和环境应和该罐头食品所含成分基本一致。
（二）热杀菌食品的pH分类
水份活度Aw和酸碱值pH对微生物的生长有决定性 的影响。 初期实验数据表明：Aw0.85和pH4.6以下
是属于较安全的食品，只需要低于100℃温度杀
菌便可，果汁罐头就是属于这种情形。
D值可以根据热力致死速率曲线方程求得
t D=-------------------------log a – log b
表6 瞬间加热条件下单位时间为D时 的细菌死亡速率
理论上很难将活菌完全消灭掉。 实际上，这应该从概率的角度来考虑，经过5
D处理后，残存菌数为10-1，也就是10个产品
可能有9个不再有活菌存在，而1个尚有活菌 的可能。
根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性，罐头 食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸性、酸性 和高酸性；或者高酸性、酸性和低酸性
在罐头工业中酸性食品和低酸性食品的分界线以pH4.6
为界线。
任何工业生产的罐头食品中，其最后平衡pH值高于4.6
且水分活度大于0.85即为低酸性食品
美国FDA 判定标准
菌及其芽孢所处的生长环境对耐热性有一定影响
–在含有磷酸或镁的培养基中生长出的芽孢具有较强
的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养
芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低温下培养形
成的芽孢的耐热性要强 –菌龄与贮藏期也有一定影响
细菌的营养细胞与芽孢之间存在耐热性差异的原因 营养细胞和芽孢中存在的蛋白质具有不同的热凝 固温度； 水分含量及水分状态不同。芽孢中的含水量明显 少于营养细胞，且多为结合水。结合水越多蛋白 质的稳定性越大。
2. 热力致死速率曲线
微生物及其芽孢的热处理死亡 数是按对数规律变化的。 以物料单位值内存活细胞数或 芽孢数的对数值为纵坐标，以 热处理时间为横坐标，可得到 一条直线-热力致死速率曲线
图3-2 热力致死速率曲线
或活菌残存数曲线
热力致死速率曲线表示某一种特定的菌在特定的 条件下和特定的温度下，其总的数量随杀菌时间
表2 热处理温度对玉米汁中平酸菌死亡时间的影响
3.罐内食品成分
（1）酸度 pH
许多高耐热性的微生物，在中性时耐热性最强，
随着pH偏离中性的程度越大，死亡率越大
对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最
强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性的
强弱受其它因素控制
图2 pH对芽孢耐热性的影响
（5）蛋白质 蛋白质含量在5%左右，对微生物有保 护作用
蛋白质含量在15%以上，对耐热性无
影响
（6）植物杀菌素
有些植物的汁液和分泌的挥发性物质对微 生物有抑制或杀灭作用，这类物质称为植
物杀菌素
葱、姜、蒜、辣椒、芥末、丁香、胡椒
注意
微生物在热力作用下的死亡特性既然是各种
因素综合影响的结果，那么，对腐败菌耐热 性作比较时就应指出比较时所处的条件。 利用某对象菌耐热性作为确定某罐头食品的 杀菌程度时，测定对象菌耐热性所处的条件
部分食品中常见腐败菌的 D 值
低 酸 性 食 品 嗜 热 菌 嗜 温 菌 酸 嗜 凝结芽孢杆菌 性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌 食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌 品 多粘芽孢杆菌 腐败菌 嗜热脂肪芽孢杆菌 嗜热解糖梭状芽孢杆菌 致黑梭状芽孢杆菌 肉毒杆菌 A、B 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697) 腐败特征 平盖酸败 产酸产气 致黑硫臭 产酸产气产毒 产酸产气 平盖酸败 产酸产气 产酸产气 产酸产气 耐热性 D121=4.0-5.0 min D121=3.0-4.0 min D121=2.0-3.0 min D121=6-12 sec D121=6-40 sec D121=1-4 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec D100=6-30 sec
物。一般认为达到杀菌条件的热处理强度足以钝化 食品中的酶活性。
一、微生物的耐热性
微生物对热的敏感性常受各种因素的
影响，如种类、数量、环境条件等 鉴定微生物的死亡，常以它是否失去
了繁殖与变异能力为标准。
（一）影响微生物耐热性的因素
–污染微生物的种类和数量 –热处理温度
–罐内食品成分
1. 污染微生物的种类和数量
（2）糖
高浓度的糖液一方面提高微生物的耐热性，另一
方面会因强烈的脱水作用而抑制微生物的生长
糖吸收了微生物细胞中的水分，导致细胞内原生 质脱水，影响了蛋白质的凝固速度，增大了微生 物耐热性。 糖浓度高到一定程度（60%左右）时，高渗透压 环境能抑制微生物生长。
图4 糖对细菌耐热性的影响
温度下的热力致死时间用符号F0来表示，称为F0值 F0值的定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度 的细菌所需要的热力致死时间，单位为min—F0值与 原始菌种、菌数和环境条件是相关的。 F0值越大，微生物的耐热性越强
