灭菌热穿透(罐头食品的热力学灭菌原理)

Posted 2023-06-01

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灭菌热穿透(罐头食品的热力学灭菌原理)

罐头食品

罐头食品：指原料经处理、装罐、密封、灭菌或无菌包装而制成的食品。罐头食品因为商业无菌，常温下能长期存放。

罐头食品的种类包括：畜肉类罐头、禽类罐头、水产动物类罐头、水果类罐头、蔬菜类罐头、干果和坚果类罐头、谷类和豆类罐头、其他类罐头（包括汤类罐头、调味类罐头、混合类罐头）等。

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热力灭菌的作用

热力灭菌是杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌、腐败菌，并破坏食物中的酶使食品耐藏二年以上而不变质。同时必须尽可能保存食品品质和营养价值，最好还能做到有利于改善食品品质。

热力灭菌法包括干热灭菌与湿热灭菌法。干热灭菌可使菌体蛋白质变性及电解质浓缩。湿热灭菌可使菌体蛋白质变性，核酸降解及损伤细菌的细胞膜。湿热灭菌的优越性是穿透力强，菌体吸收水分易变性凝固及蒸汽有潜在热能。

目标菌

1.对于高酸或酸化食品:原材料本身PH≤4.6，或经过添加酸化剂使最终产品平衡PH≤4.6。目标菌为微生物营养体。

2.对于低酸食品:除酒精饮料外，最终平衡后的PH值大于4.6和水分活度(aw)大于0.85的食品。目标菌为肉毒梭状芽孢杆菌芽孢。

灭菌原理

1.灭菌曲线

2.D值

◎D值(Decimal Reduction Value)--特定温度下，使微生物减少至原始菌数的1/10时所需保温的时间。

例如枯草芽孢杆菌的D值(秒)：2.3；肉毒梭状芽孢杆菌的D值(秒)：12.3；嗜热脂肪芽孢杆菌的D值(秒)：408。

◎D值的解释

D65=1min。其含义是:65°C时，灭菌时间每延长一分钟，微生物数量减少数1D (减少90%)；延长二分钟，微生物数量减少数2D(减少99%)。

1D=90%的减少=1个对数值；

2D=99%的减少=2个对数值；

3D=99.9%的减少=3个对数值；

4D=99.99%的减少= =4个对数值。

3.Z值

◎Z值---一定反应效果下，使反应时间减少至原来的1/10时所需增加的温度。

◎Z值的使用

如果某种微生物的Z值为10°C，并且D65=50秒，这就意味着:D75=5秒；D85=0.5秒；D95=0.05秒。

4.几种耐热菌的D值

5.几种微生物的典型灭菌速度

灭菌釜热分布测试

在灭菌釜内布设感温探头，记录整个灭菌过程中各位置的温度,通过对各点温度变化的分析，判定灭菌釜内热分布的符合性。

1.布点原则:在灭菌笼的几何中心及周围均匀布点，尽量涉及到每层产品，原则上布点位置不重合,一般有效布点数量在12-16个即可。

2.评判要点

（1)不同位置的温度与灭菌设备可信赖的参照温度之差在士0.56℃范围内，但每个测温头的总平均温度不得低于灭菌规程温度。

（2)灭菌设备内温度上升最慢位置温度达到灭菌规程温度的时间不得大于某时间，如对于汽灭，低1.67℃慢1分钟或低0.56°C慢3分钟被视作可接受的范围。

3.影响热分布的因素

（1）进汽系统:蒸汽压力( ≥0.62MPa)、蒸汽总管(≥DN65)、进气阀(比例阀，精度士0.5°C)、扩散管(方向45°/90°/135°、面积:进气管的1.5-2倍) ；

（2）排气系统:排气阀(闸阀/球阀)、排气孔(≥DN25，0.76m，1.52m)、泄气孔(位置)、泄气阀(旋塞阀)、泄水阀；

（3）附属设备:灭菌笼、隔板(孔径25mm、开孔比例≥25%)。

热穿透测试

将感温探头设置在产品罐内部冷点位置，通过监控和记录罐内产品的温度，计算产品的灭菌强度。

1.冷点位置的确定

固体产品的冷点在几何中心，液体产品的冷点在中心线距底部约1/3处。

2.注意事项

（1）产品装入量应比正常生产多约5%；

（2）测试初温比正常产品略低；

（3）一般测10罐以上产品，取最低的F值；

（4）一般对流型产品算恒温F值，传导型产品算累计F值。

3.影响因素

罐形、产品的组织形态(固形物含量、固形物直径、净含量、粘度等)、灭菌时间、温度，初温等。

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