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第四章 罐头杀菌时间的计算(重点和难点)
先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P。以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。
第一节 罐头杀菌条件的表示方法
1201008060402001020304050
通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。
τ1—τ2—τ3
t P
不是加减乘除的关系。 τ1升温时间min， τ2恒温杀菌时间min，τ3降温时间min，t杀菌(锅)温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。P冷却时的反压0.12—0.13MPa。τ1一般10 min左右，τ3一般10min —20min，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。但有时受到条件的，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。目前的主要任务就是要确定τ2、t，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止的前提下尽量缩短杀菌时间。既能防止，又能尽量保护品质。
下面是现有成熟的杀菌公式：
午餐肉：10 min—60 min—10 min /121℃，反压力0.12MPa。 蘑菇罐头：10 min—30 min—10 min /121℃ 桔子罐头：5 min—15 min—5 min /100℃
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. 图2－6－4立式高压蒸汽杀菌锅 1蒸汽管 2水管 3排水管 4溢流管 5排气阀 6安全阀 7压缩空气管 8温度计 9压力表 10温度记录控制仪
第二节 罐头杀菌条件的确定（难点和重点）
首先了解几个概念。
1、实际杀菌F值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
实际杀菌F值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，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。为了帮助同学们理解和记忆，请看我为大家设计的例题。
例：某罐头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50 min，实际杀菌F值并不等于50 min。
F实=10×L1+15×L2+30×L3， L我把它叫做折算系数。 L1 肯定小于L2，二者均小于1。请问同学们L3=？ F实肯定小于50 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。 例：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！
90×L100和10×L120比较！只要找到折算系数就好比较。 2、安全杀菌F值
在某一恒定温度（121℃）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。
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“杀灭”具有商业杀菌的含义，允许活菌存在。F
安
表示满足罐头率要求所
需的杀菌时间（121℃），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τ2的主要依据。
例如：某罐头F安=30 min，表示罐头要求在121℃杀菌30 min。
F实和F安的应用举例应用举例： F实等于或略大于F安，杀菌合理
F实小于F安，杀菌不足，未达到标标准，要。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。由于这种比较和反复的调整，就可找到合适的τ2。
3、安全杀菌F值的计算
A确定杀菌温度t：罐头PH大于4.6，一般121℃杀菌，极少数低于115℃杀菌。
罐头PH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，根据生活经验也可以粗略地估计。比如：
B首先选择对象菌：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，其它菌、致病菌、酶肯定杀灭。
根据微生物基础实验可知：
F安=D（lga-lgb） 下面以121℃标准温度讲解，因为高温杀菌情况
更为复杂、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。由微生物实验获取D值，常见的D值可查阅相关手册。见P149表中D值。
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=4 min，欲在121℃下把对象菌杀灭99.9%，问需多长杀菌时间？如果使活菌数减少为原来的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%， 第三个D值，杀灭0.9%，第四个D值，杀灭0.09%。 答案：12 min，16 min
a单位体积原始活菌数/每罐对象菌数。 b残存活菌数/罐头的允许率。
P158页 例题： 蘑菇罐头——同学们翻到158页
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F安= D（lga-lgb）= 4（lg850-lg5×10-4）=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。 解决了蘑菇罐头F安这个杀菌标准的问题。
4、实际杀菌F值的计算 F实=？ （1）求和法
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=t1×L1+t2×L2+t3×L3+t4×L4+ ……
L致死率值，某温度下的实际杀菌时间转换为121℃杀菌时间的折算系数，下面我们来解决L致死率、折算系数的问题。
由公式L=10
t-121/Z
计算得到，嫌麻烦可由P159表中查阅。
t是罐头杀菌过程中某一段时间的中心温度， Z是对象菌的另一耐热性特征参数。还有一个是什么？
热力致死时间变化10倍所需要的温度变化即为Z值。F表示热力致死时间，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
F131 = ？ min， F141 = ？ min， F111 =？ min， F101= ？ min。
热力致死时间变化10倍所需要的温度变化即为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。 请看例题：对象菌Z=10℃，F121=10 min，
F131 =1 min， F141 =0.1 min， F111 =100 min， F101=1000 min。
解决L致死率、折算系数的取值问题。刚才的例题
例：某罐头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60 min，实际杀菌F值并不等于50 min。
F实=10×L1+20×L2+30×L3=10×0.079+20×0.251+30×1 =38.32min
由此可见，实际杀菌F值不是工厂杀菌过程的总时间之和。 例：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！
90×L100和10×L120 比较， 90×L100=90×0.008=0.72 min 10×L120=10×0.794=7.94 min
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由此可见，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。讲解内江鹌鹑蛋罐头实例。
例 蘑菇罐头F安=24.92 min，
杀菌公式1 时间 中心温度 10—23—10 min 121℃ L值 杀菌公式2 时间 中心温度 10—25—10 min 121℃ L值 F实 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 47.9 84.5 104.7 119 120 121 121 121.2 121 120 120.5 121 115 108 99 80 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 F实=？ 50 80 104 118.5 120 121 121 120.5 121 120.7 120.7 121 120.5 115 109 101 85 F实=？
例 蘑菇罐头F安=24.92 min，
杀菌公式1 时间 中心温度 10—23—10 min 121℃ L值 杀菌公式2 时间 中心温度 10—25—10 min 121℃ L值 F实 F实 0 .
