第四章_食品的杀菌技术
食品冷杀菌技术.
紫外线杀菌技术
• 紫外线是一种波长范围为136-390 nm线，在波长 为240-290nm时具有杀菌作用，波长250-260nm 的紫外线杀菌效果最佳，尤其以波长为253.7 nm 紫外线杀菌作用最强。 • 杀菌机理：微生物被紫外线照射时，细胞核酸生 物活性因吸收紫外线而可能改变，可诱导DNA 中 的胸腺嘧啶二聚体的形成，从而抑制DNA的复制 和细胞分裂，乃至使其受伤甚至死亡,亦可引起菌 体内蛋白质和酶合成障碍，导致结构发生变异、 功能遭到破坏从而导致死亡。
超声波杀菌技术
• 超声波是一种新的物理杀菌方法，超声波 在媒介中传播时，会引发一系列特殊效应， 如热效应、力学效应和空化效应等，使细 胞结构受到破坏。空化效应时形成少量自 由基也能破坏DNA之类生物物质，使微生 物死亡。 • 但超声波对复杂细菌效果不明显，故超声 波单独使用时杀菌效果不理想，常需要与 其它方法联合使用。
UHP技术作用特点
• UHP技术不仅能杀灭微生物，而且能使淀粉成糊状、蛋白 质成胶凝状，获得与加热处理不一样的食品风味。 • UHP技术采用液态介质进行处理，易实现杀菌均匀、瞬时、 高效。 • UHP技术对杀灭芽孢效果似乎不太理想，在绿茶茶汤中接 种耐热细菌芽孢后，采用室温和400MPa静水高压处理，不 能杀灭这些芽孢。 • 由于糖和盐对微生物的保护作用，在粘度非常大的高浓度糖 溶液中，超高压灭菌效果也不明显。 • 由于处理过程压力很高，食品中压敏性成分会受到不同程度 的破坏。其过高的压力使得能耗增加，对设备要求过高。而 且，超高压装置需要较高的投入，尚须解决其高成本的问题， 不利于工业化推广。 • 超高压灭菌一般采用水作为为压力介质，当压力超过600 MPa时，水会出现临界冰的现象，因而只能使用油等其他 物质作为压力介质。超高压灭菌的效果受多种因素的影响， 如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。
第四章 食品的杀菌技术
菌装罐技术相结合，从而发展了灭菌乳生产工艺。
20世纪80年代后，UHT技术得到了更大的发展，其应用范围不仅仅 限于液体产品，目前已可应用于固液混合产品和固体粉状产品等。杀菌
装置也有很大的发展，如欧姆加热装置、气流式杀菌装置、塔式杀菌装
置等的开发，进一步促进了超高温杀菌技术的发展。
三、超高温杀菌的基本原理
－
生孢梭菌
6.0×105
汤料类制品
0.4~0.5 (10℃)
5.0~5.9
芽孢杆菌 孢子
6.0×105
§4.3 欧姆加热法超高温杀菌
欧姆杀菌是一种新型杀菌的加热方法，它借通入电流使 食品内部产生热量达到杀菌的目的。对于颗粒物料，很好地 克服瞬间加热不均、加热较慢的缺点。目前，英国APV
Baker公司已制造出工业化规模的欧姆加热设备，可使高温
瑞典 日本 美国 美国 意大利
在直接加热方式中，有将蒸汽直接喷入食品中的蒸汽喷入式和将 食品喷入蒸汽中的喷入式两种加热食品方法。在间接加热方式中，有
板式加热和管式加热以及刮板式加热装置。板式装置是加热介质和食
品通过隔板间隙时，相互进行热交换。管式装置是罐中的蒸汽或热水 对罐内盘管中流过的食品进行热交换的加热装置。刮板式UHT杀菌装 置一般用于高黏性食品和含有固形物的流动食品的加热杀菌。
直 接 加 热 方 式
蒸汽喷射式
食品喷射式 （浸渍式）
板式
间 接 加 热 方 式
管式
刮板式
Contherm Thermo Cylinder Votator Scraped Surface Heater Rototherm
Alfa Laval公司 岩井机械 Votator公司 Fran Rica公司 Tito-Manzini & Figli公司
食品高温杀菌工艺
食品高温杀菌工艺
1、热水循环式杀菌：
杀菌时锅内食品全部被热水浸泡，这种方式热分布比较均匀。
2、蒸汽式杀菌：
食品装到锅里后不是先加水，而是直接进蒸汽升温，由于在杀菌过程中锅内存在空气会出现冷点，所以这种方式热分布不是最均匀。
3、淋水式杀菌：
这种方式是采用喷嘴或喷淋管将热水喷到食品上，杀菌过程是通过装设在杀菌锅内两侧或顶部的喷嘴中，喷射出雾状的波浪型热水至食品表面，所以不但温度均匀无死角，而且升温和冷却速度迅速，能全面、快速、稳定的对锅内产品进行杀菌，特别适合软包装食品的杀菌。
