软饮料热杀菌工艺基本概念n灭菌：用物理的或化学的方法清除或杀 灭一切活的微生物，包括致病性微生物 和非致病性微生物。n消毒：杀灭或去除外环境中各种病原微 生物的过程。n防腐：防止和抑制微生物生长繁殖。n商业无菌：食品经过杀菌后，不含有致 病的微生物，也不含有在通常温度下能 在其中能够繁殖的非致病微生物。消毒灭菌的方法n物理消毒法：热力、电离辐射、紫外线 、微波、红外线与激光等n化学消毒法：消毒剂等n生物消毒法：抗生素等食品腐败和变质的原因n食品由于微生物的侵入和繁殖而被分解 变成低级化合物，称为腐败；微生物分 解食品中的碳水化合物、脂肪的过程则 称为变质。n食品腐败和变质的原因有以下四个方面： n（一）生物因素：由于昆虫等小动物的侵 害和微生物的污染所引起的腐败、变质和 产生有毒物质等。n（二）酶活性因素：自身消解、酶褐变、 酶分解、酶氧化等。n（三）化学因素：脂类及其他成分的氧化 、非酶褐变等。n（四）物理因素：组织发生变化、淀粉老 化、蛋白质变性等。影响热力灭菌的因素n食品成份n水分npHn热的传递n初温n杀菌前的污染程度热力对碳水化合物的影响n碳水化合物是食品的主要成分，所占的比重很 大，它是由单糖、双糖和多糖组成的。其化学 性质不稳定，除了本身单独可发生分解、聚合 等反应外，还容易与其他共有物质相互作用， 进行反应，发生褐变，产生异臭等，是降低食 品品质的一个很重要原因。这种褐变反应在常 温下就可以进行，但当温度升高时，其反应速 度加快，Q10335，也就是说，温度每 升高10，其反应速度就加快335倍。因 此，在加热杀菌时，应注意采取相应措施防止 或减少这种影响食品品质的反应。 热力对脂类影响n脂类是食品的一个组成部分，性质不稳定，在环境中 易引起与食品分解有密切关系的氧化反应。食品因脂 类物质的氧化而发生酸败（氧化性酸败），从而使食 品产生种种不愉快的酸臭，出现涩味，降低食品品质 ，有时甚至还会产生对人体有害的物质。脂类物质的 氧化还会使维生素A和维生素C等遭到破坏，减少蛋白 质中赖氨酸的有效成分，降低消化酶的功能等，导致 食品营养价值下降。光线、水分、金属阳离子等对脂 类物质的氧化酸败反应有促进作用，当消毒或灭菌时 ，温度的促进作用更为明显，温度每升高10，其酸 败速度就提高2倍。 热力对蛋白质的影响n蛋白质食品的营养价值受食品中蛋白质的质量与数量所左右，并 且蛋白质的组成成分对食品的特性、加工特性、烹饪性和贮藏性 等都有很重要影响。加热、紫外线、放射性以及电离辐射、于燥 等物理因素与添加酸、碱、盐类等化学因素作用于蛋白质均可引 起蛋白质结构变化而发生变性。蛋白质加热变性而发生凝固，一 方面对食品加工有利，另一方面又容易受微生物作用而变质，牛 奶经过杀菌处理，可引起牛奶中的乳清蛋白变性，产生热臭，过 分的加热又会使其生物效价降低。经过超高温（UHT）杀菌处理 的乳制品，在热处理及其后贮藏过程中会产生细小的沉淀或发生 凝胶化现象，影响牛乳的品质。肌肉中除蛋白质外，并含有丰富 的氨基酸，其中一些氨基酸分子的SS基、SH基，在100以上 高温作用下，会被容器罐质材料或肉质还原生成H2S，H2S再与 制罐材料或食品中的铁及其他物质发生反应，生成黑色或褐色的 硫化物。这是罐头食品黑变的一个重要原因，影响罐头食品品质 。 热力对维生素的影响n维生素在无水状态下，经排除空气中氧气以后，用100130加 热处理单纯的维生素，观察其对热的稳定性，结果表明，维生素 E、核黄素、烟酸最为稳定，维生素B1对热最敏感，维生素A、D 、B12、C则随温度升高分解增加，叶酸、维生素B6、泛酸超过某 一温度界限后便急速分解。