杀菌技术及其应用

杀菌技术及其应用

摘要：杀菌技术在食品工业中有及其重要的地位，杀菌技术也在不断的改进当中。食品保鲜加工的目的之一是延长其保质期。食品变质会造成巨大的经济损失，并对消费者的身体健康等造成伤害。所以杀菌成为食品加工中的必需工序。总之，杀菌是食品加工过程中一个重要操作单元，杀菌效果的好坏直接影响着食品的品质，关乎人类生存和健康。本文介绍了传统的杀菌技术和新型的一些杀菌技术，包括热杀菌非热杀菌技术，以及其原理和应用。

关键词：杀菌技术；传统杀菌；新型杀菌；热杀菌；非热杀菌；原理应用

Abstract：Sterilization technology in the food industry and its important position, sterilization technology is also constantly improve them. One of the purposes of food preservation is to extend its shelf life. Food spoilage can cause huge economic losses and harm the health of consumers. Sterilization becomes a necessary step in food processing. In short, the sterilization process is an important food processing unit, the sterilization effect of a direct impact on the quality of food, about human survival and health. This paper describes the traditional sterilization technology and some of the new sterilization techniques, including non-thermal sterilization heat sterilization technology, as well as its principles and applications.

Keywords：Sterilization technology; traditional sterilization; new sterilization; heat sterilization; non-thermal sterilization; principle application

随着国家对食品安全的重视及HCCP的引入[1]，以及消费者对食品质量要求越来越高，食品杀菌技术越来越重要，要求杀菌前后，对食品的安全及色、香、味尽可能得小。因而对杀菌技术得要求越来越严格。

杀菌技术通常分为：热杀菌和非热杀菌。热杀菌又可大致分为：新型热杀菌和传统热杀菌技术；非热杀菌亦可分为：化学杀菌和物理杀菌。随着科学技术的进步，各种杀菌技术都在原有的基础上进行了很大的改进。

1热杀菌技术

加热杀菌是食品工业中最常用的方法,以热水、火、水蒸气等作为加热源对食品进行直接或间接加热。制造者把食品中最耐热的微生物的热特性值及加热进程曲线作为杀菌条件。1.1传统热杀菌技术

传统热杀菌技术在食品工业中已被广泛应用，它能够杀死各种微生物，而且杀菌程度可以准确控制，是一种有效的杀菌方式。[2]本质是依靠燃烧燃料或电阻加热在食品外部提供热能，通过传导和对流将热能转移到食品内部，从而达到杀菌和钝化酶的目的。

其优点是可准确控制温度，其缺点是影响食品的色泽、风味、营养等。

1.1.1巴氏杀菌

巴氏杀菌指能够杀死食品中几乎所有的病原菌的热处理强度。热处理程度视目标产品中对象菌的耐热性而定[2]。巴氏杀菌的对象一般为：原乳、特浓豆奶、啤酒，果汁、罐装蟹肉等。

总β- 乳球蛋白变性率和糠氨酸含量是国际奶业普遍用来评估奶和奶制品品质的2个重要指标，与其他灭菌方式比较，巴氏杀菌乳中这 2 个指标均为最低。巴氏杀菌乳在冷藏条件下（≤10 ℃）货架期一般为10 d，其风味、营养价值和其他性质与新鲜原料乳差异很小。

1.1.2灭菌

灭菌指能够杀死食品中包括芽孢在内的几乎全部微生物的热处理强度。灭菌处理的强度比巴氏杀菌高。它的优点是：杀死包括芽孢的微生物，灭活全部活性酶。但其缺点是：维生素含量降低，乳蛋白变化，产生美拉德反应或者赖氨酸含量降低。

1.2新型热杀菌技术

在热力对食品品质的影响程度限制在最小条件下，迅速而有效地杀死存在于食品物料中的有害微生物，达到产品指标的要求。

新型热杀菌技术的优点：节能，高效，安全，经济，保持原有色香味。其主要包括：超高温杀菌、微波杀菌、欧姆杀菌。

1.1.3超高温杀菌

超高温杀菌指加热温度为135~150 ℃，加热时间为2~8 s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程。这一杀菌条件相对低酸性食品常规杀菌中采用的 100~135 ℃高出 20~40 ℃，因此称为超高温杀菌。大量实验表明，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 UHT 能在很短时间内有效地杀死微生物，并较好地保持食品应有的品质，大大延长食品的货架期。因而目前广泛应用于乳品、饮料和发酵等行业。要达到杀菌要求，同时食品不受到热损害，其技术关键是快速加热和快速冷却，最常用的换热设备是板式换热器。按照物料与加热介质直接接触与否，UHT 过程可分为间接式加热法和直接混合式加热法。经过 UHT 的食品达到了商业灭菌要求，必须采用无菌包装以防止在后续的包装、运输和销售过程中受到微生物的污染。但通常的 UHT 设备只适用于不含颗粒的物料或所含颗粒的粒度小于 1 cm 物料的加热杀菌。对颗粒度大于 1 cm 的物料，目前可用微波杀菌和欧姆杀菌来实现。微生物对高温的敏感性大于食品成分。超高温杀菌技术的关键：快速加热和快速冷却，利用板式换热器。

王晶峰等[3]人基于计算流体力学技术对橙汁超高温瞬时灭菌工艺进行了优化，灭菌工艺为 135 ℃（408 K），13 s，且在该条件下单位橙汁的灭菌机械能耗最低。

1.1.4微波杀菌

微波是指频率为 300 MHz~300 GHz，即波长为1 m~1 mm 的超高频电磁波。微波杀菌是热效应和非热效应的共同结果。一方面微波穿透介质，极性分子受交变电场作用而取向运动，摩擦生热，产生热效应。另一方面生物体与微波作用会产生复杂的生物效应，即非热效应，如