第一章熱加工原理

1、第二章熱加工原理熱加工用于食品包藏涉及原理： 1、提高溫度以加快食品原料中微生物數(shù)量減少的速度。 2、在達(dá)到預(yù)想的高溫時(shí)，熱量向食品中的傳遞。熱能向食品傳遞的方式與食品保藏方法密切相關(guān)。本章敘述內(nèi)容1、用于定量測(cè)定高溫影響微生物數(shù)量減少的典型參數(shù)。2、就食品微生物的病原菌而言，確保食品安全性的必要步驟。3、熱加工對(duì)食品品質(zhì)的影響。4、介紹定量測(cè)定熱加工對(duì)食品影響的計(jì)算程序。講述重點(diǎn)：1、描述高溫對(duì)微生物數(shù)量變化影響的典型參數(shù)。在高溫條件下,微生物數(shù)量隨時(shí)間變化的典型模型 在微生物與高溫初始接觸的短時(shí)間內(nèi),營養(yǎng)細(xì)胞數(shù)量之間的差異與細(xì)菌數(shù)量相比是明顯的。 營養(yǎng)細(xì)胞數(shù)量急劇下降，而細(xì)菌芽孢數(shù)量的減少

2、會(huì)有一定時(shí)間的滯后期。 存活曲線存活曲線1、適用環(huán)境（處在較長恒溫環(huán)境中）。2、使用意義（D值來定量來測(cè)定高溫對(duì)微生物數(shù)量的影響）。3、一定溫度下，D值越大，微生物菌群的耐熱性越高。某種已知菌群的耐熱曲線某種已知菌群的耐熱曲線D值隨著溫度增加而線性下降，說明微生物菌群的耐熱性下降實(shí)例實(shí)例由圖可以看出，油制后嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢殘留數(shù)與油制初溫呈負(fù)相關(guān)，隨著油制初溫的上升，肉絲中殘留的芽孢就越少。油制初溫至160，油制后肉絲中殘留的芽孢僅為5cfu/g。因此，確定油制初溫為160。因此可將油制終溫作為工業(yè)化生產(chǎn)過程中的輔助控制指標(biāo)。第二個(gè)定量參數(shù)1、Z值定義：引起指數(shù)遞減時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)對(duì) 數(shù)循環(huán)減

3、少所需要增加的溫度。2、意義：通常用于定量測(cè)定某種已知微生物菌 群所需的熱加工。3、Z值大，增加一定的溫度引起指數(shù)遞減時(shí)間 的變化少。例如：Z2Z1可以推斷出第三個(gè)定量參數(shù)（F值）定義：在一定溫度下微生物數(shù)量獲得指定減少所需的時(shí)間。（可以建立食品安全性所要求的微生物致病菌數(shù)量的減少）注意：任何給定F值將適用于單個(gè)高溫F值可以表示為D值的倍數(shù)。在一定溫度下，F(xiàn)值越大，微生物菌群對(duì)特定高溫的耐熱性越大。熱致死時(shí)間與溫度的關(guān)系計(jì)算：反應(yīng)速率常數(shù)（k）與指數(shù)遞減時(shí)間（D）之間的關(guān)系由（2.1）給出Q10和Z值之間存在關(guān)系見(2.2)根據(jù)阿侖尼烏斯作圖:即以反應(yīng)速率常數(shù)(k)的自然對(duì)數(shù)對(duì)絕對(duì)溫度的倒數(shù)作

4、圖,可以得到活化能常數(shù)(E)。Singh Heldman (1993)TA表示用于定義關(guān)系中Z值時(shí)兩個(gè)熱力學(xué)溫度之間的中間溫度。產(chǎn)品貨架期和安全性的確定微生物組成耐熱性/min低酸和中酸食品（pH4.5）D121 嗜酸菌平蓋酸敗類(嗜熱脂肪芽孢桿菌)4.05.0產(chǎn)氣腐敗類(嗜熱解糖芽孢桿菌)3.04.0致硫臭類(致黑芽孢梭菌)2.03.0 嗜溫菌 厭氧腐敗肉毒梭菌(A型和B型)0.100.20產(chǎn)芽孢類(包括P.A.3679)0.101.5酸性食品(pH4.04.5) 嗜熱菌凝結(jié)芽孢桿菌(兼性嗜溫菌)0.010.07 嗜溫菌多黏芽孢桿菌和軟化芽孢桿菌D1000.010.50厭氧丁酸菌(巴氏固氮梭

