范文一:[doc] 热处理在果蔬贮藏保鲜中的作用
热处理在果蔬贮藏保鲜中的作用
热处理在果蔬贮藏保鲜中的作用
严珏敏郑永华
(浙江#学院,枯安3L】300)(浙江农业大学)
摘要果蔬贮藏前热处理或贮藏期I”1歇加温,可嘎起到防腐,减轻冷害发生等作
用,有助于提高果蔬的贮藏效果.作为一项辅助措施,热处理已开始在一些果蔬的
贮藏实践中得到应用.
苎竺要甚些果蔬贮|,堕堕,砖害控制幂蔬,_j2立藏中国分类号TS255.3./?.
本文所谓的热处理,是指用20,60?的热水,热化学药剂或热空气短期处理果蔬产品.
它是相对于果蔬最适贮藏温度(一般为0?)而言的.国外对热处理在果蔬贮藏中的作用,已
作了较多研究,并且已在一些果蔬的贮藏中应用m”““.近年来国内也开展了这方面的研
究,取得了初步成果[2.”“.许多研究表明,热处理能有效地控制果蔬的贮藏病害,减轻冷害
发生,并能杀死侵入组织内的害虫,从而提高贮藏效果[IJ”““.现将国
内外的研究和应用概
况作一综述.
1防腐作用
采后应用热处理是控制果实腐烂的一种有效方法,对真菌潜伏侵染较突出的热带水果尤
其有效.目前热处理已在芒果,荔枝,番术瓜,桃等多种水果上应用.
芒果I芒果贮藏期的主要病害是由Colletrichum引起的炭疽病及DfpIodia,Alterna?ria,
Phomosis引起的蒂腐病.这些病菌在花期侵入,潜伏于果实内,当果实开始后熟时才发病,
造成大量腐烂.热水处理能有效地控制炭疽病的发生,而对其他病害的抑止作用较小.果实
采后在50?热水中浸泡30rain或在55?热水中浸泡iorain,能有效地控制炭疽病的危
害【.”.单独使用热水处理能使芒果的真菌性腐败减少60~70%以上[I口】.刘秀娟用海南省的
10个芒果品种试验,证明果实在52,55?热水中浸泡15rain,也能有效抑止炭疽腐烂【.”.
热水结台杀菌剂处理,则能更好地控制炭疽病,同时对控制蒂腐也有良效,并可缩短处理时
间.用含0.2%,O.4%春日霉素的55?热溶液浸果5rain,能很好地控制芒果的炭疽病和蒂
腐病[2口】.南非芒果采后立即用含0.05%苯来特的55?热溶液浸泡5rain,能有效地控制炭
疽病和软褐斑病的发生I.】(见表1).国内外的试验证明,55?的热苯来特(0.05%,0.10%)处
理芒果5,10rain,能很好地控制炭疽病,并减少蒂腐的发生,是目前控制芒果采后腐烂
收稿R期_1991—06-18
的最有效方法p”“““.热水处理虽能有效控制芒果的采后腐烂,但破坏了果实表面蜡质,降
低光泽,加重失水,并加速芒果的后熟,缩短贮藏寿命.E”“.涂蜡处理可以克服热处理而造.
成的蜡质破坏”】,而热水结合植物生长调节物质处理,RUfi~有效地延长贮藏寿命.用含1000
,2000mg/kgMH和100~200mg/kg2.4.5一T的热溶液处理芒果,可以抵消热处理对成
熟的促进作用【I口i.由于热处理能减少腐烂,增进果实的商品性,在国外已成为8i口芒果包装
问作业的一项专门操作.
裹1笨来特对芒果炭疽睛发生的影响(%)
Table1E~[ectofhotbenomylonanthracnosedevelopmentonmangofruits
术同一科内有糨同字母者表示差异不显着(尸=0.05)
其他水果:澳太利亚和我国的荔枝采后用52~C500~1000mg/kg苯来特溶液浸泡2min,
再用聚乙烯薄膜包装,能明显减少腐烂和褐变的发生(见表2),在常温(20~30X3)下可保存
10d左右?”“.我国广东省从1981牢开始应用此法,使荔枝在常温下的保鲜期延长到7,
9d.
袭2薄腠包装热处理荔枝在20?下13d后的坏败状况?
?Fable2Deterioration(meanscores)forLitehlstreatedwithheattreatmcnt
andheldinpolyethylenehaysfor13daysat20?
木掘Scott@(198Z);
术术O;无啦坏.10=严重褐查或腐烂
番术瓜采后在44~48~C热水中浸泡20min,髓有效地控制炭疽病的发生….桃和油桃采.,:
后用46?100mg/kg苯来特溶液浸泡2.O,2.5min,能有效控制褐腐病的发生?.梨果实采
后在21~38~C下预贮1,7d,能抑止在一1~C下贮藏时腐烂的发生?】.Spartap-苹果采后
于38?空气中处理4,6d,然后在一1?下贮藏120d,再在21?下放置7d,其腐烂率仅
为6.o%,而对照高达24.9%[3].草莓采后用44?湿空气处理40~60rain,能有效地抑止由
藏霉和棍霉荫引起的腐烂,而对风味和品质无影响[1o】.
2】?严珏域等热处理在果蔬贮藏保鲜巾的作用233
2减轻冷害的发生
热处理可以有效地减轻冷敏果蔬的冷害发生.根据处理时间的不同,可分为高温预贮和
间歇加温两种.
