微波滅菌
(1)超高壓殺菌技術:食品的超高壓殺菌(高靜水壓殺菌)是指將食品原料按壹定方式包裝後,放入液體介質(壹般為食用油、甘油、油水乳狀液)中,在100 ~ 1000 MPa的壓力下作用壹定時間,使其達到殺菌要求。滅菌的基本原理是壓力對微生物的致死作用,主要通過破壞細胞膜抑制酶的活性,影響DNA等遺傳物質的復制來實現。在400~600 MPa的壓力下,可殺滅細菌、酵母、黴菌,避免了壹般高溫滅菌帶來的不良變化。從而更好地保持食品固有的色、香、味,達到延長保質期的效果。
(2)低溫殺菌:低溫殺菌是對食品中存在的微生物進行部分殺菌的加熱方式。通常使用低於100℃的溫度。由於低溫殺菌後食品中殘留的細菌較多,為了延長產品的保質期,再次使用冷藏、發酵、添加添加劑、脫氧等加工技術。這種方法主要適用於pH值在4.5以下的酸性食品和因強加熱處理導致品質明顯下降的食品。近年來,這種方法也被用於牛奶和保質期短的商品。
(3)巴氏殺菌法:巴氏殺菌是指壹種低溫熱處理方法,壹般在低於水沸點的溫度下進行。它是壹項古老的技術,由法國醫生巴斯德於19世紀首創,至今仍有壹定的應用價值。
巴氏殺菌是最早的殺菌方法,使用熱水作為傳熱介質。滅菌條件為61 ~ 63℃30分鐘,或72 ~ 75℃10 ~ 15分鐘。加熱時,要註意材料表面溫度比內部溫度低4 ~ 5℃;另外,當表面產生氣泡時,發泡部分很難達到殺菌要求。這種殺菌方式耗時長,生產過程不連續,長時間加熱容易改變壹些熱敏成分,殺菌效果不理想。目前大中型食品廠很少使用。
(4)超高溫瞬時滅菌:簡稱UHT滅菌。壹般加熱溫度為125 ~ 150℃,加熱時間為2 ~ 8 s,加熱後產品達到商業無菌要求的滅菌過程稱為UHT滅菌。這種滅菌方式可以達到瞬間滅菌的目的,滅菌效果特別好,幾乎可以達到或接近滅菌要求,引起的化學變化非常小。它具有提高處理能力、節約能源、減小設備體積、穩定產品質量、不需要拆卸就能就地對設備進行循環清洗的優點。
(5)微波殺菌:微波殺菌是將食品經過微波處理後,使食品中的微生物失活或死亡,從而達到延長保質期的目的。壹方面,當微波進入食物時,食物中的極性分子,如水分子,不斷改變極性方向,導致食物的溫度急劇上升,達到殺菌的效果。另壹方面,微波能量的非熱效應在殺菌方面起到了特殊的作用,這是常規物理殺菌所不具備的。在壹定強度的微波場作用下,細菌細胞改變其生物排列和運動規律,同時吸收微波能量升溫,使體內蛋白質同時受到非極性熱運動和極性旋轉,改變或破壞其空間結構,導致蛋白質變性,最終失去生物活性。因此,微波殺菌主要是在微波熱效應和非熱效應的作用下,使微生物中的蛋白質和生理活性物質發生變異和破壞,從而導致細胞死亡。
(6)紫外線殺菌:紫外線的殺菌作用是促進細胞質的變性。當微生物細胞吸入紫外線時,細胞內成分,特別是核酸和原生質蛋白的化學變化是由光化學作用引起的,使細胞質變性。特別是抑制DNA復制和細胞分裂,導致微生物細胞受傷甚至死亡。波長在250~260 nm的紫外線殺菌作用最強。