5、狀芽孢桿菌)0.010.50高酸食品(pH4.50.10.28.29.1104132嗜熱脂肪芽孢桿菌-4.54.05.07.012.0110130抗壞血酸罐頭豌豆-92117.8110132硫胺素牛肉醬-25425.4121138硫胺素豌豆泥-24725.2121138葉酸蘋果汁3.449235.2100140葉綠素?zé)釥C豌豆-13.443.5115138葉綠素a菠菜中性13.025.6116126非酶褐變蘋果汁中性38435.340130維生素B6花菜-41150.7105138維生素A牛肝醬-43.526.0102127花青素康科特葡萄3.412353.476121質(zhì)量屬性比微生物的耐熱性更

6、大。反應(yīng)E/（KJ/mol）Z/酶促反應(yīng)033.5葉綠素?fù)p失2111326142抗壞血酸2116711.8142非酶褐變37.7167脂肪氧化41.9芽孢致死2513358.711.8營養(yǎng)細(xì)胞致死2096284.714.2蛋白質(zhì)變性3355025.98.9采用更高的溫度和更短的時(shí)間加工有利于保持品質(zhì),從而達(dá)到理想的熱加工水平見P17 圖2.7所認(rèn)識(shí)到的第一因素是:在保持相同水平的微生物菌數(shù)減少時(shí),通過提高溫度和減少時(shí)間可以提高質(zhì)量保留率.2.4 計(jì)算方法定義和描述值所指定的熱加工是在理想狀態(tài)下：理想狀態(tài)下，食品的溫度能夠瞬時(shí)增加到某種理想程度，持續(xù)預(yù)定的時(shí)間后并立即下降。但在任何物理狀態(tài)下，溫

7、度增加和溫度減少不是瞬時(shí)的，所產(chǎn)生的熱加工與指定溫度下持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的情況是不同的。所講的這些情況都需要一個(gè)表達(dá)時(shí)間/溫度關(guān)系，并能與時(shí)間/溫度期望值相比的分析方法。最早計(jì)算的基本推算方法能追溯到Bigelow等人（1920）的經(jīng)典論文TR參考溫度Z耐熱常數(shù)T在熱加工過程中任何時(shí)間時(shí)的溫度R在這種情況下，假設(shè)產(chǎn)品溫度在零時(shí)間內(nèi)即可增加到參考溫度TR，同時(shí)在30min后瞬時(shí)冷卻?；就扑惴椒ǖ慕Y(jié)果和從致死率曲線估算致死率，需要仔細(xì)考慮，完整分析必須說明致死率是參考溫度下的30min。應(yīng)用舉例：（在熱加工過程中，在罐頭食品的中心位置測(cè)量一系列時(shí)間/溫度曲線） 罐頭食品的時(shí)間罐頭食品的時(shí)間/溫度過

8、程與致死率溫度過程與致死率時(shí)間/min溫度/致死率0006105.00.03210109.20.08315111.90.15519113.00.20025113.10.20429112.00.15835107.40.055以加熱介質(zhì)溫度120作為參考溫度,計(jì)算出每一溫度值下的致死率面積為2.5min時(shí)的致死率00整個(gè)熱加工過程相當(dāng)與在加熱介質(zhì)溫度120時(shí)2.5min的致死率上述的基本推算方法是一個(gè)以等效時(shí)間/溫度關(guān)系來評(píng)估熱加工效果的很好方法。但從上例來看,該方法不容易適合專門測(cè)定那種獲得以安全性或貨架期來表示的理想結(jié)果的加工過程.,正因?yàn)槿绱?許多研究人員已經(jīng)致力與開發(fā)了數(shù)學(xué)方法.加工計(jì)算的數(shù)學(xué)方法解釋了食品的加熱和冷卻特性,并以數(shù)學(xué)分析法應(yīng)用的參數(shù)來表示這些特性.該強(qiáng)調(diào)的是數(shù)學(xué)方法同樣是基于基本計(jì)算方法中介紹的致死率和致死性的關(guān)系。Sw