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1、食品杀菌技术巴氏杀菌巴氏杀菌（Pasteurization）即低温保持式杀菌法。亦称低温长时间杀菌法。是利 用低于100摄氏度的热力杀灭微生物的消毒方法，由德国微生物学家巴斯德于 1863年发明，至今国内外仍广泛应用于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。新鲜原奶中的生物活性物质十分怕热，如果用摄氏100度的消毒方法，则原奶 中的生物活性物质将被破坏，而且原奶中的维生素、蛋白质等也有损失。巴斯德通过大量科学实验证明，如果原奶加工时温度超过85C，则其中的营 养物质和生物活性物质会被大量破坏，但如果低于85C时，则其营养物质和生 物活性物质被保留，并且有害菌大部分被杀灭，有些有益菌却被存留。所以，将
2、低于85C的消毒法称作巴氏消毒法，可以说，这是新鲜牛奶最科学、最好的加 工工艺。采用巴氏灭菌法生产的鲜奶，其营养价值和保健功能与新鲜原奶基本相 同。现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一是加热到61.165.6摄氏度之间，30分 钟；二是加热到71.7摄氏度，至少保持15秒钟。由于巴氏消毒法所达到的温度低，故达不到灭菌的程度。但是它可使布氏杆菌、 结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等致病微生物死亡，可以使细菌总数减少90% 一 95%，故能起到减少疾病传播，延长物品的使用时间的作用。另外，这种消毒 法不会破坏消毒食品的有效成份，且方法简单。食品杀菌技术主要有热杀菌和非热杀菌，其中热杀菌主要有：湿热杀菌、干
3、热杀菌、微波杀 菌、电热杀菌和电场杀菌等；非热杀菌主要有：化学与生物杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、 脉冲杀菌、超高静压杀菌、脉冲电场（PEF）杀菌以及振动磁场杀菌等。下面就针对这些杀 菌技术作一下详细的介绍：湿热杀菌：热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，而湿热杀菌是其中最主要的方式之一。它 是以蒸气、热水为热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。利用热能转换器（如锅炉）将燃烧的热能转变为热水或蒸汽作为加热介质，再以换热器将热 水或蒸汽的热能传给食品，或将蒸汽直接喷入待加热的食品。食品热处理中常用的加热介质及其特点加热剂种类加热剂特点蒸汽易于用管道输送，加热均匀，温度易控制，凝结潜热大，但
4、温度不能太高热水易于用管道输送，加热均匀，加热温度不高空气加热温度可达很高，但其密度小、传热系数低烟道气加热温度可达很高，但其密度小、传热系数低，可能污染食品煤气加热温度可达很高，成本较低，但可能污染食品电加热温度可达很高，温度易于控制，但成本高一、加热对微生物的影响（一）微生物和食品的腐败变质食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原因。细菌、霉菌和酵母都可能引起食品的变质。 细菌、霉菌和酵母食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原因。一般说来，食品原料都带有微生物。在食 品的采收、运输、加工和保藏过程中，食品也有可能污染微生物。在一定的条件下，这些微 生物会在食品中生长、繁殖，使食品失去原有
5、的或应有的营养价值和感官品质，甚至产生有 害和有毒的物质。细菌、霉菌和酵母图谱细菌、霉菌和酵母都可能引起食品的变质，其中细菌是引起食品腐败变质的主要微生物。细 菌中非芽孢细菌在自然界存在的种类最多，污染食品的可能性也最大，但这些菌的耐热性并 不强，巴氏杀菌即可将其杀死。细菌中耐热性强的是芽孢菌。芽孢菌中还分需氧性、厌氧性 的和兼性厌氧的。需氧和兼性厌氧的芽孢菌是导致罐头食品发生平盖酸败的原因菌，厌氧芽 孢菌中的肉毒梭状芽孢杆菌常作为罐头杀菌的对象菌。酵母菌和霉菌引起的变质多发生在酸 性较高的食品中，一些酵母菌和霉菌对渗透压的耐性也较高。（二）微生物的生长温度不同微生物的最适生长温度不同，当温度
