微生物灭菌问题课件.ppt

1、p1灭菌原理与技术简介灭菌原理与技术简介p2培养基制备与灭菌培养基制备与灭菌p3空气灭菌流程与设备空气灭菌流程与设备p4反应器相关灭菌技术反应器相关灭菌技术第一节第一节 灭菌原理与技术简介灭菌原理与技术简介消毒(disinfection)：杀死或消除物体上的病原微生物的方法灭菌（sterilition）：杀死物体上全部微生物的方法防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生长的方法基本概念基本概念化疗(chemotherapy)：利用对病源菌具有高度毒力而对宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病源微生物的生长繁殖 生化反应过程多为纯培养过程，必需对生产的过程进行灭菌处理，其实质是对

2、有害微生物的控制和消除。控制微生物的物理因素控制微生物的物理因素高温灭菌辐射作用高渗作用干燥超声波控制微生物的化学因素控制微生物的化学因素表面消毒剂化学治疗剂高温灭菌高温灭菌p多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 10 min可以致死。一般噬菌体6580 致死；放线菌、霉菌的孢子比营养细胞抗热性强，7680 10min可以杀死；细菌芽孢，在100 下20min才能致死；同种微生物老龄菌比幼菌耐热。p灭菌方法：湿热灭菌（mosist heat sterilization）干热灭菌（dry heat sterilization）p该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的情况下容易凝固

3、，如含水50，蛋白质凝固温度为56；含水蛋白质凝固温度为160-170湿热灭菌湿热灭菌(mosist heat sterilization)煮沸灭菌法（煮沸消毒法）煮沸灭菌法（煮沸消毒法）高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌是湿热灭中最好方法，通常在1.05kg/cm2,的压力下面（此时温度121）处理1530min。实验室中是培养基灭菌的最常用方法。工业中利用饱和蒸汽进行培养基和设备、管道等的灭菌。就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能，蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微

4、生物因代谢障而死亡。低温维持法高温瞬时灭菌巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。具体做法是61.762.8处理30min或71.6度处理15min，这样即可杀死病原微生物。又不致损坏营养，可保留食品饮料原有用味。根据结核杆菌在62下15min被致死。紫外线紫外线杀菌机制：诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核酸的复制常用于实验室环境的灭菌，以物品表面的灭菌各种微生物对紫外线抗性不同干细胞强于湿细胞；干细胞强于湿细胞；芽孢，孢子强于营养细胞；芽孢，孢子强于营养细胞；多倍体二倍体单倍体多倍体二倍体单倍体有机化合物有机化合物甲醛：纯甲醛为气体，374

5、0水液为福尔马林。醇是脱水剂蛋白质变性剂,70乙醇杀菌效果最好。酚：35的石碳酸溶液几分钟即可致死细菌甲酚杀菌力最强，煤酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥皂的混合液。K2MnO4使菌体蛋白质氧化，使酶失活。013浓度可用于皮肤，果品、餐具、消毒。H2O2清洗伤口。第二节第二节 培养基的制备与灭菌培养基的制备与灭菌培养基的配置培养基的配置培养基的灭菌培养基的灭菌（一）培养基的配置（一）培养基的配置 一、碳源一、碳源1、作用提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分。提供合成目的产物所必须的碳成分2、来源糖类、油脂、有机酸、正烷烃二、氮源二、氮源 氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白

6、质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如：(NH4)2SO4 2NH3+2H2SO4 NaNO3+4H2 NH3+2H2O+NaOH 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。所以选择合适的无机氮源有两层意

7、义：所以选择合适的无机氮源有两层意义：q 满足菌体生长满足菌体生长q 稳定和调节发酵过程中的稳定和调节发酵过程中的pH2、有机氮源来源：工业上常用有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、酒糟等。成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。例 玉米浆：可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 较多的乳酸 硫、磷、微量元素等氮源使用的一些相关问题：q 有机氮源和无机氮源应当混合使用早期：容易利用易同化的氮源无机氮源中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质q 有些产物会受氮源的诱导和阻遏例：蛋白酶的生产q

8、 有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力q 开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣 的课题三、无机盐的微量元素三、无机盐的微量元素1、作用：各种不一样2、来源：C、N源，以盐的形式补充3、用量：根据具体的产品，以实验决定例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20g/ml 发酵罐必须进行表面处理B、使用时注意盐的形式（pH的变化）例：黑曲酶NRRL-330,生产-淀粉酶，PH对酶活的影响 pH 酶活不加 4.25 120分钟加 K2HPO4 5.45 30分钟加 KH2PO4 4.62 75分钟使用注意点使用注意点A.对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和 微量元素在发酵过程

9、中必须加以考虑四、生长因子、前体和产物促进剂四、生长因子、前体和产物促进剂 从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。1、生长因子 如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到重要的作用。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。2、前体、前体青霉素：分子量356苯

