本文綜述了國內外在冷殺菌技術方麵的研究進展,主要介紹超高壓殺菌、輻射殺菌、超高壓脈衝電場殺菌、脈衝強光殺菌、磁力殺菌、紫外線殺菌和二氧化鈦光催化殺菌技術的基本原理及其在食品工業中的應用。
1、超高壓殺菌技術
1.1:超高壓殺菌技術的原理食品超高壓技術(Ul-tra-HighPressureprocessing,UHP)簡單稱高壓技術(HighPressureProcessing,HPP)或高靜水壓技術(HighHydro-staticPressure,HHP)食品超高壓殺菌,即將包裝好的食品物料放入液體介質(通常是食用油、甘油、油與水的乳液)中,在100~1000MPa壓力下處理一段時間使之達到滅菌要求。其基本原理就是利用壓力對微生物的致死作用,主要通過破壞細胞膜、抑製酶的活性和影響DNA等遺傳物質的複製來實現。
1.2:超高壓殺菌技術在食品加工中的應用 日本的Meidi-Ya公司於1990年4月生產了第一個高壓食品—果醬,之後又有果味酸奶、果凍、色拉和調味料等麵市,日本的Pokka和Wakayama公司用半連續高壓殺菌方法處理橙汁。明治屋食品公司將草莓、獼猴桃、蘋果醬軟包裝後,在室溫下以400~600MPa的壓力處理10~30min,不僅達到了殺菌的目的,而且促進了果實、砂糖、果膠的膠凝過程和糖液向果肉的滲透,保持了果實原有的色澤、風味、具有新鮮水果的口感,維生素C的保留量也大大提高。日本的鬆本正等人對5種小菜采用塑料袋真空包裝後以300~400MPa的壓力處理,殺死酵母菌,提高了產品的保存性,實現了醃菜向低鹽化方向發展。有人將磨碎的鱈魚肉用塑料袋包裝,在300MPa下處理10min,糊狀的碎魚肉在高壓下凝膠化成魚糕狀,與加熱殺菌的同種魚肉相比,外觀細膩,吃起來富有彈性,有咬頭,味也好。對果汁施以400MPa10min的處理,可保持果汁的天然香味,果汁的質量得到提高。1995年角田伸二指出,日本已就與高壓殺菌相關的技術對乳製品(乳酸飲料)、雞蛋、水產類(貝類)、高粘食品(蜂蜜)等deng進jin行xing了le廣guang泛fan的de研yan究jiu。王wang雪xue青qing等deng對dui獼mi猴hou桃tao醬jiang進jin行xing了le高gao壓ya處chu理li,經jing高gao壓ya處chu理li的de獼mi猴hou桃tao醬jiang較jiao傳chuan統tong熱re處chu理li的de醬jiang體ti色se澤ze翠cui綠lv,維wei生sheng素su含han量liang高gao,而er且qie在zai700MPa的高壓下殺菌,穩定色澤和防止維生素C氧化的作用最佳。Boyton等人將切片芒果真空包裝後,於300MPa和600MPa處理後置於3℃下貯藏,在貯藏期間鮮芒果的風味下降、異味增加,但色澤、質構及其他感官指標基本沒有變化,經9周的貯藏後,微生物指標分別為102CFU/mL和103CFU/mL。壓力處理鮮芒果,風味隻輕微降低,異味和甜度略有增加。他們將陽桃用同樣的方法處理,在600MPa和800MPa壓力下處理一段時間後,貯藏在3℃2~4周,將陽桃暴露在空氣中後顏色會加深,800MPa壓力處理的陽桃,能降低褐變。He等人利用高壓進行牡蠣去殼及延長其貨架壽命的研究,結果表明壓力207~310MPa經不同時間處理後,貯藏在4℃以下,27d後,樣品的pH隻降低0.5,水分含量略有上升,不僅可減少2~3個對數的微生物的數量,且牡蠣有較高的品質。而手工去殼的牡蠣pH下降了2.2,水分含量輕微下降。
1.3:高壓技術與其他技術相結合在食品加工中的應用 從目前對高壓技術的研究來看,主要是研究在低溫範圍內的高壓技術及應用高壓技術與其他技術相結合來處理食品。Schlueter等人提出用高壓凍結和高壓解凍的方法來取代現有食品凍結和解凍的方法,生產出高品質的凍藏食品。神田幸忠采用此方法在-18℃200MPa凍dong結jie豆dou腐fu在zai常chang溫wen下xia形xing成cheng的de冰bing晶jing較jiao普pu通tong空kong氣qi鼓gu風feng凍dong結jie法fa形xing成cheng的de冰bing晶jing小xiao得de多duo,此ci豆dou腐fu在zai常chang溫wen下xia自zi然ran解jie凍dong也ye不bu會hui出chu現xian普pu遍bian凍dong結jie法fa所suo發fa生sheng的de汁zhi液ye流liu失shi和he豆dou腐fu變bian形xing,保bao持chi了le豆dou腐fu原yuan有you的de感gan官guan品pin質zhi。