微生物热致死性能测试系统及射频灭菌效应研究
第五章灭菌——精选推荐
第五章灭菌第五章灭菌污染杂菌的危害1.消耗营养物质。
2.抑制发酵菌⽣长。
3.改变培养液理化性质。
4.抑制产物⽣物合成。
5.噬菌体污染。
第⼀节灭菌的基本原理⼀、灭菌定义指⽤化学的或物理学的⽅法杀灭或除掉物料或设备中所有的有⽣命的有机体的技术或⼯艺过程。
⼆、常⽤灭菌⽅法1.化学物质灭菌利⽤化学试剂（甲醛、苯酚、⾼锰酸钾等）与微⽣物细胞中某种化学成分反应，如使蛋⽩质变性、酶类失活、破坏细胞膜通透性等杀灭微⽣物。
应⽤：实验室和⽆菌室的空间灭菌，设备、器械、双⼿的消毒灭菌，但不能⽤于培养基的灭菌。
2.辐射灭菌原理：利⽤⾼能量的电磁辐射和微粒辐射来杀灭微⽣物常⽤：紫外线、X 射线和γ射线紫外线：诱导了胸腺嘧啶⼆聚体的形成和DNA 链的交联，从⽽抑制了DNA 的复制，导致菌体死亡。
波长为260nm 的杀菌⼒最强穿透⼒差。
应⽤：适于表⾯灭菌。
⽆菌室、接种箱3.⼲热灭菌在⼲燥⾼温条件下，微⽣物细胞内的各种与温度有关的氧化反应速度迅速增加，是微⽣物的致死率迅速增⾼的过程。
常⽤⽅法：灼烧和电热箱加热，160℃ 2⼩时发酵的流程空⽓空⽓净化处理保藏菌种斜⾯活化扩⼤培养主发酵碳源、氮源、⽆机盐等营养物质灭菌成品使⽤范围：需要保持⼲燥的器械、容器的灭菌。
玻璃及⾦属⽤具及沙⼟管灭菌4.过滤除菌原理：利⽤微⽣物不能透过滤膜⽽达到除菌⽬的。
⽅法: 0.01~0.45 m孔径滤膜，使⽤范围：⽤于压缩空⽓、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。
5.湿热灭菌由于蒸汽具有很强的穿透⼒，冷凝时可释放出⼤量潜热，且在⾼温有⽔分条件下，蛋⽩质易变性，使微⽣物死亡。
常⽤⽅法：⽔煮常压灭菌：100℃，40-60min⾼压蒸汽灭菌：⼀般121℃，30分钟使⽤范围：培养基和发酵设备灭菌。
湿热灭菌的优点：蒸汽有强的穿透⼒，灭菌易于彻底；蒸汽来源容易，操作费⽤低，本⾝⽆毒；操作⽅便，易管理。
三、湿热灭菌的理论基础1.灭菌指标的确定⼤多数微⽣物最适温度为25~27℃,维持温度为5~50℃，当温度超过最⾼限温时微⽣物就会发⽣死亡。
微生物学第三章消毒与灭菌(共60张PPT)
介质的性质
细菌在非水介质中，比水作介质时对热 的抵抗力大
水分、2~4℃石炭酸、油类、干焦空气
不同介质对微生物抗热力的影响
2、低温抑菌法
低温可降低微生物代谢的速度。 大多数微生物对低温有很强的抵抗力 一般的：4-10℃ 淋球菌、脑膜炎球菌、流行感冒杆菌敏感，
伤寒杆菌、白喉杆菌耐低温 冷冻干燥：采用迅速冷冻和抽真空除水。
消毒（Disinfection）：杀灭物体上的病原微生物的方法，
叫消毒。消毒只要求达到消灭传染性的目的，而对非病原微 生物及其芽孢、孢子并不严格要求全部杀死。
防腐(Antisepsis)或抑菌：指阻止或抑制物品上微生物 生长繁殖的方法，微生物不一定死亡。
无菌（asepsis）：指没有活的微生物的状态。
夜培养，残余的芽孢发芽为繁殖体；
第三天：100℃-30分钟，杀死所有微生物。
巴氏消毒法
常用于牛乳及一些饮料
最大限度地消灭病原体，尽可 能少地损害食品的营养物质
•低温维持巴氏消毒法（LTH)： •63～65℃-30分钟； •高温短时间巴氏消毒法(HTST):
•71～72℃-15秒， •超高温巴氏消毒法(UHT): •132℃-1～2秒
•巴氏消毒法
•高压蒸气灭菌法
干热灭菌法
火焰灭菌法
以火焰直接灼烧杀死物 体中的全部微生物的方 法。
灼烧 焚烧
酒精灯
热空气灭菌法
适用于高温下不损坏、 不变质的物品，需在 160℃维持1－2小时，才
能达到杀死所有微生物 及其芽孢、孢子的目的。
干烤箱
湿热灭菌法
煮沸灭菌
100℃，煮沸10～20分钟，可杀死所有细 菌繁殖体，芽孢常需煮沸1－2h才能杀死。
噬菌体（phage）：是指寄生于微生物 （细菌、霉形体、螺旋体、放线菌以及 蓝细菌等）中的病毒。
微生物灭菌问题
3.空气过滤的对数穿透定律
空气过滤时，微粒在滤层内的减少速率，正比于微粒的浓度，即：
dN KN dl
式中：dN/dl－通过单位滤层厚度时，菌体数的减少； k－阻塞因数（1/L N0
4.常用的过滤介质
棉花 玻璃纤维 活性碳 超细玻璃纤维纸 烧结材料过滤介质 新型过滤介质
其它方法 辐射法、化学法、静电除菌法。一般只限于实验室使用。
2.空气过滤除菌的原理
深层过滤所用的介质间歇一般大于固体颗粒。那么，空气 中的菌体如何被除去呢？
是依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维网格的层层阻碍， 迫使气流不断改变气速大小和方向，使菌体与滤层纤维间 发生惯性撞击、拦截滞留、布朗扩散、重力沉降和静电吸 附等作用，来达到过滤除菌的目的。
微生物灭菌问题
第一节 灭菌原理与技术简介
基本概念
生化反应过程多为纯培养过程，必需对生产的过程进行灭菌处 理，其实质是对有害微生物的控制和消除。
灭菌（sterilition）：杀死物体上全部微生物的方法
消毒(disinfection)：杀死或消除物体上的病原微生物的方法 防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生长的方法
例 玉米浆： ①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 ②较多的乳酸 ③硫、磷、微量元素等
氮源使用的一些相关问题：
有机氮源和无机氮源应当混合使用 早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源 中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
有些产物会受氮源的诱导和阻遏 例： 蛋白酶的生产
有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力
煮沸灭菌法（煮沸消毒法） 高压蒸汽灭菌法 巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）
高压蒸汽灭菌
就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能， 蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸 的化学键，使酶失活，微生物因代谢障而死亡。
第三章食品的热处理与杀菌
（2）热处理前细菌芽孢的培育和经历
生物有抵御周围环境的本能。食品污染前腐败菌 及其芽孢所处的生长环境对他们的耐热性有一定 影响
在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具有较 强的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境 中培养芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低 温下喂养形成的芽孢的耐热性要强
因此，弄清罐头腐败原因及其菌类是正确 选择合理加热和杀菌工艺，避免贮运中罐头腐 败变质的首要条件。
1. 食品pH值与腐败菌的关系
各种腐败菌对酸性环境的适应性不同，而各种食品 的酸度或pH值也各有差异。
根据腐败菌对不同pH值的适应情况及其耐热性， 罐头食品按照pH不同常分为四类：低酸性、中酸 性、酸性和高酸性
不过在低酸性食品中尚有存在抗热性更强的平 酸菌如嗜热脂肪芽孢杆菌，它需要更高的杀菌 工艺条件才会完全遭到破坏。
另外，由于中酸性食品的杀菌强度要求与低酸 性食品的要求相同，因此它也被并入低酸性食 品一类。
食品严重污染时某些腐败菌如酪酸菌和凝结芽 孢杆菌在pH低于3.7时仍能生长，因此pH3.7 就成为这两类食品的分界线。
①低酸性食品胀罐时常见的腐败菌大多数属于
专性厌氧嗜热芽孢杆菌，如嗜热解糖梭状芽孢杆 菌，它最适生长温度为55℃，温度低于32℃生长 很缓慢，因此只要温度不高，就不会迅速繁殖， 但一旦处于高温条件下，就会导致罐头腐败变质。
厌氧嗜温芽孢菌，如肉毒杆菌、生芽梭状芽孢杆 菌等。
②酸性食品胀罐时常见的有专性厌氧嗜温芽孢杆菌如巴 氏固氮芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等解糖菌，常见 于梨、菠萝、番茄罐头中。
③高酸性食品胀罐时常见的有小球菌以及乳杆菌、明串 珠菌等非芽孢菌。
（2）平酸败坏
①现象：外观正常，内容物变质，呈轻微或严重酸味， pH可能可以下降到0.1-0.3。
超高温(UHT)灭菌.
