几种冷杀菌技术简介

冷杀菌技术在食品生产中的应用

【摘要】

在经济迅猛发展的今天，我们在满足了基本的温饱问题之后，更多的，是追求更加丰富的营养、迷人的口感，以及食品的安全无公害。在食品加工的过程中，少不了的是杀菌灭菌技术，为的是保证食品的安全性和耐储性。本文就围绕着如今当代的一门崭新的技术——冷杀菌技术在我们食品生产当中的应用进行简要介绍。

【关键词】冷杀菌；食品；技术应用；

【正文】

冷杀菌技术，也叫非热杀菌技术，是新兴的一门杀菌技术。在传统食品加工中主要采用热杀菌，从而导致营养物质破坏，变色加剧，挥发性成分损失。而非热杀菌的条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高程度很小，即有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分，所以包装与食品机械的设计与制造上采用冷杀菌技术是非常必要的。近几年，国内外已开发出一系列高效、安全且能保持食品原有风味与营养成分的冷杀菌新技术，其中一些有望部分取代现有的食品热杀菌方式。下面我们就来具体介绍一下几种常用的冷杀菌技术。

一、超高压杀菌技术

1．超高压杀菌的基本原理 食品的超高压处理，是指利用压媒(通常是液体介质，例如水) 使食品在极高的压力下产生酶失活、蛋白质变性、淀粉糊化和微生物灭活等物理化学及生物效应，从而达到灭菌

和改性的物理过程。其基本原理是利用了压力对微生物的致死作用。高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。

2．超高压杀菌技术的特点是超高压技术可实现均匀、瞬时、高效杀菌；可使原物质的维生素、色素、香味成分等低分子化合物不会发生变化及产生异臭物等，保持其原有性质；蛋白质、淀粉类物质超高压处理后可获得新特性的食品，延长食品的储藏时间。

超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬时压缩，作用均匀，操作安全，无化学添加剂，无需加热且在常温或低温下进行，工艺简化，节约能源，无“三废”污染。

二、辐射杀菌技术

1．辐射杀菌技术的基本原理 食品辐射杀菌是利用x 射线、r 射线或电子射线辐射食品，通过损害生物体细胞内的遗传物质破坏其新陈代谢。使细胞组织死亡从而达到杀菌消毒，延长食品储存期的目的。目前研究较多的辐射源为1射线、60Co 和10MeV 以下的低能电子束。食品辐射杀菌过程中，通过辐射区域时所吸收的能量称为辐照计量，通常以Gy 或kGy 为计量单位。

2．辐射杀菌技术的特点辐射杀菌技术，不需要加入添加物．是一种物理储藏法，且属于冷处理技术，具有许多优点。 辐射杀菌技术射线穿透力强，可对预先包装好的或烹调好的食品通过剂量控制和辐照工艺进行均匀彻底处理，辐照过程较易控制。可以在不破坏商品

包装和食品外观又能保护食品原有性状的条件下，杀灭食品中的致病菌和寄生虫，消除在食品生产和制备过程中可能出现的交叉污染问题。辐照处理是“冷加工”，在常温下进行，不会引起内部温度的升高，可以较好地保持食品原有的鲜度和风味，还可对冻结状态的食品进行灭菌，这是其他方法不可比拟的。辐照食品不会留下任何残留物，不污染环境，可提高食品卫生质量并有利于环境保护。

三、高压脉冲电场杀菌技术

1．高压脉冲电场杀菌技术的原理是高压脉冲电场杀菌技术主要适用于液体食品，借助两个电极，将高强度脉冲电场施加到液体食品上进行灭菌。关于脉冲电场杀菌机理．现有多种假设：主要有电介质击穿理论、细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、黏弹极性形成模型、电解产物效应和臭氧效应等，其中以细胞膜穿孔效应最具代表性。该理论认为食品中微生物的细胞膜在强脉冲电场作用下被击穿，产生不可修复的破裂和穿孔导致微生物失活。

2．高压脉冲电场杀菌技术的特点 脉冲电场杀菌技术具有杀菌效果好、成本低、杀菌时问短、能耗低、对食品质量影响小等特点。影响灭菌效果的因素有对象菌的种类、电场强度、处理时间、处理温度、介质电导率、脉冲频率、波形、介质pH 等。在连续操作的情况下，脉冲电场杀菌技术能较好地杀灭大肠杆菌、啤酒酵母和金黄色葡萄球菌等。

3．高压脉冲电场杀菌技术的应用 高压脉冲电场杀菌技术在果汁及其他食品加工中已显出特有的优越性。目前，在欧、美等发达国家

该杀菌技术正逐步向商业化过渡。中国虽然近年来也开展了相应的研究．但只是处于实验室小试，距离商业化还有一定距离。该技术的进一步成熟，很有可能弥补传统杀菌法的不足而使液体食品灭菌工艺带来一场变革。