Fuchigami等人對不同壓力條件下的高壓凍結豆腐的質構和品質進行了研究,結果表明在200~400MPadegaoyaxiakeyouxiaodigaishandongjiedoufudezhigou。yanjiugaoyadongjieguoshushifaxian,yalihewenduduidongjieguoshudepinzhiyoumingxiandeyingxiang,zheshiyouyubutongyalihewenduxiabingjingdezhongleihemidubutongsuozaochengde。duihuluobuhedabaicaideyanjiujieguobiaomingzai200MPa(液體),340MPa(冰Ⅲ)和400MPa(冰Ⅴ)條件下凍結時對樣品的質地和組織結構沒有什麼損害,品質較常壓下-30℃凍結的要好。
Zhao等人研究了影響高壓解凍牛肉的條件,得出有效的解凍壓力範圍為210~280MPa,最低的有效解凍溫度為(-24±2)℃,且能改善解凍牛肉的品質的結論。有人還比較了高壓解凍和常壓解凍金槍魚背肌和鯉魚肉,發現高壓解凍能更好地保證魚肉的品質。
相關研究表明高壓技術和其他技術相結合,更能有效地殺滅微生物,破壞酶,延長貨架壽命。Corwin等人把2mmol/L的CO2 充入橙汁,用500MPa的壓力處理,果膠甲酯酶的活性比單獨用500MPa壓力的能更進一步地鈍化,在500~800MPa下,CO2 也同樣能顯著地降低多酚氧化酶的活性。Park等人進一步利用高壓CO2 和高壓技術相結合的方法處理胡蘿卜汁,結果表明4.9MPa二氧化碳和300MPa高靜水壓結合處理可使需氧菌完全失活,多酚氧化酶、脂肪氧化酶、果膠甲酯酶殘留活性分別低於11.3%、8.3%、35.1%,高靜水壓並不影響胡蘿卜汁的濁度和色澤,但這種結合處理對胡蘿卜汁的品質有些影響Krebbers等人將綠豆用2次脈衝高壓處理,經1個月的貯藏後,與常規保藏方法相比,綠豆的硬度和維生素C保留較好,且能使99%以上的過氧化物酶失活。
2、輻射殺菌
輻射(或輻照)殺菌是利用一定劑量的波長極短的電離射線對食品進行殺菌。在食品殺菌中常用的射線有χ-射線、γ-射線和電子射線。電子射線主要由電子加速器中獲得,χ-射線由χ-射線發生器產生,γ-射線主要由放射性同位素獲得,常用的放射線同位素有60Co和137Cs。γ-射(she)線(xian)的(de)穿(chuan)透(tou)力(li)很(hen)強(qiang),適(shi)合(he)於(yu)完(wan)整(zheng)食(shi)品(pin)及(ji)各(ge)種(zhong)包(bao)裝(zhuang)食(shi)品(pin)的(de)內(nei)部(bu)殺(sha)菌(jun)處(chu)理(li),電(dian)子(zi)射(she)線(xian)的(de)穿(chuan)透(tou)力(li)較(jiao)弱(ruo),一(yi)般(ban)用(yong)於(yu)小(xiao)包(bao)裝(zhuang)食(shi)品(pin)或(huo)冷(leng)凍(dong)食(shi)品(pin)的(de)殺(sha)菌(jun),特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)對(dui)食(shi)品(pin)的(de)表(biao)麵(mian)殺(sha)菌(jun)處(chu)理(li)。
2.1:輻(fu)射(she)殺(sha)菌(jun)的(de)機(ji)理(li)射(she)線(xian)輻(fu)射(she)對(dui)食(shi)品(pin)的(de)作(zuo)用(yong)分(fen)為(wei)初(chu)級(ji)和(he)次(ci)級(ji),初(chu)級(ji)是(shi)微(wei)生(sheng)物(wu)細(xi)胞(bao)間(jian)質(zhi)受(shou)高(gao)能(neng)電(dian)子(zi)射(she)線(xian)照(zhao)射(she)後(hou)發(fa)生(sheng)的(de)電(dian)離(li)作(zuo)用(yong)和(he)化(hua)學(xue)作(zuo)用(yong),次(ci)級(ji)是(shi)水(shui)分(fen)經(jing)輻(fu)射(she)和(he)發(fa)生(sheng)電(dian)離(li)作(zuo)用(yong)而(er)產(chan)生(sheng)各(ge)種(zhong)遊(you)離(li)基(ji)和(he)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)再(zai)與(yu)細(xi)胞(bao)內(nei)其(qi)它(ta)物(wu)質(zhi)作(zuo)用(yong)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)作(zuo)用(yong)會(hui)阻(zu)礙(ai)微(wei)生(sheng)物(wu)細(xi)胞(bao)內(nei)的(de)一(yi)切(qie)活(huo)動(dong),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)細(xi)胞(bao)死(si)亡(wang)。
