食品生产加工中的杀菌技术
院系：化工学院 专业：食品科学与工程
马欢：2009115227 黄心炜：2009115226
摘要：根据杀菌方式和温度的不同，杀菌可分为热杀菌和非热杀菌。热杀菌是食品工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色，香，味及营养成分影响颇大。而非热杀菌由于杀菌过程中食品温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，味及营养成分。因此，在食品（特别是功能食品）加工中常用非热杀菌技术是非常必要的。
关键词：食品杀菌技术 超高压杀菌技术 脉冲电场杀菌技术 高温杀菌技术 超声波杀菌技术 磁场杀菌技术 脉冲强光杀菌技术
正文：
近年我国食品加工技术有了很大进步，然而在杀菌技术的研究开发方面还存在较大的问题。对世界杀菌技术新动向的了解有助于改善在此领域我国的落后状态，也是发展我国食品加工技术的迫切需要。食品工业中采用的杀菌方法主要有加热杀菌和非加热杀菌（又称为冷杀菌）两大类。热杀菌的方法是比较古老的杀菌方法，目前已日趋完善，而冷杀菌技术虽然起步晚，但随着食品加工要求的提高和科学技术的发展近来成了国外杀菌工程的热门课题。
超高压杀菌技术
超高压食品杀菌技术（UHP或HHP）是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其它液体作为传压介质的压力系统中，经100MPa以上的压力处理，以达到杀菌，灭酶和改善食品的功能特性等作用。它通常在室温或较低的温度下进行，在一定高压下食品蛋白质变性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品。 19世纪末--Tamman采用300MPa的压力来测定固液相的变化现象，开启了高压技术之门，遂被尊称为"超高压之母"；Bridgman继续这方面的研究，成就非凡，获得了1946年诺贝尔物理奖，并被尊称为"超高压之父"。20世纪八十年代中后期，高压处理技术在食品中的应用才开始引人注目。1986年，日本京都大学林力丸教授率先发表了用高静压处理食品的报告，引起日本食品工业界、学术界的高度重视。1990年4月，明治屋公司首创的采
用高压代替加热杀菌而生产的果酱（High Pressure Jam）投放市场，制品无需热杀菌即可达到一定的保质期，且由于其具有鲜果的色泽、风味和口感而倍受消费者青睐。目前，日本在该领域的研究仍处于世界领先地位。成套的超高压处理设备业已面市。 杀菌作用的基本原理：高压对细菌的细胞壁结构有一定的影响，高压会破坏细菌的膜系和细胞壁。从而使各种离子和氨基酸或核酸从菌体里漏出来。这样一来，使细胞结构受到不可逆的破坏及细胞成分的丢失，特别是因高压处理由于各种酶失活或活性变化引起的代谢紊乱等。同时高压处理对微生物得影响还与处理时的温度有关，且在高压下还对物质的化学反应以及体积的变化产生一定的影响，而这些都是促使杀死细菌的因素。 技术优势、
1、 能在常温或较低温度下达到杀菌，灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化。
2、 由于传压速度快，均匀，不存在压力梯度，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高压处理过程较为简单 。
3、 耗能较少，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要输入能量。
脉冲电场杀菌技术：
在液体介质中利用脉冲放电的生物效应杀菌，杀菌设备一般由供给能量的脉冲放电电源和液体物料直接杀菌的杀菌室两大部分构成，工作原理：脉冲放电杀菌时，把液态物料作为电介质置于杀菌室两电极间隙内或连续流过杀菌室的两电极间隙，当两电极加上一定强度和频率的脉冲电场时，在液态物料中产生极强烈的生物效应杀死其中的细菌。
杀菌作用的基本原理：
1.场的作用
