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食品工艺灭菌介绍

2022-04-20 0

食品工业中采用的杀菌方式首要有加热杀菌与非加热杀菌两大类。保守的热杀菌法固然能包管食品在微生物方面的安全,但热能会破不好对热机灵的养分要素,影响食品的质构、光荣和风味。冷杀菌手艺固然起步较晚,但由于消费者申请营养、原汁原味的食物的呼声日趋降低,冷杀菌武艺受到日趋器重并进展很快。冷杀菌妙技不光能包管食物在微生物方面的安然,而且能较好地坚持食品的固有营养成分、质构、信誉与新鲜程度。冷杀菌手艺比来成为国际外食物科学与工程领域的研究热门。
本文综述了国表里在冷杀菌技能方面的研究停顿,主要引见超高压杀菌、辐射杀菌、超低压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、磁力杀菌、紫外线杀菌和二腐蚀钛光催化杀菌等妙技的基起原根基理及其在食物家当中的使用。一 超低压杀菌武艺
临期进口零食批发食物超高压技术(Ul-tra-HighPressureprocessing,UHP)简单称低压技艺(HighPressureProcessing,HPP)或高静水压武艺(HighHydro-staticPressure,HHP)食物超高压杀菌,行将包装好的食品物料放入液体介质(一样平常为食用油、甘油、油与水的乳液)中,在100~1000MPa压力下处置惩罚一段时日使之抵达灭菌申请。其基础底细事理即是利用压力对微生物的导致死亡作用,首要通过破欠佳细胞膜、战胜酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来完成。二 辐射杀菌


