甘肃农业大学：《食品加工高新技术》课程教学资源（学业论文）食品杀菌新技术

李海燕 (甘肃农业大学食品科学与工程学院食品科学专业，甘肃兰州，730070) 摘要：通过比较传统杀菌技术，从概述、原理、应用、发展趋势等方面综述了超高压杀 菌、微波杀菌、膜分离技术、超高压脉冲电场杀菌、辐照杀菌、臭氧杀菌、生物保鲜技 术、脉冲强磁杀菌、紫外线杀菌、脉冲强光杀菌等高新技术在食品工业中的应用。 关键词：食品加工：杀菌：加工新技术 Food sterilization technology LI Hai-yan (Major in Food science of Abstract:By e the traditional sterilizatio wed the ol istics of ultrahigh sterilization,ozone sterilization,biological preservation technology,pulse magnetic sterilization,UV sterilization,pulse light sterilization and other high-tech in the food industry. Key words:Food processing.Sterilization,Processing new technology 1.前言 1.1食品杀菌历史 食品制作约起源于公元前6000年，亚洲第一个煮壶可追溯至公元前8000年前。谷物的烹调、酿 造和食品的保藏技艺从这一时期开始得到促进和发展。最早出现的食品保藏技艺为制作黄油，随后 出现盐腌鱼、橄榄油和芝麻油。早期罗马人在保存肉食方面的技术非常领先，使用雪来包裹虾等易 腐烂的东西。真正的罐藏始于1795年，出现玻璃瓶保存肉类物质。该时期人们发现了食品的酸败是 由微生物引起。 1.2概述 随着人们生活水平的不断提高，消费者对于食品的要求将朝着绿色、健康、营养和安全的方向 发展。一般要求在加工过程中保持食品的品质稳定且不加添加剂。在传统食品加工中主要采用热杀 菌，传统的热力灭菌并不能将食品中的微生物（如一些耐热的芽孢杆菌）全部杀灭，同时加热会不同 程度地破坏食品中的营养成分和食品的天然特性。非热杀菌是当代一类崭新的技术，杀菌条件易于 控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品功 能成分的生理活性，又有利于保持其色、香、味及营养成分1-3】. 2.传统食品杀菌技术 2.1.加热杀菌 2.1.1食品的低温杀菌（巴氏杀菌）

李海燕 （甘肃农业大学食品科学与工程学院食品科学专业，甘肃兰州，730070） 摘要：通过比较传统杀菌技术，从概述、原理、应用、发展趋势等方面综述了超高压杀 菌、微波杀菌、膜分离技术、超高压脉冲电场杀菌、辐照杀菌、臭氧杀菌、生物保鲜技 术、脉冲强磁杀菌、紫外线杀菌、脉冲强光杀菌等高新技术在食品工业中的应用。 关键词：食品加工；杀菌；加工新技术 Food sterilization technology            LI Hai-yan （Major in Food science of Gansu Agricultural University，Gansu Lanzhou， 730070） Abstract: By comparing the traditional sterilization technology, this paper reviewed the characteristics of ultrahigh￾pressure sterilization, microwave sterilization, membrane separation, EHV pulsed electric field sterilization, radiation sterilization, ozone sterilization, biological preservation technology, pulse magnetic sterilization, UV sterilization, pulse light sterilization and other high-tech in the food industry. Key words: Food processing; Sterilization; Processing new technology 1.前言 1.1食品杀菌历史 食品制作约起源于公元前6000年，亚洲第一个煮壶可追溯至公元前8000年前。谷物的烹调、酿 造和食品的保藏技艺从这一时期开始得到促进和发展。最早出现的食品保藏技艺为制作黄油，随后 出现盐腌鱼、橄榄油和芝麻油。早期罗马人在保存肉食方面的技术非常领先，使用雪来包裹虾等易 腐烂的东西。真正的罐藏始于1795年，出现玻璃瓶保存肉类物质。该时期人们发现了食品的酸败是 由微生物引起。 1.2概述 随着人们生活水平的不断提高，消费者对于食品的要求将朝着绿色、健康、营养和安全的方向 发展。一般要求在加工过程中保持食品的品质稳定且不加添加剂。在传统食品加工中主要采用热杀 菌，传统的热力灭菌并不能将食品中的微生物( 如一些耐热的芽孢杆菌) 全部杀灭，同时加热会不同 程度地破坏食品中的营养成分和食品的天然特性。非热杀菌是当代一类崭新的技术，杀菌条件易于 控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品功 能成分的生理活性，又有利于保持其色、香、味及营养成分[1-3]。 2.传统食品杀菌技术 2.1.加热杀菌 2.1.1食品的低温杀菌（巴氏杀菌）

