食品殺菌技術(shù)主要有熱殺菌和非熱殺菌，其中熱殺菌主要有：濕熱殺菌、干熱殺菌、微波殺菌、電熱殺菌和電場(chǎng)殺菌等;非熱殺菌主要有：化學(xué)與生物殺菌、輻照殺菌、紫外線殺菌、脈沖殺菌、超高靜壓殺菌、脈沖電場(chǎng)(PEF)殺菌以及振動(dòng)磁場(chǎng)殺菌等。下面就針對(duì)這些殺菌技術(shù)作一下詳細(xì)的介紹(食品殺菌技術(shù)大全)：

　　濕熱殺菌：

　　熱殺菌是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式，而濕熱殺菌是其中最主要的方式之一。它是以蒸氣、熱水為熱介質(zhì)，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。

　　利用熱能轉(zhuǎn)換器(如鍋爐)將燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴蛘羝鳛榧訜峤橘|(zhì)，再以換熱器將熱水或蒸汽的熱能傳給食品，或?qū)⒄羝苯訃娙氪訜岬氖称贰?/p>

　　食品熱處理中常用的加熱介質(zhì)及其特點(diǎn)

　　加熱劑種類(lèi) 加熱劑特點(diǎn)

　　蒸汽 易于用管道輸送，加熱均勻，溫度易控制，凝結(jié)潛熱大，但溫度不能太高

　　熱水 易于用管道輸送，加熱均勻，加熱溫度不高

　　空氣 加熱溫度可達(dá)很高，但其密度小、傳熱系數(shù)低

　　煙道氣 加熱溫度可達(dá)很高，但其密度小、傳熱系數(shù)低，可能污染食品

　　煤氣 加熱溫度可達(dá)很高，成本較低，但可能污染食品

　　電 加熱溫度可達(dá)很高，溫度易于控制，但成本高

　　一、 加熱對(duì)微生物的影響

　　(一)微生物和食品的腐敗變質(zhì)

　　食品中的微生物是導(dǎo)致食品不耐貯藏的主要原因。細(xì)菌、霉菌和酵母都可能引起食品的變質(zhì)。

　　細(xì)菌、霉菌和酵母

　　食品中的微生物是導(dǎo)致食品不耐貯藏的主要原因。一般說(shuō)來(lái)，食品原料都帶有微生物。在食品的采收、運(yùn)輸、加工和保藏過(guò)程中，食品也有可能污染微生物。在一定的條件下，這些微生物會(huì)在食品中生長(zhǎng)、繁殖，使食品失去原有的或應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)，甚至產(chǎn)生有害和有毒的物質(zhì)。

　　細(xì)菌、霉菌和酵母圖譜

　　細(xì)菌、霉菌和酵母都可能引起食品的變質(zhì)，其中細(xì)菌是引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物。細(xì)菌中非芽孢細(xì)菌在自然界存在的種類(lèi)最多，污染食品的可能性也最大，但這些菌的耐熱性并不強(qiáng)，巴氏殺菌即可將其殺死。細(xì)菌中耐熱性強(qiáng)的是芽孢菌。芽孢菌中還分需氧性、厭氧性的和兼性厭氧的。需氧和兼性厭氧的芽孢菌是導(dǎo)致罐頭食品發(fā)生平蓋酸敗的原因菌，厭氧芽孢菌中的肉毒梭狀芽孢桿菌常作為罐頭殺菌的對(duì)象菌。酵母菌和霉菌引起的變質(zhì)多發(fā)生在酸性較高的食品中，一些酵母菌和霉菌對(duì)滲透壓的耐性也較高。

　　(二)微生物的生長(zhǎng)溫度

　　不同微生物的最適生長(zhǎng)溫度不同，當(dāng)溫度高于微生物的最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制，而當(dāng)溫度高到足以使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性時(shí)，微生物即會(huì)出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。

　　最低生長(zhǎng)溫度 最適生長(zhǎng)溫度 最高生長(zhǎng)溫度

　　嗜熱菌 30～45 50～70 70～90

　　嗜溫菌 5～15 30～45 45～55

　　低溫菌 -5～5 25～30 30～55

　　嗜冷菌 -10～-5 12～15 15～25

　　微生物的最適生長(zhǎng)溫度與熱致死溫度(℃)

　　(三)濕熱條件下腐敗菌的耐熱性

　　一般認(rèn)為，微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固而失去新陳代謝的能力是加熱導(dǎo)致微生物死亡的原因。因此，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)受熱凝固的難易程度直接關(guān)系到微生物的耐熱性。蛋白質(zhì)的熱凝固條件受其它一些條件，如：酸、堿、鹽和水分等的影響。

　　(四)影響腐敗菌耐熱性的因素

　　1、 加熱前--腐敗菌的培育和經(jīng)歷對(duì)其耐熱性的影響

　　影響因素主要包括：細(xì)胞本身的遺傳性、組成、形態(tài)，培養(yǎng)基的成分，培育時(shí)的環(huán)境因子，發(fā)育時(shí)的溫度以及代謝產(chǎn)物等。

　　成熟細(xì)胞要比未成熟的細(xì)胞耐熱。培養(yǎng)溫度愈高，孢子的耐熱性愈強(qiáng)，而且在最適溫度下培育的細(xì)菌孢子具有最強(qiáng)的耐熱性。營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中發(fā)育的孢子耐熱性強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)則弱。

　　2、 加熱時(shí)--加熱溫度、加熱致死時(shí)間、細(xì)胞濃度、細(xì)胞團(tuán)塊存在與否、介質(zhì)性狀和pH值等方面的因素對(duì)腐敗菌耐熱性的影響。

　　(1) 加熱條件：在一定熱致死溫度下，細(xì)菌(芽孢)隨時(shí)間變化呈對(duì)數(shù)性規(guī)律死亡;溫度愈高，殺滅它所需的時(shí)間愈短。

　　(2) 細(xì)菌狀態(tài)：在一定熱致死溫度下，菌數(shù)愈多，殺滅它所需時(shí)間愈長(zhǎng)。細(xì)胞團(tuán)塊的存在降低熱殺菌的效果

　　(3) 介質(zhì)性狀：包括水分(水分活度)、pH值、碳水化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等，是影響殺菌效果的最重要的因素。

　　(4) 各種添加物、防腐劑和殺菌劑的影響

　　3、 加熱后--熱死效果的檢驗(yàn)

　　腐敗菌受熱損傷后有如下表現(xiàn)：發(fā)育時(shí)的誘導(dǎo)期延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)需求增加;發(fā)育時(shí)最適pH范圍縮小;增殖時(shí)最適溫度范圍縮小;對(duì)抑制劑的敏感性增強(qiáng);細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生泄漏;對(duì)放射線的敏感性增加;細(xì)胞中酶的活力降低;核酸體的RNA分解等。

　　判斷腐敗菌是否被殺滅，需測(cè)定其熱死效果，常通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理后的細(xì)菌芽孢進(jìn)行再培養(yǎng)，以檢查是否仍有存活。選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基，如果腐敗菌沒(méi)有再生長(zhǎng)，說(shuō)明殺菌工藝適用。

　　(一)熱破壞反應(yīng)的反應(yīng)速率

　　食品中各成分的熱破壞反應(yīng)一般均遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，也就是說(shuō)各成分的熱破壞反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度呈正比關(guān)系。這一關(guān)系通常被稱(chēng)為"熱滅活或熱破壞的對(duì)數(shù)規(guī)律(logarithmic order of inactivation or destruction)"。這一關(guān)系意味著，在某一熱處理溫度(足以達(dá)到熱滅活或熱破壞的溫度)下，單位時(shí)間內(nèi)，食品成分被滅活或被破壞的比例是恒定的。

　　DT值

　　即指數(shù)遞減時(shí)間(Decimal reduction time)，是熱力致死速率曲線斜率的負(fù)倒數(shù)，可以認(rèn)為是在某一溫度下，每減少90%活菌(或芽孢)所需的時(shí)間，通常以分鐘為單位。

　　由于上述致死速率曲線是在一定的熱處理(致死)溫度下得出的，為了區(qū)分不同溫度下微生物的D值，一般熱處理的溫度T作為下標(biāo)，標(biāo)注在D值上，即為DT。很顯然，D值的大小可以反映微生物的耐熱性。在同一溫度下比較不同微生物的D值時(shí)，D值愈大，表示在該溫度下殺死90%微生物所需的時(shí)間愈長(zhǎng)，即該微生物愈耐熱。

　　必須指出，DT值是不受原始菌數(shù)影響的，但隨熱處理溫度不同而變化，溫度愈高，微生物的死亡速率愈大，DT值則愈小。

　　TDT值

　　即熱力致死時(shí)間(Thermal death time)。在一定時(shí)間內(nèi)(通常指1～10分鐘)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行熱處理時(shí)，從細(xì)菌死亡的最低熱處理溫度開(kāi)始的各個(gè)加熱期的溫度稱(chēng)為熱力致死溫度。

　　在某一恒定溫度(熱力致死溫度)條件下，將食品中的一定濃度的某種微生物活菌(細(xì)菌和芽孢)全部殺死所需要的時(shí)間(min)，一般用TDT值表示，同樣在右下角標(biāo)上殺菌溫度。

　　F值

　　F值又稱(chēng)殺菌值，是指在一定的致死溫度下將一定數(shù)量的某種微生物全部殺死所需的時(shí)間(min)。由于微生物的種類(lèi)和溫度均為特指，通常F值要采用上下標(biāo)標(biāo)注，以便于區(qū)分，即 。一般將標(biāo)準(zhǔn)殺菌條件下的記為F0在121.1℃熱力致死溫度下的腐敗菌的熱力致死時(shí)間，通常用F值表示。F值可用于比較相同Z值時(shí)腐敗菌的耐熱性，它與菌的熱死試驗(yàn)時(shí)的原始菌數(shù)有關(guān)，隨所指定的溫度、菌種、菌株及所處環(huán)境不同而變化。

　　Z值

　　當(dāng)熱力致死時(shí)間減少1/10或增加10倍時(shí)所需提高或降低的溫度值，一般用Z值表示。Z值是衡量溫度變化時(shí)微生物死滅速率變化的一個(gè)尺度。

　　TRT值

　　即熱力指數(shù)遞減時(shí)間。在某特定的熱死溫度下，將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到10-n時(shí)所需的熱處理時(shí)間，。它是指在一定的致死溫度下將微生物的活菌數(shù)減少到某一程度如10-n或1/10n(即原來(lái)活菌數(shù)的1/10n)所需的時(shí)間(min)，記為T(mén)RTn，單位為分鐘，n就是遞減指數(shù)。

　　很顯然： 。可以看出，TRT值不受原始微生物活菌數(shù)影響，可以將它用作確定殺菌工藝條件的依據(jù)，這比用前述的受原始微生物活菌數(shù)影響的TDT值要更方便有利。TRTn值象D值一樣將隨溫度而異，當(dāng)n=1，TRT1=D。若以D的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，加熱溫度T為橫坐標(biāo)，根據(jù)D和T的關(guān)系可以得到一與擬熱力致死時(shí)間曲線相同的曲線，也稱(chēng)為T(mén)RT1曲線。

　　低溫長(zhǎng)時(shí)殺菌法

　　(一) 概念

　　低溫長(zhǎng)時(shí)殺菌法也稱(chēng)為巴氏殺菌。相對(duì)于商業(yè)殺菌而言，巴氏殺菌是一種較溫和的熱殺菌形式，巴氏殺菌的處理溫度通常在100℃以下，典型的巴氏殺菌的條件是62.8℃/30min，達(dá)到同樣的巴氏殺菌效果，可以有不同的溫度、時(shí)間組合。巴氏殺菌可使食品中的酶失活，并破壞食品中熱敏性的微生物和致病菌。巴氏殺菌的目的及其產(chǎn)品的貯藏期主要取決于殺菌條件、食品成分(如pH值)和包裝情況。對(duì)低酸性食品(pH>4.6)，其主要目的是殺滅致病菌，而對(duì)于酸性食品，還包括殺滅腐敗菌和鈍化酶。

　　(二) 特點(diǎn)

　?、俸?jiǎn)單、方便，殺菌效果達(dá)99%，致病菌完全被殺死;

　?、诓荒軞⑺朗葻?、耐熱性細(xì)菌、孢子，以及一些殘存的酶類(lèi);

　?、墼O(shè)備較龐大，殺菌時(shí)間較長(zhǎng);

　　高溫短時(shí)殺菌法

　　(一) 概念

　　高溫短時(shí)殺菌法主要是指食品經(jīng)100℃以上，130℃以下的殺菌處理。主要應(yīng)用于pH>4.5的低酸性食品的殺菌。

　　(二) 特點(diǎn)

