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1、 新疆农业大学食品专业文献综述题目：食品灭菌技术 学生：依布拉音 学号：104033236专业：食品质量与安全班级：食安 102日期：2011.05.15摘要：食品灭菌对于食品质量的保持，改进，提升方面有重要的作用，这种处理方式还有助于保持食品营养，香味，色泽，以及成分。因此，研究食品灭菌技术，对于改进食品生产技术，增强食品的市场竞争力方面有巨大的优势和潜力。关键词：食品灭菌;食品；食品灭菌技术前言灭菌是指杀灭物体上所有的微生物（包括病原体和非病原体繁殖和芽胞）的方法。杀菌是食品生产加工中一个非常重要的环节。根据杀菌时温度不同，杀菌可分为热杀菌和冷杀菌。其中冷杀菌又根据使用手段不同分为物理杀菌
2、和化学杀菌。冷杀菌中的物理杀菌是目前杀菌技术发展的趋势。物理杀菌克服了热杀菌和化学杀菌的不足之处，是运用物理方法，如高压、场( 包括电场、磁场)、电子、光等的单一作用或两种以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。灭菌技术在食品生产中有举足轻重的地位，也是保持食品品质的最重要途径之一，因此，研究食品灭菌方法对于食品科学的发展和食品卫生安全具有重要的意义。每年，由于食品腐败导致的安全问题和经济损失比比皆是，造成了极大的问题，乃至是人的安全问题，研究并改进食品灭菌技术和方法将会有力的减少这种不必要的损失。然而，传统的灭菌方法会不同程度地破坏一些营养成分，如食品的蛋白质层，纤维层和某些特性(包括
3、口感、色泽和香味等)。为了保持食品的营养和最大限度地维持食品的色、香、味等品质，改进灭菌技术对于食品行业意义重大。1.超高压灭菌技术1.1 原理：超高压技术,也称为静水压技术。超高压杀菌是指将密封于柔性容器内的食品置于压力系统中, 以水或其他液体作为传压介质, 采用 100MPa 以上的压力处理食品,以达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性的目的。超高压是破坏氢键之类弱结合键,使基本物性变异,产生蛋白质的压力凝固及酶的失活,以及使菌体内成分产生泄露和细胞膜破裂等多种菌体损伤，凡是以较弱的结合构成的生物体高分子物质, 如核酸、脂肪、糖类等物质都会受到超高压的影响, 从而使生物体的生命活动受到影响甚至停
4、止,这就是高压处理可达到杀菌目的的机理。1.2 特点超高压技术进行食品加工具有的独特之处在于它不会使食品的温度升高，而只是作用于非共价键，共价键基本不被破坏，所以食品原有的色、香、味及营养成分影响较小。在食品加工过程中，新鲜食品或发酵食品由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，这些酶为食品品质酶，如过氧化氢酶、多酚氧化酶、果胶甲基质酶、脂肪氧化酶、纤维素酶等，通过超高压处理能够激活或灭活这些酶有利于食品的品质。超高压处理可防止微生物对食品的污染，延长食品的保藏时间，延长食品味道鲜美的时间。1.3 与传统灭菌技术的比较：超高压技术与传统的加热处理食品比较，优点在手一、超高压处理不
5、会使食品色、香、味等物理特性发生变化，不会产生异味，加压后食品仍保持原有的生鲜风味和营养成分。 二、超高压处理后，蛋白质的变性及淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而获得新型物性的食品。 三、超高压处理可以保持食品的原有风味，为冷杀菌，这种食品可简单加热后食用，从而扩大半成品食品的市场。 四、超高压处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而使食品灭菌达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低。1.4 优点：超高压技术与传统的化学处理食品(即添加防腐剂)比较，优点在于: 一、不需向食品中加人化学物质，克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成的产物对人体产生的不良影响，也避免了食物中残留的化学试剂对人体
