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關鍵詞：食品工業；新型殺菌技術
0 前言
食品工業中每年由于食品腐敗變質造成的損失約占食品原料的20％以上，因此，殺菌技術一直是食品工業中研究的熱點之一。食品工業中傳統的加熱殺菌在殺滅和抑制有害微生物技術過程中占有極為重要的地位，但對食品的營養價值及風味、滋味難免會產生一些副作用，特別是對熱敏性或有特殊要求的食品往往難以達到預定效果。因此一些新的對食品品質的影響程度限制在最小限度而且能迅速有效地殺死存在于食品物料中的有害微生物、節省能源、提高產品營養和感官質量、達到產品指標要求的新型殺菌技術應運而生。這些新型殺菌技術有高壓脈沖電場、超聲波、通電殺菌、高壓殺菌、遠紅外線殺菌、脈沖強光殺菌等。
1 高壓電脈沖殺菌
高壓電脈沖殺菌是利用在高壓脈沖電場下，負向脈沖波峰（spike）的出現對細胞膜形成一個快速變化的壓力，使其結構松散，與正向脈沖峰（Pulse）協同作用能迅速破壞細胞膜的透性。同時，高壓電脈沖波寬僅2μs，對食品沒有升溫效應。
這種方法有兩個特點，
一是由于殺菌時間短，處理過程中的能耗遠小于熱處理法。
二是由于在常溫、常壓下進行，處理后的食品與新鮮食品在物理性質、化學性質、營養成分上改變很小，風味、滋味無感覺出來的差異。殺菌效果明顯，達到商業無菌的要求。特別適合用于熱敏性很高的食品。岳朝陽等采用高壓脈沖發生裝置對牛乳進行了滅菌實驗，結果表明高壓脈沖電場殺菌效果顯著。
2 超聲殺菌
超聲的空化作用能在細胞壁與細胞液等非均相間產生微射流和局部高熱、高壓。這對細菌、病菌等微生物有強烈的殺滅作用，對非均相界面會因超聲波振動的切向力和微射流等作用而使因相顆粒或板塊破碎變細，從而可以很方便地起到殺菌和清除食品包裝和加工設備的污垢的作用。周永昌等人用超聲進行板鴨的殺菌保鮮獲得了較好的效果。
3 通電殺菌
通電殺菌亦稱“歐姆殺菌”，它利用電極將電流通過物體，由于阻抗損失、介質損耗等的存在，最終使電能轉化為熱能，使食品內部產生熱量而殺菌。常規的熱殺菌方法是采用熱交換器進行間接熱交換，其過程速率取決于傳導、對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（如水蒸汽）通過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流和傳導傳給固體顆粒，最后是固本顆粒內部的傳導傳熱，使全部物料達到所要求的殺菌溫度。顯然，要使固體顆粒內部達到殺菌溫度，其周圍液體部分必須過熱，這勢必導致含顆粒食品殺菌后質地軟爛、外形改變，影響產品品質。而采用通電殺菌，則使顆粒的加熱速率與液體的加熱速率相接近成為可能，并可獲得比常規方法更快的顆粒加熱速率。因而可縮短加工時間，得到高品質產品。
通電殺菌的機理據初步探討有兩方面的原因：
一方面由于通電加熱致使溫度升高而滅菌
另一方面是因為在通電的兩電極間的菌體細胞由于受到所加電場的作用導致菌體細胞膜的破壞而滅菌。通電滅菌可將液狀食品中的大腸桿菌、酵母菌、芽孢桿菌殺滅。對于一些難以殺死的微生物，可通過高壓通電殺菌，即在通電加熱裝置置于一定壓力的惰性氣體中，來提高殺菌效果。通電殺菌的一大優點是它對營養物如維生素等的破壞較小。通電加熱器能處理高顆粒密度、高粘度的食品物料，有利用使停留時間分布減至最小。自1991年以來，在英國、日本、法國和美國已將該技術及設備應用于低酸或高酸性食品加工中。目前，英國APVBaker公司已制造出工業化規模的通電殺菌設備、用于含顆粒食品的加工。
4 高壓殺菌
高壓殺菌與傳統熱殺菌相比，不僅能有效地殺滅微生物，而且能保持食品特有的風味和品質，避免因加熱引起的色變、加熱臭和產生有害物質等。高壓殺菌就是將食品物料以某種方式包裝以后，置于高壓（200Mpa）裝置中加壓處理，使之達到滅菌要求的目的。高壓殺菌的基本原理就是利用壓力對微生物的致死作用，高壓導致微生物的形態結構、生物化學反應，基因機制以及細胞膜發生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動機能，甚至使原有功能破壞或發生不可逆變化。日本明治屋食品公司，采用高壓殺菌技術生產果醬，在室溫下以400－600Mpa的壓力對軟包裝密封果醬處理10－30min，所得產品保持了新鮮水果的口味、顏色和風味。
5 遠紅外線殺菌
遠紅外線殺菌不需經過熱媒，其傳熱可直接由表面滲透到內部，因此，遠紅外線殺菌不僅可用于一般的粉狀和塊狀食品的殺菌，且可用于堅果類食品如咖啡豆、花生和谷物的殺菌和滅菌以及袋狀食品的直接殺菌。遠紅外線殺菌效果是明顯的。國外已將遠紅外線殺菌應用于實際生產中，如農作物的表面經常為微生物所污染，消除這種污染的最常用的方法是農作物通入有毒氣體如氯化乙烯、氯化丙烯以及氯化乙烯和溴甲烷的混合氣體，但使用這些有毒氣體會帶來一系列潛在的安全問題。而采用遠紅外線照射對谷物和果實進行表面殺菌就不存在上述問題。且生產成本較上述方法低。使用遠紅外線殺菌，不僅可殺滅表面的酵母菌和霉菌，在一定程度上降低表面的微生物污染，且可以有助脫殼。大部分食品材料對遠紅外線輻射的吸收率最高，遠紅外線輻射不僅可以直接把能量傳播到物體表面，而且還能把能量傳播到物體的一定深度。然而在熱輻射電磁場中，遠紅外線的光子能量級比起紫外線、可見光線要小。因此，一般只會產生熱效果，不會引起物質的化學變化，加之加熱時間短，所以可以減少加熱過程中營養成分和色香味的損失。
6 脈沖強光殺菌
脈沖強光殺菌技術是采用強烈白光閃照的方法進行滅菌，脈沖強光殺菌效果的主要因素是閃照次數、菌液原始濃度及輸入電壓，它由一個動力單元和一個惰性氣體燈單元組成。動力單元是一個能提供高電壓高電流脈沖的部件，為惰性氣體燈提供所需的能量，惰性氣體燈能發出由紫外至近紅外線區域的光線，其光譜與太陽光十分相近，但強度卻強數千倍至數萬倍。該技術由于只處理食品的表面，從而對食品的風味和營養成分影響很小，可用于延長以透明物料包裝的食品及新鮮食品的貨架期，很有發展前途。JosephDunn等研究結果表明它能殺死大多數的微生物，比傳統的紫外燈有更高的效率，為此開展了該項技術的研究，結果表明脈沖強光閃照40次后，淀粉酶活力降70％，蛋白酶活力下降90％，對食品的主要成分未造成破壞，面包保存期提高1倍以上。
7 結束語
隨著現代科技的發展，食品工業中的新型殺菌技術不斷涌現，要大力發展這些新的技術必須深層次徹底弄清其機理，充分發揮其高效、低能耗而且能保持食品營養和感官質量的優勢，使其更有效地應用于實踐中，從而促進食品工業的發展。