　?、僬嫉厣伲o湊(僅為單缸法的占地面積的20%)

　?、谔幚砹看?，連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)省熱源，成本低;

　　③可于密閉條件下進(jìn)行操作，減少污染的機(jī)會(huì)。但殺菌后的細(xì)菌殘存數(shù)會(huì)比低溫長(zhǎng)時(shí)殺菌法高;

　　④加熱時(shí)間短，營(yíng)養(yǎng)成分損失少，乳質(zhì)量高，無(wú)燜煮味;

　?、菘膳cCIP(原地?zé)o拆卸循環(huán)清洗系統(tǒng))清洗配套，省勞力，提高效率;

　　⑥溫度控制檢測(cè)系統(tǒng)要求嚴(yán)格(儀表要準(zhǔn)確)

　　(三)設(shè)備適用范圍

　　需要快速有效的熱傳導(dǎo)，通常采用刮板式或管式熱交換器。這種方式適用于液體或小顆粒混合體。但如果是很粘稠的液體或顆粒直徑大于3cm時(shí)，加熱就會(huì)受到熱傳導(dǎo)的控制，此時(shí)產(chǎn)品就需要受熱數(shù)分鐘才能達(dá)到殺菌要求，這樣產(chǎn)品的質(zhì)量、營(yíng)養(yǎng)成分和口感會(huì)受到影響。

　　通常采用熱水或蒸汽加熱的管式或刮板式熱交換器。

　　超高溫瞬時(shí)殺菌

　　特點(diǎn)

　?、贉囟瓤刂茰?zhǔn)確，設(shè)備精密;

　?、跍囟雀撸瑲⒕鷷r(shí)間極短，殺菌效果顯著，引起的化學(xué)變化少;

　　③適于連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn);

　?、苷羝屠湓吹南谋雀邷囟虝r(shí)殺菌法HTST高。

　　蒸汽噴射式加熱滅菌法

　　(一) 概念

　　是指采用蒸汽噴射的UHT滅菌法，通常叫做直接蒸汽噴射或DSI。

　　在最后的滅菌階段將產(chǎn)品與蒸汽在一定的壓力下混合，蒸汽釋放出潛熱將產(chǎn)品快速加熱至滅菌溫度。這種直接加熱系統(tǒng)加熱產(chǎn)品的速度比其它任何間接系統(tǒng)都要快。

　　(二) 特點(diǎn)

　　1、加熱和冷卻速度較快，UHT瞬時(shí)加熱更容易通過(guò)直接加熱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　2、能加工粘度高的產(chǎn)品，尤其對(duì)那些不能通過(guò)板式熱交換器進(jìn)行良好加工的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它不容易形成結(jié)垢。但蒸汽壓力將限制設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3、產(chǎn)品滅菌后需要進(jìn)行無(wú)菌均質(zhì)，由此設(shè)備本身的成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本大大增加。

　　4、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置大多是非標(biāo)準(zhǔn)型，系統(tǒng)成本是同等處理能力的板式或管式加熱系統(tǒng)的兩倍。

　　5、運(yùn)轉(zhuǎn)成本高，能量回收的限制性使加熱成本增加。但從某種程度上說(shuō)，該系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間可適當(dāng)彌補(bǔ)其高成本的缺陷。尤其對(duì)于牛乳來(lái)說(shuō)，間接系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，直接加熱體系更符合產(chǎn)品的特性和質(zhì)量要求。

　　二次滅菌法

　　(一) 概念

　　二次滅菌法按設(shè)備運(yùn)行方式可分為間歇式和連續(xù)式。

　　間歇式是指產(chǎn)品第一次滅菌采用管式超高溫滅菌機(jī)，然后經(jīng)灌裝、封蓋后放入間歇式滅菌器內(nèi)進(jìn)行第二次滅菌。

　　連續(xù)式是指產(chǎn)品第一次滅菌采用管式或板式超高溫滅菌機(jī)，第二次滅菌采用連續(xù)式滅菌機(jī)。該法滅菌處理的產(chǎn)品保存期長(zhǎng)，有利于長(zhǎng)途儲(chǔ)運(yùn)。

　　(二) 特點(diǎn)

　　1、 間歇式二次滅菌法設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較低，但產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　2、 連續(xù)式二次滅菌線的特點(diǎn)是投資大，產(chǎn)量高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

　　3、 二次滅菌機(jī)是二次滅菌生產(chǎn)線的核心設(shè)備，要求其升溫、降溫快，傳熱均勻，盡量減小熱沖擊和熱慣性，性能良好，嚴(yán)格執(zhí)行滅菌規(guī)程。

　　殺菌方法的選擇

　　選擇熱殺菌方法和條件時(shí)應(yīng)遵循下列基本原則：

　　(一)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的熱處理目的

　　1、 以加工為主：

　　熱處理后食品應(yīng)滿(mǎn)足熱加工的要求。

　　2、 以保藏為主要目的：

　　熱處理后的食品應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的殺菌、鈍化酶等目的。

　　(二)應(yīng)盡量減少熱處理造成的食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和損失

　　熱處理過(guò)程要重視熱能在食品中的傳遞特征與實(shí)際效果，滿(mǎn)足食品衛(wèi)生的要求，不應(yīng)產(chǎn)生有害物質(zhì)。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品熱處理的目的選擇優(yōu)化方法。

　　熱處理的一些優(yōu)化方法

　　熱處理的種類(lèi) 優(yōu)化方法

　　熱 燙 考慮非熱損失所造成的營(yíng)養(yǎng)成分的損失(如瀝濾、氧化降解等)。

　　巴氏殺菌 若食品中無(wú)耐熱性的酶存在時(shí)，盡量采用高溫短時(shí)工藝。

　　商業(yè)殺菌 對(duì)對(duì)流傳熱和無(wú)菌包裝的產(chǎn)品，在耐熱性酶不成為影響工藝的主要因素時(shí)，盡量采用高溫短時(shí)工藝。對(duì)傳導(dǎo)傳熱的產(chǎn)品，一般難于采用高溫短時(shí)工藝。

　　熱能在食品中的傳遞

　　在計(jì)算熱處理的效果時(shí)必需知道兩方面的信息，一是微生物等食品成分的耐熱性參數(shù)，另一是食品在熱處理中的溫度變化過(guò)程。

　　(一)罐頭容器內(nèi)食品的傳熱

　　影響容器內(nèi)食品傳熱的因素包括：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);食品和容器的物理性質(zhì);加熱介質(zhì)(蒸汽)的溫度和食品初始溫度之間的溫度差;容器的大小。

　　要能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)罐頭食品在熱處理中的受熱程度，必須找出能代表罐頭容器內(nèi)食品溫度變化的溫度點(diǎn)，通常人們選罐內(nèi)溫度變化最慢的冷點(diǎn)(Cold point)溫度，加熱時(shí)該點(diǎn)的溫度最低(此時(shí)又稱(chēng)最低加熱溫度點(diǎn)，Slowest heating point)，冷卻時(shí)該點(diǎn)的溫度最高。熱處理時(shí)，若處于冷點(diǎn)的食品達(dá)到熱處理的要求，則罐內(nèi)其它各處的食品也肯定達(dá)到或超過(guò)要求的熱處理程度。

　　罐頭冷點(diǎn)的位置與罐內(nèi)食品的傳熱情況有關(guān)。

　　1、傳導(dǎo)傳熱方式的罐頭：

　　由于傳熱的過(guò)程是從罐壁傳向罐頭的中心處，罐頭的冷點(diǎn)在罐內(nèi)的幾何中心。

　　2、對(duì)流傳熱的罐頭：

　　由于罐內(nèi)食品發(fā)生對(duì)流，熱的食品上升，冷的食品下降，罐頭的冷點(diǎn)將向下移，通常在罐內(nèi)的中心軸上罐頭幾何中心之下的某一位置。

　　3、傳導(dǎo)和對(duì)流混合傳熱的罐頭：

　　其冷點(diǎn)在上述兩者之間。

　　(二)評(píng)價(jià)熱穿透的數(shù)據(jù)

　　測(cè)定熱處理時(shí)傳熱的情況，應(yīng)以冷點(diǎn)的溫度變化為依據(jù)，通常測(cè)溫儀是用銅?康銅為熱電偶利用其兩點(diǎn)上出現(xiàn)溫度差時(shí)測(cè)定其電位差，再換算成溫度的原理。

　　在評(píng)價(jià)熱處理的效果(如采用一般法計(jì)算殺菌強(qiáng)度F值)時(shí)，需要應(yīng)用熱穿透的有關(guān)數(shù)據(jù)，這時(shí)應(yīng)首先畫(huà)出罐頭內(nèi)部的傳熱曲線，求出其有關(guān)的特性值。

　　傳熱曲線

　　傳熱曲線是將測(cè)得罐內(nèi)冷點(diǎn)溫度(Tp)隨時(shí)間的變化畫(huà)在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上所得的曲線。作圖時(shí)以冷點(diǎn)溫度與殺菌鍋內(nèi)加熱溫度(Th)或冷卻溫度(Tc)之差(Th-Tp或Tp-Tc )的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，得到相應(yīng)的加熱曲線或冷卻曲線。為了避免在坐標(biāo)軸上用溫差表示，可將用于標(biāo)出傳熱曲線的坐標(biāo)紙上下倒轉(zhuǎn)180度，縱坐標(biāo)標(biāo)出相應(yīng)的冷點(diǎn)溫度值(Tp )。

　　以加熱曲線為例，縱坐標(biāo)的起點(diǎn)為T(mén)h-Tp =1(理論上認(rèn)為在加熱結(jié)束時(shí)，Tp 可能非常接近Th，但Th-Tp ≠0)，相應(yīng)的Tp 值為T(mén)h-1，即縱坐標(biāo)上最高線標(biāo)出的溫度應(yīng)比殺菌溫度低一度(℃)，第一個(gè)對(duì)數(shù)周期坐標(biāo)的坐標(biāo)值間隔為1℃，第二個(gè)對(duì)數(shù)周期坐標(biāo)的坐標(biāo)值間隔為10℃，這樣依次標(biāo)出其余的溫度值。

　　殺菌條件的計(jì)算

　　食品熱殺菌的條件主要是殺菌值和殺菌時(shí)間，目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算方法有三種：改良基本法、公式法和列線圖解法。

　　(一)改良基本法

　　1920年比奇洛(Bigelow)首先創(chuàng)立了罐頭殺菌理論，提出推算殺菌時(shí)間的基本法(The general mathod)，又稱(chēng)基本推算法。該方法提出了部分殺菌率的概念，它通過(guò)計(jì)算包括升溫和冷卻階段在內(nèi)的整個(gè)熱殺菌過(guò)程中的不同溫度-時(shí)間組合時(shí)的致死率，累積求得整個(gè)熱殺菌過(guò)程的致死效果。1923年鮑爾(Ball)根據(jù)加熱殺菌過(guò)程中罐頭中心所受的加熱效果用積分計(jì)算殺菌效果的方法，形成了改良基本法(Improved general method)。該法提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，成為一種廣泛使用的方法。

　　在殺菌過(guò)程中，食品的溫度會(huì)隨著殺菌時(shí)間的變化而不斷發(fā)生變化，當(dāng)溫度超過(guò)微生物的致死溫度時(shí)，微生物就會(huì)出現(xiàn)死亡。溫度不同，微生物死亡的速率不同。在致死溫度停留一段時(shí)間就有一定的殺菌效果?？梢园颜麄€(gè)殺菌過(guò)程看成是在不同殺菌溫度下停留一段時(shí)間所取得的殺菌效果的總和。

　　(二)公式計(jì)算法

　　此法是由鮑爾提出，后經(jīng)美國(guó)制罐公司熱工學(xué)研究組簡(jiǎn)化，用來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單型和轉(zhuǎn)折型傳熱曲線上殺菌時(shí)間和F值。簡(jiǎn)化雖然會(huì)引入一些誤差但影響不大。此法已經(jīng)列入美國(guó)FDA的有關(guān)規(guī)定中，在美國(guó)得到普遍應(yīng)用。

　　公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過(guò)程中罐內(nèi)容物溫度的變化在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上所繪出的加熱曲線，以及殺菌結(jié)束冷卻水立即進(jìn)入殺菌鍋進(jìn)行冷卻的曲線才能進(jìn)行推算并找出答案。它的優(yōu)點(diǎn)是可以在殺菌溫度變更時(shí)算出殺菌時(shí)間，其缺點(diǎn)是計(jì)算繁瑣、費(fèi)時(shí)，還容易在計(jì)算中發(fā)生錯(cuò)誤，又要求加熱曲線必須呈有規(guī)則的簡(jiǎn)單型加熱曲線或轉(zhuǎn)折型加熱曲線，才能求得較正確的結(jié)果。