第十五章超高温（UHT）灭菌杀菌是食品加工中极为重要的一道工序，在原始社会里，人类就不知不觉地对食品进行了杀菌处理。
在科学技术飞速发展的今天，人们对食品杀菌意义的认识和应用也得到了不断地完善和提高。
第一节超高温灭菌的基本原理关于超高温（UHT）灭菌，尚没有十分明确的定义。
习惯上，把加热温度为135~150℃，加热时间为2~8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT灭菌。
UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。
一是微生物热致死的基本原理；二是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。
一、UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致死原理，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。
加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化，随后一些球蛋白变得不溶解，酶失去活力，从而造成新陈代谢能力的丧失，因此，细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性，而且这与杀菌条件的选择密切相关。
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方面：（1）菌种和菌株（2）热处理前菌龄、培育条件、贮存环境（3）热处理时介质或食品成分，如酸度或PH值（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。
（二）微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下，微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
这一规律为通常大量的试验结果所证实。
若以纵坐标表示单位物料内随时间而残存的活细胞或芽孢数的对数值，横坐标表示热处理时间，则可获得如图15-1所示的微生物致死速率曲线。
图15-1 微生物致死速率曲线如图所示，设A为加热开始时活菌数所代表的点，B为加热后菌数下降1个对数周期时的点，其相应的加热时间为3.5min，C为加热后菌数下降2个对数周期时的点，其相应的加热时间为7.0min。
杀菌效率
营养价值
• 当研究任何形式的食品加工工艺时都要考虑到营 养价值变化这一因素。在这一问题上，有关热处 理对牛乳的影响的章节已经进行了大量讨论。UHT 处理对牛奶组分的热影响情况可以概述如下：
• 从以上这些化学变化可以得出一些关于营养价值 改变的结论。脂肪、矿物质的营养价值没有变化， 但蛋白质和维生素的营养价值有极微量的改变。
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图9.5 示出了灭菌效率和褐变反应之间的关系。A线所示是能够引发牛奶褐变的时间/ 温度 组合的低限。B 线所示是完全灭菌（杀灭耐热芽孢）所要求的时间/ 温度组合的低限。罐内 灭菌和UHT 处理区域也在图中标示出来了。 从图中可以看出，两种加工方法的在取得相同灭菌效率的同时，化学反应却存在着相当大的 差别：褐变反应程度和维生素和氨基酸降解的程度差别很大。在较低的热负荷下，两种方法 化学效应上的差别要小得多。这就是为什么UHT 奶比罐内灭菌乳（二次灭菌乳）的滋味和营 养价值要好的原因。 滋味是一项很主观的因素，但近几年UHT处理乳的滋味已得到提高也是事实，很多人发现自 己很难找出良好的UHT 乳和巴氏杀菌乳之间有什么差别。 如在第二章中所述，通过测定乳果糖的含量，有可能把UHT 乳，巴氏杀菌乳和二次灭菌乳区 别开。温度负荷越高，乳中的乳果糖的含量越高。 自从UHT 处理乳一进入市场，其滋气味和质量就一直被讨论着。早期UHT乳和普通牛乳一样 白，但有蒸煮滋气味。通过以往和现在仍未间断的大量的研究和努力，UHT 产品现在已相当 接近巴氏杀菌乳。 在此需强调一点，温度对于感官品尝的结果影响很大。在冷藏温度，5~7℃左 右，UHT 味会被强化。因此，当对不同UHT 处理方法的影响进行对比时，感 官评定应在20℃下贮存一段时间如2、4 和6 周后在20℃下进行。 用这种方法可以显著地观察直接和间接处理方法之间存在的滋味上的差别，后者方法便牛乳 经受了更高一些的温度负荷。然而，在两种直接UHT法之间则不存在明显差异。
干热法用于灭菌和去热原的验证
干热法用于灭菌和去热原的验证Ting Bao was revised on January 6, 20021干热法用于灭菌和去热原的验证美国注射剂协会前言范围对流加热间歇（法）连续（法）传导加热间歇（法）连续（法）辐射加热辐射加热过程的各种因素间歇（法）连续（法）生物学的验证生物学的含义实验室研究工场研究参考文献附录A附录B前言能耐受比较高温的却又不宜被蒸汽渗透或被湿热破坏的灭菌物件，干热法常是可选择的方法。
干热经常用于些诸如粉末，油类，矿脂（凡士林），玻璃器皿，和不锈钢器具等的灭菌。
由于在相同温度时干热对细菌致死率远远低于饱和蒸汽，因此干热灭菌法需要较高温度和/较长时间的暴露，但一般干热比蒸汽灭菌简单。
然而蒸汽灭菌的一些基本概念和方法也可被干热灭菌所采用。
例如，在比较干热法的相对灭菌能力时，可用相似于F0值的致死率单位。
用相似于蒸汽灭菌的方法，时间与温度的条件改变可综合成170℃时的相当时间，（设定一个Z值为20℃），这称之谓F值。
H干热法的验证包括物理的和生物学的试验二个方面。
方法顺序如下：设备安装的认证基本设备特性的认证关键传感，监测和控制设备的校验单元的热力学性能的认证工艺过程的工厂鉴定工艺过程的微生物学验证试验数据的整理检查整套文件的最后认证（注：虽然工作小组选择20℃的Z值，作为平均代表值，但应注意，报告中对干热，该值的范围为13～28℃，其中大部分在18～23℃）。
有些情况下，干热法只用于灭菌；但在某些情况下，则要求既灭菌，又使内毒素失活（去热原）。
一个循环过程的目的是规定验证方法。
干热法的验证有许多方法。
本技术报告提出许多可行方法中的三种。
第一种方法，仅为灭菌设计的干热法，视商品带菌量和其耐热性质而建立灭菌周期参数。
此周期设计得应保证微生物菌落可能生存的几率在一百万单位的商品中不大于一单位（未灭菌的几率为10-6），此方法用于对热极不稳定的材料。
用高耐热微生物（生物指示剂）来证实本方法的适宜性。
d值、z值、f值及热力学致死曲线的定义
d值、z值、f值及热力学致死曲线的定义热力学致死曲线是微生物热力学死亡率（即F值）与物理死亡率（即Z值）的关系图，表示了在不同温度下微生物的死亡情况，是食品加工过程中热处理的重要依据。
在食品加工中，为了确保产品的安全性，需要对微生物进行灭菌处理。
而对于不同的微生物和不同的加工条件，需要确定不同的F值和Z值来进行适当的热处理。
D值（Decimal reduction time）是用来描述微生物灭活速率的指标。
它是指在一定温度下，需要多长时间使微生物数量减少10倍。
D 值越小，微生物的热敏感性越高，灭活速率越快。
通常情况下，D值是在特定温度范围内确定的，因为它和温度密切相关。
Z值（z value）是用来描述微生物热敏感性的指标。
它是指在温度上升或下降时，需要多大的温度变化使微生物的D值增加或减少10倍。
Z值越大，微生物对温度的变化越敏感，灭活速率的变化越快。
F值（F value）是用来描述特定温度下杀灭微生物所需的时间。
它是通过D值和Z值计算得出的，通常以分钟为单位。
F值越大，表示需要更长的时间来进行热处理，以确保微生物的灭活。
热力学致死曲线就是以F值和Z值为参数绘制的曲线。
