王婷（食工1102 2011309200224）
摘要：食品杀菌对于食品的贮存与保鲜有着极其重要的意义。目前，食品杀菌技术种类较为繁多，主要有热杀菌和非热杀菌，其中热杀菌主要有：湿热杀菌、干热杀菌、微波杀菌、电热杀菌和电场杀菌等；非热杀菌主要有：化学与生物杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、脉冲杀菌、超高静压杀菌、脉冲电场（PEF）杀菌以及振动磁场杀菌等。
关键词：食品杀菌、微生物、杀菌、冷杀菌
引言：食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原因。一般说来，食品原料都带有微生物。在食品的采收、运输、加工和保藏过程中，食品也有可能污染微生物。在一定的条件下，这些微生物会在食品中生长、繁殖，使食品失去原有的或应有的营养价值和感官品质，甚至产生有害和有毒的物质。因此，食品杀菌在食品加工过程中就显得尤为重要了。
食品杀菌就是以食品原料、加工品为对象，通过对引起食品变质的微生物等的杀菌及除菌，达到食品品质的稳定化，有效延长食品的保质期，并因此降低食品中有害细菌的存活数
量，避免活菌的摄入引起人体感染或预先在食品中产生的细菌毒素导致人类中毒。在食品的生产过程中，杀菌工序是一道非常关键的环节，所有的前期处理、整合、包装等工序的结果、都要由杀菌结束后的产品来体现。因此，食品杀菌在食品企业的生产加工过程中，占据着举足轻重的地位。
食品杀菌技术主要有热杀菌和非热杀菌，其中热杀菌主要有：湿热杀菌、干热杀菌、微波杀菌、电热杀菌和电场杀菌等；非热杀菌主要有：化学与生物杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、脉冲杀菌、超高静压杀菌、脉冲电场（PEF）杀菌以及振动磁场杀菌等。下面就针对这些杀菌技术作一下详细的介绍：
湿热杀菌：
热杀菌是以杀灭微生物为主要目的的热处理形式，而湿热杀菌是其中最主要的方式之一。它是以蒸气、热水为热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。利用热能转换器（如锅炉）将燃烧的热能转变为热水或蒸汽作为加热介质，再以换热器将热水或蒸汽的热能传给食品，或将蒸汽直接喷入待加热的食品。在食品热处理中有一些常用的加热介质，例如： 蒸汽、热水、 空气、烟道气、煤气、电。不同的加热介质有不同的特点，例如：蒸汽易于 用管道输送，加热均匀，温度易控制，凝结潜热大，但温度不能太高；热水易于用管道输送，加热均匀，但加热温度不高；空气加热温度可达很高，但其密度小、造成传热系数低；烟道气加热温度可达很高，但其密度小、传热系数低，可能污染食品；煤气加热温度可达很高，成本较低，但可能污染食品；电加热温度可达很高，温度易于控制，但成本高。各种不同的加热剂有不同的特点，在食品工业生产中，厂家就必须按照自己工厂的需要选择不同的加热剂。
湿热杀菌中最常用的两种灭菌方式就是巴氏灭菌、高温短时灭菌(HTST)和超高温瞬时灭菌(UHT) 巴氏灭菌 灭菌条件为61 摄氏度～63 摄氏度/30 分钟，或72 摄氏度～75摄氏度/15 分钟～20 分钟。巴氏灭菌技术是将食品充填并密封于包装容器后，在一定时间内保持100 摄氏度以下的温度，杀灭包装容器内的细菌。巴氏灭菌可以杀灭多数致病菌，而对于非致病的腐败菌及其芽孢的杀灭能力就显得不足，如果巴氏灭菌与其他储藏手段相结合，如冷藏、冷冻、脱氧、包装配合，可达到一定的保存期的要求。巴氏灭菌技术主要用语柑橘、苹果汁饮料食品的灭菌，因为果汁食品的pH 值在4.5 以下，没有微生物生长，灭菌的对象是酵母点头娃娃
、霉菌和乳酸杆菌等。此外，巴氏灭菌还用于果酱、糖水水果罐头、啤酒、酸渍蔬菜类罐头、酱菜等的灭菌。巴氏灭菌对于密封的酸性食品具有可靠的耐酸性，对于那些不耐高湿处理的低酸性食品，只要不影响消费习惯，常利用加酸或借助于微生物发酵产酸的手段，使助勃器pH 值降至酸性食品的范围，可以利用低温灭菌达到保存食品品质和耐贮藏的目的。此法所需时间较长，对热敏性食品不宜采用。