辐射(或辐照)杀菌是利用定然剂量的波长极短的电离射线对食品进行杀菌。在食物杀菌中经常使用的射线有χ-射线、γ-射线和电子射线。电子射线主要由电子减速器中获得,χ-射线由χ-射线发生器孕育发生,γ-射线主要由喷射性同位素获得,常用的喷射线同位素有60Co与137Cs。γ-射线的穿透力很强,适当于完整食品及种种包装食品的外部杀菌处置惩罚,电子射线的穿透力较弱,通常用于小包装食物或冷冻食物的杀菌,临期进口零食批发额外合用于对食品的外表杀菌措置。
2.1 辐射杀菌的机理射线辐射对食物的感导分为高级和次级,低级是微生物细胞间质受高能电子射线映射后发生的电离感导与化学感导,次级是水份经辐射与发生电离感导而发生发火各类游离基和过氧化氢再与细胞内其它精力感召。这两种感化会拦阻微生物细胞内的全体活动,从而招致微生物细胞出生。
食品辐射杀菌的方针不同,采纳的辐射剂量也不合,完全杀菌的辐照剂量为25~50kGy,其方针是杀死除芽孢杆菌之外的所有微生物。消毒杀菌的辐射剂量为1~10kGy,其方针是杀死食品中不产芽孢的病原体与削减微生物感染,延长保藏期。反正,关于差异的微生物,需要管教一致的辐射剂量与电子能量。
2.2 辐射对食品养分要素的影响食品在正常保举的剂量辐照后其营养成分,如卵白质、糖类、微量元临期进口零食批发素及矿物质的迷失很少,但维生素与脂肪对辐照机灵。维生素经辐照后的丧失水平与食种类类、辐照剂量、温度、氧量及维生素的种类有关,通常来说,脂溶性维生素较水溶性维生素对辐照缓慢。用杀菌剂量比拟辐照措置与加热处置惩罚食品的水溶性维生素的破坏劝化,可以发现两者几近不有差别,而脂溶性维生素流失较大,尤以维生素E、K损失最大。在水溶性维生素中维生素C遗失最大,烟酸迷失最小。脂肪经高剂量辐照后,因腐蚀反应产生的镇定基及其衍生物会促退脂肪的氧化而使其发生酸败变性,招致脂肪的消化吸引率降低。
2.3 辐照措置对食物色香味和质地的影响光彩辐照处理对各种食品色素的影响不同。植物性色素对辐照处理较稳固,动物性色素对辐照迟钝。辐照的水解物能导致肌红卵白和脂肪的侵蚀,惹起退色。辐照能临期进口零食批发加深冷冻禽胸肉刚强的血色或粉红色,血色的加深依据于肉的种类、肌肉的类型、辐照的剂量、包装材料的分歧而差异。
三 超低压脉冲电场杀菌
3.1 超低压脉冲电场杀菌机理超低压脉冲电场杀菌是采取低压脉冲器孕育发生的脉冲电场进行杀菌的方法。其底子进程是用刹那高压措置放置在南北极间的低温冷却食物。其机理基于下列如果:细胞膜穿孔效应、电磁机制模子、粘弹极性构成模子、电解制造物效应、臭氧效应等。归结起来,超高压脉冲电场杀菌浸染主要显示在2个方面:
(1)场的感导。脉冲电场制作生磁场,细胞膜在脉冲电场与磁场的瓜代作用下,通透性添加,振荡减轻,膜强度削弱,从而使膜破不好,膜内物资容易流出,膜外物资容易渗入,细胞膜的保护感导削弱甚至隐没。
(2)电离感化。电极左近物质电离孕育发生的阴阳离子与膜内生临期进口零食批发命物资劝化,从而劝阻了膜内畸形生化反应和革故鼎新过程等的进行。同时,液体介质电离发生发火臭氧的强烈氧化劝化,使细胞内精神发生一系列的反馈。经由场和电离的联相助用,杀灭菌体。
3.2 低压电场脉冲的处理效果国表里研究职员使用低压脉冲电场对抚育液中的酵母、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、细菌孢子以及苹果汁、香蕉汁、菠萝汁、橙汁、桔汁、桃、牛奶、蛋清液等进行了研究。研究终于显示抑菌造诣可达4~6个对数级,其处置光阴极短,最长不逾越1s,该处置对食物的感官质量不造成影响,其货架期一般都可拖延时间4~6周。1997年,陈键用22.5kVcm的电场,脉冲50次,使脱脂乳中的99%的大肠杆菌失活。为了前进脉冲的杀菌效果,Iu等人指出,高压脉冲与中等程度的热处置相结合或与溶菌酶、乳链球菌素等天然抗微生物制剂相结合处置苹果汁,能有用地减少O157:H7大肠杆菌。Hodgins临期进口零食批发等人用低能脉冲电场处置惩罚苹果汁,事实疏解:用80kV/cm的电场,脉冲20次,pH3.5,44℃,添加100U/mL乳链球菌素能削减微生物106CFU/mL,维生素C糊口生涯97.5%,果胶甲酯酶的活性削减92.1%,橙汁的货架寿命失掉延长,气相色谱显示芳香物资在脉冲前后无显著差别。Mingyu等人处理香蕉汁时有了相似的结论。高压脉冲电场对未过滤的苹果汁、果浆含量高的菠萝汁、桔汁、天冬甜素液的感官本色没有影响,桔汁中的维生素C含量不改动,处置惩罚过的苹果汁比新鲜的苹果汁滋味更好。脉冲杀菌与低浓度的杀菌剂如臭氧与H2 O2 结合,杀菌效果将更显著,有望在食物家产中失掉使用。
四 脉冲强光杀菌


脉冲强光杀菌是利用脉冲的暴烈白光闪照而使惰性气体灯收回与太阳光谱相近,但强度更强的紫外线至红外线地域光来压制食物与包装资料轮廓、固体皮相、气体与无色饮料中的微生临期进口零食批发物的成长繁殖。
图片泉源:张军凯, 包青平 孙志锋, 孙志栋, 陈权辉食物加工新型杀菌技术研讨搁浅
五 磁力杀菌技术
磁力杀菌是将食品放在N极和S极之间,用6000的磁力强度一连摇曳,不需要加热,就可达100%的灭菌功效,对食物的要素轻风味无任何影响。日本三井公司将食物放在0.6T磁密度的磁场中,在常温下48h,达100%灭菌成就。磁杀菌可用于饮料、调味品及各类包装的固体食品的杀菌。目前国内已对水、酸奶等废品进行了磁场杀菌的研究。但是食物中微生物的失活与磁场强度的干系,磁场与食品养分成份变性的相干,磁场能量性能与延长食物货架期的关连,磁场对食风致量的影响和微生物失活机理等等,当前尚不清楚,另有待于进一步研讨与试探。利用磁场杀菌武艺申请食风致料有较高的电阻率,通常大于10Ψ•cm,以防原料外部制造生涡流效应而招致磁屏障。临期进口零食批发金属包装的食物不克不及用此法来杀菌。因磁力杀菌对包装资料的要求高,因而限度了其运用局限。
六 紫内线杀菌


