热力杀菌
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微波杀菌的机理微波杀菌的机理微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。
微波对细菌的热效应是使蛋白质变化,使细菌失去营养,繁殖和生存的条件而死亡。
微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布,影响细胞膜周围电子和离子浓度,从而改变细胞膜的通透性能,细菌因此营养不良,不能正常新陈代谢,细胞结构功能紊乱,生长发育受到抑制而死亡。
此外,微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸[RNA]和脱氧核糖核酸[DNA],是由若干氢键松弛,断裂和重组,从而诱发遗传基因突变,或染色体畸变甚至断裂。
微波杀菌的特点:1、时间短、速度快常规热力杀菌是通过热传导,对流或辐射等方式将热量从食品表面传至内部,要达到杀菌温度,往往需要较长时间。
微波杀菌是微波能与食品及其细菌等微生物直接相互作用,热效应与非热效应共同作用,过到快速升温杀菌目的,处理时间大大缩短,各种物料的杀菌作用一般在3-5分钟。
2、低温杀菌保持营养成分和传统风味微波杀菌是通过特殊热和非热的效应杀菌,与常规热力杀菌比较,能在比较低的温度和较短的时间获得所需的消毒杀菌效果。
一般杀菌温度在75-80摄氏度,就能达到效果,此外微波处理食品能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味,具有膨化效果。
如常规热力处理的蔬菜保留的维生素C是46%-50%,而微波处理是60%-90%;常规加热猪肝维生素A保持率为58%,而微波加热为84%。
3、节约能源常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失,而微波是直接对食品进行作用,因而没有额外的热能耗损。
相比而言,一般可节电30%-50%。
4、均匀彻底常规热力杀菌是从物料表面开始,然而通过热传导至内部,存在内外温差。
为了保持食品风味,缩短处理时间。
往往食品内部没有达到足够温度而影响杀菌效果。
由于微波肯有穿透作用,对食品进行整体处理时,表面和内部同时受到作用,所以消毒杀菌均匀彻底。
5、便于控制微波干操杀菌处理,设备能即开即用,没有常规热力杀菌的热惯性,操作灵活方便,微波功率可调,传输速度从零开始连续可调,便于操作。
D值是指在一定的处境和一定的热力致死温度条件下,某细菌数群中90%的原有残存活菌被杀死所需的时间(min )。
例如110℃热处理某细菌,其数群中90%的原有残存活菌被杀死所需的时间为 5 min,则该细菌在110℃的耐热性可用D110℃=5 min表示,D值是细菌死亡率的倒数,D越大死亡速度越慢,该菌的耐热性越强,并且D不受原始细菌总数的影响。
但是受到热处理温度、菌种、细菌或芽孢悬置液的性质影响,所以D值是指在一定的处境和一定的热力致死温度条件下才不变,并不代表全部杀菌时间。
D值的计算:D=t/(㏒a-㏒b) t为热处理时间a为细菌原菌数b为经t热处理时间后的菌数Z——热力杀菌时对象菌的热力致死时间曲线的斜率(min),也即对温度变化时热力致死时间相应变化或致死速率的估量,Z是加热温度的变化值,为热力致死时间或致死率(D)按照1/10或10倍变化时相应的加热温度变化。
Z越大,因温度上升而取得的杀菌效果就越小例如:Z=10.0℃的试验菌在121℃中加热5分钟全部死亡,可用F10121=5分钟表示,如Z=10℃,杀菌温度为121℃通常可直接用F值表示,其它值时应标出。
低酸性食品按Z=10℃肉毒杆菌计算;酸性食品在低于100℃杀菌时可按Z=8℃计算。
F——在基准温度中杀死一定数量对象菌所需要热处理的时间(min),即该菌的杀菌值。
低酸性食品的基准温度国外常用121.1℃或2500F。
通常在F值右侧上下角分别注有Z值和它所依据的温度,而F10121通常可用F0表示。
