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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等技術的基本原理及其在食品工業中的應用。
一、超高壓殺菌技術
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。
二、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 輻射殺菌的機理
shexianfusheduishipindezuoyongfenweichujiheciji，chujishiweishengwuxibaojianzhishougaonengdianzishexianzhaoshehoufashengdedianlizuoyonghehuaxuezuoyong，cijishishuifenjingfushehefashengdianlizuoyongerchanshenggezhongyoulijiheguoyanghuaqingzaiyuxibaoneiqitawuzhizuoyong。zheliangzhongzuoyonghuizuaiweishengwuxibaoneideyiqiehuodong，congerdaozhiweishengwuxibaosiwang。
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、yangliangjiweishengsudezhongleiyouguan，yibanlaishuo，zhirongxingweishengsujiaoshuirongxingweishengsuduifuzhaomingan。yongshajunjiliangbijiaofuzhaochuliyujiarechulishipindeshuirongxingweishengsudepohuaizuoyong，keyifaxianliangzhejihumeiyouchabie，erzhirongxingweishengsusunshijiaoda，youyiweishengsuE、K損失最大。在水溶性維生素中維生素C損sun失shi最zui大da，煙yan酸suan損sun失shi最zui小xiao。脂zhi肪fang經jing高gao劑ji量liang輻fu照zhao後hou，因yin氧yang化hua反fan應ying產chan生sheng的de自zi由you基ji及ji其qi衍yan生sheng物wu會hui促cu進jin脂zhi肪fang的de氧yang化hua而er使shi其qi發fa生sheng酸suan敗bai變bian性xing，導dao致zhi脂zhi肪fang的de消xiao化hua吸xi收shou率lv降jiang低di。
2.3 輻照處理對食品色香味和質地的影響
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。
三、超高壓脈衝電場殺菌
3.1 超高壓脈衝電場殺菌機理
超(chao)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)電(dian)場(chang)殺(sha)菌(jun)是(shi)采(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)脈(mai)衝(chong)電(dian)場(chang)進(jin)行(xing)殺(sha)菌(jun)的(de)方(fang)法(fa)。其(qi)基(ji)本(ben)過(guo)程(cheng)是(shi)用(yong)瞬(shun)時(shi)高(gao)壓(ya)處(chu)理(li)放(fang)置(zhi)在(zai)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)低(di)溫(wen)冷(leng)卻(que)食(shi)品(pin)。其(qi)機(ji)理(li)基(ji)於(yu)如(ru)下(xia)假(jia)設(she)：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(chang)的(de)作(zuo)用(yong)。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(dian)離(li)作(zuo)用(yong)。電(dian)極(ji)附(fu)近(jin)物(wu)質(zhi)電(dian)離(li)產(chan)生(sheng)的(de)陰(yin)陽(yang)離(li)子(zi)與(yu)膜(mo)內(nei)生(sheng)命(ming)物(wu)質(zhi)作(zuo)用(yong)，從(cong)而(er)阻(zu)礙(ai)了(le)膜(mo)內(nei)正(zheng)常(chang)生(sheng)化(hua)反(fan)應(ying)和(he)新(xin)陳(chen)代(dai)謝(xie)過(guo)程(cheng)等(deng)的(de)進(jin)行(xing)。同(tong)時(shi)，液(ye)體(ti)介(jie)質(zhi)電(dian)離(li)產(chan)生(sheng)臭(chou)氧(yang)的(de)強(qiang)烈(lie)氧(yang)化(hua)作(zuo)用(yong)，使(shi)細(xi)胞(bao)內(nei)物(wu)質(zhi)發(fa)生(sheng)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)反(fan)應(ying)。通(tong)過(guo)場(chang)和(he)電(dian)離(li)的(de)聯(lian)合(he)作(zuo)用(yong)，殺(sha)滅(mie)菌(jun)體(ti)。