脉冲电场产生磁场，这种脉冲电场和脉冲磁场交替作用，使细胞膜透性增加，振荡加剧，膜强度减弱，因而膜被破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
2、电离作用
电极附近物质电离产生的阴、阳离子与膜内生命物质作用，因而阻断了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行；同时，液体介质电离产生O3的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。
通过以上2种作用的联合进行，杀死菌体。 PEF优势
杀菌是食品生产中的一个非常重要的环节，杀菌的好坏直接影响着食品的品质量。传统的热力杀菌技术对一些产品特别是热敏性产品的色、香、味、功能性以及营养成分等具有破坏作用。为满足消费者对营养、原汁原味、不含防腐剂、天然安全的要求，高压脉冲电场技术倍受瞩目。该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。而且与传统热力杀菌相比，非热力技术在能耗方面有着明显的优势，可以节约一定的能源，体现了一定的经济效益。
超高温杀菌技术：
超高温杀菌技术（简称UHT杀菌法）是利用热交换器或直接蒸汽加热，使食品在135度~150度温度下保持几秒或几十秒加热杀菌后，迅速冷却的杀菌方法。该方法杀菌效率高，物料产生的物理，化学变化小，因此，对食品的外观，风味，营养素等没有什么影响，可以收到很好的灭菌效果。 杀菌作用的基本原理：微生物对高温的敏感远大于多数食品成分对高温的敏感性，所以超高温杀菌能在很短时间内有效杀死微生物。
超声波杀菌技术：
利用超声波在固体、液体、和气体中传播时的空化效应、力学效应、化学效应、热效应、弥散效应、声流效应、毛细效应、触变效应的一系列反应来达到杀菌目的。
杀菌作用的基本原理：超声波杀菌的机理是基于全述的超声波生物，物理和化学效应。研究发现，在含有空气或其他其他气体的液体中，在超声波辐照下，
主要由于空化的强烈机械作用能有效地破坏和杀死某些细菌与病毒或使其丧失毒性。
磁场杀菌技术：
无论是恒定磁场还是脉冲磁场都能有效地抑制某些微生物和细菌的生长，当达到一定的磁场强度时利用通过抑制食品的自由基活动、影响蛋白质和酶的活性使酶、氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子失去活性，杀死细菌。
杀菌作用的基本原理：外电场作用于生物体所产生的生物效应的机理有1：影响电子传递；2：影响自由基活动；3：影响蛋白质和酶的活性；4：影响生物膜渗透；5：影响生物半导体效应；6：影响遗传基因的变化；7：影响生物的代谢过程；8；影响生物体的磁水效应。所以便会影响到细菌的蛋白质和酶的活性从而使酶、氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子失去活性，细菌死亡。 脉冲强光杀菌技术：
利用强烈白光闪照的技术进行杀菌，该技术一般用于处理食品的表面杀菌，可以延长透明物料的预包装食品的货架期。
杀菌作用的基本原理：持续时间短，强度大的光脉冲能够穿透物料，穿透物料的光脉冲不传输，但是以热量的形式在物料中消散。物料的表面和内层产生温度梯度，热量以传导的形式从表面传递到内层。热传导一直进行到物料温度达到恒定的稳定状态，消散的热量和物料的热学性质决定所需的时间。光脉冲的能量在物料表面储存极短的时间，其间几乎没有出现热传导，这实际上是瞬间加热了薄层表面，使其温度高于具有等量平均功率的连续光束加热所达到的稳态温度。
光脉冲处理透明介质可以获得很好的杀菌效果，即使是表面极不规则的肉和肉制品总菌数都减少1~3个数量级，明显的延长货架寿命。
不同的杀菌技术可应用于不同的食品的加工，选择适合的方法，能使食品得到有效杀菌且能保持食品的风味及营养，在实际生产中应灵活选用。 参考文献：
1：朱绍华.超声波灭菌试验初探【J】食品工业科学 1998， （1）：12-14 2：李汴生，阮征，非热杀菌技术与应用【J】北京:化学工业出版社 2004,
（9）：192-193.
3：芝崎勋.新食品杀菌工学，日本；（株）光琳，1984,8.124-150.
