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食品工廠(chǎng)的各類(lèi)殺菌技術(shù)對(duì)比

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-08-21  來(lái)源:食品質(zhì)量管理公眾號(hào)  作者:食品論壇網(wǎng)友整理
核心提示:食品工廠(chǎng)的各類(lèi)殺菌技術(shù)對(duì)比
一、食品熱處理
 
  作為食品加工及保藏中用于改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)食品貯藏期的最重要的方法之一。其主要作用是殺滅致病菌和其它有害的微生物,鈍化酶類(lèi),破壞食品中不需要或有害的成分或因子,改善食品的品質(zhì)與特性,以及提高食品中營(yíng)養(yǎng)成分的可利用率、可消化性等。
 
  當(dāng)然,熱處理也存在一定的負(fù)面影響,如對(duì)熱敏性成分影響較大,也會(huì)使食品的品質(zhì)和特性產(chǎn)生不良的變化,加工過(guò)程消耗的能量較大。
 
  1、工業(yè)烹飪
 
  常作為食品加工的一種前處理,主要是為了提高食品感官質(zhì)量。烹飪通常有煮、燜(燉)、烘(焙)、炸(煎)、烤等幾種形式。
 
  2、焙烤
 
  焙(Baking)和烤(Roasting)基本上是相同的單元操作,它們都是以高溫?zé)醽?lái)改變食品的食用特性。
 
  兩者的區(qū)別在于烘焙主要用于面制品和水果,而燒烤主要針對(duì)肉類(lèi)、堅(jiān)果和蔬菜。
 
  焙烤也可達(dá)到一定的殺菌和降低食品表面水分活性的作用,使制品有一定的保藏性,但焙烤食品的貯藏期一般較短,結(jié)合冷藏和包裝可適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)貯藏期。
 
  3、油炸
 
  主要是為了提高食品的食用品質(zhì)而采用的一種熱處理手段。
 
  通過(guò)油炸可以產(chǎn)生油炸食品特有的色香味和質(zhì)感。油炸處理也有一定的殺菌、滅酶和降低食品水分活性的作用。
 
  油炸食品的的貯藏性主要由油炸后食品的水分活性所決定。但是油炸食品在儲(chǔ)存期間容易發(fā)生油脂哈敗現(xiàn)象。
 
  4、熱燙
 
  又稱(chēng)燙漂、殺青、預(yù)煮。主要應(yīng)用于蔬菜和某些水果,保持原有色澤,通常是蔬菜和水果冷凍、干燥或罐藏前的一種前處理工序。
 
二、熱殺菌
 
  是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式。
 
  1、根據(jù)要?dú)缥⑸锏姆N類(lèi)的不同可分為巴氏殺菌和商業(yè)殺菌。
 
  (1)巴氏殺菌,也叫低溫消毒法、冷殺菌法,利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變,常定義為需要?dú)⑺栏鞣N病原菌的熱處理方法,目前主要應(yīng)用在牛奶加工中,既可殺死對(duì)健康有害的病原菌又可使乳質(zhì)盡量少發(fā)生變化。
 
  (2)商業(yè)殺菌,也叫商業(yè)無(wú)菌,所有病原菌和能形成毒素的微生物已受到破壞,在正常處理和貯藏條件下能在產(chǎn)品中生長(zhǎng)和形成敗壞的其他微生物(如果存在的話(huà))也同樣受到破壞。經(jīng)過(guò)商業(yè)無(wú)菌的食品可含有極少量的細(xì)菌孢子,但這種孢子在食品中一般并不繁殖。然而,若把這種孢子從食品中離析出來(lái),并賦予特殊的環(huán)境條件,它們?nèi)钥娠@示出生命力,多應(yīng)用在罐頭和瓶裝食品中。
 
  2、殺菌的方法通常以壓力、溫度、時(shí)間、加熱介質(zhì)和設(shè)備、以及殺菌和裝罐密封的關(guān)系等來(lái)劃分,以壓力劃分可分為常壓殺菌和加壓殺菌;殺菌的加熱介質(zhì)可以是熱水、水蒸氣、水蒸氣和空氣的混合物以及火焰等。
 