F值可用来比较Z值相同的细菌的耐热性。
F与D的关系:F=nD,n是不固定的,随工厂条件、食品污染微生物的种类和程度变化,一般用6D杀死嗜热性芽孢杆菌,用12D杀肉毒梭状芽孢杆菌,来确保食品安全。
F的计算公式法公式法最初由Ball提出,后来经美国制罐公司热工学研究组简化后,用来计算简单型和转折型传热曲线上杀菌时间和F值,简化虽会引起一些误差但无明显影响。
杀菌原理及其杀菌工艺条件的确定一、食品罐藏原理细菌㈠.热力杀菌原理:酵母微生物霉菌1.引起腐败的原因食品中的酶其他化学食品本身含有各种酶。
当食品被采收或屠宰后往往会分解食品使其不堪食用。
但一般这比酶的抗热性不强。
通常在装罐前的热处理过程中就失去活性。
所以罐头保藏食品的热处理杀菌对象主要是腐败微生物。
2.何为杀菌:当食品加热到某一高温,并保持一段时间使微生物失去生命力,以保藏食品的过程称之杀菌。
3.商业杀菌:使罐头在一般正常条件下,运输贮藏和分配销售的时候,罐头不再遭受腐败微生物破坏致于腐败,同时也不会有害于人体健康的热力杀菌。
要达到商业无菌,必须借助于密封容器,进行密封。
防止再污染,达到商业无菌。
㈡.杀菌条件的科学确定:1.杀菌条件的确定,要考虑的因素有:①.食品的特性、粘度、颗粒大小②.固体与液体的比例③.罐头的大小④.装罐前预处理过程⑤.污染腐败微生物的种类、习性、数量等2.杀菌条件确定的依据:⑴.微生物的耐热性及种类:首先必须对食物对象进行微生物方面的调查,搞清造成污染微生物有哪些?哪些是腐败和致病菌?它们的耐热程度如何?继而进行耐热菌的TDT值、D值、Z值的测定和计算。
这对制定杀菌规程来说,是起决定性作用的关键一步。
对于低酸性食品,其主要危害是肉毒杆菌,因此,低酸性食品罐头杀菌的中心目的,就是要彻底杀死肉毒杆菌。
⑵.食品的传热、速度:fh.j(有些资料称热穿透速度)随着罐头内容物的不同以及固液比基质的粘稠度,固形物在罐内的排列方式及固形物大小等方面的不同,它们的传热方式和传热速度也不相同。
有的是以对流传热为主,有的是以传导为主,有的是两者兼有。
传热方式对杀菌效果有着极其重要的影响。
这一点我们绝对不能忽视。
⑶.罐内初菌数基质中的初菌数对杀菌效果也有着一定的影响。
由于微生物的生长或死亡都是按照对数规律递增或递减的。
因此对同一种微生物来说,如果污染严重,那么要达到一定的安全值,所需的杀菌时间就长,反之则短。
传统的热力杀菌和微波杀菌的比较传统的热力杀菌工艺利用高温长时间处理杀灭食品中的有害微生物和钝化酶的活性,同时对食品中的营养成分、风味物质和质地产生不同程度的破坏.按照商业无菌的要求,杀菌温度要达到85~100℃(巴氏杀菌,对象为酸性罐头食品、果汁等)或116~129℃(高温杀菌,对象为低酸性罐头食品)并保持一定的时间.由于传统加热过程的传热过程的传热方式是对流和传导,传热速度慢,并存在热力滞后现象,造成食品中部分区域产生过热现象.虽然高温瞬时杀菌技术可以减轻热对食品的不利影响,但目前只适合对液态食品和粉体食品的杀菌.食品生产中,要使加工的固态食品物料达到高温需要一定时间的升温过程,导致食品品质损失.而微波加热的速度是传统加热方式的3~5倍,因此可以在保证杀菌效果的同时有效降低产品的质量损耗.尤其在固体和半固体食品中应用微波杀菌的效果可与高温瞬时杀菌技术相媲美.微波对微生物的影响除热力效应外,还存在非热力效应作用.非热力效应是指在温度没有明显变化的情况下,细胞所发生的生理、生化和功能上的变化,又称生物效应.微波加热过程是交变电磁场对物料中水、蛋白质、核酸等极性分子发生作用,使极性分子产生高速取向运动,相互摩擦,导致内部温度急剧升高,使微生物细胞内的蛋白质、核酸等分子结构改性或失活,对微生物产生破坏作用.在升温的同时,微波会使细胞膜破裂和改变脂质体的渗透性,对微生物细胞赖以与外界交换能量和信息的保持其正常生态活动的离子通道产生影响,使微生物细胞出现调节功能严重障碍,达到灭菌的目的.此外,微波具有选择加热的特性,对微生物的作用的作用要大于对微生物生长介质的作用.曾经有人对灭菌过程中是否存在非热力效应提出疑问,但已有不少实验结果表明,微波杀菌中确实有非热力效应存在.但由于无法对非热力效应对杀菌效果的增强作用进行量化,为保证加工食品的微生物学安全性,在工艺设计过程中通常只考虑热力效应.。
