第三章 食品非热杀菌

1、第三章第三章 食品非热杀菌食品非热杀菌 本章主要内容本章主要内容 l第一节第一节 食品非热杀菌技术的种类食品非热杀菌技术的种类 l第二节第二节 国内应用的非热杀菌技术国内应用的非热杀菌技术 l第三节第三节 其他非热杀菌技术其他非热杀菌技术 第一节第一节 食品非热杀菌技术的种类食品非热杀菌技术的种类 l非热杀菌技术主要包括非热杀菌技术主要包括物理杀菌物理杀菌和和化学杀菌化学杀菌。 l物理杀菌物理杀菌：采用物理手段进行杀菌，如：辐照杀菌、：采用物理手段进行杀菌，如：辐照杀菌、 紫外线杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、感应紫外线杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、感应 电子杀菌、磁力杀菌、脉冲强光

2、杀菌、微波杀菌、超电子杀菌、磁力杀菌、脉冲强光杀菌、微波杀菌、超 声波灭菌声波灭菌 l化学杀菌化学杀菌：通过化学试剂来达到杀菌的作用。如：消：通过化学试剂来达到杀菌的作用。如：消 毒剂（臭氧、二氧化氯）、防腐剂（主要为抑菌效果）毒剂（臭氧、二氧化氯）、防腐剂（主要为抑菌效果） l本章主要对物理杀菌保藏进行探讨，化学方法保藏其他章本章主要对物理杀菌保藏进行探讨，化学方法保藏其他章 节再深入探讨。节再深入探讨。 第二节第二节 国内应用的非热杀菌技术国内应用的非热杀菌技术 l一、辐照杀菌（一、辐照杀菌（重点重点） l二、紫外线杀菌二、紫外线杀菌 l三、超高压杀菌三、超高压杀菌 一、辐照杀菌一、辐照杀

3、菌 l（一）食品辐照的意义及其特点（一）食品辐照的意义及其特点 l1 1、基本概念、基本概念 l食品辐照是指利用射线照射食品（包括原材料），延迟新鲜食物食品辐照是指利用射线照射食品（包括原材料），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、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。的的操作过程。 l2 2、技术特点、技术特点 l在常温或低温下进行，食品温升很小，有利于维持食品的质量；在常温或低温下进行，食品温升很小，有利于

4、维持食品的质量； l穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食品，杀灭深藏在穿透力强，可以在包装下及不解冻情况下辐照食品，杀灭深藏在 食品内部的害虫、寄生虫和微生物；食品内部的害虫、寄生虫和微生物； l不会留下残留物；不会留下残留物； l和食品冷冻保藏等方法相比，辐照保藏方法能节约能源；和食品冷冻保藏等方法相比，辐照保藏方法能节约能源； l需要较大投资需要较大投资, , 专门设备来产生辐射线专门设备来产生辐射线, ,完善的安全防护措施；完善的安全防护措施； l要控制好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。要控制好合适的辐照剂量，才能获得最佳的经济效应和社会效益。 l辐照食品标签上要

5、加以标注。辐照食品标签上要加以标注。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l（二）国内外食品辐照的发展史（二）国内外食品辐照的发展史 l1 1、国外、国外 l18961896年年明克（明克（MinckMinck）经实验证实）经实验证实X-X-射线对原生虫有致死作用。射线对原生虫有致死作用。 l19301930年年乌斯特（乌斯特（WstWst）证实）证实“所有食品包装在密封金属罐中，再用强力伦琴射线照射可杀灭所所有食品包装在密封金属罐中，再用强力伦琴射线照射可杀灭所 有细菌有细菌”，并获得法国专利。，并获得法国专利。 l第二次世界大战结束后第二次世界大战结束后随着放射性同位素的大量应用和电子加速器等机械辐

6、射源的问世，促进随着放射性同位素的大量应用和电子加速器等机械辐射源的问世，促进 了射线处理食品的发展。了射线处理食品的发展。 l19531953年年艾森豪威尔（艾森豪威尔（EisehowerEisehower）促使美国军方深入研究食品辐照。）促使美国军方深入研究食品辐照。 l19601960年年在美国军队开始试用辐照食品。在美国军队开始试用辐照食品。 l19631963年年在美国军方在美国军方NatickNatick实验室举行首次辐照食品国际会议。实验室举行首次辐照食品国际会议。 l19701970年年FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计