　　近幾十年來(lái)許多學(xué)者對(duì)這種方法進(jìn)行了研究，以達(dá)到既正確又簡(jiǎn)單，且應(yīng)用方便的目的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，公式法和改良適用法一樣準(zhǔn)確，但更為快速、簡(jiǎn)潔。

　　(三)列線圖法

　　列線圖法是將有關(guān)參數(shù)制成列線計(jì)算圖，利用該圖計(jì)算出殺菌值和殺菌時(shí)間。該法適用于Z=10℃，m+g=76.66℃的任何簡(jiǎn)單型加熱曲線，快捷方便，但不能用于轉(zhuǎn)折型加熱曲線的計(jì)算。當(dāng)有關(guān)數(shù)據(jù)越出線外時(shí)，也不能用此法計(jì)算。

　　殺菌條件的確定

　　確定食品熱殺菌條件時(shí)，應(yīng)考慮影響熱殺菌的各種因素。食品的熱殺菌以殺菌和抑酶為主要目的，應(yīng)基于微生物和酶的耐熱性，并根據(jù)實(shí)際熱處理時(shí)的傳熱情況，選擇食品熱殺菌條件，以確定達(dá)到殺菌和抑酶的最小熱處理程度。熱殺菌技術(shù)的研究動(dòng)向集中在熱殺菌條件的最優(yōu)化、新型熱殺菌方法和設(shè)備開(kāi)發(fā)方面。熱殺菌條件的最優(yōu)化就是協(xié)調(diào)熱殺菌的溫度時(shí)間條件，使熱殺菌達(dá)到期望的目標(biāo)，而盡量減少不需要的作用。

　　熱殺菌的方法和工藝與殺菌的設(shè)備密切相關(guān)，良好的殺菌設(shè)備是保證殺菌操作完善的必要條件。目前使用的殺菌設(shè)備種類(lèi)較多，不同的殺菌設(shè)備所使用的加熱介質(zhì)和加熱的方式、可達(dá)到的工藝條件以及自動(dòng)化的程度不盡相同。殺菌設(shè)備除了具有加熱、冷卻裝置外，一般還具有進(jìn)出料(罐)傳動(dòng)裝置、安全裝置和自動(dòng)控制裝置等。

　　相關(guān)設(shè)備與裝置

　　間歇式 連續(xù)式

　　立式殺菌鍋 　　　　　　 噴淋連續(xù)殺菌機(jī)

　　臥式殺菌鍋 　　　　　　 靜水壓式殺菌機(jī)

　　淋水式殺菌鍋 　　　　　 水封式連續(xù)高壓殺菌鍋

　　全水回轉(zhuǎn)式殺菌鍋 　　 　超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)

　　罐頭食品熱殺菌條件的確定

　　(一)實(shí)罐試驗(yàn)

　　以滿(mǎn)足理論計(jì)算的殺菌值(F0)為目標(biāo)，熱殺菌可以有各種不同殺菌溫度-時(shí)間的組合。

　　實(shí)罐試驗(yàn)的目的就是根據(jù)罐頭食品質(zhì)量，生產(chǎn)能力等綜合因素選定殺菌條件，使熱殺菌既能達(dá)到殺菌安全的要求，又能維持其高質(zhì)量，在經(jīng)濟(jì)上也最合理。

　　(二)實(shí)罐接種的殺菌試驗(yàn)

　　將常見(jiàn)導(dǎo)致罐頭腐敗的細(xì)菌或芽孢定量接種在罐頭內(nèi)，在所選定的殺菌溫度中進(jìn)行不同時(shí)間的殺菌，再保溫檢查其腐敗率。

　　通常采用將耐熱性強(qiáng)的腐敗菌接種于數(shù)量較少的罐頭內(nèi)進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，藉以確證殺菌條件的安全程度。如實(shí)罐接種殺菌試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果很接近，這對(duì)所訂殺菌條件的合理性和安全性有了更可靠的保證和高度的信心。

　　1、試驗(yàn)用微生物

　　(1) 低酸性食品：梭狀產(chǎn)芽孢桿菌(Clostridium sporogenses)PA3679芽孢

　　(2) pH3.7以下酸性食品：巴氏固氮梭狀芽孢桿菌(Clostridium pasteurianum)

　　或凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans)芽孢

　　(3) 高酸性食品：乳酸菌，酵母

　　2、實(shí)罐接種方法

　　(1) 對(duì)流傳熱的產(chǎn)品

　　可接種在罐內(nèi)任何處。

　　(2) 傳導(dǎo)傳熱產(chǎn)品

　　盡可能接種在冷點(diǎn)位置。

　　4、試驗(yàn)分組

　　根據(jù)殺菌條件的理論計(jì)算，按殺菌時(shí)間的長(zhǎng)短至少分為5組，其中1組為殺菌時(shí)間最短，試樣腐敗率達(dá)到100%;1組為殺菌時(shí)間最長(zhǎng)，預(yù)計(jì)可達(dá)0%的腐敗率;其余3組的殺菌時(shí)間將出現(xiàn)不同的腐敗率，通常殺菌時(shí)間在30～100之間，每隔5分鐘為1組，比較理想的是根據(jù)F值隨溫度提高時(shí)按對(duì)數(shù)規(guī)律遞減情況，F(xiàn)值可按0.5、1.0、2.0、4.0、6.0，確定不同加熱時(shí)間加以分組。每次試驗(yàn)要控制為5組，否則罐數(shù)太多，封罐前后停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將影響試驗(yàn)結(jié)果。因此試驗(yàn)要求在一天內(nèi)完成，并用同一材料。

　　對(duì)照組的罐頭也應(yīng)有3～5組，以便核對(duì)自然污染微生物的耐熱性，同時(shí)用來(lái)檢查核對(duì)二重卷邊是否良好，罐內(nèi)凈重、瀝干重和頂隙度等。還將用6～12罐供測(cè)定冷點(diǎn)溫度之用。

　　5、試驗(yàn)記錄

　　試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄。

　　A.接種微生物菌名和編號(hào);

　　B.接種菌液量、接種菌數(shù)和接種方法;

　　C.各操作時(shí)間(如預(yù)處理時(shí)間、裝罐時(shí)間、排氣、封罐前停留時(shí)間等);

　　D.熱燙溫度與時(shí)間;

　　E.裝罐溫度;

　　F.裝罐重量;

　　G.內(nèi)容物粘度(如果它為重要因子);

　　H.頂隙度;

　　I.鹽水或湯汁的濃度;

　　J.熱排氣溫度與時(shí)間;

　　K.封罐和蒸汽噴射條件;

　　L.真空度(指真空封罐);

　　M.封罐時(shí)內(nèi)容物溫度;

　　N.殺菌前罐頭初溫;

　　O.殺菌升溫時(shí)間;

　　P.殺菌過(guò)程中各階段的溫度和時(shí)間;

　　Q.殺菌鍋上儀表(壓力表、水銀溫度計(jì)、溫度紀(jì)錄儀)指示值;

　　R.冷卻條件。

　　(三)保溫貯藏試驗(yàn)

　　接種實(shí)罐試驗(yàn)后的試樣要在恒溫下進(jìn)行保溫試驗(yàn)。培養(yǎng)溫度依據(jù)試驗(yàn)菌的不同而不同：

　　霉菌：21.1～26.7℃

　　嗜溫菌和酵母：26.7～32.2℃

　　凝結(jié)芽孢桿菌：35.0～43.2℃

　　嗜熱菌：50.0～57.2℃

　　保溫試驗(yàn)樣品應(yīng)每天觀察其容器外觀有無(wú)變化，當(dāng)罐頭脹罐后即取出，并存放在冰箱中。

　　保溫試驗(yàn)完成后，將罐頭在室溫下放置冷卻過(guò)夜，然后觀察其容器外觀、罐底蓋是否膨脹，是否低真空，然后對(duì)全部試驗(yàn)罐進(jìn)行開(kāi)罐檢驗(yàn)，觀察其形態(tài)、色澤、pH值和粘稠性等，并一一記錄其結(jié)果。接種肉毒桿菌試樣要做毒性試驗(yàn)，也可能有的罐頭產(chǎn)毒而不產(chǎn)氣。

　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)容器外觀和內(nèi)容物性狀與原接種試驗(yàn)菌所應(yīng)出現(xiàn)的征狀有差異時(shí)，可能是漏罐污染或自然界污染了耐熱性更強(qiáng)的微生物造成，這就要進(jìn)行腐敗原因菌的分離試驗(yàn)。

　　(四)生產(chǎn)線上實(shí)罐試驗(yàn)

　　接種實(shí)罐試驗(yàn)和保溫試驗(yàn)結(jié)果都正常的罐頭加熱殺菌條件，就可以進(jìn)入生產(chǎn)線的實(shí)罐試驗(yàn)作最后驗(yàn)證。試樣量至少100罐以上，試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定并做好記錄：

　　A. 熱燙溫度與時(shí)間;

　　B. 裝罐溫度;

　　C. 裝罐量(固形物、湯汁量);

　　D. 粘稠度(咖喱、濃湯類(lèi)產(chǎn)品);

　　E. 頂隙度;

　　F. 鹽水或湯汁的溫度;

　　G. 鹽水或湯汁的濃度;

　　H. 食品的pH值;

　　I. 食品的水分活性;

　　J. 封罐機(jī)蒸汽噴射條件;

　　K. 真空度(指封罐機(jī));

　　L. 封罐時(shí)食品的溫度;

　　M. 加熱殺菌前食品每克(或每毫升)含微生物的平均數(shù)及其波動(dòng)值，取樣次數(shù)為5~10次。pH3.7以下的高酸性食品檢驗(yàn)乳酸菌和酵母; pH3.7~5.0的酸性食品檢驗(yàn)嗜溫性需氧菌芽孢數(shù)(如果可能的話，嗜溫性厭氧菌芽孢數(shù)也要檢驗(yàn));pH5.0以上的低酸性食品檢驗(yàn)嗜溫性需氧菌芽孢數(shù)、嗜熱性需氧菌芽孢數(shù)(如果可能的話，嗜溫性厭氧菌芽孢數(shù)也要檢驗(yàn))，這對(duì)于保證殺菌條件的最低極限十分必要。

　　N. 殺菌前的罐頭初溫;

　　O. 殺菌升溫時(shí)間;

　　P. 殺菌溫度和時(shí)間;

　　Q. 殺菌鍋上壓力表、水銀溫度計(jì)、溫度記錄儀的指示值;

　　R. 殺菌鍋內(nèi)溫度分布的均勻性;

　　S. 罐頭殺菌時(shí)測(cè)點(diǎn)溫度(冷點(diǎn)溫度)的記錄及其F值;

　　T. 罐頭密封性的檢查及其結(jié)果。

　　生產(chǎn)線實(shí)罐試樣也要經(jīng)歷保溫試驗(yàn)，希望保溫3～6個(gè)月，當(dāng)保溫試樣開(kāi)罐后檢驗(yàn)結(jié)果顯示內(nèi)容物全部正常，即可將此殺菌條件作為生產(chǎn)上使用，如果發(fā)現(xiàn)試樣中有腐敗菌，則要進(jìn)行原因菌的分離試驗(yàn)。

　　干熱殺菌：

　　微波采用灼燒或干熱空氣滅菌，稱(chēng)為干熱滅菌。雖然干燥主熱空氣的穿透力不如濕熱蒸汽強(qiáng)，但它使用方便，適用于玻璃器皿和瓷器等物的滅菌，故廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)踐。

　　殺菌作用的機(jī)理

　　干熱是指相對(duì)濕度在20%以下的高熱。干熱消毒滅菌是由空氣導(dǎo)熱，傳熱效果較慢。一般繁殖體在干熱80-100℃中經(jīng)1小時(shí)可以殺死，芽胞需160-170℃經(jīng)2小時(shí)方可殺死。

　　干熱滅菌是利用高溫殺死微生物的方法之一。通常采用很高的溫度，例如火焰直接加熱，或選擇160～180℃的熱風(fēng)處理。

　　微生物組成的最重要成份是蛋白質(zhì)、核酸等，當(dāng)遇到高溫時(shí)會(huì)引起蛋白質(zhì)和核酸不可逆的變性或凝固，使細(xì)胞失去了生理機(jī)能，停止生長(zhǎng)發(fā)育，直至死滅。此外高溫還可破壞細(xì)胞的其他組成，或者使細(xì)胞的脂肪膜受熱溶解而形成了極大的孔，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物泄漏而引起死亡，從而達(dá)到高溫滅菌的效果。

