食品殺菌技術原理及發(fā)展現(xiàn)狀————石蕾

1、目   錄   中英文摘要 2關鍵詞 2前言 31超高壓殺菌 32超高壓脈沖電場殺菌 43臭氧殺菌 44微波殺菌 55脈沖強光殺菌 56輻射殺菌 67紫外線殺菌 68其他殺菌技術列舉 79參考文獻 7食品殺菌技術原理及發(fā)展現(xiàn)狀姓名：石蕾 學號：XX  班級：XXXXx摘 要：冷殺菌是指在殺菌過程中食品溫度不升高或升高很低的一種安全、高效殺菌方法。冷殺菌不僅有利于保持食品功能成分的生理活性，且還有利于保持色、香、味及營養(yǎng)成分。傳統(tǒng)的熱力殺菌是在加熱的環(huán)境下進行的，因此會不同程度地破壞食品中的營養(yǎng)成分和天然特性。為了更

2、大限度保持食品本身的固有品質，一些新型的滅菌技術冷殺菌應運而生，如超高壓殺菌、超高壓脈沖電場殺菌、脈沖強光殺菌、放射線殺菌等。近年來，隨著人們飲食觀念的改變，“原汁原味”的食品逐漸成為時尚，因而冷殺菌技術也越來越受到食品科學研究工作者的高度重視。關鍵字：冷殺菌；超高壓；新型；時尚；傳統(tǒng)Principles and situation of food sterilization technologyAbstract: Cold sterilization refers to the sterilization process food 

3、temperature not rise or increase a safe, efficient sterilization method is very low. Cold sterilization is conducive not only to maintain the physiological activity off-functional food ingredient, also to keep the color, smel

4、l, taste and nutrition. The traditional heat sterilization is carried out in a heated environment, therefore the varying degree will destroy nutrients and natural characteristics food. To a greater level to keep the inherent

5、quality of the food itself, some new sterilization technology - cold sterilization emerge as the times require, such as ultra high pressure sterilization, sterilization, electric field of sterilization, radiation sterilization of

6、ultra high voltage pulse. In recent years, along with the people the concept of diet change, "authentic" food has become a fashion, so the cold sterilization technologies are gaining more and more attention from educators of

7、food science research.Key words：Cold sterilization; High Pressure; New ;Fashion; Authentic前言 傳統(tǒng)食品殺菌為熱殺菌，與之相比，冷殺菌不僅能殺滅食品中微生物，且能較好保持食品固有營養(yǎng)成分、質構、色澤和新鮮度。食品冷殺菌主要有超高壓殺菌、超高壓脈沖電場殺菌、臭氧殺菌等，對于保持食品更能成分的生理活性起到重大作用。1超高壓殺菌技術原理：超高壓殺菌是將食品物料以某種方式包裝以后，放入液體介質(通常是食用油、甘油、油與水的乳液)中，在100MPa1000MPa壓力下作用一段時間后，使之達到滅菌

8、要求。其基本原理是壓力對微生物的致死作用，主要是通過破壞其細胞壁，使蛋白質凝固，抑制酶的活性和DNA等遺傳物質的復制等來實現(xiàn)。發(fā)展現(xiàn)狀：超高壓冷殺菌技術的先進性是高壓、常溫滅菌，采用該項技術對食品進行處理后，不但具備高效殺菌性，而且能完好保留食品中的營養(yǎng)成分，食品口感佳，色澤天然，安全性高，保質期長，這是傳統(tǒng)高溫熱力殺菌方法所不具有的優(yōu)點。目前，國外超高壓滅菌已在果蔬、酸奶、果醬、乳制品、水產(chǎn)品、蛋制品等生產(chǎn)中有了一定的應用。在每cm2的肉食上施加大約6t重的壓力進行高壓滅菌。結果，其味跟原來一樣，色澤也比原先更好看。日本明治屋食品公司將草莓、蘋果和獼猴桃等果醬經(jīng)軟包裝后在400600MPa、

9、1030min條件下滅菌，產(chǎn)品的色澤和風味不變，并保持了水果原有的口感，VC的保留率較高。2、超高壓脈沖電場殺菌原理：超高壓脈沖電場殺菌是采用高壓脈沖器產(chǎn)生的脈沖電場進行殺菌的方法。脈沖產(chǎn)生的電場和磁場的交替作用，使細胞膜透性增加，膜強度減弱，最終膜被破裂，膜內物質外流，膜外物質深入，細胞體死亡。電磁場產(chǎn)生電離作用，阻斷了細胞膜的正常生物化學反應和新陳代謝，使細菌體內物質發(fā)生變化。發(fā)展現(xiàn)狀：超高壓脈沖電場殺菌已在實驗室水平上取得了顯著的成效。它可保持食品的新鮮及其風味，營養(yǎng)損失少。但因其殺菌系統(tǒng)造價高，制約了它在食品工業(yè)上的應用。且超高壓脈沖電場殺菌在黏性及固體顆粒食品中的應用還有待進一步的研