10、乙酸:分子量136用法：前体使用时普遍采用流加的方法 前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07%前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化，流加也有利于提高前提的转化率3、产物促进剂、产物促进剂 所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方面的。有些促进剂本身是酶的诱导物；有些促进剂是表面活性剂，可改善细胞的透性，改善 细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产，也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用；有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。五、水五、水

11、对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。对于酿造行业，水的重要性不言而喻对于常规发酵，可靠、持久，能提供大量成分一致清洁的水。第二节第二节 培养基的灭菌培养基的灭菌主要采用高温湿热灭菌的方法。主要采用高温湿热灭菌的方法。如何确定灭菌条件？如何确定灭菌条件？它的理论基础是什么？它的理论基础是什么？1.1.微生物的受热死亡动力学微生物的受热死亡动力学(对数残存律）对数残存律）培养基灭菌的依据：杀死细菌的芽孢。培养基灭菌的依据：杀死细菌的芽孢。kNdtdN式中

12、：N是活菌体浓度，个数/ml或g/ml;k比死亡速率常数，min-1;t时间，min。NNkt0log1303.2k值越小，表面微生物越不易热死，反之越易热死。值越小，表面微生物越不易热死，反之越易热死。p温度对死亡速率的影响温度对死亡速率的影响死亡速率常数k与温度的关系，可用阿累尼乌斯公式表达：)/exp(RTEAk式中：A常数，min1l;E死亡活化能，J/mol;R气体常数，8.314J/mol K;T绝对温度，K。上式微分可得：)1(lnTdREkd在同样的温度变化下，死亡活化能越大的物质，在同样的温度变化下，死亡活化能越大的物质，它的死亡速率变化也越大。（对温度变化敏感）它的死亡速率

13、变化也越大。（对温度变化敏感）p微生物受热死亡的活化能，一般要比营养成分热分解的活化能大得多。所以，当温度升高时，微生物死亡速率的增加，要比营养成分破坏速率的增加大得多。p在较高温度下可以通过缩短灭菌时间而减少营养成分的损失，这是高温瞬时灭菌法的理论基础。间歇灭菌2.2.培养基间歇灭菌培养基间歇灭菌又称分批灭菌，是将配制好的培养基和所有设备一起进行灭菌的操作，也称实罐灭菌。特点是不需其他的附属设备，操作简便，国内外常用。缺点是加热和冷却时间较长，营养成分有损失，罐利用低。为中小型生产企业采用。分批灭菌过程 升温、保温和降温，灭菌主要是在保温过程中实现的，在升温的后期和冷却的初期，培养基的温度很

14、高，因而对灭菌也有一定贡献。T 灭菌温度tot1t2t3timeN1 N2 N升温保温降温N0 Ln(N0/N1)Ln(N2/N)Ln(N1/N2)要求绝对的无菌在工业上很难做到，因为由对数残存律可知：NNkt0log1303.2N=0，t=。因此，绝对的无菌很难做到。设计中常采用N0.001（1000次灭菌中有一次失败）间歇灭菌的升温阶段和降温阶段对灭菌的贡献相对较小，而对培养基中维生素类物质的破坏作用则可能很严重。应尽量缩短提温和降温阶段。生产中一般采取生产中一般采取121维持维持30min的方法。的方法。3.3.培养基连续灭菌培养基连续灭菌连续灭菌时，培养基能在短时间内加热到保温温度并能

15、很快被冷却，因此，与分批灭菌相比，可在更高的温度下灭菌，而保温时间则很短，有利于减少营养物质的破坏。其它常用的除菌方法p膜过滤除菌膜过滤除菌 是通过机械作用滤去液体或气体中细菌的方法。根据不同的需要选用不同的滤器和滤板材料。微孔滤膜过滤器是由上下二个分别具有出口和入口连接装置的塑料盖盒组成，出口处可连接针头，人口处可连接针筒，使用时将滤膜装入两塑料盖盒之间，旋紧盖盒，当溶液从针筒注入滤器时，此滤器将各种微生物阻留在微孔滤膜上面，从而达到除菌的目的。根据待除菌溶液量的多少，可选用不同大小的滤器。此法除菌的最大优点是可以不破坏溶液中各种物质的化学成分，但由于滤量有限，所以一般只适用于实验室中小量溶

16、液的过滤除菌。第三节第三节 空气的灭菌空气的灭菌 需氧微生物在发酵过程中需要耗用氧气，氧气通常由空气提供。因此，在纯培养过程中，空气的除菌是需氧发酵的重要环节。1.1.空气除菌的方法空气除菌的方法p热杀菌法 理论上讲，空气灭菌可以采用加热的方法。但空气用量很大，且空气的传热效果较差。所以，用蒸汽加热灭菌是不合理的。p过滤除菌法 是让含菌空气通过过滤介质，以阻截所含的微生物，而获得无菌空气。该方法是工业中常用的方法。过滤除菌可分为绝对过滤和深层过滤。p其它方法 辐射法、化学法、静电除菌法。一般只限于实验室使用。2.2.空气过滤除菌的原理空气过滤除菌的原理p深层过滤所用的介质间歇一般大于固体颗粒。