在热力学致死曲线上，横坐标表示温度，纵坐标表示时间或F值。
通过热力学致死曲线，可以直观地了解在不同温度下对特定微生物的热处理时间，从而为食品加工提供科学依据。
在实际应用中，热力学致死曲线可以用来确定食品加工中的热处理条件，例如确定杀菌时间和温度，确保产品的安全性。
通过计算F值和Z值，可以根据热力学致死曲线来选择合适的加工工艺参数，以达到灭菌的目的。
热力学致死曲线的绘制过程需要先测定微生物在不同温度下的D 值，然后通过数学计算得出Z值和F值，最后根据这些数值绘制出热力学致死曲线。
通过研究热力学致死曲线，可以确定最佳的热处理条件，同时对于不同微生物种类和不同产品，可以有针对性地确定相应的参数，为食品加工提供技术支持。
总之，D值、Z值、F值及热力学致死曲线是食品加工中热处理的重要参数和依据，它们可以帮助我们了解微生物在不同温度下的灭活情况，为确定合理的加工工艺参数提供科学依据。
研究生复试《食品工艺学》罐藏部分试题库
《食品工艺学》复试试题库－罐藏部分一、名词解释（每小题2分，共10分）1.罐头食品(Canned Food/Tinned Food)：是指将符合标准要求的原料经处理、调味后装入金属罐、玻璃罐、软包装材料等容器，再经排气密封、高温杀菌、冷却等过程制成的一类食品。
2.商业无菌: 罐头食品经过适度的热杀菌后,不含有对人体健康有害的致病性微生物(包括休眠体)，也不含有在通常温度条件下能在罐头中繁殖的非致病性微生物。
3.铁溶出值(ISV): 指一定面积的镀锡薄板在一定温度的酸液中保持一定时间浸出的铁的数量。
4.酸浸时滞值：指镀锡板的钢基在保持一定温度的酸液中达到一定的溶解速度时为止所需要的时间。
5.真空膨胀：食品放在真空环境中，食品组织间隙内的空气膨胀导致的食品体积膨胀现象。
6.真空吸收：真空密封好的罐头静置20-30min后，其真空度下降(比刚封好时的真空度低)的现象。
7.平盖酸坏：指罐头外观正常而内容物却在平酸菌活动下发生腐败，呈现轻微或严重酸味的变质现象。
8.平酸菌：导致罐头食品出现平盖酸坏变质腐败的细菌。
即该类细菌代谢有机物质产酸而不产气。
9.D值：指在一定的条件和热力致死温度下，杀死原有菌数的90%所需要的杀菌时间。
10.Z值：在一定条件下，热力致死时间呈10倍变化时，所对应的热力致死温度的变化值。
11.TDT值：(Thermal Death Time，TDT)热力致死时间，是指热力致死温度保持不变，将处于一定条件下的食品(或基质)中的某一对象菌(或芽孢)全部杀死所必须的最短的热处理时间。
12.TRT值：热力指数递减时间(Thermal Reduction Time,TRT)在任何热力致死温度条件下将细菌或芽孢数减少到某一程度(如10-n)时所需的热处理时间(min)。
13.顶隙：罐头食品上表面表与罐盖之间的垂直距离。
14.叠接率：指卷边内身钩与盖钩重叠的程度。
15.二重卷边：用两个具有不同形状的槽沟的卷边滚轮依次将罐身翻边和罐盖沟边同时弯曲、相互卷合，最后构成两者紧密重叠的卷边，达到密封的目的。
毕赤酵母热致死动力学模型的建立与检验
毕赤酵母热致死动力学模型的建立与检验田康明;段威;王正祥;路福平【摘要】毕赤酵母作为最成熟的蛋白质过量表达平台微生物之一,广泛应用于酶制剂、功能性大分子等大宗产品的发酵制造.建立毕赤酵母常规温度下(50~60,℃)的热致死动力学模型,有助于指导毕赤酵母发酵制造体系的菌体后处理工艺,增加菌体利用价值.为了建立毕赤酵母在50~60,℃条件下热致死动力学模型,将不同菌体量的毕赤酵母菌液在50、55、60,℃条件下进行不同时间热灭活处理,通过平板培养活细胞计数的方法评价不同处理方式下毕赤酵母的热致死效果,得到的致死曲线用Weibull模型和多元回归方程进行拟合构建热致死动力学模型,并对建立的模型进行数学检验和实用性检验.结果表明:建立的毕赤酵母热致死动力学模型可靠,具有实际使用价值.本研究所建立的模型能较好地模拟不同温度、不同处理时间对不同菌体量的毕赤酵母热致死效果的影响.并可以为毕赤酵母热灭活处理条件的确定提供计算依据.%Pichia pastoris,as one of the most mature protein overexpression platforms in the study of microorganisms,was widely used for bulk product manufacturing such as enzyme and functional macromolecule.Establishing a lethal thermal kinetics model of Pichiapastorisunder various heat treatment conditions from 50,℃ to 60,℃ will supply a guide to Pichia pastoris cell manufacturing system and increase the utilization value of cellmass.The lethal thermal kinetics of Pichiapas-torisunder various heat treatment conditions from 50,℃ to 60,℃ was investigated,and the availability and feasibility of the model was verified by live cell lethal tests.The cell culture of Pichiapastoris GS115 with different optical density was incu-bated at 50,℃,55,℃ and 60,℃ for variousheating time respectively,then the obtained lethal curves were fitted usingthe Weibull model and calculated using multiple regression equation to establish the lethal thermal kinetics model.Subsequently the feasibility and pratical lethality were confirmed by live cell lethal tests.APichiapastoris lethal thermal kinetics model was thus established,and its availability and feasibility were confirmed.The established model in this study can be used to describe the lethal thermal kinetics of Pichiapastorisunder various heat treatment conditions.The methods constructed here can be used for getting the suitable heat treatment process for heat inactivation of Pichiapastoris.【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】6页(P24-29)【关键词】毕赤酵母;致死动力学;预测微生物学;Weibull模型【作者】田康明;段威;王正祥;路福平【作者单位】天津科技大学化工与材料学院,天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天津 300457;天津科技大学化工与材料学院,天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天津 300457【正文语种】中文【中图分类】Q939.97毕赤酵母(Pichia pastoris)表达体系具有表达率高、遗传稳定、产物可分泌、发酵工艺成熟等许多优点，这使得其成为应用最广泛的真核表达体系[1]．