　　火焰滅菌法

　　(一) 概念

　　火焰滅菌法是通過(guò)火焰高溫灼燒進(jìn)行滅菌的方法

　　(二) 應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。

　　1、 接種操作：

　　耐熱的接種環(huán)、接種鏟、接種匙、接種針等，通過(guò)火焰灼燒，可徹底滅菌，試管口和玻璃瓶口，通過(guò)幾次火焰，溫度可達(dá)200℃以上，一切微生物和芽孢，可全部殺死，達(dá)到無(wú)菌程度。

　　2、 罐頭工業(yè)

　　罐頭工業(yè)中的火焰殺菌是利用火焰直接加熱罐頭，是一種常壓下的高溫短時(shí)殺菌。

　　殺菌時(shí)罐頭經(jīng)預(yù)熱后在高溫火焰(溫度達(dá)1300℃以上)上滾過(guò)，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫，維持一段較短時(shí)間后，經(jīng)水噴淋冷卻。

　　罐內(nèi)食品可不需要湯汁作為對(duì)流傳熱的介質(zhì)，內(nèi)容物中固形物含量高。

　　由于滅菌時(shí)罐內(nèi)壓較高，一般只用于小型金屬罐。此法的殺菌溫度較難控制(一般以加入后測(cè)定罐頭輻射出的熱量確定。)

　　熱風(fēng)滅菌法

　　(一) 概念

　　熱風(fēng)滅菌是利用加熱的高溫空氣進(jìn)行滅菌的方法。

　　(二) 特點(diǎn)

　　1、 該滅菌法適用于玻璃器皿、瓷器、不銹鋼器皿以及明膠海棉、液體石蠟、各種粉劑、軟膏等，不適用于液體材料滅菌。

　　2、 由于干熱空氣穿透力差，加之微生物蛋白質(zhì)在干燥條件下，不易凝固變質(zhì)，故干熱滅菌溫度，一般要求掌握在160℃，維持2小時(shí)。

　　3、 干熱烤箱是干熱滅菌的常用儀器，它是通過(guò)電熱絲進(jìn)行加溫和調(diào)溫的。通電加熱后的空氣在一定空間不斷對(duì)流，產(chǎn)生均一效應(yīng)的熱空氣直接穿透物體。一般繁殖體在干熱80-100℃中經(jīng)1小時(shí)可以殺死，芽胞、病毒需160-170℃經(jīng)2小時(shí)方可殺死。

　　(三) 操作注意事項(xiàng)

　　1、 干熱滅菌溫度超過(guò)170℃,包裝滅菌用品的紙張或棉花、布類(lèi),會(huì)被熱空氣烤焦，甚至有著火燃燒的危險(xiǎn)。

　　2、 操作干熱滅菌箱，滅菌后待箱內(nèi)溫度降至50-40℃以下才能開(kāi)啟柜門(mén)，以防炸裂。

　　主要設(shè)備和裝置

　　(一) 設(shè)備組成

　　干熱滅菌的主要設(shè)備有干熱滅菌柜、隧道滅菌系統(tǒng)。干熱滅菌設(shè)備一般由下列幾個(gè)重要部分組成：

　　1、 加熱器

　　它是干熱滅菌設(shè)備的主要組成部分，對(duì)滅菌效果的好壞影響極大。

　　2、高效過(guò)濾器

　　用于除去內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)中產(chǎn)生的塵埃物質(zhì)，防止排風(fēng)倒流的污染。

　　3、緩沖板、風(fēng)閥、氣流調(diào)節(jié)器或空氣檔板

　　緩沖板或空氣檔板用于控制干熱滅菌器的空氣流量;氣流調(diào)節(jié)器用于滅菌器腔室內(nèi)的正壓控制。

　　4、風(fēng)機(jī)

　　對(duì)干熱滅菌器中的氣流循環(huán)影響很大，保證熱風(fēng)循環(huán)的良好狀態(tài)。

　　5、傳送帶(僅適用于連續(xù)法)

　　傳送帶的速度，在連續(xù)傳送干熱滅菌系統(tǒng)中是十分重要的，其傳送速度決定了物料經(jīng)過(guò)滅菌器時(shí)所接受的熱量以及相應(yīng)的滅菌效果。 6、運(yùn)行連鎖控制系統(tǒng)

　　防止滅菌物品在低于滅菌溫度的情況下通過(guò)滅菌器。

　　7、溫度控制器及記錄儀

　　將溫度探測(cè)、傳感系統(tǒng)的溫度讀數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤地記錄清楚。

　　工藝設(shè)備控制的關(guān)鍵因素 ：

　　(一) 干熱殺菌適用范圍

　　可用于能耐受較高溫度，卻不宜被蒸汽穿透，或者易被濕熱破壞的物品的滅菌。

　　(二) 殺菌工藝效果評(píng)價(jià)

　　1、 致死率F0值：

　　類(lèi)似于濕熱滅菌系統(tǒng)驗(yàn)證中使用的F0值，是將時(shí)間與濕度條件的改變折算成170℃時(shí)的相當(dāng)時(shí)間，同時(shí)設(shè)定Z值為20℃即FH值。BP1993年版規(guī)定，僅以滅菌為最終目的干熱滅菌系統(tǒng)，必須保證其最小的FH值大于170℃60min。

　　2、 生物指示劑--微生物殘存率

　　對(duì)于采用干熱存活概率法滅菌的系統(tǒng)，驗(yàn)證結(jié)果應(yīng)能證明其滅菌過(guò)程保證對(duì)耐熱微生物的殺滅效果達(dá)到認(rèn)可的低存活概率，一般未被殺滅的概率為10-6。

　　對(duì)于采用干熱過(guò)度殺滅法滅菌系統(tǒng)的驗(yàn)證結(jié)果，應(yīng)證明其滅菌過(guò)程保證對(duì)干熱呈高度耐受性的微生物產(chǎn)生大于12個(gè)log的遞減，取得低于10-12的微生物存活概率。

　　(三)殺菌設(shè)備的控制

　　1、 加熱器

　　加熱器故障是造成干熱滅菌設(shè)備滅菌效果下降的主要原因之一，其主要表現(xiàn)為升溫速度下降;影響熱分布;產(chǎn)生塵埃物質(zhì)。而造成加熱器故障的原因，主要是加熱器的長(zhǎng)期使用或通過(guò)加熱器的空氣質(zhì)量較差所致。所以一般應(yīng)在滅菌器的加熱系統(tǒng)配置電流監(jiān)測(cè)器，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其故障。

　　2、 高效過(guò)濾器

　　必須滿(mǎn)足干熱滅菌工藝用風(fēng)量的要求，并能承受相應(yīng)的風(fēng)壓。

　　3、 緩沖板或空氣檔板

　　用于控制干熱滅菌器的空氣流量，多安裝于進(jìn)風(fēng)或排風(fēng)風(fēng)管或加熱器附近

　　4、氣流調(diào)節(jié)器

　　用于正壓控制，可以安裝在排風(fēng)系統(tǒng)中的防止倒流風(fēng)污染的高效過(guò)濾器附近，通過(guò)控制排風(fēng)量控制正壓，也可以用氣流調(diào)節(jié)器控制進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量以保持正壓。

　　一般情況下，干熱滅菌器腔室內(nèi)的壓力略高于其相臨的非無(wú)菌區(qū)而略低于其相臨的無(wú)菌區(qū)。

　　5、風(fēng)機(jī)

　　風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)該可以測(cè)量，并可調(diào)整，必要時(shí)可以要求供應(yīng)商將此項(xiàng)要求增加到其設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)風(fēng)量的測(cè)量指示值，可以為設(shè)備使用過(guò)程中檢查風(fēng)機(jī)狀態(tài)提供依據(jù)。

　　6、傳送帶(僅適用于連續(xù)法)

　　生產(chǎn)工藝中有必要保存每次滅菌過(guò)程的傳送速度的記錄。同時(shí)干熱滅菌器的SOP，也應(yīng)明確規(guī)定各種滅菌過(guò)程傳送帶的運(yùn)行速度范圍，此運(yùn)行速度范圍應(yīng)是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證確定的。

　　7、運(yùn)行連鎖控制系統(tǒng)

　　干熱滅菌器中連鎖控制系統(tǒng)設(shè)有：門(mén)連鎖控制系統(tǒng);壓力傳感器;溫度傳感、控制、停止傳送帶運(yùn)行的連鎖控制裝置等，以保證在任何情況下出現(xiàn)溫度低于設(shè)計(jì)要求時(shí)防止滅菌物品在低于滅菌溫度的情況下通過(guò)滅菌器。

　　8、溫度控制器及記錄儀

　　在干熱滅菌系統(tǒng)中，溫度探測(cè)、傳感、控制、記錄系統(tǒng)是整個(gè)滅菌過(guò)程控制的基礎(chǔ)，其控制系統(tǒng)必須能保證滅菌器腔室內(nèi)滅菌溫度可以保持在設(shè)定的滅菌溫度范圍內(nèi)，其記錄系統(tǒng)必須將溫度探測(cè)、傳感系統(tǒng)的溫度讀數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤地記錄清楚。

　　微波的概念和性質(zhì)：

　　(一) 概念

　　微波(microwave)是指波長(zhǎng)約1m～10mm的電磁波，常分為米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個(gè)波段。

　　微波的頻率(300MHz～300GHz)，介于無(wú)線電頻率(超短波)和遠(yuǎn)紅外線頻率(低頻端)之間。由于其頻率很高，在某些場(chǎng)合也叫超高頻電磁波。

　　(二) 性質(zhì)

　　1、波動(dòng)特性

　　2、直線傳播

　　3、微波能量具有空間分布性質(zhì)

　　4、微波能量以交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的互相感應(yīng)的形式傳輸。

　　微波應(yīng)用的范疇和特點(diǎn)

　　(一) 應(yīng)用范疇

　　目前工業(yè)上只有915MHz (美國(guó)用896MHz)和2450MHz兩個(gè)頻率被廣泛應(yīng)用。

　　(二) 特點(diǎn)

　　1、加熱效率高，節(jié)約能源

　　2、加熱速度快，易控制

　　3、不同食品成分對(duì)微波能有不同的選擇吸收性

　　4、水分調(diào)平作用

　　5、有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量

　　6、微波加熱設(shè)備體積較小，占用廠房面積小

　　發(fā)展概況

　　微波加熱用于工業(yè)開(kāi)始于二十世紀(jì)七十年代末。由于能源成本的提高，促使人們尋找更有效的工業(yè)加熱和干燥的方法。微波作為熱源，具有加熱速度快，能量利用率高的特點(diǎn)，因此微波加熱技術(shù)和微波爐應(yīng)用獲得迅速發(fā)展。

　　微波加熱原理

　　食品微波處理主要是利用微波的熱效應(yīng)。食品中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都屬于電介質(zhì)。電介質(zhì)吸收微波能使介質(zhì)溫度升高，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)介電加熱。

　　(一) 離子極化

　　溶液中的離子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生離子極化。離子帶有電荷從電場(chǎng)獲得動(dòng)能，相互發(fā)生碰撞作用，可以將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱。

　　(二) 偶極子轉(zhuǎn)向

　　有些電介質(zhì)，分子的正負(fù)電荷重心不重合，即分子具有偶極距，這種分子稱(chēng)偶極分子(極性分子)。當(dāng)極性分子受外電場(chǎng)作用時(shí)，偶極分子就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)距。在高頻電場(chǎng)中一秒鐘內(nèi)極性分子要進(jìn)行上億次的換向"變極"運(yùn)動(dòng)，使分子之間產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，引起摩擦發(fā)熱，使物料溫度升高，達(dá)到加熱目的。

　　微波對(duì)微生物的作用

　　(一) 微波熱效應(yīng)

　　1、使微生物快速升溫導(dǎo)致菌體蛋白質(zhì)變性，活體死亡;

　　2、使微生物生命活動(dòng)受到嚴(yán)重干擾，無(wú)法繁殖;

　　3、導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，使生理活性物質(zhì)發(fā)生變性作用，而失去生理功能;

　　4、破壞微生物的生存繁殖條件而導(dǎo)致其死亡。

　　(二) 微波非熱效應(yīng)

　　1、光化學(xué)反應(yīng)

　　2、場(chǎng)力效應(yīng)

　　3、電磁共振效應(yīng)

