超高溫殺菌技術(shù)

1、新型商業(yè)殺菌技術(shù)蔡晨 10108212381、超高溫殺菌技術(shù)（1）基本原理 :按照微生物的一般致死原理， 微生物在高于其生長(zhǎng)溫度區(qū)域最大值的熱環(huán)境 中，必然受到致命的損害，且隨著受熱時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇，直至死亡。（2）優(yōu)缺點(diǎn) :UTH 使產(chǎn)品達(dá)到較長(zhǎng)保質(zhì)期的基本條件是達(dá)到殺菌效率和鈍化酶，此外需盡量減小產(chǎn)品在高溫處理下可能發(fā)生的營(yíng)養(yǎng)損失、產(chǎn)品褐變、蛋白質(zhì)凝固沉淀等物理化學(xué)變化。 產(chǎn)生褐變及其它缺陷的危險(xiǎn)性較小， 生產(chǎn)工藝條件較易控制， 能更好地保存食品的品質(zhì)和風(fēng) 味。但強(qiáng)烈的熱處理對(duì)產(chǎn)品的外觀、味道和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都會(huì)產(chǎn)生一定的不良影響。應(yīng)用領(lǐng)域 :乳制品、果汁制品的滅菌加工。高溫殺菌現(xiàn)在分兩種一種是

2、飲料，豆?jié){等液體物 料包裝前殺菌， 這種一般用的是管式超高溫瞬時(shí)殺菌設(shè)備， 還有一種高溫殺菌技術(shù)是用的殺 菌鍋，適應(yīng)于食品耐熱包裝之后的殺菌。2、歐姆加熱法超高溫殺菌技術(shù)（1）基本原理 :歐姆加熱就是利用物料本身的電阻特性直接把電能轉(zhuǎn)化為熱能的一種加熱方 式，它克服了傳統(tǒng)加熱方式 （對(duì)流加熱，熱傳導(dǎo)，熱輻射 ）中物料內(nèi)部的傳熱速度取決于傳熱 方向上的溫度梯度等不足， 實(shí)現(xiàn)了物料的均勻快速加熱。 當(dāng)物料的兩端施加電場(chǎng)時(shí)， 物料中 有電流通過(guò)， 在電路中把物料做為一段導(dǎo)體， 由于物料的電阻特性， 利用它本身在導(dǎo)電時(shí)所 產(chǎn)生的熱量達(dá)到加熱的目的。（2）優(yōu)點(diǎn) :加熱速度快、容易控制；加熱均勻；能量利用

3、率高。缺點(diǎn)：目前該技術(shù)在研究應(yīng)用中存在幾個(gè)主要問(wèn)題， 加熱速度的控制； 對(duì)于非均質(zhì) 的 復(fù)雜食品物質(zhì)， 各部分電阻都不同， 在通電時(shí)內(nèi)部電流能否均勻分布成為影響加工品質(zhì)的關(guān) 鍵；在接觸式歐姆加熱解凍中， 應(yīng)研制一種耐腐、 無(wú)污染的電極與物料接觸，避免產(chǎn)生電流 集中現(xiàn)象， 引起局部過(guò)熱； 在浸泡式歐姆加熱解凍中， 浸泡介質(zhì)的電導(dǎo)率是影響解凍速率和 物料內(nèi)部溫度分布均勻性的重要因素， 其影響機(jī)理尚不明確， 有待進(jìn)一步研究； 顆粒殺菌值 的評(píng)估與計(jì)算問(wèn)題尚未很好解決；顆粒食品的輸送、混合及如何平均地充填于每一容 器中等技術(shù)問(wèn)題； 含顆粒食品的密度過(guò)大或過(guò)小難以保障加熱效果； 利用歐姆加熱時(shí)的歐姆 加

4、熱設(shè)備的投資較大， 現(xiàn)在的電力價(jià)格還相當(dāng)高， 歐姆加熱目前僅對(duì)酸性食品的加熱人們對(duì) 歐姆加熱的高質(zhì)量產(chǎn)品還沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)，商業(yè)應(yīng)用尚不廣泛。(3) 應(yīng)用領(lǐng)域 :歐姆加熱法是一項(xiàng)新技術(shù)，可用于食品中的殺菌、解凍、漂燙。根據(jù)歐姆加 熱的特點(diǎn)， 適合于帶有一定粘度產(chǎn)品的加熱和殺菌處理，目前， 主要用于液體及固液混合物的殺菌、低酸性方便肉制品、整粒草莓、魚(yú)糜制品、豆腐等的加熱以及肉的解凍等。3、超高壓殺菌技術(shù)(1) 基本原理：超高壓殺菌法就是在密閉的容器內(nèi)，用水作介質(zhì)對(duì)產(chǎn)品施以 400- 600MPa的 壓力， 在這種強(qiáng)壓下，能夠殺死產(chǎn)品中幾乎所有的細(xì)菌、 霉菌和酵母菌。超高壓殺菌是影響 氫鍵之類的弱