巴氏杀菌是低于水的沸点(100℃)以下的加热处理，又称低温杀菌。最初是以杀灭所有污染于 食品中的致病菌为目的的热力杀菌。巴氏杀菌最早用于牛乳消毒一结核杆菌为目标，并无常温下保 存期限的要求。 2.1.2食品的高温杀菌 食品的高温杀菌是指食品经100℃以上的杀菌处理，主要应用于p>4.5的低酸性食品的杀菌。这 类食品因酸度较低，能被各种致病菌、芽孢菌、产毒菌及其他腐败菌污染变质，特别是肉毒梭状芽 孢杆菌能在pH48以上繁殖，并能分泌毒素。因此，凡是低酸性食品，都必须接受以杀死肉毒梭状芽 孢噢杆菌所定制的热力杀菌规程。 主要杀菌设备有：间歇式杀菌和连续式高温杀菌。间歇式杀菌装置主要是通过高压釜达到超100℃高 温杀菌的目的。连续式高温杀掬装置虽然设备复杂、成本高，但由于其效率高、以控制，有代替间歇式的 倾向。这种设备除有较早期的螺旋摇动式、静水压式、水闸式、火焰杀菌式、斯托克型杀菌装置外， 还有降膜式、滚筒刮板式、热流层式、螺旋泵式以及超高温式杀菌装置等。 213招喜温阳时杀菌 食品的超高温瞬时杀菌装置有两种形式：一种为直接加热的形式，即把过热蒸汽直接喷入液体状食品 或把液体状食品喷入热蒸汽，达到快速加热杀菌目的：另一种是用管式或板式热交换器进行热交换的间接 加热杀菌形式。后者由于温度控制方便、设备占地小、效率高等特点，目前应用越来越广泛。 以牛乳为例，直接蒸汽喷射杀菌装置流程如图所示： 13 12 儿秀子流与质枕宝热强牛粉高接商斋冷聚 2.2.化学药物杀菌 化学杀菌剂最早应用于饮用水消毒，广泛应用氯作为消毒杀菌剂。过氧化物杀菌剂主要有过氧 乙酸、过氧化氢、臭氧等，多用于瓶装纯净水和矿泉水的消毒。杀菌剂在食品工业上的利用并不是 直接用于食品本身，而是用于水的消毒和环境消毒。 消毒机理是将化学药物渗透到细菌的体内，使菌体蛋白凝固变性，干扰细菌酶的活性，抑制细 菌代谢和生长或损害细胞膜的结构，改变其渗透性，破坏其生理功能等，使病原体的蛋白质产生不 可修复的损伤，从而起到消毒灭菌的作用。常用化学消毒剂按其杀灭微生物的效能可分为高效、中 效和低效消毒剂。 综上，传统的食品加工方法主要采用热处理，因此食品中热敏性的营养成分易被破坏，而且热 加工使得褐变反应加剧，造成色泽的不愉快，食品中挥发性的风味物质也会因加热而有所损失。 3.食品杀菌新技术

巴氏杀菌是低于水的沸点（100℃）以下的加热处理，又称低温杀菌。最初是以杀灭所有污染于 食品中的致病菌为目的的热力杀菌。巴氏杀菌最早用于牛乳消毒—结核杆菌为目标，并无常温下保 存期限的要求。 2.1.2食品的高温杀菌 食品的高温杀菌是指食品经100℃以上的杀菌处理，主要应用于pH>4.5的低酸性食品的杀菌。这 类食品因酸度较低，能被各种致病菌、芽孢菌、产毒菌及其他腐败菌污染变质，特别是肉毒梭状芽 孢杆菌能在pH4.8以上繁殖，并能分泌毒素。因此，凡是低酸性食品，都必须接受以杀死肉毒梭状芽 孢噢杆菌所定制的热力杀菌规程。 主要杀菌设备有：间歇式杀菌和连续式高温杀菌。间歇式杀菌装置主要是通过高压釜达到超100℃高 温杀菌的目的。连续式高温杀菌装置虽然设备复杂、成本高，但由于其效率高、以控制，有代替间歇式的 倾向。这种设备除有较早期的螺旋摇动式、静水压式、水闸式、火焰杀菌式、斯托克型杀菌装置外， 还有降膜式、滚筒刮板式、热流层式、螺旋泵式以及超高温式杀菌装置等。 2.1.3超高温瞬时杀菌 食品的超高温瞬时杀菌装置有两种形式：一种为直接加热的形式，即把过热蒸汽直接喷入液体状食品 或把液体状食品喷入热蒸汽，达到快速加热杀菌目的；另一种是用管式或板式热交换器进行热交换的间接 加热杀菌形式。后者由于温度控制方便、设备占地小、效率高等特点，目前应用越来越广泛。 以牛乳为例，直接蒸汽喷射杀菌装置流程如图所示：          1.输送泵；2.第一预热室；3.第二预热室；4.牛奶泵；5.直接蒸汽喷射杀菌器；6.膨胀室；         7.牛奶泵；8.均质机；9.冷却器；10冷凝器；11.高压蒸汽；12.低压蒸汽；13.冷却水 2.2.化学药物杀菌 化学杀菌剂最早应用于饮用水消毒，广泛应用氯作为消毒杀菌剂。过氧化物杀菌剂主要有过氧 乙酸、过氧化氢、臭氧等，多用于瓶装纯净水和矿泉水的消毒。杀菌剂在食品工业上的利用并不是 直接用于食品本身，而是用于水的消毒和环境消毒。 消毒机理是将化学药物渗透到细菌的体内，使菌体蛋白凝固变性，干扰细菌酶的活性，抑制细 菌代谢和生长或损害细胞膜的结构，改变其渗透性，破坏其生理功能等，使病原体的蛋白质产生不 可修复的损伤，从而起到消毒灭菌的作用。常用化学消毒剂按其杀灭微生物的效能可分为高效、中 效和低效消毒剂。 综上，传统的食品加工方法主要采用热处理，因此食品中热敏性的营养成分易被破坏，而且热 加工使得褐变反应加剧，造成色泽的不愉快，食品中挥发性的风味物质也会因加热而有所损失。 3.食品杀菌新技术