 。1)濕熱殺菌
 
  以蒸氣、熱水為熱介質(zhì),或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。利用熱能轉(zhuǎn)換器(如鍋爐)將燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴蛘羝鳛榧訜峤橘|(zhì),再以換熱器將熱水或蒸汽的熱能傳給食品,或?qū)⒄羝苯訃娙氪訜岬氖称贰?/div>
 
 。2)常壓殺菌
 
  通過(guò)熱蒸汽使蛋白質(zhì)變性而殺滅微生物的方法。濕熱穿透力強(qiáng),滅菌效果較干熱好。主要以水(也有用水蒸汽)為加熱介質(zhì),殺菌溫度在100℃或100℃以下,用于酸性食品或殺菌程度要求不高的低酸性食品的殺菌。
 
  殺菌時(shí)罐頭處于常壓下,適合于金屬罐、玻璃瓶和軟性包裝材料為容器的罐頭。殺菌設(shè)備有間歇式和連續(xù)式的。
 
 、僦蠓谢蛄魍ㄕ羝麥缇撼悍兴驼羝臏囟仁100℃,一般30-60min可殺死細(xì)菌繁殖體,但不能完全殺滅芽孢。
 
  此法適用于不能高壓蒸汽滅菌的物品。
 
 、诘蜏亻g隙滅菌(巴氏滅菌法):先用60-80℃加熱1h,然后置20~25℃保存24h(或常溫過(guò)夜),使其中殘存的芽孢萌發(fā)成繁殖體,再用以上條件滅菌,如此反復(fù)三次。
 
  本法適用于不耐高溫或高溫下易變質(zhì)的物品,但很費(fèi)時(shí)。
 
  (3)高壓蒸汽殺菌
 
  利用飽和水蒸汽作為加熱介質(zhì),殺菌時(shí)罐頭處于飽和蒸汽中,殺菌溫度高于100℃,用于低酸性食品的殺菌。
 
  由于殺菌時(shí)殺菌設(shè)備中的空氣被排盡,有利于溫度保持一致。在較高殺菌溫度高于121℃時(shí),冷卻時(shí)一般采用空氣反壓冷卻。
 
  殺菌設(shè)備有間歇式和連續(xù)式的,罐頭在殺菌設(shè)備中有靜止的也有回轉(zhuǎn)的;剞D(zhuǎn)式殺菌設(shè)備可以縮短殺菌時(shí)間。
 
 。4)高壓水煮殺菌
 
  利用空氣加壓下的水作為加熱介質(zhì),殺菌溫度高于100℃,主要用于玻璃瓶和軟性材料為容器的低酸性罐頭的殺菌。
 
  殺菌(包括冷卻)時(shí)罐頭浸沒(méi)于水中以使傳熱均勻,并防止由于罐內(nèi)外壓差太大或溫度變化過(guò)劇而造成的容器破損。殺菌時(shí)需保持空氣和水的良好循環(huán)以使溫度均勻。
 
  殺菌設(shè)備主要是間歇式的,但罐頭在殺菌時(shí)可保持回轉(zhuǎn)。軟罐頭殺菌時(shí)則需要特殊的托盤(pán)(架)放置軟罐頭以利于加熱介質(zhì)的循環(huán)。
 
 。5)空氣加壓蒸汽殺菌
 
  是利用蒸汽為加熱介質(zhì),同時(shí)在殺菌設(shè)備內(nèi)加入壓縮空氣以增加罐外壓力、減小罐內(nèi)外壓差。
 
  主要用于玻璃瓶和軟罐頭的高溫殺菌。殺菌溫度在100℃以上,殺菌設(shè)備為間歇式。其控制要求嚴(yán)格,否則易造成殺菌時(shí)殺菌設(shè)備內(nèi)溫度分配不均。
 
 。6)火焰殺菌
 
  利用火焰直接加熱罐頭,是一種常壓下的高溫短時(shí)殺菌。殺菌時(shí)罐頭經(jīng)預(yù)熱后在高溫火焰(溫度達(dá)1300℃以上)上滾過(guò),短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫,維持一段較短時(shí)間后,經(jīng)水噴淋冷卻。罐內(nèi)食品可不需要湯汁作為對(duì)流傳熱的介質(zhì),內(nèi)容物中固形物含量高。
 
