在食品加工和生產中,通過食品殺菌技術,可以抑製微生物生長或殺滅微生物,從而達到改善食品品質、延長食品貯藏期、保證食品安全的目的。
然而運用不同的殺菌技術,也會對食品產生不同的色澤、風味和營養物質的變化。食品加工和生產過程中,想要最大限度地保持食品天然的色、香、味的特點,選擇怎麼樣的殺菌技術比較好?食品殺菌技術有幾種?
傳統熱殺菌技術
chuantongreshajunjishudebenzhishiyikaoranshaoranliaohuodianzujiarezaishipinwaibutigongreneng,tongguochuandaoheduiliujiangrenengzhuanyidaoshipinneibu,congerdadaoshajunhedunhuameidemude。shipinjiagongzhongchangyongdeyoubashishajunhemiejun。
1)巴氏滅菌
巴氏殺菌指能夠殺死食品中幾乎所有的病原菌的熱處理強度。熱處理程度視目標產品中對象菌的耐熱性而定。
應用:
>>在乳製品生產中,巴氏殺菌是最主要的熱處理方式(63℃/30min或72℃/15s)。總β-乳球蛋白變性率和糠氨酸含量是國際奶業普遍用來評估奶和奶製品品質的2個重要指標,與其他滅菌方式比較,巴氏殺菌乳中這2個指標均為最低。
>>巴氏殺菌乳在冷藏條件下(≤10℃)貨架期一般為10d,其風味、營養價值和其他性質與新鮮原料乳差異很小。
>>除乳製品外,巴氏殺菌在啤酒、果汁等食品的加工中也有很多應用。
2)滅菌
滅菌指能夠殺死食品中包括芽孢在內的幾乎全部微生物的熱處理強度。滅菌處理的強度比巴氏殺菌高。
應用:
在乳製品加工中,瓶內滅菌乳一般采用110℃處理30min,可滅活乳中全部的酶類,但並不能完全滅活微生物產生的脂酶和蛋白酶;使一些維生素含量降低;可引起乳蛋白(包括酪蛋白)的一些變化;可使乳的pH值降低約0.2個單位;而且還容易產生美拉德反應導致褐變及一些賴氨酸的損失。
新型熱殺菌技術
lixiangdereshajunxiaoguoyinggaishi,zaireliduishipinpinzhideyingxiangchengduxianzhizaizuixiaotiaojianxia,xunsueryouxiaodishasicunzaiyushipinwuliaozhongdeyouhaiweishengwu,dadaochanpinzhibiaodeyaoqiu。chaogaowenshajun、微波殺菌和歐姆殺菌是達到這一理想效果的新途徑。
1)超高溫殺菌
超高溫殺菌指加熱溫度為135~150℃,加熱時間為2~8s,加熱後產品達到商業無菌要求的殺菌過程。這一殺菌條件相對低酸性食品常規殺菌中采用的100~135℃高出20~40℃,因此稱為超高溫殺菌。
應用:
>>大量實驗表明,微生物對高溫的敏感性遠大於多數食品成分對高溫的敏感性,故UHT能在很短時間內有效地殺死微生物,並較好地保持食品應有的品質,大大延長食品的貨架期。因而目前廣泛應用於乳品、飲料和發酵等行業。
>>yaodadaoshajunyaoqiu,tongshishipinbushoudaoresunhai,qijishuguanjianshikuaisujiarehekuaisulengque,zuichangyongdehuanreshebeishibanshihuanreqi。anzhaowuliaoyujiarejiezhizhijiejiechuyufou,UHT過程可分為間接式加熱法和直接混合式加熱法。
>>經過UHT的食品達到了商業滅菌要求,必須采用無菌包裝以防止在後續的包裝、運輸和銷售過程中受到微生物的汙染。但通常的UHT設備隻適用於不含顆粒的物料或所含顆粒的粒度小於1cm物料的加熱殺菌。對顆粒度大於1cm的物料,目前可用微波殺菌和歐姆殺菌來實現。
2)微波殺菌
微波是指頻率為300MHz~300GHz,即波長為1m~1mm的超高頻電磁波。微波殺菌是熱效應和非熱效應的共同結果。
一方麵微波穿透介質,極性分子受交變電場作用而取向運動,摩擦生熱,產生熱效應;另一方麵生物體與微波作用會產生複雜的生物效應,即非熱效應,如微波電場改變細胞膜斷麵電子分布,使其通透性改變;引起蛋白質變性;改變生理生化反應的活化能;誘發各種離子基團,使微生物的生理活性物質發生改變;導致DNA和RNA結構中氫鍵的鬆弛、斷裂和重新組合,誘發一些基因突變,中斷細胞的正常生理功能。
應用:
微波加熱設備主要由直流電源、磁控管、加熱器、控製器和冷卻係統組成,可應用於肉製品、禽製品、水產品、果蔬、罐頭、奶製品、農作物、布丁和麵包等一係列產品。
3)歐姆殺菌
歐姆殺菌是利用電極,將電流直接導入食品,由食品本身介電性質所產生的熱量達到直接殺菌的目的。
應用:
>>歐姆殺菌技術適於處理黏度較高的液體物料,並可以含有一些顆粒的物料,如肉湯、budingdeshangyehuawujunchuli。caiyongoumujiare,shikelidejiaresulvyuyetidejiaresulvxiangjiejinchengweikeneng,bingkehuodebichangguifangfagengkuaidekelijiaresulv(1~2℃/s),因而可縮短加工時間,得到高品質產品。