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。
四、脈衝強光殺菌
maichongqiangguangshajunshiliyongmaichongdeqiangliebaiguangshanzhaoershiduoxingqitidengfachuyutaiyangguangpuxiangjin，danqiangdugengqiangdeziwaixianzhihongwaixianquyuguanglaiyizhishipinhebaozhuangcailiaobiaomian、固體表麵、氣體和透明飲料中的微生物的生長繁殖。
圖片來源：張軍凱， 包青平 孫誌鋒， 孫誌棟， 陳權輝，食品加工新型殺菌技術研究進展
五 、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、suannaidengzhipinjinxinglecichangshajundeyanjiu。danshishipinzhongweishengwudeshihuoyucichangqiangdudeguanxi，cichangyushipinyingyangchengfenbianxingdeguanxi，cichangnengliangxiaolvyuyanchangshipinhuojiaqideguanxi，cichangduishipinzhiliangdeyingxiangheweishengwushihuojilidengdeng，muqianshangbuqingchu，haiyoudaiyujinyibuyanjiuyutansuo。liyongcichangshajunjishuyaoqiushipincailiaoyoujiaogaodedianzulv，yibandayu10Ψcm，yifangcailiaoneibuchanshengwoliuxiaoyingerdaozhicipingbi。jinshubaozhuangdeshipinbunengyongcifalaishajun。yincilishajunduibaozhuangcailiaodeyaoqiugao，yinerxianzhileqiyingyongfanwei。
六 、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daoDNA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。
七 、超聲波殺菌
超聲波殺菌主要利用空化作用，使液體產生瞬間高溫、高壓變化，導致細菌死亡，病毒失活，抑製酶的活性[2]。超聲波應用於肉製品中時，不僅可以抑製酶活性，還可以破壞肉中的溶酶體和結締組織，起到嫩化作用。
八 、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 biaomianshi，jifachanshengguangdianziheguangshengkongxuedui。youyuguangshengdianziqianyisudubiguangshengkongxuekuaideduo，suoyikejiangguangshengdianziheguangshengkongxuefenkai。guangshengkongxueyouhenqiangdededianzinengli，zheyangchanshengdeguangshengdianzi-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、ganguandeyouhaizuoyongjiangdaozuidi，liyongliangzhonghuoliangzhongyishangdeshajunfangshichuanlianhuobinglianshiyonghuoyutianranshajunjipeiheshiyongshijinhoushajunjishuyanjiudeyigezhongyaofangxiang。
九 、臭氧殺菌
臭氧殺菌指通過臭氧分解產生活潑氧原子和微生物體內的生理活性物質相互作用，而使細胞生理機能受到影響。
臭(chou)氧(yang)殺(sha)菌(jun)是(shi)通(tong)過(guo)臭(chou)氧(yang)和(he)細(xi)菌(jun)細(xi)胞(bao)膜(mo)脂(zhi)類(lei)的(de)雙(shuang)鍵(jian)反(fan)應(ying)，穿(chuan)入(ru)菌(jun)體(ti)內(nei)部(bu)，作(zuo)用(yong)於(yu)蛋(dan)白(bai)質(zhi)和(he)脂(zhi)多(duo)糖(tang)，使(shi)細(xi)胞(bao)膜(mo)的(de)通(tong)透(tou)性(xing)增(zeng)加(jia)，細(xi)胞(bao)內(nei)物(wu)質(zhi)逸(yi)出(chu)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)細(xi)菌(jun)死(si)亡(wang)[2]。