　　4、影響遺傳物質(zhì)DNA的含量

　　微波殺菌相關(guān)設(shè)備和裝置

　　(一)微波能的產(chǎn)生器件

　　1、 電真空器件

　　(1) 磁控管

　　(2) 多腔速調(diào)管

　　(3) 微波三、四極管

　　(4) 行波管及正交場(chǎng)器件

　　2、 半導(dǎo)體器件

　　(二)微波加熱設(shè)備

　　1、微波加熱系統(tǒng)的組成

　　2、微波加熱器的種類(lèi)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　(1) 種類(lèi)

　　① 駐波場(chǎng)諧振腔加熱器(箱型)

　?、?行波場(chǎng)波導(dǎo)加熱器(波導(dǎo)型)

　　③ 輻射型加熱器

　?、?慢波型加熱器

　　電熱殺概念和特點(diǎn)

　　(一)基本概念

　　電熱殺菌亦稱(chēng)"歐姆殺菌"，它利用電極將電流通過(guò)物體，由于阻抗損失、介質(zhì)損耗等的存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能，使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達(dá)到殺菌的目的。

　　(二)技術(shù)特點(diǎn)

　　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。

　　1、 加熱通過(guò)產(chǎn)品自我傳導(dǎo)

　　2、 應(yīng)用于產(chǎn)品的是交流電

　　3、 電穿透的深度無(wú)限制

　　4、 在產(chǎn)品中無(wú)大的熱梯度

　　5、 加熱由產(chǎn)品的傳導(dǎo)性及加熱的剩余時(shí)間控制

　　6、 加熱殺死微生物

　　(三)優(yōu)缺點(diǎn)

　　1、 優(yōu)點(diǎn)

　　(1) 消毒顆粒直徑在1寸以上

　　(2) 對(duì)顆粒機(jī)械損傷最小

　　(3) 產(chǎn)品內(nèi)部顆粒統(tǒng)一加熱

　　(4) 可避免物料受到過(guò)度熱處理

　　(5) 能處理含80%以上的固體的物料

　　(6) 設(shè)備污染最小

　　(7) 減少產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)色澤和風(fēng)味的損失

　　2、 缺點(diǎn)

　　(1) 過(guò)程依靠產(chǎn)品的傳導(dǎo)性對(duì)產(chǎn)品加熱

　　(2) 不能用于脂肪、油、酒精、骨或冰的處理

　　(3) 必須仔細(xì)控制產(chǎn)品配方以控制電阻

　　(4) 生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)必須針對(duì)具體產(chǎn)品

　　(5) 一些食物可能要求熱或化學(xué)的再處理過(guò)程以便改變其傳導(dǎo)性

　　(6) 必須控制產(chǎn)品流速和溫度以保證殺死微生物

　　加工范疇

　　(一) 加工物料特性

　　1、電熱加熱適用性由食品物料的電導(dǎo)率來(lái)決定

　　2、大多數(shù)能用泵輸送的、溶解有鹽類(lèi)離子且含水量在30%以上的食品都可用電阻加熱來(lái)殺菌

　　3、適于高顆粒密度、高粘度的食品物料的殺菌處理

　　4、最適合無(wú)菌包裝產(chǎn)品

　　5、一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品不適用該技術(shù)

　　(二) 加工品種

　　1、中式調(diào)理食品

　　(1) 粥類(lèi)

　　(2) 羹類(lèi)

　　2、果蔬類(lèi)制品

　　(1)番茄果肉

　　(2)菠蘿碎塊

　　(3)草莓果醬

　　(4)芒果丁/木瓜丁

　　(5)熱帶水果塊

　　(6)桃子/杏子/梨子/蘋(píng)果等果肉制品

　　(7) 馬鈴薯/胡蘿卜/蘑菇等塊狀制品

　　3、 畜禽類(lèi)制品

　　(1) 燉牛肉

　　(2) 燜雞肉

　　與常規(guī)熱殺菌方法的比較

　　對(duì)于含顆粒流體食品的加熱殺菌

　　(一) 常規(guī)熱殺菌

　　1、 熱傳遞方式

　　采用熱交換器進(jìn)行間接熱交換，其過(guò)程速率取決于傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射的換熱條件。

　　間壁式換熱情形，熱量首先由加熱介質(zhì)(如水蒸汽)通過(guò)間壁傳遞給食品物料中的液體，然后靠液體與固體顆粒之間的對(duì)流和傳導(dǎo)傳給固體顆粒，最后是固體顆粒內(nèi)部的傳導(dǎo)傳熱，使全部物料達(dá)到所要求的殺菌溫度。

　　熱傳遞速度慢且加熱不平衡。

　　2、 加熱效果

　　要使固體顆粒內(nèi)部達(dá)到殺菌溫度，其周?chē)后w部分必須過(guò)熱，這勢(shì)必導(dǎo)致含顆粒食品殺菌后質(zhì)地軟爛、外形改變，影響產(chǎn)品品質(zhì)。

　　(二) 電熱殺菌

　　1、 熱傳遞方式

　　將流體與顆粒同時(shí)施以電流，若兩者的導(dǎo)電特性相似，則兩者同時(shí)快速生熱且加熱程度相當(dāng)均勻。

　　顆粒加熱速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)方法。

　　2、加熱效果

　　目的產(chǎn)品在加熱時(shí)沒(méi)有經(jīng)歷大的溫度梯度且液體與顆粒同時(shí)被加熱，因此加工時(shí)間短，產(chǎn)品品質(zhì)高，能使產(chǎn)品在高溫處理后仍保持完好的顆粒形狀。

　　加熱表面不燃燒，加熱期間產(chǎn)品不許攪動(dòng)，液體載體不需過(guò)分加熱以加熱顆粒和顆粒受熱均勻。

　　電熱殺菌的作用機(jī)理

　　電熱滅菌可將液狀食品中的大腸桿菌、酵母菌、芽孢桿菌殺滅，其殺菌機(jī)理主要是：

　　1、 利用電流通過(guò)食品時(shí),食品中的極性分子在電極極性的高頻變化下,不斷地旋轉(zhuǎn)摩擦而產(chǎn)生熱量,達(dá)到殺死活菌體的作用;

　　2、 在通電的兩電極間的菌體細(xì)胞，由于受到所加電場(chǎng)的作用導(dǎo)致菌體細(xì)胞膜的破壞而滅菌。

　　影響殺菌效果的因素

　　1、 產(chǎn)品的組成分

　　2、 產(chǎn)品的耐電性及其隨溫度的變化情況

　　3、 產(chǎn)品流速

　　4、 產(chǎn)品溫度

　　5、 加熱周期

　　相關(guān)設(shè)備和裝置

　　(一) 電熱加熱器

　　(二) 小型電熱殺菌生產(chǎn)線

　　工藝控制的關(guān)鍵因素

　　1、確定和控制產(chǎn)品具體的耐電性及它隨溫度的變化

　　2、產(chǎn)品的流速對(duì)產(chǎn)品的加熱是關(guān)鍵

　　3、在歐姆加熱器中產(chǎn)熱速率和加熱周期是主要困素

　　4、應(yīng)該由有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的人建立操作程序

　　5、應(yīng)該保持嚴(yán)格控制的方面：產(chǎn)品配方、流速、在加熱器中的產(chǎn)品溫度，以及其它關(guān)鍵控制點(diǎn)

　　非 熱 殺 菌

　　化學(xué)殺菌技術(shù)

　　(一)基本概念

　　主要是指在食品中通過(guò)添加抑菌劑和防腐劑，從而達(dá)到抑菌或殺菌的目的。

　　(二)工藝特點(diǎn)

　　1、優(yōu)點(diǎn)

　　(1) 易于操作、控制

　　(2) 殺菌效果好

　　(3) 成本較低

　　2、缺點(diǎn)

　　(1) 在使用中易受水分、溫度、pH值和機(jī)體環(huán)境等因素的影響，作用效果變化較大

　　(2) 食品中殘留的化學(xué)試劑多次使用可能使菌體產(chǎn)生抗體

　　(3) 殘留的化學(xué)試劑會(huì)影響食品的自然風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)

　　生物殺菌

　　(一) 基本概念

　　生物殺菌劑是指從植物、動(dòng)物和微生物代謝產(chǎn)物中提取的物質(zhì)。生物殺菌通過(guò)生物制劑對(duì)食品原料或產(chǎn)品中微生物的作用，達(dá)到抑菌或殺菌的目的。

　　(二) 工藝特點(diǎn)

　　1、 有很強(qiáng)的抑菌和殺菌作用

　　2、 防治位點(diǎn)多

　　3、 高效低毒、無(wú)殘留

　　4、 藥效持久、不易生產(chǎn)抗性

　　5、 使用安全

　　化學(xué)藥劑的殺菌原理

　　1、 改變細(xì)胞膜通透性

　　表面活性劑(Surface-active agent)、酚類(lèi)及醇類(lèi)可導(dǎo)致胞漿膜結(jié)構(gòu)紊亂并干擾其正常功能，使小分子代謝物質(zhì)溢出胞外，影響細(xì)胞傳遞活性和能量代謝。甚至引起細(xì)胞破裂。

　　2、導(dǎo)致微生物蛋白變性或凝固

　　酸、堿和醇類(lèi)等有機(jī)溶劑可改變蛋白構(gòu)型而攏亂多肽鏈的折疊方式，造成蛋白變性。如乙醇、大多數(shù)重金屬鹽、氧化劑、醛類(lèi)、染料和酸堿等。

　　3、改變蛋白與核酸功能基團(tuán)的因子

　　作用于細(xì)菌胞內(nèi)酶的功能基(如SH基)而改變或抑制其活性。如某些氧化劑和重金屬鹽類(lèi)能與細(xì)菌的-SH基結(jié)合并使之失去活性。

　　生物制劑的殺菌原理

　　1、 抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成

　　2、 影響細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性

　　3、 抑制菌體蛋白質(zhì)的合成

　　4、 抑制細(xì)菌核酸合成

　　常用的化學(xué)殺菌劑種類(lèi)

　　1、 鹵素類(lèi)殺菌劑

　　2、 氧化劑類(lèi)殺菌劑

　　3、 表面活性劑類(lèi)殺菌劑

　　4、 雜環(huán)類(lèi)氣體殺菌劑

　　5、 醇類(lèi)殺菌劑

　　6、 洗必太殺菌劑

　　影響殺菌效果的因素

　　1、 物料的干凈度

　　2、 殺菌劑的濃度、性質(zhì)

　　3、 物料與殺菌劑的作用時(shí)間

　　4、 溫度、濕度、pH值

　　5、 微生物的種類(lèi)、數(shù)量和生活狀態(tài)

　　6、 環(huán)境因素

　　7、 化學(xué)拮抗物

　　理想的殺菌劑的特性

　　1、 具有廣普的殺菌效力

　　2、 不受有機(jī)物的影響，穿透力好

　　3、 無(wú)腐蝕性、毒性或刺激性，不傷器物

　　4、 作用快，且性質(zhì)穩(wěn)定

　　5、 有持續(xù)抑菌作用

　　6、 價(jià)格合理

　　微生物抑制劑

　　1、 概念

　　是根據(jù)動(dòng)物對(duì)病原菌入侵時(shí)的機(jī)體反應(yīng)產(chǎn)生抗生素而發(fā)展起來(lái)的一種新型抑菌技術(shù)。

　　2、 作用機(jī)理

　　MBA是能抑制微生物表面形成可與機(jī)體組織產(chǎn)生吸附作用的特殊因子，還能與生物上皮組織中的組織結(jié)合位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，通過(guò)這種雙重作用方式，機(jī)體表面的微生物被排斥。

　　3、種類(lèi)和用途

　　(1) 乳酸鏈球菌素

　　可用于罐裝食品、植物蛋白食品以及乳、肉制品

　　(2) 納他霉素

　　可用于乳酪、肉制品、肉湯、西式火腿、廣式月餅、糕點(diǎn)表面、果汁原漿表面、易發(fā)霉食品、加工器皿表面等的防霉

　　抗生酶殺菌

　　1、 概念

　　抗微生物酶的主要有效成分是溶菌酶(Lz)，它們可抑制格蘭氏陽(yáng)性菌。

　　2、 作用機(jī)理

　　破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜。

　　3、用途

　　乳制品、肉制品及果蔬制品

　　植物天然抗菌素殺菌

　　1、 植物抗毒素類(lèi)

　　2、 酚類(lèi)

　　3、 有機(jī)酸類(lèi)

　　4、 精油類(lèi)