3.1超高压杀菌 3.1.1杀菌原理 近年来，由日本率先研制出一种新型的食品加工保藏技术-一超高压杀菌技术。所谓超高压压技术就 是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中（常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物），在 高静压（一般100MP以上）下处理一段时间，以达到加工保藏的目的。超高压对微生物的致死作用主 要是通过破坏其细胞笔，使蛋白质凝固，抑制醇的活性和DNA等遗传物质的复制等实现的4-5)]， 3.1.2适用范围 主要适用于各种饮料、流质食品、调味料及其他各种包装的固体食品，例如：在生产草莓等果 酱时，可保持原果的特有风味、色泽及营养：在柑橘类果汁的生产中，加压处理不仅不影响其营养 价值和感官质量，而且可以避免加热异味的产生，同时还可抑制榨汁后果汁中苦味物质的生成，使 果汁具有原果风味。 也可用于肉制品加工中，例如：对廉价质粗的牛肉进行常温25OMP处理，结果得到嫩化的牛肉 制品。30OMPa,l0min处理鸡肉和鱼肉，结果得到类似于轻微烹饪的组织状态。 3.1.3技术优势 (1)能在常温或较低温度下达到杀菌、灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理 引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化： (2)由于传压速度快、均匀，不存在压力梯度，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超 高压处理过程较为简单： (3)耗能较少，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要 输入能量6 3.2微波杀菌 3.2.1杀菌原理 微波非热效应杀菌原理的是：微波作用能改变生物性排列聚合状态及其运动规律，而且微波场 感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，产生膜功能障碍，从 而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。再则细胞中的核糖核酸 (RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)在微波场力作用下可导致氢键的松弛、断裂或重组。诱发基因突变或 染色体畸变，从而影响其生物活性的改变，延缓或中断细胞的稳定遗传和增殖门 3.2.2适用范围 微波可对己包装、未包装的不同食品进行灭菌加工处理： 粮食类制品：面包、月饼、面条、豆腐等： 蔬菜类：泡菜、竹笋、香菇等： 水果类：荔枝、龙眼等：

3.1超高压杀菌 3.1.1杀菌原理 近年来，由日本率先研制出一种新型的食品加工保藏技术--超高压杀菌技术。所谓超高压压技术就 是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中（常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物），在 高静压（一般100 MPa以上）下处理一段时间，以达到加工保藏的目的。超高压对微生物的致死作用主 要是通过破坏其细胞壁，使蛋白质凝固，抑制酶的活性和DNA 等遗传物质的复制等实现的[4-5]。 3.1.2适用范围 主要适用于各种饮料、流质食品、调味料及其他各种包装的固体食品，例如：在生产草莓等果 酱时，可保持原果的特有风味、色泽及营养；在柑橘类果汁的生产中，加压处理不仅不影响其营养 价值和感官质量，而且可以避免加热异味的产生，同时还可抑制榨汁后果汁中苦味物质的生成，使 果汁具有原果风味。 也可用于肉制品加工中，例如：对廉价质粗的牛肉进行常温250MPa处理，结果得到嫩化的牛肉 制品。300MPa，l0min处理鸡肉和鱼肉，结果得到类似于轻微烹饪的组织状态。 3.1.3技术优势 （1） 能在常温或较低温度下达到杀菌、灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理 引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化； （2）由于传压速度快、均匀，不存在压力梯度，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超 高压处理过程较为简单； （3） 耗能较少，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要 输入能量[6]。 3.2微波杀菌 3.2.1杀菌原理 微波非热效应杀菌原理的是：微波作用能改变生物性排列聚合状态及其运动规律，而且微波场 感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，产生膜功能障碍，从 而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。再则细胞中的核糖核酸 (RNA) 和脱氧核糖核酸(DNA) 在微波场力作用下可导致氢键的松弛、断裂或重组。诱发基因突变或 染色体畸变，从而影响其生物活性的改变，延缓或中断细胞的稳定遗传和增殖[7]。 3.2.2适用范围 微波可对已包装、未包装的不同食品进行灭菌加工处理： 粮食类制品：面包、月饼、面条、豆腐等； 蔬菜类：泡菜、竹笋、香菇等； 水果类：荔枝、龙眼等；

其他类：奶制品、调味料、香精香料、火锅调料等 3.2.3技术优势 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物质，并由于其穿 透性好的特点，可进行包装后杀菌。 3.3膜分离技术 3.3.1杀菌原理 膜分离是一种分子级分离，是用天然或人工合成的高分子薄膜以外界能量位差（如压力差、浓 度差、电位差、温度差等)为推动力，在实际工作过程中，把双组份或多组份的溶质和溶剂实施有 效分离，在分离的基础上实现对其分级提纯，最后达到相关溶质或溶剂的富集。应用中的膜分离技 术，是把选择性透过膜作为分离介质，在膜的两侧产生一定的推动力时，通过原料侧组分选择性的 透过膜，就可以达到分离提纯的目的。主要的膜系统按膜孔紧密程度由密到疏，可分为反渗透 RO)、纳米过滤N)、超滤(F)、微滤(MF)。 3.3.2适用范围 膜分离既可用于液相（包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系等）的分离，也可用于气 相的分离。如酒类生产中的去杂和浓缩、豆制品中去除低聚糖和回收蛋白质等。 3.3.3技术优势 膜分离技术具备以下特点： (1)选择性强，是一种高效的分离过程： (2)分离过程中不发生相变化，耗能低，故又称省能技术： (3)在使用过程中不需要加热，也不用进行相关的化学反应： (4)应用范围较广，对于有机物、无机物、溶液等都适用： (5)操作简单，使用成本低。 3.4超高压脉冲电场杀菌 3.4.1杀菌原理 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。电磁场产生电离作用，阻断了细胞膜的正常生物化学反应和新陈代 谢，使细菌体内物质发生变化。主要作用包括： 场的作用：脉冲电场产生磁场，这种脉冲电场和脉冲磁场交替作用，使细胞膜透性增加，振荡加 剧，膜强度减弱，因而膜被破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱 甚至消失。 电离作用：电极附近物质电离产生的阴、阳离子与膜内生命物质作用，因而阻断了膜内正常生化反 应和新陈代谢过程等的进行：同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生 一系列反应

