食品殺菌技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀————石蕾

1、目   錄   中英文摘要 2關(guān)鍵詞 2前言 31超高壓殺菌 32超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌 43臭氧殺菌 44微波殺菌 55脈沖強(qiáng)光殺菌 56輻射殺菌 67紫外線(xiàn)殺菌 68其他殺菌技術(shù)列舉 79參考文獻(xiàn) 7食品殺菌技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀姓名：石蕾 學(xué)號(hào)：XX  班級(jí)：XXXXx摘 要：冷殺菌是指在殺菌過(guò)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(yíng)養(yǎng)成分。傳統(tǒng)的熱力殺菌是在加熱的環(huán)境下進(jìn)行的，因此會(huì)不同程度地破壞食品中的營(yíng)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(zhì)，一些新型的滅菌技術(shù)冷殺菌應(yīng)運(yùn)而生，如超高壓殺菌、超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌、脈沖強(qiáng)光殺菌、放射線(xiàn)殺菌等。近年來(lái)，隨著人們飲食觀念的改變，“原汁原味”的食品逐漸成為時(shí)尚，因而冷殺菌技術(shù)也越來(lái)越受到食品科學(xué)研究工作者的高度重視。關(guān)鍵字：冷殺菌；超高壓；新型；時(shí)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(yíng)養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)、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(chǎng)殺菌、臭氧殺菌等，對(duì)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(shù)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(zhì)(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(shí)間后，使之達(dá)到滅菌

8、要求。其基本原理是壓力對(duì)微生物的致死作用，主要是通過(guò)破壞其細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)凝固，抑制酶的活性和DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制等來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)展現(xiàn)狀：超高壓冷殺菌技術(shù)的先進(jìn)性是高壓、常溫滅菌，采用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)食品進(jìn)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(yíng)養(yǎng)成分，食品口感佳，色澤天然，安全性高，保質(zhì)期長(zhǎng)，這是傳統(tǒng)高溫?zé)崃⒕椒ㄋ痪哂械膬?yōu)點(diǎn)。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。在每cm2的肉食上施加大約6t重的壓力進(jìn)行高壓滅菌。結(jié)果，其味跟原來(lái)一樣，色澤也比原先更好看。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、

9、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的保留率較高。2、超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌原理：超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌是采用高壓脈沖器產(chǎn)生的脈沖電場(chǎng)進(jìn)行殺菌的方法。脈沖產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的交替作用，使細(xì)胞膜透性增加，膜強(qiáng)度減弱，最終膜被破裂，膜內(nèi)物質(zhì)外流，膜外物質(zhì)深入，細(xì)胞體死亡。電磁場(chǎng)產(chǎn)生電離作用，阻斷了細(xì)胞膜的正常生物化學(xué)反應(yīng)和新陳代謝，使細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)發(fā)生變化。發(fā)展現(xiàn)狀：超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌已在實(shí)驗(yàn)室水平上取得了顯著的成效。它可保持食品的新鮮及其風(fēng)味，營(yíng)養(yǎng)損失少。但因其殺菌系統(tǒng)造價(jià)高，制約了它在食品工業(yè)上的應(yīng)用。且超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌在黏性及固體顆粒食品中的應(yīng)用還有待進(jìn)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(xué)的及生物學(xué)等方面的綜合結(jié)果。其作用機(jī)制可歸納為：(1)作用于細(xì)胞膜、導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細(xì)胞失去活力；(2)使細(xì)胞活動(dòng)必需的酶失活。這些酶既有基礎(chǔ)代謝的酶，也有合成細(xì)胞重要成分的酶；(3)破壞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)或使其失去功能。臭氧殺滅病毒是通過(guò)直接破壞RNA或DNA完成的；而殺滅細(xì)菌、霉菌類(lèi)微生物則是先作用于細(xì)胞膜，使其構(gòu)成受到損傷，導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長(zhǎng)，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，直至其死亡發(fā)展現(xiàn)狀：臭氧氧化力極強(qiáng)，僅次于氟，能迅速分解有害物質(zhì)，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(shù)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家早就得到廣泛應(yīng)用，是殺菌消毒、污水處理、水質(zhì)凈化、食品貯存、醫(yī)療消毒等方面的首選技術(shù)。美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，臭氧可以抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)；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(shù)殺菌劑，其殺菌效果明顯優(yōu)于次氯酸鈉；中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究證明，臭氧可以有效地殺滅淋球菌，并且對(duì)水中的重金屬有分解作用。試驗(yàn)證明臭氧水是一種廣譜殺菌劑，它能在極短時(shí)間內(nèi)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?？蓺⑺篮脱趸~(yú)、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(jìn)行生命活動(dòng)

12、的微生物，加速成熟乙烯氣體，延長(zhǎng)保鮮期。4、微波殺菌原理：1.微波能的熱效應(yīng):在一定強(qiáng)度微波場(chǎng)的作用下，食品中的蟲(chóng)類(lèi)和菌體會(huì)因分子極化現(xiàn)象，吸收微波能升溫，從而使其蛋白質(zhì)變性，失去生物活性。微波的熱效應(yīng)主要起快速升溫殺菌作用；2.微波能的非熱效應(yīng):高頻的電場(chǎng)也使其膜電位、極性分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；使微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)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(méi)有的特殊作用，也是造成細(xì)菌死亡原因之一。3.微波殺菌、保鮮是微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)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(shí)間約1小時(shí)，而微波殺菌溫度僅要70-10