　　紫外線殺菌技術(shù)概念

　　紫外線殺菌技術(shù)是利用紫外線照射物質(zhì)，使物體表面的微生物細(xì)胞內(nèi)核蛋白分子構(gòu)造發(fā)生變化而引起死亡。

　　紫外線照射發(fā)展概況

　　由于紫外線穿透性差,一般情況下紫外照射主要用作食品工廠車(chē)間、設(shè)備、包裝材料的表面以及水殺菌。另外紫外線照射也可以結(jié)合其它一些強(qiáng)氧化劑如臭氧、過(guò)氧化氫等處理來(lái)進(jìn)行殺菌。近年來(lái)紫外線用于透明液體的殺菌獲得發(fā)展，紫外線照射在果蔬汁中的應(yīng)用也引起了重視。

　　2000年11月，美國(guó)FDA批準(zhǔn)了California Day-Fresh Foods公司和Salcor公司將紫外線用于果蔬汁殺菌的申請(qǐng)，修改了21CFR179食品添加劑法規(guī)，允許紫外線照射可以用于果蔬汁飲料產(chǎn)品的消毒，規(guī)定紫外線的產(chǎn)生是采用低壓汞燈，90%以上的光波長(zhǎng)是2537nm，湍流的Reynolds數(shù)不低于2200。

　　紫外線的特性

　　(一) 波長(zhǎng)

　　1、 長(zhǎng)波段(3200～4000nm)

　　2、 中波段(2750～3200nm)

　　3、 短波段(1800～2750nm)

　　其中，處于240～280nm區(qū)段的紫外線殺菌力較強(qiáng)，而最強(qiáng)的波長(zhǎng)為250～265nm，多以253.7nm作為紫外線殺菌的波長(zhǎng)。

　　(二) 傳播性質(zhì)

　　1、 紫外線進(jìn)行直線傳播

　　2、 紫外光強(qiáng)度與距離的平方成比例減弱

　　3、 可被不同的表面反射，穿透力弱

　　紫外線照射殺菌原理

　　當(dāng)微生物被紫外線照射時(shí)，其細(xì)胞的部分氨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，同時(shí)空氣受紫外線照射后產(chǎn)生微量臭氧，共同殺菌作用，從而導(dǎo)致微生物的死亡。

　　紫外線殺菌設(shè)備和裝置

　　1、 紫外線殺菌燈管(北京達(dá)孚醫(yī)用制品有限公司、北京亞北現(xiàn)代儀器設(shè)備科技公司)

　　2、 紫外線高壓汞燈(北京亞明電光源發(fā)展公司、中國(guó)廈門(mén)儀器儀表公司經(jīng)營(yíng)部)

　　3、 紫外線強(qiáng)度檢測(cè)儀(北京達(dá)孚醫(yī)用制品有限公司)

　　4、 紫外線反射儀(北京國(guó)營(yíng)科普儀器廠)

　　5、 紫外線檢測(cè)器(北京國(guó)營(yíng)科普儀器廠)

　　6、 單門(mén)紫外線消毒箱(北京利達(dá)世通貿(mào)易有限公司)

　　7、 雙門(mén)紫外線消毒箱(北京利達(dá)世通貿(mào)易有限公司)

　　8、 紫外線殺菌器(北京市東升玻璃光源廠)

　　9、 家用紫外線凈水器(北京市東升玻璃光源廠)

　　10、 紫外線殺菌車(chē)(北京市東升玻璃光源廠)

　　11、 紫外線消毒監(jiān)控儀(中國(guó)兵器工業(yè)總公司)

　　紫外線殺菌工藝特點(diǎn)

　　1、 優(yōu)點(diǎn)

　　(1) 操作簡(jiǎn)便

　　(2) 系統(tǒng)價(jià)格比其他殺菌系統(tǒng)低

　　2、 缺點(diǎn)

　　(1) 只能用于透明液體薄膜的表面系統(tǒng)殺菌

　　(2) 紫外線必須穿透進(jìn)入產(chǎn)品，接觸到要?dú)绲奈⑸矬w上，且施與足夠的能量

　　紫外線殺菌操作控制

　　1、 紫外線使微生物失活必需的劑量是由時(shí)間和強(qiáng)度來(lái)決定

　　2、 對(duì)天然的紫外光、流速、混濁度、產(chǎn)品性質(zhì)和燈輸出需要連續(xù)監(jiān)控

　　3、 紫外線的殺菌力，隨使用時(shí)間增加而減退，一般使用時(shí)間達(dá)到額定時(shí)間70%時(shí)應(yīng)更換紫外線燈管，以保證殺菌效果。

　　4、 紫外線的殺菌作用隨菌種不同而不同，殺霉菌的照射量要比殺桿菌大40~ 50倍

　　5、 紫外線照射通常按相對(duì)濕度為60%的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，室內(nèi)濕度增加時(shí)，照射量應(yīng)相應(yīng)增加

　　6、 紫外線滅菌效果與照射的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，這需要通過(guò)驗(yàn)證來(lái)確定照射時(shí)間

　　7、 紫外照射燈的安裝形式及高度，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，參考使用說(shuō)明決定

　　紫外線殺菌應(yīng)用范圍

　　1、 空氣和物體表面消毒

　　2、 透明液體的巴氏消毒

　　紫外線殺菌影響因素

　　1、 產(chǎn)品的透性

　　2、 反應(yīng)器的幾何結(jié)構(gòu)和功率

　　3、 紫外線的波長(zhǎng)

　　4、 產(chǎn)品的流經(jīng)狀態(tài)

　　5、 紫外線照射路徑長(zhǎng)度

　　超高靜壓殺菌技術(shù)

　　概念

　　食品的超高靜壓(UHP或HHP)處理技術(shù)是指將密封于彈性容器內(nèi)的食品置于水或其它液體作為傳壓介質(zhì)的壓力系統(tǒng)中，經(jīng)100MPa以上的壓力處理，以達(dá)到殺菌，滅酶和改善食品的功能特性等作用。

　　超高壓處理通常在室溫或較低的溫度下進(jìn)行，在一定高壓下食品蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活動(dòng)，細(xì)菌等微生物被殺死。

　　超高壓殺菌技術(shù)發(fā)展概況

　　19世紀(jì)末--Tamman采用300MPa的壓力來(lái)測(cè)定固液相的變化現(xiàn)象，開(kāi)啟了高壓技術(shù)之門(mén)，遂被尊稱(chēng)為"超高壓之母";Bridgman繼續(xù)這方面的研究，成就非凡，獲得了1946年諾貝爾物理獎(jiǎng)，并被尊稱(chēng)為"超高壓之父"。而關(guān)于高靜壓在食品保藏中的應(yīng)用研究最早是由Hite(1899)提出的，但他的工作成果并未受到大量重視。此后的幾十年間，絕大多數(shù)關(guān)于高壓對(duì)完整細(xì)胞作用效果的研究報(bào)告，多將重點(diǎn)放在自然高壓條件下的微生物身上。

　　從1895年到1965年，共有29種微生物被選作超高壓殺菌的對(duì)象菌。直到八十年代中后期，高壓處理技術(shù)在食品中的應(yīng)用才開(kāi)始引人注目。1986年，日本京都大學(xué)林力丸教授率先發(fā)表了用高靜壓處理食品的報(bào)告，引起日本食品工業(yè)界、學(xué)術(shù)界的高度重視。1990年4月，明治屋公司首創(chuàng)的采用高壓代替加熱殺菌而生產(chǎn)的果醬(High Pressure Jam)投放市場(chǎng)，制品無(wú)需熱殺菌即可達(dá)到一定的保質(zhì)期，且由于其具有鮮果的色澤、風(fēng)味和口感而倍受消費(fèi)者青睞。目前，日本在該領(lǐng)域的研究仍處于世界領(lǐng)先地位。成套的超高壓處理設(shè)備業(yè)已面市。

　　從1986年起，日本每年都專(zhuān)門(mén)召開(kāi)有關(guān)高壓技術(shù)應(yīng)用的學(xué)術(shù)研討會(huì)。歐洲亦在1992年10月于法國(guó)召開(kāi)首次有關(guān)高壓技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)的會(huì)議，歐共體隨即貸款資助高壓食品開(kāi)發(fā)的多國(guó)聯(lián)合研究計(jì)劃。美國(guó)食品最高學(xué)術(shù)權(quán)威組織IFT在專(zhuān)題報(bào)告中，將高壓食品開(kāi)發(fā)列入21世紀(jì)美國(guó)食品工程的主要研究項(xiàng)目。我國(guó)的國(guó)家食品工業(yè)發(fā)展計(jì)劃也將高壓殺菌作為九十年代十六項(xiàng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)之一。

　　壓力對(duì)微生物的影響

　　在高壓下，會(huì)使蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變性，微生物細(xì)胞核膜被壓成許多小碎片和原生質(zhì)等一起變成糊狀，這種不可逆的變化即可造成微生物死亡。

　　影響微生物對(duì)壓力抵抗能力的其它因素

　　1、 微生物種類(lèi)

　　2、 細(xì)胞形態(tài)

　　3、 食品介質(zhì)種類(lèi)和性狀

　　4、 加壓溫度

　　5、 加壓時(shí)間

　　6、 壓力大小

　　7、 加壓模式

　　8、 壓力與其他殺菌技術(shù)的協(xié)同作用

　　高壓下微生物滅活的動(dòng)力學(xué)

　　微生物的死亡遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

　　壓設(shè)備制造商

　　1、 美國(guó)--Flow International Corp. 公司

　　2、 法國(guó)--Alstom公司

　　3、 日本--Kobelco (Kobe Steel Ltd.)公司

　　4、 荷蘭--Stork Food & Dairy Systems B. V. 公司

　　5、 瑞典--ABB公司

　　1、 超高壓殺菌機(jī)

　　設(shè)備特點(diǎn) Characteristics

　　超高壓殺菌機(jī)的殺菌原理是利用超高壓破壞霉菌、細(xì)菌的組織從而保持食品鮮度。完全沒(méi)有加熱、添加防腐劑等傳統(tǒng)的殺菌方法引起食品營(yíng)養(yǎng)降低、香味喪失的缺點(diǎn)。

　　本裝置為批量式、加壓槽采用連續(xù)方式，是一種高效率的大品量生產(chǎn)方式。

　　超高靜壓殺菌技術(shù)的工藝控制

　　工藝特點(diǎn)

　　(一) 優(yōu)點(diǎn)

　　1、 處理過(guò)程中不加熱，食物保持新鮮

　　2、 處理過(guò)程能應(yīng)用在最終包裝的產(chǎn)品

　　3、 對(duì)液體食品過(guò)程能作為無(wú)菌過(guò)程的一部分被應(yīng)用

　　4、 酶活力可以停止

　　(二) 缺點(diǎn)

　　1、 高壓導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝膠化，由于細(xì)胞壁破裂，酶活力可能增加

　　2、 可引起蛋白質(zhì)凝膠、注釋及膨脹

　　3、 引起食物組織內(nèi)變化

　　4、 設(shè)備的初裝費(fèi)高

　　5、 細(xì)菌的孢子、霉菌和酵母可能要求不同高壓須消滅時(shí)間長(zhǎng)

　　操作控制

　　1、超高壓處理要求非常特殊的設(shè)備，如桔子汁可能在壓力室內(nèi)批處理，然后無(wú)菌灌裝預(yù)先消毒的包裝內(nèi)。

　　2、超高壓加工必須考慮微生物的種類(lèi)、產(chǎn)品特性、理想的過(guò)程(巴氏殺菌或商業(yè)消毒)和產(chǎn)品銷(xiāo)售方式。

　　3、超高壓處理對(duì)生長(zhǎng)的細(xì)菌、酵母和霉菌是非常有效，但芽胞對(duì)高壓不會(huì)失活，而要另外加熱或其他一些作用以達(dá)殺死的高水平。

　　超高靜壓殺菌技術(shù)的應(yīng)用

　　技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　1、 能在常溫或較低溫度下達(dá)到殺菌，滅酶的作用，與傳統(tǒng)的熱處理相比，減少了由于高熱處理引起的食品營(yíng)養(yǎng)成分和色、香、味的損失或劣化

　　2、 由于傳壓速度快，均勻，不存在壓力梯度，超高壓處理不受食品的大小和形狀的影響，使得超高壓處理過(guò)程較為簡(jiǎn)單

　　3、 耗能較少，處理過(guò)程中只需要在升壓階段以液壓式高壓泵加壓，而恒壓和降壓階段則不需要輸入能量

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　天然果汁、果醬、飲料、豆奶、酸奶、畜禽肉糜制品、水產(chǎn)品等

　　脈沖電場(chǎng)(PEF)殺菌技術(shù)

　　概念

　　脈沖電場(chǎng)殺菌是將食品置于兩個(gè)電極間產(chǎn)生的瞬間高壓電場(chǎng)中，由于高壓電脈沖能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，改變其通透性，從而殺死細(xì)胞。