>>歐姆殺菌裝置係統主要由泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控製儀表等組成,其中最重要的部分是柱式歐姆加熱器。加熱高酸製品時,反壓維持在0.2MPa,殺菌溫度達90~95℃,加熱低酸食品時反壓維持在0.4MPa,殺菌溫度達120~140℃。目前,英國APVBaker公司已製造出工業化規模的歐姆加熱設備,可使高溫瞬時技術應用於含顆粒(粒徑高達25mm)食品的加工。
非熱殺菌技術
非fei熱re殺sha菌jun技ji術shu是shi指zhi采cai用yong非fei加jia熱re的de方fang法fa殺sha滅mie食shi品pin中zhong有you害hai和he致zhi病bing的de微wei生sheng物wu,使shi殺sha菌jun對dui象xiang達da到dao特te定ding殺sha菌jun程cheng度du要yao求qiu的de殺sha菌jun技ji術shu。食shi品pin的de非fei熱re殺sha菌jun主zhu要yao包bao括kuo物wu理li殺sha菌jun和he化hua學xue殺sha菌jun,物wu理li殺sha菌jun包bao括kuo臭chou氧yang殺sha菌jun、生物防腐劑等,化學殺菌包括輻照殺菌、高靜壓殺菌、脈衝電場殺菌、高密度二氧化碳殺菌、超聲波殺菌、紫外線殺菌、脈衝光殺菌、脈衝X射線殺菌等。這裏介紹在食品工業中研究和應用較多的5種新技術。
1)高密度二氧化碳殺菌
高密度二氧化碳殺菌技術是近年來發展起來的一種新型的非熱力殺菌技術,借助於5~50MPa的亞臨界或超臨界二氧化碳。二氧化碳在常壓下可抑製微生物,在高壓狀態下可有效殺滅大量微生物。
應用:
>>當溫度高於31℃,壓力高於7.34MPa時,二氧化碳處於超臨界狀態。在低於超臨界壓力和溫度下,二氧化碳是亞臨界和氣體狀態。
>>超臨界二氧化碳同時具備液體和氣體的特性,黏度低,擴散性和溶解性高。DPCD的殺菌機理可能是對微生物細胞造成了機械損傷、細胞及細胞膜的破壞以及細胞內成分的泄漏或失活、胞內pH值的降低等。
>>高密度二氧化碳對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、埃希氏腸杆菌、李斯特氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢杆菌、腸球菌、乳酸菌、酵母菌、黴菌、真菌、微生物孢子等。細菌、真菌對高密度二氧化碳較敏感,與微生物孢子相比更易被滅活。
2)脈衝電場殺菌
脈衝電場殺菌技術是將高電壓(15~100kV/cm)脈衝作用於電極間的食品,常溫下進行,作用時間短(<1s),以殺滅食品中的微生物的一種新型殺菌技術。
3)臭氧殺菌
臭氧具廣譜抗菌特性,對細菌營養細胞、芽孢、病毒、真菌均有高效殺滅作用。
臭(chou)氧(yang)的(de)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)是(shi)首(shou)先(xian)作(zuo)用(yong)於(yu)細(xi)胞(bao)膜(mo),使(shi)膜(mo)構(gou)成(cheng)成(cheng)分(fen)受(shou)損(sun)傷(shang)而(er)導(dao)致(zhi)新(xin)陳(chen)代(dai)謝(xie)障(zhang)礙(ai),臭(chou)氧(yang)繼(ji)續(xu)滲(shen)透(tou)穿(chuan)過(guo)膜(mo)而(er)破(po)壞(huai)膜(mo)內(nei)脂(zhi)蛋(dan)白(bai)和(he)脂(zhi)多(duo)糖(tang),改(gai)變(bian)細(xi)胞(bao)的(de)通(tong)透(tou)性(xing),導(dao)致(zhi)細(xi)胞(bao)溶(rong)解(jie)、死亡;同時,臭氧還能使細胞活動所必要的酶失去活性,而影響其正常的生理功能。
臭chou氧yang殺sha菌jun時shi除chu可ke直zhi接jie利li用yong臭chou氧yang氣qi體ti對dui物wu質zhi進jin行xing處chu理li外wai,還hai可ke將jiang其qi溶rong解jie於yu水shui,形xing成cheng臭chou氧yang水shui進jin行xing殺sha菌jun。臭chou氧yang水shui殺sha菌jun作zuo用yong有you些xie不bu同tong,其qi氧yang化hua反fan應ying有you2種(zhong),微(wei)生(sheng)物(wu)菌(jun)體(ti)既(ji)與(yu)溶(rong)解(jie)於(yu)水(shui)中(zhong)的(de)臭(chou)氧(yang)直(zhi)接(jie)反(fan)應(ying),又(you)與(yu)臭(chou)氧(yang)分(fen)解(jie)生(sheng)成(cheng)的(de)羥(qiang)基(ji)間(jian)接(jie)反(fan)應(ying),由(you)於(yu)羥(qiang)基(ji)為(wei)極(ji)具(ju)氧(yang)化(hua)性(xing)的(de)氧(yang)化(hua)劑(ji),因(yin)此(ci)臭(chou)氧(yang)水(shui)的(de)殺(sha)菌(jun)速(su)度(du)極(ji)快(kuai)。
應用:
2001年FDA將臭氧列入可直接與食品接觸的添加劑範圍,這是臭氧殺菌技術發展的裏程碑。在食品原料清洗、果蔬保鮮和畜產品加工中應用越來越多。