食品輻射殺菌的目的不同,采用的輻射劑量也不同,完全殺菌的輻照劑量為25~50kGy,其目的是殺死除芽孢杆菌以外的所有微生物。消毒殺菌的輻射劑量為1~10kGy,其(qi)目(mu)的(de)是(shi)殺(sha)死(si)食(shi)品(pin)中(zhong)不(bu)產(chan)芽(ya)孢(bao)的(de)病(bing)原(yuan)體(ti)和(he)減(jian)少(shao)微(wei)生(sheng)物(wu)汙(wu)染(ran),延(yan)長(chang)保(bao)藏(zang)期(qi)。總(zong)之(zhi),對(dui)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu),需(xu)要(yao)控(kong)製(zhi)不(bu)同(tong)的(de)輻(fu)射(she)劑(ji)量(liang)和(he)電(dian)子(zi)能(neng)量(liang)。
2.2:輻射對食品營養成分的影響 食品在正常推薦的劑量輻照後其營養成分,如蛋白質、糖類、微量元素及礦物質的損失很少,但維生素和脂肪對輻照敏感。維生素經輻照後的損失程度與食品種類、輻照劑量、溫度、氧yang量liang及ji維wei生sheng素su的de種zhong類lei有you關guan,一yi般ban來lai說shuo,脂zhi溶rong性xing維wei生sheng素su較jiao水shui溶rong性xing維wei生sheng素su對dui輻fu照zhao敏min感gan。用yong殺sha菌jun劑ji量liang比bi較jiao輻fu照zhao處chu理li與yu加jia熱re處chu理li食shi品pin的de水shui溶rong性xing維wei生sheng素su的de破po壞huai作zuo用yong,可ke以yi發fa現xian兩liang者zhe幾ji乎hu沒mei有you差cha別bie,而er脂zhi溶rong性xing維wei生sheng素su損sun失shi較jiao大da,尤you以yi維wei生sheng素suE、K損失最大。在水溶性維生素中維生素Csunshizuida,yansuansunshizuixiao。zhifangjinggaojiliangfuzhaohou,yinyanghuafanyingchanshengdeziyoujijiqiyanshengwuhuicujinzhifangdeyanghuaershiqifashengsuanbaibianxing,daozhizhifangdexiaohuaxishoulvjiangdi。
2.3:輻照處理對食品色香味和質地的影響
2.3.1:色se澤ze輻fu照zhao處chu理li對dui各ge種zhong食shi品pin色se素su的de影ying響xiang不bu同tong。植zhi物wu性xing色se素su對dui輻fu照zhao處chu理li較jiao穩wen定ding,動dong物wu性xing色se素su對dui輻fu照zhao敏min感gan。輻fu照zhao的de水shui解jie物wu能neng導dao致zhi肌ji紅hong蛋dan白bai和he脂zhi肪fang的de氧yang化hua,引yin起qi褪tui色se。輻fu照zhao能neng加jia深shen冷leng凍dong禽qin胸xiong肉rou穩wen定ding的de紅hong色se或huo粉fen紅hong色se,紅hong色se的de加jia深shen依yi據ju於yu肉rou的de種zhong類lei、肌肉的類型、輻照的劑量、包裝材料的不同而不同。根據Nhm等人的報道,經輻照的肉,其還原性增加,產生CO,CO與血紅色素強烈親和,提高了紅色或粉紅色的強度。據相關的研究報道,用低於1%的CO輔以氣調包裝可以保持肉穩定的草莓紅色,紅色保持8周,並延長了其貨架壽命。Kusmider進一步研究指出,包裝時添加低於1%的CO能大大地改善新鮮牛肉末的色澤和風味,在4.5kGy劑量輻照時,CO能降低脂肪氧化,並提供一種穩定的草莓紅顏色。也就是說,用CO包裝並輔以低或中劑量的輻照,能給鮮牛肉末帶來怡人的安全的顏色,且品質損害最小。