17、那么，空气中的菌体如何被除去呢？是依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维网格的层层阻碍，迫使气流不断改变气速大小和方向，使菌体与滤层纤维间发生惯性撞击、拦截滞留、布朗扩散、重力沉降和静电吸附等作用，来达到过滤除菌的目的。3.3.空气过滤的对数穿透定律空气过滤的对数穿透定律p空气过滤时，微粒在滤层内的减少速率，正比于微粒的浓度，即：KNdldN式中：dN/dl通过单位滤层厚度时，菌体数的减少；k阻塞因数（1/cm或1/m）。KLNN0ln4.4.常用的过滤介质常用的过滤介质p棉花 p玻璃纤维 p活性碳p超细玻璃纤维纸p烧结材料过滤介质 p新型过滤介质 如超滤膜5.5.空气过滤流程空气过滤流程a.高空采

18、风、两次冷却、两次分油水、适当加热流程 p特点特点 ：两次冷却、两次分油水、适当加热。空气第一次冷却到3035，第二级冷却至2025，经分水后加热到3035，因为温度升高，相对湿度下降。b.冷热空气直接混合式空气除菌流程冷热空气直接混合式空气除菌流程特点：省去一级冷却和分离设备及空气再加热设备，简化了流程，使冷却水用量也降低了。压缩空气从贮罐出来分两路，一部分进冷却器，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合，使混合后的空气温度为3035，相对湿度为5060%。第四节第四节 工业相关灭菌技术工业相关灭菌技术 反应器的灭菌操作是生化反应过程重要的技术环节。灭菌不彻底会造成染菌，

19、给生产带来严重危害，防止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内容。尤其是无菌程度要求高的液体深层发酵，污染防止工作的重要性更为突出。所谓“杂菌”，是指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物。几乎所有的发酵工业，都有可能遭受杂菌的污染。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者可能导致倒罐，甚至停产。p发酵反应器的灭菌发酵反应器的灭菌p染菌的防治染菌的防治染菌原因染菌原因百分率，百分率，%外界带入杂菌（取样、补料带入）外界带入杂菌（取样、补料带入）8.20设备穿孔设备穿孔7.60空气系统带菌空气系统带菌26.00停电罐压跌零停电罐压跌零1.60接种接种11.00蒸汽压力不够或蒸汽量不足蒸汽压力不够

20、或蒸汽量不足0.60管理问题管理问题7.09操作违反规程操作违反规程1.60种子带菌种子带菌0.60原因不明原因不明35.00从染菌的规模来分析染菌原因从染菌的规模来分析染菌原因 p大批发酵罐染菌：空气系统p部分发酵罐(或罐组)染菌：前期可能是种子带杂菌，或灭菌不彻底，中后期则可能是中间补料系统或油管路系统发生问题所造成的p个别发酵罐连续染菌：设备问题(如阀门的渗漏或罐体腐蚀磨损)，设备的腐蚀磨损所引起的染菌会出现每批发酵的染菌时间向前推移的现象p个别发酵罐偶然染菌：原因比较复杂，因为各种染菌途径都可能引起。从染菌的时间来分析从染菌的时间来分析p发酵早期染菌：种子带菌、培养基和设备灭菌不彻底、

21、设备或管道有死角p中、后期染菌：中间补料、设备渗漏、操作不合理从染菌的类型来分析从染菌的类型来分析p耐热性芽抱杆菌：死角或灭菌不彻底p球菌、酵母：可能是从蒸汽的冷凝水或空气中带来的p浅绿色菌落(革兰氏阴性杆菌)：发酵罐的冷却管或夹套渗漏p霉菌：灭菌不彻底或无菌操作不严格p种子带菌的防止 a.种子带杂菌是发酵前期染菌的原因之一。在每次接种后应留取少量的种子悬浮液进行平板、肉汤培养，借以说明是否是种子中带杂菌。种子培养的设备和装置有无菌室、灭菌锅和摇瓶机等。b.把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放置30分钟，根据一般工厂的经验，长出的菌落在3个以下为好。c.保证摇瓶间的清洁卫生;摇瓶内液体装料不宜

22、过多;瓶口包扎的纱布一般为八层以上。p设备和管件的渗漏 一般是指设备和管件由于腐蚀、内应力或其他原因形成微小漏孔所发生的渗漏现象。这些漏孔很小，特别是不锈钢材料形成的漏孔更小，有时肉眼不能直接觉察，需要通过一定的试漏方法才能发现。p死角 所谓死角是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部地区。发酵罐及其管路如有死角存在，则死角内潜伏的杂菌不易杀死，会造成连续染菌，影响生产的正常进行。3.染菌后的挽救染菌后的挽救p种子培养或种子罐中发现污染。p发酵早期染菌可以适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵。p中后期染菌，如果杂菌的生长将影响发酵的正常进行或影响产物的提取时，应该提早放罐。p有些

