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本文分析了超高壓滅菌、臭氧滅菌、超聲波滅菌、輻照滅菌、脈沖電場滅菌、磁力滅菌等技術(shù)的作用原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用對(duì)象,介紹了這些技術(shù)在不同食品的應(yīng)用現(xiàn)狀,并對(duì)滅菌技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望,旨在為提高食品安全和保持食品營養(yǎng)的研究提供借鑒。
1超高壓滅菌技術(shù)(UHP)
1.1作用原理
超高壓滅菌(UHP)技術(shù),就是在密閉容器內(nèi),用水作為介質(zhì)對(duì)軟包裝食品等物料施以400~600MPa的壓力,從而殺死其中幾乎所有的細(xì)菌、霉菌和酵母菌,而且不會(huì)像高溫殺菌那樣造成營養(yǎng)成分破壞和風(fēng)味變化。超高壓滅菌的機(jī)理是通過破壞菌體蛋白中的非共價(jià)鍵,使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固及酶失活。超高壓還可造成菌體細(xì)胞膜破裂,使菌體內(nèi)化學(xué)組分產(chǎn)生外流等多種細(xì)胞損傷,這些因素綜合作用導(dǎo)致了微生物死亡。
1.2作用特點(diǎn)
超高壓技術(shù)不僅能殺滅微生物,而且能使淀粉成糊狀、蛋白質(zhì)成膠凝狀,獲得與加熱處理不一樣的食品風(fēng)味[1]。超高壓技術(shù)采用液態(tài)介質(zhì)進(jìn)行處理,易實(shí)現(xiàn)殺菌均勻、瞬時(shí)、。
但是,UHP技術(shù)對(duì)殺滅芽孢效果似乎不太理想,在綠茶茶湯中接種耐熱細(xì)菌芽孢后,采用室溫和400MPa靜水高壓處理,不能殺滅這些芽孢。另一方面,由于糖和鹽對(duì)微生物的保護(hù)作用,在粘度非常大的高濃度糖溶液中,超高壓滅菌效果并不明顯。由于處理過程壓力很高,食品中壓敏性成分會(huì)受到不同程度的破壞。其過高的壓力使得能耗增加,對(duì)設(shè)備要求過高。而且,超高壓裝置需要較高的投入,尚須解決其高成本的問題,不利于工業(yè)化推廣。
另外,超高壓滅菌一般采用水作為為壓力介質(zhì),當(dāng)壓力超過600MPa時(shí),水會(huì)出現(xiàn)臨界冰的現(xiàn)象,因而只能使用油等其他物質(zhì)作為壓力介質(zhì)。超高壓滅菌的效果受多種因素的影響,如微生物種類、細(xì)胞形態(tài)、溫度、時(shí)間、壓力大小等。
1.3應(yīng)用
目前,國外超高壓滅菌已在果蔬、酸奶、果醬、乳制品、水產(chǎn)品、蛋制品等生產(chǎn)中有了一定的應(yīng)用。在每cm2的肉食上施加大約6t重的壓力進(jìn)行高壓滅菌。結(jié)果,其味跟原來一樣,色澤也比原先更好看。日本明治屋食品公司將草莓、蘋果和獼猴桃等果醬經(jīng)軟包裝后在400~600MPa、10~30min條件下滅菌,產(chǎn)品的色澤和風(fēng)味不變,并保持了水果原有的口感,VC的保留率較高。
高壓技術(shù)和其它技術(shù)相結(jié)合,能更有效殺滅微生物,破壞酶,延長貨架壽命[2]。利用高壓CO2和高壓技術(shù)相結(jié)合方法處理胡蘿卜汁,使用4.9MPaCO2和300MPa高靜水壓結(jié)合處理,可使需氧菌*失活,多酚氧化酶、脂肪氧化酶、果膠甲酯酶殘留活性分別低于11.3%、8.3%、35.1%。
2臭氧滅菌技術(shù)
2.1作用原理
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,在常溫下能自行降解產(chǎn)生大量的自由基,zui顯著的是氫氧根自由基,因而具有強(qiáng)氧化性。同時(shí),臭氧又是一種良好的滅菌劑[3]。需要特別強(qiáng)調(diào)的是,臭氧在消毒、滅菌過程中僅產(chǎn)生無毒的氧化物,多余的臭氧zui終還原成為氧,不存在殘留物,沒有任何污染的問題,可直接用于食品的消毒、滅菌。
