UHT基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件

1、UHT基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第1頁(yè)，共29頁(yè)。生物實(shí)驗(yàn) 19世紀(jì)末，為了測(cè)試動(dòng)物的反映能力，美國(guó)康奈爾大學(xué)的生物學(xué)教授做了一個(gè)煮青蛙的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不僅在生物學(xué)界引起很大的反響，甚至連當(dāng)時(shí)的整個(gè)美國(guó)社會(huì)都為之一震。生物學(xué)家把一鍋冷水架在酒精爐上燒開(kāi)，然后把一只青蛙冷不丁地扔進(jìn)去。這只青蛙突然受到熱水的刺激，在千鈞一發(fā)的生死關(guān)頭用盡全身的力氣猛地一躍從鍋里跳了出來(lái)，安然逃生。生物學(xué)家又把這青蛙放進(jìn)一個(gè)同樣的鍋里，只是這次鍋里裝滿了冷水。然后，開(kāi)始慢慢加熱。冷水在一點(diǎn)一點(diǎn)地升溫，而青蛙卻不知道自己即將大禍臨頭，相反，水溫讓它覺(jué)得很舒服，它不但不想逃走，還在溫水里愜意地游來(lái)游去。隨著溫度逐漸升高，青蛙漸

2、漸有些不適應(yīng)了，但還是沒(méi)有想到要逃離這個(gè)危險(xiǎn)的地方。等它終于失去了力氣，它只能癱軟地漂浮在水面上，最后葬身于沸水鍋中。為什么會(huì)這樣呢？第2頁(yè)，共29頁(yè)。因?yàn)槲⑿〉淖兓粫?huì)引起青蛙的反應(yīng)，青蛙的感覺(jué)器官在緩慢升溫的過(guò)程中會(huì)慢慢被鈍化，直至被煮熟。第3頁(yè)，共29頁(yè)。前 言根據(jù)微生物對(duì)酸堿性的敏感性可把食品分為四類：低酸食品：PH值5.3中酸食品：PH值4.55.3酸性食品：PH值3.74.5高酸性食品：PH值3.7一般是將PH值4.6作為酸性食品和低酸食品的分界線。PH低于4.6,內(nèi)毒桿菌等病原菌及大部分腐敗菌產(chǎn)芽孢細(xì)菌的芽孢一般不能發(fā)芽繁殖，因此，酸性食品在實(shí)際生產(chǎn)中可采取常壓殺菌。低酸食品采取

3、高溫殺菌。第4頁(yè)，共29頁(yè)。常見(jiàn)的UHT 產(chǎn)品 新鮮及再制液體奶 濃縮乳 稀奶油 風(fēng)味乳飲料 發(fā)酵乳制品(酸奶，酪乳等） 乳清飲料 冰淇淋混合料 甜食（蛋奶沙司和布丁） 蛋白飲料 豆乳飲料 嬰兒食品 果蔬汁 飲料，如茶、咖啡 以植物油脂為基料料的頂端料（加蛋糕）和奶油 湯類 沙司 果菜泥類 佐料類 營(yíng)養(yǎng)液類第5頁(yè)，共29頁(yè)。超高溫滅菌法（UHT）是英國(guó)于1956年首創(chuàng)，在19571965年間，通過(guò)大量的基礎(chǔ)理論研究和細(xì)菌學(xué)研究后，才用于生產(chǎn)超高溫滅菌乳，關(guān)于超高溫滅菌乳在滅菌過(guò)程中對(duì)于微生物學(xué)和物理化學(xué)方面的變化及基本加工原理等，1965年英國(guó)的Burton提出了詳細(xì)的研究報(bào)告，其基本點(diǎn)是細(xì)菌