2.1高温预贮
又称空调预贮,逐步降温或低温适应.它是指在正式冷藏前,将产品放在较高温度下预
贮一段时间,然后再转入规定低温下长期贮藏.利用此法可减轻芒果,萄葡柚等多种果实冷
害的发生.大多数芒果品种在温度低于10NI2?时就有可能产生冷害呼吸跃变前的硬缘
Alphonso芒果,采后贮于1O?下,30d就出现冷害征状,45d有6O发生冷害,后熟后果
实表皮具褐斑,胡萝索含量,果香及风味均下降.而采用分步降温,果实先在2O?和15~C
下处理1d和2d,再在1O?下贮藏(降温过程见图1所示),30d后未见冷害征状,45d后
只有1O果实发生冷害!】.
一01z3456
时间(d)
图1芒果分步降压贮藏温度示意图
Ftg.1Theprocessofgi”aduallyloweringtemperatureformangostorage
“马叙葡萄柚在16?下预贮7d,然后再在1~C下贮藏21d,未见冷害发生I而直接在
1?下贮藏28d的果实,冷害发生率达23…】.苹果采后在38?下预贮4,6d,然后在一1?
下贮藏4个月,果心褐变和果实的衰老崩溃受到明显抑止】.此外,南瓜,西瓜和茄子等都
可采用高温预贮的方法减轻冷害的发生【e,Sl】
2.2阊默加噩
又称中选加温,是指在冷藏期间进行一次或数次的短期升温,以减轻冷害发生的一种方
法.已证明间歇加温对许多果蔬如桃,油祧,芒果,苹果,柑桔,洋李,黄瓜,青椒,番茄
等都有减轻冷害的作用.桃和油祧在低温(O,5?)下贮藏过久,就会出现冷害,表现在失去
后熟能力.果肉发绵,内部组织崩溃等,匿此冷藏期一般不超过21d.Anderson和Ben—
Arie等对间歇加温防止桃和油祧的冷害作了详细的研究mI.在0*C气调贮藏(1O+
5COi),并且按图2每隔30d左右间歇加温(18N20?)2d的桃和油桃
果实,贮藏140d
后在18~20?下后熟时很少发生内腐病,并能保持较好的品质?而Table3Internalappearancerat|ngs0fPeachsandNectarinesripened
afterstoragewithvarioustreatments
9卷
注I(1)100=扳好(无内腐翁)?20=严重内庸,
(2)延迟CA=先在O?C空气中贮藏?d,再转入cA贮藏
(3)BEN=lOOmg/kg46”C羊来特径25m~?nI
(1)同一列内有相同字母者表示差异不显着(尸=005)
3杀虫作用
一
些热带水果如番木瓜,芒果,香蕉等常受一些检疫性昆虫如地中海果蝇的侵害,若不
经杀虫处理就不能出口国外市场,甚至不能运出产地过去主要采用二溴乙烷(EDB)熏蒸
法来杀死侵入果内的害虫,但使用EDB涉及到残毒问题,美国从1984年起就禁止使甩该药
剂,因此必须寻求另外的杀虫方法.据Armstrong(1982)报道,夏威夷出产的香蕉,用50?
热水浸泡15min,就可达到杀虫目的,而不影响果实品质与贮藏寿命,可以取代以前的
EDB熏蒸法”】.芒果采后用46?热水浸泡20min,然后用低剂量EDB
熏蒸和7.6?低温处
理,可以完全消除果实内的果蝇[J?1.热处理对番木瓜的杀虫效果不
太.这主要是因为番木
瓜果实较大,热渗透较慢,当达到杀死果心的虫卵或幼虫时,果实表屡
就有可能产生热伤害.
Hayes等(1984)的研究发现,番木瓜的虫害依赖于果实的成熟度,绿色
成长果和刚转色的
果实很少受果蝇的侵害.因此宜选择转色至1/4成熟的果实.这类果
实尚未受虫害或即便侵入,
虫卵和幼虫也位于果实的表层,只要用42l?热水浸40min,再用49?
热水浸2Omin,就可
达到杀虫目的,而不伤害果实【?
,
2期严珏敏等热处理在果蔬贮藏保鲜巾的作用235
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Abstract:Thispaperreviewsthemaineffectsofheattreatmentonfruits
andvegetables.Prestorageheattreatmentorintermittentwarmingduring
storagecanreducedecayandchillinginjurydevelopment,andcanenhance
theeffectofcoldstorageonfruitsandvegetables.Asasupplementary
measure,heattreatmentisnowusedinsomefruitsandvegetablesstorage
practice.
