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软罐头食品中的微生物控制及杀菌
日期:2020-05-22 作者:未知 来源:水产加工技术联盟 点击:
 

软罐头食品是指除用蒸煮袋密封包装的食品外,凡装在密封塑料容器内,经封口或结扎,在细菌孢子的致死温度(120°C)下,经过湿热高温高压杀菌达到商业无菌的食品。

广义的软罐头食品,从包装形态上分为袋装食品、盘装食品和结扎食品三类,产品种类繁多。袋装食品的包装形态,四边都经热封,制成袋状,其中又有透明袋和铝箔袋(不透明 )两种,这类食品种类多,产量也大,是软罐头食品中的主流。盘装食品是将食品装在盘状容器内,加盖封口后进行高温高压杀菌的制品,容器又分透明盘和铝箔盘两种,食品包括需要容器的食品和液体食品。结扎食品是将包装材料一端用铝线结扎起来,装入食品后,另一端也用铝线扎紧,进行高温高压杀菌的食品,例如火腿肠等。
食品中的微生物
食品中存在着各种不同的微生物,有的腐败微生物能在食品中繁殖,并在食品中发生作用,使食品感官特性产生变化导致腐败而失去可食性。腐败菌的种类随食品种类和保藏状态而异。从许多研究结果所知,其代表性的有革兰氏阴性菌中的假单胞菌属、产碱菌、大肠菌、肠杆菌等;革兰氏阳性菌有微球菌、葡萄球菌、芽孢菌、乳酸菌等。

某些微生物常常在高温的泉水中也能生存,人们一般把55°C下能繁殖的微生物称为高温菌,有芽孢杆菌、梭菌属的芽孢菌、乳酸菌、放线菌等种类。这些高温菌不仅在高温下能繁殖,而且大都能长出耐热性芽孢来抵抗加热杀菌,它们是软罐头食品中最难杀灭的腐败菌之一。

食品受微生物的污染,是作为食品原料的动植物在自然环境中存在时就开始的,从采收到加工成制品,再到销售,在此过程中,食品中的微生物有的杀灭了,有的在繁殖,在各种各样的食品中形成特有的微生物群落,而且在这种微生物繁殖到一定数量时,食品就会发生腐败。对于原料的初期污染,不仅应注意污染食品的细菌数,而且还必须注意细菌种类。在污染食品的细菌中,若繁殖快,活性强的细菌所占的比例高时,食品在贮藏时的腐败也快。

对于软罐头食品之类的加热食品,若食品原料受细菌严重污染,不仅造成原料产品质量低劣,而且加热杀菌时需要高温长时间杀菌,对成品质量有双重的影响。从微生物的作用来看,保存食品的方法有两类:一类是使食品内部环境和外部环境处于微生物难以繁殖的状态,另一类是使食品与微生物隔绝。

软罐头食品中微生物的控制
软罐头食品杀菌的目的是杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌、腐败菌,并破坏食物中的酶使食品耐藏而不变质。软罐头杀菌通常都是利用加热法促使微生物死亡,加热使微生物细胞内的蛋白质受热凝固而失去了新陈代谢的能力。

微生物能够繁殖的温度范围随微生物的种类有很大的差异,人们把微生物分为低温细菌、中温细菌和高温细菌。微生物在比其繁殖的最适温度高数度的温度下就开始致死,因此致死温度随微生物的种类而异。例如,低温细菌海产弧菌在22 ~23°C时就开始致死,葡萄球菌在45-46℃开始致死,而高温细菌嗜热脂肪芽孢杆菌在60°C或以上的温度下才开始致死,芽孢杆菌的芽孢则对高温具有更高的抵抗性。

1、微生物的热致死曲线
研究表明,如果在图的纵坐标上标残存菌数的对数,横坐标上标加热时间,则在一定范围内,微生物的热致死曲线呈直线关系,显示微生物的热致死通常是以对数速度进行的。在某个加热温度下,把细菌数减少到1/10所需的时间(单位为分钟)称为D值(decimal reduction time,DRT, 杀死90%细菌的时间)。D值越大,细菌死亡速度越慢,即该菌的耐热性越强。在热力致死时间曲线中,缩短90%的加热时间,所需要提高的温度值为Z值,其单位为℃。Z值越大,因温度上升而取得的杀菌效果就越小。

