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巴氏杀菌技术

时间:2018-06-15 点击:1494次

1 热力杀菌技术  

     利用加热杀灭食品中有害微生物的方法既是古老的方法,也是近现代极其重要的一种杀菌技术。1804年,法国人阿佩尔(Appert)发明了将食品装瓶放于沸水中煮一段时间,能较长时间保藏食品的方法,19世纪50年代,法国人巴斯德(Pasteur)阐明了食品的微生物腐坏机理,为杀菌技术的发展奠定了理论基础。

     食品热力杀菌可分为低温杀菌法(巴氏杀菌)、高温短时杀菌法和超高温瞬时杀菌法。前两种方法,由于杀菌效果稳定,操作简单,设备投资小,已有悠久的应用历史,现今还广泛用在各类罐藏食品、饮料、酒类、药品、乳品的生产中。后一种方法,由于其独特的优点,已发展为一种高新食品杀菌技术。

2 超高温瞬时杀菌技术(UHT)

     超高温杀菌于1949年随着斯托克(Stork)装置的出现而问世,其后国际上出现了多种类型的超高温杀菌装置。超高温处理可分为间接加热和直接加热两大类型。它是使料液迅速升温至130℃以上,然后保持几秒钟,从而实现对料液瞬间的杀菌。

超高温瞬时杀菌技术的杀菌效果特别好,几乎可达到或接近灭菌的要求,而且杀菌时间短,物料中营养物质破坏少,营养成分保存率达92%以上,大大优越于上述两种热力杀菌法。配合食品无菌包装技术的超高温式杀菌装置在国内外发展很快,目前这种杀菌技术已广泛用于杀菌乳、果汁及各种饮料、豆乳、酒等产品的生产中。

3 电阻加热杀菌技术

      电阻加热杀菌也叫欧姆杀菌,是一种新型热杀菌方法,它借通入的电流使食品内部产生热量而达到杀菌的目的,是酸性和低酸性食品和带颗粒(粒径小于25mm)食品进行连续杀菌的一种新技术。

      电阻加热杀菌使用交流电的频率为50~60Hz,它利用电极将电流直接导入食品,由食品自身的介电性质产生热量,以达到杀菌的目的。电阻加热的适用性由食品物料的电导率来决定,大多数能用泵输送的、溶解有盐类离子且含水量在30%以上的食品都可用电阻加热来杀菌,且效果很好,而一些脂肪、糖、油、未添加盐的处理水等非离子化的食品则不适用该技术。英国APV食品加工中心的试验表明,电阻加热已成功地用于各种包含大颗粒的食品和片状食品的杀菌,如马铃薯、胡萝卜、蘑菇、牛肉、鸡肉、片状苹果、菠萝、桃等。

4 臭氧杀菌技术

     臭氧在水中极不稳定,时刻发生还原反应,产生具有强烈氧化作用的单原子氧,在其产生瞬时,与细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应,从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏,细胞膜的通透性增加,细胞内物质外流,使细菌失去活性。同时臭氧能迅速扩散进入细胞内,氧化细胞内的酶或RNA、DNA,从而致死菌原体。

臭氧杀菌具有、快速、安全、便宜等优点,自1785年发现以来,广泛应用于食品加工、运输与贮存及自来水、纯净水生产等领域。

5 辐照杀菌技术

      自从原子能和平利用以来,经过40多年的研究开发,人们成功地利用原子辐射技术进行食品杀菌保鲜。辐照就是利用X射线、γ射线或加速电子射线(zui为常见的是Co60和Cs137的γ射线)对食品的穿透力以达到杀死食品中微生物和虫害的一种冷灭菌消毒方法。受辐照的食品或生物体会形成离子、激发态分子或分子碎片,进而这些产物间又相互作用,生成与原始物质不同的化合物,在化学效应的基础上,受辐照物料或生物体还会发生一系列生物学效应,从而导致害虫、虫卵、微生物体内的蛋白质、核酸及促进生化反应的酶受到破坏、失去活力,进而终止农产品、食品被侵蚀和生长老化的过程,维持品质稳定。

6 微波杀菌技术

  微波指波长在0.001~1m(频率300~300000MHz)的电磁波。它能以光速向前直进,遇到物体阻挡,能引起反射、穿透、吸收等现象,用于杀菌的微波频率为2450MHz。研究结果普遍认为微波对微生物的致死效应有2个方面的因素,即热效应和非热效应。热效应是指物料吸收微波能,使温度升高从而达到灭菌的效果。而非热效应是指生物体内的极性分子在微波场内产生强烈的旋转效应,这种强烈的旋转使微生物的营养细胞失去活性或破坏微生物细胞内的酶系统,造成微生物的死亡。微波杀菌具有穿透力强、节约能源、加热效率高、适用范围广等特点,而且微波杀菌便于控制,加热均匀,食品的营养成分及色、香、味在杀菌后仍接近食物的天然品质。微波杀菌目前主要用于肉、鱼、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的杀菌。

