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1、罐头三片罐行业热力杀菌控制原理第1页，本讲稿共38页第一部分：热力杀菌食品微生物学n食品中的主要微生物：I.细菌、II.霉菌、III.酵母菌第2页，本讲稿共38页一、霉菌n霉菌由多细胞、管形的菌丝组成，在自然界分布极广，通过空气传播，在适宜的湿度、通风和温度度条件下，霉菌将生长在几乎所有的食品上。n霉菌不太耐热：霉菌腐败密封于罐内的食品罕内见的，仅能存在于杀菌不够或杀菌后污染的环境。n霉菌生长必需有氧。n经热加工的食品内生长的霉菌不存在重要的公共健康问题。第3页，本讲稿共38页二、酵母菌n酵母菌通常是卵圆形的单细胞活体，自然界内到处可以找到，尤其与含糖和酸有关的食品，对于不适宜的条件如酸和干燥
2、相当适应。n酵母菌不太耐热，大量酵母菌形成的芽孢加热至77度被破坏。n酵母菌生长伴随乙醇产物和大量的二氧化碳，使包装容器膨胀。如出现这种情况，可以怀疑杀菌不够或密封不好。n酵母菌生长于加工的食品内不存在重要的公共健康问题第4页，本讲稿共38页三、细菌n细菌是很小的单细胞活体，对加工食品的腐败最重要的有球菌、杆菌等。n细菌的细胞繁殖：食品要求、湿度要求、氧的要求、温度要求1.在适宜微生物条件下，每个细胞平均大约20至30分钟分裂一次，以这种速率，1个细胞5个小时后可繁殖到十亿个相同来源的细胞。2.细菌生长环境食品不足，限制和抑制它们继续生长；大量细菌繁殖也导致物质的积累，抑制细菌生长；若环境被污
3、染，生长停止，细胞可能死亡，有些则形成有抵抗力的芽孢。第5页，本讲稿共38页n芽孢对环境的抵抗力：非常耐热、耐冷和耐化学试剂的：一些细菌的芽孢在开水内超过16个小时仍能幸存，在普通的消毒液内超过3小时仍能幸存；无芽孢菌不能生存在以上的环境中。n食品致病菌的种类和来源：主要致病菌有沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌等。从土壤或水中获得的食物是食品致病菌和芽孢最普通的来源。第6页，本讲稿共38页n细菌腐败：产气（胀罐）、不产气（平酸）1、杀菌前的初期腐败：在密封和杀菌之间间隔时间很长，导致产品的品质低劣；真空的破坏导致罐头在杀菌期间内部压力过大，卷边变形和潜在的漏罐腐败危险加，2、杀菌
4、后的污染：漏罐腐败或者杀菌后的微生物污染，一般是由加不适当形成的裂缝、罐损坏或大量微生物污染冷却水引起的。第7页，本讲稿共38页3、杀菌不足：杀菌公式不正确和操作不严格导致的杀菌时间和/或温度不够；不正确使用杀菌操作程序等。4、罐头食品内嗜热菌及嗜热芽孢生长：专性嗜热菌（50以下不发芽不生长）、兼性嗜热菌（38以上的温度均能生长）某些专性嗜热菌在77 还能生长，其芽孢在121 还能存活60分钟。第8页，本讲稿共38页n肉毒梭状芽孢杆菌：某些型的芽孢是非常耐热的，在沸水能幸存5-10小时，但其毒素不耐热，毒素在100 条件下则失去活性。在pH4.8以下不发芽不生长。npH值对细菌生长的影响：pH
