F值的讨论.doc

罐藏食品杀菌F值的探讨摘要：罐藏食品杀菌F值是食品保藏原理的重点和难点，尤其对肉类等食品杀菌更为重要。本文针对该内容出现的新知识点多、不易理解、难于应用的实际情况，提出了杀菌时间折算系数等新的理解概念，对应首次设计了一些关键例题，对实际杀菌F值、安全杀菌F值的理解和计算进行了新的论述，对D值、Z值的理解和应用进行了具体实用的阐释，旨在为相关人员进一步掌握杀菌理论提供参考。关键词：罐头，杀菌，F值， D值，Z值一、实际杀菌F值 指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。通常是把不同温度下的杀菌时间折算成121的杀菌时间，即相当于121的杀菌时间，用F实表示。特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。为了帮助大家理解和记忆，请看下面的例题。例：蘑菇罐头110杀菌10 min，115杀菌20 min，121杀菌30 min。工人实际杀菌操作时间等于(或大于)60 min，实际杀菌F值并不等于60 min。F实=10L1+20L2+30L3，L我们把它理解为不同温度下的时间折算系数。L1 肯定小于L2，二者均小于1。由于121就不存在折算问题，因此， L3就是1，F实肯定小于60min。由此可见，实际杀菌F值不是工厂杀菌过程的总时间之和。再例：蘑菇罐头100杀菌90分钟，120杀菌10分钟，哪个杀菌强度大？折算成相当于121的杀菌时间，再比较！即：90L100和10L120比较，只要找到折算系数就好比较了。二、安全杀菌F值 在某一恒定温度（12l）下杀灭一定数量的微生物或者芽孢所需的加热时间。它被作为判别某一杀菌条件合理性的标准值，也称标准F值，用F安表示。 F安表示满足罐头腐败率要求所需的杀菌时间（121），例如，某罐头F安=30 min，通常表示罐头要求在121杀菌30min。每种罐头要求的标准杀菌时间（通常121为标准温度），就象其它食品标准一样，拿来作为参照，判断是否合格、是否满足要求。同时也是确定杀菌公式中恒温时间2的主要依据。F实和F安的配合应用，F实等于或略大于F安，杀菌合理。F实小于F安，杀菌不足，未达到标准，要腐败，必须延长杀菌时间。F实远大于F安，杀菌过度，超标准杀菌，影响色香味形、营养价值，要求缩短杀菌时间。通过这种比较和反复的调整，就可找到合适的恒温时间2。三、安全杀菌F值的计算 A 确定杀菌温度t 罐头pH值大于4.6，一般采用121杀菌，极少数低于115杀菌。罐头pH值小于4.6，一般100杀菌，极少数低于85杀菌。实践中可用pH计检测，根据经验也可以粗略地估计，比如，甜橙汁是酸性，肉是偏中性。也可加柠檬酸适当降低某些罐头pH值。B选择对象菌 腐败的微生物头目，杀菌的重点对象；耐热性强、不易杀灭，罐头中经常出现、危害最大。只要杀灭它，其它腐败菌、致病菌、酶也被杀灭或失活。经过微生物检测，选定了罐头杀菌的对象菌，知道了罐头食品中所污染的对象菌的菌数及对象菌的耐热性参数D值，就可按下面微生物热力致死速率曲线的公式计算安全杀菌F值。 F安=D（lga-lgb） 下面以121标准温度讲解，因为高温杀菌情况更具代表性、人们更为关注。 F安通常指t温度（121）下标准杀菌时间、要求的杀菌时间。 D值通常指t温度（121）下杀灭90%的微生物所需杀菌时间，是微生物耐热的特征参数，D值越大耐热性越强，常在右下角标明具体试验温度。由微生物实验获取D值，常见的D值可查阅本教材或相关手册。为了帮助同学们理解和记忆，请看例题。例：已知蘑菇罐头对象菌D121=4min，欲在121下把对象菌杀灭99.9%，问需多长杀菌时间？如果使对象菌减少为原来的0.01%，问需多长杀菌时间？第一个D值，杀灭90%；第二个D值，杀灭9%（10%中的90%）；第三个D值，杀灭0.9%（1%中的90%）；第四个D值，杀灭0.09%（0.1%中的90%）。答案：12 min，16 mina每罐对象菌数/单位体积原始活菌数。b残存活菌数/罐头的允许腐败率。当残存活菌数小于1时，它与罐头的腐败率是相等的。残存活菌数为1%，表示每个罐头中有1%个活菌，这是不合乎逻辑的。但从概率的角度理解，100个罐头中有1个罐头存在一个活菌，要腐败，即腐败率就是1%。同理，残存活菌数为1，从概率的角度理解，表示1000个罐头中有1个罐头存在一个活菌，要腐败，即腐败率就是1。F安的计算典型例子：某厂生产425g蘑菇罐头，根据工厂的卫生条件及原料的污染情况，通过微生物的检测，选择以嗜热脂肪芽胞杆菌为对象菌，并设内容物在杀菌前含嗜热脂肪芽胞杆菌菌数不超过2个/克。