其他类：奶制品、调味料、香精香料、火锅调料等 3.2.3技术优势 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物质，并由于其穿 透性好的特点，可进行包装后杀菌。 3.3膜分离技术 3.3.1杀菌原理 膜分离是一种分子级分离，是用天然或人工合成的高分子薄膜以外界能量位差（如压力差、浓 度差、电位差、温度差等）为推动力，在实际工作过程中，把双组份或多组份的溶质和溶剂实施有 效分离，在分离的基础上实现对其分级提纯，最后达到相关溶质或溶剂的富集。应用中的膜分离技 术，是把选择性透过膜作为分离介质，在膜的两侧产生一定的推动力时，通过原料侧组分选择性的 透过膜，就可以达到分离提纯的目的。主要的膜系统按膜孔紧密程度由密到疏，可分为反渗透 (RO) 、纳米过滤(N) 、超滤(F) 、微滤(MF) 。 3.3.2适用范围 膜分离既可用于液相（包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系等）的分离，也可用于气 相的分离。如酒类生产中的去杂和浓缩、豆制品中去除低聚糖和回收蛋白质等。 3.3.3技术优势 膜分离技术具备以下特点： （1）选择性强，是一种高效的分离过程； （2）分离过程中不发生相变化，耗能低，故又称省能技术； （3）在使用过程中不需要加热，也不用进行相关的化学反应； （4）应用范围较广，对于有机物、无机物、溶液等都适用； （5）操作简单，使用成本低。 3.4超高压脉冲电场杀菌 3.4.1杀菌原理 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。电磁场产生电离作用，阻断了细胞膜的正常生物化学反应和新陈代 谢，使细菌体内物质发生变化。主要作用包括： 场的作用：脉冲电场产生磁场，这种脉冲电场和脉冲磁场交替作用，使细胞膜透性增加，振荡加 剧，膜强度减弱，因而膜被破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱 甚至消失。 电离作用：电极附近物质电离产生的阴、阳离子与膜内生命物质作用，因而阻断了膜内正常生化反 应和新陈代谢过程等的进行；同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生 一系列反应

待杀菌溶液 泵一杀菌室 →冷却 →已杀菌溶液 脉冲电源 杀 开关量 矩形脉冲 电 电源 电源参数 高压脉冲电场杀菌装置控制系统 3.4.2适用范围 一般适用于饮料等热敏性液体介质的杀菌，如牛奶、桃汁、石榴汁黑莓汁、绿茶饮料等。 3.4.3技术优势 高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行，处理时间为几十毫秒，这种方法的特点：(1)杀菌时间短， 处理过程中的能量消耗远小于热处理法： (2)在常温、常压下进行，处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变 很小，风味、滋味无感觉出来的差异： (3)杀菌效果明显，可达到商业无菌的要求，特别适用于热敏性食品，具有广阔的应用前景。 3.5辐照杀菌 3.5.1杀菌原理 放射线同位素放出的射线通常有α、B、Y三种射线，用于食品内部杀菌的只有Y射线。 Y射线是一种波长极短的电磁波，对物体有较强的穿透力，微生物的细胞质在一定强度Y射线 辐照下，没有一种结构不受影响，因而产生变异或死亡。微生物代谢的核酸代谢环节能被射线抑 制，蛋白质因照射作用而发生变性，其繁殖机能受到最大的损害。射线照射不引起温度上升，故这 种杀菌方式被称为“冷杀菌”。不同微生物对放射线的抵抗力不同，一般抗热力大的细菌，对放射 线的抵抗力也较大，但也有例外。食品经过辐照后至少可以使99.9%种常见的以食物为载体的病菌 失去活性。 3.5.2适用范围 由于射线的穿透力强，可杀灭大小包装、散装、液体、固体、干货、鲜果内部的病菌和害虫， 尤其适用于一些不宜进行加热、熏蒸、湿煮处理的食品。 3.5.3技术优势 (1)食品在射线照射过程中升温甚微，可以保持食品原有的新鲜感官特征： (2)食品可以在包装以后不再拆包的情况下接受照射处理，节约了材料，也避免了再污染的 可能，起到化学药品和其他方法所不能及的作用： (3)操作适应范围广，在同一射线处理场所可以处理多种体积、状态、类型不同的食品：

