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食品杀菌技术及其前景的研究

2017-07-24 09:55:45   来源:   点击数:
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。在食品热处理中有一些常用的加热介质,例如: 蒸汽、热水、 空气、烟道气、煤气、电。不同的加热介质有不同的特点,例如:蒸汽易于用管道输送,加热均匀,温度易控制,凝结潜热大,但温度不能太高;热水易于用管道输送,加热均匀,但加热温度不高;空气加热温度可达很高,但其密度小、造成传热系数低;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。各种不同的加热剂有不同的特点,在食品工业生产中,厂家就必须按照自己工厂的需要选择不同的加热剂。
 
湿热杀菌中最常用的两种灭菌方式就是巴氏灭菌、高温短时灭菌(HTST)和超高温瞬时灭菌(UHT) 巴氏灭菌 灭菌条件为61 摄氏度——63 摄氏度/30 分钟,或72 摄氏度——75摄氏度/15 分钟——20 分钟。巴氏灭菌技术是将食品充填并密封于包装容器后,在一定时间内保持100 摄氏度以下的温度,杀灭包装容器内的细菌。巴氏灭菌可以杀灭多数致病菌,而对于非致病的腐败菌及其芽孢的杀灭能力就显得不足,如果巴氏灭菌与其他储藏手段相结合,如冷藏、冷冻、脱氧、包装配合,可达到一定的保存期的要求。巴氏灭菌技术主要用语柑橘、苹果汁饮料食品的灭菌,因为果汁食品的pH 值在4.5 以下,没有微生物生长,灭菌的对象是酵母、霉菌和乳酸杆菌等。此外,巴氏灭菌还用于果酱、糖水水果罐头、啤酒、酸渍蔬菜类罐头、酱菜等的灭菌。巴氏灭菌对于密封的酸性食品具有可靠的耐酸性,对于那些不耐高湿处理的低酸性食品,只要不影响消费习惯,常利用加酸或借助于微生物发酵产酸的手段,使pH 值降至酸性食品的范围,可以利用低温灭菌达到保存食品品质和耐贮藏的目的。此法所需时间较长,对热敏性食品不宜采用。

高温短时灭菌:灭菌条件为85 摄氏度——90 摄氏度/3 分钟——5 分钟,或95 摄氏度/12 分液料加热到接近100 摄氏度,然后速冷至室温。此方法需时较短,效果较好,有利于产品保质。主要可杀灭酵母菌、霉菌、乳酸菌等。这两种方法具有灭菌效果稳定,操作简单,设备投资小,应用历史悠久等特点,如今还广泛用于各类罐藏食品、饮料、酒类、药品、乳品包装的灭菌。
 
超高温瞬时灭菌于1949 年随着斯托克装置的出现而问世,其后国际上出现了多种类型的超高温灭菌装置。超高温短时灭菌是将食品在瞬间加热到高温(130 摄氏度以上)而达到灭菌目的,可分为直接加热和间接加热两种方法。直接加热法是用高压蒸汽直接向食品喷射,使食品以最快速度升温,几秒钟内达到140 摄氏度——160 摄氏度,维持数秒钟,再在真空室内除去水分,然后用无菌冷却机冷却到室温。间接加热法是根据食品的粘度和颗粒大小,选用板式换热器、管式换热器、刮板式换热器。板式换热器适用于果肉含量不超过1%——3%的液体食品。管式换热器对产品的适应范围较广,可加工果肉含量高的浓缩果蔬汁等液体食品。凡用板式换热器会产生结焦或阻塞,而粘度又不足以用刮板式换热器的产品,都可采用管式换热器。刮板式换热器装有带叶片的旋转器,在加热面上刮动而使高粘度食品向前推送,达到加热灭菌之目的。超高温瞬时灭菌的效果非常好,几乎可达到或接近完全灭菌的要求,而且灭菌时间短,物料中营养物质破坏少,食品质量几乎不变,营养成分保存率达92%以上,生产效率很高,比其他两种热力灭菌法效果更优异,配合食品无菌包装技术的超高温式灭菌装置在国内外发展很快,如今已发展为一种高新食品灭菌技术。目前这种灭菌技术已广泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各种饮料等产品的灭菌,也可将食品装袋后,浸渍于此温度的热水中灭菌。
 
干热杀菌:细菌的繁殖体在干燥状态下,80℃——100℃ 1小时可被杀死;芽孢需要加热至160℃——170℃ 2小时才杀灭。
 
干热灭菌的方法有①焚烧:用火焚烧是一种彻底的灭菌方法,破坏性大,仅适用于废弃物品或动物尸体等;②烧灼:直接用火焰灭菌,适用于实验室的金属器械(镊、剪、接种环等)、玻璃试管口和瓶口等的灭菌;③干烤:在干烤箱(hot air sterilizer)内进行,加热至160℃——170℃维持2小时,可杀灭包括芽孢在内的所有微生物。适用于耐高温的玻璃器皿、瓷器、玻质注射器等;④红外线(infrared):是波长为770nm——1000μm的电磁波,以1μm——10μm波长的热效应最强。红外线的热效应只能在照射到的表面产生,不能使物体均匀加热,常用于碗、筷等食具的灭菌;⑤微波(microwave):波长为1mm——1000mm的电磁波统称为微波,可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷等物质,但不能穿透金属表面。微波炉的热效应分布不均匀,灭菌效果不可靠,用于非金属器械及食具灭菌。

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