Keywords:heattreatment;fruitandvegetablestorage:controlofdecay;
controlofchillinginjury
3:00n他”?仃?扑n此聆
范文二:热处理的作用
热处理 的作用就是提高材料的机械性能、 消除残余应力和改善金属的切削加工性。 按照 热处理不同的目的,热处理工艺可分为两大类:预备热处理和最终热处理。
1. 预备热处理
预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。 其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。
(1)退火和正火
退火和正火用于经过热加工的毛坯。 含碳量大于百分之零点五的碳钢和合金钢, 为降低 其硬度易于切削, 常采用退火处理; 含碳量低于百分之零点五的碳钢和合金钢, 为避免其硬 度过低切削时粘刀, 而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、 均匀组织,为以后的热处 理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。
(2)时效处理
时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为避免过多运输工作量, 对于一般精度的零件, 在精加工前安排一次时效处理即可。 但 精度要求较高的零件 (如座标镗床的箱体等) ,应安排两次或数次时效处理工序。 简单零件 一般可不进行时效处理。
除铸件外, 对于一些刚性较差的精密零件 (如精密丝杠) , 为消除加工中产生的内应力, 稳定零件加工精度, 常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工,在 校直工序后也要安排时效处理。
(3)调质
调质即是在淬火后进行高温回火处理, 它能获得均匀细致的回火索氏体组织, 为以后的 表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备,因此调质也可作为预备热处理。
由于调质后零件的综合力学性能较好, 对某些硬度和耐磨性要求不高的零件, 也可作为 最终热处理工序。
2. 最终热处理
最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。
(1)淬火
淬火有表面淬火和整体淬火。 其中表面淬火因为变形、 氧化及脱碳较小而应用较广, 而 且表面淬火还具有外部强度高、 耐磨性好,而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为 提高表面淬火零件的机械性能, 常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。 其一般工艺 路线为:下料 --锻造 --正火(退火) --粗加工 --调质 --半精加工 --表面淬火 --精加工。
(2)渗碳淬火
渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢, 先提高零件表层的含碳量, 经淬火后使表层获得高 的硬度, 而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。 渗碳分整体渗碳和局部渗碳。 局部 渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施 (镀铜或镀防渗材料)。 由于渗碳淬火变形大,且渗碳 深度一般在 0.5-2毫米之间,所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。
其工艺路线一般为:下料 -锻造 -正火 -粗、半精加工 -渗碳淬火 -精加工。当局部渗碳零件 的不渗碳部分采用加大余量后, 切除多余的渗碳层的工艺方案时, 切除多余渗碳层的工序应 安排在渗碳后,淬火前进行。
(3)渗氮处理
渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。 渗氮层可以提高零件表 面的硬度、 耐磨性、 疲劳强度和抗蚀性。 由于渗氮处理温度较低、 变形小、 且渗氮层较薄 (一 般不超过 0.6-0.7毫米),渗氮工序应尽量靠后安排,为减小渗氮时的变形,在切削后一般 需进行消除应力的高温回火。
范文三:热处理的作用
热处理的作用
制造过程中,存在由于过量的冷卷、冷矫形等冷加工引起的冷作硬化。由于焊接引起的焊缝区组织和性能的变化。由于焊接产生残余应力以及由此而导致的应力腐蚀裂纹的产生和发展。
焊接时,当母材相邻区域产生一温差大于100度的急剧温度梯度时,在铁素体钢或相当的其他材料中引起不均匀的塑性应变,而在随后的冷却过程中,将产生一个峰值应力达到屈服点的残余应力场。
另外,由于压力容器制造中的不均匀塑性应变导致在弹性-塑性材料中产生残余应变,而残余应变可以是来自机械的(主要是冷卷、冷矫形等冷加工)热力的(主要是焊接过程产生的),或者两者兼有的原因,也就是热机械的原因。