从20世纪80年代初开始，人们已经用毕赤酵母表达体系成功表达疫苗、激素、抗菌肽、干扰素、工业酶、膜受体蛋白、细胞毒素及其衍生物等上千种蛋白，毕赤酵母生产体系在工业上已是仅次于大肠杆菌(E．coli)的最常用蛋白表达系统[2–3]，所涉及到的领域有水产业[4]、饲料加工业[5]以及动物传染病的防治[6]等．以毕赤酵母表达生产工业酶为例，发酵生产过程完成后，需要对发酵液中的酶进行板框过滤除去菌体，陶瓷膜过滤除去细胞碎片和大分子蛋白等，并通过添加相应的辅助材料获得工业酶制剂产品．分离提取过程形成的菌体残渣通常通过烘干的方式制备成副产品用于饲料蛋白的添加．发酵结束后产品的分离提取过程及菌体残渣的烘干过程属于典型的开放式操作，很容易造成拥有自主知识产权的重组菌种流失．基因重组的毕赤酵母如果进入到环境中，可能污染人类赖以生存的自然环境，影响到人体健康和生态环境，还可能打破原有的生态平衡[7]．因此，如何采用简单易行且安全可靠的方式在充分保证产品活力前提下彻底灭活提取液中的活细胞是工业酶生产中的关键环节，对于表达产物在胞内的菌液显得尤为重要．工业上对酵母发酵液灭活处理有酶法、超声波、机械研磨、高压匀浆等多种方法，但是热处理灭活却是最有效、最经济、最简单的方法．酵母对高温敏感[8]，可以在对发酵产品影响较小的情况达到全部灭活的目的．通过热处理也有利于酵母营养物质的提取[9]和目标产物的分离．本文主要考察毕赤酵母在50～60,℃的致死规律，并建立相关模型，为毕赤酵母生产体系中建立有效的菌种热灭活方法提供技术参考．1.1 菌种与培养基毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115购自Invitrogen公司，现保藏于本研究室．YPD培养基(g/L)：酵母提取物 10，蛋白粉 20，葡萄糖20．1.2 样品处理取培养 24,h的毕赤酵母菌液，放入灭菌的离心管中，8,000,r/min离心5,min，弃上清液．再用YPD培养基将菌体重悬，配制成不同浓度的毕赤酵母菌液．1.3 热处理取10,mL不同浓度的毕赤酵母菌液，放入50,mL离心管中．将离心管于30,℃条件下维持5,min，然后分别放入50、55和60,℃的水浴摇床，转速为100,r/min，放入后开始计时，处理一定时间．处理结束后将处理液放入冰水中．1.4 微生物计数及致死效果的检测根据 GB/4789.15—2010方法，对热处理前后的菌液进行菌落计数[10]．吸取1,mL加热处理前后的稀释菌液到灭菌的平皿中，再进行倾注，混匀后放置30,℃培养，48,h后统计单菌落数．致死效果用致死率(R)和残存对数(lg,S)表示．式中：N为热处理一段时间后剩余的活细胞数量；N0为初始的活细胞数量．1.5 热致死动力学模型1.5.1 一级模型将毕赤酵母残存对数为纵坐标，热处理时间为横坐标，绘制致死曲线，用 Weibull 模型进行拟合，Weibull模型为式中：t为热处理时间(min)；参数 b为模型尺度因子；参数n为曲线形状因子．当n＝l时，曲线呈线性趋势；n＞l时，曲线呈上凸状，表示死亡速率持续增加；n＜l时，曲线呈凹状，表示细菌死亡速率逐渐减小，存活的细菌对环境压力产生一定抗性[11]．1.5.2 二级模型建立不同变量(温度和菌体量)的与一级失活模型参数(Weibull模型中的b和n)之间的多元回归方程，将响应值即参数b和n进行适当的对数或平方根变换．多元回归模型为式中：y为b或n的响应值；b0、bj、bjj、bjl为不同的常量系数；xj、xl为编码的变量温度和菌体量．1.6 实验数据分析和模型验证应用Sigmaplot 12.5软件对毕赤酵母在不同处理条件下的致死曲线数据进行分析和模型拟合．采用参数 R2、Af、Bf、RMSE、SSE评价模型拟合度[12]．当R2越接近1时，表示相关的预测模型参考价值越高；Af为准确因子，反映了预测值和实际值的偏离程度，Af值越小，表明模型预测值与真实值越接近，模型的精确程度越高；Bf为偏差因子，Bf越接近 1，模型拟合度越高；均方根误差(RMSE)可作为衡量预测准确度指标，可以反映模型预测的离散程度；误差平方和SSE值越小，模型精确度越高．式中：SSE为误差平方和；SST为总离差平方和；µ0为实验观测值；µ为预测值；n为观测值个数．2.1 温度、作用时间及不同菌体量下的毕赤酵母致死规律毕赤酵母对高温敏感，在32,℃以上生长则不利于蛋白的表达，一般在45,℃时就停止生命活动，致死温度一般在 50～60,℃[13]．且温度越高致死速率越快．菌体量对致死速率同样有着影响，单位体积的细胞越多，致死所需要的热量就越多，且菌液的热传递效果越差，这样同样条件下的致死率越低．以热处理时间为横坐标，毕赤酵母残存对数为纵坐标，绘制特定温度和特定菌体量(吸光度)的致死曲线，如图1 所示．毕赤酵母残存的细胞量的对数随着热处理时间的延长而降低，同时，随着温度的升高毕赤酵母的死亡速率也随之加快．相同温度处理下的致死曲线趋势大致相似，菌液的浓度越大，致死曲线的位置就更加靠后，达到相同灭菌效率的时间越长.随着处理温度的升高，致死曲线的形状趋于直线．温度较低的50,℃下处理的致死曲线是“S”形的，在热处理开始和结束时的曲线平缓．而在60,℃下处理的致死曲线的形状类似一条直线，没有明显的滞后和拖尾的现象.2.2 毕赤酵母的一级热致死动力学模型一级模型是一个数学方程或数学函数，用来表示微生物数量与时间的关系．在微生物的动力学研究中，失活规律通常是非线性的，在早期的研究中曾经提出对数残留定律，既微生物的热致死的对数曲线为直线．但是，在很多情况下灭活曲线并不遵循这种关系，而是存在“肩部”或“拖尾”现象[14]．因为微生物菌群里含有很多独立的群体，而残存曲线是菌群各自动力学模式的综合体现[15]．因此有研究将失活曲线看作概率模型[16]．例如有研究发现，单增李斯特菌在高压协同温度处理时的失活模型可以用 loglogistic模型来拟合[17]，改进的Gompertz模型能很好地预测细菌的热灭活趋势[18]，Albert等[19]利用设计的Weibull模型成功拟合了预测细菌的灭活规律．但这些热灭活模型研究的微生物主要是食源性的致病细菌，对于广泛使用的温敏型工程菌毕赤酵母这一真菌研究较少．其中 Weibull分布函数被广泛应用于微生物存活数据的分析，近年来，Weibull模型已经成功拟合了很多微生物的非线性热失活模型曲线[14,,20]．将热处理后的毕赤酵母残存数据，采用 Weibull模型进行曲线拟合，得到的相关数据见表1．拟合方程中 n＞1，即所有毕赤酵母的致死曲线呈上凸的形状，这表明在初始阶段随着加热时间的延长，致死速率也随之加快，出现“肩部”情况；在热处理后期，致死速率却变慢．这种情况在较低温度处理下更加明显．这是由于在初始阶段，菌液处于升温阶段，热量没有传递均匀，此时的热处理对部分细胞没有很大影响．待温度平衡，致死速率也趋于稳定，随着时间的延长，毕赤酵母对高温出现了一定的耐受性，体现在致死曲线上就是“拖尾”．模型的决定系数 R2为0.960,9～0.999,9，同时SSE较小，P＜0.001，表明Weibull模型表现出较好的拟合度，拟合所得到的结果接近于实验真实值．2.3 基于Weibull模型参数的二级模型的建立由以上分析可知，温度对致死率的影响和菌体量对致死率的影响可以用 Weibull模型来描述(拟合效果理想)．但是 Weibull模型的参数却随着温度和菌体量变化，因此需要建立一个温度和菌体量对一级模型参数影响的二级模型．采用多元回归方程拟合出模型为式中：x为热处理的温度，y为菌体量(吸光度)；b和n为 Weibull模型的参数．