5、結(jié)合力的變化， 使分子空間結(jié)構(gòu)變化而無(wú)損基本特性。 所以， 超高壓可以在保 留食品原有生鮮風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)， 不產(chǎn)生異味的情況下使蛋白質(zhì)、 淀粉之類的高分子物質(zhì)形成不 同于熱法所產(chǎn)生的凝膠膠或凝固物。(2) 優(yōu)點(diǎn) ：這種經(jīng)過(guò)超高壓處理過(guò)的產(chǎn)品，可以充分保持食品原料原有的色、香、味和營(yíng)養(yǎng) 成分，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。超高壓處理過(guò)的果汁，其顏色、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)與未經(jīng)加壓處理 的新鮮果汁幾乎無(wú)任何差別。缺點(diǎn) ：UHP 技術(shù)對(duì)殺滅芽孢效果不太理想，不能完全殺滅所有芽孢；由于糖和鹽對(duì)微生 物的保護(hù)作用， 在粘度非常大的高濃度糖溶液中， 超高壓滅菌效果并不明顯； 由于處理過(guò)程 壓力很高， 食品中壓敏性成分會(huì)受到不同

6、程度的破壞。 其過(guò)高的壓力使得能耗增加，對(duì)設(shè)備要求過(guò)高； 而且，超高壓裝置初期投入成本比較高，一般食品工廠不利于工業(yè)化推廣；超高壓滅菌一般采用水作為為壓力介質(zhì)，當(dāng)壓力超過(guò)600MPa時(shí)，水會(huì)出現(xiàn)臨界冰的現(xiàn)象，因而只能使用油等其他物質(zhì)作為壓力介質(zhì)； 超高壓滅菌的效果受多種因素的影響， 如微生物種類、 細(xì)胞形態(tài)、溫度、時(shí)間、壓力大小等。(3) 應(yīng)用領(lǐng)域 ：目前，國(guó)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(yīng)用。日本明治屋食品公司將草莓、蘋(píng)果和獼猴桃等果醬經(jīng)軟包裝后在 400600MPa、1030min條件下滅菌，產(chǎn)品的色澤和風(fēng)味不變，并保持了水果原有的口感， VC

7、 的保留率較高。高壓技術(shù)和其它技術(shù)相結(jié)合，能更有效殺滅微生物，破壞酶，延長(zhǎng)貨架 壽命。4、脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)(1) 基本原理 ：脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)是近來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型冷殺菌技術(shù)，利用強(qiáng)烈白光閃照進(jìn) 行殺菌。 它主要由一個(gè)動(dòng)力單元和一個(gè)惰性氣體燈單元組成。動(dòng)力單元是用來(lái)提供高電壓高電流脈沖的部件， 為惰性氣體燈提供所需的能量 ;惰性氣體燈能發(fā)出波長(zhǎng)由紫外線區(qū)域 (20眾 加）至近紅外線區(qū)域 （1）的光線， 其光譜與到達(dá)地球的太陽(yáng)光譜相近， 但強(qiáng)度卻比太陽(yáng)光強(qiáng)數(shù) 千倍至數(shù)萬(wàn)倍。用于脈沖光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，處在電磁波的非離子化段，不能使小分子離子化。 脈沖光中起殺菌作用的波段可能是紫外光， 其它波段起協(xié)同作用

8、。 川由于細(xì)菌、 酵母菌等微 生物都是由水、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和無(wú)機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)物質(zhì)。 脈沖強(qiáng)光有一定的穿透性，當(dāng)閃照時(shí)，脈沖強(qiáng)光作用于其活性結(jié)構(gòu)上，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性， 從而使細(xì)胞失去生物活性，達(dá)到殺菌的目的。（2）優(yōu)缺點(diǎn) :由于脈沖強(qiáng)光殺菌是一種表面殺菌技術(shù),預(yù)計(jì)將其應(yīng)用于透明包裝的凈菜及軟包裝食品時(shí) ,只要閃照條件適宜 ,可延長(zhǎng)其貨架期 ,且無(wú)有害物質(zhì)殘留。有關(guān)脈沖強(qiáng)光用于凈菜及 軟包裝食品的保鮮應(yīng)用 ,尚待日后深入研究。（3）應(yīng)用領(lǐng)域 :應(yīng)用于家用直飲機(jī)、小型家用凈水設(shè)備、食品加工用水處理設(shè)備、純凈水、 礦泉水處理設(shè)備等飲用水處理設(shè)備； 應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水、