4：伊藤均.非热杀菌技术，日本食品工业学会志.VOL.38 NO.1，1991.72-77
食品生产加工中的杀菌技术
院系：化工学院 专业：食品科学与工程
马欢：2009115227 黄心炜：2009115226
摘要：根据杀菌方式和温度的不同，杀菌可分为热杀菌和非热杀菌。热杀菌是食品工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色，香，味及营养成分影响颇大。而非热杀菌由于杀菌过程中食品温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，味及营养成分。因此，在食品（特别是功能食品）加工中常用非热杀菌技术是非常必要的。
关键词：食品杀菌技术 超高压杀菌技术 脉冲电场杀菌技术 高温杀菌技术 超声波杀菌技术 磁场杀菌技术 脉冲强光杀菌技术
正文：
近年我国食品加工技术有了很大进步，然而在杀菌技术的研究开发方面还存在较大的问题。对世界杀菌技术新动向的了解有助于改善在此领域我国的落后状态，也是发展我国食品加工技术的迫切需要。食品工业中采用的杀菌方法主要有加热杀菌和非加热杀菌（又称为冷杀菌）两大类。热杀菌的方法是比较古老的杀菌方法，目前已日趋完善，而冷杀菌技术虽然起步晚，但随着食品加工要求的提高和科学技术的发展近来成了国外杀菌工程的热门课题。
超高压杀菌技术
超高压食品杀菌技术（UHP或HHP）是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其它液体作为传压介质的压力系统中，经100MPa以上的压力处理，以达到杀菌，灭酶和改善食品的功能特性等作用。它通常在室温或较低的温度下进行，在一定高压下食品蛋白质变性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品。 19世纪末--Tamman采用300MPa的压力来测定固液相的变化现象，开启了高压技术之门，遂被尊称为"超高压之母"；Bridgman继续这方面的研究，成就非凡，获得了1946年诺贝尔物理奖，并被尊称为"超高压之父"。20世纪八十年代中后期，高压处理技术在食品中的应用才开始引人注目。1986年，日本京都大学林力丸教授率先发表了用高静压处理食品的报告，引起日本食品工业界、学术界的高度重视。1990年4月，明治屋公司首创的采
用高压代替加热杀菌而生产的果酱（High Pressure Jam）投放市场，制品无需热杀菌即可达到一定的保质期，且由于其具有鲜果的色泽、风味和口感而倍受消费者青睐。目前，日本在该领域的研究仍处于世界领先地位。成套的超高压处理设备业已面市。 杀菌作用的基本原理：高压对细菌的细胞壁结构有一定的影响，高压会破坏细菌的膜系和细胞壁。从而使各种离子和氨基酸或核酸从菌体里漏出来。这样一来，使细胞结构受到不可逆的破坏及细胞成分的丢失，特别是因高压处理由于各种酶失活或活性变化引起的代谢紊乱等。同时高压处理对微生物得影响还与处理时的温度有关，且在高压下还对物质的化学反应以及体积的变化产生一定的影响，而这些都是促使杀死细菌的因素。 技术优势、
1、 能在常温或较低温度下达到杀菌，灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化。
2、 由于传压速度快，均匀，不存在压力梯度，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高压处理过程较为简单 。
3、 耗能较少，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要输入能量。
脉冲电场杀菌技术：
在液体介质中利用脉冲放电的生物效应杀菌，杀菌设备一般由供给能量的脉冲放电电源和液体物料直接杀菌的杀菌室两大部分构成，工作原理：脉冲放电杀菌时，把液态物料作为电介质置于杀菌室两电极间隙内或连续流过杀菌室的两电极间隙，当两电极加上一定强度和频率的脉冲电场时，在液态物料中产生极强烈的生物效应杀死其中的细菌。
杀菌作用的基本原理：
1.场的作用