  但由于滅菌時(shí)罐內(nèi)壓較高,一般只用于小型金屬罐。此法的殺菌溫度較難控制(一般以加入后測(cè)定罐頭輻射出的熱量確定)。
 
  (7)熱裝罐密封殺菌
 
  是對(duì)裝罐前的食品進(jìn)行熱處理,然后趁熱立即將食品裝罐密封,利用食品的余熱完成對(duì)密封后罐頭的殺菌或進(jìn)行二次殺菌,達(dá)到殺菌要求后再將罐頭冷卻。
 
  主要用于汁醬類(lèi)酸性食品的殺菌。殺菌設(shè)備多用管式或片式,對(duì)裝罐容器的清潔無(wú)菌程度要求較高,密封后多將罐頭倒置,以保證對(duì)罐蓋的殺菌。
 
  (8)預(yù)殺菌無(wú)菌裝罐
 
  是使食品在預(yù)殺菌過(guò)程中達(dá)到殺菌要求,然后冷卻至常溫,在無(wú)菌的狀態(tài)下裝入經(jīng)滅菌處理的無(wú)菌容器中并進(jìn)行密封(封罐)。
 
  多用于液態(tài)和半液態(tài)食品的殺菌。預(yù)殺菌在熱交換器中完成,時(shí)間短。
 
  無(wú)菌裝罐可在無(wú)菌包裝設(shè)備或系統(tǒng)中完成,是一種連續(xù)的高溫短時(shí)或超高溫瞬時(shí)殺菌方法。適用于軟性包裝材料和金屬、塑料容器。
 
三、非熱殺菌
 
  殺菌過(guò)程中食品溫度并不升高或升高很低,既有利于保持食品中功能成分的生理活性,又有利于保持色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分。
 
  非熱殺菌技術(shù)主要包括物理殺菌和化學(xué)殺菌。非熱物理殺菌是采用物理手段(如電磁波、壓力、光照等)進(jìn)行殺菌,化學(xué)殺菌則是通過(guò)化學(xué)試劑來(lái)達(dá)到殺菌的作用。
 
  1、超高壓(UHP)殺菌技術(shù)
 
  是指將密封于彈性容器內(nèi)的食品置于水或其它液體作為傳壓介質(zhì)的壓力系統(tǒng)中,經(jīng)100MPa以上的壓力處理,以達(dá)到殺菌,滅酶和改善食品的功能特性等作用。
 
  2、高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)殺菌
 
  是利用強(qiáng)電場(chǎng)脈沖的介電阻斷原理對(duì)食品微生物產(chǎn)生抑制作用,具有處理時(shí)間短、能耗低、傳遞快速、均勻等優(yōu)點(diǎn),因而有望廣泛地用于食品殺菌。
 
  3、脈沖強(qiáng)光殺菌
 
  是用連續(xù)的寬帶光譜短而強(qiáng)的脈沖,抑制食品和包裝材料表面、透明飲料、固體表面和氣體中的微生物。
 
  4、磁力殺菌
 
  是處于實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)階段的非熱殺菌技術(shù)。研究表明,采用6000的磁力強(qiáng)度,將食品放在N極與S極之間,經(jīng)過(guò)連續(xù)擺動(dòng),不需加熱,即可達(dá)到100%的殺菌效果,對(duì)食品的成分和風(fēng)味無(wú)任何影響。
 
  可運(yùn)用于飲料、調(diào)味品及各種包裝的固體食品。
 
  5、感應(yīng)電子殺菌
 
  是以電為能源的線(xiàn)性感應(yīng)電子加速器所產(chǎn)生的電離輻射導(dǎo)致微生物的DNA和細(xì)胞發(fā)生變化,進(jìn)而鈍化和殺死有害微生物。
 
  6、半導(dǎo)體光催化殺菌
 
  半導(dǎo)體光催化技術(shù)應(yīng)用到了殺菌領(lǐng)域,尤其是水的深度處理方面,開(kāi)辟了殺菌領(lǐng)域新天地。
 
  這種殺菌是通過(guò)生物生命活動(dòng)過(guò)程中電子的得失而導(dǎo)致的結(jié)果。因而控制合適的光催化條件,就能達(dá)到良好的殺菌效果。
 
