超高温杀菌技术

超高温杀菌技术
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
新型商业杀菌技术
蔡晨 1010821238 1、超高温杀菌技术
（1）基本原理:按照微生物的一般致死原理，微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中，必然受到致命的损害，且随着受热时间的延长而加剧，直至死亡。

（2）优缺点:UTH使产品达到较长保质期的基本条件是达到杀菌效率和钝化酶，此外需尽量减小产品在高温处理下可能发生的营养损失、产品褐变、蛋白质凝固沉淀等物理化学变化。

产生褐变及其它缺陷的危险性较小，生产工艺条件较易控制，能更好地保存食品的品质和风味。

但强烈的热处理对产品的外观、味道和营养价值都会产生一定的不良影响。

应用领域:乳制品、果汁制品的灭菌加工。

高温杀菌现在分两种一种是饮料，豆浆等液体物料包装前杀菌，这种一般用的是管式超高温瞬时杀菌设备，还有一种高温杀菌技术是用的杀菌锅，适应于食品耐热包装之后的杀菌。

2、欧姆加热法超高温杀菌技术
（1）基本原理:欧姆加热就是利用物料本身的电阻特性直接把电能转化为热能的一种加热方式，它克服了传统加热方式(对流加热，热传导，热辐射)中物料内部的传热速度取决于传热方向上的温度梯度等不足，实现了物料的均匀快速加热。

当物料的两端施加电场时，物料中有电流通过，在电路中把物料做为一段导体，由于物料的电阻特性，利用它本身在导电时所产生的热量达到加热的目的。

（2）优点:加热速度快、容易控制；加热均匀；能量利用率高。

缺点：目前该技术在研究应用中存在几个主要问题，加热速度的控制；对于非均质的复杂食品物质，各部分电阻都不同，在通电时内部电流能否均匀分布成为影响加工品质的关键；在接触式欧姆加热解冻中，应研制一种耐腐、无污染的电极与物料接触，避免产生电流集中现象，引起局部过热；在浸泡式欧姆加热解冻中，浸泡介质的电导率是影响解冻速率和物料内部温度分布均匀性的重要因素，其影响机理尚不明确，有待进一步研究；颗粒杀菌值的评估与计算问题尚未很好解决；颗粒食品的输送、混合及如何平均地充填于每一容
器中等技术问题；含颗粒食品的密度过大或过小难以保障加热效果；利用欧姆加热时的欧姆加热设备的投资较大，现在的电力价格还相当高，欧姆加热目前仅对酸性食品的加热人们对欧姆加热的高质量产品还没有充分的认识，商业应用尚不广泛。

（3）应用领域:欧姆加热法是一项新技术，可用于食品中的杀菌、解冻、漂烫。

根据欧姆
加热的特点，适合于带有一定粘度产品的加热和杀菌处理，目前，主要用于液体及固液混合物的杀菌、低酸性方便肉制品、整粒草莓、鱼糜制品、豆腐等的加热以及肉的解冻等。

3、超高压杀菌技术
（1）基本原理:超高压杀菌法就是在密闭的容器内，用水作介质对产品施以400—600MPa 的压力，在这种强压下，能够杀死产品中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌。

超高压杀菌是影响氢键之类的弱结合力的变化，使分子空间结构变化而无损基本特性。

所以，超高压可以在保留食品原有生鲜风味和营养，不产生异味的情况下使蛋白质、淀粉之类的高分子物质形成不同于热法所产生的凝胶胶或凝固物。

（2）优点:这种经过超高压处理过的产品，可以充分保持食品原料原有的色、香、味和营养成分，从而延长产品的保质期。

超高压处理过的果汁，其颜色、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无任何差别。

缺点:UHP技术对杀灭芽孢效果不太理想，不能完全杀灭所有芽孢；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，超高压灭菌效果并不明显；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，超高压装置初期投入成本比较高，一般食品工厂不利于工业化推广；超高压灭菌一般采用水作为为压力介质，当压力超过600MPa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。

（3）应用领域:目前，国外超高压灭菌已在果蔬、酸奶、果酱、乳制品、水产品、蛋制品等生产中有了一定的应用。

日本明治屋食品公司将草莓、苹果和猕猴桃等果酱经软包装后在400～600MPa、10～30min条件下灭菌，产品的色泽和风味不变，并保持了水果原有的口感，VC的保留率较高。

高压技术和其它技术相结合，能更有效杀灭微生物，破坏酶，延长货架寿命。

4、脉冲强光杀菌技术
（1）基本原理:脉冲强光杀菌技术是近来开发的一种新型冷杀菌技术，利用强烈白光闪照进行杀菌。

它主要由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。

动力单元是用来提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量;惰性气体灯能发出波长由紫外线区域(20众加)至近红外线区域(1~)的光线，其光谱与到达地球的太阳光谱相近，但强度却比太阳光强数千倍至数万倍。