高温短时灭菌：灭菌条件为85 摄氏度～90 摄氏度/3 分钟～5 分钟，或95 摄氏度/12 分液料加热到接近100 摄氏度，然后速冷至室温。此方法需时较短，效果较好，有利于产品保质。主要可杀灭酵母菌、霉菌、乳酸菌等。这两种方法具有灭菌效果稳定，操作简单，设备投资小，应用历史悠久等特点，如今还广泛用于各类罐藏食品、饮料、酒类、药品、乳品包装的灭菌。
超高温瞬时灭菌于1949 年随着斯托克装置的出现而问世，其后国际上出现了多种类型的超高温灭菌装置。超高温短时灭菌是将食品在瞬间加热到高温(130 摄氏度以上)而达到灭菌目的，可分为直接加热和间接加热两种方法。直接加热法是用高压蒸汽直接向食品喷射，使食品以最快速度升温，几秒钟内达到140 摄氏度～160 摄氏度，维持数秒钟，再在真空
室内除去水分，然后用无菌冷却机冷却到室温。间接加热法是根据食品的粘度和颗粒大小，选用板式换热器、管式换热器、刮板式换热器。板式换热器适用于果肉含量不超过1%～3%的液体食品。管式换热器对产品的适应范围较广，可加工果肉含量高的浓缩果蔬汁等液体食品。凡用板式换热器会产生结焦或阻塞，而粘度又不足以用刮板式换热器的产品，都可采用管式换热器。刮板式换热器装有带叶片的旋转器，在加热面上刮动而使高粘度食品向前推送，达到加热灭菌之目的。超高温瞬时灭菌的效果非常好，几乎可达到或接近完全灭菌的要求，而且灭菌时间短，物料中营养物质破坏少，食品质量几乎不变，营养成分保存率达92%以上，生产效率很高，比其他两种热力灭菌法效果更优异，配合食品无菌包装技术的超高温式灭菌装置在国内外发展很快，如今已发展为一种高新食品灭菌技术。目前这种灭菌技术已广泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各种饮料等产品的灭菌，也可将食品装袋后，浸渍于此温度的热水中灭菌。
干热杀菌：
细菌的繁殖体在干燥状态下，80℃～100℃ 1小时可被杀死；芽孢需要加热至160℃～170℃ 2小时才杀灭。干热灭菌的方法有①焚烧：用火焚烧是一种彻底的灭菌方法，破坏性
大，仅适用于废弃物品或动物尸体等；②烧灼：直接用火焰灭菌，适用于实验室的金属器械（镊、剪、接种环等）、玻璃试管口和瓶口等的灭菌；③干烤：在干烤箱（hot air sterilizer）内进行，加热至160℃～170℃维持2小时，可杀灭包括芽孢在内的所有微生物。适用于耐高温的玻璃器皿、瓷器、玻质注射器等；④红外线（infrared）：是波长为770nm～1000μm的电磁波，以1μm～10μm波长的热效应最强。红外线的热效应只能在照射到的表面产生，不能使物体均匀加热，常用于碗、筷等食具的灭菌；⑤微波（microwave）：波长为1mm～1000mm的电磁波统称为微波，可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷等物质，但不能穿透金属表面。微波炉的热效应分布不均匀，灭菌效果不可靠，用于非金属器械及食具灭菌。
微波杀菌：
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。有报导利用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、切片面包和春卷皮，结果表明，这些食品的保鲜期由原来的3d－4d延长到30d。吴晖报导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。国外在空心钢管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。
化学杀菌：
化学灭菌法是指用化学药品直接作用于微生物而将其杀死的方法。对微生物具有杀灭作用的化学药品称为杀菌剂，可分为气体灭菌剂和液体灭菌剂。杀菌剂仅对微生物繁殖体有效，不能杀灭芽孢。化学杀菌剂的杀灭效果主要取决于微生物的种类与数量，物体表面的光洁度或多孔性以及杀菌剂的性质等。化学灭菌的目的在于减少微生物的数目，以控制一定的无菌状态。