7、划（的专家在日内瓦会议上确立食品辐照领域的国际计划（IFIPIFIP）。）。 l19781978年年世界用于辐照消毒灭菌的世界用于辐照消毒灭菌的60 60Co Co工厂有工厂有8080家（其中家（其中6060家用于医疗消毒）。家用于医疗消毒）。 l19801980年年FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO的会议认为，受辐照食品平均吸收剂量的会议认为，受辐照食品平均吸收剂量1010千戈瑞（千戈瑞（kGykGy）及以下，没有毒性）及以下，没有毒性 危害，无必要再进行毒性试验。危害，无必要再进行毒性试验。 l19881988年年世界用于辐照消毒灭菌的世界用于辐照消毒灭菌的60Co60Co工

8、厂发展到工厂发展到182182家，全世界辐照食品产量约家，全世界辐照食品产量约5050万吨。万吨。 l19971997年以后年以后WHOWHO进一步废除进一步废除10 kGy10 kGy的上限量，国际食品法规委员会（的上限量，国际食品法规委员会（CACCAC）相继提出辐照食品的）相继提出辐照食品的 通用标准及法规，通用标准及法规， l2 2、国内、国内 l19581958年年开始食品辐照研究工作。开始食品辐照研究工作。 l7070年代中期年代中期国内多个地区相继进行辐照保藏食品的研究，辐照品种有肉类、水产品、水果、干国内多个地区相继进行辐照保藏食品的研究，辐照品种有肉类、水产品、水果、干 果、

9、蔬菜、粮食、蛋类等。果、蔬菜、粮食、蛋类等。 l8080年代年代食品辐照已进入一定规模的生产阶段食品辐照已进入一定规模的生产阶段 l9090年代初年代初我国建成辐照装置近我国建成辐照装置近150150多台，其中设计装机能量多台，其中设计装机能量1.111.11101016 16贝可以上的装置超过 贝可以上的装置超过5050座。座。 l19841984年年19971997年年国家卫生部颁布的食品辐照卫生标准基本覆盖了绝大部份食品。国家卫生部颁布的食品辐照卫生标准基本覆盖了绝大部份食品。 l我国食品辐照不仅用于保藏、防疫、医疗等目的，而且已用于提高产品质量等加工目的。我国食品辐照不仅用于保藏、防疫

10、、医疗等目的，而且已用于提高产品质量等加工目的。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l（三）辐射源的种类、辐射计量及相关装置（三）辐射源的种类、辐射计量及相关装置 l1 1、放射性同位素与辐射、放射性同位素与辐射 l有些同位素，其质子数和中子数差异较大，其原子核是不稳定的，它们按有些同位素，其质子数和中子数差异较大，其原子核是不稳定的，它们按 照一定的规律（指数规律）衰变。不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射照一定的规律（指数规律）衰变。不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射 线产生，这些不稳定同位素称为放射性同位素。放射性同位素能放射出线产生，这些不稳定同位素称为放射性同位素。放射性同位素能放射出、 和和

11、射线，其过程称为辐射，射线，其过程称为辐射，、等射线辐射的结果能使被辐射等射线辐射的结果能使被辐射 体产生电离作用故又称电离辐射。体产生电离作用故又称电离辐射。 l放射性下降至初始值一半所需的时间称为半衰期，用作食品辐射加工的辐放射性下降至初始值一半所需的时间称为半衰期，用作食品辐射加工的辐 射源射源60 60Co Co的半衰期为的半衰期为5.275.27年，年，137 137Cs Cs为为3030年。年。 l2 2、辐射计量、辐射计量 l放射性强度：度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里放射性强度：度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里(Ci(Ci) )、贝克、贝克 (Bq(Bq) )和

