1 熱力殺菌技術(shù)
利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法,也是近現(xiàn)代極其重要的一種殺菌技術(shù)。1804年,法國人阿佩爾(Appert)發(fā)明了將食品裝瓶放于沸水中煮一段時間,能較長時間保藏食品的方法,19世紀(jì)50年代,法國人巴斯德(Pasteur)闡明了食品的微生物腐壞機(jī)理,為殺菌技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。
食品熱力殺菌可分為低溫殺菌法(巴氏殺菌)、高溫短時殺菌法和超高溫瞬時殺菌法。前兩種方法,由于殺菌效果穩(wěn)定,操作簡單,設(shè)備投資小,已有悠久的應(yīng)用歷史,現(xiàn)今還廣泛用在各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品的生產(chǎn)中。后一種方法,由于其*的優(yōu)點,已發(fā)展為一種高新食品殺菌技術(shù)。
2 超高溫瞬時殺菌技術(shù)(UHT)
超高溫殺菌于1949年隨著斯托克(Stork)裝置的出現(xiàn)而問世,其后上出現(xiàn)了多種類型的超高溫殺菌裝置。超高溫處理可分為間接加熱和直接加熱兩大類型。它是使料液迅速升溫至130℃以上,然后保持幾秒鐘,從而實現(xiàn)對料液瞬間的殺菌。
超高溫瞬時殺菌技術(shù)的殺菌效果特別好,幾乎可達(dá)到或接近滅菌的要求,而且殺菌時間短,物料中營養(yǎng)物質(zhì)破壞少,營養(yǎng)成分保存率達(dá)92%以上,大大*于上述兩種熱力殺菌法。配合食品無菌包裝技術(shù)的超高溫式殺菌裝置在國內(nèi)外發(fā)展很快,目前這種殺菌技術(shù)已廣泛用于殺菌乳、果汁及各種飲料、豆乳、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
3 電阻加熱殺菌技術(shù)
電阻加熱殺菌也叫歐姆殺菌,是一種新型熱殺菌方法,它借通入的電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌的目的,是酸性和低酸性食品和帶顆粒(粒徑小于25mm)食品進(jìn)行連續(xù)殺菌的一種新技術(shù)。
電阻加熱殺菌使用交流電的頻率為50~60Hz,它利用電極將電流直接導(dǎo)入食品,由食品自身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量,以達(dá)到殺菌的目的。電阻加熱的適用性由食品物料的電導(dǎo)率來決定,大多數(shù)能用泵輸送的、溶解有鹽類離子且含水量在30%以上的食品都可用電阻加熱來殺菌,且效果很好,而一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品則不適用該技術(shù)。英國APV食品加工中心的試驗表明,電阻加熱已成功地用于各種包含大顆粒的食品和片狀食品的殺菌,如馬鈴薯、胡蘿卜、蘑菇、牛肉、雞肉、片狀蘋果、菠蘿、桃等。
4 臭氧殺菌技術(shù)
臭氧在水中極不穩(wěn)定,時刻發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生具有強(qiáng)烈氧化作用的單原子氧,在其產(chǎn)生瞬時,與細(xì)菌細(xì)胞壁中的脂蛋白或細(xì)胞膜中的磷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而使細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜受到破壞,細(xì)胞膜的通透性增加,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流,使細(xì)菌失去活性。同時臭氧能迅速擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),氧化細(xì)胞內(nèi)的酶或RNA、DNA,從而致死菌原體。
臭氧殺菌具有、快速、安全、便宜等優(yōu)點,自1785年發(fā)現(xiàn)以來,廣泛應(yīng)用于食品加工、運輸與貯存及自來水、純凈水生產(chǎn)等領(lǐng)域。
5 輻照殺菌技術(shù)