6、的负面作用，保证了食用的安全。 三、化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显。 三、超高压杀菌条件易于控制，外界环境的影响较小;而化学试剂杀菌易受水分、温度、pH 值、有机环境等的影响，作用效果变化幅度较大。 四、超高压杀菌能更好地保持食品的自然风味，甚至改善食品的高分子物质的构象，如作用于肉类和水产品，提高了肉制品的嫩度和风味;作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最终风味，还可使干酪的产量增加。而化学试剂没有这种作用。1.5 应用：自 1991 年 4 月日本首次将超高压产品果酱投放市场，其独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企业
7、界的高度重视。食品超高压处理技术被称为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等，可被应用于所有含液体成分的固态或液态食物，如水果、蔬菜、奶制品、鸡蛋、鱼、肉、禽、果汁、酱油、醋、酒类等。超高压处理技术涉及食品工艺学、微生物学、物理学、传感器、自动化技术等学科，由于设备成本高、投资巨大，目前国内的食品超高压处理技术还处于研究阶段，还没有成熟的超高压灭菌技术投人食品工业生产，但超高压食品极符合 21 世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。2.臭氧灭菌技术2.1 原理：臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。叭灭菌有以下 3 种形
8、式:1.臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。2.直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和 DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡。3.透过细胞膜组织，侵人细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。2.2 优点：臭氧灭菌的优点臭氧灭菌为溶菌级方法，杀菌彻底，无残留，杀菌广谱，可杀灭细菌繁殖体和芽抱、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。另外，几对霉菌也有极的杀灭作用。03 由于稳定性差，很快会自行分解为氧气或单个氧原子，而单个氧原子能自行结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，所以，03 是一种无污染的消毒剂。仇为气体，能迅速弥漫到整个
9、灭菌空间，灭菌无死角。而传统的灭菌消毒方法，无论是紫外线，还是化学熏蒸法，都有不彻底、有死角、工作量大、有残留污染或有异味等缺点，并有可能损害人体健康。如用紫外线消毒，在光线照射不到的地方没有效果，有衰退、穿透力弱、使用寿命不长等缺点。化学熏蒸法也存在不足之处，如对抗药性很强的细菌和病毒，则杀菌效果不明显。2.3 应用及前景： 能力及无残余优点，是其在食品行业的消毒除味、防毒保鲜等方面得到广泛应用的主要原因。几杀菌效果好，因其作用时间短，无残留，较难出现抗药菌。而长期使用化学杀菌剂的地板和厕所沟，仍能检出大肠菌群(病原性大肠菌 O 一巧 7)和乳酸菌。1904 年，就有利用仇保存牛奶、肉制品、
10、蛋白等食品的报道。1909 年，法国一些冷冻厂正式用 O。对冷却肉表面杀菌，取得了减少微生物的效果。1928 年英国人在天津建立“合记蛋厂”，其打蛋车间就利用 03 消毒。20 世纪 30 年代末，美国 80%的冷藏蛋库都装有仇发生器，提高了鸡蛋的储存期。到了 20 世纪 80 年代中期，我国的一些中外合资食品加工企业的车间杀菌净化、易腐食品的保鲜、储存仓库及食品船舱等等都装备了叭设备，现已推广到食品集装箱、食品冷藏车内。20 世纪 90 年代中期，中国原子能科学研究院工业技术应用研究所(国家臭氧标准编写机构之一)开始研究适合于食品、餐饮行业应用的大流量、高浓度的臭氧生成技术，于 2(X旧年研