用于脉冲光的波长太长，处在电磁波的非离子化段，不能使小分子离子化。

脉冲光中起杀菌作用的波段可能是紫外光，其它波段起协同作用。

川由于细菌、酵母菌等微生物都是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态物质。

脉冲强光有一定的穿透性，当闪照时，脉冲强光作用于其活性结构上，使蛋
白质发生变性，从而使细胞失去生物活性，达到杀菌的目的。

（2）优缺点:由于脉冲强光杀菌是一种表面杀菌技术,预计将其应用于透明包装的净菜及软包装食品时,只要闪照条件适宜,可延长其货架期,且无有害物质残留。

有关脉冲强光用于净菜及软包装食品的保鲜应用,尚待日后深入研究。

（3）应用领域:应用于家用直饮机、小型家用净水设备、食品加工用水处理设备、纯净水、矿泉水处理设备等饮用水处理设备；应用于生活污水、工业废水、游泳场、养殖厂污水等小型污水处理设备，还可应用到污水处理厂中的大型污水处理设备，处理能力强大；应用于饮料杀菌设备上，如果汁、牛奶、豆浆、汽水、茶饮料等，及应用在固体食品、药品表面杀菌设备上，如花生、瓜子、糖果、面包以及各种胶囊；应用于便携式杀菌灯、各种包装杀菌设备、消毒柜、衣柜、冰箱、医疗用具消毒设备、公共物品消毒设备；应用于小型空气净化器、汽车空气杀菌器、室内空调、中央空调等各类空气净化消毒设备；应用各个光固化领域，包括汽车零配件、木板固化、电子器件、集成电路、眼镜等行业的胶合、涂装、被覆、印刷、打印、注型等，以及温室种植房内辅助植物生长，灭虫。

5、超声波杀菌技术
（1）基本原理:一般认为，超声波具有的杀菌效力主要由其产生的空化作用所引起的。

超声波处理过程中，当高强度的超声波在液体介质中传播时，产生纵波，从而产生交替压缩和膨胀的区域，这些压力改变的区域易引起空穴现象，并在介质中形成微小气泡核。

微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间，其内部呈现5000℃以上的高温及50000kPa的压力，从而使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏。

（2）优点:高温加热会破坏物体中的热敏感成份；化学试剂杀菌易引起有害物质残留；紫外线杀菌又具有作用不彻底、存在死角等缺点。

因此，人们一直在探索、研究能避免上述因素限制的更迅速、有效的灭菌方法。

近年来的研究表明：超声波灭菌就是满足上述要求的灭菌技术之一。

缺点:超声及其协同其它技术的联合灭菌绝大部分仍停留在实验室研究阶段，处理量较小，目前还不能用于工业化生产，阻碍了超声协同其它灭菌技
术的发展；超声波对食品中微生物的影响，及其最终导致的潜在安全性问题研究不足。

因此对于大规模应用于液体食品杀菌也有一定的距离；超声波单独作用时，容易作用不彻底，且影响因素较多。

若增加强度，会提高其灭菌率，但会造成设备的严重损耗。

（3）应用领域:用于废水处理、饮用水消毒，在液体食品灭菌中的应用也有较多的研究，如啤酒、橙汁、酱油等。

6、磁场杀菌技术
（1）基本原理:脉冲磁场杀菌是利用高强度磁场发生器向螺旋线圈发出强脉冲磁场，将食品放置于螺旋线圈内部的磁场当中，微生物受到强脉冲磁场的作用会导致死亡。

（2）优缺点:；既能保持食品的原有风味，又有处理时间短、能耗低的优点，有望取代或补充传统的加热杀菌技术、电磁场处理技术除杀菌外，有研究表明其在改善肉制品品质方面也有一定优势，能明显改善牛、羊、猪肉嫩度。

但是，任何单一的杀菌技术或多或少都存在某方面欠缺和不足。

（3）应用领域:主要集中在液态食品杀菌、钝化酶活力、提高果汁出汁率等方面。

7、高压脉冲电场杀菌技术
（1）基本原理:是在两个电极间产生瞬时高压脉冲电场作用于食品而杀菌的。

其基本过程是用瞬时高压处理放置在两极间的低温冷却食品。

对于高压脉冲电场杀死菌体的作用主要表现在电场对微生物的场的作用和电离作用2个方面，通过以上2种作用共同杀死菌体。

（2）优点:；高压脉冲电场杀菌是一种非加热特性的无污染，能保持食品原有营养风味的绿色保鲜技术。

该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。

而且与传统热力杀菌相比，非热力技术在能耗方面有着明显的优势，可以节约一定的能源，体现了一定的经济效益。

缺点:在粘性食品和固体食品中的应用有待研究，操作条件有待优化。

脉冲电场无法使酶完全失活，需辅助其他技术。

（3）应用领域:主要运用于液体食品的灭菌，提高出汁率，钝化酶的活性和脱水。