根据热致死曲线的关系可以知道,杀死微生物所需要的时间,取决于开始时的细菌数。在某个温度下,要把所存在的某种微生物全部杀死,如果初菌数提高10倍,那么杀菌所需要的时间就需要在该杀菌温度下延长对应于该微生物的D值(分钟)。因此原料初期所受污染程度越高对成品质量的影响越大,在生产中应尽可能减少产品中的初始细菌数。

2、影响微生物热致死的主要因素
微生物的耐热性,不仅随微生物的种类而异,即使同一种微生物,也会随内因和外因的不同而有显著的差异。影响因素主要有以下。

(1)微生物的生长条件
同一种微生物在高温下培养的要比在低温下培养的耐热性强。所以在进行加热杀菌操作时,食品在加热前应尽可能在低温冷却,而杀菌时应快速加热。
(2)细菌密度
加热时单位体积内的细菌数越多,其耐热性也越强。
(3)介质的pH值
细菌在中性附近的介质中耐热性最高,降低pH值能提高杀菌的效果。
(4)水分
微生物在干燥状态下有较强的耐高温的性能,水分含量越高,蛋白质越容易凝固。
(5)食品成分
食品中含有的糖、盐、淀粉或油脂等物质,都可以导致细菌及其芽孢的耐热性增强。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,而浓度在8%以上时,则可削弱其耐热性;溶液中蔗糖的浓度愈高,杀死芽孢的热处理时间也愈长;如果将酸、碱、亚硝酸、某些抗菌素等对细菌有害的物质加到介质中时,细菌及其芽孢的耐热性就会降低。

3、杀菌时微生物的致死
肉毒梭菌的芽孢在磷酸缓冲液(pH值7)中,在100℃时加热330min致死,115℃时加热10min致死,在120℃温度下进行杀菌,经过4min 即可完全致死。

但是软罐头食品是蛋白质、脂肪、碳水化合物等的混合食品,这些物质对细菌的芽孢构成保护层,因此,在120℃加热4min,有时也未必能使细菌的芽孢致死。为了安全起见,采用中心温度在120℃ 5-6min以上的高温高压杀菌。进行高温杀菌时食品的褐变反应会加深,质感也会发生改变。

4、杀菌方法
食品在高温高压杀菌时,温度越高,细菌致死的时间就越短,但食品本身的蛋白质变性、脂肪氧化、风味损失等现象也将加速进行。因此在食品加工工艺中要考虑如何有效地杀灭细菌,又要注意尽可能保存食品品质和营养价值,最好还能做到有利于改善食品品质。

①罐头杀菌时使用F值这一术语,F值是加热杀菌的致死值,它表示在一定温度下使一定数量的细菌致死所需的加热时间(min)。F值可以用来对比Z值相同的细菌的耐热性,相同Z值情况下, F值越大的细菌耐热性越强。

②低酸性食品的基准温度国外常用121℃,湿热灭菌中常用F0表示。F0值为一灭菌温度(T)下, Z为10°C时所产生的灭菌效果与121℃,Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间(min)。

在整个灭菌的环节中,包括升温、保温、降温的各过程中的灭菌时间换算到121°C条件下的时间总和不应小于F0。在实际的杀菌工艺方案制定中,F值是最符合实际情况的概念,也是应用最广泛的,在实际操作中,一般情况下实际的灭菌效果都会高于理论计算的效果,即各过程等效到121°C的灭菌时间总和一般是大于F0的。

③软罐头食品的传热性能好,以F0值进行高温高压杀菌的,可以认为不致有细菌残存。根据试验结果,杀死软罐头食品中的细菌芽孢,采用F0值6~7的杀菌值最为理想。

④F0值传统的计算方法是先测定读取罐头中心温度,然后换算成致死率值,画坐标图及测量面积等,进行一系列的数据解析,十分烦琐,这里不作赘述。现代的杀菌设备配有带F0值计算机的温度记录仪,可以自动计算出F0值。

⑤在确定软罐头食品的杀菌工艺条件时,食品罐头的传热也是极其重要的考虑因素,它直接影响加热时间的确定。罐头传热受各种因素的影响,如包装材料的传热系数、食品的形状大小、厚度、粘稠度、真空度、食品原料的加工方法、加热时食品的特性、杀菌锅内产品的摆放形式、杀菌设备的形式等。杀菌条件可以通过科学的方法,进行一系列的实验获得。

正确的杀菌工艺条件应恰好能按照选定的F值完成杀菌任务,将软罐内细菌全部杀死和使酶钝化,保证贮藏安全,但同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不致于蒸煮过度,完成杀菌任务是首要问题。

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