP，通過與對象菌的 F0值對比，評判和確定實(shí)際需要的殺菌時(shí)間。 為了方便公式法的使用，奧爾森和史蒂文斯根據(jù)各參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，制作出如計(jì)算尺般的一系列計(jì)算圖線。