因此,在压力容器加工完成的最终产品中将留下残余弹性应变场,并承受相应的弹性残余应力。残余应力的存在,将影响压力容器的使用性能。为了消除焊接区峰值应变,达到内应变均匀分布这一目的,可以采取多种方法,如机械震动法、焊后加热法等。然而,由于压力容器中许多潜在的问题主要来自焊缝区的冶金损伤,所以,采用机械方法以降低内应变的手段已经不足以预防日后运行过程中可能出现的诸多问题。另外,金属的氢脆现象已经比较为人们所关注。氢进入钢以后,机械性能会发生明显的变坏。强度和塑性明显降低,溶解于金属晶格中的氢,使钢在缓慢变形时发生脆性破坏。金属材料中的氢可以是在金属材料生产工艺过程中吸收的,如金属在焊接时液态金属吸收的氢保留在焊缝中,也可能是材料在氢环境中服役吸收的氢。对于焊缝中吸收的氢,比较有效的消除方法就是进行焊后热处理,它既可以达到松弛和缓和焊接残余应力,改善因焊接而被硬化及脆化的焊接热影响区,提高焊缝金属的延性和断裂韧性,也可以使焊接区及附近的氢等有害气体扩散逸出。
压力容器采用的热处理方法有两类:一类为改善机械性能的热处理,一类为焊后热处理(PWHT)。广义地说,焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理。起内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力、析出热处理等。狭义地说,焊后热处理仅指消除应力退火,即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响,从而对焊接区及有关部位在金属相变2温度点以下均匀而有充分地加热,然后又均匀冷却的过程。许多情况下所讨论的焊后热处理实质上就是焊后消除应力热处理。
焊后热处理的目的有:
1.松弛焊接参与应力2.稳定结构的形状和尺寸,减少畸变。3.改善母材、焊接区的性能,包括a.提高焊缝金属的塑性。b.降低热影响区硬度。c.提高断裂韧性。d.改善疲劳强度。e.恢复或提高冷成型中降低的屈服强度。4.提高抗应力腐蚀的能力。5.进一步释放焊缝金属中的有害气体,尤其是氢,防止延迟裂纹的发生。 PWHT必要性的判断
压力容器有无焊后热处理的必要,在设计上应加以明确规定,现行的压力容器设计规范对此有要求。焊制的压力容器,焊接区存在着较大的残余应力,而残余应力的不利影响,在一定的条件下才表现出来。当残余应力与焊缝中的氢相结合时,将促使热影响区硬化,导致冷裂纹和延迟裂纹的产生。残存在焊缝中的静应力或负载运行中的动载应力与介质的腐蚀作用相结合时,将有可能引起裂纹状腐蚀,即所谓应力腐蚀。焊接残余应力及由焊接引起的母材淬硬是产生应力腐蚀裂纹的重要因素。研究结果表明,变形和残余应力对金属材料的主要影响,在于使金属从均匀腐蚀转变为局部腐蚀,即转变为晶间或穿晶腐蚀。当然,金属的腐蚀破裂和晶间腐蚀均出现在对该种金属具有一定特性的介质中。在残余应力存在的情况下,根据侵蚀性介质的成分、浓度和温度的不同,以及母材与焊接区的成分、组织、表面状态、应力状态等存在的差异而有所不同,从而,使腐蚀破坏的性质可能改变。
焊接的压力容器是否需要做焊后热处理,应从容器的用途、尺寸(特边是壁板厚度),所用材料的性能以及工作条件等方面综合考虑决定。有下列情况之一的,应考虑焊后热处理:
1.使用条件苛刻,如在低温下工作有发生脆性断裂危险的厚壁容器,承受较大载荷和交变载荷的容器。
2.厚度超过一定限度的焊制压力容器。包括锅炉、石油化工压力容器等有专门规程、规范的。3.对尺寸稳定性较高的压力容器。4.由淬硬倾向大的钢材制造的容器。5.有应力腐蚀开裂危险的压力容器。6.其他有专门规程、规范以及图样予以规定的压力容器。
在钢制焊接压力容器中,在靠近焊缝的区域内形成达到屈服点的残余应力。这种应力的产生与拌有奥氏体的组织转变有关。许多研究者指出,为了消除焊后的残余应力,650度的回火对钢制焊接压力容器能产生良好的影响。同时认为,如果在焊后不进行适当的热处理,就始终不能得到耐腐蚀的焊接接头。
一般认为,消除应力热处理属于焊接工件被加热到500-650度而后再缓慢冷却的过程。应力的降低起因于高温下的蠕变,在碳钢中从450度开始出现;在含钼的钢中,从550度开始出现。温度越高,应力越易于消除。但是一旦超过钢材的原始回火温度,钢的强度便要降低。所以消除应力的热处理一定要掌握好温度和时间两个要素,缺一不可。
然而在焊件内应力中,总是伴生着拉伸应力与压缩应力,应力与弹性变形同时存在。当钢材的温度升高,屈服强度下降,原有的弹性形变会变成塑性形变,从而是应力松弛。加热温度越高,内应力消除越充分。但温度过高时将使钢材表面严重氧化。另外,对于调质钢的PWHT温度,应以不超过钢材原回火温度为原则,一般比钢材原回火温温度低30度左右,否则材料就会失去调质效果,强度和断裂韧性就会降低。这一点对于热处理工作者来说,应予以特边关注。
消除内应力的焊后热处理温度越高,钢材软化程度越大,通常加热到钢材的再结晶温度,内应力就可消除,再结晶温度与熔化温度有密切关系。一般地,再结晶温度K=0.4X熔化温度(K)。热处理温度越接近再结晶温度,消除残余应力越有效。
PWHT综合效果的考虑
焊后热处理并非是绝对有利的。一般情况下,焊后热处理有利于缓和残余应力,并对应力腐蚀有严格要求的情况下才进行。但是,试件的冲击韧性试验表明,焊后热处理对熔敷金属和焊接热影响区的韧性提高不利,有时在焊接热影响区的晶粒粗化范围内还可能发生晶间开裂。再则,PWHT是依靠在高温下材料强度的降低来实现消除应力的,因此,在PWHT时,结构有可能失去刚性,对于采取整体或局部PWHT的结构,热处理前,必须考虑焊件在高温下的支承能力。所以,在考虑是否进行焊后热处理时,应将热处理的有利和不利两个方面综合比较。从结构性能上来看,有使性能提高的一面,也有使性能降低的一面,应在综合考虑两方面的基础工作上做出合理的判断
范文四:食品的热处理保藏
食品的热加工
第一节 热处理的目的
第二节 热处理原理