3.4.2适用范围 一般适用于饮料等热敏性液体介质的杀菌，如牛奶、桃汁、石榴汁黑莓汁、绿茶饮料等。 3.4.3技术优势 高压电场脉冲杀菌一般在常温下进行，处理时间为几十毫秒，这种方法的特点：（1）杀菌时间短， 处理过程中的能量消耗远小于热处理法； （2）在常温、常压下进行，处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变 很小，风味、滋味无感觉出来的差异； （3）杀菌效果明显，可达到商业无菌的要求，特别适用于热敏性食品，具有广阔的应用前景。 3.5辐照杀菌 3.5.1杀菌原理 放射线同位素放出的射线通常有α、β、γ 三种射线，用于食品内部杀菌的只有γ 射线。 γ 射线是一种波长极短的电磁波，对物体有较强的穿透力，微生物的细胞质在一定强度γ 射线 辐照下，没有一种结构不受影响，因而产生变异或死亡。微生物代谢的核酸代谢环节能被射线抑 制，蛋白质因照射作用而发生变性，其繁殖机能受到最大的损害。射线照射不引起温度上升，故这 种杀菌方式被称为“冷杀菌”。不同微生物对放射线的抵抗力不同，一般抗热力大的细菌，对放射 线的抵抗力也较大，但也有例外。食品经过辐照后至少可以使99. 9 % 种常见的以食物为载体的病菌 失去活性。 3.5.2适用范围 由于射线的穿透力强，可杀灭大小包装、散装、液体、固体、干货、鲜果内部的病菌和害虫， 尤其适用于一些不宜进行加热、熏蒸、湿煮处理的食品。 3.5.3技术优势 （1）食品在射线照射过程中升温甚微，可以保持食品原有的新鲜感官特征；    （2）食品可以在包装以后不再拆包的情况下接受照射处理，节约了材料，也避免了再污染的 可能，起到化学药品和其他方法所不能及的作用；    （3）操作适应范围广，在同一射线处理场所可以处理多种体积、状态、类型不同的食品；

(4)射线处理过的食品不会留下任何残留物，这与熏蒸杀虫和其他化学处理相比是一突出的 优点： (5)节约能源，据国际原子能机构通报的估计，与传统的冷藏、热处理和干燥脱水方法相 比，辐射处理可节约70%90%的能源： (6)辐射装置加工效率高。整个工序可连续作业，易实现自动化。 3.6臭氧杀菌 3.6.1杀菌原理 臭氧技术在美国、日本和欧洲的发达国家中早就得到了广泛应用，是杀菌消毒、污水处理、水 质净化、食品储存、医疗消毒等方面的首选技术。臭氧在水中极不稳定，时刻发生还原反应，产生 具有强烈氧化作用的单原子氧，在其产生瞬时与细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白 质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏，细胞膜的通透性增加，细胞内物质外 流，使细菌失去活性。同时臭氧能迅速扩散进入细胞内，氧化细胞内的酶或RNA、DNA,从而致死菌 病原体8】 3.6.2适用范围 (1)臭氧对冷库、气调库中果品、鸡蛋、肉类食品的杀菌： (2)食品生产用水的灭菌： (3)瓜果蔬菜的清洗。 3.6.3技术优势 试验证明，臭氧水是一种广谱杀菌剂： (1)可杀死和氧化鱼、肉、瓜果蔬菜、食品表面能产生异变的各种微生物和果蔬脱离母体后继续进 行生命活动的微生物，延长保鲜期： (2)利用臭氧水洗涤蔬菜瓜果，可以有效清除其表面的残留农药、细菌、微生物及有机物，同时避 免了用洗洁净洗涤瓜果蔬菜带来的二次污染。 3.7生物保藏技术 3.7.1杀菌原理 生物保藏被认为是自然保藏法。其原理是利用抵抗微生物或天然杀菌素以控制食品中本身存有 的致病菌生长以及霉菌青素原生真菌的生长。 辣椒、大蒜、生姜均含有多种植物杀菌素，特别是大蒜中的杀菌素杀菌能力极强。其中辣椒中含有 辣椒碱对蜡状芽孢杆菌及枯草杆菌有明显抑制效果；生姜中含有的精油有防腐作用：大蒜中的蒜素 对痢疾杆菌、伤寒杆菌等一些致病性肠道细菌及许多食品腐败方面的细菌、真菌等有较强的抑制和 杀灭作用，其抗真菌作用强度相当于化学防腐剂苯甲酸、山梨酸，是目前新发现的具有抗真菌作用 的植物中杭菌作用最强的一种。 3.7.2技术优势 该技术不加任何防腐剂，即可防止产品腐败。这是食品生物技术中趋活跃的研究开发领域之 一，很有开发应用前景

