食品機(jī)械設(shè)備網(wǎng)
技術(shù)文章
殺菌技術(shù)
閱讀：2115 發(fā)布時(shí)間：2009-10-9
1 熱力殺菌技術(shù)
利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是近現(xiàn)代極其重要的一種殺菌技術(shù)铃彰。1804年绍豁，法國(guó)人阿佩爾（Appert）發(fā)明了將食品裝瓶放于沸水中煮一段時(shí)間，能較長(zhǎng)時(shí)間保藏食品的方法牙捉，19世紀(jì)50年代竹揍，法國(guó)人巴斯德（Pasteur）闡明了食品的微生物*機(jī)理，為殺菌技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)橘凿。
食品熱力殺菌可分為低溫殺菌法（巴氏殺菌）棱悄、高溫短時(shí)殺菌法和超高溫瞬時(shí)殺菌法。前兩種方法寡络，由于殺菌效果穩(wěn)定鬼壹，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小述搀，已有悠久的應(yīng)用歷史寥药，現(xiàn)今還廣泛用在各類罐藏食品、飲料、酒類趁悦、藥品、乳品的生產(chǎn)中揽膏。后一種方法委蒿，由于其*的優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)展為一種高新食品歹朵。
2 超高溫瞬時(shí)（UHT）
超高溫殺菌于1949年隨著斯托克（Stork）裝置的出現(xiàn)而問(wèn)世黎人，其后上出現(xiàn)了多種類型的超高溫殺菌裝置。超高溫處理可分為間接加熱和直接加熱兩大類型挠说。它是使料液迅速升溫至130℃以上澡谭，然后保持幾秒鐘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)料液瞬間的殺菌损俭。
超高溫瞬時(shí)的殺菌效果特別好蛙奖，幾乎可達(dá)到或接近滅菌的要求，而且殺菌時(shí)間短杆兵，物料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞少雁仲，營(yíng)養(yǎng)成分保存率達(dá)92%以上，大大*于上述兩種熱力殺菌法琐脏。配合食品無(wú)菌包裝技術(shù)的超高溫式殺菌裝置在國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快攒砖，目前這種已廣泛用于殺菌乳、果汁及各種飲料日裙、豆乳吹艇、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
3 電阻加熱
電阻加熱殺菌也叫歐姆殺菌昂拂，是一種新型熱殺菌方法受神，它借通入的電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌的目的，是酸性和低酸性食品和帶顆粒（粒徑小于25mm）食品進(jìn)行連續(xù)殺菌的一種新技術(shù)列序。
電阻加熱殺菌使用交流電的頻率為50～60Hz碧爬，它利用電極將電流直接導(dǎo)入食品，由食品自身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量睹肝，以達(dá)到殺菌的目的旺胳。電阻加熱的適用性由食品物料的電導(dǎo)率來(lái)決定，大多數(shù)能用泵輸送的画柜、溶解有鹽類離子且含水量在30%以上的食品都可用電阻加熱來(lái)殺菌捞蹈，且效果很好，而一些脂肪围杉、糖钧鸳、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品則不適用該技術(shù)乖粘。英國(guó)APV食品加工中心的試驗(yàn)表明搓睦，電阻加熱已成功地用于各種包含大顆粒的食品和片狀食品的殺菌卡载，如馬鈴薯、胡蘿卜傍念、蘑菇矫夷、牛肉、雞肉憋槐、片狀蘋果双藕、菠蘿、桃等阳仔。
4 臭氧
臭氧在水中極不穩(wěn)定忧陪，時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強(qiáng)烈氧化作用的單原子氧近范，在其產(chǎn)生瞬時(shí)嘶摊，與細(xì)菌細(xì)胞壁中的脂蛋白或細(xì)胞膜中的磷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)顺又，從而使細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜受到破壞更卒，細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流稚照，使細(xì)菌失去活性蹂空。同時(shí)臭氧能迅速擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，氧化細(xì)胞內(nèi)的酶或RNA果录、DNA羹授，從而致死菌原體。