4、的熱致死率隨著溫度的升高大大超過(guò)此間牛乳化學(xué)變化的速率，例如維生素的破壞，蛋白質(zhì)變性及褐變速率等。研究認(rèn)為在溫度有效范圍內(nèi)，熱處理溫度每升高10，乳中所含幼稚菌孢子的破壞速率提高1130倍 第6頁(yè)，共29頁(yè)。UHT（Ultra High Temperature）超高溫瞬時(shí)殺菌超高溫瞬時(shí)殺菌就是利用高溫、短時(shí)間的熱處理不影響產(chǎn)品風(fēng)味、口味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法UHT產(chǎn)品是指物料在連續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)下通過(guò)熱交換器加熱至135150，在這一溫度下保持一定的時(shí)間以達(dá)到商業(yè)無(wú)菌水平，然后在無(wú)菌狀態(tài)下灌裝于無(wú)菌包裝容器中的產(chǎn)品。UHT產(chǎn)品能在非冷藏條件下分銷，可保持相當(dāng)時(shí)間而產(chǎn)品不變質(zhì)?，F(xiàn)在，UHT產(chǎn)品已從最初的牛

5、奶拓展到了其它不同品種的飲料，如各類果汁、茶飲料等第7頁(yè)，共29頁(yè)。商業(yè)無(wú)菌產(chǎn)品處于無(wú)致病微生物；無(wú)微生物毒素；以及在正常的倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸條件下，微生物不發(fā)生增殖的狀態(tài)。 第8頁(yè)，共29頁(yè)。UHT設(shè)備CIP清洗CIP（原位清洗）的定義是指設(shè)備(罐體、管道、泵等)及整個(gè)生產(chǎn)線在無(wú)須人工拆開(kāi)或打開(kāi)的前提下，在閉合的回路中進(jìn)行清洗；清洗過(guò)程是在達(dá)到一定的湍動(dòng)性和流速的條件下，通過(guò)清洗液對(duì)設(shè)備表面噴淋或在管路中循環(huán)。清洗過(guò)程中的作用機(jī)理清洗作用主要包括溶解作用、熱的作用、機(jī)械作用、界面活性作用、化學(xué)作用水、酸、堿清洗劑的主要作用水的作用：水是極性化合物，對(duì)碳水化合物、蛋白質(zhì)及一些鹽類物質(zhì)有較強(qiáng)的溶解作用。

6、 NaOH（苛性鈉）類堿性清洗劑：分解蛋白、脂肪類結(jié)垢。在高溫時(shí)可將脂肪皂化(將脂肪轉(zhuǎn)化為能溶于水的形式)。HNO3（硝酸）類酸性清洗劑：具有較強(qiáng)的滲透能力，溶解無(wú)機(jī)鹽類 的結(jié)垢，使沉積物不殘留在清洗過(guò)的表面上。 第9頁(yè)，共29頁(yè)。UHT控制流程圖(一期)第10頁(yè)，共29頁(yè)。影響清洗效果的六大因素清洗劑種類清洗液濃度清洗溫度清洗時(shí)間清洗流量還有一個(gè)是什么？第11頁(yè)，共29頁(yè)。UHT設(shè)備殺菌 指UHT設(shè)備在生產(chǎn)前，為保證設(shè)備本身的物料管路在生產(chǎn)過(guò)程中處于無(wú)菌狀態(tài)而采取的用120以上的熱水對(duì)物料管路進(jìn)行30分鐘時(shí)間的滅菌過(guò)程。在生產(chǎn)過(guò)程中，清洗和殺菌不可替代，殺菌是在物理清潔和化學(xué)清潔的基礎(chǔ)上的微

7、生物清潔。第12頁(yè)，共29頁(yè)。UHT管路圖請(qǐng)生產(chǎn)、品檢部各一位同事介紹UHT的管路走向及控制點(diǎn)。另請(qǐng)CIP崗位同事說(shuō)說(shuō)巴氏設(shè)備與UHT設(shè)備各有什么理解。第13頁(yè)，共29頁(yè)。題目UHT30秒保溫管,管道直徑25mm,保持溫度137，殺菌時(shí)流量為1000L/H,則王老吉濃縮汁的殺菌強(qiáng)度是多少？當(dāng)管內(nèi)結(jié)垢1mm,流量為800L/H時(shí),殺菌強(qiáng)度是多少？是否能滿足殺菌要求？（殺菌溫度不變）第14頁(yè)，共29頁(yè)。超高溫滅菌的基本原理UHT滅菌的理論基礎(chǔ)涉及兩個(gè)方面。一是微生物熱致死的基本原理； 二是如何最大限度保持食品的原有風(fēng) 味及品質(zhì)。第15頁(yè)，共29頁(yè)。UHT滅菌的微生物致死理論依據(jù)按照微生物的一般熱致

