食品杀菌技术研究进展

食品杀菌技术研究进展作者：王威指导教师：孔令明摘要：近年来我国食品工业进入快速发展时期，健康绿色食品越来越被大众所接受，开发高效、安全、无毒、性能稳定、广谱的食品杀菌技术成为食品科学研究和应用的一个热点。

食品杀菌技术多种多样，归纳总结了常见的几种食品杀菌技术并对各自的特点和应用范围作了介绍。

关键词: 食品；杀菌；微生物Abstract: In recent years, China's food industry has entered a rapid development period, healthy green food is increasingly being accepted by the public, the development of efficient, safe, non-toxic, stable performance, a broad spectrum of food sterilization technology has become a hot food science and applications. Food sterilization techniques varied, summarized several common food sterilization technologies and introduced their own characteristics and applications. Keywords: food; sterilize; microorganism“民以食为天，食以安全为先”。

食品是人类赖以生存和发展的最基本物质条件，而食品质量安全状况直接关系到国民的身体健康和生命安全，因此，关于食品安全危险性评估问题受到各国的普遍重视，各国都把很大精力放在食源性疾病的调查、检测上，这可以为危险性评估研究提供重要的资料和数据，同时人类对致病菌的反应也十分重视。

食品杀菌是食品加工中的重要操作单元，通过杀灭腐败菌和致病菌，延长产品的贮藏期，保证产品的质量安全#为了尽量减少杀菌过程中对食品成分的破坏或避免杀菌引起不安全因素，近年来国内外正在探索各种先进的杀菌方法。

现代食品杀菌工艺正在逐步摆脱传统的加热杀菌方式，向着提高杀菌温度、缩短杀菌时间或采用低温冷杀菌；或采用各种除菌方法；或运用现代的各种包装技术与杀菌工艺密切配合；或运用现代的加工技术如冷冻干燥、真空浓缩、冷藏、冷冻、真空浸渍等，以求最大限度地减少食品中各种营养成分的损失，尽量保持食品的原有风味，尽量提高杀菌技术的经济性、方便性；完善食品的包装与贮藏条件，延长食品的货架期，以满足广大消费者日益增长的物质生活的需要。

2超高压杀菌所谓超高压杀菌，就是将食品物料以柔性材料包装后，置于压力在200MPa 以上的高压装置中经高压处理，使之达到杀菌目的的一种新型杀菌方法。

高压杀菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，高压可导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能被破坏或发生不可逆变化，导致微生物死亡。

闫雪峰[1]研究了超高压处理对树莓汁杀菌效果的影响。

首先考察了超高压处理树荀汁过程中,压力和保压时间对大肠杆菌、沙门氏菌、酵母菌和霉菌等微生物杀灭效果的影响。

结果表明:压力越高,杀菌效果越好;保压时间的延长有助于微生物的杀灭,但其作用小于压力的增大,且超过一定范围,继续延长保压时间杀菌效果不明显。

在室温30'C,在压力为200MPa,保压时间为smin,树荀汁中大肠杆菌被完全杀灭;压力为300MPa,保压时间为15min,沙门氏菌被完全杀灭;压力为400MPa,保压时间为15min时,酵母菌和霉菌也可被完全杀灭。

其次针对沙门氏菌的杀菌曲线进行动力学模型拟合,结果表明:Weibun模型和Log一logistic模型都能够较好地拟合沙门氏菌的杀灭动力学曲线,且Log一fogistic模型的各个评价参数都优于Weibun模型。

再次进行了超高压处理对树幕汁中总菌的杀灭试验,试验采用二次回归正交组合设计安排试验,考察树葱汁中总菌致死率与压力、温度、保压时间三者的关系,结果表明:在压力为500MPa,保压时间25min时虽不能完全杀灭所有微生物,但菌落总数可降至<locfu/ml,达到国家卫生标准要求,通过方差分析和响应面分析,证明处理压力对超高压杀灭总菌的影响最大,温度次之,保压时间的影响最小,检验证明该模型具有较好的拟合度。

