手机版
关键词：食品工业；新型杀菌技术
0 前言
食品工业中每年由于食品腐败变质造成的损失约占食品原料的20％以上，因此，杀菌技术一直是食品工业中研究的热点之一。食品工业中传统的加热杀菌在杀灭和抑制有害微生物技术过程中占有极为重要的地位，但对食品的营养价值及风味、滋味难免会产生一些副作用，特别是对热敏性或有特殊要求的食品往往难以达到预定效果。因此一些新的对食品品质的影响程度限制在最小限度而且能迅速有效地杀死存在于食品物料中的有害微生物、节省能源、提高产品营养和感官雷竞技百科 、达到产品指标要求的新型杀菌技术应运而生。这些新型杀菌技术有高压脉冲电场、超声波、通电杀菌、高压杀菌、远红外线杀菌、脉冲强光杀菌等。
1 高压电脉冲杀菌
高压电脉冲杀菌是利用在高压脉冲电场下，负向脉冲波峰（spike）的出现对细胞膜形成一个快速变化的压力，使其结构松散，与正向脉冲峰（Pulse）协同作用能迅速破坏细胞膜的透性。同时，高压电脉冲波宽仅2μs，对食品没有升温效应。
这种方法有两个特点，
一是由于杀菌时间短，处理过程中的能耗远小于热处理法。
二是由于在常温、常压下进行，处理后的食品与新鲜食品在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小，风味、滋味无感觉出来的差异。杀菌效果明显，达到商业无菌的要求。特别适合用于热敏性很高的食品。岳朝阳等采用高压脉冲发生装置对牛乳进行了灭菌实验，结果表明高压脉冲电场杀菌效果显著。
2 超声杀菌
超声的空化作用能在细胞壁与细胞液等非均相间产生微射流和局部高热、高压。这对细菌、病菌等微生物有强烈的杀灭作用，对非均相界面会因超声波振动的切向力和微射流等作用而使因相颗粒或板块破碎变细，从而可以很方便地起到杀菌和清除食品包装和加工设备的污垢的作用。周永昌等人用超声进行板鸭的杀菌保鲜获得了较好的效果。
3 通电杀菌
通电杀菌亦称“欧姆杀菌”，它利用电极将电流通过物体，由于阻抗损失、介质损耗等的存在，最终使电能转化为热能，使食品内部产生热量而杀菌。常规的热杀菌方法是采用热交换器进行间接热交换，其过程速率取决于传导、对流或辐射的换热条件。间壁式换热情形，热量首先由加热介质（如水蒸汽）通过间壁传递给食品物料中的液体，然后靠液体与固体颗粒之间的对流和传导传给固体颗粒，最后是固本颗粒内部的传导传热，使全部物料达到所要求的杀菌温度。显然，要使固体颗粒内部达到杀菌温度，其周围液体部分必须过热，这势必导致含颗粒食品杀菌后质地软烂、外形改变，影响产品品质。而采用通电杀菌，则使颗粒的加热速率与液体的加热速率相接近成为可能，并可获得比常规方法更快的颗粒加热速率。因而可缩短加工时间，得到高品质产品。
通电杀菌的机理据初步探讨有两方面的原因：
一方面由于通电加热致使温度升高而灭菌
另一方面是因为在通电的两电极间的菌体细胞由于受到所加电场的作用导致菌体细胞膜的破坏而灭菌。通电灭菌可将液状食品中的大肠杆菌、酵母菌、芽孢杆菌杀灭。对于一些难以杀死的微生物，可通过高压通电杀菌，即在通电加热装置置于一定压力的惰性气体中，来提高杀菌效果。通电杀菌的一大优点是它对营养物如维生素等的破坏较小。通电加热器能处理高颗粒密度、高粘度的食品物料，有利用使停留时间分布减至最小。自1991年以来，在英国、日本、法国和美国已将该技术及设备应用于低酸或高酸性食品加工中。目前，英国APVBaker公司已制造出工业化规模的通电杀菌设备、用于含颗粒食品的加工。
4 高压杀菌
高压杀菌与传统热杀菌相比，不仅能有效地杀灭微生物，而且能保持食品特有的风味和品质，避免因加热引起的色变、加热臭和产生有害物质等。高压杀菌就是将食品物料以某种方式包装以后，置于高压（200Mpa）装置中加压处理，使之达到灭菌要求的目的。高压杀菌的基本原理就是利用压力对微生物的致死作用，高压导致微生物的形态结构、生物化学反应，基因机制以及细胞膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。日本明治屋食品公司，采用高压杀菌技术生产果酱，在室温下以400－600Mpa的压力对软包装密封果酱处理10－30min，所得产品保持了新鲜水果的口味、颜色和风味。
5 远红外线杀菌
远红外线杀菌不需经过热媒，其传热可直接由表面渗透到内部，因此，远红外线杀菌不仅可用于一般的粉状和块状食品的杀菌，且可用于坚果类食品如咖啡豆、花生和谷物的杀菌和灭菌以及袋状食品的直接杀菌。远红外线杀菌效果是明显的。国外已将远红外线杀菌应用于实际生产中，如农作物的表面经常为微生物所污染，消除这种污染的最常用的方法是农作物通入有毒气体如氯化乙烯、氯化丙烯以及氯化乙烯和溴甲烷的混合气体，但使用这些有毒气体会带来一系列潜在的安全问题。而采用远红外线照射对谷物和果实进行表面杀菌就不存在上述问题。且生产成本较上述方法低。使用远红外线杀菌，不仅可杀灭表面的酵母菌和霉菌，在一定程度上降低表面的微生物污染，且可以有助脱壳。大部分食品材料对远红外线辐射的吸收率最高，远红外线辐射不仅可以直接把能量传播到物体表面，而且还能把能量传播到物体的一定深度。然而在热辐射电磁场中，远红外线的光子能量级比起紫外线、可见光线要小。因此，一般只会产生热效果，不会引起物质的化学变化，加之加热时间短，所以可以减少加热过程中营养成分和色香味的损失。
6 脉冲强光杀菌
脉冲强光杀菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌，脉冲强光杀菌效果的主要因素是闪照次数、菌液原始浓度及输入电压，它由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是一个能提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量，惰性气体灯能发出由紫外至近红外线区域的光线，其光谱与太阳光十分相近，但强度却强数千倍至数万倍。该技术由于只处理食品的表面，从而对食品的风味和营养成分影响很小，可用于延长以透明物料包装的食品及新鲜食品的货架期，很有发展前途。JosephDunn等研究结果表明它能杀死大多数的微生物，比传统的紫外灯有更高的效率，为此开展了该项技术的研究，结果表明脉冲强光闪照40次后，淀粉酶活力降70％，蛋白酶活力下降90％，对食品的主要成分未造成破坏，面包保存期提高1倍以上。
7 结束语
随着现代科技的发展，食品工业中的新型杀菌技术不断涌现，要大力发展这些新的技术必须深层次彻底弄清其机理，充分发挥其高效、低能耗而且能保持食品营养和感官雷竞技百科 的优势，使其更有效地应用于实践中，从而促进食品工业的发展。