23、发酵染菌后发酵液中的碳、氮源还较多，如果提早放罐，这些物质会影响后处理提取使产品取不出，此时应先设法使碳、氮源消耗，再放罐提取。有时发酵罐偶而染菌，原因一时又找不出，一般可以采取以下措施：p连续灭菌系统前的料液贮罐在每年4一10月份(杂菌较旺盛生长的时间)加入0.2%甲醛，加热至80C，存放处理4小时，以减少带入培养液中的杂菌数。p对染菌的罐，在培养液灭菌前先加甲醛进行空消处理。甲醛用量每立方米罐的体积0.120.17升。p对染菌的种子罐可在罐内放水后进行灭菌，灭菌后水量占罐体的三分之二以上。这是因为细菌芽孢较耐干热而不耐湿热的缘故。第三章第三章 食品的热处理和杀菌技术食品的热处理和杀菌技术

24、第一节第一节 热加工原理热加工原理第二节第二节 食品的罐藏食品的罐藏第三节第三节 热烫热烫第四节第四节 巴氏杀菌巴氏杀菌 第五节第五节 商业灭菌工艺商业灭菌工艺 p在各种各样的食品贮藏方法中，热加工应用得十在各种各样的食品贮藏方法中，热加工应用得十分广泛。食品的热加工方法可分为热烫、巴氏杀分广泛。食品的热加工方法可分为热烫、巴氏杀菌和高温杀菌，是食品保存的重要手段之一。菌和高温杀菌，是食品保存的重要手段之一。一、高温对微生物的影响p1微生物的耐热性微生物的耐热性p不同的微生物对热的敏感性不同。凡是能在不同的微生物对热的敏感性不同。凡是能在45的温度的温度环境中进行代谢活动的微生物称为嗜热微生物

25、，与食品有环境中进行代谢活动的微生物称为嗜热微生物，与食品有关的主要是芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌属，其次是链球菌属关的主要是芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌属，其次是链球菌属和乳杆菌属。还有一些微生物既能在一般温度下生长又能和乳杆菌属。还有一些微生物既能在一般温度下生长又能在高温中生长，称为兼性嗜热微生物。在高温中生长，称为兼性嗜热微生物。p嗜热微生物的生长曲线中的延迟期非常短，有时几乎难以嗜热微生物的生长曲线中的延迟期非常短，有时几乎难以测出，对数生长期的持续时间也非常短，生长速度较快，测出，对数生长期的持续时间也非常短，生长速度较快，有些嗜热菌高温生长增代时间仅有些嗜热菌高温生长增代时间仅10min，它

26、们进入，它们进入p稳定期，就很快死亡，稳定期，就很快死亡，p所以其生理代谢比嗜温所以其生理代谢比嗜温p和嗜冷微生物快得多。和嗜冷微生物快得多。p p微生物在超过它们最高生长温度范围时，致死的微生物在超过它们最高生长温度范围时，致死的原因主要是由于高温对菌体蛋白质、核酸、酶系原因主要是由于高温对菌体蛋白质、核酸、酶系统产生直接破坏作用，如蛋白质中较弱的氢键受统产生直接破坏作用，如蛋白质中较弱的氢键受热容易被破坏，使蛋白质变性凝固。不同微生物热容易被破坏，使蛋白质变性凝固。不同微生物因细胞结构和性质不同，其耐热性也不同。因细胞结构和性质不同，其耐热性也不同。2、影响微生物耐热性的因素、影响微生物耐

27、热性的因素p（1）pH值：微生物的耐热性在中性或接近中性的值：微生物的耐热性在中性或接近中性的环境中最强，而偏酸性或偏碱性的条件都会降低微环境中最强，而偏酸性或偏碱性的条件都会降低微生物的耐热性。生物的耐热性。p食品通常以食品通常以pH4.6为分界线为分界线,划分酸性食品和低酸划分酸性食品和低酸性食品。性食品。p分类的目的：利用微生物在不同的酸度环境中耐热分类的目的：利用微生物在不同的酸度环境中耐热性的显著差异，对不同酸度的食品采用不同程度的性的显著差异，对不同酸度的食品采用不同程度的热处理。热处理。p酸性食品酸性食品100以下杀菌以下杀菌(常压杀菌常压杀菌)p低酸性食品低酸性食品100以上高

28、温杀菌（加压杀菌）以上高温杀菌（加压杀菌）根据食品根据食品pH的不同，可将食品分为四类：的不同，可将食品分为四类：低酸性低酸性pH5.0 水产类、肉类、蔬菜类水产类、肉类、蔬菜类 中酸性中酸性pH4.65.0 蔬菜与肉类的混合制蔬菜与肉类的混合制品品 酸酸 性性pH 3.74.6 大部分水果罐头大部分水果罐头 高酸性高酸性pH 3.7 菠萝汁、橘子汁菠萝汁、橘子汁 不同不同pH食品可能出现的腐败菌不相同。食品可能出现的腐败菌不相同。高酸性食品高酸性食品:耐热性较低的耐酸性细菌、酵母、霉耐热性较低的耐酸性细菌、酵母、霉 菌，杀菌强度较低。菌，杀菌强度较低。低酸性食品低酸性食品:耐热性较强的细菌。