4、水汽混合式杀菌：
这种方式杀菌由法国推出，巧妙的把蒸汽式和水淋式相结合，锅内加入少量的水以满足循环喷淋使用，蒸汽直接进入国内，真正实现短时高效、节能环保并适合特殊产品的杀菌。
食品杀菌新技术—臭氧杀菌技术(食品高新技术课件)
➢ 2、接通电源（交流220V 50HZ），合上控制面板 上总电源开关，机器操作控制面板上两个显控板 上“电源”指示灯亮， “提示”指示灯闪亮一次， 同时，蜂鸣器响一声。液晶显示屏上显示提示语 后、显示上次设置的时间。如下图显示：
二、臭氧杀菌设备
臭氧杀菌机示意图
臭氧杀菌设备主要技术参数
• 臭氧杀菌机外尺寸： 700×420×1000 型号规格：TTYX-PGJ
数量：1台
• 瓶盖消毒架尺寸：1200×700×700 型号规格：TTYX-PGJ
数量：2台
• 臭氧分流排： 8个出口
数量：2个
• 带插针输气管： 根
数量：16
• 消毒袋 、带嘴输气管：
（三）臭氧在在畜禽养殖领域的应用
➢ 养鸡生产过程中不给鸡喂抗生素等药物难以避免 瘟疫疾病带来损失，喂了抗生素等药物又影响了 产品质量，实在处于两难状态。将臭氧充注到养 殖棚内，首先与禽类排泄物所散发的异臭进行分 解反应去除异臭，当异臭去除到一定程度稍闻到 臭氧味时，棚内空间的大肠杆菌， 葡萄球菌及新 城瘟疫、鸡霍乱、禽流感等病毒基本随之杀灭。
相应的物品与气路连接。不消毒的另一端一定要检查是否把气阀门关上。 • 4、臭氧分流排消毒时，8个气嘴必须分别接入消毒袋内，不留空端！ • 塑料杯消毒架消毒时，20个分流针必须分别接入消毒袋内，不留空端！ • 5、在任何状态运行的过程中停机后、再启动，机器都将按设定的时间，
从抽气开始重新工作。
食品加工中的杀菌技术
食品加工中的杀菌技术食品加工是一项重要的产业，为人们提供了各种各样的食品。
与此同时，人们也越来越关注食品的安全性。
食品中会存在着各种细菌，如果不予以处理，可能会导致食品变质、腐败，严重的还可能会引发疾病。
因此，食品加工中的杀菌技术就显得尤为重要。
一、杀菌技术的种类食品加工中的杀菌技术主要有热处理、化学处理、辐射处理、高压灭菌、超声波杀菌、等离子体杀菌、光杀菌等几种。
热处理是一种使用高温杀菌的方法，其原理是利用高温能够破坏细菌细胞壁和膜，致死细菌。
常见的热处理方法有煮沸法、蒸煮法、热水浸泡法等。
这种方法不仅可以消灭细菌，还能提高食品的品质和营养价值。
化学处理是利用化学物质来消灭细菌。
常见的化学杀菌剂有过氧化氢、次氯酸钠、乙酸、氢氧化钠等。
这些化学杀菌剂具有广谱高效、应用方便等特点，但也存在着致癌性和一定的毒性，所以需要进行严格的控制和监督。
辐射处理是利用电离辐射、紫外线辐射等方式杀灭细菌。
常见的辐射处理方法有紫外线辐射法、电离辐射法等。
这种方法具有无污染、无残留、能保持食品营养成分等特点，但也有的辐射方式会破坏食品的味道和质感。
高压灭菌是将食品置于高压环境下杀菌的方式，能够消灭细菌和微生物。
高压灭菌不会破坏食品的结构和营养成分，所以在某些食品的处理中有着重要的应用。
超声波杀菌是利用超声波的机械作用来破坏细胞壁和膜，以达到杀菌的目的。
超声波杀菌无需加入外界杀菌剂，对食品质量没有影响，是一种比较安全、高效的杀菌方法。
等离子体杀菌是一种利用等离子体产生的高能电子和自由基等物质来杀菌的方法，该方法具有广谱杀菌、无毒性、无污染等特点，但设备昂贵，操作难度较大，目前的应用还比较有限。
光杀菌是一种利用紫外线或其他波长特定的光辐射来杀菌的方法。
该方法在空气净化、水处理、卫生管理、食品加工等领域都有着广泛的应用。
二、杀菌技术的应用热处理是一种最常见、最基础的杀菌方法，在食品加工中得到广泛的应用。
蒸煮法、高温灭菌法、热处理原料法等方法都是在高温条件下杀菌的方法。
食品常用杀菌方法
食品常用杀菌方法（1）超高压杀菌技术:食品超高压杀菌(高静水压杀菌)就是食品物料以某种方式包装完好后，放人液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，100～1000 MPa压力下作用一定时间后，使之达到灭菌的要求。