但是食品加工中维生素的稳定性与之 不同，要受到加热温度、时间以及其他因素的影响，情况比较复 杂。食品加工中，由于受到天然的抗氧化剂和蛋白质受体的保护 ，因而加工处理造成的维生素损失同单纯的维生素溶液加热处理 造成的损失相比还是比较小的。（1）脂溶性维生素：维生素A在 经低温杀菌或高温杀菌的牛奶中损失很少。一般在绿色蔬菜罐头 中维生素A的活性为1520，在黄色蔬菜罐头中为3035 。作为着色添加剂的胡萝卜素在肉汤罐头中稳定性很好， 维生素D在食品中的稳定性与维生素A相似。维生素E在家庭烹饪 中损失不大，但经装罐杀菌等处理后，蔬菜罐头中损失则相当大 。（2）水溶性维生素；缓慢加热和长时间烹饪可使维生素C大量 损失。为防止维生素C损失，常采取热烫处理措施。热力对维生素的影响n果品、蔬菜经热烫处理，稳定性得到保护。若热烫技术使用得当，可使 维生素C的损失控制在1以内。酸性食品如柑橘汁罐头有利于维生素C 的稳定，其活性可保持在90以上。天然的类黄酮化合物是一种抗氧化 物质，对某些果品、蔬菜中的维生素C有保护作用。相反，为使着色稳定 而添加的铜盐，则可促进维生素C的分解。牛奶经装瓶杀菌处理，维生素 C可损失50以上，经低温杀菌或超高温杀菌约损失20，若经脱气处 理，除去牛奶中的氧，则可提高维生素C的稳定性。维生素B1在食品加 工中，因食品种类不同加热条件变化较大，因而其损失化况有很大不同 。蔬菜罐头中可保留6090，而肉类罐头中损失竟高达70左右。 牛奶经装瓶杀菌处理，维生素B1要损失25左右，经高温或超高温短时 间杀菌处理，损失则可控制在10以内。维生素B2耐高温性比维生素B1 强，经加热处理，在食品中维生素B2的损失可以忽略不计。但它对光十 分敏感。因此，在受到光和高温这两个因素同时作用时，就会大量损失 。维生素B6和泛酸均比维生素B1稳定。在豆类、牛肉、牛奶等食品中的 损失不到1。烟酸则是维生素B族中最稳定者。叶酸在牛奶中，经装瓶 杀菌处理损失为50，经超高温杀菌处理损失为1020。维生素 B12在前一种杀菌方法中损失达100，在后一种杀菌方法中损失仅为20 。热力对酶的影响n食品原料中含有多种酶。这些酶对生鲜状态下进行贮藏的食品品质如风 味、着色、组织硬度、营养价值等会产生一定的影响。一般情况下，加 热处理很容易使酶钝化，避免在贮藏过程中酶对食品品质的影响。但是 有一些酶由于本身酶活性蛋白具有耐热性结构，同时受到食品中各种成 分及pH值、水分活度等因素影响，因而对热力耐受性较强。试验结果表 明，来源于蔬菜中的过氧化物酶、来源于微生物的脂肪酸、蛋白酶、淀 粉酶等，耐热性比较强，作用1min使酶活性降低90的温度，在100 或100以上来源于动植物的蛋白酶、多酚氧化酶、淀粉酶等，对热力则 比较敏感，作用1min使酶活性降低90的温度，低于100。来源于微 生物的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，是由假单孢细菌产生的。这些酶对热 力有很强的抗性，在150时，D值分别为5s、84s和48min。因而食品 高温短时间杀菌时，这些耐热性很强的酶常常难以被灭活，在其后的食 品贮藏过程中，这些残留的酶往往会再度恢复活性，从而影响食品的品 质。