（4）射线处理过的食品不会留下任何残留物，这与熏蒸杀虫和其他化学处理相比是一突出的 优点；    （5）节约能源，据国际原子能机构通报的估计，与传统的冷藏、热处理和干燥脱水方法相 比，辐射处理可节约70%～90%的能源； （6）辐射装置加工效率高。整个工序可连续作业，易实现自动化。 3.6臭氧杀菌 3.6.1杀菌原理 臭氧技术在美国、日本和欧洲的发达国家中早就得到了广泛应用，是杀菌消毒、污水处理、水 质净化、食品储存、医疗消毒等方面的首选技术。臭氧在水中极不稳定，时刻发生还原反应，产生 具有强烈氧化作用的单原子氧，在其产生瞬时与细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白 质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏，细胞膜的通透性增加，细胞内物质外 流，使细菌失去活性。同时臭氧能迅速扩散进入细胞内，氧化细胞内的酶或RNA、DNA，从而致死菌 病原体[8]。 3.6.2适用范围 （1）臭氧对冷库、气调库中果品、鸡蛋、肉类食品的杀菌； （2）食品生产用水的灭菌； （3）瓜果蔬菜的清洗。 3.6.3技术优势 试验证明，臭氧水是一种广谱杀菌剂： （1）可杀死和氧化鱼、肉、瓜果蔬菜、食品表面能产生异变的各种微生物和果蔬脱离母体后继续进 行生命活动的微生物，延长保鲜期； （2）利用臭氧水洗涤蔬菜瓜果，可以有效清除其表面的残留农药、细菌、微生物及有机物，同时避 免了用洗洁净洗涤瓜果蔬菜带来的二次污染。 3.7生物保藏技术 3.7.1杀菌原理 生物保藏被认为是自然保藏法。其原理是利用抵抗微生物或天然杀菌素以控制食品中本身存有 的致病菌生长以及霉菌毒素原生真菌的生长。 辣椒、大蒜、生姜均含有多种植物杀菌素，特别是大蒜中的杀菌素杀菌能力极强。其中辣椒中含有 辣椒碱对蜡状芽孢杆菌及枯草杆菌有明显抑制效果；生姜中含有的精油有防腐作用；大蒜中的蒜素 对痢疾杆菌、伤寒杆菌等一些致病性肠道细菌及许多食品腐败方面的细菌、真菌等有较强的抑制和 杀灭作用，其抗真菌作用强度相当于化学防腐剂苯甲酸、山梨酸，是目前新发现的具有抗真菌作用 的植物中抗菌作用最强的一种。 3.7.2技术优势 该技术不加任何防腐剂，即可防止产品腐败。这是食品生物技术中趋活跃的研究开发领域之 一，很有开发应用前景

3.8脉冲强磁杀菌 3.8.1杀菌原理 脉冲磁场是采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌的技术。在输液管外面，套装有螺旋型线圈， 磁脉冲发生器在线圈内产生2T~10T的磁感应强度，当液体物料通过该段输液管时，其中的细菌 即被杀死。 3.8.2适用范围 脉冲电磁场为食品工业中一些食品物料尤其是液态或膏状物料提供了一种低温低能耗的灭菌方 式 3.8.3技术优势 杀菌时间短、杀菌效率高：杀菌效果好且温升小，既能杀菌，又能保持食品原有的风味、色 泽、品质和组分（维生素、氨基酸等）不变：不污染环境，不污染产品，无噪声，经济实用，是理想 的绿色产品：适用范围广。 3.9紫外线杀菌 3.9.1杀菌原理 紫外线的杀茵作用是由于其辐射性能可以破坏有机物的分子结构。它的能级较小，虽不能象X射 线那样使物质的原子产生电离现象，但却可以使原子的电子处于不稳定的激发状态，从而破坏有机 物分子间的某些特有的化学结合。微生物对于不同波长的紫外线的敏感性不同，紫外线对不同微生 物照射致死量也不同，革兰氏阴性无芽孢杆菌对紫外线最敏感；而杀死革兰氏阳性球菌的紫外线照 射量需增大5倍~10倍。用紫外线对酱油的杀菌处理研究表明，照射剂量480O0uws/cm 酱油厚度0.5mm、照射距离30cm、杀菌温度20℃时，可使菌落总数降低85%、大肠菌群数降低98 % 另外，由于紫外线照射可以引起被照射物分子发生变化，因此也会给某些食品的加工带来不利 影响。一些食品的有益成分如维生素、叶绿素等也都易受紫外线照射而分解，这些原因都使紫外线 杀菌的应用受到限制。 紫外线杀菌原理是微生物分子受激发后处于不稳定的状态，从而破坏分子间特有的化学结合，导致 细菌死亡。因紫外线穿透力弱，适用于对空气、水、薄层流体制品及包装容器表面的杀菌。紫外线 自古以来就被应用于对车内饮用水等多种用途水的杀齿10]。 3.9.2适用范围 紫外线杀菌的场合主要有食品厂用水的杀菌、液状食品杀菌、固体食品表面杀菌、食品包装材 料杀菌以及食品加工车间、设备器具、工作台的杀菌等。 3.9.3技术优势 紫外线辐射技术操作方法简单、辐射效率高、杀菌成本低、处理效果好。 3.10脉冲强光杀菌