6、高于微生物的最适生长温度时，微生物的生长就会 受到抑制，而当温度高到足以使微生物体内的蛋白质发生变性时，微生物即会出现死亡现象。最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度嗜热菌30 4550 7070 90嗜温菌51530454555低温菌-5525303055嗜冷菌-10 -512 1515 25微生物的最适生长温度与热致死温度（C）（三）湿热条件下腐败菌的耐热性一般认为，微生物细胞内蛋白质受热凝固而失去新陈代谢的能力是加热导致微生物死亡的原 因。因此，细胞内蛋白质受热凝固的难易程度直接关系到微生物的耐热性。蛋白质的热凝固 条件受其它一些条件，如：酸、碱、盐和水分等的影响。（四）影响腐败菌耐热
7、性的因素1、加热前-腐败菌的培育和经历对其耐热性的影响影响因素主要包括：细胞本身的遗传性、组成、形态，培养基的成分，培育时的环境因子， 发育时的温度以及代谢产物等。成熟细胞要比未成熟的细胞耐热。培养温度愈高，孢子的耐热性愈强，而且在最适温度下培 育的细菌孢子具有最强的耐热性。营养丰富的培养基中发育的孢子耐热性强，营养缺乏时则 弱。2、加热时-加热温度、加热致死时间、细胞浓度、细胞团块存在与否、介质性状和pH值 等方面的因素对腐败菌耐热性的影响。（1） 加热条件：在一定热致死温度下，细菌（芽孢）随时间变化呈对数性规律死亡；温度 愈高，杀灭它所需的时间愈短。（2）细菌状态：在一定热致死温度下，菌数
8、愈多，杀灭它所需时间愈长。细胞团块的存在 降低热杀菌的效果（3）介质性状：包括水分（水分活度）、pH值、碳水化合物、脂质、蛋白质、无机盐等， 是影响杀菌效果的最重要的因素。（4）各种添加物、防腐剂和杀菌剂的影响3、加热后-热死效果的检验腐败菌受热损伤后有如下表现：发育时的诱导期延长，营养需求增加；发育时最适pH范围 缩小；增殖时最适温度范围缩小；对抑制剂的敏感性增强；细胞内的物质产生泄漏；对放射 线的敏感性增加；细胞中酶的活力降低；核酸体的RNA分解等。判断腐败菌是否被杀灭，需测定其热死效果，常通过对经过热处理后的细菌芽孢进行再培养， 以检查是否仍有存活。选择适当的培养基，如果腐败菌没有再生长
9、，说明杀菌工艺适用。（一）热破坏反应的反应速率食品中各成分的热破坏反应一般均遵循一级反应动力学，也就是说各成分的热破坏反应速率 与反应物的浓度呈正比关系。这一关系通常被称为”热灭活或热破坏的对数规律（logarithmic order of inactivation or destruction）。这一关系意味着，在某一热处理温度（足以达到热灭 活或热破坏的温度）下，单位时间内，食品成分被灭活或被破坏的比例是恒定的。DT值即指数递减时间（Decimal reduction time），是热力致死速率曲线斜率的负倒数，可以认 为是在某一温度下，每减少90%活菌（或芽孢）所需的时间，通常以分钟为单
10、位。由于上述致死速率曲线是在一定的热处理（致死）温度下得出的，为了区分不同温度下 微生物的D值，一般热处理的温度T作为下标，标注在D值上，即为DT。很显然，D值 的大小可以反映微生物的耐热性。在同一温度下比较不同微生物的D值时，D值愈大，表 示在该温度下杀死90%微生物所需的时间愈长，即该微生物愈耐热。必须指出，DT值是不受原始菌数影响的，但随热处理温度不同而变化，温度愈高，微 生物的死亡速率愈大，DT值则愈小。TDT值即热力致死时间（Thermal death time ）。在一定时间内（通常指110分钟）对细菌进 行热处理时，从细菌死亡的最低热处理温度开始的各个加热期的温度称为热力致死温度