紫外线杀菌主要是因为其辐射性能可以破欠佳无机物的份子构造。微生物受紫内线映射时最容易受影响的是其体内的卵白质与核酸。尤其是可威逼DNA中的胸腺嘧啶二聚体的组成,从而压制DNA的复制和细胞破裂,以致使其受伤甚至出生避世。波长250~260nm的紫内线杀菌效果最好,其杀菌成就比近紫外线(波长300~400nm)要大1000倍以上。分歧种类的微生物抗紫外线的威力纷歧样,酵母菌和丝状菌抗紫外线的能力比细菌强,病毒和细菌的抗紫外线的才智根抵相斥。
国表里紫内线杀菌的场合首要有食物厂用水的杀菌、液状食物杀菌、固体表面杀菌、食品包装资料杀菌及食物加工车间、设备器具、任务台的杀菌。但在这些场所,对霉菌的杀临期进口零食批发菌成就较差,常需配合酒精消毒来加强杀菌效果。
因为紫外映照会破不佳有机物分子机关,以是会给某些食物的加工带来有利的影响,分外是含脂肪与蛋白质雄厚的食物经紫内线照射会促使脂肪腐蚀、出产生异臭,蛋白质变性,食物变色等。另外,食物中所含的有益成分如维生素、叶绿素等易受紫外线照耀而分化,是以紫内线映射杀菌的应用受到不一定程度的限度。
七 超声波杀菌
超声波杀菌首要利用空化浸染,使液体发作瞬间高温、高压变更,招致细菌出世,病毒失活,压抑酶的活性[2]。超声波使用于肉制品中时,不单可以克服酶活性,还可以破不好肉中的溶酶体与结缔组织,起到嫩化感召。
八 二氧化钛光催化杀菌