两个模型的相关系数(R2)分别为0.974,1和0.946,6，说明该模型所描述的温度和菌液吸光度与一级模型中的参数之间的关系是可信的．从拟合方程的系数上看，温度对一级模型参数的影响有较大的影响，其次是菌体量(吸光度)．2.4 毕赤酵母热致死模型的验证对于验证一个模型是否有效，偏差因子和准确因子被认为作为首要的标准，且被证明是验证模型预测模型性能的非常有价值的工具．如果 Bf值在 0.9～1.05的范围之内，认为该模型能够很好地预测微生物生长速度和生长状况；如果 Bf值在0.7～0.9或者1.06～1.15范围之内，则该模型是可以被接受的；如果 Bf值大于1.15或者小于 0.7，则说明该模型是失败的[21]．偏差因子不能表示参数估计的平均准确性，因此常结合准确性因子(Af)对模型进行数学检测，Af值越大表示平均准确性越低，而 Af值等于 1表示预测值与观测值之间完全吻合．用53、57,℃处理A600分别为20、45、120的毕赤酵母菌液，验证热致死模型的可靠性．由表 2可知，RMES、Bf、Af的值均在可靠范围，模型的准确性较高．并通过代入温度和菌体量数据到模型中，得到达到特定致死率的预测时间，表3列举的实验组和预测组所达到50%,、90%,、99%,、99.9%,致死率的时间相近，这亦说明本研究建立的毕赤酵母热致死模型是成功的．实验中A600为169，处理温度60,℃，代入二级模型中可得到一级模型的参数 b ＝0.363,6，n＝1.032,1.一级模型为 lg(N/N0)＝–0.363,6t1.032,1，代入 99.99%,致死率即 lg(N/N0)＝–4，获得达到 99.99%,致死率的时间为 14.690,3,min，实际实验中60,℃处理 15,min的菌液，热处理完成后直接倾注的平板在30,℃下培养96,h后平板上未见菌落形成．本研究采用 Weibull模型对毕赤酵母的热致死曲线进行拟合，并且建立了温度和菌体量(吸光度)对一级模型参数影响的二级模型，结果表明此模型能够较准确地模拟毕赤酵母的热致死规律．这为实际生产中热处理毕赤酵母菌液提供了一定的理论依据．【相关文献】[1]Ahmad M，Hirz M，Pichler H，et al. Protein expression in Pichia pastoris：Recent achievements and perspectives for heterologous protein production[J]. Applied Microbiology Biotechnology，2014，98(12)：5301–5317.[2]朱泰承，李寅. 毕赤酵母表达系统发展概况及趋势[J]. 生物工程学报，2015，31(6)：929–938.[3]Macauley-Patrick S，Fazenda M L，McNeil B，et al.Heterologous protein production using the Pichia pastoris expression system[J]. Yeast，2005，22(4)：249–270.[4]陈瑞东. N–酰基高丝氨酸内酯酶基因克隆、表达、性质研究与水产养殖应用[D]. 北京：中国农业科学院，2010.[5]许英蕾，孙建义，刘明启. 巴斯德毕赤酵母表达系统及其在饲料添加剂开发上的应用前景[J]. 饲料工业，2005，26(2)：40–42.[6]丁嘉烽. 巴斯德毕赤酵母表达系统在动物传染病防制中应用的研究进展[J]. 当代畜牧，2013，38(14)：89–90.[7]杨楠桢. 生物性污染废水处理技术研究[D]. 上海：复旦大学，2010.[8]Sree N K，Sridhar M，Suresh K，et al. Isolation of thermotolerant，osmotolerant，flocculating Saccharomyces cerevisiae for ethanol production[J]. Bioresource Technology，2000，72(1)：43–46.[9]路福平，杨华，王玉，等. 高温和H2O2诱导酵母细胞产生活性衍生物的研究[J]. 微生物学通报，2004，31(5)：28–32.[10]中华人民共和国卫生部. GB 4789.15—2010食品安全国家标准·食品微生物学检验·霉菌和酵母计数[S].北京：中国标准出版社，2010.[11]Chen H，Hoover D G. Use of Weibull model to describe and predict pressure inactivation of Listeria monocytogenes Scott A in whole milk[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies，2004，5(3)：269–276.[12]王军，董庆利，丁甜. 预测微生物模型的评价方法[J]. 食品科学，2011，32(21)：268–272.[13]Li P，Anumanthan A，Gao X，et al. Expression of recombinant proteins in Pichiapastoris[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2007，142(2)：105–124.[14]Boekel M A J S. On the use of the Weibull model to describe thermal inactivation of microbial vegetative cells[J]. International Journal of Food Microbiology，2002，74(1/2)：139–159.[15]Doyle M E，Mazzotta A S，Wang T，et al. Heat resistance of Listeria monocytogenes[J]. Journal Food Protection，2001，64(3)：410–429.[16]董庆利. Weibull模型拟合细菌非线性失活曲线的应用研究[J]. 上海理工大学学报，2009，31(4)：387–391.[17]Chen H，Hoover D G. Modeling the combined effect of high hydrostatic pressure and mild heat on the inactiva-tion kinetics of Listeria monocytogenes Scott A in whole milk[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies，2003，4(1)：25–34.[18]Gil M M，Brandão T R S，Silva C L M. A modified Gompertz model to predict microbial inactivation under time-varying temperature conditions[J]. Journal of Food Engineering，2006，76(1)：89–94.[19]Albert I，Mafart P. A modified Weibull model for bacterial inactivation[J]. International Journal of Food Microbiology，2005，100(1/2/3)：197–211.[20]Buzrul S，Alpas H，Bozoglu F. Use of Weibull frequency distribution model to describe the inactivation of Alicyclobacillus acidoterrestris by high pressure at different temperatures[J]. Food Research International，2005，38(2)：151–157.[21]Ross T，McMeekin T A，Baranyi J. Predictive microbiology and foodsafety[M]//Tortorello C A B L. Encyclopedia of Food Microbiology.2nd ed. Oxford：Academic Press，2014：59–68.。