12、克镭当量。和克镭当量。 l照射量：用来度量照射量：用来度量X X射线或射线或Y Y射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦 琴琴(R)(R)。 l吸收剂量：被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德吸收剂量：被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德 (rad(rad) )或或戈瑞戈瑞(Gy(Gy) )。 l3 3、辐射装置、辐射装置 l食品的辐照装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制系统与安全食品的辐照装置包括辐射源、防护设备、输送系统和自动控制系统与安全 系统。系统。 l食品常用的辐射源食品常用的辐射源 ：钴：钴-60-60

13、（60 60Co Co）辐射源、铯）辐射源、铯-137-137（137 137Cs Cs ）辐射源。）辐射源。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l（四）食品的辐照效应与辐照保藏原理（四）食品的辐照效应与辐照保藏原理 l食品经射线照射主要有食品经射线照射主要有物理学效应、化学效应物理学效应、化学效应和和生物学效应生物学效应。 l辐照保藏食品，通常是用辐照保藏食品，通常是用X X射线、射线、射线、电子射线照射食品，这些射线、电子射线照射食品，这些 高能带电或不带电的射线照射食品会引起食品及食品中的微生物、昆高能带电或不带电的射线照射食品会引起食品及食品中的微生物、昆 虫等发生一系列物理、化学反应，使有生

14、命物质的新陈代谢、生长发虫等发生一系列物理、化学反应，使有生命物质的新陈代谢、生长发 育受到抑制或破坏，达到杀菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的育受到抑制或破坏，达到杀菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的 目的。目的。 l1 1、食品辐照的物理作用、食品辐照的物理作用 l射线和射线和射线与物质的作用、电子射线的作用。射线与物质的作用、电子射线的作用。 l2 2、食品辐照的化学效应、食品辐照的化学效应 l辐射的化学效应是指被辐射物质中的分子所发生的化学变化。辐射的化学效应是指被辐射物质中的分子所发生的化学变化。 l辐射化学效应的强弱用辐射化学效应的强弱用G G值表示，所谓值表示，所谓G G值就

15、是介质中每吸收值就是介质中每吸收100eV100eV能能 量时发生变化的分子数。量时发生变化的分子数。 G G值大的，辐射引起的化学效应较强烈；值大的，辐射引起的化学效应较强烈； l例如：麦芽糖溶液经过辐射发生降解的例如：麦芽糖溶液经过辐射发生降解的G G值为值为4.04.0，则表示麦芽糖溶液，则表示麦芽糖溶液 每吸收每吸收100eV100eV的辐射能，就有的辐射能，就有4 4个麦芽糖分子发生降解。个麦芽糖分子发生降解。 l氨基酸和蛋白质氨基酸和蛋白质：结构破坏；辐射交联；辐射降解。蛋白质辐照时结构破坏；辐射交联；辐射降解。蛋白质辐照时 交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩

16、盖而交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩盖而 不易觉察。不易觉察。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l2 2、食品辐照的化学效应（续）、食品辐照的化学效应（续） l酶：酶：主要组成部分是蛋白质，所以辐射对酶所引起的作用与蛋主要组成部分是蛋白质，所以辐射对酶所引起的作用与蛋 白质类似，酶中所含的巯基白质类似，酶中所含的巯基(-SH)(-SH)由于容易氧化会增大酶对辐射的由于容易氧化会增大酶对辐射的 敏感性，但在复杂的食品体系中，由于其他物质的伴生存在而使敏感性，但在复杂的食品体系中，由于其他物质的伴生存在而使 酶得以保护，酶得以保护，欲使酶钝化需要相当大的辐射剂量。欲使酶钝化需要相

17、当大的辐射剂量。凡求稳定贮藏凡求稳定贮藏 而要把酶破坏的食品，只靠辐射处理是不适宜的。而要把酶破坏的食品，只靠辐射处理是不适宜的。 l碳水化合物：碳水化合物：在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解在辐射过程中发生的变化主要是降解作用和辐解 产物的形成。产物的形成。低分子糖类进行辐照时，不管是固体状态还是水溶低分子糖类进行辐照时，不管是固体状态还是水溶 液，随着辐照剂量的增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性液，随着辐照剂量的增加，都会出现旋光度降低、褐变、还原性 和吸收光谱变化等现象。和吸收光谱变化等现象。 l脂肪和脂肪酸：脂肪和脂肪酸：被射线照射时，饱和脂肪比较稳定，而不饱和被射线照射时