各种食品杀菌方式原理及优缺点详解食品杀菌一来可以让食品的保质期和保鲜期延长,二来能让存在食品中的各类细菌,例如大肠杆菌、蜡杆菌、巨杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌、金黄色葡萄球菌等能被杀死,从而保证食品食用的安全性。
在食品杀菌方面,目前常用的技术手段一般有:紫外、磁场、臭氧、微波、蒸汽和辐照等,今天就讲一讲常用的几种杀菌工艺。
一、超高压杀菌工艺1、原理食品超高压杀菌(高静水压杀菌)就是食品物料以某种方式包装完好后,放人液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中,100~1000 MPa压力下作用一定时间后,使之达到灭菌的要求。
超高压杀菌是影响氢键之类的弱结合力的变化,使分子空间结构变化而无损基本特性。
所以,超高压可以在保留食品原有生鲜风味和营养,不产生异味的情况下使蛋白质、淀粉之类的高分子物质形成不同于热法所产生的凝胶或凝固物。
2、优点这种经过超高压处理过的产品,可以充分保持食品原料原有的色、香、味和营养成分,从而延长产品的保质期。
超高压处理过的果汁,其颜色、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无任何差别。
3、缺点超高压杀菌技术由于处理过程压力很高,食品中压敏性成分会受到不同程度的破坏。
其过高的压力使得能耗增加,对设备要求过高;而且,超高压装置初期投入成本比较高,一般食品工厂不利于工业化推广;超高压灭菌一般采用水作为为压力介质,当压力超过600MPa时,水会出现临界冰的现象,因而只能使用油等其他物质作为压力介质;超高压灭菌的效果受多种因素的影响,如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。
二、巴氏杀菌工艺1、原理巴氏杀菌是指温度比较低的热处理方式,一般在低于水沸点温度下进行。
现用的巴氏杀菌方法一般有两种:一是加热到61.1~65.6摄氏度之间,30分钟;二是加热到71.7摄氏度,至少保持15秒钟。
2、优点与缺点优点:在规定时间内对食品进行加热处理,达到杀死微生物营养体的目的,是一种既能达到消毒目的又不损害食品品质的方法。
关于“物理消毒灭菌”
物理消毒灭菌法是利用物理因素如热力、辐射、过滤等清除或杀灭病原微生物的方法,主要包括热力消毒灭菌法、辐射消毒法、电离辐射灭菌法、过氧化氢等离子体灭菌法、微博消毒法、机械除菌法。
今天我们就来学习几个护士资格考试中常考的几种物理消毒灭菌法。
热力消毒灭菌法主要利用热力使微生物的蛋白质凝固变性、酶失活、细胞膜和细胞壁发生改变而导致其死亡,达到消毒灭菌的目的。
热力消毒灭菌法是效果可靠、使用广泛的方法,分为干热法和湿热法。
干热法由空气传导,湿热法由空气和水蒸气传导,后者所需时间短、温度低,效果相对更好;湿热法中的压力蒸汽灭菌法是热力消毒灭菌法中效果最好的一种,适用于耐热、耐湿类诊疗器械、器具和物品的灭菌,不能用于油类和粉剂的灭菌;煮沸消毒法,煮沸5~10分钟可杀灭细菌繁殖体,煮沸15分钟可杀灭多数细菌芽孢。
辐射消毒法主要利用紫外线或丑样的灭菌作用,使菌体蛋白质光解、变形致细菌死亡,其中紫外线消毒最常考。
用于空气消毒,紫外线消毒灯距离地面1.8~2.2m,数量≥1.5W/m3,照射时间不少于30分钟;用于物品表面消毒,悬吊照射距离为25~60cm,消毒时间为20~30分钟。
紫外线灯管消毒时间须从灯亮5~7分钟后开始计时,若使用时间超过1000小时,需要更换灯管。
电离辐射灭菌法适用于不耐热的物品如一次性医用塑料制品、食品、药品和生物制品等在常温下的灭菌,又称“冷灭菌”。
湿度越高、杀菌效果越好。
微波消毒法可以杀灭包括芽孢在内的所有微生物,是一种频率高、波长短、穿透力强的电磁炉,常用于餐饮具的消毒。