食品的杀菌方法有多种,物理的如热处理、微波、辐射、过滤等,化学的如各种防腐剂和抑菌剂,生物的如各种微生物或能产生抗生素的微生物。虽然杀菌方法有多种多样,并且还在不断地发展,但热处理杀菌是食品工业最有效、最经济、最简便、因而也是使用最广泛的杀菌方法,同时也成为用其它杀菌方法时评价杀菌效果的基本参照。
热杀菌的主要目的是杀灭在食品正常的保质期内可导致食品腐败变质的微生物。一般认为,达到杀菌要求的热处理强度足以钝化食品中的酶活性。同时,热处理当然也造成食品的色香味、质构及营养成分等质量因素的不良变化。因此,热杀菌处理的最高境界是既达到杀菌及钝化酶活性的要求,又尽可能使食品的质量因素少发生变化。
要制定出既达到杀菌的要求,又可以使食品的质量因素变化最少的合理的杀菌工艺参数(温度和时间),就必须研究微生物的耐热性,以及热量在食品中的传递情况。
一、微生物的耐热性
(一)影响微生物耐热性的因素
1、污染微生物的种类和数量。
(1)种类。各种微生物的耐热性各有不同,一般而言,霉菌和酵母的耐热性都比较低,在50-60℃条件下就可以杀灭;而有一部分的细菌却很耐热,尤其是有些细菌可以在不适宜
生长的条件下形成非常耐热的芽孢。显然,食品在杀菌前,其中可能污染有各种各类的微生物。微生物的种类及数量取决于原料的状况(来源及储运过程)、工厂的环境卫生、车间卫生、机器设备和工器具的卫生、生产操作工艺条件、操作人员个人卫生等因素。
(2)污染量。微生物的耐热性,与一定容积中所存在的微生物的数量有关。微生物量越多,全部杀灭所需的时间就越长。
2、热处理温度。
在微生物生长温度以上的温度,就可以导致微生物的死亡。显然,微生物的种类不同,其最低热致死温度也不同。对于规定种类、规定数量的微生物,选择了某一个温度后,微生物的死亡就取决于在这个温度下维持的时间。
3、罐内食品成分。
(1)pH 值。研究证明,许多高耐热性的微生物,在中性时的耐热性最强,随着pH 值偏离中性的程度越大,耐热性越低,也就意味着死亡率越大。
(2)脂肪。脂肪含量高则细菌的耐热性会增强。
(3)糖。糖的浓度越高,越难以杀死食品中的微生物。
(4)蛋白质。食品中蛋白质含量在5%左右时,对微生物有保护作用。
(5)盐。低浓度食盐对微生物有保护作用,而高浓度食盐则对微生物的抵抗力有削弱作用。
(6)植物杀菌素。有些植物(如葱、姜、蒜、辣椒、萝卜、胡萝卜、番茄、芥末、丁香和胡椒等)的汁液以及它们分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用,这类物质就被称为植物杀菌素。
(二)对热杀菌食品的pH 值分类
大量试验证明,较高的酸度可以抑制乃至杀灭许多种类的嗜热菌或嗜温微生物;而在较酸的环境中还能存活或生长的微生物往往不耐热。这样,就可以对不同pH 值的食品物料采用不同强度的热杀菌处理,既可达到热杀菌的要求,又不致因过度加热而影响食品的质量。
各种书籍资料中对热处理食品按pH 值分类的方法有多种不尽相同的方式,如分为高酸性(≤3.7)、酸性(>3.7-4.6)、中酸性(>4.6-5.0)和低酸性(>5.0)这四类,也有分为高酸性(4.6)这三类的,还有其它一些划分法。
但从食品安全和人类健康的角度,只要分成酸性(≤4.6)和低酸性(>4.6)两类即可。这是根据肉毒梭状芽孢杆菌的生长习性来决定的。在包装容器中密封的低酸性食品给肉毒杆菌提供了一个生长和产毒的理想环境。肉毒杆菌在生长的过程中会产生致命的肉毒素。因为肉毒杆菌对人类的健康危害极大,所以罐头生产者一定要保证杀灭该菌。试验证明,肉毒杆菌在pH ≤4.8时就不会生长(也就不会产生毒素),在pH ≤4.6时,其芽孢受到强烈的抑制,所以,pH4.6被确定为低酸性食品和酸性食品的分界线。另外,科学研究还证明,肉毒杆菌在干燥的环境中也无法生长。所以,以肉毒杆菌为对象菌的低酸性食品被划定为pH >4.6、a w >0.85。因而所有pH 值大于4.6的食品都必须接受基于肉毒杆菌耐热性所要求的最低热处理量。
在pH ≤4.6的酸性条件下,肉毒杆菌不能生长,其它多种产芽孢细菌、酵母及霉菌则可能造成食品的败坏。一般而言,这些微生物的耐热性远低于肉毒杆菌,因次不需要如此高强度的热处理过程。
有些低酸性食品物料因为感官品质的需要,不宜进行高强度的加热,这时可以采取加入酸或酸性食品的办法使整罐产品的最终平衡pH 值在4.6以下,这类产品称为“酸化食品”。酸化食品就可以按照酸性食品的杀菌要求来进行处理。
(三)微生物耐热性参数
1、热力致死温度:表示对于特定种类的微生物进行杀菌达到某一个温度时,微生物已全部死亡,该温度即热力致死温度。
2、热力致死时间曲线(Thermal death time curve,简称TDT 曲线):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。
(图:TDT 曲线)
热力致死时间曲线方程:
lg
TDT 曲线与环境条件有关,与微生物数量有关,与微生物的种类有关。
3、F 0值:单位为min ,即TDT 121.1,是采用121.1℃杀菌温度时的热力致死时间。F 0值与菌种、菌量及环境条件有关。显然,F 0值越大,菌的耐热性越强。利用热力致死时间曲线,可将各种杀菌温度-时间组合换算成121.1℃时的杀菌时间:
F 0 = t lg-1[(T-121.1)/Z]
4、Z 值:单位为℃,是杀菌时间变化10倍所需要相应改变的温度数。在计算杀菌强度时,对于低酸性食品中的微生物,如肉毒杆菌等,一般取Z=10℃;在酸性食品中的微生物,采取100℃或以下杀菌的,通常取Z=8℃。