3.8脉冲强磁杀菌 3.8.1杀菌原理 脉冲磁场是采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌的技术。在输液管外面，套装有螺旋型线圈， 磁脉冲发生器在线圈内产生2 T ～ 10 T 的磁感应强度，当液体物料通过该段输液管时，其中的细菌 即被杀死。 3.8.2适用范围 脉冲电磁场为食品工业中一些食品物料尤其是液态或膏状物料提供了一种低温低能耗的灭菌方 式 3.8.3技术优势 杀菌时间短、杀菌效率高；杀菌效果好且温升小，既能杀菌，又能保持食品原有的风味、色 泽、品质和组分( 维生素、氨基酸等) 不变；不污染环境，不污染产品，无噪声，经济实用，是理想 的绿色产品；适用范围广。 3.9紫外线杀菌 3.9.1杀菌原理 紫外线的杀菌作用是由于其辐射性能可以破坏有机物的分子结构。它的能级较小，虽不能象X射 线那样使物质的原子产生电离现象，但却可以使原子的电子处于不稳定的激发状态，从而破坏有机 物分子间的某些特有的化学结合。微生物对于不同波长的紫外线的敏感性不同，紫外线对不同微生 物照射致死量也不同，革兰氏阴性无芽孢杆菌对紫外线最敏感；而杀死革兰氏阳性球菌的紫外线照 射量需增大5 倍～ 10 倍。用紫外线对酱油的杀菌处理研究表明， 照射剂量48 000 μW· s / cm 2、 酱油厚度0. 5 mm、照射距离30 cm、杀菌温度20 ℃ 时，可使菌落总数降低85 % 、大肠菌群数降低98 % [9] 。 另外，由于紫外线照射可以引起被照射物分子发生变化，因此也会给某些食品的加工带来不利 影响。一些食品的有益成分如维生素、叶绿素等也都易受紫外线照射而分解，这些原因都使紫外线 杀菌的应用受到限制。 紫外线杀菌原理是微生物分子受激发后处于不稳定的状态，从而破坏分子间特有的化学结合，导致 细菌死亡。因紫外线穿透力弱，适用于对空气、水、薄层流体制品及包装容器表面的杀菌。紫外线 自古以来就被应用于对车内饮用水等多种用途水的杀菌[10]。 3.9.2适用范围 紫外线杀菌的场合主要有食品厂用水的杀菌、液状食品杀菌、固体食品表面杀菌、食品包装材 料杀菌以及食品加工车间、设备器具、工作台的杀菌等。 3.9.3技术优势 紫外线辐射技术操作方法简单、辐射效率高、杀菌成本低、处理效果好。 3.10脉冲强光杀菌

3.10.1杀菌原理 脉冲强光杀茵是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌的技术。其最基本的结构是动力单元和 惰性气体灯单元。通过由动力单元向惰性气体灯单元提供能量，以使惰性气体灯发出与太阳光谱相 反、但强度更强的紫外线至红外线区域光进行杀菌。脉冲光使用高强度白光的极短脉冲，杀死食品 表面的微生物山]。该高强度的白光类似阳光，但仅以几分之一秒钟的速度反射出来，比阳光更 强，能迅速杀死细菌，并可进行彻底杀菌用。 3.10.2适用范围 适用于焙烤食品、海产食品及肉类、水果与蔬菜，以及其他许多食品， 3.10.3技术优势 由于只处理食品表面，从而对食品营养成分影响很小。处理的产品微生物负载降低，增长货架 寿命，增加安全，且对营养性质无变化。 3.11超声波杀菌 3.11.1杀菌原理 频率在9kHz~20kHz以上的超声波，对微生物有破坏作用。它能使微生物细胞内容物受到 强烈的震荡而使细胞破坏。利用超声波空化效应在液体中产生的瞬间高温及温度交变变化、解间高 压和压力变化，使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏， 从而延长保鲜期12] 3.11.2适用范围 在食品工业中的应用主要有以下三个方面： ①食品进行无损检测： ②利用超声波辅助萃取，超声波清洗，超声波促进食品加工，如超声波促进生物化学反应历程等： ③利用超声波处理来破坏组织和结构，如体系的均匀化，杀菌灭酶等处理过程： 3.11.3技术优势 由于频率高、波长短，因而具有声强大、方向性强和在液体中引起空化作用。 3.12高能射线杀菌 3.12.1杀菌原理 高能射线杀菌是利用放射性元素Co60和Cs17衰变时放出的射线作为照射源的一种杀菌方法，用 于冷杀菌技术是电离辐射。射线在照射过程中会产生直接效应和间接效应。直接效应是微生物细胞 间质受高能电子照射后发生的电离作用和化学作用：间接效应是水分接受射线后产生电离作用再与 细胞内其他物质作用。这两种作用阻断细胞内一切活动，导致微生物死亡。 3.12.2适用范围 目前这种杀菌技术多用于肉制品、水果保鲜及水处理等

3.10.1杀菌原理 脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌的技术。其最基本的结构是动力单元和 惰性气体灯单元。通过由动力单元向惰性气体灯单元提供能量，以使惰性气体灯发出与太阳光谱相 反、但强度更强的紫外线至红外线区域光进行杀菌。脉冲光使用高强度白光的极短脉冲，杀死食品 表面的微生物[11]。该高强度的白光类似阳光，但仅以几分之一秒钟的速度反射出来，比阳光更 强，能迅速杀死细菌，并可进行彻底杀菌用。 3.10.2适用范围 适用于焙烤食品、海产食品及肉类、水果与蔬菜，以及其他许多食品。 3.10.3技术优势 由于只处理食品表面，从而对食品营养成分影响很小。处理的产品微生物负载降低，增长货架 寿命，增加安全，且对营养性质无变化。 3.11超声波杀菌 3.11.1杀菌原理 频率在9 kHz ～ 20 kHz 以上的超声波，对微生物有破坏作用。它能使微生物细胞内容物受到 强烈的震荡而使细胞破坏。利用超声波空化效应在液体中产生的瞬间高温及温度交变变化、瞬间高 压和压力变化，使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏， 从而延长保鲜期[12]。 3.11.2适用范围 在食品工业中的应用主要有以下三个方面： ①食品进行无损检测； ②利用超声波辅助萃取，超声波清洗，超声波促进食品加工，如超声波促进生物化学反应历程等； ③利用超声波处理来破坏组织和结构，如体系的均匀化，杀菌灭酶等处理过程； 3.11.3技术优势 由于频率高、波长短，因而具有声强大、方向性强和在液体中引起空化作用。 3.12高能射线杀菌 3.12.1杀菌原理 高能射线杀菌是利用放射性元素Co60 和Cs17衰变时放出的射线作为照射源的一种杀菌方法，用 于冷杀菌技术是电离辐射。射线在照射过程中会产生直接效应和间接效应。直接效应是微生物细胞 间质受高能电子照射后发生的电离作用和化学作用；间接效应是水分接受射线后产生电离作用再与 细胞内其他物质作用。这两种作用阻断细胞内一切活动，导致微生物死亡。 3.12.2适用范围 目前这种杀菌技术多用于肉制品、水果保鲜及水处理等