脉冲电场产生磁场，这种脉冲电场和脉冲磁场交替作用，使细胞膜透性增加，振荡加剧，膜强度减弱，因而膜被破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
2、电离作用
电极附近物质电离产生的阴、阳离子与膜内生命物质作用，因而阻断了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行；同时，液体介质电离产生O3的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。
通过以上2种作用的联合进行，杀死菌体。 PEF优势
杀菌是食品生产中的一个非常重要的环节，杀菌的好坏直接影响着食品的品质量。传统的热力杀菌技术对一些产品特别是热敏性产品的色、香、味、功能性以及营养成分等具有破坏作用。为满足消费者对营养、原汁原味、不含防腐剂、天然安全的要求，高压脉冲电场技术倍受瞩目。该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。而且与传统热力杀菌相比，非热力技术在能耗方面有着明显的优势，可以节约一定的能源，体现了一定的经济效益。
超高温杀菌技术：
超高温杀菌技术（简称UHT杀菌法）是利用热交换器或直接蒸汽加热，使食品在135度~150度温度下保持几秒或几十秒加热杀菌后，迅速冷却的杀菌方法。该方法杀菌效率高，物料产生的物理，化学变化小，因此，对食品的外观，风味，营养素等没有什么影响，可以收到很好的灭菌效果。 杀菌作用的基本原理：微生物对高温的敏感远大于多数食品成分对高温的敏感性，所以超高温杀菌能在很短时间内有效杀死微生物。
超声波杀菌技术：
利用超声波在固体、液体、和气体中传播时的空化效应、力学效应、化学效应、热效应、弥散效应、声流效应、毛细效应、触变效应的一系列反应来达到杀菌目的。
杀菌作用的基本原理：超声波杀菌的机理是基于全述的超声波生物，物理和化学效应。研究发现，在含有空气或其他其他气体的液体中，在超声波辐照下，
主要由于空化的强烈机械作用能有效地破坏和杀死某些细菌与病毒或使其丧失毒性。
磁场杀菌技术：
无论是恒定磁场还是脉冲磁场都能有效地抑制某些微生物和细菌的生长，当达到一定的磁场强度时利用通过抑制食品的自由基活动、影响蛋白质和酶的活性使酶、氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子失去活性，杀死细菌。
杀菌作用的基本原理：外电场作用于生物体所产生的生物效应的机理有1：影响电子传递；2：影响自由基活动；3：影响蛋白质和酶的活性；4：影响生物膜渗透；5：影响生物半导体效应；6：影响遗传基因的变化；7：影响生物的代谢过程；8；影响生物体的磁水效应。所以便会影响到细菌的蛋白质和酶的活性从而使酶、氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子失去活性，细菌死亡。 脉冲强光杀菌技术：
利用强烈白光闪照的技术进行杀菌，该技术一般用于处理食品的表面杀菌，可以延长透明物料的预包装食品的货架期。
杀菌作用的基本原理：持续时间短，强度大的光脉冲能够穿透物料，穿透物料的光脉冲不传输，但是以热量的形式在物料中消散。物料的表面和内层产生温度梯度，热量以传导的形式从表面传递到内层。热传导一直进行到物料温度达到恒定的稳定状态，消散的热量和物料的热学性质决定所需的时间。光脉冲的能量在物料表面储存极短的时间，其间几乎没有出现热传导，这实际上是瞬间加热了薄层表面，使其温度高于具有等量平均功率的连续光束加热所达到的稳态温度。
光脉冲处理透明介质可以获得很好的杀菌效果，即使是表面极不规则的肉和肉制品总菌数都减少1~3个数量级，明显的延长货架寿命。
不同的杀菌技术可应用于不同的食品的加工，选择适合的方法，能使食品得到有效杀菌且能保持食品的风味及营养，在实际生产中应灵活选用。 参考文献：
1：朱绍华.超声波灭菌试验初探【J】食品工业科学 1998， （1）：12-14 2：李汴生，阮征，非热杀菌技术与应用【J】北京:化学工业出版社 2004,
（9）：192-193.
3：芝崎勋.新食品杀菌工学，日本；（株）光琳，1984,8.124-150.
4：伊藤均.非热杀菌技术，日本食品工业学会志.VOL.38 NO.1，1991.72-77