蒋兵等[2]研究了超高压和热杀菌对胡萝卜汁品质的影响。

为探讨不同杀菌方式对胡萝卜汁品质的影响，以鲜榨胡萝卜汁为对象，研究了超高压（600MPa，5min）和热杀菌（90℃，5min）处理前、后及其在贮藏过程（4和27℃）中的品质变化。

结果表明：经热杀菌处理的胡萝卜汁的亮度L、红色值a、黄色值b和总色差△E显著上升（P<0.05）而超高压处理的胡萝卜汁的a值和总色差△E显著上升（P<0.05），但L值和b值却没有显著变化（P>0.05）；贮藏过程中L、a、b值均上升，总色差△E下降（P<0.05）。

超高压和热杀菌处理前、后，胡萝卜汁的pH值、可溶性固形物及浊度均没有显著变化；在贮藏过程中，胡萝卜汁的pH 值没有显著变化，可溶性固形物呈上升趋势，而浊度呈下降趋势。

经过超高压处理后，胡萝卜汁的流变性比热杀菌处理时更接近牛顿流体，并且在贮藏过程中超高压处理的胡萝卜汁的流动特性指数n没有显著变化，而经热杀菌处理的胡萝卜汁的n值则先上升后下降。

胡萝卜汁在超高压和热杀菌处理后，抗氧化性均有显著提高（P<0.05）而α-和β-胡萝卜素含量及颗粒分布的变化不显著（P>0.05），是在贮藏过程中胡萝卜素含量逐渐下降，并且有新的颗3微波杀菌微波是指波长约1m~10mm 的电磁波，可以杀灭各种微生物，不仅可以杀灭细菌繁殖体，也可杀灭真菌、病毒和细菌芽孢。

由于微波消毒操作方便、省力，消毒的速度快，加热均匀，温度不高，对物品的损害小，消毒后取出时方便，而且其穿透性好，效果稳定可靠#国外利用微波杀菌已应用于食品工业生产，国内用微波对食品杀菌也有了初步研究，目前我国微波消毒应用较多的是对食品及餐具的处理。

用微波消毒食品对食品组成成分的影响，可因不同食品种类而有所差别。

微波对食品的基本营养组成（蛋白质、碳水化合物、脂肪）的影响很小，而对维生素等不稳定物质有一定的破坏作用，但这种破坏作用与普通加热法相比，影响要小得多。

徐艳阳等[3]优化了大米黑曲霉的微波杀菌工艺。

为了探讨微波处理对大米霉菌的杀灭效果，以黑曲霉为研究对象，应用响应面法对大米中黑曲霉的微波杀菌工艺进行优化研究，考查微波功率、微波时间和菌悬液体积对大米黑曲霉孢子减少对数周期的影响，并建立相应的模型。

结果表明最佳工艺条件为：微波功率231W、微波时间4min、菌悬液体积97mL，在此条件下黑曲霉孢子减少对数周期为 4.8920±0.0454，实际值与理论值的相对误差为＋4.37%。

与水浴加热法相比，微波法的杀菌效果是其杀菌效果的8.5 倍。

李卓思等[4]研究了番茄汁的微波杀菌工艺。

采用正交设计试验方案，用微波对番茄汁进行杀菌处理，考察微波功率、杀菌温度、糖含量、盐含量4个因素对番茄汁的杀菌效果和品质的影响。

结果表明：微波功率、杀菌温度、糖含量和盐含量对杀菌效果有显著影响，通过正交试验分析得到较优微波杀菌处理条件为：微波功率((550W )、杀菌温度95℃、盐含量2.5g/100mL、糖含量2.5g/100mL，具有较好的杀菌效果，并能有效保持番茄汁的品质。

孙秋燕等[5]研究了辣椒粉微波杀菌工艺。

辣椒粉可采用高温杀菌、辐照杀菌和微波杀菌等多种杀菌方式进行灭菌。

他们采用微波杀菌，在杀菌时间、微波炉功率、物料覆盖厚度不同条件下，分别以其中的一个条件为变量其他条件保持不变做单因素实验，以确定一个条件对辣椒粉杀菌的影响，找出最佳工艺条件。