5、4.6作为酸性食品和低酸食品的分界线。低酸食品中，必须应用高温（在压力下加热杀菌）杀死肉毒梭状芽胞杆菌的芽孢或其它食品或其它食品腐败微生物的芽胞。而酸性食品内，由于存在细菌的营养细胞，必须使用开水煮或进行充分地加热破坏细菌的营养细胞。第9页，本讲稿共38页n水分活度对细菌的影响：任何食品的水分活度调至0.85以下，则不要求加热和不考虑pH值。生长最小的水分活度：霉菌0.75、酵母0.88、肉毒梭状芽胞杆菌0.93、金黄色葡萄球菌0.85、沙门氏菌0.93，后两者不产芽胞。准确的水分活度在0.93以下加上巴氏杀菌可以实现商业无菌。第10页，本讲稿共38页n非微生物的食品败坏1.食品成分与金属罐内
6、表面的化学反应可以产生氢气，可能引起胖听。2.酸性食品与金属罐表面的化学反应可以导致引起小孔穿洞。3.内容物装得过满导致胖听。4.真空度为零或太低的罐头也可能引起轻微轻度胖听。第11页，本讲稿共38页第二部分：热力杀菌简介n热力杀菌的目的：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，最好还能做到有得于改善食品品质。并不要求达到“无菌”的水平。但不允许有致病菌和产毒菌存在，允许残留微生物或芽胞，只是它们在罐内特殊环境中，在一定的保存期内，不致于引起食品腐败变质。第12页，本讲稿共38页n罐头杀菌的分类：1.巴氏杀菌：
7、在100 以下的加热介质（热水）中的低温杀菌，以杀死致病菌为主。2.高温热处理：在100 以上的加热介质（蒸汽或水）中的高温杀菌，高压是其发必要条件，故又称“高压杀菌”。第13页，本讲稿共38页n蒸汽热传导的介质1.是一种优良的传热介质，蒸汽能贮存热能很大。2.其温度容易调节。3.蒸汽压力可用来平衡罐头在加热过程中形成的罐内压力，防止突角。4.蒸汽易于产生和贮存以供随时使用。第14页，本讲稿共38页n初温指的是刚开始杀菌时温度最低的罐头中的内容物之平均温度。应选用杀菌锅内温度最低的罐头作为测试罐。测初温是杀菌操作人员的职责。n初温是决定杀菌时间的要素之一，以初温设定的杀菌时间可以多于所需的时间
8、而绝不能少于所需的时间。初温不足可能引起杀菌不足。初温不足需调整杀菌公式第15页，本讲稿共38页n杀菌公式的制订：1.很熟悉产品的性质和加工者的设备，以及根据产品性质制订的杀菌公式以达到热穿透效果。2.在热穿透、热分布、热致死时间的研究和其他科研方法方面很有经验。3.有能力对上述研究和试验得出的数据进行评价，并根据资料证明已进行了充分的试验以确定影响产品导热性质和成品安全性的各种可能的因素。第16页，本讲稿共38页n杀菌过程有以下四个过程：1.排气2.升温3.恒温4.冷却第17页，本讲稿共38页n排气的目的确保罐头在“纯”（无空气）蒸汽中进杀菌。1.空气是一种比蒸汽传热性能低得多的介质。2.罐
9、头周围的空气如同绝缘体，隔绝蒸汽并阻碍热量传向罐头。3.含有水分的空气在高温下引起罐头生锈。第18页，本讲稿共38页n排气方法1.通过多个25.4mm排气口直接向大气排气：排气口阀门至少应畅开5分钟，并且至少达到107.2，或至少7分钟并且至少达到104.4。2.通过多个25.4mm排气口排气，经集气管向大气排气：集气管排气口的闸六至少应畅开6分钟，并且至少达到107.2，或至少8分钟并且至少达到104.4。第19页，本讲稿共38页n升温就是将杀菌锅温度提高到杀菌式规定的杀菌温度。n恒温阶段是保持杀菌锅温度稳定不变的的阶段，此时要注意的是杀菌锅升到杀菌温度，并不意味着罐内温度也达到了杀菌温度，