2.3.2:氣味輻照處理一般都會使食品特有的香氣損失,同時也產生令人不愉快的“輻射臭氣味”,尤其是肉類食品。Pratl報道,用24kGy劑量輻照處理生火腿有臭味產生。Nam等人比較了火雞雞胸肉的有氧包裝和真空包裝的輻照效果,實驗指出:輻fu照zhao時shi會hui產chan生sheng揮hui發fa性xing的de異yi味wei,伴ban隨sui著zhe脂zhi肪fang的de氧yang化hua和he揮hui發fa性xing硫liu的de生sheng成cheng,有you氧yang包bao裝zhuang的de異yi味wei較jiao大da。有you氧yang包bao裝zhuang的de火huo雞ji雞ji胸xiong肉rou的de揮hui發fa性xing物wu質zhi的de形xing成cheng隨sui著zhe輻fu射she劑ji量liang的de增zeng加jia和he貯zhu藏zang時shi間jian的de延yan長chang而er增zeng加jia。Ahn等人指出,含硫化合物是輻照冷凍豬肉產生異味的根源。蛋白質的輻照水解物在輻照肉產生異味方麵起著重要作用。
2.3.3:質zhi地di低di劑ji量liang輻fu射she處chu理li食shi品pin不bu會hui對dui食shi品pin質zhi地di產chan生sheng明ming顯xian的de影ying響xiang,相xiang反fan還hai可ke以yi抑yi製zhi軟ruan化hua,破po壞huai一yi些xie引yin起qi果guo實shi後hou熟shu的de有you關guan酶mei的de活huo性xing,延yan緩huan一yi些xie水shui果guo的de後hou熟shu。高gao劑ji量liang輻fu照zhao處chu理li食shi品pin時shi,都dou會hui有you不bu同tong程cheng度du的de軟ruan化hua作zuo用yong,這zhe種zhong軟ruan化hua是shi由you食shi品pin大da分fen子zi物wu質zhi的de解jie聚ju而er引yin起qi的de。Setsuko等人實驗指出:用具有300kV或低一些的電子輻照幹物料的表麵能去除汙染(如豆子、香辛料、脫水蔬菜和茶葉),不會產生有害作用。用170kVdedianyachulidadou,kejianshaoweishengwudeshuliangdaobukejiancedeshuiping。yongruandianzichulidedadou,qidourudejiaoningxingzhibigaoyashajundedouruyaohao,yongruandianzishajunnenggaishandadouyongyujiagongdouruhedoufudepinzhi。Mckenna等人指出,輻照能增加鮭魚的感官嫩度和汁液評分,增加鯰魚片的風味強度。
2.3.4:輻射殺菌在食品工業中的應用:水產品、肉製品、蛋類、蜂花粉經射線輻照後能較長時間保存。肉類製品經預處理後,真空密封包裝和冷凍,-40℃輻照,對肉製品無不良影響。經輻照完全殺菌的牛肉、雞肉、火腿、香腸、魚蝦在常溫下皆可貯藏較長時間,若在低氧或無氧條件下處理則貯藏時間更長。蛋類輻照殺菌一般用10kGy左右的劑量便可殺滅沙門氏菌,鮮蛋若用80kGy的電子射線照射後,塗上聚乙烯醇塑料薄層,於28℃~30℃貯存一個多月,好蛋率達91.0%~91.3%。蛋液及冰凍蛋液可用β-及γ-射線輻照,滅菌效果良好。蜂花粉用1.0kGy的(de)劑(ji)量(liang)照(zhao)射(she),能(neng)有(you)效(xiao)地(di)殺(sha)滅(mie)花(hua)粉(fen)中(zhong)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu),花(hua)粉(fen)的(de)溫(wen)升(sheng)也(ye)不(bu)明(ming)顯(xian),這(zhe)對(dui)保(bao)存(cun)花(hua)粉(fen)的(de)營(ying)養(yang)成(cheng)分(fen)是(shi)十(shi)分(fen)有(you)好(hao)處(chu)的(de)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai),輻(fu)照(zhao)還(hai)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)和(he)包(bao)裝(zhuang)容(rong)器(qi)的(de)表(biao)麵(mian)殺(sha)菌(jun),一(yi)般(ban)劑(ji)量(liang)為(wei)20~30kGy便可達到殺菌要求。高壓電子束則適用對單層薄膜進行殺菌處理。