5、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的延续所发生的变化。以热处理(恒温)时间为横坐标,以存活微生物数量为纵坐标,可以得到一条对数曲线,即微生物的残存数量按对数规律变化。
(图:热力致死速率曲线)
热力致死速率曲线方程:
t = D ( lg a-lg b )
在热力致死速率曲线上,若杀菌时间t 足够大,残存菌数可出现负数(10-1乃至10-n ),这是一种概率的表示。
6、D 值:单位为min ,表示在特定的环境中和特定的温度下,杀灭90%特定的微生物所需要的时间。D 值越大,表示杀灭同样百分数微生物所需的时间越长,说明这种微生物的耐热性越强。
7、F 0=nD:将杀菌终点的确定与实际的原始菌数和要求的成品合格率相联系,用适当的残存率值代替“彻底杀灭”的概念,这使得杀菌终点(或程度)的选择更科学、更方便,同时强调了环境和管理对杀菌操作的重要性。通过F 0 = n D,还将热力致死速率曲线和热力致死时间曲线联系在一起,建立了D 值、Z 值和F 0值之间的联系。
在实际杀菌操作中,若n 足够大,则残存菌数b 足够小,达到某种可被社会(包括消费者和生产者)接受的安全“杀菌程度”,就可以认为达到了杀菌的目标。这种程度的杀菌操作,称为“商业灭菌”;接受过商业灭菌的产品,即处于“商业无菌”状态。商业无菌要求产品中的所有致病菌都已被杀灭,耐热性非致病菌的存活概率达到规定要求,并且在密封完好的条件下在正常的销售期内不生长繁殖。
二、食品的传热
在实际生产中,必须考虑食品的传热问题。
(一)传热方式
热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。对于罐藏食品的内容物来说,只有传导和对流两种方式。根据罐内容物的特性,其传热型式有如下几种。
(1)完全对流型——液体物料如果汁、蔬菜汁,和汁液很多而固形物很少且块形很小的物料如汤类罐头;
(2)完全传导型——固体物料如午餐肉、烤鹅等;
(3)(先)传导(后)对流型——受热熔化的物料,如果酱等;
(4)(先)对流(后)传导型——受热后会吸水膨胀的物料,如甜玉米等,含有丰富的淀粉质;
(5)诱发对流型——借助机械力量产生对流,如对于八宝粥等粘稠性产品使用回转式杀菌器,在杀菌过程中产生强制性对流。
(二)影响传热的因素
1、罐内食品的物理性质。主要指食品的状态、块形大小、浓度、粘度等。
2、初温(IT ,initial temperature)。指杀菌操作开始时,罐内食品物料的温度。
3、容器。对于杀菌操作中的传热,主要考虑容器的材料、容积和几何尺寸。
4、杀菌锅。静置式杀菌锅与回转式杀菌锅的区别。 t 1T 2-T 1=t 2Z
(三)传热测定
指对罐头中心温度(或称冷点温度)的测定,冷点指罐头在杀菌冷却过程中,温度变化最缓慢的点。传导型食品罐头的冷点在罐的几何中心;对流型食品罐头的冷点在罐中心轴上离罐底2-4cm 处。
传热测定的目的,(1)了解不同性质内容物罐头的传热情况,即杀菌过程中温度随时间变化的曲线,为正确制定杀菌工艺条件奠定基础;(2)比较杀菌锅内不同位置的升温情况,为改进、维修设备和改进操作水平提供技术依据;(3)得出罐内食品所接受的杀菌值(F p ),判断罐头食品的杀菌效果。
罐头中心温度测定仪主要由热电偶和电位差计组成。
(四)传热曲线
1、传热曲线的表现形式
T m ~t自然数坐标传热曲线:表示罐头食品冷点处的温度T m 值随杀菌时间t 的变化; (T s -T m )~t半对数坐标传热曲线:因杀菌锅操作温度T s 与罐头冷点温度T m 间差值的对数值与杀菌时间值t 呈直线关系,故以杀菌温度与冷点温度的差值T s -T m 为纵坐标,且纵坐标按对数规律安排。
T m ~t半对数坐标传热曲线:将(T s -T m )~t半对数坐标传热曲线绕横转动180°,得到以杀菌时间为横坐标,以冷点温度为纵坐标的传热曲线。
2、传热曲线的类型
对流型和传导型食品物料的传热曲线近似于直线,称为简单型曲线(Single logarithmic curve );
先对流后传导型食品物料的传热曲线近似于两根相交的直线,称为转折型曲线(Broken logarithmic curve)。
这两种类型的传热曲线因其有规律性,故可用于“公式法”或“列图线法”计算杀菌值。
三、杀菌强度的计算及确定程序
(一)热杀菌时间的推算
比奇洛(Begelow )在1920年首先提出罐藏食品杀菌时间的计算方法(基本法)。随后,鲍尔(Ball )、奥尔森(Olsen )和舒尔茨(Schultz )等人对比奇洛的方法进行了改进(鲍尔改良法)。鲍尔还推出了公式计算法。史蒂文斯(Stevens )在鲍尔公式法的基础上又提出了方便实际应用的列图线法。
1、比奇洛基本法。
基本法推算实际杀菌时间的基础,是罐头冷点的温度曲线和对象菌的热力致死时间曲线(TDT 曲线)。
比奇洛将杀菌时罐头冷点的传热曲线分割成若干小段,每小段的时间为(t i )。假定每小段内温度不变,利用TDT 曲线,可以获得在某段温度(T i )下所需的热力致死时间(τi )。热力致死时间τi 的倒数1/τi 为在温度T i 杀菌1 min所取得的效果占全部杀菌效果的比值,称为致死率;而t i /τi 即为该小段取得的杀菌效果占全部杀菌效果的比值A i ,称为“部分杀菌值”。
将各段的部分杀菌值相加,就得到总杀菌值A (或称累积杀菌值)。
A=ΣA i
比奇洛法的特点:①方法直观易懂,当杀菌温度间隔取得很小时,计算结果与实际效果很接近;②不管传热情况是否符合一定模型,用此法可以求得任何情况下的正确杀菌时间;③计算量和实验量较大,需要分别经实验确定杀菌过程各温度下的TDT 值,再计算出致死率。
