一、傳統熱殺菌技術
傳統熱殺菌技術的本質是依靠燃燒燃料或電阻加熱在食品外部提供熱能,通過傳導和對流將熱能轉移到食品內部,從而達到殺菌和鈍化酶的目的。食品加工中常用的有巴氏殺菌和滅菌。
1)巴氏滅菌
巴氏殺菌指能夠殺死食品中幾乎所有的病原菌的熱處理強度。熱處理程度視目標產品中對象菌的耐熱性而定。
2)滅菌
滅菌指能夠殺死食品中包括芽孢在內的幾乎全部微生物的熱處理強度。滅菌處理的強度比巴氏殺菌高。
二、新型熱殺菌技術
理想的熱殺菌效果應該是,在熱力對食品品質的影響程度限制在最小條件下,迅速而有效地殺死存在于食品物料中的有害微生物,達到產品指標的要求。超高溫殺菌、微波殺菌和歐姆殺菌是達到這一理想效果的新途徑。
1)超高溫殺菌
超高溫殺菌指加熱溫度為135~150℃,加熱時間為2~8s,加熱后產品達到商業無菌要求的殺菌過程。這一殺菌條件相對低酸性食品常規殺菌中采用的100~135℃高出20~40℃,因此稱為超高溫殺菌。
2)微波殺菌
微波是指頻率為300MHz~300GHz,即波長為1m~1mm的超高頻電磁波。微波殺菌是熱效應和非熱效應的共同結果。
3)歐姆殺菌
歐姆殺菌是利用電極,將電流直接導入食品,由食品本身介電性質所產生的熱量達到直接殺菌的目的。
三、非熱殺菌技術
非熱殺菌技術是指采用非加熱的方法殺滅食品中有害和致病的微生物,使殺菌對象達到特定殺菌程度要求的殺菌技術。食品的非熱殺菌主要包括物理殺菌和化學殺菌,物理殺菌包括臭氧殺菌、生物防腐劑等,化學殺菌包括輻照殺菌、高靜壓殺菌、脈沖電場殺菌、高密度二氧化碳殺菌、超聲波殺菌、紫外線殺菌、脈沖光殺菌、脈沖X射線殺菌等。這里介紹在食品工業中研究和應用較多的5種新技術。
1)高密度二氧化碳殺菌
高密度二氧化碳殺菌技術是近年來發展起來的一種新型的非熱力殺菌技術,借助于5~50MPa的亞臨界或超臨界二氧化碳。二氧化碳在常壓下可抑制微生物,在高壓狀態下可有效殺滅大量微生物。
2)脈沖電場殺菌
脈沖電場殺菌技術是將高電壓(15~100kV/cm)脈沖作用于電極間的食品,常溫下進行,作用時間短(<1s),以殺滅食品中的微生物的一種新型殺菌技術。
3)臭氧殺菌
臭氧具廣譜抗菌特性,對細菌營養細胞、芽孢、病毒、真菌均有高效殺滅作用。
臭氧的作用機理是首先作用于細胞膜,使膜構成成分受損傷而導致新陳代謝障礙,臭氧繼續滲透穿過膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,導致細胞溶解、死亡;同時,臭氧還能使細胞活動所必要的酶失去活性,而影響其正常的生理功能。
臭氧殺菌時除可直接利用臭氧氣體對物質進行處理外,還可將其溶解于水,形成臭氧水進行殺菌。臭氧水殺菌作用有些不同,其氧化反應有2種,微生物菌體既與溶解于水中的臭氧直接反應,又與臭氧分解生成的羥基間接反應,由于羥基為氧化性的氧化劑,因此臭氧水的殺菌速度極快。
4)超聲波殺菌
頻率大于20kHz的聲波,因超出人耳可聞的上限而被稱為超聲波。超聲波殺菌是通過傳聲介質的相互作用產生巨大的能量,在很短的時間內殺死微生物。一般認為,超聲波的殺菌效力主要來自于細胞內部的空化作用。其殺菌效果受到多種因素的影響,包括超聲波的頻率、強度和照射時間,微生物的種類和數量以及媒質的性質等。