4)超聲波殺菌
頻率大於20kHzdeshengbo,yinchaochurenerkewendeshangxianerbeichengweichaoshengbo。chaoshengboshajunshitongguochuanshengjiezhidexianghuzuoyongchanshengjudadenengliang,zaihenduandeshijianneishasiweishengwu。yibanrenwei,chaoshengbodeshajunxiaolizhuyaolaiziyuxibaoneibudekonghuazuoyong。qishajunxiaoguoshoudaoduozhongyinsudeyingxiang,baokuochaoshengbodepinlv、強度和照射時間,微生物的種類和數量以及媒質的性質等。
應用:
超聲波殺菌技術適合處理果蔬汁飲料、酒類、牛奶、礦泉水和醬油等液體食品。
5)高靜壓殺菌
高靜壓殺菌技術是將100~1000MPa的靜態液體壓力施加於液態或固態食品、生物製品等物料上並保持幾秒鍾到幾十分鍾,起到殺菌、破壞酶及改善物料結構和特性的作用。
高靜壓殺菌具有一些優點:
①它能在常溫或常溫附近的溫度下達到殺菌滅酶的作用,而且其對大分子的修飾使得它可能對製品的質構等品質因素有一定的改善作用;
②HHP過程的傳壓速度快、均勻,隻要製品本身不具備很大的壓縮性,不會影響製品的外觀形態。
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期培養條件、壓力大小和加壓時間、施壓方式、處理溫度、pH值、介質成分及水分活度等。
6)輻照殺菌
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。用於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)。
食品輻照殺菌根據所要達到的目的及所需的劑量,可分為輻照耐貯殺菌、fuzhaobashishajunhefuzhaoeshishajun。xiangduiyuqitashajunjishu,fuzhaoshajunyouzhezijideyouyuexing。shiyidejiliangxia,wuliaodewenduzaifuzhaochuliguochengzhongshenggaohenxiao;輻照均勻、快速、易控製;物料也在有包裝的情況下進行殺菌;輻照處理後不會留下任何殘留物。
同時它也有弱點,如需要專門的輻射源,設備投資大;射線對人體有影響,因此需要十分注意操作人員的防護措施;輻照的滅酶效果不好等。目前用於食品工業殺菌的射線多為60Co-γ射線。
各類殺菌技術結合使用
雖然非熱殺菌技術在保持食品的色澤、風味、營ying養yang物wu質zhi有you很hen大da的de優you勢shi,但dan是shi它ta也ye存cun在zai著zhe自zi己ji的de技ji術shu缺que陷xian,例li如ru難nan以yi殺sha死si細xi菌jun芽ya胞bao,殺sha菌jun強qiang度du大da時shi溫wen度du易yi升sheng高gao等deng,限xian製zhi了le其qi應ying用yong範fan圍wei。因yin此ci,人ren們men將jiang熱re殺sha菌jun技ji術shu和he非fei熱re殺sha菌jun技ji術shu結jie合he使shi用yong,或huo幾ji種zhong非fei熱re殺sha菌jun技ji術shu結jie合he使shi用yong來lai達da到dao所suo需xu的de熱re處chu理li效xiao果guo。
隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)消(xiao)費(fei)水(shui)平(ping)和(he)生(sheng)活(huo)質(zhi)量(liang)的(de)提(ti)高(gao),人(ren)們(men)的(de)健(jian)康(kang)安(an)全(quan)意(yi)識(shi)也(ye)在(zai)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)強(qiang),對(dui)食(shi)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)與(yu)安(an)全(quan)也(ye)有(you)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci),越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)廠(chang)商(shang)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)食(shi)品(pin)在(zai)達(da)到(dao)殺(sha)菌(jun)、滅酶的要求下,更好地保持其本身的色澤、風味和營養價值,考慮到節能減排保護綠色環境的社會大方向,將會更多地應用到各種殺菌方式結合使用。
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