其灭菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，主要是通过破坏细胞膜抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现的。
在400～600 MPa的压力下，可以杀灭细菌、酵母菌、霉菌，避免了一般高温杀菌带来的不良变化，因此，能更好地保持食品固有的色、香、味，达到延长保存期的效果。
（2）低温杀菌:低温杀菌是对食品中存在的微生物进行部分杀菌的加热方法。
通常使用100℃以下的温度。
由于低温杀菌后，食品中的菌残存较多，为了延长产品的货架期，再使用冷藏、发酵、加入添加剂、脱氧等加工技术。
该法主要适用于pH 4.5以下的酸性食品及采用较强加热处理会明显导致品质降低的食品。
在近几年，对牛奶及保存期较短的商品也采用该法。
（3）巴氏杀菌法:巴氏杀菌是指温度比较低的热处理方式，一般在低于水沸点温度下进行。
它是一门古老的技术，由19世纪法国医生巴斯德首创，至今仍有一定的应用价值。
巴氏杀菌是最早的杀菌方法，利用热水作为传热介质。
杀菌条件为61～63 ℃，30 min，或72～75 ℃，10～15 min。
加热时应注意物料表面温度较内部温度低4～5 ℃；此外，当表面产生气泡时，泡沫部分难以达到杀菌要求。
这种杀菌方法，由于所需时间长，生产过程不连续，长时间受热容易使某些热敏成分变化，杀菌也不够理想。
目前在大中型食品厂中已很少采用。
（4）超高温瞬间杀菌:超高温杀菌简称UHT杀菌。
一般加热温度为125～150 ℃，加热时间2～8 s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT 杀菌。
这种杀菌方法，能在瞬间达到杀菌目的，杀菌效果特别好，几乎可以达到或接近灭菌要求，而引起的化学变化很小。
它具有提高处理能力、节约能源、缩小设备体积、稳定产品质量，并可实行设备原地无拆卸循环清洗。
食品科学中的杀菌技术应用
食品科学中的杀菌技术应用食品科学是一门复杂而又关键的学科，它将不同的领域结合在一起，从研究食品生产的每个环节，包括食品加工、杀菌、质量控制等等。
其中，杀菌技术是食品科学中至关重要的一环，而其应用范围也十分广泛。
本文将讨论食品科学中的杀菌技术应用。
一、杀菌技术的定义在食品科学中，杀菌一般指对有害微生物进行灭活或删除，而对于食品中的非有害菌种，则不做处理。
目的是确保食品的安全性和卫生性，防止人们在食用时受到病菌污染的风险。
二、杀菌技术的应用杀菌技术在食品科学中的应用非常广泛，除了在食品加工中进行杀菌处理之外，还可以应用于包装和运输环节。
1. 食品加工中的杀菌处理食品加工中的杀菌处理是保证食品卫生安全的关键步骤之一。
常用的杀菌方法有高温灭菌、辐射灭菌、化学消毒等，它们被广泛用于各种类型的食品加工，如牛奶、果汁、罐头、肉制品等等。
在高温灭菌中，食品制造商使用高温来杀死有害菌种，使食品保持一段时间内不受污染。
过去，高温处理是主要的消毒方法，而今天，食品制造商使用各种蒸汽、热水、热油等加热方式来实现更高效的处理。
辐射灭菌是另一种常用的杀菌方法，它通过使用辐射杀死细菌。
这种方法既快速又有效，广泛应用于大型生产场所。
化学消毒是一种使用化学消毒剂来消灭有害微生物的方法。
食品制造商使用许多化学物质，如过氧化氢、二氧化氯、氯等消毒剂来达到消毒效果。
2. 包装和运输环节中的杀菌处理包装和运输环节中的杀菌技术主要是用来对包装材料和运输设备进行杀菌处理。
这种方法通常利用高压灭菌技术，对容器、瓶盖、瓶垫、填充、封口等关键环节进行消毒，并在运输前对器械进行处理，以确保食品在运输过程中不受到污染。
三、杀菌技术的挑战和趋势虽然杀菌技术在保证食品卫生安全方面起着重要作用，但是也面临着一些挑战。
首先，杀菌技术对食品品质有一定影响。
例如，高温灭菌和辐照灭菌可能导致食品中维生素和蛋白质的损失，而化学消毒可能使人们对食品中化学物质的担忧增加。
《食品杀菌新技术》
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五、高压处理在食品中的应用
1、超高压处理在肉制品中的应用 经高压处理后的肉制品在嫩度、风味、色泽
等方面均得到改善，同时也增加了保藏性。
2、超高压处理在水产品中的应用 高压处理可保持水产品原有的新鲜风味。