3、超高壓脈衝電場殺菌
3.1:chaogaoyamaichongdianchangshajunjilichaogaoyamaichongdianchangshajunshicaiyonggaoyamaichongqichanshengdemaichongdianchangjinxingshajundefangfa。qijibenguochengshiyongshunshigaoyachulifangzhizailiangjijiandediwenlengqueshipin。qijilijiyuruxiajiashe:細胞膜穿孔效應、電磁機製模型、粘彈極性形成模型、電解產物效應、臭氧效應等。歸納起來,超高壓脈衝電場殺菌作用主要表現在2個方麵:(1)場的作用 脈mai衝chong電dian場chang產chan生sheng磁ci場chang,細xi胞bao膜mo在zai脈mai衝chong電dian場chang和he磁ci場chang的de交jiao替ti作zuo用yong下xia,通tong透tou性xing增zeng加jia,振zhen蕩dang加jia劇ju,膜mo強qiang度du減jian弱ruo,從cong而er使shi膜mo破po壞huai,膜mo內nei物wu質zhi容rong易yi流liu出chu,膜mo外wai物wu質zhi容rong易yi滲shen入ru,細xi胞bao膜mo的de保bao護hu作zuo用yong減jian弱ruo甚shen至zhi消xiao失shi。(2)電離作用 dianjifujinwuzhidianlichanshengdeyinyangliziyumoneishengmingwuzhizuoyong,congerzuailemoneizhengchangshenghuafanyinghexinchendaixieguochengdengdejinxing。tongshi,yetijiezhidianlichanshengchouyangdeqianglieyanghuazuoyong,shixibaoneiwuzhifashengyixiliedefanying。tongguochanghedianlidelianhezuoyong,shamiejunti。
3.2:高壓電場脈衝的處理效果國內外研究人員使用高壓脈衝電場對培養液中的酵母、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、細菌孢子以及蘋果汁、香蕉汁、菠蘿汁、橙汁、桔汁、桃、牛奶、蛋清液等進行了研究。研究結果顯示抑菌效果可達4~6個對數級,其處理時間極短,最長不超過1s,該處理對食品的感官質量不造成影響,其貨架期一般都可延長4~6周。1997年,陳鍵用22.5kVcm的電場,脈衝50次,使脫脂乳中的99%的大腸杆菌失活。為了提高脈衝的殺菌效果,Iu等人指出,高壓脈衝與中等程度的熱處理相結合或與溶菌酶、乳鏈球菌素等天然抗微生物製劑相結合處理蘋果汁,能有效地減少O157:H7大腸杆菌。Hodgins等人用低能脈衝電場處理蘋果汁,結果表明:用80kV/cm的電場,脈衝20次,pH3.5,44℃,添加100U/mL乳鏈球菌素能減少微生物106CFU/mL,維生素C保留97.5%,果膠甲酯酶的活性減少92.1%,橙汁的貨架壽命得到延長,氣相色譜顯示芳香物質在脈衝前後無顯著差別。Mingyu等人處理香蕉汁時也有相似的結論。高壓脈衝電場對未過濾的蘋果汁、果漿含量高的菠蘿汁、桔汁、天冬甜素液的感官特性沒有影響,桔汁中的維生素C含量不改變,處理過的蘋果汁比新鮮的蘋果汁味道更好。脈衝殺菌與低濃度的殺菌劑如臭氧和H2 O2 結合,殺菌效果將更顯著,有望在食品工業中得到應用。
4、脈衝強光殺菌