13、5,時(shí)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(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程。微波殺菌是微波熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對(duì)細(xì)菌膜斷面的電位分布影響細(xì)胞周?chē)娮雍碗x子濃度，從而改變細(xì)胞膜的通透性能，細(xì)菌因此營(yíng)養(yǎng)不良，不能正常新陳代謝，生長(zhǎng)發(fā)育受阻礙死亡。從生化角度分析，細(xì)菌正常生長(zhǎng)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(dǎo)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(chǎng)效應(yīng)和生物效應(yīng)起到對(duì)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(shí)間、產(chǎn)品

14、品質(zhì)保持、產(chǎn)品保質(zhì)期及節(jié)能方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。德國(guó)內(nèi)斯公司研制的微波室系統(tǒng)，加熱溫度為7285，時(shí)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(diǎn)心以及貯藏中殺滅蟲(chóng)、卵等。微波處理的食品保質(zhì)期達(dá)6個(gè)月以上5、脈沖強(qiáng)光殺菌原理：脈沖強(qiáng)光殺菌是利用強(qiáng)烈白光閃照進(jìn)行殺菌技術(shù)，其系統(tǒng)主要包括動(dòng)力單元和燈單元。動(dòng)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(zhǎng)由紫外光區(qū)域至近紅外光區(qū)域強(qiáng)光脈沖，其光譜與太陽(yáng)光相似，但比陽(yáng)光強(qiáng)幾千倍至數(shù)萬(wàn)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(xì)菌、酵母菌等微生物都系由水、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和無(wú)機(jī)物等復(fù)

15、雜化合物構(gòu)成一種凝聚態(tài)物質(zhì)。脈沖強(qiáng)光有一定穿透性，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)到殺菌目的。發(fā)展現(xiàn)狀：脈沖強(qiáng)光在殺菌和對(duì)食品進(jìn)行保鮮同時(shí)能很好保持食品營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味不發(fā)生變化，且無(wú)有害物質(zhì)殘留。此外，脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在處理食品時(shí)所需費(fèi)用也不高，適于烘烤食品、海產(chǎn)品、肉類(lèi)、水果和蔬菜等殺菌及保鮮。6、輻射殺菌原理：輻照就是運(yùn)用X射線(xiàn)、射線(xiàn)或電子高速射線(xiàn)照射食品引起食品內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)或生物學(xué)上的變化，從而抑制或破環(huán)其新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育，使細(xì)胞死亡，延長(zhǎng)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(xiàn)，其穿透性強(qiáng)，對(duì)

16、只要求表面處理的食品效果不佳。食品輻照操作簡(jiǎn)單，照射較易控制，幾乎無(wú)熱效應(yīng)，可較好地保持食品原有的品質(zhì)，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(diào)味料、肉類(lèi)、海產(chǎn)品、糧食及脫水蔬菜等。目前，輻射殺菌已在許多國(guó)家得到政府的認(rèn)可并批準(zhǔn)使用，我國(guó)對(duì)稻谷、小麥、玉米、蔬菜、水果、魚(yú)肉輻照保藏技術(shù)已取得成效，日益顯示出廣闊的前景。7、紫外線(xiàn)殺菌原理：紫外線(xiàn)是介于可見(jiàn)光的紫色光和X射線(xiàn)之間的光波，波長(zhǎng)在100nm和400nm之間。其殺菌的原理是利用生物細(xì)胞內(nèi)的DNA吸收240nm280nm范圍內(nèi)的光波，當(dāng)對(duì)260

17、nm波長(zhǎng)的光波吸收達(dá)到最大值時(shí)，DNA受到破壞導(dǎo)致細(xì)菌死亡的特性進(jìn)行殺菌。同時(shí),紫外光還可降解有機(jī)物。185nm400nm左右波長(zhǎng)的紫外光可裂解有機(jī)物中的碳鍵使其降解,即破壞微生物分子間特有的化學(xué)鍵導(dǎo)致細(xì)菌死亡。發(fā)展現(xiàn)狀：目前使用紫外線(xiàn)裝置大多數(shù)是管壁能夠通過(guò)紫外線(xiàn)的低壓汞燈,這種技術(shù)多見(jiàn)于對(duì)水的處理。而對(duì)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(xiàn)殺菌裝置使用時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),否則效果變差。日本某公司研制開(kāi)發(fā)一種紫外線(xiàn)殺菌燈,使用時(shí)間可達(dá)到7000h,對(duì)活水魚(yú)槽中進(jìn)行滅菌,既保持水質(zhì)的清凈新鮮,又能延長(zhǎng)活魚(yú)壽命。8、其他殺菌技術(shù)列舉除了以上七

18、種食品冷殺菌技術(shù)外，還有利用直線(xiàn)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(xì)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(yīng)力能機(jī)械地破碎細(xì)胞壁和加快物質(zhì)轉(zhuǎn)移的原理的超聲殺菌；采用6000高新磁力強(qiáng)度，將食品放在N極與S極之間，經(jīng)連續(xù)搖動(dòng)，從而達(dá)到100%殺菌效果的磁力殺菌；利用食品本身導(dǎo)電性，及不良導(dǎo)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(shù)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(jìn)行殺菌，彌補(bǔ)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(yíng)養(yǎng)成分，是一種安全、高效的殺菌方法。作為新型殺菌技術(shù)，近年來(lái)冷殺菌受到了國(guó)內(nèi)外食品行業(yè)的極大關(guān)注，使之成為21世紀(jì)食品工業(yè)研究和推廣的重要高新技術(shù)之一，在食品加工過(guò)程中采用冷殺菌技術(shù)成為必然的趨勢(shì)。因此它是最有應(yīng)用前景的殺菌技術(shù)。 9參考文獻(xiàn)： 1申海鵬食品安全導(dǎo)刊2012年 第7期    .2 勵(lì)建榮 王泓 超高壓技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用及前景 現(xiàn)代食品