微生物与杀菌原理.ppt

微生物与杀菌原理,品保中心黄仁皇2007/11/22,微生物简介,微生物的分类原生动物:不会存在于食物中，主要存在于经由动物所传染霉菌(mold):主要存在于酸性食物、墙与环境中酵母菌(yeast):主要存在酸性食物与蔗糖中细菌(bacteria)：存在于食物与环境中藻类(algae):真核生物病毒(virus):存在于活体,各种食品微生物的大小,真菌霉菌:2-10um酵母菌:5-10um细菌球菌:0.1-0.2um杆菌:0.5-1.5um原生动物:2.0-200um藻类:1.0um-几公尺,微生物大小的对照比较,生长曲线,生长速率延迟期(Lagphase)对数期(Exponentialphase)静止期(Stationaryphase)死亡期(Deathphase)不同培养条件速率不同可由测定OD值得知可由显微镜直接测测数器),微生物的生长,水活性(Aw,wateractivity)Aw=相对湿度/100Aw=同温下食物蒸汽压与纯水蒸汽压之比,微生物温度需求,微生物生长温度统计,食品微生物的危害,产品杀菌原理,杀菌定义,灭菌(sterilization)与商业杀菌(commercialsterilization)商业杀菌利用加热杀菌的方式使食品达到无任何显着的对公共卫生危害之活细菌及其孢子存在以及在通常非冷藏之贮藏及运销条件下，使无任何微生物能在食品中繁殖灭菌将容器内所有的微生物及其孢子杀死，不会因为贮藏与运销条件而繁殖,杀菌的种类,热杀菌湿热杀菌：大部分的食品杀菌乾热杀菌：大部用在器具化学性杀菌氯类：次氯酸钠NaOCl、二氧化氯ClO2过醋酸/过乙酸(PAA,Peraceticacid)臭氧(O3)过氧化氢(H2O2)物理性杀菌UV,产品商业杀菌方式,应用于可连续输送的流体食品，让产品可达到常温保存与流通的目的通常使用热交换器(heatexchanger)来进行连续式之管流中杀菌程序(continuousin-flowsterilizationprocess)低酸性食品(中性食品)(pH4.6)：目标的微生物为具有公共危险性的肉毒杆菌(Clostridiumbotulinum)使用135150温度范围之UHT进行杀菌酸性食品(pH121/无菌薄膜）无菌桶（罐）灭菌动作蒸气灭菌（温度/时间）（121/30分钟）无菌空气取得（蒸气121/30分钟;0.2m过滤器）,开机前的灭菌动作充填机与充填环境洗瓶机(视系统状况）（121）充填机灭菌（121/30分钟）TP充填室(H2O2360,40min)充填环境灭菌（视系统而定）（PAA,15002000ppm）（0.2m过滤空气层流）无菌水杀菌（13030min）物料的杀菌输送设备（PAA/H2O2/无菌空气）物料本身杀菌（PET:PAA/TP:H2O2)人操作间/缓冲间(HEPA100等级/正压）,防止已杀菌产品再污染2,防止已杀菌产品再污染3,无菌状态的维持UHT确保杀菌值温度设定（T保护与T临界设定)、已杀菌段内压未杀菌段内压、保持管末端温度掌控无菌段管路的无菌维持管路正压、管路末端保护、充填机机台本身充填环境/正压房正压报警功能空气洁净度/落菌/浮游菌物料,管路示意图,设备灭菌阶段管路示意图,灭菌温度感测,灭菌温度感测,生产阶段管路示意图,正压保持,生产阶段温度T保护不足时管路图,温度低於T保护,正压保持,温度低於T临界管路示意图,温度低於T临界,正压保持,管路末端蒸气障温度不足警报示意图,蒸气障温度不足警报,化学性杀菌-氯,特性可杀死格兰氏阳性菌(G(+)及阴性菌(G(-)、病毒及孢子优点反应快速对营养细胞之杀菌没有选择性价格便宜缺点对热与有机物不稳定会腐蚀不锈钢及其他金属水中含铁则会导致铁化物的沉淀杀菌影响因子pH(pH57最有效)有效氯厚度温度(不可高于50以上；每增加10杀菌效果增加6065%)有机物(降低效果),化学性杀菌-氯,应用用于水处理抽出后可帮助水中的铁形成铁化物而沉淀(降低水中铁含量)处理后加入(约0.20.5ppm有效氯),降低水中的菌数用于设备于清洁后使用约200ppm有效氯约510分钟，然后以清水冲乾净地板1,0002,000ppm冷却水约510ppm有效氯，出口应测得高于0.2ppm有效氯泡鞋池200ppm有效氯,化学性杀菌-过乙酸(PAA),特性无色，具有臭味与灼伤性的液体强氧化剂加热至110以上会爆炸15%过乙酸加上消毒剂(如H2O2)，水与醋酸可在运送过程中无爆炸之虞，且具有消毒效果最适pH：57稳定性在醋酸与氧存在时候会快速分解在水中的稳定性可保持约14小时浓度越高消耗率越慢，使用时需新鲜配制,化学性杀菌-过乙酸(PAA),应用对于一些不耐热的东西是很好的消毒剂(如PE,铁氟龙(Teflon),聚苯乙烯(PS,polystyrene)没洗乾净的设备不具杀菌/消毒效果相对湿度高时，气态状的过乙酸具有极佳的消毒效果(冷杀菌)(无菌室/无菌充填机表面)会使设备腐蚀，使用厚度不可过高(市售产品有些会添加防腐剂),化学性杀菌-臭氧,原理O3(g)O3(aq)O3(aq)氧化剂(包括OH-+O2)氧化剂+微生物杀菌杀菌关键因素臭氧厚度(C)接触时间(t)目标菌种类绿脓杆菌(Pseudomonasaeuginosa)(水中致病菌),杀菌值计算(Chick-Watsonlaw,1901)-ln(N/N0)C.t值=:特定的致死系数C：臭氧厚度(mg/L,ppm)t：微生物暴露在臭氧的时间(min)N：最终菌数0：最初菌数,化学性杀菌-过氧化氢,特性氧化剂过氧化氢易放出初生态氧，可用来杀菌、消毒、漂白应用产品的包材/充填机内充填杀菌浓度/温度/时间,物理性杀菌-紫外线,紫外线UV(180380nm)短波长紫外线(远紫外线/杀菌紫外线)(germicidalUV/UV-C)波长180280nm，其中以波长260nm的杀菌力最强穿透力最弱中波长紫外线(中紫外线/红斑紫外线)(erythemalUV/UV-B)波长280320nm具高穿透力且能严重灼伤眼睛与皮肤高波长紫外线(近紫外线)(UV-A)波长320380nm,紫外线(UV)杀菌原理,原理对非孢子形成菌或繁殖体(营养细胞)之影响(Watsonetal.,1987)DNA上胸嘧啶(thymine)结合成双体(thyminedimer)而在细胞复制时造成错误而死亡对细菌孢子之影响(依藤均,1992)DNA上胸嘧啶(thymine)产生自由基(freeradical)，两个自由基结合产生5-thyminyl-5,6-dihydrothymine(TDHT)破坏孢子的萌芽而死亡影响杀菌的因子波长，菌种，修复系统，温度，湿度，包材，灯种与使用时间,影响因子说明1,波长（如右图）不同的UV波长杀菌力不同以253.7nm杀菌力最强