8 紫外线杀菌技术

  紫外线按其波长不同可分为3段:长波段(3200~4000 ),中波段(2750~3200 ),短波段(1800~2750 )。处于2400~2800 区段的紫外线杀菌力较强,而zui强的波长为2500~2650 ,多以2537作为紫外线杀菌的波长。当微生物被紫外线照射时,其细胞的部分lu基酸和核酸吸收紫外线,产生光化学作用,引起细胞内成分,特别是核酸、原浆蛋白、酯的化学变化,使细胞质变性,从而导致微生物的死亡。紫外线进行直线传播,其强度与距离平方成比例地减弱,并可被不同的表面反射,穿透力弱,广泛用于空气、水及食品表面、食品包装材料、食品加工车间、设备、器具、工作台的灭菌处理。

9 磁力杀菌技术

      磁力杀菌是把需消毒杀菌的食品放于磁场中,在一定磁场强度作用下,使食品在常温下起到杀菌作用。由于这种杀菌方式不需加热,具有广谱杀菌作用,经处理后的食品,其风味和品质不受影响,主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品。

10 高压电场脉冲杀菌技术

      高压电场脉冲杀菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中,由于高压电脉冲(HEEP)能破坏细菌的细胞膜,改变其通透性,从而杀死细胞。

      高压脉冲电场的获得有2种方法。一种是利用LC振荡电路原理,先用高压电源对一组电容器进行充电,将电容器与一个电感线圈及处理室的电极相连,电容器放电时产生的高频指数脉冲衰减波即加在两个电极上形成高压脉冲电场。由于LC电路放电极快,在几十至几百个微秒内即可以将电场能量释放完毕,利用自动控制装置,对LC振荡器电路进行连续的充电与放电,可以在几十毫秒内完成杀菌过程。另一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场。杀菌用的高压脉冲电场强度一般为15~100kV/cm,脉冲频率为1~100kHz,放电频率为1~20kHz。

      高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行,处理时间为几十毫秒,这种方法有2个特点:一是由于杀菌时间短,处理过程中的能量消耗远小于热处理法。二是由于在常温、常压下进行,处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、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。而且杀菌效果明显(N/No<10-9),可达到商业无菌的要求,特别适用于热敏性食品,具有广阔的应用前景。

11 超声波杀菌技术

      超声波是频率大于10kHz的声波。超声波同普通声波一样属于纵波。超声波与传声媒质相互作用蕴藏着巨大的能量,当遇到物料时就对其产生快速交替的压缩和膨胀作用,这种能量在极短的时间内足以起到杀灭和破坏微生物的作用,而且还能够对食品产生诸如均质、催陈、裂解大分子物质等多种作用,具有其他物理灭菌方法难以取得的多重效果,从而能够更好地提高食品品质,保证食品安全。朱绍华采用超声波发生仪作为灭菌设备,以酱油为灭菌对象,取得了良好的效果。

12 脉冲强光杀菌技术

      脉冲强光杀菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌,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,它为惰性气体灯提供能量,惰性气体灯能发出由紫外线至近红外区域的光线,其光谱与太阳光十分相近,但强度却强数千倍至数万倍,光脉冲宽度小于800μs。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,可用于延长以透明材料包装的食品及新鲜食品的货架期。周万龙等研究表明,脉冲强光对枯草芽孢杆菌、酵母菌都有较强的致死效果,30余次闪照后,可使这些菌由105个减少到0个;脉冲强光起杀菌作用的波段可能为紫外线,但其他波段可能有协同作用。

14 膜过滤除菌技术

     随着材料科学的发展,各种可用于物料分离的膜相继出现,膜分离技术已在食品、生物制药等工业生产中得到广泛应用,例如生化物质的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等。膜分离过程根据推动力的不同,大体上可分为两种。一类是以压力为推动力的膜过程,如超滤;另一类是以电为推动力的膜过程,称为离子交换,如电渗析。以压力为推动力的膜过程,根据膜所用的孔径和截留能力可以分为微孔过滤、超滤和反渗透等。

     通常膜的孔径为0.0001~10μm,而物料中微生物粒子大小一般在0.5~2μm,若选用孔径小于微生物的膜,使料液通过膜过滤器进行过滤,则菌体粒子被截留,称之为过滤除菌。

     膜过滤除菌技术具有耗能少、在常温下操作、适于热敏性物料、工艺适应性强等优点,其应用前景广阔,现已广泛用于食品、生化、制药、用水及空气、乳品、果汁等的过滤除菌。

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