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            食品常用殺菌方法

            發布時間:2019-08-22     

            食品殺菌就是以食品原料、加工品為對象,通過對引起食品變質的主要因素---微生物的殺菌及除菌,達到食品品質的穩定化,有效延長食品的保質期,并因此降低食品中有害細菌在存活數量,避免活菌的攝入引起人體(通常是腸道)感染或預先在食品中產生的細菌毒素導致人類中毒。

            1、食品殺菌食品安全是一個系統工程,需要一一列出分析解決,即使種類多而雜,但受污染途徑卻一樣,主要為外界污染及自身污染。

            食品安全(food safety)指食品無毒、無害,符合應當有的營養要求,對人體健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害。

            本文僅列出當今世界最先進、最常用的殺菌技術及解決方案。

            2、外界污染外界污染食品在加工過程中受到除自身原料、半成品以外的微生物污染,如水中細菌污染,空氣中細菌二次污染,員工手部、設備、容器、工具、周轉箱等二次交叉感染,包裝材料被污染等。

            3、內在污染內在污染即食品原料、半成品內自含的細菌。分為烘焙、飲料、水產品、休閑食品、方便食品、啤酒、豆制品、營養品等,需要不同的殺菌設備及技術。

            水的殺菌

            紫外線消毒利用波長260nm的紫外線照射微生物,可以使其分子內部產生化學反應而致死。這一技術不僅可以用于各種食品容器的殺菌,還可以用于畜肉、清涼飲料、啤酒制造用水、蔬菜、魚貝類及其制成品、冷卻水、冰凍魚的解凍水等的殺菌。

            臭氧消毒臭氧的分子量為48,是由三個氧原子以共振結構存在,是一種強氧化劑及強力的消毒殺菌劑,其氧化力為自然界物質中僅次氟的強烈氧化劑,臭氧對水的溶解度為氧的13倍,能在短時間內大量融入水中,殺菌力可達氯的3000倍,使水中重生菌數顯著降低,澄清水質,故臭氧可用來凈化水質。

            空氣中細菌殺滅

            食品動態消毒機獨立的空氣凈化消毒裝置,有柜式、壁掛式、頂棚式等多種形式。一臺2000風量的空氣動態消毒機在空間的室內開啟60min,可以達到消毒要求。這種消毒器本身無毒無害,可以在有人情況下連續使用,有效避免空氣中細菌二次污染食品。

            等離子體彌漫技術采用將等離子體彌漫到空氣中的方式,分解空氣中的氣態污染物、有害細菌、病毒等,對處理異味效果也非常明顯。主要是配到新風系統或層流凈化管道配套使用,控制管道系統自身的二次污染,殺滅新回風中的微生物。

            手部細菌消毒

            手部消毒流程,首先濕手,滴上皂液,兩手反復搓洗,然后在感應水龍頭下沖洗干凈;順勢將放置在自動干手器的出風口,熱風會自動吹出將手吹干;最后采用75%乙酸加至自動感應手消毒器內,消毒液會自動噴出對手部消毒,這樣就可以直接進入車間。

            微波殺菌

            這是一種由相應電源的微小發生器、波導管理連接器和處理室組成的微波混合系統,它能夠以極其微小的溫度差異,對巴氏菌進行處理。采用這種混合系統,可以使微波的能量均勻地分布在被處理食品上,加熱到72~85℃,并保持數分鐘,然后放入溫度只有15℃的貯藏室。該技術適用于已經包裝的面包片、果醬、香腸和鍋餅等食品,經處理的食品保質期可達6個月以上。

            基因殺菌

            這是一種殺滅假單銅綠菌的方法,其原理是通過設法從該細菌中分離出一種基因,這種基因專門制造一種物質,負責在細菌中傳遞信息,阻止細菌形成生物膜集合體,使其毒性降低,且易被清洗掉。

            電子射線殺菌

            電子射線源或白熱絲在真空下加熱,陰極產生電子,由于電子通過真空電場時速度加快,能量高,穿透力強,可達到殺菌的效果。這種技術具有殺菌效率高、殺菌速度快、無需附屬設備等優點。

            磁力殺菌

            采用0.6特的磁力強度,將食品置于磁場的南、北兩極之間,通過搖動來不斷改變磁力的方向,可達到100%的殺菌效果,并對食品的風味和營養不產生破壞。

            電阻加熱殺菌

            利用電阻加熱裝置,讓電流通過食品,由電阻產生熱量進行殺菌。這一技術適用于水果類的殺菌及大部分食品加工。食品經此殺菌后,可在常溫下存放1年。

            巴氏滅菌

            食品常用殺菌方法

            滅菌條件為61 攝氏度~63 攝氏度/30 分鐘,或72 攝氏度~75攝氏度/15 分鐘~20 分鐘。巴氏滅菌技術是將食品充填并密封于包裝容器后,在一定時間內保持100 攝氏度以下的溫度,殺滅包裝容器內的細菌。巴氏滅菌可以殺滅多數致病菌,而對于非致病的腐敗菌及其芽孢的殺滅能力就顯得不足,如果巴氏滅菌與其他儲藏手段相結合,如冷藏、冷凍、脫氧、包裝配合,可達到一定的保存期的要求。