众所周知,啤酒酿造中采取何种杀菌方法,对啤酒发酵有重要影响。
目前,常用的杀菌方法有以下几种:一、热力杀菌微生物都有其适宜的生长温度,超过了其最高生长温度范围时,就会引起死亡。
因此,加热成为灭菌和消毒方法中应用最广泛且效果较好的方法之一。
所有连接物料的胶管及固定管在使用前均需经过30min的蒸汽杀菌。
优点:蒸汽具有广谱性,获取方便,无毒、无腐蚀性,并有良好的渗透性。
缺点:蒸汽容易形成薄膜,升温慢,消耗能源。
啤酒可以通过巴氏杀菌法,在60℃温度下持续20分钟。
但是(文章来源:华夏酒报(文章来源:华夏酒报·中国酒业新闻网)·中国酒业新闻网)由于加热时间长,故对产品风味、营养成分以及胶体稳定性都有一定影响。
二、紫外线杀菌紫外线对水的杀菌效果是非常有效的,其活性取决于pH、温度,被广泛应用于无菌水的制备系统中。
优点:无残留味和气体,低毒性。
缺点:渗透性差,杀菌效果取决于水的混浊度,且无残余活性,易导致细菌再次生长。
三、高电压杀菌日本麒麟啤酒公司开发了一种在啤酒中加上瞬间的高电压,只杀伤啤酒中污染菌的杀菌新方法。
优点:与热杀菌法相比,这种方法能耗少,啤酒的品质也不会受影响。
四、碱液杀菌强碱[一般常用火碱( NaOH)]能水解蛋白质和核酸,使微生物的酶系统和细胞结构受到破坏,引起菌体死亡。
生产过程中,薄板冷却器及麦汁管道每天都须用热碱水进行循环杀菌;同时,用过的繁殖罐、发酵罐须用温度80—85℃、质量分数为10%左右的NaOH 溶液循环冲洗。
优点:碱类除有杀菌作用外,还可去油污。
同时,碱性越强,其杀菌效果越好。
五、甲醛杀菌甲醛的杀菌效果在于它具有还原作用,可以抑菌或杀菌,能与蛋白质的氨基结合而使蛋白质变性,这样就破坏了菌体的细胞质。
经NaOH 溶液冲洗干净的繁殖罐和发酵罐,用清水冲净后,还应采用质量分数为2%的甲醛溶液密封2h,再用清水冲净后备用。
六、氧化灭菌氧化剂能放出游离氧或使其他化合物放出氧。
热力杀菌:保护食品安全的有力手段在现代社会,人们越来越重视食品安全问题。
而在繁忙的都市生活中,难免会去选择加工为我们的食品,从而将食品安全问题转嫁到了餐饮企业。
不过,很多餐饮企业并不那么注重食品安全,并往往会忽视对食品杀菌的要求。
于是,在食品上出现了各种各样的细菌,给消费者的身体健康带来了极大的风险。
为此,热力杀菌技术应运而生,成为保障食品安全的重要手段。
一、热力杀菌的定义和意义1.1 热力杀菌的定义和原理热力杀菌是指采用高温处理方式,使细菌在较短时间内遭受高温杀灭或失活的一种食品加工方法。
其主要原理是通过高温使菌落中的蛋白质、核酸、酶等结构损伤或失活,从而达到杀灭细菌的目的。
热力杀菌可以去除嗜热菌和嗜温菌,这是因为细菌在温度到达一定值后,其核心酶、蛋白质和酸碱度都会受到影响,从而无法进行生物代谢,从而达到杀菌目的。
同时,热力杀菌还能使蛋白质、淀粉等食品成分更易被消化,提高食品的口感和营养价值。
1.2 热力杀菌在食品安全中的重要作用食品中含有许多细菌、病毒和寄生虫等微生物,不加处理的食品容易受到这些微生物的污染,并容易在消费者的身体内繁殖病菌,形成食源性疾病。
热力杀菌可以有效消除细菌和其他微生物,确保食品的安全和稳定性,从而减少食源性疾病的发生率。
二、热力杀菌的方式和方法2.1 不同食品的热力杀菌方式热力杀菌的方式和方法在不同的食品及其加工流程中也会有所不同。
水煮:将食材放入沸水中加热煮沸,待食材完全熟透后,取出即可。
蒸煮:将食材放入蒸汽中加热,通常使用蒸锅来操作,其原理是通过蒸汽产生的高温杀菌。
油炸:通过高温油炸,使细菌和其他微生物遭受高温和油脂蒸发产生的高温,从而达到杀菌的目的。
烤箱:通过高温烘烤,使食品内部温度达到一定程度从而消灭内部的微生物。
2.2 热力杀菌的操作流程和注意事项在热力杀菌的操作流程中,需要掌握适当的时间和温度,确保细菌遭受足够高温,从而达到彻底杀灭的效果。
在温度和时间的控制上,每种食品都有相应的操作规范和建议,需要根据实际情况来选择合适的杀菌方法。