然后在单因素实验的基础上对辣椒粉进行正交实验，得到最佳实验工艺条件为：杀菌时间120s、微波炉功率510W、物料覆盖厚度15mm。

与常规加热处理相比，辣椒粉采用微波杀菌不仅能达到较好的杀菌效果，而且品质保持良好。

鲜瑶等[6]研究了辣椒酱微波杀菌工艺条件。

采用响应曲面法(RSM)建立辣椒酱微波杀菌的二次多项数学模型，验证模型的有效性，同时利用模型的响应面及其等高线对影响微波杀菌关键因素微波功率、温度、微波杀菌时间及其交互作用进行分析。

结果表明，影响辣椒酱微波杀菌效果的因素顺序为功率＞温度＞时间，优化出降低辣椒酱中3.75 个数量级菌落总数的条件为微波功率960W、温度85℃、微波杀菌时间8.9min。

在此杀菌条件下得到的实验结果与模型预测值一致，说明所建立的模型是切实可行的。

4结论除了以上介绍的常见几种食品杀菌技术外，还有欧姆加热杀菌、脉冲光和激光杀菌、生物酶杀菌、半导体光催化杀菌等，面对世界性的食品资源紧缺、能源枯竭、环境污染、人口爆炸等诸多问题，迫切要求经济的、便捷的、实用的、多功能的高新食品杀菌技术得以大力研究，快速发展，以适应食品工业的现代化。

[1]闫雪峰. 超高压处理对树莓汁杀菌效果影响的研究[D][D]. 北京: 中国农业机械化科学研究院, 2010.[2] 蒋兵, 刘凤霞, 孙恬, 等. 超高压和热杀菌对胡萝卜汁品质的影响[J]. 高压物理学报,2014, 28(001): 120-128.[3]徐艳阳, 李科静, 仇洋, 等. 大米黑曲霉的微波杀菌工艺优化[J]. 食品工业科技, 2014,22: 058.[4] 李卓思, 刘世雄, 程裕东. 番茄汁的微波杀菌工艺研究[J]. 湖南农业科学, 2010 (4):104-106.[5]孙秋燕, 王成忠. 辣椒粉微波杀菌工艺的研究[J]. 中国调味品, 2012, 37(5): 77-79.[6] 鲜瑶, 李洪军, 贺稚非, 等. 辣椒酱微波杀菌工艺条件优化[J]. 食品科学, 2011, 32(4):107-111.[7] Center for Food Safety and Applied Nutrition. Kinetics of microbialinactivation foralternative food processing technologies microwave andradio frequency processing[S].U.S. Food and Drug Administration Cen-ter for Food Safety and Applied Nutrition, 2000.[8] ZHAO Yali, MA Hongbo, SONG Jinping, et al. Effects of microwaveirradiation onATPase activity and voltage dependent ion channel of rathippocampus cell membrane[J].Space Med Med Eng, 2003, 16(1): 36-40.[9] PHELAN A M, NEUBAUER C F, TIMM R, et al. Athermal alterationsin the structure ofthe canalicular membrane and ATPase activity inducedby thermal levels of microwave radiation[J]. Radiation Research Society,1994, 137(1): 52-58.[10] HONG S M, PARK J K, LEE Y O. Mechanisms of microwave irradia-tion involved inthe destruction of fecal coliforms from biosolids[J].Water Research, 2004, 38(6): 1615-1625.[11] WOO I S, RHEE I K, PARK H D. Differential damage in bacterial cellsby microwaveradiation on the basis of cell wall structure[J]. Applied andEnvironmental Microbiology, 2000, 66(5): 2243-2247.[12] 肖淼鑫, 张仲欣, 张玉先. 牛乳中微生物的微波致死特性试验研究[J]. 食品研究与开发, 2005(6): 142-144.[13 陈卫, 杭锋, 赵建新, 等. 微波杀菌过程中大肠杆菌与金黄色葡萄球菌细胞膜通透性的改变[J]. 微生物学报, 2007, 47(4): 697-701.[14] 贺稚非, 李洪军, 徐毅. 鲜辣椒微生物区系的研究[J]. 中国酿造, 2008(23): 22-25.[15] 李建忠. 微波对食品微生物的非热生物效应与微波杀菌技术[J]. 西南民族大学学报, 2006, 32(6): 1219-1222.。