29、如：肉毒梭状芽孢耐热性较强的细菌。如：肉毒梭状芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等。杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等。p（2）水分活度：水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强）水分活度：水分活度越低，微生物细胞的耐热性越强。因此，在相同温度下湿热杀菌的效果要好于干热杀菌。因此，在相同温度下湿热杀菌的效果要好于干热杀菌。p（3）脂肪：脂肪的存在可以增强细菌的耐热性）脂肪：脂肪的存在可以增强细菌的耐热性 p（4）盐类）盐类：当食盐浓度低于：当食盐浓度低于3时，能增强细菌的耐热性时，能增强细菌的耐热性。食盐浓度超过。食盐浓度超过4时，随浓度的增加，细菌的耐热性明显时，随浓度的增加，细菌的耐热性明显下降。下降。p（5）

30、糖类）糖类：以蔗糖为例，当其浓度较低时，对微生物的：以蔗糖为例，当其浓度较低时，对微生物的耐热性的影响很小。但浓度较高时，则会增强微生物的耐热耐热性的影响很小。但浓度较高时，则会增强微生物的耐热性。其原因主要是高浓度的糖类能降低食品的水分活度。性。其原因主要是高浓度的糖类能降低食品的水分活度。p（6）蛋白质：加热时食品介质中如有蛋白质）蛋白质：加热时食品介质中如有蛋白质(包括明胶包括明胶、血清等在内、血清等在内)存在，将对微生物起保护作用。存在，将对微生物起保护作用。p（7）初始活菌数：）初始活菌数：初始活菌数越多，则微生物的耐热性初始活菌数越多，则微生物的耐热性越强，则要杀死全部微生物所需的

31、时间也越长。越强，则要杀死全部微生物所需的时间也越长。p（8）微生物的生理状态：一般处于稳定生长期的微生物）微生物的生理状态：一般处于稳定生长期的微生物营养细胞比处于对数期者耐热性更强营养细胞比处于对数期者耐热性更强 p（9）培养温度：微生物的耐热性随培养温度的升高而增）培养温度：微生物的耐热性随培养温度的升高而增强。强。p（10）热处理温度和时间）热处理温度和时间:热处理温度越高则杀菌效果越热处理温度越高则杀菌效果越好，杀菌时保证足够高的温度比延长杀菌时间更为重要好，杀菌时保证足够高的温度比延长杀菌时间更为重要。3、微生物耐热性的表示参数微生物耐热性的表示参数（1）热力致死速率曲线，）热力致

32、死速率曲线，D值值（2）热力致死时间曲线，热力致死时间曲线，Z值值（3）F值值(F=nD)一定温度下一定温度下残存菌数残存菌数杀死菌数杀死菌数灭菌时间灭菌时间10%90%第1分钟 在一定温度、一定条件下，细菌群在一定时间间隔内的在一定温度、一定条件下，细菌群在一定时间间隔内的死亡数的百分率是相同的。换言之，死亡数的百分率是相同的。换言之，90%=9%0.1%0.9%第3分钟1%9%第2分钟90%=0.9%90%=0.09%值值p所谓值是指在一定处境中、一定的热力致死温所谓值是指在一定处境中、一定的热力致死温度条件下，杀死某菌群微生物总数的度条件下，杀死某菌群微生物总数的90所需时所需时间。间。

33、p同一温度的同一温度的D值越大，表明该细菌的耐热性越强值越大，表明该细菌的耐热性越强，热致死的速度越慢。，热致死的速度越慢。pZ值是指在热致死时间曲线值是指在热致死时间曲线中，使热致死时间降低一个中，使热致死时间降低一个对数周期（即热致死时间降对数周期（即热致死时间降低低10倍）所需要升高的摄倍）所需要升高的摄氏温度（氏温度（）数。）数。p表示了不同热力致死温度时表示了不同热力致死温度时细菌的相对耐热性。细菌的相对耐热性。Z值是热力致死时间变化值是热力致死时间变化10倍所需要倍所需要 相应改变的温度数，单位为相应改变的温度数，单位为。Z值与微生物的种类、数量有关。值与微生物的种类、数量有关。低

