《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》
第二篇 包装技术与工艺
第四章 无菌包装技术与工艺
第二节 被包装物品的灭菌技术
目前常用的被包装物品的灭菌技术有两种。一种是121℃高温灭菌技术或135℃高温灭菌技术,主要采用高压蒸汽直接通入食品中或采用热交换的形式瞬时加热鲜奶、复合奶、酸奶、奶油等奶制品,达到预定121℃或135℃以杀死微生物。135℃温度下肉毒杆菌孢子的死亡时间是1/6分钟,而121℃约需4分钟。由于高温的杀菌时间大大缩短,可有效地保持食品的鲜味、营养和色泽,另一种方法是巴氏灭菌(78~82℃热水),用于酸性食品,如果汁、酸奶、水果罐头等产品的灭菌。
无菌包装中,被包装物品的灭菌大多采用加热灭菌更方便有效。当进行加热灭菌时,活着的生物体或孢子的死亡规律遵循着对数关系。即每一单位时间内,残存下来的微生物或孢子以相等的比例死亡。我们把在任何固定的温度下,杀死90%的活生物体或孢子所需的时间(以分钟计)作为衡量它们的耐热能力的标准,称为D值。为缩短杀菌时间90%所必须提高的温度的摄氏度数叫做Z值。以杀死具有某一Z值的某种孢子为基准所进行的加热处理的总温度效应用F值表示。F的数值表示,在恒定121℃温度下,达到相同效应所需的分钟数。如F值等于1,其含义就是在121℃下加热1分钟。因此,我们可以用121℃杀死某种孢子所需要的时间,作为微生物的热寂时间(TDT)的量度。
当食品灭菌时,一种叫做肉毒棱状芽孢杆菌的生物体孢子是特别危险的。因为它能使人中毒,并在七天内死亡。杀死这种孢子所需的足够热效应,将同时杀死食品中可能遇到的所有其他有害生物体。通过121℃加热2.78min,就可以达到这一目的。因此,121℃、3min,也就是F=3被认为是起码的安全加工限,有时此法也被称作“高压蒸煮”(消灭肉毒棱菌)。
一般来说,温度越高杀菌效果越好,但高温也易使食品褐变速度加快,并使食品的营养、色味以及外观遭到破坏,见表2-4-1。如何正确选择加热温度和加热时间,应根据食品特性和食品内所含微生物的量及种类而定。
表2-4-1 牛奶的加热温度与孢子死灭时间、褐变以及成分变化关系
加热温度(℃) |
相对孢子破坏度 |
孢子死亡时间 |
相对褐变度 |
食品有效成分残留率 |
100 |
1 |
400min |
1 |
0.7% |
110 |
10 |
36min |
2.5 |
33% |
120 |
100 |
4min |
6.2 |
73% |
130 |
1,000 |
30s |
15.6 |
92% |
140 |
10,000 |
4.8s |
39.0 |
98% |
150 |
100,000 |
0.6s |
97.5 |
99% |
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