  7、微波滅菌
 
  用于食品殺菌的微波頻率常為2450兆赫茲。
 
  微波對(duì)微生物致死效應(yīng)有兩方面的因素,即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能,溫度升高從而達(dá)到滅菌的效果。非熱效應(yīng)是指微波形成的電磁場(chǎng)使生物體的極性分子產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng),使微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞失去活性或破壞微生物細(xì)胞內(nèi)的酶系統(tǒng),造成微生物的死亡。
 
  微波殺菌具有穿透力強(qiáng)、節(jié)約能源、加熱效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)。而且微波殺菌便于控制,加熱均勻,食品的營(yíng)養(yǎng)、成分及色、香、味經(jīng)殺菌基本接近食品的天然品質(zhì)。微波殺菌主要用于肉、魚(yú)、豆制品、牛乳、水果及啤酒等。
 
  8、紫外線(xiàn)殺菌
 
  是用紫外線(xiàn)照射物質(zhì),使物體表面的微生物細(xì)胞內(nèi)核蛋白分子構(gòu)造發(fā)生變化而引起死亡。
 
  紫外線(xiàn)的只能沿直線(xiàn)傳播,燈管距離物體表面不得超過(guò)1米,且應(yīng)達(dá)到足夠的照射劑量(殺細(xì)菌芽孢時(shí)應(yīng)達(dá)到100000UW.s/cm2),用于空氣消毒時(shí)要求每㎡不少于1.5W,照射時(shí)間不少于30min,燈管距離地面小于2m。燈管一般壽命1000小時(shí),每半年監(jiān)測(cè)輻射強(qiáng)度一次,低于70uw/cm2時(shí)應(yīng)更換。
 
  但紫外線(xiàn)殺菌受相對(duì)濕度的影響較大,當(dāng)潔凈室內(nèi)相對(duì)濕度>60%時(shí),其滅菌效果明顯減弱,相對(duì)濕度>80%時(shí),不宜使用。
 
  9、電阻殺菌技術(shù)
 
  是利用電流通過(guò)食品時(shí),食品中的極性分子在電極極性的高頻變化下,不斷地旋轉(zhuǎn)摩擦而產(chǎn)生熱量,達(dá)到殺死活菌體的作用。
 
  10、臭氧殺菌
 
  利用高壓放電的原理產(chǎn)生臭氧,破壞病毒和細(xì)菌的結(jié)構(gòu),從而達(dá)到消毒的目的。
 
  其優(yōu)點(diǎn)是氣體擴(kuò)散均勻,通透性好,克服了紫外線(xiàn)殺菌存在的消毒死角問(wèn)題,沒(méi)有消毒劑殘留。
 
  臭氧作用緩慢,一般需要60-120min才能達(dá)到消毒目的,且臭氧會(huì)對(duì)人的呼吸道有刺激,造成不適。雖然對(duì)大多微生物效果理想,但對(duì)真菌作用效果不理想,比如,霉菌。
 
  11、輻照殺菌技術(shù)
 
  輻照就是利用X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)或加速電子射線(xiàn)對(duì)食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中的微生物和害蟲(chóng)的一種冷滅菌消毒方法。
 
  受輻照的食品或生物體會(huì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片,進(jìn)而這些產(chǎn)物間又相互作用,生成與原始物質(zhì)不同的化合物。還會(huì)發(fā)生一系列生化效應(yīng),導(dǎo)致害蟲(chóng)、蟲(chóng)卵、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進(jìn)生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力,進(jìn)而終止食品被侵蝕和生長(zhǎng)老化的過(guò)程,維持品質(zhì)穩(wěn)定。
 
  12、高壓電場(chǎng)脈沖殺菌技術(shù)
 
  高壓電場(chǎng)脈沖殺菌是在兩個(gè)電極間產(chǎn)生瞬間高壓,以脈沖電場(chǎng)作用于食品。高壓電脈沖處理能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜,改變其通透性,從而殺死細(xì)胞。
 