自從原子能和平利用以來,經(jīng)過40多年的研究開發(fā),人們成功地利用原子輻射技術(shù)進(jìn)行食品殺菌保鮮。輻照就是利用X射線、γ射線或加速電子射線(zui為常見的是Co60和Cs137的γ射線)對食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法。受輻照的食品或生物體會形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片,進(jìn)而這些產(chǎn)物間又相互作用,生成與原始物質(zhì)不同的化合物,在化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)上,受輻照物料或生物體還會發(fā)生一系列生物學(xué)效應(yīng),從而導(dǎo)致害蟲、蟲卵、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進(jìn)生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力,進(jìn)而終止農(nóng)產(chǎn)品、食品被侵蝕和生長老化的過程,維持品質(zhì)穩(wěn)定。
6 微波殺菌技術(shù)
微波指波長在0.001~1m(頻率300~300000MHz)的電磁波。它能以光速向前直進(jìn),遇到物體阻擋,能引起反射、穿透、吸收等現(xiàn)象,用于殺菌的微波頻率為2450MHz。研究結(jié)果普遍認(rèn)為微波對微生物的致死效應(yīng)有2個方面的因素,即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能,使溫度升高從而達(dá)到滅菌的效果。而非熱效應(yīng)是指生物體內(nèi)的極性分子在微波場內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng),這種強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)使微生物的營養(yǎng)細(xì)胞失去活性或破壞微生物細(xì)胞內(nèi)的酶系統(tǒng),造成微生物的死亡。微波殺菌具有穿透力強(qiáng)、節(jié)約能源、加熱效率高、適用范圍廣等特點,而且微波殺菌便于控制,加熱均勻,食品的營養(yǎng)成分及色、香、味在殺菌后仍接近食物的天然品質(zhì)。微波殺菌目前主要用于肉、魚、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的殺菌。
8 紫外線殺菌技術(shù)
紫外線按其波長不同可分為3段:長波段(3200~4000 ),中波段(2750~3200 ),短波段(1800~2750 )。處于2400~2800 區(qū)段的紫外線殺菌力較強(qiáng),而zui強(qiáng)的波長為2500~2650 ,多以2537作為紫外線殺菌的波長。當(dāng)微生物被紫外線照射時,其細(xì)胞的部分lu基酸和核酸吸收紫外線,產(chǎn)生光化學(xué)作用,引起細(xì)胞內(nèi)成分,特別是核酸、原漿蛋白、酯的化學(xué)變化,使細(xì)胞質(zhì)變性,從而導(dǎo)致微生物的死亡。紫外線進(jìn)行直線傳播,其強(qiáng)度與距離平方成比例地減弱,并可被不同的表面反射,穿透力弱,廣泛用于空氣、水及食品表面、食品包裝材料、食品加工車間、設(shè)備、器具、工作臺的滅菌處理。
9 磁力殺菌技術(shù)
磁力殺菌是把需消毒殺菌的食品放于磁場中,在一定磁場強(qiáng)度作用下,使食品在常溫下起到殺菌作用。由于這種殺菌方式不需加熱,具有廣譜殺菌作用,經(jīng)處理后的食品,其風(fēng)味和品質(zhì)不受影響,主要適用于各種飲料、流質(zhì)食品、調(diào)味品及其他各種包裝的固體食品。
10 高壓電場脈沖殺菌技術(shù)
高壓電場脈沖殺菌是將食品置于兩個電極間產(chǎn)生的瞬間高壓電場中,由于高壓電脈沖(HEEP)能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜,改變其通透性,從而殺死細(xì)胞。
高壓脈沖電場的獲得有2種方法。一種是利用LC振蕩電路原理,先用高壓電源對一組電容器進(jìn)行充電,將電容器與一個電感線圈及處理室的電極相連,電容器放電時產(chǎn)生的高頻指數(shù)脈沖衰減波即加在兩個電極上形成高壓脈沖電場。由于LC電路放電極快,在幾十至幾百個微秒內(nèi)即可以將電場能量釋放完畢,利用自動控制裝置,對LC振蕩器電路進(jìn)行連續(xù)的充電與放電,可以在幾十毫秒內(nèi)完成殺菌過程。另一種是利用特定的高頻高壓變壓器來得到持續(xù)的高壓脈沖電場。殺菌用的高壓脈沖電場強(qiáng)度一般為15~100kV/cm,脈沖頻率為1~100kHz,放電頻率為1~20kHz。
高壓電場脈沖殺菌一般在常溫下進(jìn)行,處理時間為幾十毫秒,這種方法有2個特點:一是由于殺菌時間短,處理過程中的能量消耗遠(yuǎn)小于熱處理法。二是由于在常溫、常壓下進(jìn)行,處理后的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、營養(yǎng)成分上改變很小,風(fēng)味、滋味無感覺出來的差異。而且殺菌效果明顯(N/No<10-9),可達(dá)到商業(yè)無菌的要求,特別適用于熱敏性食品,具有廣闊的應(yīng)用前景。