11、。在某一恒定温度（热力致死温度）条件下，将食品中的一定浓度的某种微生物活菌（细 菌和芽孢）全部杀死所需要的时间（min），一般用TDT值表示，同样在右下角标上杀菌温 度。F值F值又称杀菌值，是指在一定的致死温度下将一定数量的某种微生物全部杀死所需的时 间（min）。由于微生物的种类和温度均为特指，通常F值要采用上下标标注，以便于区分， 即。一般将标准杀菌条件下的记为F0在121.1C热力致死温度下的腐败菌的热力致死时间， 通常用F值表示。F值可用于比较相同Z值时腐败菌的耐热性，它与菌的热死试验时的原始 菌数有关，随所指定的温度、菌种、菌株及所处环境不同而变化。Z值当热力致死时间减少1/10或增
12、加10倍时所需提高或降低的温度值，一般用Z值表示。 Z值是衡量温度变化时微生物死灭速率变化的一个尺度。TRT值即热力指数递减时间。在某特定的热死温度下，将细菌或芽孢数减少到10n时所需的 热处理时间，。它是指在一定的致死温度下将微生物的活菌数减少到某一程度如10-n或1/10n （即原来活菌数的1/10n）所需的时间（min），记为TRTn，单位为分钟，n就是递减指数。很显然：。可以看出，TRT值不受原始微生物活菌数影响，可以将它用作确定杀菌工 艺条件的依据，这比用前述的受原始微生物活菌数影响的TDT值要更方便有利。TRTn值象 D值一样将随温度而异，当n=1，TRT1=D。若以D的对数值为纵
13、坐标，加热温度T为横坐 标，根据D和T的关系可以得到一与拟热力致死时间曲线相同的曲线，也称为TRT1曲线。低温长时杀菌法（一）概念低温长时杀菌法也称为巴氏杀菌。相对于商业杀菌而言，巴氏杀菌是一种较温和的热杀 菌形式，巴氏杀菌的处理温度通常在100C以下，典型的巴氏杀菌的条件是62.8C/30min， 达到同样的巴氏杀菌效果，可以有不同的温度、时间组合。巴氏杀菌可使食品中的酶失活， 并破坏食品中热敏性的微生物和致病菌。巴氏杀菌的目的及其产品的贮藏期主要取决于杀菌 条件、食品成分（如pH值）和包装情况。对低酸性食品（pH4.6），其主要目的是杀灭致 病菌，而对于酸性食品，还包括杀灭腐败菌和钝化酶。
14、（二）特点 简单、方便，杀菌效果达99%，致病菌完全被杀死； 不能杀死嗜热、耐热性细菌、孢子，以及一些残存的酶类； 设备较庞大，杀菌时间较长；高温短时杀菌法（一）概念高温短时杀菌法主要是指食品经100C以上，130C以下的杀菌处理。主要应用于pH4.5 的低酸性食品的杀菌。（二）特点 占地少，紧凑（仅为单缸法的占地面积的20%） 处理量大，连续化生产，节省热源，成本低； 可于密闭条件下进行操作，减少污染的机会。但杀菌后的细菌残存数会比低温长时杀菌法 高； 加热时间短，营养成分损失少，乳质量高，无焖煮味； 可与CIP （原地无拆卸循环清洗系统）清洗配套，省劳力，提高效率； 温度控制检测系统要求严
15、格（仪表要准确）（三）设备适用范围需要快速有效的热传导，通常采用刮板式或管式热交换器。这种方式适用于液体或小颗 粒混合体。但如果是很粘稠的液体或颗粒直径大于3cm时，加热就会受到热传导的控制， 此时产品就需要受热数分钟才能达到杀菌要求，这样产品的质量、营养成分和口感会受到影 响。通常采用热水或蒸汽加热的管式或刮板式热交换器。超高温瞬时杀菌特点 温度控制准确，设备精密； 温度高，杀菌时间极短，杀菌效果显著，引起的化学变化少； 适于连续自动化生产； 蒸汽和冷源的消耗比高温短时杀菌法HTST高。蒸汽喷射式加热灭菌法（一）概念是指采用蒸汽喷射的UHT灭菌法，通常叫做直接蒸汽喷射或DSI。在最后的灭菌阶段将产品与蒸汽在一定的压力下混合，蒸汽释放出潜热将产品快速加热 至灭菌温度。这种直接加热系统加热产品的速度比其它任何间接系统都要快。（二）特点1、加热和冷却速度较快，UHT瞬时加热更容易通过直接加热系统来实现。2、能加工粘度高的产品，尤其对那些不能通过板式热交换器进行良好加工的产品来说，它 不容易形成结垢。但蒸汽压力将限制设备长时间运转。3、产品灭菌后需要进行无菌均质，由此设备本身的成本和运转成本大大增加。4、结构复杂，装置大多