2.2作用特點(diǎn)
臭氧是一種在室溫和冷凍溫度下存在的淡紫色的、有特殊魚腥味的氣體,它在水中部分溶解,且隨著溫度的降低而溶解度增加[4]。臭氧滅菌技術(shù)安全無毒、無污染。
2.3應(yīng)用
臭氧滅菌技術(shù)的應(yīng)用目前主要有兩方面:*是在空氣處理方面的應(yīng)用;第二為水處理,通過臭氧水對(duì)其他食品和食品原料進(jìn)行滅菌。在美國,臭氧已被批準(zhǔn)用于飲用水的處理和作為飲用水工廠處理微生物的消毒劑。在歐洲,臭氧用于食品工業(yè)也有近一個(gè)世紀(jì)的歷史。如利用臭氧來延長儲(chǔ)藏物的儲(chǔ)藏期和對(duì)果蔬表面進(jìn)行消毒,這一切都表明臭氧是一種強(qiáng)有力的消毒劑。美國和日本等國家用臭氧和靜電電暈放電產(chǎn)生的離子霧結(jié)合處理食品,殺菌速度快、對(duì)營養(yǎng)成分無不良影響,可保持食品原有的色、香、味。
3超聲波滅菌技術(shù)
3.1作用原理
超聲波是頻率大于20KHz以上的聲波,是一種機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播過程。其作用原理是,當(dāng)超聲波強(qiáng)度超過某一空化閥值時(shí),在液體中產(chǎn)生空化現(xiàn)象,即液體中微小的泡核在超聲作用下被激活,它表現(xiàn)為泡核的振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過程。空化泡絕熱收縮及崩潰的瞬間,產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊波,使細(xì)菌或病毒喪失毒力,甚至?xí)辜?xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)破裂和溶解,從而起到殺菌作用。
3.2作用特點(diǎn)
由于其頻率高、波長短、方向性好、功率大、穿透力強(qiáng),能引起空化作用和一系列的特殊效應(yīng),如熱學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)等。超聲波滅菌不僅不會(huì)改變食品的色、香、味,而且不會(huì)破壞食品的組成成分。如果把超聲波和其它非加熱滅菌工藝結(jié)合起來,比如采用超聲-激光或超聲-磁化聯(lián)合殺菌,則效果更佳。
3.3應(yīng)用
超聲波滅菌技術(shù)已在美、日、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)獲得了普遍應(yīng)用,在我國,已受到食品行業(yè)極大的關(guān)注。超聲波滅菌適合于果蔬汁飲料、酒類、牛奶、礦泉水、醬油等液體食品。
研究表明[5],超聲波對(duì)醬油累計(jì)滅菌時(shí)間達(dá)到4min時(shí),醬油的指標(biāo)合格。由于綠茶湯在室溫放置5d后會(huì)明顯的發(fā)生褐變,茶湯的透明性大為降低。在采用微波和超聲波對(duì)茶湯進(jìn)行滅菌比較后,以超聲波滅菌的茶湯顏色變化zui少[6]、透明性好,茶湯中保留的茶多酚也zui多,是綠茶滅菌和保護(hù)茶多酚盡量不受損失的一種較好的茶湯處理技術(shù)。
4輻射滅菌技術(shù)
4.1作用原理
輻射滅菌主要是利用60Co或137Cs發(fā)出的γ-射線,其穿透力強(qiáng),當(dāng)穿過生命有機(jī)體時(shí),使得機(jī)體中的水和其它物質(zhì)發(fā)生電離,從而起到殺蟲、殺滅微生物的作用[7]。
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