杀菌(冷杀菌与热杀菌)冷杀菌技术冷杀菌(物理杀菌)是当代一类崭新的技术,物理杀菌条件易于控制,外界环境影响较小,由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低,即有利于保持食品功能成分的生理活性,又有利于保持色、香、味及营养成分,所以包装与食品机械的设计与制造上采用冷杀菌技术是非常必要的。
1.2超高压脉冲电场杀菌超高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。
其基本过程是用瞬时高压处理放置在两极间的低温冷却食品。
其机理基于细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、臭氧效应等假设。
其作用主要有2个:(1)场的作用。
脉冲电场产生磁场,细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下,通透性增加,振荡加剧,膜强度减弱从而使膜破坏,膜内物质容易流出,膜外物质容易渗入,细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
(2)电离作用。
电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用,阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行同时,液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用,使细胞内物质发生一系列的反应。
通过场和电离的联合作用,杀灭菌体[3]。
超高压脉冲电场杀菌已在实验室水平上取得了显著的成效。
它可保持食品的新鲜及其风味,营养损失少。
但因其杀菌系统造价高,制约了它在食品工业上的应用,且超高压脉冲电场杀菌在黏性及固体颗粒食品中的应用还有待进一步的研究。
1.3强磁场脉冲杀菌该技术采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌,在输液管外面,套装有螺旋兴线圈,磁脉冲发生器在线圈内产生(2~10)T的磁场强度[4]。
当液体物料通过该段输液管时,其中的细菌即被杀死。
该技术具有以下特点:杀菌时间短且效率高。
杀菌效果好且温升小,能做到既能杀菌,又能保持食品原有的风味、滋味、色香、品质和组分(维生素、氨基酸等)不变,不污染产品,无噪音,适用范围广泛[5]。
1.4脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌。
通过惰性气体发出与太阳光谱相反,但强度更强的紫外线至红外线区进行杀菌。
热力灭菌法热力灭菌法是一种常见的灭菌方法,主要利用高温杀死细菌和其他微生物。
本文将对热力灭菌法进行全面详细的介绍,包括定义、分类、原理、实施方法、优缺点以及应用。
一、定义热力灭菌法是指利用高温杀死微生物的方法,它可以通过水蒸气、干热或火焰等方式实现。
这种方法可以有效地消除不同类型的微生物,包括细菌、真菌和病毒等。
二、分类根据实施方式的不同,热力灭菌法可以分为以下几种:1.水蒸气灭菌法:该方法是将装有待消毒物品的密闭容器放入加压蒸汽中进行消毒。
水蒸气能够迅速传递热量并使容器内温度升高到达杀死微生物所需的温度。
2.干热灭菌法:该方法是将待消毒物品放入预先加热过的干燥箱中进行消毒。
这种方法需要更高的温度和时间才能达到相同的效果。
3.火焰灭菌法:该方法主要用于消毒实验室器具,包括试管、培养皿和针头等。
将器具置于火焰中加热,以杀死微生物。
三、原理热力灭菌法的原理是利用高温杀死微生物。
微生物的生长和繁殖需要特定的温度和环境条件,当这些条件被改变时,细胞膜会受到破坏并导致细胞死亡。
高温可以使蛋白质凝固并破坏细胞膜,从而杀死微生物。
四、实施方法1.水蒸气灭菌法:将待消毒物品放入密闭容器中,并将容器放入加压蒸汽中进行消毒。
在消毒过程中,需要确保容器内的温度达到121℃及以上,并持续维持20-30分钟。