            巴氏滅菌技術主要用語柑橘、蘋果汁飲料食品的滅菌,因為果汁食品的pH 值在4.5 以下,沒有微生物生長,滅菌的對象是酵母、霉菌和乳酸桿菌等。此外,巴氏滅菌還用于果醬、糖水水果罐頭、啤酒、酸漬蔬菜類罐頭、醬菜等的滅菌。巴氏滅菌對于密封的酸性食品具有可靠的耐酸性,對于那些不耐高濕處理的低酸性食品,只要不影響消費習慣,常利用加酸或借助于微生物發酵產酸的手段,使pH 值降至酸性食品的范圍,可以利用低溫滅菌達到保存食品品質和耐貯藏的目的。此法所需時間較長,對熱敏性食品不宜采用。

            高溫短時滅菌(HTST)

            滅菌條件為85 攝氏度~90 攝氏度/3 分鐘~5 分鐘,或95 攝氏度/12 分液料加熱到接近100 攝氏度,然后速冷至室溫。此方法需時較短,效果較好,有利于產品保質。主要可殺滅酵母菌、霉菌、乳酸菌等。這兩種方法具有滅菌效果穩定,操作簡單,設備投資小,應用歷史悠久等特點,如今還廣泛用于各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品包裝的滅菌。

            超高溫瞬時滅菌(UHT)

            于1949 年隨著斯托克(Stork)裝置的出現而問世,其后國際上出現了多種類型的超高溫滅菌裝置。超高溫短時滅菌是將食品在瞬間加熱到高溫(130 攝氏度以上)而達到滅菌目的,可分為直接加熱和間接加熱兩種方法。直接加熱法是用高壓蒸汽直接向食品噴射,使食品以最快速度升溫,幾秒鐘內達到140 攝氏度~160 攝氏度,維持數秒鐘,再在真空室內除去水分,然后用無菌冷卻機冷卻到室溫。

            間接加熱法是根據食品的粘度和顆粒大小,選用板式換熱器、管式換熱器、刮板式換熱器。板式換熱器適用于果肉含量不超過1%~3%的液體食品。管式換熱器對產品的適應范圍較廣,可加工果肉含量高的濃縮果蔬汁等液體食品。凡用板式換熱器會產生結焦或阻塞,而粘度又不足以用刮板式換熱器的產品,都可采用管式換熱器。刮板式換熱器裝有帶葉片的旋轉器,在加熱面上刮動而使高粘度食品向前推送,達到加熱滅菌之目的。

            超高溫瞬時滅菌的效果非常好,幾乎可達到或接近完全滅菌的要求,而且滅菌時間短,物料中營養物質破壞少,食品質量幾乎不變,營養成分保存率達92%以上,生產效率很高,比其他兩種熱力滅菌法效果更優異,配合食品無菌包裝技術的超高溫式滅菌裝置在國內外發展很快,如今已發展為一種高新食品滅菌技術。目前這種滅菌技術已廣泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各種飲料等產品的滅菌,也可將食品裝袋后,浸漬于此溫度的熱水中滅菌。

            過熱蒸汽滅菌技術

            也稱干熱滅菌。是采用高溫過熱蒸汽來滅菌,即利用溫度為130 攝氏度~160 攝氏度的過熱蒸汽噴射于需滅菌的物品上,數秒鐘即可完成滅菌操作,目前過熱蒸汽滅菌技術僅適用于耐熱食品包裝容器(如金屬制品、玻璃制品等)的滅菌。金屬罐是無菌包裝使用最早的包裝材料之一,主要分馬口鐵罐和鋁罐兩種,目前世界上金屬罐無菌包裝最先進的典型代表——是美國的多爾無菌裝罐系統就是采用這種滅菌技術。

            其方法是當空罐在輸送鏈上通過殺菌室時,過熱蒸汽從上下噴射45 秒,這時罐溫上升到221 攝氏度~224 攝氏度,罐蓋也采用287 攝氏度~316 攝氏度的過熱蒸汽殺菌75 秒~90 秒,這樣的高溫足以殺滅全部的耐熱細菌。由于所有容器和設備均采用過熱蒸汽殺菌,因此無菌程度高,罐頭內部頂隙殘留空氣極少,且處于高真空狀態,產品的質量安全可靠。

            輻照滅菌技術

            自從原子能和平利用以來,經過40 多年的研究開發,人們成功地利用原子輻射技術進行食品滅菌保鮮。輻照就是利用χ、β、γ射線或加速電子射線(最為常見的是Co60 和Cs137 的γ射線)對食品的穿透力以達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、激發態分子或分子碎片,進而這些產物間又相互作用,生成與原始物質不同的化合物,在化學效應的基礎上,受輻照物料或生物體還會發生一系列生物學效應,從而導致害蟲、蟲卵、微生物體內的蛋白質、核酸及促進生化反應的酶受到破壞、失去活力,進而終止農產品、食品被侵蝕和生長老化的過程,維持品質穩定。