脈mai衝chong強qiang光guang殺sha菌jun是shi利li用yong脈mai衝chong的de強qiang烈lie白bai光guang閃shan照zhao而er使shi惰duo性xing氣qi體ti燈deng發fa出chu與yu太tai陽yang光guang譜pu相xiang近jin,但dan強qiang度du更geng強qiang的de紫zi外wai線xian至zhi紅hong外wai線xian區qu域yu光guang來lai抑yi製zhi食shi品pin和he包bao裝zhuang材cai料liao表biao麵mian、固體表麵、氣體和透明飲料中的微生物的生長繁殖。JuseDunn等的研究表明脈衝強光對多數微生物有致死作用。周萬龍設計的脈衝強光技術對微生物和鈍化酶的效果顯著,其研究結果表明:(1)隨著閃照次數的增加,殘餘菌數明顯減少。枯草芽孢杆菌起始濃度2×105個/mL時,輸入190V電壓,閃照間隔為6s,高壓脈衝觸發寬度為20μs,閃照30次後,殘餘菌數為0。(2)脈mai衝chong強qiang光guang對dui微wei生sheng物wu致zhi死si作zuo用yong明ming顯xian,可ke進jin行xing徹che底di殺sha菌jun。對dui不bu同tong的de食shi品pin,不bu同tong種zhong類lei的de微wei生sheng物wu,需xu要yao控kong製zhi不bu同tong的de條tiao件jian。光guang照zhao脈mai衝chong還hai可ke鈍dun化hua液ye態tai澱dian粉fen酶mei和he蛋dan白bai酶mei,其qi活huo力li隨sui閃shan照zhao次ci數shu的de增zeng加jia而er降jiang低di。
5、磁力殺菌技術
磁力殺菌是將食品放在N極和S極之間,用6000的磁力強度連續擺動,不需要加熱,即可達100%的滅菌效果,對食品的成分和風味無任何影響。日本三井公司將食品放在0.6T磁密度的磁場中,在常溫下48h,達100%滅菌效果。磁殺菌可用於飲料、調味品及各種包裝的固體食品的殺菌。目前國內已對水、酸suan奶nai等deng製zhi品pin進jin行xing了le磁ci場chang殺sha菌jun的de研yan究jiu。但dan是shi食shi品pin中zhong微wei生sheng物wu的de失shi活huo與yu磁ci場chang強qiang度du的de關guan係xi,磁ci場chang與yu食shi品pin營ying養yang成cheng分fen變bian性xing的de關guan係xi,磁ci場chang能neng量liang效xiao率lv與yu延yan長chang食shi品pin貨huo架jia期qi的de關guan係xi,磁ci場chang對dui食shi品pin質zhi量liang的de影ying響xiang和he微wei生sheng物wu失shi活huo機ji理li等deng等deng,目mu前qian尚shang不bu清qing楚chu,還hai有you待dai於yu進jin一yi步bu研yan究jiu與yu探tan索suo。利li用yong磁ci場chang殺sha菌jun技ji術shu要yao求qiu食shi品pin材cai料liao有you較jiao高gao的de電dian阻zu率lv,一yi般ban大da於yu10Ψ•cm,以yi防fang材cai料liao內nei部bu產chan生sheng渦wo流liu效xiao應ying而er導dao致zhi磁ci屏ping蔽bi。金jin屬shu包bao裝zhuang的de食shi品pin不bu能neng用yong此ci法fa來lai殺sha菌jun。因yin磁ci力li殺sha菌jun對dui包bao裝zhuang材cai料liao的de要yao求qiu高gao,因yin而er限xian製zhi了le其qi應ying用yong範fan圍wei。
6、紫外線殺菌
紫(zi)外(wai)線(xian)殺(sha)菌(jun)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)於(yu)其(qi)輻(fu)射(she)性(xing)能(neng)可(ke)以(yi)破(po)壞(huai)有(you)機(ji)物(wu)的(de)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)。微(wei)生(sheng)物(wu)受(shou)紫(zi)外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)時(shi)最(zui)容(rong)易(yi)受(shou)影(ying)響(xiang)的(de)是(shi)其(qi)體(ti)內(nei)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)和(he)核(he)酸(suan)。尤(you)其(qi)是(shi)可(ke)誘(you)導(dao)DNA中的胸腺嘧啶二聚體的形成,從而抑製DNA的複製和細胞分裂,乃至使其受傷甚至死亡。