2.干热灭菌法:将待消毒物品放入预先加热过的干燥箱中进行消毒。
在消毒过程中,需要确保箱内温度达到160-180℃,并持续维持2小时以上。
3.火焰灭菌法:将待消毒器具置于火焰中进行加热,直至器具表面变红。
在操作过程中需要注意安全,避免火灾和烫伤。
五、优缺点1.优点:热力灭菌法能够有效地杀死微生物,并且不会留下任何化学残留物。
此外,该方法简单易行,适用于各种场合。
2.缺点:热力灭菌法需要较高的温度和时间才能达到杀菌效果,这可能会导致某些物品的损坏或变形。
此外,在使用水蒸气灭菌法时,还需要使用专门的设备进行加压处理。
六、应用热力灭菌法广泛应用于医院、实验室和食品加工等领域。
高温杀菌的原理是什么高温杀菌是一种常见的食品处理方法,其原理是通过加热食品到一定的温度,利用高温的热能摧毁和杀死存在于食品中的各类细菌、病毒、真菌等微生物,以达到保持食品品质和延长食品保质期的目的。
高温杀菌的原理主要包括以下几个方面:1. 破坏微生物的细胞结构:高温对微生物细胞内的蛋白质、核酸和脂肪等生物分子具有破坏作用。
细菌和其他微生物细胞中的核酸等生物分子在高温下会受到较大的热力作用,导致其分子结构发生变化,从而破坏细胞的正常功能,甚至导致细胞死亡。
2. 破坏微生物的代谢过程:高温能够破坏微生物细胞内的各种酶和代谢酶系统,从而抑制微生物的代谢过程,影响其生长和繁殖能力。
微生物的繁殖能力受到温度的直接制约,温度过高会导致微生物的代谢酶活性降低或失活,进而使微生物不能正常进行代谢活动,最终导致细胞死亡。
3. 破坏微生物的酶活性:高温会破坏微生物体内的酶结构,使酶失去活性,从而抑制了微生物的代谢和生长。
酶是微生物体内的一种生物催化剂,参与调节和促进多种细胞内的化学反应。
高温对酶的生物活性具有抑制作用,能够破坏酶分子的空间结构,使酶的催化活性大大降低。
4. 破坏微生物细胞壁:高温能够破坏微生物细胞壁的结构,导致细胞内的物质渗出,从而影响微生物正常的生长和代谢过程。
微生物细胞壁是细菌和真菌等微生物的重要结构,它能够保护细胞免受外界环境的影响,维持细胞的完整性和稳定性。
高温作用下,微生物细胞壁受到热功学作用导致结构破坏,导致细胞死亡。
总之,高温杀菌通过破坏微生物细胞结构和代谢过程,破坏其内部酶和核酸等生物分子的正常机能,以及破坏细胞壁的结构,实现对微生物的杀灭。
高温杀菌是一种较为常见、有效的杀菌处理方法,被广泛应用于食品工业、医疗卫生等领域,保证了食品的卫生安全和质量稳定。
高温灭菌的原理一、引言高温灭菌是一种常见的杀菌方法,广泛应用于医药、食品等领域。
本文将介绍高温灭菌的原理及其应用。
二、高温灭菌的原理高温灭菌是利用高温对细菌及其孢子进行杀灭的一种方法。
高温会破坏细菌的细胞膜、蛋白质和核酸等结构,导致其死亡。
具体来说,高温灭菌的原理包括以下几个方面:1. 蛋白质变性:高温会使细菌内的蛋白质发生变性,导致其失去功能。
蛋白质是细菌生命活动的重要基础,一旦蛋白质变性,细菌就无法正常运作,从而死亡。
2. 细胞膜破坏:高温会破坏细菌的细胞膜,使其内部物质外泄,无法维持正常的细胞结构和功能。
细胞膜是细菌维持生命活动的关键组成部分,一旦受到破坏,细菌就无法生存下去。
3. 核酸损伤:高温会使细菌内的核酸发生断裂和损伤,导致其基因组无法正常复制和表达。
核酸是细菌遗传信息的存储和传递介质,一旦受到损伤,细菌的生命活动就无法进行。
4. 孢子杀灭:孢子是细菌在恶劣环境下形成的一种生存形式,具有极强的抵抗力。
高温可以破坏孢子的外壁,使其内部受到热力损伤,从而达到灭菌的目的。
5. 时间和温度的关系:高温灭菌的效果与时间和温度密切相关。
一般来说,温度越高,杀菌时间就越短;温度越低,杀菌时间就越长。
根据不同的细菌种类和所处环境,选择适宜的温度和时间进行高温灭菌,可以最大限度地提高杀菌效果。
三、高温灭菌的应用高温灭菌广泛应用于医药、食品等领域,具有以下几个方面的应用:1. 医药领域:高温灭菌被用于灭菌医疗器械、药品、注射剂等。
通过高温灭菌,可以有效杀灭细菌、病毒等病原微生物,保证医疗器械和药品的无菌状态,从而保证患者用药和手术的安全。