臭氧氧化力極強，僅次於氟，能迅速分解有害物質，殺菌能力是氯的600～3 000倍，其分解後迅速的還原成氧氣。利用其性能的臭氧技術在歐美、日本等發達國家早就得到廣泛應用，是殺菌消毒、汙水處理、水質淨化、食品貯存、醫療消毒等方麵的首選技術。美國華盛頓大學醫學研究人員發現，臭氧可以抑製癌細胞的生長；日本石川島播麻種工業公司證明，臭氧水有望成為最佳的果樹殺菌劑，其殺菌效果明顯優於次氯酸鈉；中國醫學科學院研究證明，臭氧可以有效地殺滅淋球菌，並且對水中的重金屬有分解作用。
試驗證明臭氧水是一種廣譜殺菌劑，它能在極短時間內有效地殺滅大腸杆菌、蠟杆菌、痢疾杆菌、傷寒杆菌、流腦雙球菌等一般病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多種微生物。可殺死和氧化魚、肉、瓜果蔬菜、食品表麵能產生異變的各種微生物和果蔬脫離母體後繼續進行生命活動的微生物，加速成熟乙烯氣體，延長保鮮期。
十 、膜過濾除菌技術
隨著材料科學的發展，各種可用於物料分離的膜相繼出現，膜分離技術已在食品、生物製藥等工業生產中得到廣泛應用。例如生化物質的提取、純水的製備、果汁的濃縮等。膜分離過程根據推動力的不同，大體分為兩種。一類是以壓力為推動力的膜過程，如超濾、微孔過濾、反滲透；另一種是以電力為推動力的膜過程，稱為離子交換，如電滲析。通常膜的孔徑為0.0001—10鬥m，而物料中的微生物粒子大小一般在0.5—2恤m，若選用孔徑小於微生物大小的膜，使物料通過膜過濾器進行過濾，則菌體粒子被截留，稱之為過濾除菌。
膜過濾除菌技術具有耗能少、在常溫下操作、適用於熱敏性物料、工藝適用性強等優點，其應用前景廣闊，現已廣泛用於食品、生化、製藥、乳品、果汁等的過濾除菌。食品工程中的殺菌技術還很多，如二氧化氯殺菌技術、氯氣殺菌技術、電子滅菌技術、加熱與加壓並用殺菌技術、加熱與化學藥劑並用殺菌技術、加熱與輻射並用殺菌技術、靜電殺菌技術等，這些技術正在得以研究和應用。
十一 、低溫等離子體冷殺菌
目前，對於生鮮肉、新鮮果蔬及鮮切蔬菜等熱敏食品采用的冷藏、氣調包裝等殺菌保鮮包裝技術，存在殺菌不徹底及產生二次汙染的問題。
低溫等離子體冷殺菌技術（CPCS）可以產生多種具有殺菌性能的物質，如活性氧（ reactive oxygen species，ＲOS） 、活性氮（ reactive nitrogen species，ＲNS） 、帶電粒子、紫外光子等。不同的殺菌物質作用於細胞的不同部位造成細胞破壞或者生物體死亡。CPCS 的殺菌機理可以從對細胞的蝕刻作用、細胞膜穿孔與靜電幹擾、大分子氧化三個方麵解釋。
CPCS具有作用時間短、殺菌溫度低等優勢。與目前廣泛采用的熱源殺菌技術比較，CPCS與氣調包裝（ modified atmosphere packaging，MAP） 保鮮技術完美結合。產生殺菌作用的等離子體來源於包裝內部氣體，對包裝產品進行殺菌處理不會產生二次汙染、不會產生化學殘留，安全性高； 盡管使用的電壓非常高，但電流微小、殺菌處理過程很短，不會產生熱量、沒有溫升，且能耗低、操作簡便。因此，CPCS-MAP 技術是食品冷殺菌保鮮包裝技術的重要突破[1]
除上述冷殺菌新技術外，食品殺菌還有C02殺菌技術、交變磁場殺菌、半導體光催化殺菌等殺菌技術，它們都在食品工業的不同領域顯示出較好的應用價值。
與yu傳chuan統tong的de食shi品pin加jia熱re殺sha菌jun比bi較jiao，冷leng殺sha菌jun能neng充chong分fen保bao留liu食shi品pin的de營ying養yang成cheng分fen和he原yuan有you風feng味wei，甚shen至zhi產chan生sheng某mou些xie令ling人ren喜xi愛ai的de特te殊shu風feng味wei，而er且qie殺sha菌jun徹che底di，處chu理li時shi間jian短duan。不bu產chan生sheng毒du性xing物wu質zhi。但dan由you於yu有you些xie技ji術shu還hai不bu成cheng熟shu，實shi際ji應ying用yong中zhong還hai受shou到dao較jiao大da程cheng度du的de限xian製zhi。隨sui著zhe冷leng殺sha菌jun機ji理li的de深shen入ru探tan討tao和he技ji術shu的de逐zhu步bu完wan善shan，相xiang信xin冷leng殺sha菌jun技ji術shu將jiang會hui更geng多duo地di取qu代dai現xian有you的de食shi品pin熱re殺sha菌jun技ji術shu，人ren們men將jiang享xiang受shou到dao品pin質zhi更geng好hao、更安全、更新鮮的食品。[3]
參考文獻：
[1] 章建浩。黃明明。王佳媚。趙見營。低溫等離子體冷殺菌關鍵技術裝備研究進展。食品科學技術學報。2018 年7 月第36 卷第4期
[2] 王賀。 冷殺菌技術在食品加工中的應用[J]. 中國新技術新產品，2012（11）：129.
[3] 百度詞條·中國食品科學技術學會
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來源：微信公眾號——食品研發與生產
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