11、制出中国第一台以大流量自来水为处理对象的杀菌消毒设备，S 环保型臭氧水机”并通过国家卫生部的鉴定，在全国各地推广。S 环保型臭氧水机的批号为国卫“消”字号 0008，是我国最早得到“消”字号认证的臭氧水生成装置，流量为 l0(刃 I 了 h，水中 03 浓度可达 lom 盯 L 以上，且有耗能低的优点(每小时用电不足 1 度)。应用表明，对人工污染的大肠杆菌，用环保型臭氧水机中流出的臭氧水处理 5 一巧分钟，平均灭菌应达 99.98%一 99.99%。用其臭氧水反复冲洗、擦洗消毒对象，有利于增强消毒效果，脱落于臭氧水中的大肠杆菌 0.5 分钟后已检测不出。用其臭氧水对果蔬的农药进行降解，在 5
12、 一 30 分钟内，降解率达98%。随着卫生安全制度的完善和人们健康意识的增强，臭氧技术在食品工业中的应用将越广。3.超声波灭菌3.1 原理 超声波是频率大于 20KHz 以上的声波，是一种机械振动在媒质中的传播过程。其作用原理是：当超声波强度超过某一空化阀值时，在液体中产生空化现象，即液体中微小的泡核在超声作用下被激活，它表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。空化泡绝热收缩及崩溃的瞬间，产生强大冲击波，使细菌或病毒丧失毒力，甚至会使细菌形态结构破裂和溶解，从而起到杀菌作用。3.2 特点 由于其频率高、波长短、方向性好、功率大、穿透力强，能引起空化作用和一系列的特殊效应，如热学
13、效应、生物效应等。超声波灭菌不仅不会改变食品的色、香、味，而且不会破坏食品的组成成分。如果把超声波和其它非加热灭菌工艺结合起来，比如采用超声-激光或超声-磁化联合杀菌，则效果更佳。3.3 存在的特点 (1) 超声及其协同其它技术的联合灭菌绝大部分仍停留在实验室研究阶段，处理量较小，目前还不能用于工业化生产，阻碍了超声协同其它灭菌技术的发展；(2) 超声波对食品中微生物的影响，及其导致的潜在安全性问题研究不足。因此对于大规模应用于液体食品杀菌也有一定的距离；(3) 超声波单独作用时，容易作用不彻底，且影响因素较多。若增加强度，会提高其灭菌率，但会造成设备的严重损耗。3.4 应用前景 超声波灭菌作
14、为一种新兴技术，其单独作用灭菌效果有限，在进行实际应用时，可考虑与其它技术协同灭菌，以提高灭菌率。由于超声波对细菌的杀灭机理在理论上还有待进一步研究，因此超声波要想完全代替传统的灭菌方式还有很长的一段路要走。4.微波灭菌4.1 原理 虽然微波灭菌的机理至今仍未明确,但是目前认为微波炉主要以热效应和非热效应两种形式发挥灭菌功效4.1.1 微波灭菌的非热效应 微波灭菌的非热效应理论在国外比较流行,但也没有具体的理论依据,仅是通过某些实验反映出来的。外国学者研究表明,在最适灭菌波段的微波可加快酶促反应2,同时发现微波亦可以激活细菌内的部分酶(如细胞色素 C、干扰素 2-2 溶菌酶)进而影响细菌新陈代
15、谢,故在加速细菌衰老和死亡中可能起到一定作用。也有一些国外学者在研究微波对细菌细胞壁损害程度时,发现大肠杆菌和枯草杆菌在 6080时,活菌数减少最多,这两种细菌在此段温度最敏感,尤以大肠杆菌明显,故也在一定程度上表明微波灭菌含有一定的非热效应。此外部分国内学者在研究微波灭菌效果时,发现含水量对杀菌速度影响较大,当含湿率25%时,含湿率越高,杀菌效果越好。其通过微波对干菌片和湿菌片杀菌效果差异表明:微波灭菌非热效应起一定作用。但一般说来,微波的热效应在微波灭菌中的作用在国内的接受程度不是很高。4.1.2 微波灭菌的热效应 当微波作用于菌体后,可使菌体温度升高,进而导致菌体内部结构紊乱以致发挥灭菌
16、效应。目前国内学者普遍认为微波灭菌主要以热效应为主。4.2 特点 微波灭菌速度快,灭菌效果也不错,但是微波处理后是否会对产品的品质造成影响,研究证明在多数情况下,微波灭菌对产品的品质破坏比其它一些杀菌方式少。微波杀菌可以达到高温蒸汽灭菌同样的杀菌效果,但所需时间仅用了高温蒸汽灭菌的 16. 7%,产品的蛋白质、脂肪、VitB1 和 VitB2 保存率高,微波灭菌后的酱牛肉感官评分明显优于其它几种灭菌方式得到的产品。4.3 在食品行业中的应用 在 20 世纪末期,国外学者已对微波灭菌在食品养瓶中装入 80 ml 的培养基,无论固体培养基还是液体培养基,使用频率为 2 450MHz、功率 1 200W 的微波炉,在 80%以上的功率灭菌 10 min,便可实现很好的灭菌效果。基于现有资料,微波灭菌可应用于组织培养,是一种方便快捷省时的灭菌方法。4.4 前景展望 虽然大量的研究报道显示,微波灭菌是安全、可靠、高效的一种灭菌方法,但是微波灭菌的原理目前仍然不太