10、究。3、臭氧殺菌原理：臭氧滅菌或抑菌作用，通常是物理的、化學的及生物學等方面的綜合結果。其作用機制可歸納為：(1)作用于細胞膜、導致細胞膜的通透性增加、細胞內物質外流，使細胞失去活力；(2)使細胞活動必需的酶失活。這些酶既有基礎代謝的酶，也有合成細胞重要成分的酶；(3)破壞細胞質內的遺傳物質或使其失去功能。臭氧殺滅病毒是通過直接破壞RNA或DNA完成的；而殺滅細菌、霉菌類微生物則是先作用于細胞膜，使其構成受到損傷，導致新陳代謝障礙并抑制其生長，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內組織，直至其死亡發(fā)展現(xiàn)狀：臭氧氧化力極強，僅次于氟，能迅速分解有害物質，殺菌能力是氯的6003000倍，其分解后迅速的還原成氧氣。利

11、用其性能的臭氧技術在歐美、日本等發(fā)達國家早就得到廣泛應用，是殺菌消毒、污水處理、水質凈化、食品貯存、醫(yī)療消毒等方面的首選技術。美國華盛頓大學醫(yī)學研究人員發(fā)現(xiàn)，臭氧可以抑制癌細胞的生長；日本石川島播麻種工業(yè)公司證明，臭氧水有望成為最佳的果樹殺菌劑，其殺菌效果明顯優(yōu)于次氯酸鈉；中國醫(yī)學科學院研究證明，臭氧可以有效地殺滅淋球菌，并且對水中的重金屬有分解作用。試驗證明臭氧水是一種廣譜殺菌劑，它能在極短時間內有效地殺滅大腸桿菌、蠟桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、流腦雙球菌等一般病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多種微生物8。可殺死和氧化魚、肉、瓜果蔬菜、食品表面能產(chǎn)生異變的各種微生物和果蔬脫離母體后繼續(xù)進行生命活動

12、的微生物，加速成熟乙烯氣體，延長保鮮期。4、微波殺菌原理：1.微波能的熱效應:在一定強度微波場的作用下，食品中的蟲類和菌體會因分子極化現(xiàn)象，吸收微波能升溫，從而使其蛋白質變性，失去生物活性。微波的熱效應主要起快速升溫殺菌作用；2.微波能的非熱效應:高頻的電場也使其膜電位、極性分子結構發(fā)生改變；使微生物體內蛋白質和生理活性物質發(fā)生變異，而喪失活力或死亡。在滅菌中起到了常規(guī)物理滅菌所沒有的特殊作用，也是造成細菌死亡原因之一。3.微波殺菌、保鮮是微波熱效應和非熱效應共同作用的結果。因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法，一般情況下，常規(guī)方法殺菌溫度要120-130,時間約1小時，而微波殺菌溫度僅要70-10

13、5,時間約90-180秒。微波是頻率從300MHz300GMHz的電磁波。微波與物料直接相互作用，將超高頻電磁波轉化為熱能的過程。微波殺菌是微波熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌膜斷面的電位分布影響細胞周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營養(yǎng)不良，不能正常新陳代謝，生長發(fā)育受阻礙死亡。從生化角度分析，細菌正常生長和繁殖的核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)是若干氫鍵緊密連接而成的卷曲大分子，微波導致氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發(fā)遺傳基因或染色體畸變，甚至斷裂。微波殺菌正是利用電磁場效應和生物效應起到對微生物的殺滅作用。發(fā)展現(xiàn)狀：采用微波裝置在殺菌溫度、殺菌時間、產(chǎn)品

14、品質保持、產(chǎn)品保質期及節(jié)能方面都有明顯的優(yōu)勢。德國內斯公司研制的微波室系統(tǒng)，加熱溫度為7285，時間為18min、殺菌效果十分理想，特別適用于已包裝的面包、果醬、香腸、鍋餅、點心以及貯藏中殺滅蟲、卵等。微波處理的食品保質期達6個月以上5、脈沖強光殺菌原理：脈沖強光殺菌是利用強烈白光閃照進行殺菌技術，其系統(tǒng)主要包括動力單元和燈單元。動力單元為惰性氣體燈提供能量，燈便放出只持續(xù)數(shù)百微秒，其波長由紫外光區(qū)域至近紅外光區(qū)域強光脈沖，其光譜與太陽光相似，但比陽光強幾千倍至數(shù)萬倍。脈沖光中起殺菌作用波段可能是紫外光，其它波段起協(xié)同作用。由于細菌、酵母菌等微生物都系由水、蛋白質、碳水化合物、脂肪和無機物等復