18、，饱和脂肪比较稳定，而不饱和 脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧存在时，由脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧存在时，由 于会发生自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自动氧于会发生自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。辐射促进自动氧 化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使 抗氧化剂遭到破坏。抗氧化剂遭到破坏。 l维生素：维生素：最敏感：维生素最敏感：维生素B B1 1和和C C。食品中维生素在辐射中的稳定食品中维生素在辐射中的稳定 性和食品的性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的性和食品的

19、性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的 增大而增大。增大而增大。 l食品包装材料：食品包装材料：辐照巴氏灭菌条件下辐照巴氏灭菌条件下, ,所有用于包装食品的薄膜所有用于包装食品的薄膜 的性质基本上未受到影响，对食品安全也未构成危害。的性质基本上未受到影响，对食品安全也未构成危害。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l3 3、食品辐射的生物学效应、食品辐射的生物学效应 l辐射对微生物的作用辐射对微生物的作用 l指微生物接受辐射后本身发生的反应，细胞内蛋白质、指微生物接受辐射后本身发生的反应，细胞内蛋白质、 DNADNA受损、细胞内膜受损可使微生物死亡。受损、细胞内膜受损可使微生物死亡。 l辐射对

20、昆虫的作用辐射对昆虫的作用 l辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，成虫辐射对昆虫的效应与其组成细胞的效应密切相关的，成虫 细胞对射线的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但是细胞对射线的敏感性较小，高剂量才能使成虫致死，但是 成虫的性腺细胞对辐射是敏感的。辐射效应：致死、寿命成虫的性腺细胞对辐射是敏感的。辐射效应：致死、寿命 缩短、推迟换羽、不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少缩短、推迟换羽、不育、减少卵的孵化、延迟发育、减少 进食量和抑制呼吸。进食量和抑制呼吸。 l辐射对植物的作用辐射对植物的作用 l辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制块辐射主要应用在植物性食品（主要是水果

21、和蔬菜）抑制块 茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇破膜开伞，调节后熟和衰老上。茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇破膜开伞，调节后熟和衰老上。 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l（五）食品辐照的应用（五）食品辐照的应用 l根据食品辐照应用的目的和所需剂量进行分类：根据食品辐照应用的目的和所需剂量进行分类： l1 1、耐藏辐照（、耐藏辐照（RadurizationRadurization） 这种辐照处理主要目的是降低食品中腐败微生物这种辐照处理主要目的是降低食品中腐败微生物 及其它生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保藏及其它生物数量，延长新鲜食品的后熟期及保藏 期（如抑制发芽等）。一般剂量在期（如抑制发芽等）。一般剂量在5k

22、Gy5kGy以下。以下。 l2 2、辐照巴氏杀菌（、辐照巴氏杀菌（RadicidatonRadicidaton） 这种辐照处理使食品中检测不出特定的无芽孢的这种辐照处理使食品中检测不出特定的无芽孢的 致病菌（如沙门氏菌）。所使用的辐照剂量范围致病菌（如沙门氏菌）。所使用的辐照剂量范围 为为5 510kGy10kGy。 l3 3、辐照阿氏杀菌（、辐照阿氏杀菌（RadappertizationRadappertization） 所使用的辐照剂量可以将食品中的微生物减少到所使用的辐照剂量可以将食品中的微生物减少到 零或有限个数。经过这种辐照处理后，食品在无零或有限个数。经过这种辐照处理后，食品在无