10、实际上仍处于加热升温的阶段，对流传热型食品的温度在此阶段内常能迅速上升，甚至于到达杀菌温度，而导热型食品升温极为缓慢，甚至于加热杀菌停止和开始冷却时尚未能升到杀菌温度。第20页，本讲稿共38页n降温阶段是停止蒸汽加热杀菌并用冷却介质冷却，同时也是杀菌锅放气降压阶段。就冷却速度来说，冷却越快越好，但要防止罐头爆裂或变形，若罐内温度下降缓慢，内压较高，外压突然降低常会出现爆罐现象，因此冷却时还需要加反压。但若反压过大或反压时间过长，则有可能会导致瘪罐。第21页，本讲稿共38页n微生物耐热性：微生物的死亡是以对数级下降的。1.D值：在某一温度下，减少活菌或芽孢数90%时所需的时间。同一温度下，D值越
11、大表明该菌芽孢耐热性越强。6D概念。2.Z值：加热致死时间（或D值）按1/10（或10）变化时，所相应的加热温度的变化。Z值越大，杀菌效果愈小。3.F值：表示在一定的温度下杀死一定浓度细菌（或芽孢）所需的时间(min).第22页，本讲稿共38页n实际杀菌过程中的F值：把实际杀菌条件下总的杀菌效果，换算成标准温度（121 或100 ）下杀灭一定量的腐败对象菌所需的时间。包括升温、恒温、冷却阶段F值的总和。以上求和可以用公式来计算。也可以用公式来计算不同杀菌温度下杀菌时间的互换。第23页，本讲稿共38页n对杀菌效果影响的因素有：罐型、装罐量（固形物、汤汁量）、粘稠度、顶隙度、食品的pH值、食品的水
12、分活度、真空度、杀菌前食品每克（或毫升）含微生物的平均数及波动值、杀菌前的罐头初温、杀菌升温时间、杀菌温度和时间、热分布等。第24页，本讲稿共38页n罐头的冷却时应注意的事项：1.反压问题2.冷却缓慢，在高温阶段（50-55）停留时间过长，还能促进嗜热性细菌如平酸菌繁殖，致使罐头变质。同时会加速罐内壁的腐蚀作用。3.罐头冷却时由于机械原因或因罐盖胶圈暂时软化造成暂时性或永久性隙缝，罐头冷却形成真空，罐内可能吸入少量的冷却水，冷却水不洁就会导致微生物污染。冷却水加氯残留含量控制在1-3ppm范围内。第25页，本讲稿共38页n锅体：使用1/4英寸或更厚的锅炉钢板，锅的门用铸铁或厚钢板制成。n水银温
13、度计、温度/时间记录器可安装在锅内或联接内部的外壁上，通过直径最少达19mm(3/4英寸)的孔洞相通，通道上必须有1.6mm(1/16英寸)孔径的泄气孔，以便使蒸汽能稳定的流经温度计的水银球或控头，在整个杀菌期间蒸气孔必须不断地喷出蒸汽，时间和温度装置的水银球必须靠近温度指示装置。第26页，本讲稿共38页n水银温度计：每一杀菌锅必须至少装置一个玻璃水银温度计，其分刻度便于读到0.5 或1F，而其每2厘米温度读数范围不得超过7.5。每年至少一次用精确度已知的标准温度计进行检定。温度计必须装置在能既正确而又容易视读之处，指示温度计的水银球必须装置在锅壳内或附设在杀菌锅侧的插座室内。杀菌温基准仪表必
14、须是水银温度计，而不是温度记录仪的记录图表。第27页，本讲稿共38页n温度记录装置：每一静止杀菌锅必须有一台准确的温度记录装置，其刻度在杀菌温度5 范围内每格刻度不超过1，每张记录图表纸在杀菌温度10 范围内每2厘米工作标度不超过24，杀菌期间，温度记录纸要尽可能调整至与精确度已知的水银温度计相一致，但决不能高于精确度已知的温度计。记录仪可与蒸汽控制器组合成一台记录控制仪。第28页，本讲稿共38页n压力表：每只高压杀菌锅应装有一只分该度小于0.14大气压的压力表。工作原理？n蒸汽控制器：每只高压杀菌锅内必须装置自动蒸汽控制器以保持锅温，与温度记录仪组合成一台记录控制仪。用空气操纵，并由装在杀菌