2. 食品加工:高温灭菌被用于食品加工中的罐头、瓶装食品等。
通过高温灭菌,可以杀灭食品中的细菌、霉菌、酵母菌等微生物,延长食品的保质期,确保食品的安全和卫生。
3. 实验室研究:高温灭菌也被用于实验室中的细菌培养、培养基、培养器具等的灭菌。
通过高温灭菌,可以杀灭实验室中的细菌污染源,保证实验的准确性和可靠性。
热力杀菌原理
中国检验检疫科学研究院
综合检测中心
1.引言
•1874年,美国马里兰州巴尔的摩市罐头制造商A.K.Shriver发明了杀菌锅,这是世界上第1个使用蒸汽在高温高压下来杀菌食品的杀菌锅系统。
这一事件标志着商业化加工罐藏食品的开始。
2热力杀菌基础
•建立罐藏食品热力杀菌的基础是广泛的食品微生物学和杀菌方法的知识。
高温杀死了己经存在的微生物,而密封容器防止了食品受到再次污染。
•确定罐藏食品杀菌所需的适当温度和时间已经成为是罐头工业重点研究的主题。
热力杀菌工艺规程的制订并非易事。
它取决于一系列因素的知识,包括产品的特性、包装容器的尺寸、热杀菌规程的细节。
相当重要的知识是污染微生物的生长繁殖特性和耐热性。
•主管机构要求应由具有热力杀菌专业知识的杀菌权威来建立热力杀菌工艺规程。
杀菌权威是一些具有密封容器包装食品的热力杀菌专业知识和具有恰当的热力杀菌测试设备的个人或组织。
2.1杀菌规程
•杀菌规程包括热力杀菌参数如产品初温、杀菌温度和杀菌时间以及可能影响获得商业无菌的关键因子。
可能影响杀菌规程的关键因子包括产品、容器、预处理方式或杀菌系统的任何特性、条件或无菌状况。
2.1杀菌规程
•美国食品加工者协会26-L(NFPA)
整土豆罐头的杀菌规程
罐型固形物最低初温杀菌温度
最大装罐量116 118 121
3 热力杀菌的建立
•微生物的耐热性取决于一些必须加以考虑的因素,这些因素可以分成三大类——微生物的生长特性、食品特性对微生物受热的影响、食品种类对受热微生物生长的影响。
•杀灭产品中微生物所需的热量可以通过
热致死时间(TDT)测试来确定。
三颈瓶法
用于那些加热温度低于沸水温度的产品。
选用的方法取决于各类因素,包括产品的种类和使用的杀菌系统。
3.1
微生物的耐热性
•指数递减时间D 值
•D值:即指数递减时间,是热力致死速率曲线斜率的负倒数,可以认为是在某一温度下,每减少90%活菌(或芽孢)所需的时间,通常以分钟为单位。
•微生物数量的减少•10612D 加工10-6(0.000001)
热力杀菌原理
热力杀菌原理
热力杀菌原理
•微生物耐热性
•Z值:当热力致死时间减少1/10或增加10倍时所需提高或降低的温度值,一般用Z值表示。
Z值是衡量温度变化时微生物死灭速率变化的一个尺度。
热力杀菌原理
•微生物致死值(Lethality )
•杀菌值也叫杀菌强度,就是在某温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间,又称杀菌致死值、杀菌效率值,简称F 值。
•F 0值=参考温度条件下所需要的时间F 0参考温度
121℃;Z=10 ℃
热力杀菌原理
产品传热数据的测定
•罐藏食品加热特性(热穿透实验)
•目的:确定产品加热的快慢
•在加热过程中使用热点偶或者温度感应设备测定产品的温度变化;
•这些测量设备由置于容器内加热最慢区域产品中的设备感应尖端进行测定;
•考虑关键因素及其上限
•分析数据,得到热穿透曲线。
•容器中的热电偶
3.2
产品传热数据的测定
3.2 产品传热数据的测定
罐藏食品加热特性•容器内最慢加热区域将取决于:
--产品的特性
--容器的类型和大小
--加工方法
--传热机制
3.2 产品传热数据的测定
影响罐藏食品传热特性的因素•产品特性
---一致性(厚度、粘度),颗粒的大小或形式,配方(糖、淀粉),固液比例
•灌装方式
---灌装重量,盐水水位,真空度,顶隙,在容器内排列•温度
---初温,加工温度
3.2 产品传热数据的测定
影响罐藏食品传热特性的因素•加热介质
---蒸汽、水、蒸汽空气混合
•容器
---材质(金属、玻璃、塑料),形状(圆柱、托盘、袋装,等等)•容器方向