23、再污染条件下可在正常条件下达到一定的贮存期，再污染条件下可在正常条件下达到一定的贮存期， 剂量范围剂量范围101050kGy50kGy。 食品辐照的应用食品辐照的应用 辐照的目的与效果辐照的目的与效果 采用剂量（采用剂量（kGy） 被被 辐辐 照照 食食 品品 辐辐 照照 生生 物物 学学 效效 应应 控制生控制生 长发育长发育 抑制发芽、生根抑制发芽、生根0.050.15马铃薯、大葱、蒜马铃薯、大葱、蒜 延缓成熟延缓成熟0.20.8香蕉、木瓜、番茄香蕉、木瓜、番茄 促进成熟促进成熟1桃子、柿子桃子、柿子 防止开伞防止开伞0.20.5蘑菇、松蘑蘑菇、松蘑 特定成分的积累特定成分的积累5辣椒的类

24、胡萝卜素辣椒的类胡萝卜素 杀虫杀虫 杀灭贮藏谷物中害虫杀灭贮藏谷物中害虫0.10.3大米、麦、杂粮大米、麦、杂粮 杀灭果蝇杀灭果蝇0.25桔、橙、芒果桔、橙、芒果 干制食品的杀螨干制食品的杀螨0.50.7香辛料、脱水蔬菜香辛料、脱水蔬菜 杀灭寄生虫杀灭寄生虫0.5猪肉（旋毛虫）猪肉（旋毛虫） 杀菌杀菌 耐藏辐照杀菌耐藏辐照杀菌13 禽肉、畜肉及制品、鱼贝类、禽肉、畜肉及制品、鱼贝类、 果蔬果蔬 辐照巴氏杀菌辐照巴氏杀菌58畜肉及蛋中的沙门氏菌畜肉及蛋中的沙门氏菌 辐照阿氏杀菌辐照阿氏杀菌3050 肉制品、发酵原料、饲料、病肉制品、发酵原料、饲料、病 人食品人食品 辐辐 照照 化化 学学 效效

25、应应 改良食改良食 品品质品品质 高分子物质变性高分子物质变性100淀粉、蛋白质淀粉、蛋白质 改进食品组织改进食品组织10干制食品的复水性干制食品的复水性 食品品质改善食品品质改善50酒类的熟化（陈化）酒类的熟化（陈化） 提高加工适应性提高加工适应性50面粉制面包的加工性面粉制面包的加工性 提高酶的分解性提高酶的分解性100发酵原料、发酵原料、 一、辐照杀菌一、辐照杀菌 l（六）辐照食品安全卫生法规（六）辐照食品安全卫生法规 lFAOFAO、IAEAIAEA和和WHOWHO联合专家委员会于联合专家委员会于19801980年年1010月月2727日至日至1111月月3 3 日在日内瓦召开了关于辐

26、照食品卫生会议。依据以前各届专日在日内瓦召开了关于辐照食品卫生会议。依据以前各届专 家委员会的建议和这些机构组织的其他技术或法律专家会议家委员会的建议和这些机构组织的其他技术或法律专家会议 所作出的结论，所作出的结论，允许食品辐照的最大能量水平是：电子射线允许食品辐照的最大能量水平是：电子射线 为为10MeV10MeV；射线和射线和X X射线为射线为5MeV5MeV。 l FAOFAO、IAEAIAEA和和WHOWHO联合专家委员会得出结论，任何商品食物联合专家委员会得出结论，任何商品食物 辐照总平均剂量达辐照总平均剂量达10kGy10kGy水平时，不具有毒理学上的危害性，水平时，不具有毒理学

27、上的危害性， 这样处理的食品毋需进行毒理学检查。用这样处理的食品毋需进行毒理学检查。用10kGy10kGy剂量辐照过剂量辐照过 的食品，不会引起特殊的营养或微生物问题。的食品，不会引起特殊的营养或微生物问题。 l我国先后发布了有关法规和标准，如我国先后发布了有关法规和标准，如“辐射加工用辐射加工用60 60Co Co装置装置 的辐射防护规定的辐射防护规定”（GB 10252GB 10252），），“辐照食品标准辐照食品标准”（GB GB 1489114891）等。等。 l19961996年卫生部发布了年卫生部发布了“辐照食品卫生管理办法辐照食品卫生管理办法”，规定从事，规定从事 食品辐照加工的