化学灭菌法可分为气体灭菌法和液体灭菌法。1.气体灭菌法 是指采用气态杀菌剂（如臭氧、环氧乙烷、甲醛、丙二醇、甘油和过氧乙酸蒸汽等）进行灭菌的方法。该法特别适合环境消毒以及不耐加热灭菌的医用器具、设备和设施的消毒。临床供应商常用到的环氧乙烷低温灭菌器、过氧化氢等离子体灭菌器、低温蒸汽甲醛灭菌器都是这中方法。亦可用于粉末注射剂，但不适合于对产品质量有损害的场合。2.液体灭菌法是指采用杀菌剂容易如进行消毒的方法。该法常作为其他灭菌法的辅助措施，适合于皮肤、无菌器具和设备的消毒。常采用的消毒液有75%变速箱试验台乙醇、1%聚维酮碘溶液、0.1%~0.2%苯扎溴铵（新洁尔灭）、2%左右的酚或煤酚皂溶液等。
二氧化氯(chlorine dioxide,CD)就是一种良好的化学杀菌剂。国内外研究表明，二氧化氯具有控制微生物和抗褐变双重功效，是目前国际上公认的新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂最理想的替代品，在世界发达国家已得到广泛的应用，世界卫生组织时钟显示器（WHO）和世界粮食组织(FAO)也已将二氧化氯列为A1级安全高效消毒剂。近年来，我国也开始重视二氧化氯产品的推广和应用，于2006年6月1日颁布了稳定性二氧化氯溶液国家标准（GB/T20783-2006），规定二氧化氯溶液可用于生活饮用水、食品加工等领域的杀菌、灭藻、消毒及保鲜。次氯酸钠(sodium chlorite,SC)是我国鲜切果蔬工业化生产中应
用最为广泛的的一种含氯消毒剂，也有报道其具有抗褐变效果(《马铃薯保鲜技术》-食品技术)。
辐照杀菌：
辐射灭菌是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。用于灭菌的电磁波有微波、紫外线(UV)、X射线和γ射线等。它们都能通过特定的方式控制微生物生长或杀死微生物。 例如微波可以通过热产生杀死微生物的作用；紫外线使DNA分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，抑制DNA复制与转录等功能，杀死微生物；X射线和γ射线能使其它物质氧化或产生自由基(OH·H)再作用于生物分子，或者直接作用于生物分子，打断氢键、使双键氧化、破坏环状结构或使某些分子聚合等方式，破坏和改变生物大分子的结构，从而抑制或杀死微生物。即使可见光在长时间照射后，也能损害微生物或杀死它们，因为所有光合生物含有叶绿素(或细菌叶绿素)、细胞素、黄素蛋白等光敏感素，它吸收光能变成激发态或被活化，并将吸收的能量转移到氧，产生氧自由基作用于细胞，导致机体突变或死亡。辐射灭菌的效果受其它因子制约，例如光可使嘧啶二聚体解体，降低紫外线作用效果，氧可提高X射线或γ射线作用效果等。实行辐射灭菌的装置包括微波炉、紫
外光灯、阴极射线管、X射线发生器、放射性核素等。商业上用于大量物品灭菌使用的放射性源是钴-60和铯-137，它们发射出γ射线，相对而言比较廉价。辐射灭菌用途很广，例如医疗器械和用具(如注射器灯)、食品、实验室的许多塑料制品和多种培养基都是用这种方法灭菌。食品辐射（或辐照）杀菌是利用一定剂量的波长极短的电离射线对食品进行杀菌（包括原材料）， 放射线同位素钴60 、铯157 产生的γ- 射线或低能加速器放射出的β- 射线对包装食品进行辐照处理。延迟新鲜食物某些生理过程（发芽和成熟）的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保藏时间，稳定、提高食品质量目的的操作过程。在食品杀菌常用的射线有χ－射线、γ－射线和电子射线。电子射线主要由电子加速器中获得，χ－射线由χ－射线发生器产生，γ－射线主要由放射性同位素获得，常用的放射线同位素有60Co和137Cs。γ－射线的穿透力很强，适合于完整食品及各种包装食品的内部杀菌处理，电子射线的穿透力较弱，一般用于小包装食品或冷冻食品的杀菌，特别适用于对食品的表面杀菌，特别适用于对食品的表面杀菌处理。 可以提供辐照辐照灭菌的企业有临沂辐照中心等。
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