　　發(fā)展概況

　　早在1879年Cohn和Mendelsohn就發(fā)現(xiàn)溶液中的電場(chǎng)能殺滅細(xì)菌。近年來(lái)隨著電子加工技術(shù)的發(fā)展,逐步開(kāi)展了對(duì)脈沖電場(chǎng)技術(shù)滅菌效果的深入研究。目前正由中試實(shí)驗(yàn)向商品化實(shí)驗(yàn)過(guò)度,該研究主要在美國(guó)俄亥俄洲立大學(xué)。脈沖電場(chǎng)技術(shù)可在低于40℃的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)液體物料的滅菌。在連續(xù)操作的情況下,能較好的殺滅大腸桿菌、啤酒酵母和金黃色葡萄球菌等。

　　在食品中殺滅微生物的高強(qiáng)度脈沖電子場(chǎng)已在世界許多國(guó)家開(kāi)始研究。在美國(guó)領(lǐng)先的工業(yè)公司之一，純脈沖技術(shù)公司，如加里弗尼亞的San Diego已提交資料給FDA以支持他們用PEF對(duì)液體及灌制食品進(jìn)行微生物處理。FDA審查過(guò)這份資料以后，決定食品添加劑法規(guī)不需要PEF，只要遵守良好的操作規(guī)范的要求，用高強(qiáng)度脈沖電子場(chǎng)處理任何食品中未發(fā)現(xiàn)有品質(zhì)的變化。

　　有關(guān)殺菌機(jī)理的假說(shuō)

　　1、 細(xì)胞膜穿孔效應(yīng)

　　2、 電磁機(jī)制模型

　　3、 粘彈極性形成模型

　　4、 電解產(chǎn)物效應(yīng)

　　5、 O3效應(yīng)

　　殺菌作用的基本原理

　　1.場(chǎng)的作用

　　脈沖電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種脈沖電場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)交替作用，使細(xì)胞膜透性增加，振蕩加劇，膜強(qiáng)度減弱，因而膜被破壞，膜內(nèi)物質(zhì)容易流出，膜外物質(zhì)容易滲入，細(xì)胞膜的保護(hù)作用減弱甚至消失。

　　2、電離作用

　　電極附近物質(zhì)電離產(chǎn)生的陰、陽(yáng)離子與膜內(nèi)生命物質(zhì)作用，因而阻斷了膜內(nèi)正常生化反應(yīng)和新陳代謝過(guò)程等的進(jìn)行;同時(shí)，液體介質(zhì)電離產(chǎn)生O3的強(qiáng)烈氧化作用，能與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)發(fā)生一系列反應(yīng)。

　　通過(guò)以上2種作用的聯(lián)合進(jìn)行，殺死菌體。

　　脈沖電場(chǎng)的產(chǎn)生方法

　　1、 利用LC振蕩電路原理

　　先用高壓電源對(duì)一組電容器進(jìn)行充電，將電容器與一個(gè)電感線圈及處理室的電極相連，電容器放電時(shí)產(chǎn)生的高頻指數(shù)脈沖衰減波即加在兩個(gè)電極上形成高壓脈沖電場(chǎng)。

　　2、 利用特定的高頻高壓變壓器

　　得到持續(xù)的高壓脈沖電場(chǎng)。

　　設(shè)備裝置

　　工藝特點(diǎn)

　　(一) 優(yōu)點(diǎn)

　　1、 消滅大量致病菌和腐敗有機(jī)體

　　2、 產(chǎn)品中只有輕微的溫度升高

　　3、 與熱處理比較價(jià)格較低

　　4、 產(chǎn)品沒(méi)有變化，維生素和酶無(wú)損失

　　(二) 缺點(diǎn)

　　1、 對(duì)孢子需要高劑量和長(zhǎng)時(shí)間

　　2、 只能用于液體或灌制食品

　　3、 只能用于貨架穩(wěn)定酸性食品和冰箱食品

　　4、 必須對(duì)每一種具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程

　　影響殺菌效果的因素

　　1、 食品特性

　　2、 電子場(chǎng)峰強(qiáng)度(KV/cm)

　　3、 脈沖周期(微秒)

　　4、 脈沖數(shù)量

　　5、 最初溫度和最高處理溫度

　　6、 有關(guān)微生物種類(lèi)和微生物接種

　　工藝參數(shù)

　　1、 殺菌用的高壓脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度一般為15～100kV/cm

　　2、 脈沖頻率為1～100kHz

　　3、 放電頻率為1～20kHz

　　脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)的應(yīng)用

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　1、 殺菌時(shí)間短，處理過(guò)程中的能量消耗遠(yuǎn)小于熱處理法

　　2、 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(yíng)養(yǎng)成分上改變很小，風(fēng)味、滋味無(wú)感覺(jué)出來(lái)的差異。

　　3、 殺菌效果明顯(N/No<10-9)，可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求

　　4、 殺菌時(shí)間非常短,不足1min,通常是幾十微秒便可以完成

　　振磁殺菌(振動(dòng)磁場(chǎng)殺菌技術(shù))

　　基本概念

　　磁力殺菌采用6000的磁力強(qiáng)度，將食品放在N極與S極之間，經(jīng)過(guò)連續(xù)擺動(dòng)，不需加熱，即可達(dá)到100%的殺菌效果，對(duì)食品的成分和風(fēng)味無(wú)任何影響。

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　1、 不需加熱

　　2、 具有廣譜殺菌作用

　　3、 經(jīng)處理后的食品,其風(fēng)味和品質(zhì)不受影響

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　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

　　輻照殺菌

　　食品輻照的意義及其特點(diǎn)

　　(一) 基本概念

　　食品輻照是指利用射線照射食品(包括原材料)，延遲新鮮食物某些生理過(guò)程(發(fā)芽和成熟)的發(fā)展，或?qū)κ称愤M(jìn)行殺蟲(chóng)、消毒、殺菌、防霉等處理，達(dá)到延長(zhǎng)保藏時(shí)間，穩(wěn)定、提高食品質(zhì)量目的的操作過(guò)程。

　　(二) 技術(shù)特點(diǎn)

　　1、 可以在常溫或低溫下進(jìn)行，處理過(guò)程食品溫升很小，有利于維持食品的質(zhì)量;

　　2、 射線(如γ-射線)的穿透力強(qiáng)，可以在包裝下及不解凍情況下輻照食品，殺滅深藏在食品內(nèi)部的害蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)和微生物;

　　3、 輻照過(guò)的食品不會(huì)留下任何殘留物;

　　4、 和食品冷凍保藏等方法相比，輻照保藏方法能節(jié)約能源;

　　5、 可以改進(jìn)某些食品的工藝和質(zhì)量;

　　6、 需要較大投資及專(zhuān)門(mén)設(shè)備來(lái)產(chǎn)生輻射線(輻射源)并提供安全防護(hù)措施，保證輻射線不泄露;

　　7、 對(duì)不同產(chǎn)品及不同輻照目的要選擇控制好合適的輻照劑量，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效益。

　　8、 輻照食品標(biāo)簽上要加以標(biāo)注。

　　國(guó)內(nèi)外食品輻照的進(jìn)展

　　(一) 國(guó)外

　　1896年--明克(Minck)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)X-射線對(duì)原生蟲(chóng)有致死作用。

　　1921年--斯徹瓦特日(Schwatz)使用X-射線殺死肉中的旋毛蟲(chóng)(Trichinella Spiralis)并獲得美國(guó)專(zhuān)利。

　　1930年--烏斯特(Wüst)證實(shí)"所有食品包裝在密封金屬罐中，再用強(qiáng)力倫琴射線照射可殺滅所有細(xì)菌"，并獲得法國(guó)專(zhuān)利。

　　第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后--隨著放射性同位素的大量應(yīng)用和電子加速器等機(jī)械輻射源的問(wèn)世，促進(jìn)了射線處理食品的發(fā)展。

　　1953年--艾森豪威爾(Eisehower)促使美國(guó)軍方深入研究食品輻照。

　　1957年--美國(guó)軍方負(fù)責(zé)，為期5年的輻照食品研究計(jì)劃啟動(dòng)，投入了大量人力、物力。

　　1960年--在美國(guó)軍隊(duì)開(kāi)始試用輻照食品。

　　1963年--在美國(guó)軍方Natick實(shí)驗(yàn)室舉行首次輻照食品國(guó)際會(huì)議。

　　1965年--加拿大建立起世界最大的馬鈴薯輻照工廠。

　　1970年--FAO/IAEA/WHO的專(zhuān)家在日內(nèi)瓦會(huì)議上確立食品輻照領(lǐng)域的國(guó)際計(jì)劃(IFIP)。

　　1976年--聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織認(rèn)為五種輻照產(chǎn)品(即馬鈴薯、小麥、雞肉、木瓜和草莓)是絕對(duì)安全的。

　　1978年--世界用于輻照消毒滅菌的60Co工廠有80家(其中60家用于醫(yī)療消毒)。

　　1980年--FAO/IAEA/WHO的會(huì)議認(rèn)為，受輻照食品平均吸收劑量10千戈瑞(kGy)及以下，沒(méi)有毒性危害，無(wú)必要再進(jìn)行毒性試驗(yàn)。

　　1988年--世界用于輻照消毒滅菌的60Co工廠發(fā)展到182家，全世界輻照食品產(chǎn)量約50萬(wàn)噸。

　　1997年以后--WHO進(jìn)一步廢除10 kGy的上限量，國(guó)際食品法規(guī)委員會(huì)(CAC)相繼提出輻照食品的通用標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)，

　　(二) 國(guó)內(nèi)

　　1958年--開(kāi)始食品輻照研究工作。

　　七十年代中期--國(guó)內(nèi)多個(gè)地區(qū)相繼進(jìn)行輻照保藏食品的研究，輻照品種有肉類(lèi)、水產(chǎn)品、水果、干果、蔬菜、糧食、蛋類(lèi)等。

　　八十年代--食品輻照已進(jìn)入一定規(guī)模的生產(chǎn)階段

　　九十年代初--我國(guó)建成輻照裝置近150多臺(tái)，其中設(shè)計(jì)裝機(jī)能量1.11×1016貝可以上的裝置超過(guò)50座。

　　1984年～1997年--國(guó)家衛(wèi)生部頒布的食品輻照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)基本覆蓋了絕大部份食品。

　　我國(guó)食品輻照不僅用于保藏、防疫、醫(yī)療等目的，而且已用于提高產(chǎn)品質(zhì)量等加工目的。

　　放射性同位素與輻射

　　1、 原子

　　2、 同位素

　　一種元素的原子中其中子數(shù)(N)并不完全相同，若原子具有同一質(zhì)子數(shù)(Z)而中子數(shù)(N)不同就稱(chēng)為同一元素的同位素。

　　3、 放射性同位素

　　不穩(wěn)定同位素衰變過(guò)程中伴有各種輻射線產(chǎn)生，這些不穩(wěn)定同位素稱(chēng)為放射性同位素。

　　4、 輻射

　　放射性同位素能放射出α、β(β+及β-)和γ射線，其過(guò)程稱(chēng)為輻射。

　　(1) α射線(或稱(chēng)α粒子)：是從原子核中射出帶正電的高速粒子流(帶正電荷原子核);

　　(2) β射線：是從原子核中射出的高速電子流(或正電子流);

　　(3) γ射線：是波長(zhǎng)非常短(波長(zhǎng)1～0.001nm)的電磁波束(或稱(chēng)光子流)

　　5、 電離輻射

　　是指α、β、γ等射線的輻射作用，其結(jié)果能使被輻射(輻照)物質(zhì)產(chǎn)生電離。

　　6、 α(β或γ)衰變

　　是指原子核放射出α粒子(β粒子或光子)。

　　輻照量單位與劑量測(cè)量

　　(一)放射性強(qiáng)度與放射性比度

　　1、放射性強(qiáng)度

　　又稱(chēng)放射性活度，是度量放射性強(qiáng)弱的物理量。

　　曾采用的單位有：

　　(1) 居里(Curie簡(jiǎn)寫(xiě)Ci)

　　若放射性同位素每秒有3.7×1010次核衰變，則它的放射性強(qiáng)度為1居里(Ci)。

　　(2) 貝可勒爾(Becqurel，簡(jiǎn)稱(chēng)貝可Bq)

　　1貝可表示放射性同位素每秒有一個(gè)原子核衰變。

　　(3) 克鐳當(dāng)量

　　放射γ射線的放射性同位素(即γ輻射源)和1克鐳(密封在0.5mm厚鉑濾片內(nèi))在同樣條件下所起的電離作用相等時(shí)，其放射性強(qiáng)度就稱(chēng)為1克鐳當(dāng)量。