因此，在选择确定食品杀菌条件时，不仅要考虑杀灭污染食品的微 生物，还要考虑灭活来自食品原料的酶，以及污染微生物产生的酶的活 性。 高温短时间杀菌有利于保持食 品品质和营养成分n早在1967年，Feiliciotti和Esselen研究了加热处理杀灭食品中微生 物时，温度对食品品质和营养成分的影响。他们将指示菌芽孢和 维生素B1加在同一食品中进行加热处理，结果在116下，作用2 2min或在136下，作用018min，均可杀灭细菌芽孢。但是 ，前者维生素B1破坏率为20。后者仅为1，两者有很大差异 ，表明高温短时间杀菌有利于保持食品中的维生素。Frandlin等 研究了加热处理时，杀灭牛乳中细菌芽孢的速率和牛乳发生褐变 的速率的比较，结果温度每上升10，杀灭嗜热脂肪杆菌芽孢的 速率约上升了11倍，而牛乳发生褐变的速率上升却不到3倍，两 者之比为113，而且当温度上升到140150时，两者之比值可 增大20005000倍，表明杀菌效应比褐变效应增长快得多。因此 ，可以通过升高处理温度，缩短作用时间的方法，提高杀菌效果 并减轻对食品品质和成分的影响 pH对杀菌温度的影响n（1）低酸性食品（pH值高于46者）如水 产类、肉类、禽类、部分蔬菜罐头，一般杀 菌温度为115125。n（2）酸性食品（pH值4045者）如糖 水水果及部分蔬菜罐头，一般杀菌温度为 100或100以上。n（3）高酸性食品（pH值40以下者）如一 般水果类罐头，一般杀菌温度为95100。F值的计算n要正确地计算罐头食品杀菌温度和杀菌时间，首先需要弄清以下基本概 念。nF值：是指一定的热力致死温度下（常用121或100），杀灭一定数 量的细菌繁殖体或芽孢，所需要的时间（min）。例如F201215，表示作 用温度为121时，对Z值为20的对象菌，其致死时间为5min。nD值：是指在指定的温度条件下，杀灭90原有细菌繁殖体或芽孢所需 要的时间（min）。例如D16121116，表示在121作用下，杀灭Z值 为16的细菌芽孢，使其杀灭率达到90时，作用时间需要116min。nZ值：是指要使加热致死时间作增加或减少10倍变化时，所需降低或提高 加热的温度。例如，Z16，表示当加热时间减少为110时，则杀菌温 度需要提高16。设Z15的某细菌芽孢，加热100，致死时间为 30min。作用时间缩短为110即从30min缩短至3min，那么，加热温度 应升高15，即为10015115。nTDT值（微生物致死时间）：是指在一定温度作用下，使微生物全部杀 灭所需的时间。 罐头食品的热力杀菌方法n常压水杀菌：水果罐头n加压蒸汽杀菌：肉类、蔬菜罐头n加压水杀菌：玻璃瓶（115 跳盖和破 碎）n火焰加热杀菌：蘑菇、蔬菜罐头乳制品的杀菌方法n保持式巴氏消毒：6265，30分钟，15分钟 冷却到5n连续式巴氏消毒：7275，1516秒， 80 85，1015秒n超高温瞬时消毒（UHTST）： 135150，2 8秒n直接加热法：a.喷射式：蒸汽喷入牛乳中 b.注入 式：牛乳注入蒸汽中n间接加热法：a.片式热交换器 b.环形管式加热器 c.刮面式加热器n无菌包装果汁的杀菌n果汁中存在的微生物：细菌、霉菌和酵 母n瞬时杀菌法： 932，1530秒，特殊 120以上，310秒n装填前杀菌n高温装填法和低温装填法高温装填法15 热交换30 加热95 保持15秒95 热交换80低温装填法15热 交 换80加热95 保持 15秒95热 交 换30 第一次 冷却23 第二次 冷却5