四、微波杀菌技术

1．微波杀菌技术的基本原理 微波是频率为300MHz-300GHz 之间的电磁波。食品中的水、蛋白质、脂肪、碳水化合物等极性分子吸收微波能量之后发生碰撞，动能转化为热能，使食品发热，即热效应；生物体与微波作用还会产生复杂的生物效应，即非热效应。简单地说微波杀菌是微波热效应和非热效应共同作用的结果。微波的热效应主要起快速升温杀菌作用；而非热效应则使用微生物体内蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或死亡。

2．微波杀菌技术的特点是利用微波杀菌处理时间短，容易实现连续生产，对食品营养成分和风味影响较小。由于微波穿透性好，所以可以在食品包装后利用微波杀菌，实践证明采用微波装置在杀菌温度，杀菌时间，产品品质，产品保质期方面有明显优势。

3．微波杀菌技术的应用 国外在20世纪60年代开始把微波杀菌技术用于食品工业。微波杀菌技术能够很大程度地保持食品物料的营养成分，杀菌效果显著。可以使食品不添加防腐剂而延长保存期。微波杀菌技术的优势逐渐受到人们的重视，应用遍及粮油制品、调味品、禽肉制品、豆制品和奶制品、果蔬制品、水产品等方面。微波杀菌在具体食品中的研究和应用已有很多报道。微波杀菌可用于啤酒、酱油、

饮料、豆奶及牛乳、茶饮料等流质食品的杀菌丁艺。微波杀菌效果很好，是企业节约成本、提高产品质量的有效途径。

五、脉冲磁场杀菌技术

1．脉冲磁场杀菌技术的基本原理是脉冲磁场杀菌就是在常温下利用强磁进行杀菌，其装置主要由输液管和加在其外的螺旋线圈组成。线罔内可产生2-10T 的磁感应强度，当液料通过该输液管时。其中的微生物在强脉冲磁场作用下导致死亡。目前，关于脉冲强磁场杀菌机理尚未完全清楚，主要理论有磁场感应电流作用，磁场的洛伦兹力效应，磁场的震荡效应，电力效应等。

2．脉冲磁场杀菌技术的特点 脉冲磁场杀菌技术突出的优点表现为：杀菌物料的温度一般不超过5℃，食品的组织结构、营养成分和颜色都不受破坏，不会影响原有风味：距离线圈2m 左右处，磁场强度衰减为相当于地磁强度，因此无漏磁问题，安全性好；与连续波和恒定磁场相比。脉冲磁场杀菌设备具有功率消耗低、杀菌时间短、对微生物杀灭力强、效率高等特点；磁场的产生和中止易于控制；由于脉冲磁场对食品有较强的穿透力，能深入食品内部，并可通过物料流动，强化料液的搅拌传质效果，致使灭菌无死角，杀菌彻底。

3．脉冲磁场杀菌技术的应用 李梅等研究了脉冲磁场杀菌，结果表明：脉冲磁场对细菌和藻类的杀灭具有强度和频率的选择，提高停留时间、磁场强度和脉冲频率可提高杀菌和灭藻效果；马海乐等曾对西瓜汁、生啤酒进行脉冲磁场杀菌试验，结果表明产品均能达到商业无菌要求。

六、脉冲光杀菌技术

1．脉冲光杀菌技术的基本原理是脉冲光杀菌技术是利用强烈白光闪照进行杀菌。它主要由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是用来提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量；惰性气体灯能发出波长由紫外线区域至近红外线区域的光线，其光谱与到达地球的太阳光谱相近，但强度却比太阳光强数千至数万倍。脉冲光中起杀菌作用的波段可能是紫外光，其他波段起协同作用。由于细菌、酵母菌等微生物都是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态物质。脉冲强光有一定的穿透性。当闪照时。脉冲强光作用于其活性结构上，使蛋白质发生变性，从而使细胞失去生物活性，达到杀菌的目的。

2．脉冲光杀菌技术的特点:脉冲光只处理食品表面，对食品的风味和营养影响很小，其杀菌比传统的紫外灯有更高的效率。Joseph Dunn 等的研究表明，脉冲光能杀死大多数微生物。丁文彦等研究表明增加闪照次数、输入电压或菌液透光率都能提高杀菌率至100％。周万龙的研究还表明脉冲强光杀菌不仅对微生物及酶有较强的致死和钝化作用。而且对酪氨酸、葡萄糖、淀粉等食品成分未造成显著破坏。脉冲光杀菌设备成本低并且可以安装于食品加工生产线上，进行连续性生产，在生产成本和效率方面占有明显优势。

除上述冷杀菌新技术外，食品杀菌还有臭氧杀菌技术、C02杀菌技术、紫外杀菌技术、交变磁场杀菌、半导体光催化杀菌等杀菌技术，它们都在食品工业的不同领域显示出较好的应用价值。

综上所述，与传统的食品加热杀菌比较，冷杀菌能充分保留食品的营养成分和原有风味，甚至产生某些令人喜爱的特殊风味，而且杀菌彻底，处理时间短。不产生毒性物质。但由于有些技术还不成熟，实际应用中还受到较大程度的限制。随着冷杀菌机理的深入探讨和技术的逐步完善，相信冷杀菌技术将会更多地取代现有的食品热杀菌技术，人们将享受到品质更好、更安全、更新颖的食品。

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