臭氧殺菌具有咖雀、快速擎势、安全、便宜等優(yōu)點(diǎn)亮购，自1785年發(fā)現(xiàn)以來(lái)楚携，廣泛應(yīng)用于食品加工、運(yùn)輸與貯存及自來(lái)水岔爹、純凈水生產(chǎn)等領(lǐng)域茅囱。
5 輻照
自從原子能和平利用以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的研究開發(fā)旧伺，人們成功地利用原子輻射技術(shù)進(jìn)行食品殺菌保鮮浆英。輻照就是利用X射線、γ射線或加速電子射線（zui為常見(jiàn)的是Co60和Cs137的γ射線）對(duì)食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法君祸。受輻照的食品或生物體會(huì)形成離子批型、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，進(jìn)而這些產(chǎn)物間又相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物诱渤，在化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)上丐巫，受輻照物料或生物體還會(huì)發(fā)生一系列生物學(xué)效應(yīng)，從而導(dǎo)致害蟲勺美、蟲卵鞋吉、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進(jìn)生化反應(yīng)的酶受到破壞励烦、失去活力，進(jìn)而終止農(nóng)產(chǎn)品泼诱、食品被侵蝕和生長(zhǎng)老化的過(guò)程坛掠，維持品質(zhì)穩(wěn)定。
1980年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）治筒、原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合專家委員會(huì)屉栓，提出了“用10KGY以下劑量輻照的任何食品，都沒(méi)有毒理學(xué)方面問(wèn)題耸袜，沒(méi)有必要進(jìn)行毒理學(xué)試驗(yàn)”的建議友多，從而在世界范圍內(nèi)推進(jìn)了輻照在食品生產(chǎn)中的商業(yè)化應(yīng)用。
6 微波
微波指波長(zhǎng)在0.001～1m（頻率300～300000MHz）的電磁波妨宪。它能以光速向前直進(jìn)锥约，遇到物體阻擋，能引起反射之灼、穿透侮搭、吸收等現(xiàn)象，用于殺菌的微波頻率為2450MHz比紫。研究結(jié)果普遍認(rèn)為微波對(duì)微生物的致死效應(yīng)有2個(gè)方面的因素闭凡，即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能蕾捣，使溫度升高從而達(dá)到滅菌的效果秩菩。而非熱效應(yīng)是指生物體內(nèi)的極性分子在微波場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，這種強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)使微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞失去活性或破壞微生物細(xì)胞內(nèi)的酶系統(tǒng)齐寻，造成微生物的死亡粉簇。微波殺菌具有穿透力強(qiáng)、節(jié)約能源烈瑰、加熱效率高鞍靴、適用范圍廣等特點(diǎn)，而且微波殺菌便于控制镶摘，加熱均勻嗽桩，食品的營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味在殺菌后仍接近食物的天然品質(zhì)碌冶。微波殺菌目前主要用于肉湿痢、魚、豆制品扑庞、牛乳譬重、水果及啤酒等的殺菌。
7 遠(yuǎn)紅外線
對(duì)紅外線的利用始于20世紀(jì)罐氨，1935年美國(guó)福特汽車公司的格羅維尼（Groveny）首先取得將紅外線用于加熱和干燥的臀规。食品中的很多成分及微生物在3～10μm的遠(yuǎn)紅外區(qū)有強(qiáng)烈的吸收。遠(yuǎn)紅外加熱殺菌不需要傳媒栅隐，熱直接由物體表面滲透到內(nèi)部塔嬉，因此不僅可用于一般的粉狀和塊狀食品的殺菌，而且還可用于堅(jiān)果類食品如咖啡豆租悄、花生和谷物的殺菌與滅霉以及袋裝食品的直接殺菌谨究。
