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灭菌技术在食品加工领域中的应用

2019-10-09

   食品加工目的之一是保护与保存食品,杀死微生物,钝化酶类等。食品fubai变质的主要原因是某些微生物和菌类的存在,每年因此而造成很大的损失,灭菌是食品加工的必经工序。然而传统的热力灭菌不能将食品中的微生物全部杀灭,特别是一些耐热的芽孢杆菌;同时加热会不同程度破坏食品中的营养成分和食品的天然特性。为了更大限度保持食品的天然色、香、味和一些生理活性成分,满足现代人的生活要求,新型的灭菌技术应运而生,本文主要介绍了当今世界食品领域的杀菌新技术及其在我国的发展应用现状。
1、微波杀菌技术
    微波是一种高频电磁波,当它在介质内部起作用时,水、蛋白质、脂肪、碳水化合物等极性分子受到交变电场的作用而剧烈振荡,引起强烈的摩擦而产生热,这就是微波的介电感应加热效应。这种热效应也使得微生物内的蛋白质、核酸等分子结构改性或失活;高频的电场也使其膜电位、极性分子结构发生改变;这些都对微生物产生破坏作用从而起到杀菌作用。利用微波杀菌,处理时间短,容易实现连续生产,不影响原有的风味和营养成分;并由于其穿透性好的特点,可进行包装后杀菌。
    利用 2450 MHz的微波处理酱油,可以抑制霉菌的生长及杀灭肠道致病菌。用于啤酒的灭菌,取得良好的效果,且使啤酒风味保持良好。用于处理蛋糕、月饼、面包,结果表明,这些食品的保鲜期由原来3d-4d,延长到30d。微波杀菌与一般加热灭菌法相比,在一定的温度下,微波灭菌缩短了细菌和真菌的死亡时间;以枯草芽抱杆菌为材料,微波法的D100为0.65,而对照巴氏法的则为5.5。在相同条件下微波灭菌的致死温度比常规加热灭菌时的低。国外在60、70年代就开始考虑将微波技术应用到鲜奶、啤酒、饼干、面包、猪、牛肉的加工等实际生产中。到90年代,工艺参数和优化已成为研究的热门课题。
 

2、高压杀菌技术
    所谓高压杀菌是指将食品放人液体介质中,加100MPa-1000MPa的压力作用一段时间后,如同加热一样,杀灭食品中的微生物的过程。高压灭菌通常认为蛋白质在高压下立体结构(四级结构)崩溃而发生变性而使细菌失活,但也有人认为凡是以较弱的结合构成的生物体高分子物质如核酸、多糖类、脂肪等物质或细胞膜都会受到超高压的影响,尤其通过剪切力而使生物体膜破裂,从而使生物体的生命活动受到影响甚至停止,这就可以达到灭菌、杀虫和效果。高压灭菌避免了热处理而出现的影响食品品质的各种弊端,保持了食品的原有风味、色泽和营养价值。由于是液体介质的瞬间压缩过程,灭菌均匀,操作安全,且较加热法耗能低,减少环境污染。科研人员研究了经高压处理后的果汁和蔬菜汁,试验证实了高压处理后能达到杀菌效果,而且Vc损失很少,残存酶活只有4%,色香味等感官指标不变,其综合效果优于热力杀菌;动物食品也能达到杀菌效果。目前,国外已将其用于肉、蛋、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、果汁、矿泉水、啤酒等物品的加工中。

3、高压脉冲电场杀菌技术
    高压脉冲技术用于食品灭酶灭菌,主要原理是基于细胞结构和液态食品体系间的电学特性差异。当把液态食品作为电介质置于电场中时,食品中微生物的细胞膜在强电场作用下被电击穿,产生不可修复的穿孔或破裂,使细胞组织受损,导致微生物失活。证实在脉冲电场强度为 12-40 Kv/cm,脉冲时间为20μs-18μs的条件下,可有效地对食品进行灭菌,且以双矩形波zui为有效。利用脉冲高压杀灭酵母和大肠杆菌,取得良好的实验结果,且能耗低,对试液温升小于2℃,因而可有效保存食品的营养成分和天然特征。利用脉冲电场处理大豆,可实现灭酶脱腥,并有效的保留大豆的香气。该技术是一种常温下非加热杀菌的新技术,运用该技术应综合考虑场强的大小,杀菌时间、食品的pH值、对细菌的种类等因素,以确定*佳方案。目前该技术在国际上正处于实验室研究和发展阶段,进一步成熟后很有可能弥补传统杀菌法的不足,给液态食品工艺带来一场变革。
4、脉冲强光杀菌技术
    脉冲强光杀菌是利用强烈白光闪照的杀菌技术,其系统主要包括动力单元和灯单元,动力单元为惰性气体灯提供能量,灯便放出只持续数百微秒,其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲,其光谱与太阳光相似,但比阳光强几千倍至数万倍。由于只处理食品表面,从而对食品营养成分影响很小,研究表明,脉冲强光对多数微生物有致死作用。光脉冲输人能量为700J,光脉冲宽度小于800us ,闪照30次后,对枯草芽泡杆菌、大肠杆菌、酵母都有较强的致死效果。对溶液中淀粉酶、蛋白酶的活性也有明显的钝化作用。脉冲宽度小于800μs,其波长由紫外光区域至红外光区,起杀菌作用的波段可能为紫外光区,其它波段可能有协同作用;脉冲强光杀菌对菌悬液的电导率影响不大,引起电位的变化,其原因及对微生物形态结构的影响尚待进一步研究。

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