---竖直,斜向一边,对于玻璃罐或塑料托盘,盖子朝上还是下。
3.2 产品传热数据的测定
影响罐藏食品传热特性的因素•罐藏食品中典型传热机制为:
--对流(容器内位流体—汤类)
--传导(粒子与粒子之间的热传播-午餐肉)
--两者结合(随着产品越来越粘稠,对流逐渐变为传导)
•
不同传热机制的罐藏食品冷点位置3.2 产品传热数据的测定
3.2 产品传热数据的测定
3.3 杀菌计算
热杀菌过程的计算
•计算方法
---一般方法
---F/t=10[(121-T)/Z]
3.3 杀菌计算
热杀菌过程的计算
•计算方法
---Ball公式法
热致死的作用
---加热的曲线的斜率
---加热结束后终产品温度与介质温度的差异
更灵活—参考热渗透数据可以:
---改变初始温度
---改变杀菌锅温度
---改变F0值
计算新的加工过程
热力杀菌规程的制定
热力杀菌规程的制定
热力杀菌原理
热力杀菌规程
Process Schedule •包括热加工参数
•---产品的初始温度
•---加工温度
•---加工时间
•可能影响达到商业无菌的其他关键因素
热力杀菌原理
•美国食品加工者协会26-L(NFPA)
整土豆罐头的杀菌规程
罐型固形物最低初温杀菌温度
最大装罐量116 118 121
热力杀菌原理
热力杀菌规程
•其它的影响关键因素(2541a、2541c):•产品配方
•制备程序
•容器的类型、尺寸和/或形状
•加工系统类型和/或操作
热力杀菌原理
热力杀菌规程•与产品相关的潜在关键因素(2541a)•产品粘度
•最大固形物装罐量
•固液比
•粒子大小
•最小顶隙
•初始温度
•糖浆浓度
•最终平衡ph值
•罐内产品方向
酸化食品
3.4
•酸化食品可以采用热充填保温杀菌。
这包括装填热的产品,然后在冷却前保持一段时间。
•酸化产品也可以在巴氏灭菌设备、常压蒸煮设备或杀菌锅进行规定时
间的杀菌。
在这种情况下,需要根据产品传热速率建立杀菌规程。
3.5 实罐接种测试
•通过实罐接种测试确认理论计算的杀菌规程是可行的,有时也是必要的。
•产品接种的是已知数量的微生物,然后在一个或几个杀菌温度下进行不同时间的杀菌。
杀菌后的产品在适合接种微生物生长的温度下保温培养。
那些杀菌不充分的产品将显示腐败现象。
没有发现腐败则可证明杀菌结果令人满意。
3.5 实罐接种测试
4 热力杀菌方法
•有多种方法可用于密封容器包装食品的杀菌。
多数产品经过充填、密封然后在某些类型的杀菌锅(压力容器)中进行杀菌。
这些类型的热力杀菌系统已经被称之为传统的热力杀菌方法。
•一类不同而新型的热力杀菌方法是无菌加工。
•杀菌锅或其它热力杀菌系统必须恰当地建造和操作以确保最终产品的商业无菌。
必须通过杀菌权威或设备制造商建立杀菌操作规程。
4.1 杀菌锅操作规程的确定
•杀菌权威采用热分布测试以帮助建立所有类型杀菌锅的操作规程。
•在杀菌锅装填时,感温探头或热电偶固定了罐头间。
监控杀菌过程各个感温探头的温度以确保杀菌锅温度指示装置(水银温度计MIG)的温
度能够代表整个杀菌锅温度。
•杀菌锅操作规程必须经过设计以获得加热介质在杀菌锅内的均匀温度分布。
•对于使用蒸汽作为热介质的杀菌锅,在开始杀菌计时之前排除锅内空气是非常重要的,因为空气的传热效率远低于蒸汽。
4.1 杀菌锅操作规程的确定
4.1 杀菌锅操作规程的确定
5 总结
•1.杀菌是在科学确定的特定时间和温度下热对食品的作用。
•2.已经科学确定的杀菌规程对于特定产品来说是专有的,包括杀菌公式、加工方法、容器规格和杀菌系统类型。
•3.杀菌的确定取决于可靠的传热信息和产品中微生物的耐热性。
•4.微生物的耐热性取决于微生物种类、食品对微生物受热的影响、食品对受热微生物生长的影响。
5 总结
•5.应在模拟商业处理的产品中进行传热数据(时间/温度)的测定。
•6.微生物耐热性数据和热穿透数据用于杀菌计算。
•7.基于pH和充填温度关系的热充填保持杀菌方法适用于酸化食品。
•8.有时候需要通过实罐接种测试法来确认理论计算的杀菌结果。
•9.标准杀菌操作规程应获得权威设备人员的认可。