3、超高压处理在果酱中的应用 简化生产工艺，提高产品品质。
4、超高压处理在其他方面的应用 提高腌菜的保存期又保持了原有的生鲜特
是以辐射加工技术为基础，运用X射线、γ射 线或高速电子束等电离辐射产生的高能射线对 食品进行加工处理，达到杀虫、杀菌、抑制微 生物生理过程、提高食品卫生质量、保持营养 品质及风味、延长货架期的目的。
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辐射食品标志
4、对脂肪的影响 常温下加压100-200MPa，变成固体，
解压后恢复到原状。
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5、对维生素的影响 对添加含有大量维生素的液态功能食品，具
有较好的保护作用。
6、对色素的影响 超高压处理能较大限度地保留食品中的功
能色素成分。
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四、影响高压杀菌的因素
1、压力：压力越高杀菌效果越好。 2、温度：同样的压力下，杀死同等数量 的细菌，温度越高所需杀菌时间越短。 3、pH值：PH的略微改变会使所需压力 或杀菌时间大幅度减少，
产酸产气产毒
品 温 生芽孢梭状芽孢杆菌(P.A3697) 产酸产气酸败
性 温 巴氏固氮梭状芽孢杆菌
产酸产气
食 菌 酪酸梭状芽孢杆菌
产酸产气
品
多粘芽孢杆菌
产酸产气
耐热性 D121=4.0-5.0 min D121=3.0-4.0 min D121=2.0-3.0 min D121=6-12 sec D121=6-40 sec
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加热方式
直
蒸汽喷射式
接
加
热 方
食品喷射式 （浸渍式）
式
板式
间
接
管式
加
热
方
式
刮板式
世界各国使用的UHT杀菌装置
装置名称
制造商
Uperiser VTIS
Aro Bac UHT
Pararistor Thermo Vac Vac-Heater
APV公司 Alfa Laval公司 Cherry Burrel公司
1 微生物的加热杀菌
食品中微生物的热杀菌方法有干热和湿热两种不同杀菌方式。一 般湿热杀菌效果优于干热杀菌。
微生物在湿热下的耐热性
微生物
肉毒杆菌孢子 A型B型
肉毒杆菌孢子 E型
平酸菌 （孢子）
枯草杆菌孢子
沙门氏菌 大肠杆菌 四联球菌
加热温度/℃
100 110 120 80 90
110
100 120 60 57 61～65
UHT杀菌装置的开发是由荷兰的斯托克（Stork）公司在20世纪50 年代初率研制，随后国际上又出现了许多类型的超高温处理装置。
20世纪60年代初，无菌装罐技术获得成功，促进了超高温杀菌与无 菌装罐技术相结合，从而发展了灭菌乳生产工艺。
20世纪80年代后，UHT技术得到了更大的发展，其应用范围不仅仅 限于液体产品，目前已可应用于固液混合产品和固体粉状产品等。杀菌 装置也有很大的发展，如欧姆加热装置、气流式杀菌装置、塔式杀菌装 置等的开发，进一步促进了超高温杀菌技术的发展。
化学杀菌 添加抑菌或防腐剂、臭氧、二氧化氯、Nisin、酶
§4.2 新型超高温杀菌技术
一、定 义
超高温杀菌技术（Ultra High Temperature 简称UHT 杀菌法）是利用热交换器或直接蒸汽加热，使食品在135～ 150℃温度下，保持几秒或几十秒加热杀菌后，迅速冷却的 杀菌方法，该方法杀菌效率高，物料产生的物理，化学变 化小，因此，对食品的外观、风味、营养素等几乎没有影 响，可以收到很好的灭菌效果。
第四章 食品的杀菌技术
概述 新型超高温杀菌技术 (重点) 欧姆加热法超高温杀菌 超高压杀菌技术 脉冲强光杀菌技术 超声波杀菌技术 磁场杀菌技术 高压脉冲电场杀菌技术
§4.1 概 述
根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为热杀菌和非热（冷）杀菌。 热杀菌是食品工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味及营 养成分影响颇大。