日本三茲公司*的紅外線無(wú)菌包裝機(jī)，全機(jī)由ML-501型封裝機(jī)和MS-801型通道式紅外線熱收縮機(jī)組成诲操。該機(jī)可根據(jù)被包裝物形狀和大小的不同烟瞳，選用相應(yīng)厚度和顏色的熱收縮薄膜，同時(shí)在熱輻射中滅菌帮伙，其滅菌程序簡(jiǎn)便航娩，包裝質(zhì)量大大超過(guò)手工包裝，而且包裝效率提高6～8倍鹰党。
8 紫外線
紫外線按其波長(zhǎng)不同可分為3段:長(zhǎng)波段（3200～4000 ）伊哮，中波段（2750～3200 ），短波段（1800～2750 ）惨槐。處于2400～2800 區(qū)段的紫外線殺菌力較強(qiáng)问嬉，而zui強(qiáng)的波長(zhǎng)為2500～2650 ，多以2537作為紫外線殺菌的波長(zhǎng)瘤褒。當(dāng)微生物被紫外線照射時(shí)炮姑，其細(xì)胞的部分氨基酸和核酸吸收紫外線，產(chǎn)生光化學(xué)作用悲组，引起細(xì)胞內(nèi)成分检痰，特別是核酸、原漿蛋白锨推、酯的化學(xué)變化铅歼，使細(xì)胞質(zhì)變性，從而導(dǎo)致微生物的死亡换可。紫外線進(jìn)行直線傳播椎椰，其強(qiáng)度與距離平方成比例地減弱厦幅，并可被不同的表面反射，穿透力弱慨飘，廣泛用于空氣确憨、水及食品表面、食品包裝材料瓤的、食品加工車間休弃、設(shè)備、器具圈膏、工作臺(tái)的滅菌處理塔猾。
9 磁力
磁力殺菌是把需消毒殺菌的食品放于磁場(chǎng)中，在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度作用下稽坤，使食品在常溫下起到殺菌作用守涤。由于這種殺菌方式不需加熱，具有廣譜殺菌作用懂崭，經(jīng)處理后的食品，其風(fēng)味和品質(zhì)不受影響区戚，主要適用于各種飲料处淘、流質(zhì)食品、調(diào)味品及其他各種包裝的固體食品挣堪。
10 高壓電場(chǎng)脈沖
高壓電場(chǎng)脈沖殺菌是將食品置于兩個(gè)電極間產(chǎn)生的瞬間高壓電場(chǎng)中栈眉，由于高壓電脈沖（HEEP）能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，改變其通透性豁惨，從而殺死細(xì)胞榛架。
高壓脈沖電場(chǎng)的獲得有2種方法。一種是利用LC振蕩電路原理烂辟，先用高壓電源對(duì)一組電容器進(jìn)行充電唤鳍，將電容器與一個(gè)電感線圈及處理室的電極相連，電容器放電時(shí)產(chǎn)生的高頻指數(shù)脈沖衰減波即加在兩個(gè)電極上形成高壓脈沖電場(chǎng)哨叙。由于LC電路放電極快恕刘，在幾十至幾百個(gè)微秒內(nèi)即可以將電場(chǎng)能量釋放完畢，利用自動(dòng)控制裝置抒倚，對(duì)LC振蕩器電路進(jìn)行連續(xù)的充電與放電褐着，可以在幾十毫秒內(nèi)完成殺菌過(guò)程。另一種是利用特定的高頻高壓變壓器來(lái)得到持續(xù)的高壓脈沖電場(chǎng)托呕。殺菌用的高壓脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度一般為15～100kV/cm含蓉，脈沖頻率為1～100kHz，放電頻率為1～20kHz项郊。
高壓電場(chǎng)脈沖殺菌一般在常溫下進(jìn)行馅扣，處理時(shí)間為幾十毫秒斟赚，這種方法有2個(gè)特點(diǎn):一是由于殺菌時(shí)間短，處理過(guò)程中的能量消耗遠(yuǎn)小于熱處理法岂嗓。二是由于在常溫汁展、常壓下進(jìn)行，處理后的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)厌殉、化學(xué)性質(zhì)食绿、營(yíng)養(yǎng)成分上改變很小，風(fēng)味选浅、滋味無(wú)感覺(jué)出來(lái)的差異屏酌。而且殺菌效果明顯（N/No<10-9），可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求尚技，特別適用于熱敏性食品予问，具有廣闊的應(yīng)用前景。
11 超聲波
超聲波是頻率大于10kHz的聲波潭耙。超聲波同普通聲波一樣屬于縱波涕笛。超聲波與傳聲媒質(zhì)相互作用蘊(yùn)藏著巨大的能量，當(dāng)遇到物料時(shí)就對(duì)其產(chǎn)生快速交替的壓縮和膨脹作用都宅，這種能量在極短的時(shí)間內(nèi)足以起到殺滅和破壞微生物的作用列汽，而且還能夠?qū)κ称樊a(chǎn)生諸如均質(zhì)、催陳愧橄、裂解大分子物質(zhì)等多種作用喳律，具有其他物理滅菌方法難以取得的多重效果，從而能夠更好地提高食品品質(zhì)瘪期，保證食品安全赤朽。朱紹華采用超聲波發(fā)生儀作為滅菌設(shè)備，以醬油為滅菌對(duì)象昆码，取得了良好的效果气忠。