　　2、放射性比度

　　將一個(gè)化合物或元素中的放射性同位素的濃度稱(chēng)為"放射性比度"，也用以表示單位數(shù)量的物質(zhì)的放射性強(qiáng)度。

　　(二)照射量

　　照射量(Exposure)是用來(lái)度量X射線或γ射線在空氣中電離能力的物理量。

　　使用的單位有：

　　(1) 倫琴(Roentgen，簡(jiǎn)寫(xiě)R)

　　(2) SI庫(kù)侖/千克(C·kg-1)

　　(三)吸收劑量

　　1、吸收劑量單位

　　(1) 吸收劑量

　　被照射物質(zhì)所吸收的射線的能量稱(chēng)為吸收劑量，其單位有：

　　(1) 拉德(rad)

　　(2) 戈瑞(Gray，簡(jiǎn)稱(chēng)Gy)。

　　(2)劑量率

　　是指單位質(zhì)量被照射物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)所吸收的能量。

　　(3)劑量當(dāng)量

　　是用來(lái)度量不同類(lèi)型的輻照所引起的不同的生物學(xué)效應(yīng)，其單位為希(沃特)(Sv)。

　　(4)劑量當(dāng)量率

　　是指單位時(shí)間內(nèi)的劑量當(dāng)量，單位為Sv·s-1或Sv·h-1。

　　2、吸收劑量測(cè)量

　　(1) 國(guó)家基準(zhǔn)--采用Frickle劑量計(jì)(硫酸亞鐵劑量計(jì))

　　(2) 國(guó)家傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量測(cè)量體系--丙氨酸/ESR劑量計(jì)(屬自由基型固體劑量計(jì))，硫酸鈰-亞鈰劑量計(jì)，重鉻酸鉀(銀)-高氯酸劑量計(jì)，重鉻酸銀劑量計(jì)等

　　(3)常規(guī)劑量計(jì)--無(wú)色透明或紅色有機(jī)玻璃片(聚甲基丙烯酸甲酯)，三醋酸纖維素，基質(zhì)為尼龍或PVC的含有隱色染料的輻照顯色薄膜等

　　輻射源與食品輻照裝置

　　(一)輻射源

　　1、放射性同位素

　　(1) 鈷-60(60Co)輻射源

　　(2) 銫-137(137Cs)輻射源

　　2、電子加速器

　　是用電磁場(chǎng)使電子獲得較高能量，將電能轉(zhuǎn)變成射線(高能電子射線，X射線)的裝置。

　　(1)電子射線

　　電子射線又稱(chēng)電子流、電子束，其能量越高，穿透能力就越強(qiáng)。

　　電子加速器的電子密度大，電子束(射線)射程短，穿透能力差，一般適用于食品表層的輻照。

　　(2)X射線

　　加速器產(chǎn)生的高能電子打擊在重金屬靶子上會(huì)產(chǎn)生能量從零到入射電子能量的X射線。

　　(二)防護(hù)設(shè)備

　　常用于防護(hù)設(shè)備的材料有：

　　1、 鉛--鉛容器可以用來(lái)儲(chǔ)存輻射源

　　2、 鋼材--容器和設(shè)備的結(jié)構(gòu)骨架

　　3、 鐵--用于制作防護(hù)門(mén)，鐵鉤和蓋板等。

　　4、 水--將輻射源(如60Co、137Cs等)儲(chǔ)存在深井內(nèi)

　　5、 混凝土墻--既是建筑結(jié)構(gòu)又是屏蔽物

　　(三)輸送與安全系統(tǒng)

　　工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴(yán)格的安全防護(hù)設(shè)施和自動(dòng)輸送、報(bào)警系統(tǒng)。所有的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、自動(dòng)控制、報(bào)警與安全系統(tǒng)必須組合得極其嚴(yán)密。

　　食品輻照的物理學(xué)效應(yīng)

　　(一) α射線和γ射線與物質(zhì)的作用

　　1、 光子

　　2、 光電子

　　3、 康普頓散射

　　(二)電子射線的作用

　　1、 庫(kù)侖散射

　　2、 軔致輻射

　　3、 契連科夫(Cerenkov)效應(yīng)

　　食品輻照的化學(xué)效應(yīng)

　　(二) 蛋白質(zhì)和酶

　　1、 導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)中二硫鍵、氫鍵、鹽鍵和醚鍵等的斷裂

　　2、 促使蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化

　　3、 發(fā)生脫氨基作用、脫羧作用和氧化作用

　　4、 蛋白質(zhì)水溶液經(jīng)射線照射會(huì)發(fā)生輻照交聯(lián)

　　5、 多數(shù)食品酶對(duì)輻射效果有很大的阻力，有助于酶制劑的輻照處理。

　　(三)糖類(lèi)

　　1、 純態(tài)糖類(lèi)經(jīng)輻照后發(fā)現(xiàn)有明顯的降解作用和輻解產(chǎn)物形成

　　2、 混合物的降解效應(yīng)通常比單個(gè)組分的輻解效應(yīng)小。

　　(四)脂類(lèi)

　　主要是輻照誘導(dǎo)自氧化產(chǎn)物和非氧化的輻照產(chǎn)物，因而飽和脂肪酸比較穩(wěn)定，不飽和脂肪酸容易氧化，出現(xiàn)脫羧、氫化、脫氨等作用。

　　(五)維生素

　　1、 脂溶性維生素

　　(1) 最敏感：維生素A和E

　　(2) 穩(wěn)定：維生素D

　　2、 水溶性維生素

　　(1)最敏感：維生素B1和C

　　維生素輻照損失數(shù)量受劑量、溫度、氧氣存在與食品類(lèi)型等影響。一般來(lái)說(shuō)，在無(wú)氧或低溫條件下輻照可減少食品中任何維生素的損失。

　　(六)食品包裝材料

　　輻照巴氏滅菌條件下(10～30kGy)，所有用于包裝食品的薄膜的性質(zhì)基本上未受到影響，對(duì)食品安全也未構(gòu)成危害。

　　食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)

　　食品輻照的生物學(xué)效應(yīng)與生物機(jī)體內(nèi)的化學(xué)變化有關(guān)，不同物質(zhì)達(dá)到各種生物效應(yīng)所必需的劑量各有不同。

　　(一)微生物

　　輻照保藏主要是直接控制或殺滅食品中的腐敗性微生物及致病微生物。

　　電離輻射殺滅微生物一般以殺滅90%微生物所需的劑量(Gy)來(lái)表示，即殘存微生物數(shù)下降到原菌數(shù)10%時(shí)所需用的Gy劑量，并用D10值來(lái)表示。

　　1、細(xì)菌

　　2、酵母與霉菌

　　3、病毒

　　(二)蟲(chóng)類(lèi)

　　1、昆蟲(chóng)

　　2、寄生蟲(chóng)

　　(三)果蔬

　　1、 抑制呼吸高峰

　　2、 改變果蔬中的化學(xué)成分

　　3、 影響新鮮蔬菜代謝反應(yīng)

　　4、 抑制發(fā)芽

　　食品輻照的應(yīng)用

　　根據(jù)食品輻照應(yīng)用的目的和所需劑量進(jìn)行分類(lèi)：

　　輻照在食品上的應(yīng)用

　　1、耐藏輻照(Radurization)

　　這種輻照處理主要目的是降低食品中腐敗微生物及其它生物數(shù)量，延長(zhǎng)新鮮食品的后熟期及保藏期(如抑制發(fā)芽等)。一般劑量在5kGy以下。

　　2、輻照巴氏殺菌(Radicidaton)

　　這種輻照處理使食品中檢測(cè)不出特定的無(wú)芽孢的致病菌(如沙門(mén)氏菌)。所使用的輻照劑量范圍為5～10kGy。

　　3、輻照阿氏殺菌(Radappertization)

　　所使用的輻照劑量可以將食品中的微生物減少到零或有限個(gè)數(shù)。經(jīng)過(guò)這種輻照處理后，食品在無(wú)再污染條件下可在正常條件下達(dá)到一定的貯存期，劑量范圍大于10kGy。

　　食品輻照工藝

　　(一)食品輻照保藏

　　1、果蔬類(lèi)

　　(1) 目的

　?、?防止微生物的腐敗作用

　　② 控制害蟲(chóng)感染及蔓延

　?、?延緩后熟期、防止老化。

　　(2) 劑量的選定

　　(3) 與其它保藏手段協(xié)同處理

　　2、糧食類(lèi)

　　主要目的是避免或減少由于昆蟲(chóng)的危害和霉菌活動(dòng)導(dǎo)致的霉?fàn)€變質(zhì)，即殺蟲(chóng)滅霉。

　　3、畜、禽肉及水產(chǎn)類(lèi)

　　通常需要與熱處理或低溫協(xié)同作用。

　　4、香辛料和調(diào)味品

　　輻照處理既能控制昆蟲(chóng)的侵害，又能減少微生物的數(shù)量，保證原料的質(zhì)量，避免熱處理和化學(xué)處理等傳統(tǒng)方法所帶來(lái)的不良影響。

　　5、蛋類(lèi)

　　蛋類(lèi)輻照主要采用輻照巴氏殺菌劑量，以殺滅沙門(mén)氏菌為對(duì)象。

　　(二)輻照改變食品品質(zhì)

　　1、 黃豆：減少發(fā)芽后的腸內(nèi)脹氣因子

　　2、 小麥：改善面粉品質(zhì)

　　3、 葡萄：出汁率

　　4、 脫水蔬菜：大大縮短復(fù)水時(shí)間

　　5、 白酒：輻照陳化

　　(三)輻照的其它應(yīng)用

　　食品輻照的另一重要應(yīng)用是對(duì)果蔬的檢疫處理。

　　影響食品輻照效果的因素

　　(一)輻照劑量

　　1、 輻照目的

　　2、 輻照品種

　　3、 輻照源的強(qiáng)度

　　4、 食品的輻照物理化學(xué)效應(yīng)

　　5、 劑量率

　　6、 安全防護(hù)設(shè)備

　　(二)食品接受輻照時(shí)的狀態(tài)

　　1、 食品種類(lèi)

　　2、 食品化學(xué)組成分及組織結(jié)構(gòu)

　　3、 食品生長(zhǎng)發(fā)育階段、成熟狀況、呼吸代謝的快慢

　　4、 污染的微生物、蟲(chóng)害等種類(lèi)與數(shù)量

　　(三)輻照過(guò)程環(huán)境條件

　　1、 氧氣

　　2、 溫度

　　(四)輻照與其它保藏方法的協(xié)同作用

　　1、 低溫下輻照

　　2、 添加自由基清除劑

　　3、 使用輻照增敏劑

　　4、 與其它保藏方法并用

　　5、 選擇適宜的輻照裝置。

　　輻照食品的安全性

　　(一) 安全性試驗(yàn)和評(píng)價(jià)涉及的學(xué)科領(lǐng)域

　　1、 毒理學(xué)

　　2、 營(yíng)養(yǎng)學(xué)

　　3、 微生物學(xué)

　　(二) 結(jié)論

　　1、 世界衛(wèi)生組織(WHO)

　　(1) 輻照不會(huì)導(dǎo)致對(duì)人類(lèi)健康有不利影響的食品成分的毒性變化;

　　(2) 輻照食品不會(huì)增加微生物學(xué)的危害;

　　(3) 輻照食品不會(huì)導(dǎo)致人們營(yíng)養(yǎng)供給的損失

　　2、 聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)與世界衛(wèi)生組織聯(lián)席會(huì)議

　　在正常的輻照劑量下進(jìn)行輻照的食品是安全的

　　輻照食品的管理法規(guī)

　　(一) 國(guó)際上

　　1、 1983年，F(xiàn)AO/WHO國(guó)際食品法規(guī)委員會(huì)采納了"輻照食品的規(guī)范通用標(biāo)準(zhǔn)(世界范圍標(biāo)準(zhǔn))"和"食品處理輻照裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推薦規(guī)范"。

　　2、 1984年，食品輻照國(guó)際咨詢(xún)小組(ICGFI)成立

　　(二) 國(guó)內(nèi)

　　1、 GB10252-88輻射加工用60Co裝置的輻射防護(hù)規(guī)定

　　2、 GB8703-88輻射防護(hù)規(guī)定

　　3、 GB14891,1~GB14891,10-94輻照食品標(biāo)準(zhǔn)

　　4、 1996年，衛(wèi)生部發(fā)布了"輻照食品衛(wèi)生管理辦法"