9、 游泳場(chǎng)、養(yǎng)殖廠污水等小 型污水處理設(shè)備， 還可應(yīng)用到污水處理廠中的大型污水處理設(shè)備， 處理能力強(qiáng)大； 應(yīng)用于飲 料殺菌設(shè)備上，如果汁、牛奶、豆?jié){、汽水、茶飲料等，及應(yīng)用在固體食品、藥品表面殺菌 設(shè)備上，如花生、瓜子、糖果、面包以及各種膠囊；應(yīng)用于便攜式殺菌燈、各種包裝殺菌設(shè) 備、消毒柜、 衣柜、 冰箱、 醫(yī)療用具消毒設(shè)備、 公共物品消毒設(shè)備； 應(yīng)用于小型空氣凈化器、 汽車空氣殺菌器、室內(nèi)空調(diào)、中央空調(diào)等各類空氣凈化消毒設(shè)備； 應(yīng)用各個(gè)光固化領(lǐng)域，包 括汽車零配件、木板固化、電子器件、集成電路、眼鏡等行業(yè)的膠合、涂裝、被覆、印刷、 打印、注型等，以及溫室種植房?jī)?nèi)輔助植物生長(zhǎng)，滅蟲(chóng)。5、超聲波殺

10、菌技術(shù)（1）基本原理 :一般認(rèn)為，超聲波具有的殺菌效力主要由其產(chǎn)生的空化作用所引起的。超聲 波處理過(guò)程中， 當(dāng)高強(qiáng)度的超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)， 產(chǎn)生縱波， 從而產(chǎn)生交替壓縮和膨 脹的區(qū)域， 這些壓力改變的區(qū)域易引起空穴現(xiàn)象， 并在介質(zhì)中形成微小氣泡核。 微小氣泡核 在絕熱收縮及崩潰的瞬間，其內(nèi)部呈現(xiàn)5000C以上的高溫及 50000kPa的壓力，從而使液體中某些細(xì)菌致死，病毒失活，甚至使體積較小的一些微生物的細(xì)胞壁破壞。（2）優(yōu)點(diǎn) :高溫加熱會(huì)破壞物體中的熱敏感成份；化學(xué)試劑殺菌易引起有害物質(zhì)殘留；紫外 線殺菌又具有作用不徹底、存在死角等缺點(diǎn) 。因此，人們一直在探索、研究能避免上述因 素限制

11、的更迅速、 有效的滅菌方法。 近年來(lái)的研究表明： 超聲波滅菌就是滿足上述要求的滅 菌技術(shù)之一。缺點(diǎn) :超聲及其協(xié)同其它技術(shù)的聯(lián)合滅菌絕大部分仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，處理量較 小，目前還不能用于工業(yè)化生產(chǎn)，阻礙了超聲協(xié)同其它滅菌技術(shù)的發(fā)展；超聲波對(duì)食品中微生物的影響， 及其最終導(dǎo)致的潛在安全性問(wèn)題研究不足。 因此 對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用于液體食品殺菌也有一定的距離；超聲波單獨(dú)作用時(shí)，容易作用不徹底，且影響因素較多。若增加強(qiáng)度，會(huì)提高其滅菌率，但會(huì)造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p耗。（3）應(yīng)用領(lǐng)域：用于廢水處理、飲用水消毒，在液體食品滅菌中的應(yīng)用也有較多的研究，如啤酒、橙汁、醬油等。6、磁場(chǎng)殺菌技術(shù)（1 ）基本原理：脈沖

12、磁場(chǎng)殺菌是利用高強(qiáng)度磁場(chǎng)發(fā)生器向螺旋線圈發(fā)出強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)，將食品放置于螺旋線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)當(dāng)中，微生物受到強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)的作用會(huì)導(dǎo)致死亡。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：；既能保持食品的原有風(fēng)味，又有處理時(shí)間短、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，有望取代或補(bǔ)充傳統(tǒng)的加熱殺菌技術(shù)、 電磁場(chǎng)處理技術(shù)除殺菌外， 有研究表明其在改善肉制品品質(zhì)方面也有一定優(yōu)勢(shì)，能明顯改善牛、羊、豬肉嫩度。但是，任何單一的殺菌技術(shù)或多或少都存在某方面欠缺和不足。（3）應(yīng)用領(lǐng)域：主要集中在液態(tài)食品殺菌、鈍化酶活力、提高果汁出汁率等方面。7、高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)（1）基本原理：是在兩個(gè)電極間產(chǎn)生瞬時(shí)高壓脈沖電場(chǎng)作用于食品而殺菌的。其基本過(guò)程是用瞬時(shí)高壓處理放置在兩極間的低溫冷卻食品。對(duì)于高壓脈沖電場(chǎng)殺死菌體的作用主要表現(xiàn)在電場(chǎng)對(duì)微生物的場(chǎng)的作用和電離作用2個(gè)方面，通過(guò)以上 2種作用共同殺死菌體。（2 ）優(yōu)點(diǎn)：；高壓脈沖電場(chǎng)殺菌是一種非加熱特性的無(wú)污染，能保持食品原有營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味的綠色保鮮技術(shù)。該項(xiàng)新技術(shù)設(shè)備的投入相對(duì)較高、處理量少、但產(chǎn)