針對(duì)傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)存在的問題，出現(xiàn)了新型熱殺菌技術(shù)和非熱殺菌技術(shù)，它們具有節(jié)能、高效、安全、經(jīng)濟(jì)以及更大限度保持食品天然的色、香、味的特點(diǎn)，因此受到很多人的關(guān)注，
大大促進(jìn)了
包裝食品的生產(chǎn)和發(fā)展。
01
新型熱殺菌技術(shù)
理想的熱殺菌效果應(yīng)該是，在熱力對(duì)食品品質(zhì)的影響程度限制在最小條件下，迅速而有效地殺死存在于食品物料中的有害微生物，達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)的要求。超高溫殺菌、微波殺菌和歐姆殺菌是達(dá)到這一理想效果的新途徑。
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超高溫殺菌指加熱溫度為135~150℃，加熱時(shí)間為2~8s，加熱后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌要求的殺菌過程。這一殺菌條件相對(duì)低酸性食品常規(guī)殺菌中采用的100~135℃高出20~40℃，因此稱為超高溫殺菌。
大量實(shí)驗(yàn)表明，微生物對(duì)高溫的敏感性遠(yuǎn)大于多數(shù)食品成分對(duì)高溫的敏感性，故UHT能在很短時(shí)間內(nèi)有效地殺死微生物，并較好地保持食品應(yīng)有的品質(zhì)，大大延長(zhǎng)食品的貨架期。因而目前廣泛應(yīng)用于乳品、飲料和發(fā)酵等行業(yè)。
要達(dá)到殺菌要求，同時(shí)食品不受到熱損害，其技術(shù)關(guān)鍵是快速加熱和快速冷卻，最常用的換熱設(shè)備是板式換熱器。按照物料與加熱介質(zhì)直接接觸與否，UHT過程可分為間接式加熱法和直接混合式加熱法。
經(jīng)過UHT的食品達(dá)到了商業(yè)滅菌要求，必須采用無菌包裝以防止在后續(xù)的包裝、運(yùn)輸和銷售過程中受到微生物的污染。但通常的UHT設(shè)備只適用于不含顆粒的物料或所含顆粒的粒度小于1cm物料的加熱殺菌。對(duì)顆粒度大于1cm的物料，目前可用微波殺菌和歐姆殺菌來實(shí)現(xiàn)。
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微波是指頻率為300MHz~300GHz，即波長(zhǎng)為1m~1mm的超高頻電磁波。微波殺菌是熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)的共同結(jié)果。一方面微波穿透介質(zhì)，極性分子受交變電場(chǎng)作用而取向運(yùn)動(dòng)，摩擦生熱，產(chǎn)生熱效應(yīng)。
另一方面生物體與微波作用會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的生物效應(yīng)，即非熱效應(yīng)，如微波電場(chǎng)改變細(xì)胞膜斷面電子分布，使其通透性改變；引起蛋白質(zhì)變性；改變生理生化反應(yīng)的活化能；誘發(fā)各種離子基團(tuán)，使微生物的生理活性物質(zhì)發(fā)生改變；導(dǎo)致DNA和RNA結(jié)構(gòu)中氫鍵的松弛、斷裂和重新組合，誘發(fā)一些基因突變，中斷細(xì)胞的正常生理功能。
微波加熱設(shè)備主要由直流電源、磁控管、加熱器、控制器和冷卻系統(tǒng)組成，可應(yīng)用于肉制品、禽制品、水產(chǎn)品、果蔬、罐頭、奶制品、農(nóng)作物、布丁和面包等一系列產(chǎn)品。
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歐姆殺菌是利用電極，將電流直接導(dǎo)入食品，由食品本身介電性質(zhì)所產(chǎn)生的熱量達(dá)到直接殺菌的目的。歐姆殺菌技術(shù)適于處理黏度較高的液體物料，并可以含有一些顆粒的物料，如肉湯、布丁的商業(yè)化無菌處理。采用歐姆加熱，使顆粒的加熱速率與液體的加熱速率相接近成為可能，并可獲得比常規(guī)方法更快的顆粒加熱速率（1~2℃/s），因而可縮短加工時(shí)間，得到高品質(zhì)產(chǎn)品。