15、锅内位于水银温度计邻近的温度传感器驱动。分支管：如控制阀失灵，装有分支管的杀菌锅可用手动操作第29页，本讲稿共38页n进气口：装在每只静止杀菌锅上的进汽口必须足够大，为杀菌锅正常操作提供足量的蒸汽，或从杀菌锅的顶部或底部进入，但是任何情况下，必须在排气口对面的杀菌锅部位上进入。第30页，本讲稿共38页n蒸汽联管箱与蒸汽供给：蒸汽通入杀菌锅，必须通过一个足够大的联管箱，以便向所有使用中的高压锅通入足够的蒸汽，蒸汽供给不足要引起排气达不到要求或到达杀菌温度的时间延长，或者是当其它锅排气时，正进行杀菌锅的温度变得不稳定。第31页，本讲稿共38页n蒸汽散布管：卧式静止杀菌锅必须装有沿锅内全长延伸的蒸汽
16、散布管，沿杀菌锅底部蒸汽散布管上孔眼应设在沿该管顶部90处，也即顶部中心两侧45之内，小孔不要对着锅壁，长度超过9米的卧式静止杀菌锅就有两个进汽口和蒸汽散布管相连。孔数应多到孔眼的总截面积等于进汽管道上最小管口截面面积1.5至2倍程度。第32页，本讲稿共38页n泄气口：除温度计插座室所用者外，泄气口必须在3.2mm以上，而且在包括升温时间在整个杀菌过程中必须充分畅开，要卧式静止杀菌锅内锅上，汇气口要沿锅顶设于每端离容器最远的位置约0.3m以内，而后须沿锅顶每相隔2.4m添装一只。所有汇气口的装置必须能主操作人员观察到它们正常的工作状态。第33页，本讲稿共38页n排气口：排气口必须使用闸阀，有栓
17、旋塞或其它合适的阀门来控制，它们完全打开可使杀菌锅内的空气在排气时迅速地排除。排气口不得直接跟密闭的排水系统连接。当杀菌锅的集气管跟多根来自同一静止杀菌锅排气口的管道相连，要用闸阀，其大小要达到管道截面积大于所有连接的排气口的总截面积。来自多台静止式杀菌锅的排气口管道或集气管相连的排气总管要通向大气，其截面积至少等于来自所有杀菌锅同时排气的全部连接杀菌锅集气管的总截面面积的总和。若有消声器必须不妨碍空气排出。第34页，本讲稿共38页n罐头堆放的设备和位置：盛装罐头的篮筐、浅盘、吊篮等必须用条铁、冲孔金属板或其它适当材料制成。用冲孔金属板制成的篮筐底板上的孔径应相当于为20.54cm，而中心间距
18、则为5.08mm罐头各层间如使用隔板，它们应按上述规定冲孔。第35页，本讲稿共38页n空气阀：可避免罐头产生突角。使用空气加压冷却的杀菌锅必须装有合适的阀门以防止杀菌过程中有空气漏入锅内。n冷却水阀门：使用冷却水冷却的杀菌锅必须装有合适的阀门以防止杀菌过程中有冷水漏入锅内。n排水阀：必须使用不会阻塞不漏水的阀门，所有排水口处应装有筛滤网。第36页，本讲稿共38页n水位指示计：在整个升温和杀菌阶段（水杀）内，罐头顶层面上要有水覆盖住，并且在冷却阶段也应有水将罐头顶层盖住。n冷却水供应：由泵的吸口吸进，在冷却水管道上应装有止回阀。n锅内顶部空隙：在高压杀菌锅内部和水面间应保持有控制空气压力所必要的顶部空隙。第37页，本讲稿共38页n空气的供应的控制（水杀）：在适当的压力和速率下送入压缩空气，适当的压力可用自动压力控制器来控制。在空气供应管道上必须装有止回阀以防止水流入空气供应系统内。n水循环（水杀）：水必须通过吸水集合管从锅底吸出并经和锅顶同长的喷水管喷出，该喷水管的喷孔必须 分布均匀而所有喷也的总面积不得大于循环泵出口管道的截面积，吸水口应装有不会堵塞的筛滤网，以防止碎屑物进入循环系统内。第38页，本讲稿共38页