2、鲍尔改良法。针对比奇洛基本法需要逐一计算热致死时间、致死率和部分杀菌值的繁琐,鲍尔等人作了一些改进,主要有两点:①建立了“致死率值”的概念;②时间间隔取相等值。改进后的方法称为“鲍尔改良法”。
(1)致死率值:
L= 1/t =lg-1(T - 121)/z
致死率值L 的含义:对F 0=1 min的微生物,经T 温度,1 min的杀菌效果与该温度下全部杀灭效果的比值;也可表达为经温度T ,1 min 的杀菌处理,相当于温度121℃时的杀菌时间。
实际杀菌过程中,冷点温度随时间不断变化,于是,
L i =lg-1(Ti -121)/z
微生物Z 值确定后,即可预先计算各温度下的致死率值,列成表格,以方便使用。
(2)时间间隔:
鲍尔改良法的时间间隔等值化,简化了计算过程。若间隔取得太大,会影响到计算结果的准确性。
整个杀菌过程的杀菌强度(总致死值):
F p = ∑(Li △t)= △t. ∑L i
F p 值与F 0值的关系:F 0值指在标准温度下(121℃)杀灭对象菌所需要的理论时间;F p 值指将实际杀菌过程的杀菌强度换算成标准温度下的时间。判断一个实际杀菌过程的杀菌强度是否达到要求,需要比较F 0与F p 的大小,要求:
F p ≥ F 0
一般取F p 略大于F 0。
3、公式法和列图线法。
公式法首先由鲍尔提出,经过美国制罐公司热学研究组简化后,用来计算简单型和转折性传热曲线上杀菌时间和F 值。公式法是根据罐头在杀菌过程中(含加热阶段和冷却阶段)冷点温度的变化在半对数坐标纸上所绘出的传热曲线进行推算,以求得整个杀菌过程的杀菌值F P ,通过与对象菌的F 0值对比,评判和确定实际需要的杀菌时间。公式法的优点是可以在杀菌温度变更时算出杀菌时间;其缺点是计算繁琐、费时,计算中容易发生错误,并且要求传热曲线必须呈有规律的简单型曲线或转折型曲线才能使用。
为了方便公式法的使用,奥尔森和史蒂文斯根据各参数间的数学关系,制作出如计算尺般的一系列计算图线。使用者从杀菌操作温度T P 、升温时间t 1、罐头冷点初温IT 等基础参数出发,在计算图线上查阅和作连线,最终可推算出实际杀菌操作所需的恒温时间。但列图线法只能适用于简单型传热曲线。
(二)确定热杀菌条件的步骤
用上述各种方法计算出的热杀菌操作条件,还是属于理想状态,究竟能否实际使用,还需要经过一系列的评判和测试。确定正确的杀菌条件的途径如下图所示。
第三节 热处理技术
一、食品罐藏的基本过程
食品的罐藏就是把食品置于罐(can ,tin )、瓶(bottle )或袋(sac ,sachet )中,密封后加热杀菌,借助容器防止外界微生物的入侵,达到在自然温度下长期存放的一种保藏方法。
罐藏食品俗称罐头,相应的容器称为空罐、罐头盒。罐藏食品的生产过程由预处理(包括拣选、清洗、去皮核、修整、预煮、漂洗、分级、切割、调味、抽空等工序)、装罐、排气、密封、杀菌、冷却和后处理(包括保温、擦罐、贴标、装箱、仓储、运输)等工序组成。预处理的工序组合可根据产品和原料而有不同,但排气、密封和杀菌为罐藏食品必需的和特有的工序,因此也就是罐藏食品生产的基本工序。
与干藏和冻藏不同,罐藏方法并不是人们直接受到自然现象的启示而加以利用,而是人们不断地探索和总结在长期的社会实践中的经验而发明创造的。据一些古书的记载,早在千年以前,就有用密封和加热法保存食物的例子,但限于当时的条件,还只是零星的局部经验,并未很快地推广开来和形成规模生产。
现代意义上的罐藏食品,出现于18世纪末的法国。糖食业主尼古拉阿培尔(Nicolas Appert )为获得拿破仑政府征求军队食品保存方法的赏金,经过十年的努力,发明了用玻璃瓶密封并加热来长期保存食物的方法,西文“(罐头)杀菌”一词即源于此(appertization )。
(一)装罐
1、容器的准备。主要是对选定容器的清洁处理。
2、装罐的工艺要求。
(1)装罐迅速,不要积压。
(2)保证净重和固形物含量。
(3)原料需合理搭配。
(4)保留适当顶隙。
3、装罐的方法。
(1)人工装罐法:适用于①需要合理搭配,②有排列要求,③经不起机械性摩擦和冲击的原料。简便易行,适应性广;但效率低,偏差大,操作面积大,卫生状况控制难。
(2)机械装罐法:适用于较均匀的原料(颗粒态、半固态、液态)。效率高,装量准确,连续性好,易于控制卫生条件,占地面积小;但适应性小。
4、预封。将罐身与罐盖初步钩合,罐盖能自由转动但不能脱落。预封的目的:①留有排气通道,②防止表面层被蒸汽烫伤,③防止蒸汽冷凝水落入罐内,④保持顶隙处较高的温度,⑤便于使用高速封罐机。预封一般用于需要热力排气的产品,并非所有产品所必需。
(二)排气
1、排气的目的。
(1)降低杀菌时罐内压力,防止变形、裂罐、胀袋等现象。
(2)防止好氧性微生物生长繁殖。
(3)减轻罐内壁的氧化腐蚀。
(4)防止和减轻营养素的破坏及色、香、味成分的不良变化。
2、排气方法
(1)热灌装法:将加热至一定温度的液态或半液态食品趁热装罐并立即密封,或先装固态食品于罐内,再加入热的汤汁并立即密封。密封前罐内中心温度一般控制在80℃左右。特别适合于流体食品,也适合块状但汤汁含量高的食品。
(2)加热排气法:预封后的罐头在排气箱内经一定温度和时间的加热,使罐中心温度达到80 ℃左右,立刻密封。特别适合组织中气体含量高的食品。
(3)蒸汽喷射排气法:在专用的封口机内设置蒸汽喷射装置,临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽驱除了空气,密封后蒸汽冷凝形成真空。该法适合于原料组织内空气含量很低的食品。需要有较大的顶隙。
