食品杀菌技术

食品杀菌技术及发展

【摘要】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,食品安全直接关系到国民的身体健康和生命安全。食品腐败变质的主要原因是某些微生物的存在致使食品品质改变,因此,食品杀菌就成为食品加工中的重要操作单元,即通过杀灭腐败菌和致病菌来延长产品的贮藏期, 保证产品的安全[1]。

传统的杀菌都是采用高温杀菌、巴氏杀菌、等常规技术,但这些技术大都处理时间长,杀菌不彻底或不易实验自动化生产,同时影响食品原有的风味和营养成份[2]。

【关键词】食品工程;杀菌技术;发展趋势

【引言】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。本文针对目前食品加工中较常见的以及近年来新发展的食品杀菌技术做了归纳和总结，并对每种杀菌技术的应用特点一一介绍。

一、杀菌技术

1、加热杀菌技术

由于加热杀菌技术有着很高的可靠性、简便性和投资小等特点,至今仍是食品工业杀菌技术的主流.根据用通和衡件的不同,加热杀菌法主要可分为巴氏杀菌和高温杀菌。

1.1、巴氏杀菌

目前世界上巴氏杀菌装里主要有以下几种:

1.1.1、间歇式杀菌装

这种装置比较古老,一般采用可以揽拌的夹层锅,利用燕气、热水或冷水达到加热冷却的目的.这种方式由于热文换率小、操作劳动强度大,目前虽在一些现代化大工厂逐渐被淘汰,

但它又有投资较小、可以保持定温、清洗方便、可对固体食品杀菌等优点仍未失去其利用价值。

1.1.2、连续式低温杀菌

装里主要用于稼状食品杀苗,热交换方式主要有管式和板式两种.尤其是板式中的片式热交换器,目前是国外连续式液体食品杀菌的主要发展趋势。这种热交器的最高使用压力已达4~5枯/cm盆,调节温度范围为一30一巧ooC,流盆容许范围为0.乒一100m,/hr·对于包装、.头食品常用的连续式低祖杀菌装置还有:连续式水柑杀菌装置、连续热水喷雾杀节装置、隧道式燕气加热杀菌装置、连续摇动式加热杀菌装置等等。以上方法在国外除被利用来进行牛乳、稀奶油、冰淇琳原料、乳敌饮料、发醉乳、果蔬汁的杀菌外,在低度酒、生啤酒、昔油、液卵、熏肉、火腿等方面也得到广泛应用[3]。

1.1.3、微波加热杀菌

在巴氏杀菌技术中微波杀菌是近年发展起来的新技术,包括我国在内,世界各国都进行这方面的利用可能性研究.其特征是加热效率高、时间短、传热比较均匀、控制容易、自动化程度高.微波杀菌虽也可用于高温杀菌,但目前应用较多的还是巴氏杀菌。特别是用于面包、糕点的防.杀菌显示了其他方法所没有的优越性,然而微波杀菌的机理还有许多间题尚待研究[4]。

1.2、高温杀菌

高温杀菌是指100℃以上加热的杀菌方法.同巴氏杀菌一样也分间歇式和连续杀菌装置两大类。间歇式杀菌装置主要是通过高压釜达到超100oC高沮杀菌的目的。连续式高温杀菌装盆虽然设备复杂、成本高,但由于其效率高、易控制,有代替间歇式的倾向。这种设备除有较早期的螺旋摇动式、静水压式、水闸式(Hydroloek)、火焰杀菌式、斯托克型(storklaveeon-tinuoussteriliger)杀菌装置外.还有降膜式、滚筒刮板式、热流层式、螺旋泵式以及超高温式杀菌装工等。其中特别是配合食品的无菌包装的超高温式(UHT)杀菌装置在国外发展很快.超高温杀菌装里亦有两种形式一种为直接加热的形式,即:把过热蒸气直接喷入液体状食品或把液体状食品喷入热燕气,达到快速加热杀菌目的一种是用管式或板式热交换器进行热交换的间接加热杀菌形式。后者由于温度控制方便、设

备占地小、效率高等特点,目前应用越来越广泛,特别是在牛乳加工中几乎有一统夭下之势。

2、非加热杀菌技术

2.1、超高压杀菌

近年来,由日本率先研制出一种新型的食品加工保藏技术,这就是超高压杀菌技术。所谓高静压技术(High Hydrostatic Pressure简称HHP)就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中(常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物),在高静压(一般100 MPa以上)下处理一段时间,以达到加工保藏的目的。在高压下,会使蛋白质和酶发生变性,微生物细胞核膜被压成许多小碎片和原生质等一起变成糊状,这种不可逆的变化即可造成微生物死亡。微生物的死亡遵循一级反应动力学。对于大多数非芽孢微生物,在室温、450 MPa压力下的杀菌效果良好;芽孢菌孢子耐压,杀菌时需要更高的压力,而且往往要结合加热等其他处理才更有效。温度、介质等对食品超高压杀菌的模式和效果影响很大。间歇性重复高压处理是杀死耐压芽孢的良好方法[5]。

日本最新开发出的超高压杀菌机,操作压力达304～507 MPa。超高压杀菌的最大优越性在于它对食品中的风味物质、维生素C、色素等没有影响,营养成分损失很少,特别适用于果汁、果酱类食品的杀菌[6]。

2.2、高压电场脉冲杀菌技术

高压电场脉冲杀菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中,由于高压电脉冲(HEEP)能破坏细菌的细胞膜,改变其通透性,从而杀死细胞。

高压脉冲电场的获得有2种方法。一种是利用LC振荡电路原理,先用高压电源对一组电容器进行充电,将电容器与一个电感线圈及处理室的电极相连,电容器放电时产生的高频指数脉冲衰减波即加在两个电极上形成高压脉冲电场。由于LC电路放电极快,在几十至几百个微秒内即可以将电场能量释放完毕,利用自动控制装置,对LC振荡器电路进行连续的充电与放电,可以在几十毫秒内完成杀菌过程。另一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场。杀菌用的高压脉冲电场强度一般为15～100 kV/cm,脉冲频率为1～100kHz,放电频率为1～20 kHz[7]。

高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行,处理时间为几十毫秒,这种方法有2个特点:一是由于杀菌时间短,处理过程中的能量消耗远小于热处理法。二是由于在常温、常压下进行,处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小,风味、滋味无感觉出来的差异。而且杀菌效果明显(N/No<10-9),可达到商业无菌的要求,特别适用于热敏性食品,具有广阔的应用前景。

2.3、紫外杀菌技术