歐姆殺菌裝置系統(tǒng)主要由泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控制儀表等組成，其中最重要的部分是柱式歐姆加熱器。加熱高酸制品時(shí)，反壓維持在0.2MPa，殺菌溫度達(dá)90~95℃，加熱低酸食品時(shí)反壓維持在0.4MPa，殺菌溫度達(dá)120~140℃。目前，英國(guó)APVBaker公司已制造出工業(yè)化規(guī)模的歐姆加熱設(shè)備，可使高溫瞬時(shí)技術(shù)應(yīng)用于含顆粒（粒徑高達(dá)25mm）食品的加工。
02
非熱殺菌技術(shù)
非熱殺菌技術(shù)是指采用非加熱的方法殺滅食品中有害和致病的微生物，使殺菌對(duì)象達(dá)到特定殺菌程度要求的殺菌技術(shù)。食品的非熱殺菌主要包括物理殺菌和化學(xué)殺菌，物理殺菌包括臭氧殺菌、生物防腐劑等，化學(xué)殺菌包括輻照殺菌、高靜壓殺菌、脈沖電場(chǎng)殺菌、高密度二氧化碳?xì)⒕?、超聲波殺菌、紫外線殺菌、脈沖光殺菌、脈沖X射線殺菌等。這里介紹在食品工業(yè)中研究和應(yīng)用較多的5種新技術(shù)。
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高密度二氧化碳?xì)⒕夹g(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的非熱力殺菌技術(shù)，借助于5~50MPa的亞臨界或超臨界二氧化碳。二氧化碳在常壓下可抑制微生物，在高壓狀態(tài)下可有效殺滅大量微生物。
當(dāng)溫度高于31℃，壓力高于7.34MPa時(shí)，二氧化碳處于超臨界狀態(tài)。在低于超臨界壓力和溫度下，二氧化碳是亞臨界和氣體狀態(tài)。
超臨界二氧化碳同時(shí)具備液體和氣體的特性，黏度低，擴(kuò)散性和溶解性高。DPCD的殺菌機(jī)理可能是對(duì)微生物細(xì)胞造成了機(jī)械損傷、細(xì)胞及細(xì)胞膜的破壞以及細(xì)胞內(nèi)成分的泄漏或失活、胞內(nèi)pH值的降低等。
高密度二氧化碳對(duì)微生物具有良好的殺菌效果，其中包括假單胞菌、鏈球菌、沙門氏菌、埃希氏腸桿菌、李斯特氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌、腸球菌、乳酸菌、酵母菌、霉菌、真菌、微生物孢子等。細(xì)菌、真菌對(duì)高密度二氧化碳較敏感，與微生物孢子相比更易被滅活。
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脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)是將高電壓（15~100kV/cm）脈沖作用于電極間的食品，常溫下進(jìn)行，作用時(shí)間短（<1s），以殺滅食品中的微生物的一種新型殺菌技術(shù)。
③臭氧殺菌
臭氧具廣譜抗菌特性，對(duì)細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、芽孢、病毒、真菌均有高效殺滅作用。2001年FDA將臭氧列入可直接與食品接觸的添加劑范圍，這是臭氧殺菌技術(shù)發(fā)展的里程碑，在食品原料清洗、果蔬保鮮和畜產(chǎn)品加工中應(yīng)用越來越多。
臭氧的作用機(jī)理是首先作用于細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成分受損傷而導(dǎo)致新陳代謝障礙，臭氧繼續(xù)滲透穿過膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡；同時(shí)，臭氧還能使細(xì)胞活動(dòng)所必要的酶失去活性，而影響其正常的生理功能。
臭氧殺菌時(shí)除可直接利用臭氧氣體對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理外，還可將其溶解于水，形成臭氧水進(jìn)行殺菌。臭氧水殺菌作用有些不同，其氧化反應(yīng)有2種，微生物菌體既與溶解于水中的臭氧直接反應(yīng)，又與臭氧分解生成的羥基間接反應(yīng)，由于羥基為極具氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。