二侵蚀钛光催化从前用于水解水制氢、探究光电化学理论、无机合成、矿化有机物及病例抗癌实践。二侵蚀钛光催化杀菌时,临期进口零食批发当光晖映到较大聚集体的TiO2 皮相时,激发孕育发生光电子与光生空穴对。由于光生电子迁徙速度比光生空穴快得多,以是可将光生电子与光生空穴兼并。光生空穴有很强的得电子才智,这样孕育发生的光生电子-空穴对与细胞壁、细胞膜以及细胞内组分浸染,招致酶失活。另一方面光生电子-空穴对与水或水中融化氧发生感召构成氢氧自由基,它们与细胞壁、细胞膜或细胞内肉体感召,使细胞功能单位失活。
当前在食品家当领域中,二腐蚀钛光催化杀菌手艺仅运用于水的处理,其它方面的使用有待于进一步探寻。
与激进的杀菌妙技相比,以上食品杀菌新手艺对食品的营养成分、风韵、质地、感官影响较小。但繁多的杀菌妙技尚具有某一方面的欠缺或不足。于是,为了进一步进步杀菌听命,把对食物的营养成分、风姿、感官的无害感导降到最低,临期进口零食批发利用两种或两种以上的杀菌方式串连或并联使用或与自然杀菌剂配合使用是然后杀菌妙技钻研的一个需求倾向。
九 臭氧杀菌
臭氧杀菌指通过臭氧分解发作抑郁氧原子和微生物体内的生理活性物资彼此浸染,而使细胞心思机能遭到影响。
臭氧杀菌是颠末臭氧和细菌细胞膜脂类的双键反响,穿入菌体外部,感化于卵白质和脂多糖,使细胞膜的通透性增加,细胞内物质逸出,从而导致细菌死亡[2]。
臭氧侵蚀力极强,仅次于氟,能敏捷分解无害肉体,杀菌能耐是氯的600~3 000倍,其分化后很快的还原成氧气。利用其性能的臭氧手艺在泰西、日本等畅旺国度早就获取普遍使用,是杀菌消毒、污水处置惩罚、水质净化、食品贮存、医疗消毒等方面的首选武艺。美国华盛顿大学医学钻研职员缔造,臭氧可以胁制癌细胞的成长;日本石川岛播麻临期进口零食批发种家制作公司证实,臭氧水有望成为最好的果树杀菌剂,其杀菌成绩显著优于次氯酸钠;中国医学科学院研讨证实,臭氧可以有效地杀灭淋球菌,而且对水中的重金属有潮解感化。
试考据明臭氧水是一种广谱杀菌剂,它能在极短年光内无效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌等通常病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多种微生物。可杀死与腐蚀鱼、肉、生果蔬菜、食品外貌能孕育发生异变的各类微生物和果蔬来到母体后继续进行生命活动的微生物,减速幼稚乙烯气体,拖延时间保鲜期。
十 膜过滤除菌手艺
跟着资料科学的发展,种种可用于物料分手的膜相继涌现,膜扩散武艺已在食品、生物制药等家当生产中获取遍布应用。好比生化精力的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等。膜分手过程依照推能源的分歧,大致分为两种。临期进口零食批发一类是以压力为推动力的膜历程,如超滤、微空过滤、反浸透;另一种是以电力为推能源的膜历程,喻为离子互换,如电渗析。通常膜的孔径为0.0001—10斗m,而物料中的微生物粒子大小一般在0.5—2恤m,若选用孔径小于微生物大小的膜,使物料通过膜过滤器进行过滤,则菌体粒子被开释,称之为过滤除菌。膜过滤除菌技术具有耗能少、在常温下行使、适用于热敏性物料、工艺适用性强等所长,其运用近景宽广,现已遍及用于食品、生化、制药、乳品、果汁等的过滤除菌。食品项目中的杀菌技能还许多,如二侵蚀氯杀菌技能、氯气杀菌技术、电子灭菌技能、加热与加压并用杀菌手艺、加热与化学药剂并用杀菌妙技、加热与辐射并用杀菌技术、静电杀菌妙技等,这些技艺正在得以研讨和使用。
十一 高温等离子体冷杀菌
当前,对于生鲜肉、鲜嫩果蔬及鲜切蔬菜等热敏临期进口零食批发食物接纳的冷藏、气调包装等杀菌保鲜包装武艺,具备杀菌不彻底及孕育发生二次净化的标题问题。
低温等离子体冷杀菌妙技(CPCS)可以发生发火多种具有杀菌性能的肉体,如活性氧( reactive oxygen species,ROS) 、活性氮( reactive nitrogen species,RNS) 、带电粒子、紫外光子等。差别的杀菌物质劝化于细胞的差别部位造成细胞破欠佳概略生物体出生。CPCS 的杀菌机理可以从对细胞的蚀刻感召、细胞膜穿孔与静电扰乱、大份子腐蚀三个方面解释。
CPCS具有浸染工夫短、杀菌温度初等优势。与目前遍布接纳的热源杀菌技艺比较,CPCS与气调包装( modified atmosphere packaging,MAP) 保鲜手艺完美结合。发生发火杀菌感导的等离子体来源于包装内部气体,对包装制造品进行杀菌处理不会发生二次感染、不会发生发火化学残留,安全性高; 尽管使用的电压非常高,但电流轻细、杀菌处置历程很短,不会发生热量、没有温升,且能耗低、把持简捷。因此,CPCS-MAP 技术手段临期进口零食批发是食品冷杀菌保鲜包装技术的需求冲破[1]
除上述冷杀菌新技术外,食物杀菌尚有C02杀菌技艺、交变磁场杀菌、半导体光催化杀菌等杀菌技术,它们都在食物财出产的分歧领域显示出较好的运用代价。
与保守的食物加热杀菌相比,冷杀菌能匮乏保留食品的养分成份和原有丰姿,甚至发生发火某些使人喜好的特殊风姿,而且杀菌纯粹,处置惩罚时日短。不发生毒性肉体。但因为有些手艺还不行熟,实际运用中还遭到较大程度的限制。跟着冷杀菌机理的深切讨论与武艺的逐渐完美,相信冷杀菌技术手段将会更多地替代现有的食品热杀菌技能,人们将享遭到品格更好、更平安、更新鲜的食品。

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