(7)臭氧殺菌:臭氧是壹種淡紫色氣體,在常溫和冰點下有特殊的魚腥味,部分溶於水,溶解度隨溫度降低而增加;在常溫下,它能自行降解產生大量自由基,最顯著的是羥基自由基,因此具有強氧化性的特點。
食品殺菌技術壹般可分為加熱殺菌技術、化學殺菌技術、輻射殺菌技術(γ射線、微波、紅外線等)。)、過濾滅菌法和加熱與其他手段相結合的滅菌技術。
其中,食品熱殺菌可分為低溫殺菌(巴氏殺菌)、高溫短時殺菌和超高溫瞬時殺菌。
前兩種方法也廣泛用於生產各種罐頭食品、飲料、酒、藥品和乳制品。後壹種方法,由於其獨特的優勢,已經發展成為壹種高科技的食品殺菌技術。電阻加熱殺菌又稱歐姆殺菌,是壹種新型的熱力殺菌方式,利用電流在食品中產生熱量,達到殺菌的目的。這是壹種對酸性和低酸性食品以及含有顆粒(粒徑小於25毫米)的食品進行連續殺菌的新技術。電阻加熱已經成功地用於對含有大顆粒和片狀食物的各種食物進行殺菌,例如土豆、胡蘿蔔、蘑菇、牛肉、雞肉、片狀蘋果、菠蘿和桃子。
臭氧殺菌技術具有高效、快速、安全、廉價的優點。自1785發現以來,廣泛應用於食品加工、運輸和儲存、自來水和純凈水生產。
輻射殺菌技術利用原子輻射技術對食品進行殺菌保鮮。輻照是利用X射線、γ射線或加速電子射線(最常見的是Co60和Cs137的γ射線)的穿透力殺滅食品中微生物和害蟲的冷殺菌消毒方法。
微波殺菌具有穿透力強、節能、加熱效率高、適用範圍廣、易於控制、加熱均勻等特點。食品的營養成分、色、香、味在殺菌後仍接近食品的天然品質。目前微波殺菌主要用於肉類、魚類、豆制品、牛奶、水果、啤酒的殺菌。
遠紅外殺菌技術遠紅外加熱殺菌不需要介質,熱量直接從物體表面滲透到內部,因此不僅可用於壹般粉狀、塊狀食品的殺菌,還可用於咖啡豆、花生、谷物等堅果類食品的殺菌滅黴和袋裝食品的直接殺菌。
紫外線殺菌技術廣泛應用於空氣、水和食品表面、食品包裝材料、食品加工車間、設備、器皿和工作站的殺菌。磁殺菌是將待消毒殺菌的食品置於磁場中,在壹定磁場強度的作用下,在常溫下對食品進行殺菌。由於這種殺菌方式不需要加熱,具有廣譜殺菌作用,處理後的食品風味和品質不受影響,因此主要適用於各種飲料、液體食品、調味品等包裝的固體食品。
高壓電場脈沖殺菌是將食品置於兩個電極之間產生的瞬間高壓電場中。因為高壓電脈沖(HEEP)可以破壞細菌的細胞膜,改變其通透性,從而殺死細胞。能滿足商業無菌的要求,特別適用於熱敏性食品,應用前景廣闊。超聲波殺菌技術以醬油為殺菌對象,取得了良好的效果。脈沖強光殺菌技術利用強烈的白光閃光進行殺菌。由於該技術只對食品表面進行處理,對食品的風味和營養成分影響不大,可用於延長透明材料包裝的食品和生鮮食品的保質期。
超高壓殺菌技術最大的優點是對食品中的風味物質、維生素C、色素等無影響,營養成分損失小,特別適用於果汁、果醬類食品的殺菌。膜過濾殺菌技術已廣泛應用於食品、生物制藥等工業生產中,如生化物質的提取、純水的制備、果汁的濃縮等。
食品工程中的殺菌技術有很多,如二氧化氯殺菌技術、氯氣殺菌技術、電子殺菌技術、加熱加壓殺菌技術、加熱化學殺菌技術、加熱輻射殺菌技術、靜電殺菌技術等等。這些技術正在被研究和應用。