47.9 0 0 50 0 .
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 84.5 104.7 119 120 121 121 121.2 121 120 120.5 121 115 108 99 80 0 0.023 0.631 0.794 1.00 1.00 1.047 1.00 0.794 0.1 1.00 0.251 0.050 0.006 0 3×L1 3×L2 3×L3 3×L4 3×L5 3×L6 3×L7 3×L8 3×L9 3×L10 3×L11 3×L12 3×L13 3×L14 3×L14 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 80 104 118.5 120 121 121 120.5 121 120.7 120.7 121 120.5 115 109 101 85 0 0.02 0.56 0.794 1.00 1.00 0. 1.00 0.93 0.93 1.00 0. 0.251 0.063 0.01 0 3×L1 3×L2 3×L3 3×L4 3×L5 3×L6 3×L7 3×L8 3×L9 3×L10 3×L11 3×L12 3×L13 3×L14 3×L15 3×L15 F实=3（0+0+0.023+0.631+0.794+1+…） =25.5 min
F实=3（0+0+0.02+0.56+0.794+1+…） =28.1 min 杀菌公式1: F实等于或略大于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2.5 min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。要求缩短杀菌时间。
通过这种方式来调整恒温杀菌时间，由此找到了τ2，今天讲课的目的就达到了。
目前，一些工厂采用计算机控制杀菌，中心温度的记录、F
罐头杀菌的工艺条件的确定：
实
的计算全由计
算机完成，当F实等于或略大于F安时，自动停止杀菌工序，不需要我们来计算。
τ1—τ2—τ3
t P
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杀菌釜的反压力：
一般A玻璃瓶、B大罐、C软罐头需要反压杀菌或反压冷却， 冷却时采用压缩空气保持压力表读数0.12—0.13Mpa。
以上所讲内容，都是在理论上确定罐头杀菌的工艺条件的方法。
第三节 新产品开发实际问题举例
某人工养蛇场欲开发清炖蛇肉罐头，请你拟订杀菌工艺条件？
按照以上所讲内容：通过微生物检测，找到对象菌，求出F安，再与F实比较并不断调整，最后得出合理的杀菌公式。
同学们走到工作岗位，此方案在实践中很难实施，建议同学们：
很多罐头杀菌条件资料已经存在，查阅类似罐头杀菌条件作为资料作为参考。对于新品种，可以大胆估计。估计的经验原则如下：
A含酸食品：85—100℃、10—30 min，酸性饮料采用85℃、15 min， B植物/蔬菜罐头：115—121℃、15—30 min，蛋白饮料采用121℃、15 min， C动物性罐头：115—121℃、50—90 min，
说明：①大罐取上限，难煮的取上限，固体的取上限，酸度大取下限。
②121℃、100℃是两个标准的杀菌温度，普遍采用。
某人工养蛇场欲开发清炖蛇肉罐头，请你拟订杀菌工艺条件？ 按照以上经验原则，清炖蛇肉罐头杀菌条件拟订如下： 清炖蛇肉罐头多半采用小罐包装，可以不要反压杀菌。
τ1—τ2—τ3
t P
↓
杀菌公式一
10 min—50 min—10 min
118℃
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杀菌公式二
10 min—55 min—10 min
116℃
实践中做一些杀菌保温实验对恒温时间进行微调。
10 min—τ2 min—10 min
116℃
45 min 、50 min 、55 min 、60 min 、65 min
↓
52 min、 54 min 、55 min、57 min
↓
54 min
课堂作业：写出下列罐头的杀菌公式：5分钟。
糖水橘子P190/192，草莓酱P198，青豆P203，香心菜P205，番茄酱P206， 红烧扣肉P226。
5分钟后，学生翻到下学期待讲的内容对照。同时结合排气、装罐、加汁、反压冷却，加以点评。
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