已知某种菌的F0，计算任意温度时的杀菌时间：
各种杀菌温度-时间换算成121.1℃的杀菌时间：
细菌的热力致死时间随致死温度而异。它表示 了不同热力致死温度时细菌芽孢的相对耐热性
实验数据显示温度每上升一个定值，所需要的
杀菌时间减少10倍，表明热力致死规律按指数 递降进行。
（1）热力致死时间曲线方程
式一：
t1 T2 T1 lg t2 Z
式二：
T1-杀菌条件1的温度；T2-杀菌条件2的温度； t1-杀菌条件1的时间；t2-杀菌条件2的时间； Z-常数
（3）盐的影响
• 通常食盐的浓度在4%以下时，对芽孢 的耐热性有一定的保护作用，而8%以 上浓度时，则可削弱其耐热性。
（4）脂肪
脂肪含量高的细菌耐热性较强。 食品中脂肪和蛋白质接触会在微生物表面
形成凝结层，既妨碍水分的渗透，又不导
热，所以增加了微生物的耐热性。 脂肪含量高的罐头，杀菌强度要加大
表3 低酸和酸化食品判定表
表4 各种常见罐头食品的pH值
表5 罐头食品按照酸度的分类
罐头的分类-肉毒杆菌
肉毒梭状芽孢杆菌是嗜温厌氧型细菌，有A、B、C、D、 E、F、G七种类型，食品中常见的有A、B、E三种。其中
A、B类型芽孢的耐热性较E型强，广泛存在于土壤中，
故存在于原料中的可能性很大。
的延续所发生的变化
如果微生物足够多，它们不是同时死亡的，而是 随着时间的推移，死亡量逐渐增加
（1）热力致死速率曲线方程
a-原始菌数；b-残存菌数；t-处理时间
在热力致死速率曲线上，若杀菌时间足够大， 残存菌数出现负数（10-n）,说明若有10n个罐头， 可能还有一个罐中有一个微生物存活
（四）微生物耐热性参数
1. 热力致死时间曲线（TDT曲线） Thermal Death Time
热力致死时间用以表示将在一定环
境中一定数量的某种微生物恰好全部杀灭
所采用的杀菌温度和时间组合。
以热处理温度为横
坐标，以微生物全部杀灭
时间为纵坐标（对数值） 得到一条直线，即热力致
死时间曲线。
图5 热力致死时间曲线
（3）硫化黑变
在细菌的活动下，含硫蛋白质分解并产生唯一的 H2S气体，与罐内壁的铁发生反应生成黑色沉积 物硫化亚铁FeS，沉积于罐内壁或食品上，以致 食品发黑并呈臭味 是致黑梭状芽孢杆菌的作用，只有在杀菌严重不 足时才会出现。
（4）霉变
一般不常见。只有在容器裂漏或罐内 真空度过低时才有可能在低水分及高
（2） Z值
Z值为热力致死时间10倍变化时相应改变的加热 温度数，单位为℃。
Z值越大，因温度上升而取得的杀菌效果就越小。
肉毒杆菌Z为10℃，酸性食品Z为8℃ T2-T1 Z=-------------------------log t1 – log t2
（ 3） F 0值
通常用121.1℃（国外用250℉）作为标准温度，该
（2）污染量（原始活菌数）
腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数 而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越
长。因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效
果有直接的关系。
表1 原始菌数和玉米罐头杀菌效果的关系
2. 热处理温度
热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢 所需要的时间越短。
图1 不同温度时炭疽菌芽孢的活菌残存数曲线
二、罐藏食品杀菌的重要性
罐藏保存食品的历史-Nichols Appert – 罐藏工艺的重要性 安全性(无需防腐剂 )
方便性
常温贮藏流通
调节市场
第一节 热处理原理
热处理是食品工业中最有效、最经济、最简便，因 此也是使用最广泛的杀菌方法。
热杀菌的主要目的是杀灭正常保质期内的有害微生
凡能导致罐头食品腐败变质的微生物都称为腐败菌
事实表明，罐头食品种类不同，罐头内出现的腐败
菌也各有差异。 各种腐败菌的生活习性不同，故应 该有不同的杀菌工艺要求。 因此，弄清罐头腐败原 因及其菌类是正确选择合理加热和杀菌工艺，避免 贮运中罐头腐败变质的首要条件
1. 罐头常见的腐败变质的现象
罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖
（1）种类
–菌种不同，耐热性不同 –同一菌种，菌株不同，耐热性也不同 –正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱 –各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽
孢次之，需氧菌芽孢最弱。
–同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培育
条件、贮存环境的不同而异
热处理前细菌芽孢的培育和生长
–生物有抵御周围恶劣环境的本能。食品污染前腐败
第三章 食品的热处理和杀菌
内 容
第一节 第二节 第三节 热处理原理 热处理技术 热处理与产品质量
一、引言
食品热处理的分类 保藏热处理：目的是为了降低无益物质如 微生物和酶的活性； 转化热处理：在降低无益物质如微生物和 酶的活性之外，还出现一些典型的物理特 性的变化。