            輻照保鮮食品具有殺蟲、滅菌等防腐作用,既不產生熱量,又不破壞食品外形,既能保持食品原有的色、香、味及營養成分,又能在常溫下長期保存,所以是一種發展很快的食品高新技術,在發達國家應用很普遍,我國輻照裝置已達60 余個(裝源10 萬居里以上)。用于輻照包裝的射線具有穿透力強、殺傷力大的特點,通過這種射線的輻照,寄生在食品中的病原菌、微生物及昆蟲等都被殺死。同時,食品經輻照處理后還能抑制食品自身的新陳代謝過程,因而可以防止食品的變質與霉爛。

            超高壓滅菌技術

            近年來,日本研制出一種新型的食品加工保藏技術,這就是超高壓滅菌技術。超高壓處理具有熱處理及其它加工處理方法所沒有的一些優點,可保持食品(如肉類等)原有的風味成分、營養價值和色澤,并殺死食品中常見的酵母菌、大腸桿菌、葡萄球菌等而達到滅菌目的。

            所謂高靜壓技術(HHP)就是將食品密封于彈性容器或置于無菌壓力系統中(常以水或其他流體介質作為傳遞壓力的媒介物),在高靜壓(一般100MPa 以上)下處理一段時間,以達到加工保藏的目的。在高壓下,會使蛋白質和酶發生變性,微生物細胞核膜被壓成許多小碎片和原生質等一起變成糊狀,這種不可逆的變化即可造成微生物死亡。微生物的死亡遵循一級反應動力學。

            對于大多數非芽孢微生物,在室溫、450MPa 壓力下的滅菌效果良好。芽孢菌孢子耐壓,滅菌時需要更高的壓力,而且往往要結合加熱等其他處理才更有效。溫度、介質等對食品超高壓滅菌的模式和效果影響很大。間歇性重復高壓處理是殺死耐壓芽孢的良好方法。日本最新開發出的超高壓滅菌機,操作壓力達304MPa~507MPa。超高壓滅菌的最大優越性在于它對食品中的風味物質、維生素C、色索等沒有影響,營養成分損失很少,特別適用于果汁、果醬類、肉類等食品的滅菌,此外,采用300MPa~400MPa 的超高壓對肉類滅菌時還可使肌纖維斷裂而提高肉類食品的嫩度。

            超聲波滅菌技術

            超聲波是頻率大于10kHz 的聲波。超聲波同普通聲波一樣屬于縱波。超聲波與傳聲媒質相互作用蘊藏著巨大的能量,當遇到物料時就對其產生快速交替的壓縮和膨脹作用,這種能量在極短的時間內足以起到殺滅和破壞微生物的作用,而且還能夠對食品產生諸如均質、催陳、裂解大分子物質等多種作用,具有其他物理滅菌方法難以取得的多重效果,從而能夠更好地提高食品品質,保證食品安全。技術人員采用超聲波發生儀作為滅菌設備,以醬油為滅菌對象,取得了良好的效果。

            雙氧水滅菌技術

            雙氧水是一種滅菌能力很強的滅菌劑,對微生物具廣譜滅菌作用。其滅菌力與雙氧水的濃度和溫度有關,濃度越高、溫度越高,其滅菌效力就越好。而在常溫下,雙氧水的滅菌作用較弱。過氧化氫通常用于包裝容器和輔助器具等滅菌,在使用過氧化氫滅菌時,其濃度一般控制在25%~30%,溫度為60℃~65℃。

            使用方法有浸漬法(即把包裝材料或容器浸漬于雙氧水中)、噴霧法(即把雙氧水噴霧噴射于包裝物品上),使包裝材料表面有一層均勻的雙氧水液,然后對其進行熱輻射,完全蒸發分解成無害的水蒸氣和氧,同時增強滅菌效果。但在滅菌中雙氧水很少單獨使用,多與其他滅菌技術配合使用。例如,雙氧水+熱,這是應用廣泛的方法,幾乎所有包裝材料都可用此方法處理。

            用熱雙氧水浸泡或噴霧,然后加熱,使殘留在包裝材料表面的雙氧水揮發和分解。加熱本身亦有抑菌作用,不同的設備加熱方式不同,但一般多為無菌熱空氣加熱。典型的系統有瑞典利樂公司的利樂無菌填充系統、國際紙業的無菌填充系統、德國PKL公司的Combiloe無菌填充系統等,雙氧水+紫外線,即采用低濃度雙氧水(<1%)溶液,加上高強度的紫外線輻射滅菌處理,從而取得良好的滅菌效果,它比用雙氧水結合加熱處理的滅菌效力更顯著。這種滅菌方法只需在常溫下施行就可產生立即的滅菌效果。用雙氧水等藥劑滅菌的要求,是保證物品藥物殘留應低于規定的要求。

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