  高壓電脈沖殺菌一般在常溫下進(jìn)行,處理時(shí)間為幾十毫秒。所以用這種方法處理過(guò)的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分上改變很小,風(fēng)味、滋味無(wú)感覺(jué)出來(lái)的差異。而且殺菌效果明顯,達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求,特別適用于熱敏性食品,具有廣闊的應(yīng)用前景。
 
  13、膜過(guò)濾除菌技術(shù)
 
  隨著材料科學(xué)的發(fā)展,各種可用于物料分離的膜相繼出現(xiàn),膜分離技術(shù)已在食品、生物制藥等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,例如生化物質(zhì)的提取、純水的制備、果汁的濃縮等。膜分離過(guò)程根據(jù)推動(dòng)力的不同,大體分為兩種。
 
  一類(lèi)是以壓力為推動(dòng)力的膜過(guò)程,如超濾、微空過(guò)濾、反滲透;
 
  另一種是以電力為推動(dòng)力的膜過(guò)程,稱(chēng)為離子交換,如電滲析。
 
  膜過(guò)濾除菌技術(shù)具有耗能少、在常溫下操作、適用于熱敏性物料、工藝適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用前景廣闊,現(xiàn)已廣泛用于食品、生化、制藥、乳品、果汁等的過(guò)濾除菌。食品工程中的殺菌技術(shù)還很多,如二氧化氯殺菌技術(shù)、氯氣殺菌技術(shù)、電子滅菌技術(shù)、加熱與加壓并用殺菌技術(shù)、加熱與化學(xué)藥劑并用殺菌技術(shù)、加熱與輻射并用殺菌技術(shù)、靜電殺菌技術(shù)等,這些技術(shù)正在得以研究和應(yīng)用。
 
  14、超聲波滅菌技術(shù)
 
  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(zhì)相互作用蘊(yùn)藏著巨大的能量,當(dāng)遇到物料時(shí)就對(duì)其產(chǎn)生快速交替的壓縮和膨脹作用,這種能量在極短的時(shí)間內(nèi)足以起到殺滅和破壞微生物的作用,而且還能夠?qū)κ称樊a(chǎn)生諸如均質(zhì)、催陳、裂解大分子物質(zhì)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(zhì),保證食品安全。
 
  15、低溫等離子體殺菌技術(shù)
 
  低溫等離子體殺菌技術(shù)是一種新興于傳統(tǒng)加熱殺菌技術(shù)后的食品非加熱殺菌技術(shù),該技術(shù)具有溫度低、時(shí)間短、損傷小、殘留物少及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
 
  相較于傳統(tǒng)的熱殺菌技術(shù),低溫等離子體技術(shù)在殺菌過(guò)程中具有安全、高效,以及產(chǎn)生的活性物質(zhì)能高效殺菌且不易殘留等特點(diǎn)。
 
  16、高靜水壓技術(shù)
 
  高靜水壓技術(shù)(High Hydrostatic Pressure,HHP)是利用水作為媒介向產(chǎn)品傳遞壓力,作用于非共價(jià)鍵,破壞高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu),引起物質(zhì)改性,以達(dá)到滅活大多數(shù)致病菌和腐敗菌,使蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)變性失活的目的,而對(duì)于小分子物質(zhì)如多酚、維生素、氨基酸、風(fēng)味物質(zhì)等的影響較小。食品加工中施加的壓力通常在 300 ~ 600 MPa。
 
  HPP 技術(shù)具有綠色、高效、環(huán)保、作用溫度低、作用部位均一的特點(diǎn),已被應(yīng)用于加工海鮮、乳化型肉制品以及各種果汁等,殺菌效率主要取決于壓力、時(shí)間、溫度和微生物的抗性。
 
  非熱殺菌技術(shù)能夠在較低溫度下滅活微生物,但 這些過(guò)程需要較高的處理強(qiáng)度。為了在較低的工藝強(qiáng) 度下增強(qiáng)抗菌效果,可以將非熱技術(shù)與傳統(tǒng)的保存方 法、抗菌劑或其他非熱處理相結(jié)合。
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