Soleris微生物实时光电检测系统——微生物检测技术革命的产物
Soleris微生物实时光电检测系统——微生物检测技术革命的
产物
张喆
【期刊名称】《食品安全导刊》
【年(卷),期】2008(006)004
【摘要】随着科技日新月异的发展和人们生活水平的不断提高，食品安全日益受到人们的关注。
据了解，食源性疾病是导致食品安全问题的主要原因，而食品微生物污染则是引起食源性疾病的根源，因而微生物检测技术的革新将对食源性疾病的控制有着重要的意义。
【总页数】2页(P44-45)
【作者】张喆
【作者单位】北京安普生化科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS207.4
【相关文献】
1.BioLumix微生物实时荧光光电检测系统快速检测食品中致病菌的应用研究 [J], 雷庆;江林;毛腾霄
2.实时光电微生物检测技术在乳品质控中的应用 [J], 樊蕴秀;李敏;郑隽;高磊
3.Biolumix微生物实时荧光光电检测系统:创新性的食源性微生物检测技术 [J], 原铨
4.Soleris实时光电微生物快速检测系统 [J], 于宝军
5.Soleris微生物实时光电法与平板计数法测定\r生乳中菌落总数的比较研究 [J], 陈美莲;章慧;王仕英
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肝癌射频消融过程中热效应的研究现状
World Journal of Cancer Research 世界肿瘤研究, 2016, 6(4), 31-35 Published Online October 2016 in Hans. /journal/wjcr /10.12677/wjcr.2016.64006文章引用: 王松, 姜凯. 肝癌射频消融过程中热效应的研究现状[J]. 世界肿瘤研究, 2016, 6(4): 31-35.Advances of Thermal Effect in Radiofrequency Ablation of Liver CancerSong Wang, Kai Jiang *PLA Medical School, Department of Hepatobiliary Surgery, PLA General Hospital, BeijingReceived: Nov. 19th , 2016; accepted: Dec. 9th , 2016; published: Dec. 13th , 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/Abstract The efficacy of radiofrequency ablation (RFA) has gradually been recognized in the treatment of liver cancer. Understanding the thermal effects of radiofrequency ablation is the basis of tumor ablation. In this paper, the research status of thermal effect of radiofrequency ablation of liver cancer will be introduced as follows: Heat sink effect, heat irrigate effect, heat conduct effect as well as heat oven effect. KeywordsRadiofrequency Ablation, Liver Cancer, Heat Sink Effect肝癌射频消融过程中热效应的研究现状王 松，姜 凯*解放军医学院，解放军总医院肝胆外科，北京收稿日期：2016年11月19日；录用日期：2016年12月9日；发布日期：2016年12月13日摘 要在肝癌的治疗上，射频消融的疗效逐渐得到肯定。
Baxter---Mike Sadowski---湿热灭菌产品的参数放行(TR30PDA)
• An SAL of 10−6, for example, denotes a probability of not more than one viable micro-organism in 1 × 106 sterilized items of the final product.
古老的安全的可靠的一种灭菌方式nontoxic无毒easilycontrolledvalidated容易控制和验证lessexpensive相对便宜broadspectruminactivationmoldsyeastbacteriaviruses广谱可以杀灭霉菌酵母菌细菌病毒universallyrecognizedregulators得到法规方面的广泛认可和首选baxterconfidentialdisadvantagesmoistheatsterilization湿热灭菌的缺点热灭菌的缺点热灭菌的缺点热灭菌的缺点productmaterialsmayimpacted产品材料可能会受限currentindustrydirectiontowardsmoreheatsensitivedrugsbiologics当前制药业有向热敏感药品如生物药方向发展的趋势productdesignmustconsidered必须考虑产品的设计比如moistheatpenetrateclosures产品的设计要能够使湿热穿透闭合部位pressuregradientsacrossproductcomponentsmayimpactfunctionality产品组件之间的压力差可能会影响产品的功能性baxterconfidential8282014sterilizationscience灭sterilizationmodels灭菌模型hypotheticalmicrobialdeathratesurvivorcurveconstantexperimentaltemperature在实验温度不变在实验温度不变在实验温度不变在实验温度不变的情况下的情况下的情况下的情况下理想理想理想理想微生物致死率微生物致死率微生物致死率微生物致死率活曲线活曲线活曲线活曲线survivorcurveequation残存残存残存残存曲曲曲曲线公式线公式线公式线公式logsemilogsurvivorcurvemodel半对数存活曲线模型半对数存活曲线模型半对数存活曲线模型半对数存活曲线模型baxterconfidential每个单位的存活数量杀灭百残存概率参比温度下的等同时间minutesrequiredonelogarithm90reductionmicroorganismsusedbiologicalindicatorunderspecifiedleth
微生物耐热性参数
思考题
罐装食品传热方式有哪几种？ 影响罐装食品传热的因素有哪些？
第三节 杀菌强度评价