经121杀菌、保温、贮藏后，允许变败率为万分之五以下，问在此条件下蘑菇罐头的安全杀菌F值为多大？解：查表得知嗜热脂肪芽胞杆菌在蘑菇罐头中的耐热性参数D1214.00 min。杀菌前对象菌的菌数：a425(克/罐)2(个/罐)850(个/罐)允许变败率：b5l0 000510-4F安D121(lgalgb)4(1g8501g510-4)4(2.92940.6994)24.92 min由此得到了蘑菇罐头在121需要杀菌的标准时间24.92 min，解决了该蘑菇罐头F安这个标准杀菌时间问题。四、实际杀菌F值的计算方法为计算F实值必须先测出杀菌过程中罐头中心温度的变化数据。一般用罐头中心温度测定仪测定。根据罐头的中心温度计算F实，把不同温度下的杀菌时间折算成121的杀菌时间，然后相加起来。 F实=t1L1t2L2t3L3t4L4+ L致死率值，某温度下的实际杀菌时间折算为121杀菌时间的折算系数，下面我们来解决L致死率，即折算系数的问题。由热力致死时间公式L=10(t-121)/Z 计算得到。该计算值已经有列表，嫌麻烦可在相关资料中查阅。式中：t是罐头杀菌过程中某一时间的中心温度，不是指杀菌锅内温度。Z值是对象菌的另一耐热性特征参数，如嗜热脂肪芽胞杆菌Z=10。还有一个是前面讲的D值。在一定温度下杀灭罐头中全部对象菌所需时间为热力致死时间，热力致死时间变化10倍所需要的温度变化即为Z值。通常121下的热力致死时间用F表示，右下角注明温度。凡不是注明F实、F安，均指热力致死时间。请看例题：对象菌Z=10，F121=10 min，求131、141、111、101的热力致死时间？对Z值反过来理解，温度变化1个Z值热力致死时间变化将变化10倍。从上面温度看，它们分别是上升了1个和2个Z值、下降了1个和2个Z值。因此，上面F值应该分别在121的基础上下降10倍和100倍、上升10倍和100倍，即热力致死时间依次为1min、0.1 min、100 min、1000 min。解决L致死率、折算系数的取值问题。返回前面的例题！例：蘑菇罐头110杀菌10 min，115杀菌20 min，121杀菌30 min。工人实际杀菌操作时间等于或大于60 min，实际杀菌F值并不等于60 min。F实=10L1+20L2+30L3L1 10(110-121)/10=0.079 L2=10(115-121)/10=0.251 L3=10(121-121)/10=1F实=100.079+200.251+301 =35.81 min由此可见，实际杀菌F值不是工厂杀菌过程的总时间之和。再例：蘑菇罐头100杀菌90分钟，或120杀菌10分钟，哪个杀菌强度大？折算成相当于121的杀菌时间，再比较！90L100和10L120 比较，L100=10(100-121)/10=0.008 L120=10(120-121)/10=0.79490L100=900.008=0.72 min 10L120=100.794=7.94 min由此可见，后者杀菌强度更大，可能与一般的估计相反。同时说明，应该高温杀菌的罐头，100杀菌基本没有效果，生产上一定要注意。五、实际杀菌F值的计算举例某厂生产425g蘑菇罐头，根据前面计算的F安(24.92min)值制订的两个杀菌式为10一2310min121和102510min12l，分别进行杀菌试验，并测得罐头中心温度的变化数据如下表，试问所拟杀菌条件是否合理?根据已经测定的不同时间的中心温度，代入公式L=10(t-121)/Z计算，蘑菇罐头选择嗜热脂肪芽胞杆菌为对象菌，Z=10。有一个中心温度就对应一个L值，计算后填入L值这一列对应位置，F实这一列表示每对应3分钟折算成121的杀菌时间。 杀菌公式1102310 min杀菌公式2102510 min 121121 时间中心温度L值F实时间中心温度L值F实=28.1 min杀菌公式1，F实略大于F安，杀菌合理。恒温杀菌时间只有23 min，但整个杀菌过程相当于121实际杀菌时间25.5 min，多2.5min由升温和降温折算得到。工厂实际杀菌过程时间近50 min，加上罐头进锅出锅时间，工人完成一个轮回的操作至少要1个小时。杀菌公式2， F实大于F安，杀菌过度，超标准杀菌，影响色香味形，要求缩短恒温杀菌时间。通过这种方式来调整恒温杀菌时间，由此找到了2。本题测定中心温度的间隔时间为3分钟，间隔越小F实越准确，但计算会更加麻烦。目前，一些工厂采用计算机控制杀菌，中心温度的记录、F实的积分计算全由计算机完成，当F实等于或略大于F安时，自动结束杀菌工序，不需要我们手工来计算，并且得到的F实更准确,杀菌时间更合理。