灭菌所需的时间 /min
360 36 4
20～40 5
微生物 葡萄球菌 乳酸菌
Hale Waihona Puke 35肠炎弧菌175～185 7.5～8 4.3～30 20～30
30
霉菌属
霉菌孢子 酵母细胞 酵母孢子
加热温度 灭菌所需的时
/℃
间/min
60
18.8
71
60
60 65～70 55～65
60
30
30
5～10 5～10 2～3 10～15
在实际生产应用中，UHT杀菌法常常和无菌包装技术联 系在一起，使食品保持无菌状态，可以无需冷藏而在常温 下长期保存。
二、发展历史
UHT杀菌法是英国于1956年首创，在1957～1965年间，通过大量的 基础理论研究和细菌学研究后，才用于生产。
超高温杀菌最早用于乳品工业牛奶的杀菌作业。1965年英国的 Burton 提出了详细的理论技术报告。
100～120℃ 135～150℃
细菌（孢子），霉菌，酵母 细菌（孢子），霉菌，酵母
果汁，牛乳 牛乳，豆奶，番茄沙司
HTST(高温短时)杀菌主要用于一般牛乳（非灭菌乳）的杀菌，相对于 以前的低温杀菌（牛乳，62～65℃，30min），HTST杀菌也可称为高温 杀菌，加热温度大多在100～120℃之间。在一般牛乳的杀菌和果汁的无菌 灌装杀菌中多使用此HTST加热杀菌方法。
三、超高温杀菌的基本原理
微生物对高温的敏感性远大于多数食品成分对高温的敏感性，故超 高温杀菌能在很短时间内有效杀死微生物，并较好地保持食品原有的品
质。UHT杀菌的理论基础涉及两个方面：
1.是微生物热致死的基本原理； 2.是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。 按照微生物的一般致死原理，当微生物在高于其耐受温度的热环境 中时，必然受到致命的伤害，且这种伤害随着受热时间的延长而加剧， 直至死亡。大量实验证明，微生物的热致死率是加热温度和受热时间的 函数。
微生物的耐热性
腐败菌是食品杀菌的对象，其耐热性与食品的杀菌条件有 直接关系。影响微生物耐热性的因素有如下几个方面：
① 菌种和菌株； ② 热处理前的菌龄、培育条件、贮存环境； ③ 热处理时介质和食品成分如酸度或pH； ④ 原始活菌数； ⑤ 热处理温度和时间，作为热杀菌，这是主导的操作因素。
大肠杆菌
四、UHT杀菌食品的类型及其装置和效果
UHT杀菌被称为超高温杀菌，是135～150℃数秒间的杀菌，此方法完 全可以杀死牛乳、豆奶以及番茄沙司等食品中生长的微生物。
2 流动性食品UHT杀菌装置和杀菌效果
在世界各国有多种无菌包装食品上市，如常温下长期存放的灭菌乳、果汁饮料、 葡萄酒、番茄沙司等。这些流动性食品在无菌包装食品中占有很大比例，它们一般被 分为低黏性和高黏性两类食品，在UHT杀菌中，二者的杀菌装置和工艺有所不同。
岩井机械
Paasch & Sikeborg公司 Brell & Martel公司
非热杀菌技术主要包括物理杀菌和化学杀菌。非热物 理杀菌是采用物理手段（如电磁波、压力、光照等）进行 杀菌，化学杀菌则是通过化学试剂来达到杀菌的作用。
类别
物理杀菌和化学杀菌的主要形式
辐射杀菌、紫外线杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、 物理杀菌 感应电子杀菌、磁力杀菌、脉冲强光杀菌、微波杀菌、
超声波杀菌
非热杀菌由于杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于 保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。 因此，在食品（特别是功能食品）加工中采用非热杀菌技术是非常必要 的。
新杀菌技术实际应用须解决三个问题： 1.是否引起新的污染； 2.是否比传统方法有明显的经济优势； 3.能否实现规模化生产、加工。
用于微生物杀菌的不同加热方法
加热方式 热水、蒸汽加热 干热加热 高压釜式热杀菌
杀菌温度 100℃以下 100～140℃ 100～135℃
对象微生物
细菌（营养细胞），霉菌， 酵母
细菌（营养细胞），霉菌， 酵母
细菌（孢子），霉菌，酵母
代表性食品 家常菜，火腿，香肠
鱼糕类 软罐头，鱼肉香肠
HTST杀菌 UHT杀菌