罐藏食品进行最后热处理的对象主要是 致病菌，腐败菌，产毒菌。 罐藏食品商业无菌（commercial sterilization of canned food）：
罐藏食品经适度热杀菌以后，不含有致 病的微生物，也不含常温下能在其中繁殖的 非致病微生物。
下标可省略，否则不省略。
Z值：加热致死时间曲线或加热致死速率曲线中加
热时间或D值按照1/10或10倍变化时，相应的加热
温度变化。Z值愈大，因温度上升而取得的杀菌效
果就愈小。
因 lg t0 121.1 ，故
F
Z
121.1
F t0 •10 Z
四、酶的耐热性
含酶的物质中，在一定范围内提高温度，则 酶的反应速率随之增加。其一般在1.4～2.0之间， 但温度过高，温度特别高反应速度反而下降。 原因：
习惯上把加热温度为135℃-150℃ ，加热时 间为2-8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌 过程称为UHT杀菌。
思考题
低温加热杀菌适用范围有哪些？其作用是 什么？
板式热交换器特点？
第一节 微生物的耐热性
细菌繁殖的温度范围
细菌种类
嗜热菌
中温性菌 嗜温菌
低温性菌
嗜冷菌
最低(℃)
30～45 5～15 -5～5 -10～-5
最适(℃) 最高(℃)
50～70 70～90 30～45 45～55 25～30 30～35 12～15 15～25
真菌在最低温度条件下，其繁殖能力与 细菌相同，然而，真菌能够繁殖的最高温度 却很低，霉菌约为60℃，酵母菌繁殖的最高 温度约为45℃。
第六章 灭菌动力学
y = 0.0122x R2 = 0.9771
0.08
0.06
0.04
0.02
ln Nt N0
0
0
2
4
6
8
10
14
12
y = 1.5943x
R2 = 0.9999
10
8
6
4
2
0
0
2
4
6
8
10
t
0.35 0.3
0.25
y = 0.0326x R2 = 0.9917
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
2
4
0.24953 0.293253
110
0 0.798507696 1.609437912
2.38959647 3.193167468 4.782504201 6.299349327
9.60338296 12.76236064
120
0 4.7627991 9.5261933 14.428615
0.12 0.1
Del系数，Nabla系数和灭菌标准
03 液体介质的灭菌方式
介质的批式灭菌
例：有一发酵罐内装40m3培养基，在121温度下进行实罐灭菌。原污 染程度为每1mL 有2*105个耐热细菌芽孢，121度时灭菌速度常数为 1.8min-1。求灭菌失败机率为0.001时 所需要的灭菌时间。
解：
t 1 ln N 0 2.303 lg N 0 K Nt K Nt
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脉冲磁场杀菌技术研究进展
脉冲磁场杀菌技术研究进展付浩;周蓉;周全;陈乐平【摘要】脉冲磁场杀菌处理技术是一项很有发展前景的新技术.介绍了脉冲磁场杀菌技术的特点,综述了脉冲磁场杀菌技术在水处理和食品工业方面的应用和理论研究进展,并展望了脉冲磁场杀菌技术的应用前景.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2014(032)001【总页数】7页(P86-91,117)【关键词】脉冲磁场;杀菌;研究进展【作者】付浩;周蓉;周全;陈乐平【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TS2050 引言水的消毒杀菌法主要分为化学消毒杀菌法和物理消毒杀菌法。
传统的化学消毒方法在水处理中被普遍采用，常用的有臭氧消毒法、加氯消毒法以及加入其它净水剂和消毒剂的方法;水的物理消毒法主要有紫外线消毒和电磁场消毒等［1］。
食品工业中采用的杀菌方式主要分为两类:加热杀菌和非加热杀菌。
加热杀菌是较传统的，已日臻完善的灭菌方法。
现代食品的非加热杀菌技术主要包括:超高压杀菌、辐照杀菌、脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌和脉冲磁场杀菌等［2］。
非热杀菌技术是一种新型的杀菌技术，它能够保存食品的生理活性并且将处理过程中造成食品本身的风味和营养成分的损害降到最低［3］。
随着科学技术的发展，目前在众多的食品加工和水处理工业中，脉冲磁场杀菌处理技术成为一项很有应用前景的新技术。
本文主要对脉冲磁场杀菌技术的研究进展作一综述。
1 脉冲磁场杀菌技术概述1.1 几种脉冲物理场杀菌技术的比较脉冲物理场杀菌技术主要包括脉冲电场杀菌技术、脉冲磁场杀菌技术及脉冲强光杀菌技术。
脉冲电场杀菌是通过高强度脉冲电场瞬时破坏微生物的细胞膜使微生物致死，杀菌过程中的温度低(最高温度不超过50℃)，从而可以避免热杀菌的缺陷。
超高温瞬时灭菌在食品工业中的应用
超高温瞬时灭菌在食品应用中的概述（冯帆 2013级科工三班 222013324022010）摘要：超高温杀菌技术是目前研究开发的高新技术之一，它具有节能高效、安全、经济以及更大限度保持食品天然的色、香、味的特点。
文中概述了超高温杀菌技术的原理以及其分类，简述了其在食品中的应用。
关键词：超高温瞬时灭菌食品加工杀菌设备一、超高温瞬时灭菌的定义超高温瞬时灭菌，又名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Burton 提出了详细的理论技术报告。
UHT杀菌装置的开发是由荷兰的斯托克公司在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。
超高温瞬时灭菌设备适用于鲜乳、果汁、饮料、棒冰、及冰淇淋浆料、酱油、豆浆、炼乳、酒类等液体物料的瞬时灭菌.二、超高温灭菌的基本原理超高温灭菌是把加热温度为135-150、加热时间为2-8s、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程叫做超高温杀菌或者UHT杀菌。
其基本原理包括微生物热致死原理和如何最大限度地保持食品的原有风味及品质原理。
按照微生物的一般热致死原理，当微生物在高于其耐受温度的热环境中，必然受到致命的伤害，且这种伤害随着时间的延长而加剧，直到死亡。
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[1]三、超高温瞬时灭菌使微生物致死的理论依据微生物的热致死率是加热温度和加热时间的函数。
食品热杀菌影响因素的研究讨论
食品热杀菌影响因素的研究讨论Revised on November 25, 2020食品热杀菌影响因素的研究讨论摘要：本文主要介绍在食品热杀菌过程中，微生物的耐热性和食品热加工方式对杀菌效果的影响，通过各类影响因素的探讨以选择合适的热杀菌工艺参数。
关键词：热加工食品成分加工方式1.前言食品的杀菌方法有多种，物理的如热处理、微波、辐射、过滤等，化学的如各种防腐剂和抑菌剂，生物的如各种微生物或能产生抗生素的微生物。
虽然杀菌方法有多种多样，并且还在不断地发展，但热处理杀菌是食品工业最有效、最经济、最简便、因而也是使用最广泛的杀菌方法，同时也成为用其它杀菌方法时评价杀菌效果的基本参照。
热杀菌的主要目的是杀灭在食品正常的保质期内可导致食品腐败变质的微生物。
一般认为，达到杀菌要求的热处理强度足以钝化食品中的酶活性。
同时，热处理当然也造成食品的色香味、质构及营养成分等质量因素的不良变化。
因此，热杀菌处理的最高境界是既达到杀菌及钝化酶活性的要求，又尽可能使食品的质量因素少发生变化。
要制定出既达到杀菌的要求，又可以使食品的质量因素变化最少的合理的杀菌工艺参数（温度和时间），就必须研究微生物的耐热性，以及热量在食品中的传递情况。