15、雜化合物構成一種凝聚態(tài)物質。脈沖強光有一定穿透性，當閃照時，脈沖強光作用于其活性結構上，使蛋白質發(fā)生變性，從而使細胞失去生物活性，達到殺菌目的。發(fā)展現(xiàn)狀：脈沖強光在殺菌和對食品進行保鮮同時能很好保持食品營養(yǎng)成分和風味不發(fā)生變化，且無有害物質殘留。此外，脈沖強光殺菌技術在處理食品時所需費用也不高，適于烘烤食品、海產(chǎn)品、肉類、水果和蔬菜等殺菌及保鮮。6、輻射殺菌原理：輻照就是運用X射線、射線或電子高速射線照射食品引起食品內的物質發(fā)生物理、化學或生物學上的變化，從而抑制或破環(huán)其新陳代謝和生長發(fā)育，使細胞死亡，延長食品的貯藏期。食品中常用的輻照源主要是Co60、Cs137等所產(chǎn)生的射線，其穿透性強，對

16、只要求表面處理的食品效果不佳。食品輻照操作簡單，照射較易控制，幾乎無熱效應，可較好地保持食品原有的品質，衛(wèi)生安全性較高，節(jié)能。發(fā)展現(xiàn)狀：除用于果蔬的貯藏保鮮，如抑制土豆、大蒜、洋蔥等的發(fā)芽和延緩果蔬的衰老外，還可用于許多食品的消毒殺菌，如調味料、肉類、海產(chǎn)品、糧食及脫水蔬菜等。目前，輻射殺菌已在許多國家得到政府的認可并批準使用，我國對稻谷、小麥、玉米、蔬菜、水果、魚肉輻照保藏技術已取得成效，日益顯示出廣闊的前景。7、紫外線殺菌原理：紫外線是介于可見光的紫色光和X射線之間的光波，波長在100nm和400nm之間。其殺菌的原理是利用生物細胞內的DNA吸收240nm280nm范圍內的光波，當對260

17、nm波長的光波吸收達到最大值時，DNA受到破壞導致細菌死亡的特性進行殺菌。同時,紫外光還可降解有機物。185nm400nm左右波長的紫外光可裂解有機物中的碳鍵使其降解,即破壞微生物分子間特有的化學鍵導致細菌死亡。發(fā)展現(xiàn)狀：目前使用紫外線裝置大多數(shù)是管壁能夠通過紫外線的低壓汞燈,這種技術多見于對水的處理。而對其它一些食品如果蔬汁飲料、啤酒、葡萄酒、牛奶或其它含有膠體顆?；蛏氐囊后w均不能采用。另外,紫外線殺菌裝置使用時間不宜過長,否則效果變差。日本某公司研制開發(fā)一種紫外線殺菌燈,使用時間可達到7000h,對活水魚槽中進行滅菌,既保持水質的清凈新鮮,又能延長活魚壽命。8、其他殺菌技術列舉除了以上七

18、種食品冷殺菌技術外，還有利用直線加速器產(chǎn)生的電子束破壞微生物的DNA，從而殺滅食品表面的細菌的軟電子束冷消毒殺菌；利用超聲空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的剪應力能機械地破碎細胞壁和加快物質轉移的原理的超聲殺菌；采用6000高新磁力強度，將食品放在N極與S極之間，經(jīng)連續(xù)搖動，從而達到100%殺菌效果的磁力殺菌；利用食品本身導電性，及不良導體產(chǎn)生大的電阻抗特性產(chǎn)生熱能的原理的電阻殺菌等等。冷殺菌技術的發(fā)展前景冷殺菌是在食品溫度不升高或升高很低的條件下進行殺菌，彌補了熱殺菌的不足，可最大限度地保持食品功能成分的生理活性及原有的色、香、味及營養(yǎng)成分，是一種安全、高效的殺菌方法。作為新型殺菌技術，近年來冷殺菌受到了國內外食品行業(yè)的極大關注，使之成為21世紀食品工業(yè)研究和推廣的重要高新技術之一，在食品加工過程中采用冷殺菌技術成為必然的趨勢。因此它是最有應用前景的殺菌技術。 9參考文獻： 1申海鵬食品安全導刊2012年 第7期    .2 勵建榮 王泓 超高壓技術在食品工業(yè)中的應用及前景 現(xiàn)代食品