34、酸性低酸性食品中的微生物食品中的微生物 Z=10 酸性酸性食品中的微生物食品中的微生物 Z=8 Z值越大，说明微生物的耐热性越值越大，说明微生物的耐热性越 强。强。F F值的定义：值的定义：在标准杀菌温度在标准杀菌温度（121121）下某种微生物下）下某种微生物下的热力致死时间（杀菌致的热力致死时间（杀菌致死值）死值）,常表示为常表示为F F0 0。F F值越大、表明该细菌值越大、表明该细菌的耐热性越强的耐热性越强（3）F值值 在非标准温度下在非标准温度下F值表示需在值表示需在右上角右上角标注标注Z值，在右下角标注温度。值，在右下角标注温度。例：例：加热温度为加热温度为110，杀死一定数量、，

35、杀死一定数量、Z值为值为8的微生物所需的的微生物所需的F值表示为：值表示为：F8110 F值可用于比较不同杀菌过程的杀菌值，但值可用于比较不同杀菌过程的杀菌值，但是必须是相同是必须是相同Z值的微生物的值的微生物的F值才能进行比值才能进行比较。较。二、高温对酶活性的钝化作用及酶的热变性p大多数酶在大多数酶在3040的范围内显示最大的活性的范围内显示最大的活性，而高于此范围的温度将使酶失活。，而高于此范围的温度将使酶失活。p任何酶的最适温度都不是固定的任何酶的最适温度都不是固定的。p温度提高到温度提高到80 后，热处理时间只要几秒钟，后，热处理时间只要几秒钟，几乎所有的酶都会遭到不可逆变性。几乎所

36、有的酶都会遭到不可逆变性。三、热处理对食品品质的影响 p食品经过热处理，其品质就会在物理或化学方面发生变化食品经过热处理，其品质就会在物理或化学方面发生变化。这种变化有时对食品加工是有利的，但另一方面会使品。这种变化有时对食品加工是有利的，但另一方面会使品质下降，尤其是达到商业无菌而进行的高温处理，会对食质下降，尤其是达到商业无菌而进行的高温处理，会对食品的色、香、味、形及营养成分产生不良影响。品的色、香、味、形及营养成分产生不良影响。p碳水化合物中的还原糖发生的焦糖化反应、美拉德反应产碳水化合物中的还原糖发生的焦糖化反应、美拉德反应产生的褐变有时有利，而有时有害（如果蔬汁的浓缩等）；生的褐变

37、有时有利，而有时有害（如果蔬汁的浓缩等）；p蛋白质遇热易变性，其中的各种酶遇热会失去活性；蛋白质遇热易变性，其中的各种酶遇热会失去活性；p脂肪成分在较高温度下易氧化变质；脂肪成分在较高温度下易氧化变质；p食品中风味性的芳香物质易挥发损失；食品中风味性的芳香物质易挥发损失；p过度热处理破坏食品（如果蔬等）的组织形态过度热处理破坏食品（如果蔬等）的组织形态。第二节、食品的罐藏一、概况一、概况1.罐藏的定义罐藏的定义 将原料经处理后密封在容器中，通过杀菌将绝大部分微生将原料经处理后密封在容器中，通过杀菌将绝大部分微生物杀灭，在保持密封状态下，能够在室温下长期保存的食品保物杀灭，在保持密封状态下，能够

38、在室温下长期保存的食品保藏方法。藏方法。凡是用密封容器包装并经杀菌的食品称为罐藏食品。凡是用密封容器包装并经杀菌的食品称为罐藏食品。2.罐头食品的特点罐头食品的特点 便于贮存、直接食用、便于贮存、直接食用、安全卫生、调节市场、安全卫生、调节市场、军需救灾。军需救灾。3.3.罐头食品的历史罐头食品的历史 18041804年，法國人年，法國人Nicolas AppertNicolas Appert因普法因普法战争法国軍舰须在高温長时间海上运输的需战争法国軍舰须在高温長时间海上运输的需要，发明以广口瓶裝食物，以软木塞轻塞瓶要，发明以广口瓶裝食物，以软木塞轻塞瓶口，煮沸口，煮沸30306060分钟后，

39、塞紧瓶口。试验获分钟后，塞紧瓶口。试验获得成功得成功，AppertAppert于于18101810年年获获法法国国拿破拿破仑仑皇帝皇帝颁奖颁奖金金1200012000法朗。法朗。18121812年，阿培尔正式开设了一家罐头厂，年，阿培尔正式开设了一家罐头厂，命名为命名为“阿培尔之家阿培尔之家”，即为世界上第一家，即为世界上第一家罐头厂。罐头厂。4、罐头的分类、罐头的分类 根据罐头食品分类标准根据罐头食品分类标准(GB10784-89)，按原料可分成六，按原料可分成六大类，再将各大类按加工或调味方法的不同分成若干类。大类，再将各大类按加工或调味方法的不同分成若干类。肉肉 类类清蒸清蒸调味调味腌制