波長250~260nm的紫外線殺菌效果最佳,其殺菌效果比近紫外線(波長300~400nm)要大1000倍(bei)以(yi)上(shang)。不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)抗(kang)紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)能(neng)力(li)不(bu)一(yi)樣(yang),酵(jiao)母(mu)菌(jun)和(he)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)抗(kang)紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)能(neng)力(li)比(bi)細(xi)菌(jun)強(qiang),病(bing)毒(du)和(he)細(xi)菌(jun)的(de)抗(kang)紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)能(neng)力(li)基(ji)本(ben)相(xiang)同(tong)。
國內外紫外線殺菌的場合主要有食品廠用水的殺菌、液狀食品殺菌、固體表麵殺菌、食品包裝材料殺菌及食品加工車間、設備器具、工作台的殺菌。但在這些場合,對黴菌的殺菌效果較差,常需配合酒精消毒來加強殺菌效果。
由you於yu紫zi外wai照zhao射she會hui破po壞huai有you機ji物wu分fen子zi結jie構gou,所suo以yi會hui給gei某mou些xie食shi品pin的de加jia工gong帶dai來lai不bu利li的de影ying響xiang,特te別bie是shi含han脂zhi肪fang和he蛋dan白bai質zhi豐feng富fu的de食shi品pin經jing紫zi外wai線xian照zhao射she會hui促cu使shi脂zhi肪fang氧yang化hua、產生異臭,蛋白質變性,食品變色等。此外,食品中所含的有益成分如維生素、葉綠素等易受紫外線照射而分解,因此紫外線照射殺菌的應用受到一定程度的限製。
7、二氧化鈦光催化殺菌
二氧化鈦光催化以前用於水解水製氫、探討光電化學理論、有機合成、礦化有機物及臨床抗癌實踐。二氧化鈦光催化殺菌時,當光照射到較大聚集體的TiO2 表biao麵mian時shi,激ji發fa產chan生sheng光guang電dian子zi和he光guang生sheng空kong穴xue對dui。由you於yu光guang生sheng電dian子zi遷qian移yi速su度du比bi光guang生sheng空kong穴xue快kuai得de多duo,所suo以yi可ke將jiang光guang生sheng電dian子zi和he光guang生sheng空kong穴xue分fen開kai。光guang生sheng空kong穴xue有you很hen強qiang的de得de電dian子zi能neng力li,這zhe樣yang產chan生sheng的de光guang生sheng電dian子zi-空穴對與細胞壁、細胞膜以及細胞內組分作用,導致酶失活。另一方麵光生電子-空穴對與水或水中溶解氧發生作用形成氫氧自由基,它們與細胞壁、細胞膜或細胞內物質作用,使細胞功能單元失活。
目前在食品工業領域中,二氧化鈦光催化殺菌技術僅應用於水的處理,其它方麵的應用有待於進一步探索。
與傳統的殺菌技術相比,以上食品殺菌新技術對食品的營養成分、風味、質地、感官影響較小。但單一的殺菌技術尚存在某一方麵的欠缺或不足。因此,為了進一步提高殺菌效率,把對食品的營養成分、風味、感(gan)官(guan)的(de)有(you)害(hai)作(zuo)用(yong)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di),利(li)用(yong)兩(liang)種(zhong)或(huo)兩(liang)種(zhong)以(yi)上(shang)的(de)殺(sha)菌(jun)方(fang)式(shi)串(chuan)聯(lian)或(huo)並(bing)聯(lian)使(shi)用(yong)或(huo)與(yu)天(tian)然(ran)殺(sha)菌(jun)劑(ji)配(pei)合(he)使(shi)用(yong)是(shi)今(jin)後(hou)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)方(fang)向(xiang)。
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