8、死原理，當(dāng)微生物在高于其耐受溫度的熱環(huán)境中時(shí)，必然受到致命的傷害。加熱促使微生物死亡的原因是由于高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)的不可逆變化，隨后一些球蛋白變得不溶解，酶失去活力，從而造成新陳代謝能力的喪失，因此，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固變性的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性，而且這與殺菌條件的選擇密切相關(guān)。大量實(shí)驗(yàn)證明，微生物的熱致死率是加熱溫度和受熱時(shí)間的函數(shù)。第16頁(yè)，共29頁(yè)。（）微生物的耐熱性腐敗菌是食品殺菌的對(duì)象，其耐熱性與食品的殺菌條件有直接關(guān)系。影響微生物耐熱性的因素有如下幾方面：（1）菌種和菌株（2）熱處理前菌齡、培育條件、貯存環(huán)境（3）熱處理時(shí)介質(zhì)或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌數(shù)（5）熱處

9、理溫度和時(shí)間，作為熱殺菌，這是主導(dǎo)的操作因素。第17頁(yè)，共29頁(yè)。（二）微生物的致死速率與D值在一定的環(huán)境條件和一定溫度下，微生物隨時(shí)間而死亡時(shí)的活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)周期下降的。D值：將一定的細(xì)胞集團(tuán)在一定的致死溫度條件下，殺死90%微生物所需的加熱時(shí)間。 D值反映了細(xì)菌死亡的快慢。D值愈大，細(xì)菌死亡速度愈慢，即細(xì)菌的耐熱性愈強(qiáng)，反之則死亡速度愈快，耐熱性愈弱。必須指出，D值不受原始菌數(shù)的影響，換言之，原始菌數(shù)不影響其個(gè)別細(xì)菌按指數(shù)死亡的規(guī)律。因此，如果將不同原始菌數(shù)的曲線畫(huà)在同一的圖上，便得到一組平行的直線族。 另外，D值要隨其他各種影響微生物耐熱性的因素而異，只能在這些因素固定不

10、變的條件下才能穩(wěn)定不變。第18頁(yè)，共29頁(yè)。D65=1min的含義是殺菌溫度65時(shí)，殺菌延長(zhǎng)1min時(shí)，微生物數(shù)量減少90%1D減少90%2D減少99%3D減少99.9%4D減少99.99%第19頁(yè)，共29頁(yè)。滅菌原理Z值一定反應(yīng)效果下，使反應(yīng)時(shí)間減少至原來(lái)的1/10時(shí)所需增加的溫度。例如：如果某種微生物Z值是10，并且D65=50秒那么D75=5秒 D85=0.5秒 D95=0.05秒第20頁(yè)，共29頁(yè)。滅菌原理F值就是在一定的加熱致死溫度(一般1211)下，殺死一定濃度的微生物所需要的加熱時(shí)間(min)。（殺菌強(qiáng)度）F=t10T：滅菌溫度 t：滅菌溫度下的滅菌時(shí)間（min）Z：根據(jù)芽孢種類

11、不同其范圍為10.010.8 ，可取10 （解答題目）第21頁(yè)，共29頁(yè)。UHT殺菌的品質(zhì)保證大量實(shí)驗(yàn)表明，采用UHT瞬時(shí)殺菌技術(shù)也可最大程度地保持食品的風(fēng)味及品質(zhì)。這主要是因?yàn)槲⑸飳?duì)高溫的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于食品成分的物理化學(xué)變化對(duì)高溫的敏感程度。例如，在乳品工業(yè)生產(chǎn)滅菌乳的過(guò)程中，如果牛乳在高溫下保持較長(zhǎng)時(shí)間，則可能產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)。例如蛋白質(zhì)和乳糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，使乳的顏色變褐；蛋白質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生不良?xì)馕?；糖類焦糖化產(chǎn)生異味等。此外還可能發(fā)生某些蛋白質(zhì)變性而產(chǎn)生沉淀。這些都是生產(chǎn)滅菌乳所不允許的，應(yīng)力求避免。 第22頁(yè)，共29頁(yè)。超高溫滅菌時(shí)間和溫度意義從殺死微生物的觀點(diǎn)來(lái)看，熱處理