40、腌制烟熏烟熏香肠香肠禽类禽类白烧白烧调味调味去骨去骨水产类水产类油浸油浸调味调味清蒸清蒸糖水类糖水类糖浆类糖浆类果酱类果酱类果汁类果汁类水果类水果类蔬菜类蔬菜类清渍类清渍类醋渍类醋渍类调味类调味类盐渍盐渍其它类其它类坚干果类坚干果类汤类汤类1)、镀锡罐、镀锡罐(马口铁罐马口铁罐)镀锡薄钢板利用钢板与锡两者所具有的特性制镀锡薄钢板利用钢板与锡两者所具有的特性制 成容器材料成容器材料马口铁的构造：厚度为马口铁的构造：厚度为0.3mm左右，中间的钢基层左右，中间的钢基层 厚度为厚度为0.2mm5、罐藏容器罐藏容器(1)、金属罐、金属罐 镀锡罐镀锡罐、镀铬罐、铝罐镀铬罐、铝罐2)、涂料罐涂料罐 为了防

41、止腐蚀，在镀锡板表面涂一层保护膜，为了防止腐蚀，在镀锡板表面涂一层保护膜，使罐内容物与罐内壁锡层隔绝。使罐内容物与罐内壁锡层隔绝。对罐内涂料的要求：对罐内涂料的要求：成膜后无毒害、无污染、安全；成膜后无毒害、无污染、安全；不影响内容物的风味和色泽；不影响内容物的风味和色泽；能有效防止内容物对罐内壁的腐蚀；能有效防止内容物对罐内壁的腐蚀；有良好的附着性、均匀致密、有较好的强度和机有良好的附着性、均匀致密、有较好的强度和机 械性能；械性能；耐高温、遇热不变色、不软化、不脱落；耐高温、遇热不变色、不软化、不脱落；有良好的稳定性、容易存放、价格便宜。有良好的稳定性、容易存放、价格便宜。3)、金属罐的形

42、状金属罐的形状圆型、方型、椭圆型、梯型、马蹄型等圆型、方型、椭圆型、梯型、马蹄型等4)、金属罐的制造金属罐的制造按制造工艺过程可分为：按制造工艺过程可分为：接缝焊锡罐（三片罐）接缝焊锡罐（三片罐）冲压罐（两片罐）冲压罐（两片罐）高频电阻焊罐（三片罐）高频电阻焊罐（三片罐）（2）、非金属罐）、非金属罐(玻璃瓶罐、蒸煮袋玻璃瓶罐、蒸煮袋)1)、玻璃瓶罐玻璃瓶罐特点：特点：a、稳定性高；（不与内容物发生化学反应，不、稳定性高；（不与内容物发生化学反应，不发发 生罐壁腐蚀）生罐壁腐蚀）b、可视性好；、可视性好；c、开启简单；、开启简单；d、复用性好；、复用性好；e、质脆易破；、质脆易破；f、壁厚瓶重。

43、、壁厚瓶重。形式：四旋瓶、胜利瓶（已淘汰）形式：四旋瓶、胜利瓶（已淘汰）四旋瓶四旋瓶2)、蒸煮袋蒸煮袋Retort Pouch 包装食品包装食品 又称为软罐头又称为软罐头特点特点 阻热小、传热快、可缩短杀菌时间；阻热小、传热快、可缩短杀菌时间；密封性好、封口简便牢固密封性好、封口简便牢固 质量轻、携带方便、开启方便质量轻、携带方便、开启方便 使用过的包装袋易处理使用过的包装袋易处理蒸煮袋的分类蒸煮袋的分类蒸煮袋根据使用温度可分为蒸煮袋根据使用温度可分为4种种 低温蒸煮袋，在低温蒸煮袋，在100中杀菌中杀菌40分钟；分钟；中温蒸煮袋，在中温蒸煮袋，在121中杀菌中杀菌40分钟；分钟；高温蒸煮袋，

44、在高温蒸煮袋，在135中杀菌中杀菌40分钟；分钟；超高温包装袋，可在微波炉中加热杀菌。超高温包装袋，可在微波炉中加热杀菌。二、罐藏食品热加工时间的推算p在不同杀菌过程中，罐头或罐藏容器大小不同，形状不同在不同杀菌过程中，罐头或罐藏容器大小不同，形状不同，被杀菌食品的组分不同，达到所要求温度的时间会不同，被杀菌食品的组分不同，达到所要求温度的时间会不同，显然，不同情况要求不同的热处理工艺。，显然，不同情况要求不同的热处理工艺。p目前已找到了更先进的计算杀菌时间的方法，主要是为了目前已找到了更先进的计算杀菌时间的方法，主要是为了估计杀菌工艺的安全性而不是为了精确地确定杀菌时间和估计杀菌工艺的安全性

45、而不是为了精确地确定杀菌时间和提高致死效果。拥有先进仪器的罐头加工厂已利用计算机提高致死效果。拥有先进仪器的罐头加工厂已利用计算机来计算杀菌时间，以更好地控制杀菌工艺流程。来计算杀菌时间，以更好地控制杀菌工艺流程。p无论哪种情况，在进行最佳工艺计算时，必须知道细菌致无论哪种情况，在进行最佳工艺计算时，必须知道细菌致死曲线和食品的热穿透性能。死曲线和食品的热穿透性能。p罐头工业已积累了丰富的加工经验，对于常见标准大小的罐头工业已积累了丰富的加工经验，对于常见标准大小的食品罐头的热处理工艺可在一般罐头工业参考书中查到。食品罐头的热处理工艺可在一般罐头工业参考书中查到。p当开发一个新产品，使用新型材