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頻率大于20kHz的聲波，因超出人耳可聞的上限而被稱為超聲波。超聲波殺菌是通過傳聲介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生巨大的能量，在很短的時(shí)間內(nèi)殺死微生物。一般認(rèn)為，超聲波的殺菌效力主要來自于細(xì)胞內(nèi)部的空化作用。其殺菌效果受到多種因素的影響，包括超聲波的頻率、強(qiáng)度和照射時(shí)間，微生物的種類和數(shù)量以及媒質(zhì)的性質(zhì)等。超聲波殺菌技術(shù)適合處理果蔬汁飲料、酒類、牛奶、礦泉水和醬油等液體食品。
?、莞哽o壓殺菌
高靜壓殺菌技術(shù)是將100~1000MPa的靜態(tài)液體壓力施加于液態(tài)或固態(tài)食品、生物制品等物料上并保持幾秒鐘到幾十分鐘，起到殺菌、破壞酶及改善物料結(jié)構(gòu)和特性的作用。
高靜壓殺菌具有一些優(yōu)點(diǎn)：
?、偎茉诔鼗虺馗浇臏囟认逻_(dá)到殺菌滅酶的作用，而且其對(duì)大分子的修飾使得它可能對(duì)制品的質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)因素有一定的改善作用；
②HHP過程的傳壓速度快、均勻，只要制品本身不具備很大的壓縮性，不會(huì)影響制品的外觀形態(tài)。
高靜壓殺菌效果也受諸多因素的影響，包括微生物的種類和生長(zhǎng)期培養(yǎng)條件、壓力大小和加壓時(shí)間、施壓方式、處理溫度、pH值、介質(zhì)成分及水分活度等。
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輻照殺菌是指利用電磁射線、加速電子照射被殺菌的物料從而殺死微生物的一種殺菌技術(shù)。用于殺菌的輻照可分為電離輻照（如γ射線、加速電子）與非電離輻照（如紫外線、紅外線和微波）。
食品輻照殺菌根據(jù)所要達(dá)到的目的及所需的劑量，可分為輻照耐貯殺菌、輻照巴氏殺菌和輻照阿氏殺菌。相對(duì)于其他殺菌技術(shù)，輻照殺菌有著自己的優(yōu)越性。適宜的劑量下，物料的溫度在輻照處理過程中升高很??；輻照均勻、快速、易控制；物料也在有包裝的情況下進(jìn)行殺菌；輻照處理后不會(huì)留下任何殘留物。
同時(shí)它也有弱點(diǎn)，如需要專門的輻射源，設(shè)備投資大；射線對(duì)人體有影響，因此需要十分注意操作人員的防護(hù)措施；輻照的滅酶效果不好等。目前用于食品工業(yè)殺菌的射線多為60Co-γ射線。
03
殺菌技術(shù)的結(jié)合
雖然非熱殺菌技術(shù)在保持食品的色澤、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有很大的優(yōu)勢(shì)，但是它也存在著自己的技術(shù)缺陷，例如難以殺死細(xì)菌芽胞，殺菌強(qiáng)度大時(shí)溫度易升高等，限制了其應(yīng)用范圍。因此，人們將熱殺菌技術(shù)和非熱殺菌技術(shù)結(jié)合使用，或幾種非熱殺菌技術(shù)結(jié)合使用來達(dá)到所需的熱處理效果。
隨著人們消費(fèi)意識(shí)增強(qiáng)與消費(fèi)水平提高，對(duì)食品的質(zhì)量與安全的要求也越來越高。在這種形勢(shì)下，傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)仍然會(huì)繼續(xù)發(fā)揮它的重要作用，但新型熱殺菌技術(shù)和非熱殺菌技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，因?yàn)樾碌姆绞讲粌H能夠更好地保持食品原有的色香味，對(duì)環(huán)境的傷害也更小，節(jié)能、節(jié)水和減少?gòu)U氣廢水的排放。而各種殺菌方式的結(jié)合使用也是一種趨勢(shì)，能保證食品在達(dá)到殺菌、滅酶的要求下，更好地保持其本身的色澤、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
來源：食品研發(fā)與生產(chǎn)
07/31 09:04
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