2.微生物的耐热性影响生物耐热性的因素各种微生物的耐热性各有不同，一般而言，霉菌和酵母的耐热性都比较低，在50-60℃条件下就可以杀灭；而有一部分的细菌却很耐热，尤其是有些细菌可以在不适宜生长的条件下形成非常耐热的芽孢。
显然，食品在杀菌前，其中可能污染有各种各类的微生物。
微生物的种类及数量取决于原料的状况（来源及储运过程）、工厂的环境卫生、车间卫生、机器设备和工器具的卫生、生产操作工艺条件、操作人员个人卫生等因素。
污染微生物的数量微生物的耐热性，与一定容积中所存在的微生物的数量有关。
微生物量越多，全部杀灭所需的时间就越长。
热处理的杀菌温度在微生物生长温度以上的温度，就可以导致微生物的死亡。
显然，微生物的种类不同，其最低热致死温度也不同。
杀菌(冷杀菌与热杀菌)
杀菌（冷杀菌与热杀菌）冷杀菌技术冷杀菌（物理杀菌）是当代一类崭新的技术，物理杀菌条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，即有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分，所以包装与食品机械的设计与制造上采用冷杀菌技术是非常必要的。
1.2超高压脉冲电场杀菌超高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。
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。
其机理基于细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、臭氧效应等假设。
其作用主要有2个：（1）场的作用。
脉冲电场产生磁场，细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下，通透性增加，振荡加剧，膜强度减弱从而使膜破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
（2）电离作用。
电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用，阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，使细胞内物质发生一系列的反应。
通过场和电离的联合作用，杀灭菌体[3]。
超高压脉冲电场杀菌已在实验室水平上取得了显著的成效。
它可保持食品的新鲜及其风味，营养损失少。
但因其杀菌系统造价高，制约了它在食品工业上的应用，且超高压脉冲电场杀菌在黏性及固体颗粒食品中的应用还有待进一步的研究。
1.3强磁场脉冲杀菌该技术采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌，在输液管外面，套装有螺旋兴线圈，磁脉冲发生器在线圈内产生（2～10）T的磁场强度[4]。
当液体物料通过该段输液管时，其中的细菌即被杀死。
该技术具有以下特点：杀菌时间短且效率高。
杀菌效果好且温升小，能做到既能杀菌，又能保持食品原有的风味、滋味、色香、品质和组分（维生素、氨基酸等）不变，不污染产品，无噪音，适用范围广泛[5]。
1.4脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌。
通过惰性气体发出与太阳光谱相反，但强度更强的紫外线至红外线区进行杀菌。
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微生物热致死性能测试系统及射频灭菌效应研究食品受食源性致病菌污染所造成的危害甚至安全事故已日益受
到食品加工业的高度重视。
传统热处理技术灭菌时间较长,易对食品品质产生不良影响,丧失原有口感、营养与功能,甚至难以达到有效的灭菌效果。
射频加热作为一种新型的物理灭菌方法,克服了利用传导、对流和辐射等传统加热原理产生的缺陷,将电能转化为热能,穿透至
物料内部,具有升温迅速、整体加热、选择性加热的优势,同时能更好地保持产品品质。
但是,在大规模推广工业化射频灭菌技术之前,需要对射频加热技术的工艺参数和灭菌机理进行深入的研究,包括针对射频加热环境下微生物热致死和食品品质动力学模型的建立,以及射频波的非热效应确定等。
传统的微生物热致死或食品品质动力学试验多采用水浴（油浴）为热源的直接浸泡法或间接加热法,均存在加热速率无法控制和样品温度均匀性无法保证的弊端,而这两点直接影响微生物和食品品质的耐热性,所得到的动力学模型亦不匹配复杂的射频加热过程,更无法在精准的加热环境中明确射频波的非热效应。
基于以上原因,本文设计了一套用于灭菌动力学研究的控温加热板系统,
实现用户对样品升温速率、目标温度和保温时间的精确控制,利用该加热板系统建立不同升温速率下的微生物和食品色泽动力学模型,以辅助射频灭菌工艺参数的设计。
最后使用加热板系统模拟射频加热环境,验证射频在灭菌机理方面是否存在非热效应。
本研究的主要结论如下:（1）设计了一套精确控温加热板系统,由加热板部分和控制部分组成。
加热板部分包含铝制上、下加热板、硅橡胶加热片、6个抽
拉盒以及配套的样品单元,容纳样品量为1 ml。
可实现对目标温度（最高140℃）、升温速率（0.1<sup>1</sup>3.5℃/min）和保温时间的
精确控制,以进行微生物和食品品质动力学研究。
该系统通过PID（比例-积分-微分）温度控制器实现对样品测量与理论误差不超过±0.5℃的精确控温。
（2）利用有限元分析软件建立了控温加热板模型,用以
评价样品的加热过程以及分层和整体的温度均匀性。
模拟的平均升温速率与理论值误差不超过0.8%,误差随着升温速率的提高而增大。
分析了花生粉在不同目标温度和保温节点中分层与整体温度分布,最大
均匀性指数为0.015,随着升温速率的降低,均匀性指数减小。
使用3
段直线升温过程拟合射频加热曲线,最大误差不超过0.85℃。
（3）使用纯净水、苹果汁、牛奶、土豆泥、蛋清、米糊、大米、巴旦木粉、花生粉、花生酱和牛肉制作样品对加热板系统的性能进行测试。
结果表明,所有过程温度的测量值与理论值最大温差为0.97℃,其中保温
阶段温差不超过0.30℃。
使用红外成像测温仪分析花生粉在六个加
热单元的温度同步性和均匀性,所有加热单元表面温度最大温差为
0.46℃,平均温差为0.32℃,最大温度均匀性指数为0.024。
（4）利用控温加热板系统分别建立以0.1、0.5、1.0、5.0和10.0℃/min升温速率达到目标温度55、57和60℃的大肠杆菌热致死动力学模型。
结果表明,随着升温速率的降低,大肠杆菌的D值显著提高,以升温速率0.1℃/min在55℃时得到大肠杆菌D值为15.44 min,而相同目标温
度下,使用10℃/min的升温速率得到的D值仅有2.50min。
该控温加热板能够辅助射频灭菌工艺得到真实升温速率下准确的微生物热致
死动力学模型。
（5）利用控温加热板系统在与热灭菌相同的条件下进行土豆泥色泽动力学研究。
结果表明,随着升温速率的减小,或目标温度、保温时间的增加,L<sup>*</sup>和a<sup>*</sup>值的反应速率增大,色泽变化明显,D值减小,即对品质影响显著。
土豆泥的色泽变化规律符合一级动力学模型。
同时对比微生物热致死参
数,L<sup>*</sup>和a<sup>*</sup>值与有效灭菌时间
F<sub>60</sub>具有高度相关性。
对于工业射频灭菌工艺参数设计,在考虑食品安全和品质的基础上,升温速率应至少大于1℃/min,最好大于5℃/min。
（6）利用控温加热板系统模拟射频加热灭菌过程,在相同的加热环境下分别对土豆泥和苹果汁中的大肠杆菌ATCC25922及金黄色葡萄球菌ATCC25923进行灭菌效果比较。
结果表明,在不同温度节点使用两种处理方法的灭菌数量最大误差不超过1 log CFU/ml （CFU/g）,即频率在27.12MHz的射频波与加热板灭菌效果无显著性差异。