热力排气法形成真空的机理:利用饱和蒸汽压随温度的变化,是形成真空的主要原因;内容物体积随温度的变化,也是形成真空的原因之一。
(4)真空排气法:利用机械产生局部的真空环境,并在这个环境中完成封口。该法的适用范围很广,尤其适用于固体物料。罐内必须有顶隙。
3、影响罐内真空度的因素
(1)密封温度
(2)顶隙大小
(3)杀菌温度
(4)食品原料
(5)环境温度
(6)环境气压
(三)密封
1、金属罐密封
金属罐的密封由二重卷边构成。对卷封的质量要求:①叠接率(身盖钩叠接的程度)要求不低于50%;②紧密度(盖钩上平伏部分占整个盖钩宽度的比例)要求大于50%;③接缝盖钩完整率(接缝处盖钩宽度占正常盖钩宽度的比例,)要求大于50%;还要求二重卷边平伏、光滑,不存在垂唇、牙齿、锐边、快口、跳封、假封等现象。
2、玻璃罐密封
有卷封与旋封等形式。
3、软包装袋密封
主要采用热封合,有热冲击式封合,热压式封合等形式。
(四)商业杀菌系统
1、间歇式或静止式杀菌锅。
2、连续式杀菌锅系统。
3、无笼杀菌锅。
4、连续回转式杀菌锅。
5、静水压杀菌器。
(五)冷却
杀菌时间达到后,罐头应迅速冷却。
冷却方法:①水池冷却,②锅内常压冷却,③锅内加压冷却,④空气冷却。
冷却终点:罐温38~40℃。①避免嗜热菌的生长繁殖,②防止高温下食品品质的下降,③利用余热使罐表面水分蒸发,防止生锈。
冷却用水必须经过消毒处理。要求排水口处的水中游离氯含量在1~3 mg/kg,正常条件
下的加氯量约为5~8 mg/kg 。
(六)检查
1、外观检查:封口正常,两端内凹。
2、保温检查:将罐头放置在微生物的最适生长温度以足够的时间,观察罐头有无胀罐和真空度下降等现象。
3、敲音检查:用小棒敲击罐头,根据声音的清、浊判断罐头是否发生质变。
4、真空度检查:用真空计抽检罐头的真空度。
5、开罐检查:重量检验,感官检验,微生物检验,化学检验。
二、巴氏杀菌
巴氏杀菌是用于液体食品的温和热处理过程,处理目的一是钝化可能造成产品变质的酶类物质,以延长冷藏产品的货架期,二是杀灭食品物料中可能存在的致病菌营养细胞,以保护消费者的健康不受危害。与商业杀菌同样理由,巴氏杀菌处理的强度取决于产品的pH 值,高pH 值的产品需要较强烈的热处理。
(一)巴氏杀菌处理系统
1、间歇式巴氏杀菌系统示意图
2、连续式HTST 巴氏杀菌系统示意图
(二)巴氏杀菌过程的确定
巴氏杀菌的效果由作用于食品的时间/温度关系来确定。确定时间/温度关系有两个要点。一是处理过程达到预设结果所需的时间/温度,二是达到预设处理过程所需的设备。
三、热烫
热烫也是一种温和强度的热处理,与巴氏杀菌的区别在于热烫应用于固体食品物料如水果和蔬菜。热烫处理的首要目标是钝化食品中的酶,处理的对象酶随产品而异。经过热烫处理,产品获得了贮藏的稳定性,避免了在冷藏食品、冻藏食品或脱水食品中因为酶促反应而造成的品质下降,这也是热烫处理的首要目的。同时,热烫处理可以减少残留在产品表面的微生物营养细胞,可以驱除水果或蔬菜细胞间的空气(对于罐藏制品,在密封前这一处理非常重要),还有利于保持或巩固大部分水果和蔬菜的色泽。
(一)热烫处理系统
1、回转式水热烫器。
2、隧道式水热烫系统。
3、蒸汽热烫器。
4、三段式蒸汽/热水热烫系统。
5、管式热烫器。
6、流化床式热烫系统。
7、单体快速热烫(IQB )。
(二)热烫处理过程的测定
第四节 热处理与食品质量
一、商业杀菌与食品质量
二、巴氏杀菌与产品质量
三、热烫与产品质量
范文五:1热处理的作用
热处理的作用 一,
热处理工艺:
热处理是将钢在固态下加热到预定的温度,并在该温度下保持一段时间,然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺
热处理的作用和目的:
1. 其目的是改变钢的内部组织结构,以改善钢的性能。
2. 通过适当的热处理可以显著提髙钢的机械性能,延长机器零件的使用寿命。
3. 热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、
节省材料和能源,而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命,做到一个顶几个甚至十几个。
4. 恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷,细化
晶粒、消除偏析、降低内应力,使钢的组织和性能更加均匀
5. 热处理也是机器零件加工工艺过程中的重要工序。例如用髙速钢制造钻头,
必须先经过预备热处理,改善锻件毛坯组织、降低硬度(达到207~255HB),这样才能进行切削加工。加工后的成品钻头又必须进行最终热处理,提髙钻头的硬度(达到HRC60?65)和耐磨性并迸行精磨,以切削其它金属。
6. 此外,通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能 例如用T7钢制造一把钳工用的錾子
若不热处理,即使錾子刃口磨得很好,在使用时刃口也会很快发生卷刃;若将已磨好錾子的刃口部分局部加热至一定温度以上,保温以后进行水冷及其它热处理工艺,则錾子将变得锋利而有韧性。在使用过程中,即使用鄉头经常敲打,錾子也不易发生卷刃和崩裂现象。
钢经热处理后性能之所以发生如此重大的变化:
是由于经过不同的加热冷却过程,钢的组织结构发生了变化 因此要制定正确的热处理工艺规范保证热处理质量: 必须了解不同加热和冷却条件下的组织变化规律
钢中组织转变的规律就是热处理的原理
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