超高溫(uht)滅菌

1、1第十五章第十五章超高溫（超高溫（UHT）滅菌）滅菌殺菌是食品加工中極為重要的一道工序，在原始社會里，人類就不知不覺地對食品進行了殺菌處理。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們對食品殺菌意義的認識和應(yīng)用也得到了不斷地完善和提高。第一節(jié)第一節(jié)超高溫滅菌的基本原理超高溫滅菌的基本原理關(guān)于超高溫（UHT）滅菌，尚沒有十分明確的定義。習(xí)慣上，把加熱溫度為135~150℃，加熱時間為2~8s，加熱后產(chǎn)品達到商業(yè)無菌要求的殺菌過程稱為UHT滅菌。UHT滅

2、菌的理論基礎(chǔ)涉及兩個方面。一是微生物熱致死的基本原理；二是如何最大限度保持食品的原有風(fēng)味及品質(zhì)。一、一、UHT滅菌的微生物致死理論依據(jù)滅菌的微生物致死理論依據(jù)按照微生物的一般熱致死原理，當(dāng)微生物在高于其耐受溫度的熱環(huán)境中時，必然受到致命的傷害。加熱促使微生物死亡的原因是由于高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)的不可逆變化，隨后一些球蛋白變得不溶解，酶失去活力，從而造成新陳代謝能力的喪失，因此，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固變性的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性，而且這與殺

3、菌條件的選擇密切相關(guān)。大量實驗證明，微生物的熱致死率是加熱溫度和受熱時間的函數(shù)。（—）微生物的耐熱性腐敗菌是食品殺菌的對象，其耐熱性與食品的殺菌條件有直接關(guān)系。影響微生物耐熱性的因素有如下幾方面：（1）菌種和菌株（2）熱處理前菌齡、培育條件、貯存環(huán)境（3）熱處理時介質(zhì)或食品成分，如酸度或PH值（4）原始活菌數(shù)（5）熱處理溫度和時間，作為熱殺菌，這是主導(dǎo)的操作因素。（二）微生物的致死速率與D值在一定的環(huán)境條件和一定溫度下，微生物隨時間而死

4、亡時的活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對數(shù)周期下降的。這一規(guī)律為通常大量的試驗結(jié)果所證實。若以縱坐標(biāo)表示單位物料內(nèi)隨時間而殘存的活細胞或芽孢數(shù)的對數(shù)值，橫坐標(biāo)表示熱處理時間，則可獲得如圖151所示的微生物致死速率曲線。圖151微生物致死速率曲線3表為（151）??TZFTDT??1211log必須強調(diào)指出，熱力致死時間（TDT）這個概念的提出隱去了細菌死亡按指數(shù)規(guī)律的實質(zhì)，也避開具體運用概率說明細菌死亡的方法，而是模糊地以實際試管試驗法所確定

5、的所謂“完全滅菌”為依據(jù)。因此采用TDT法不能清楚地說明諸如殺菌終點、原始菌數(shù)不同時出現(xiàn)的耐熱性差異及TDT試管試驗法中常見越級現(xiàn)象等實際問題。根據(jù)式（151）可知，決定細菌耐熱特性的是F和Z兩個參數(shù)。對于不同菌種，一般兩者都不相同；對于同一菌種，也只能在其一數(shù)值相等的條件下，由另一條來比較它們的耐熱性。故F值只能用于Z值相同時細菌耐熱性的比較。Z值相同時，F(xiàn)值大的細菌的耐熱性比F值小的強。同樣，F(xiàn)值相同時，Z值大的細菌的耐熱性比Z值小

6、的強。為了比較，也可人為的規(guī)定Z的標(biāo)準(zhǔn)值，一般取Z=10℃。（四）UHT殺菌的品質(zhì)保證大量實驗表明，采用UHT瞬時殺菌技術(shù)也可最大程度地保持食品的風(fēng)味及品質(zhì)。這主要是因為微生物對高溫的敏感程度遠遠大于食品成分的物理化學(xué)變化對高溫的敏感程度。例如，在乳品工業(yè)生產(chǎn)滅菌乳的過程中，如果牛乳在高溫下保持較長時間，則可能產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)。例如蛋白質(zhì)和乳糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，使乳的顏色變褐；蛋白質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生不良氣味；糖類焦糖化產(chǎn)生異味等。此外還

7、可能發(fā)生某些蛋白質(zhì)變性而產(chǎn)生沉淀。這些都是生產(chǎn)滅菌乳所不允許的，應(yīng)力求避免。圖153表示牛乳滅菌和發(fā)生褐變時的溫時曲線。圖153牛乳滅菌及褐變的時間溫度曲線1變褐的最低時間溫度條件2滅菌的最低時間溫度曲線圖中實線為牛乳褐變的溫時下限，虛線為滅菌的溫時下限。從圖中可以看出，若選擇滅菌條件為110120℃1520min，則兩線之間間距甚近，說明生產(chǎn)工藝條件要有十分嚴格的措施來維持，這在實際上很難辦到。而選擇UHT滅菌條件137145℃25s

8、時，兩線之間間距較遠，說明產(chǎn)生褐變及其他缺陷的危險性較小，生產(chǎn)工藝條件較易控制。在這種殺菌條件下，產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)及營養(yǎng)沒有受到很大的損害。所以，該技術(shù)比常規(guī)殺菌方法能更好地保存食品的品質(zhì)及風(fēng)味。二、超高溫滅菌時間和溫度意義、超高溫滅菌時間和溫度意義從殺死微生物的觀點來看，熱處理強度是越強越好，時間是越長越好。但是，強烈的熱處理對食品的外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)價值會產(chǎn)生不良后果。如牛乳中蛋白質(zhì)在高溫下變性；強烈的加熱使牛乳風(fēng)味改變，首先是