3.12.3技术优势 对于不同菌种，控制不同辐照剂量，不但不会破坏食品色、香、味，不会有非食品物质残留，而且 杀菌效果明显。 4.总结和展望 随着人们生活水平的提高，在注重食品卫生、安全的同时，人们对食品营养和感官品质的要求 越来越高，因此，食品杀菌技术日益成为食品科学研究和应用的一个热点，食品经灭菌处理后是否 够保持营养成分和天然特性成为衡量食品杀菌新技术优劣的重要表征。本文从食品加工的杀菌环节 入手，介绍了传统杀菌和杀菌新技术，同时简述了各自的原理、适用范围和技术优势。随着科学技 术的发展，越来越多的杀菌技术会出现。未来的杀菌技术将围绕如何降低成本、提高产品品质以及 确保产品的安全卫士这三个方面进行研究。 参考文献 [1]陈军食品杀菌技术概述轻工科技，2012(5)：1-3. [2]李梦颖，李建科，何晓叶，等.食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术农产品加工，2013(16)：109-113 [3]张志强.食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术U.食品研究与开发，2011,32(1)：141-143. [4]王春芳，毛明，王为民，等.微生物在超高压下的致变机理和影响因素研究现状).中国食品学报，2013,13 (7):164-169. [⑤]闫雪峰，赵有斌，韩清华超高压处理对果蔬汁杀菌效果和品质影响的研究现状)，食品研究与开发，2010,31 (11):204-208. [6]Calik H,Morrissey MT,Reno P W,et al.Effect of high- pressure processing on Vibrio parahaemolyticus strains in pure culture and Pacific Oysters[J].Journal of Food Science, 2002,67(4):1506-1510. [7]孙美琴，彭超英，郝惠英.冷杀菌技术及其在果汁生产中的应用[U饮料工业，2003(1)：6-9. [8)]方敏，沈月新.臭氧及其在水产品保鲜中的应用[U.水产科学，2003(4)：35-37. [9]周伟良.紫外线在饮用水生产中的应用U净水技术，2002(1)38-40. [10]张铁华，陈琦昌，陈玉江.冷杀菌技术在食品加工保藏中的应用[)食品工业科技，1999(4)：63-65. [11]陆蒸.食品冷杀菌技术一一脉冲强光杀菌U.浙江农村机电，2005(2)：17. [12]徐小丽，曹雁平超声技术在食品工业中的研究进展U,食品科技，2006(7)：1一4

3.12.3技术优势 对于不同菌种，控制不同辐照剂量，不但不会破坏食品色、香、味，不会有非食品物质残留，而且 杀菌效果明显。 4.总结和展望 随着人们生活水平的提高，在注重食品卫生、安全的同时，人们对食品营养和感官品质的要求 越来越高，因此，食品杀菌技术日益成为食品科学研究和应用的一个热点，食品经灭菌处理后是否 够保持营养成分和天然特性成为衡量食品杀菌新技术优劣的重要表征。本文从食品加工的杀菌环节 入手，介绍了传统杀菌和杀菌新技术，同时简述了各自的原理、适用范围和技术优势。随着科学技 术的发展，越来越多的杀菌技术会出现。未来的杀菌技术将围绕如何降低成本、提高产品品质以及 确保产品的安全卫士这三个方面进行研究。 参考文献 [1]陈军.食品杀菌技术概述[J].轻工科技，2012（5）：1-3. [2]李梦颖，李建科，何晓叶，等.食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术[J].农产品加工，2013（16）：109-113. [3]张志强.食品加工中的热杀菌技术和非热杀菌技术[J].食品研究与开发，2011，32（1）：141-143. [4]王春芳，毛明，王为民，等.微生物在超高压下的致变机理和影响因素研究现状[J].中国食品学报，2013，13 （7）：164-169. [5]闫雪峰，赵有斌，韩清华.超高压处理对果蔬汁杀菌效果和品质影响的研究现状[J].食品研究与开发，2010，31 （11）：204-208. [6]Calik H，Morrissey M T，Reno P W，et al. Effect of high￾pressure processing on Vibrio parahaemolyticus strains in pure culture and Pacific Oysters[J].Journal of Food Science， 2002，67（4）：1506-1510. [7] 孙美琴，彭超英，郝惠英.冷杀菌技术及其在果汁生产中的应用[J].饮料工业，2003(1):6-9. [8] 方敏，沈月新.臭氧及其在水产品保鲜中的应用[J].水产科学，2003(4):35-37. [9] 周伟良.紫外线在饮用水生产中的应用[J].净水技术，2002(1):38-40. [10] 张铁华，陈琦昌，陈玉江.冷杀菌技术在食品加工保藏中的应用[J].食品工业科技，1999(4):63-65. [11] 陆蒸.食品冷杀菌技术——脉冲强光杀菌[J].浙江农村机电，2005(2):17. [12] 徐小丽，曹雁平.超声技术在食品工业中的研究进展[J].食品科技，2006(7)：1－4