46、料或新型包装时必须测定当开发一个新产品，使用新型材料或新型包装时必须测定罐头的有效热处理情况。罐头的有效热处理情况。罐头生产一般工艺流程罐头生产一般工艺流程原料原料预处理预处理装罐装罐排气排气密封密封汤、汁配制汤、汁配制空罐空罐杀菌杀菌冷却冷却检验检验成品成品清洗清洗1、罐藏原料的预处理、罐藏原料的预处理p罐头食品的原料和辅助材料，一般都须进行保藏后再供加工。动物性原料多采用冻结冷藏或低温保藏；植物性原料多采用低温冷藏或气调储藏。p原料在进入生产之前，必须严格挑选和分级，剔除不合格的原料，同时根据质量、新鲜度、色泽、大小等分为若干等级。p挑选分级后的原料，须分别进行清洗、挑选、分级；去骨、去皮

47、、去鳞、去头尾、去内脏、去核、去囊衣等处理，然后根据各类产品规格要求，分别进行切块、切条、切丝、打浆、榨汁、浓缩、预热、烹调等处理。2、装罐和预封装罐和预封 1）、）、装罐前容器的准备装罐前容器的准备A.金属罐金属罐 洗去污染的灰尘、泥土、油污、焊渣、微生物等洗去污染的灰尘、泥土、油污、焊渣、微生物等B.玻璃罐玻璃罐 新瓶经浸泡、冲洗即可，旧瓶一般不回收新瓶经浸泡、冲洗即可，旧瓶一般不回收C.蒸煮袋蒸煮袋 无需清洗无需清洗2）、）、装罐的工艺要求装罐的工艺要求 合理搭配，使内容物色泽、大小、块型、个数基合理搭配，使内容物色泽、大小、块型、个数基 本一致；本一致；排列整齐；排列整齐；必须留有适当

48、顶隙（必须留有适当顶隙（68mm）；）；保持罐口清洁，严格防止异物混入罐内；保持罐口清洁，严格防止异物混入罐内；控制装罐时间，避免积压。控制装罐时间，避免积压。顶隙顶隙罐内容物表面到罐盖间的空隙。罐内容物表面到罐盖间的空隙。（一般为（一般为68mm）顶隙对罐头质量的影响：顶隙对罐头质量的影响：排气效果和罐内真空度排气效果和罐内真空度 罐头的净重；罐头的净重；卷边密封性；卷边密封性；容器杀菌后的外观变形；容器杀菌后的外观变形；罐头贮藏期间容器内壁的腐蚀。罐头贮藏期间容器内壁的腐蚀。装罐量、罐内顶隙、固液比等装罐量、罐内顶隙、固液比等加汤（糖）液加汤（糖）液 除少数食品干装外，多食品装罐后还需加注

49、汁液，除少数食品干装外，多食品装罐后还需加注汁液，如糖水、盐水、调味料、清水等。如糖水、盐水、调味料、清水等。加汤（糖）液的作用：加汤（糖）液的作用：A.增进罐头食品风味增进罐头食品风味B.提高杀菌效果提高杀菌效果 C.排除罐内部分空气排除罐内部分空气3）、预封）、预封 在排气之前，用封口机将罐盖与罐身勾连的工序称在排气之前，用封口机将罐盖与罐身勾连的工序称为预封。预封后罐盖可沿罐身自由回转又不会脱开，为预封。预封后罐盖可沿罐身自由回转又不会脱开，排气时罐内空气、水蒸气能自由逸出。排气时罐内空气、水蒸气能自由逸出。预封的作用：预封的作用：防止排气时排气箱上的冷凝水滴落罐内而污染食防止排气时排气

50、箱上的冷凝水滴落罐内而污染食 品；品；防止排气后冷空气侵入，使罐头在较高温度下密防止排气后冷空气侵入，使罐头在较高温度下密 封，以提高罐头的真空度。封，以提高罐头的真空度。有助于保证封口质量，尤其是方罐和异型罐。有助于保证封口质量，尤其是方罐和异型罐。3、罐头的罐头的排气排气 排气是罐头生产必不可少的一道工序。通过排气，使罐排气是罐头生产必不可少的一道工序。通过排气，使罐头在密封、杀菌冷却后获得一定的真空度，并有助于保证和头在密封、杀菌冷却后获得一定的真空度，并有助于保证和提高罐头的质量。提高罐头的质量。排气的作用与效果排气的作用与效果:（1）防止或减轻罐头在高温杀菌时容器发生变形和损坏；防止