12 脈沖強(qiáng)光
脈沖強(qiáng)光是采用強(qiáng)烈白光閃照的方法進(jìn)行滅菌，它由一個(gè)動(dòng)力單元和一個(gè)惰性氣體燈單元組成赋咽。動(dòng)力單元是一個(gè)能提供高電壓高電流脈沖的部件笔刹，它為惰性氣體燈提供能量，惰性氣體燈能發(fā)出由紫外線至近紅外區(qū)域的光線冬耿，其光譜與太陽(yáng)光十分相近舌菜，但強(qiáng)度卻強(qiáng)數(shù)千倍至數(shù)萬(wàn)倍，光脈沖寬度小于800μs亦镶。該技術(shù)由于只處理食品的表面日月，從而對(duì)食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分影響很小，可用于延長(zhǎng)以透明材料包裝的食品及新鮮食品的貨架期缤骨。周萬(wàn)龍等研究表明爱咬，脈沖強(qiáng)光對(duì)枯草芽孢桿菌尺借、酵母菌都有較強(qiáng)的致死效果，30余次閃照后精拟，可使這些菌由105個(gè)減少到0個(gè);脈沖強(qiáng)光起殺菌作用的波段可能為紫外線燎斩，但其他波段可能有協(xié)同作用。
13 超高壓
近年來(lái)甫蹄，由日本研制出一種新型的食品加工保藏技術(shù)树吏，這就是超高壓。所謂高靜壓技術(shù)（HighHydrostaticPressure簡(jiǎn)稱HHP）就是將食品密封于彈性容器或置于無(wú)菌壓力系統(tǒng)中（常以水或其他流體介質(zhì)作為傳遞壓力的媒介物）缚粮，在高靜壓（一般100MPa以上）下處理一段時(shí)間漫介，以達(dá)到加工保藏的目的。在高壓下囊叛，會(huì)使蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變性赏碑，微生物細(xì)胞核膜被壓成許多小碎片和原生質(zhì)等一起變成糊狀，這種不可逆的變化即可造成微生物死亡学蟀。微生物的死亡遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)射愧。對(duì)于大多數(shù)非芽孢微生物，在室溫户虐、450MPa壓力下的殺菌效果良好;芽孢菌孢子耐壓卓俱，殺菌時(shí)需要更高的壓力，而且往往要結(jié)合加熱等其他處理才更有效贩贵。溫度、介質(zhì)等對(duì)食品超高壓殺菌的模式和效果影響很大灵妨。間歇性重復(fù)高壓處理是殺死耐壓芽孢的良好方法解阅。
日本開發(fā)出的超高壓殺菌機(jī)，操作壓力達(dá)304～507MPa泌霍。超高壓殺菌的zui大*性在于它對(duì)食品中的風(fēng)味物質(zhì)货抄、*、色素等沒(méi)有影響朱转，營(yíng)養(yǎng)成分損失很少蟹地，特別適用于果汁、果醬類食品的殺菌藤为。
14 膜過(guò)濾除菌技術(shù)
隨著材料科學(xué)的發(fā)展怪与，各種可用于物料分離的膜相繼出現(xiàn)，膜分離技術(shù)已在食品缅疟、生物制藥等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用分别，例如生化物質(zhì)的提取、純水的制備存淫、果汁的濃縮等耘斩。膜分離過(guò)程根據(jù)推動(dòng)力的不同淌影，大體上可分為兩種。一類是以壓力為推動(dòng)力的膜過(guò)程圈喻，如超濾;另一類是以電為推動(dòng)力的膜過(guò)程脾韧，稱為離子交換，如電滲析爸见。以壓力為推動(dòng)力的膜過(guò)程聂突，根據(jù)膜所用的孔徑和截留能力可以分為微孔過(guò)濾、超濾和反滲透等迂儡。
通常膜的孔徑為0.0001～10μm芙捏，而物料中微生物粒子大小一般在0.5～2μm，若選用孔徑小于微生物的膜杰打，使料液通過(guò)膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾粤唤，則菌體粒子被截留，稱之為過(guò)濾除菌搁鞭。
膜過(guò)濾除菌技術(shù)具有耗能少预锅、在常溫下操作、適于熱敏性物料恢恼、工藝適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)民傻，其應(yīng)用前景廣闊，現(xiàn)已廣泛用于食品场斑、生化漓踢、制藥、用水及空氣漏隐、乳品喧半、果汁等的過(guò)濾除菌。
食品工程中的還很多青责，如:二氧化氯挺据、氯氣、電子滅菌技術(shù)脖隶、加熱與加壓并用扁耐、加熱與化學(xué)藥劑并用、加熱與輻射并用产阱、靜電等婉称。這些技術(shù)正在得以研究和應(yīng)用。