12、強(qiáng)度是越強(qiáng)越好，時(shí)間是越長(zhǎng)越好。但是，強(qiáng)烈的熱處理對(duì)食品的外觀、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)產(chǎn)生不良后果。如牛乳中蛋白質(zhì)在高溫下變性；強(qiáng)烈的加熱使牛乳風(fēng)味改變，首先是出現(xiàn)“蒸煮味”，然后是焦味。因此，時(shí)間和溫度組合的選擇必須考慮到微生物和產(chǎn)品質(zhì)量?jī)煞矫?，以達(dá)到最佳效果。食品加工中滅菌的目的并不是使每單個(gè)包裝的產(chǎn)品都不含殘留的微生物，因?yàn)椴捎眉訜岱椒▉?lái)致死微生物，要達(dá)到絕對(duì)無(wú)菌的理想狀態(tài)是不可能的。實(shí)際上，滅菌加工只要保證產(chǎn)品在消費(fèi)者食用前不變質(zhì)就行。一個(gè)基本的要求就是致病菌的存活和生長(zhǎng)的可能性必須小到可以忽略的程度。肉毒梭狀芽孢桿菌通常被認(rèn)為是對(duì)公共健康危害最大的微生物，大多數(shù)保持滅菌就是基于它的致死率而

13、設(shè)計(jì)的。第23頁(yè)，共29頁(yè)。UHT生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題（1）瞬間斷電（轉(zhuǎn)電）由于刮風(fēng)、雷電、線路等原因造成的UHT瞬間斷電會(huì)造成UHT的重啟。由于斷電造成UHT無(wú)菌系統(tǒng)破壞而降程序，立即恢復(fù)的供電不可能使UHT重新進(jìn)人生產(chǎn)狀態(tài)。因此，UHT應(yīng)有足夠的盡量避免電壓波動(dòng)及合理安排生產(chǎn)進(jìn)度，保證滅菌系統(tǒng)各設(shè)備的止常運(yùn)行。第24頁(yè)，共29頁(yè)。(2) 蒸汽壓力波動(dòng)蒸汽壓力波動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致加熱溫度的波動(dòng)。因此，在蒸汽供應(yīng)比較緊張的工廠，正常生產(chǎn)時(shí)若遇到其他地方突然大量用汽，而鍋爐蒸汽輸出壓力又正好處于下限，UHT會(huì)因供汽不足而使滅菌溫度下降。當(dāng)滅菌溫度超出其波動(dòng)范圍時(shí)UHT就會(huì)因無(wú)菌系統(tǒng)破壞。第25頁(yè)，共29

14、頁(yè)。(3)UHT溫度升高過(guò)快A、成份的原因。如成份中有膠類物質(zhì)，其在經(jīng)受140 左右的加熱時(shí)，會(huì)在熱交換表面殘留。粘連物質(zhì)又會(huì)加速后續(xù)進(jìn)一步粘連的速度。如此惡性循環(huán)，使UHT傳熱效率越來(lái)越低。加熱介質(zhì)與物料的溫差越來(lái)越大。溫差過(guò)大，除了浪費(fèi)能源以外，滅菌效果也難以保證。正常生產(chǎn)更無(wú)從談起。第26頁(yè)，共29頁(yè)。B、連續(xù)工作時(shí)間太長(zhǎng)正常生產(chǎn)，由于蛋白質(zhì)加熱穩(wěn)定性下降。即使配方中沒(méi)有任何添加物，也會(huì)有少量結(jié)焦形成。如果工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，結(jié)焦自然會(huì)增厚。一般在138140的滅菌溫度、連續(xù)6一8h工作后，及時(shí)進(jìn)行CIP是十分必要的隨時(shí)保持良好的工作條件是保證產(chǎn)品質(zhì)量所必須的。第27頁(yè)，共29頁(yè)。C、物料中泡沫太多由于各種原因使物料中泡沫太多，在進(jìn)入U(xiǎn)HT前，如泡沫沒(méi)有全部逃逸，泡沫就會(huì)使物料與UHT滅菌段換熱表面以薄層接觸，物料因汽