28、单位和个人，必须取得食品卫生许可证和辐食品辐照加工的单位和个人，必须取得食品卫生许可证和辐 射安全许可证后方可开展工作。辐照食品在包装上必须有统射安全许可证后方可开展工作。辐照食品在包装上必须有统 一制定的一制定的辐照食品标识辐照食品标识。 二、紫外线杀菌二、紫外线杀菌 l1.1.概念概念 用紫外线照射物质，使物体表面的微生物起死亡。用紫外线照射物质，使物体表面的微生物起死亡。 l2.2.原理原理 适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNADNA（脱氧核糖核酸）或（脱氧核糖核酸）或 RNARNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再

29、生性细胞死（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死 亡，达到杀菌消毒的效果。亡，达到杀菌消毒的效果。 l3.3.特点特点 紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、 真菌、立克次体和支原体等，凡被上述微生物污染的表面，水和空气均可真菌、立克次体和支原体等，凡被上述微生物污染的表面，水和空气均可 采用紫外线消毒。采用紫外线消毒。紫外线辐照能量低，穿透力弱，仅能杀灭直接照射到紫外线辐照能量低，穿透力弱，仅能杀灭直接照射到 的微生物，因此消毒时必须使消毒部位充分暴露于紫外线下。的微生物，因此消

30、毒时必须使消毒部位充分暴露于紫外线下。用紫外线用紫外线 杀灭被有机物保护的微生物时，应加大照射剂量。空气和水中的悬浮粒子杀灭被有机物保护的微生物时，应加大照射剂量。空气和水中的悬浮粒子 也可影响消毒效果。也可影响消毒效果。 l 4.4.应用应用 目前使用紫外线装置大多数是管壁能够通过紫外线的低压汞灯，这种技术目前使用紫外线装置大多数是管壁能够通过紫外线的低压汞灯，这种技术 多见于对多见于对水的处理水的处理或者或者食品加工设施、加工区域、包装材料表面消毒食品加工设施、加工区域、包装材料表面消毒等。等。 三、超高压杀菌三、超高压杀菌 l1.1.概念概念 食品的超高压处理技术是指将密封于弹性容器内的

31、食品置于水或其食品的超高压处理技术是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其 它液体作为传压介质的压力系统中，它液体作为传压介质的压力系统中，经经100MPa100MPa以上的压力处理以上的压力处理，以，以 达到杀菌，灭酶和改善食品的功能特性等作用。达到杀菌，灭酶和改善食品的功能特性等作用。 l2.2.原理原理 超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，在一定高压下食品蛋超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，在一定高压下食品蛋 白质变性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀白质变性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀 死。而在超高压作用下，蛋白质等生物大高分子物质及色素、

32、维生死。而在超高压作用下，蛋白质等生物大高分子物质及色素、维生 素、香气成分等低分子化合物的共价键却不发生变化，从而使超高素、香气成分等低分子化合物的共价键却不发生变化，从而使超高 压处理过的食品仍然保持其原有的营养价值、色泽和天然风味。压处理过的食品仍然保持其原有的营养价值、色泽和天然风味。 l3.3.特点特点 与传统的热处理相比，其具有无可比拟的优点：首先，它能在常温与传统的热处理相比，其具有无可比拟的优点：首先，它能在常温 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

33、失或劣化；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； 其次，由于传压速度快，均匀，不存在压力梯度，超高压处理不受其次，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；此外，食品的大小和形状的影响，使得超高压处理过程较为简单；此外， 这一技术耗能也较少，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压这一技术耗能也较少，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。泵加压，而恒压和降压阶段则不需要输入能量。 l4.4.应用应用 天然果汁、果酱、饮料、豆奶、酸奶、畜禽肉糜制品、水产品等。天然果汁、果

34、酱、饮料、豆奶、酸奶、畜禽肉糜制品、水产品等。 第三节第三节 其他非热杀菌技术其他非热杀菌技术 l一、高压脉冲电场（一、高压脉冲电场（PEFPEF）杀菌）杀菌 l二、脉冲强光杀菌二、脉冲强光杀菌 l三、磁力杀菌三、磁力杀菌 l四、感应电子杀菌四、感应电子杀菌 l五、半导体光催化杀菌五、半导体光催化杀菌 一、高压脉冲电场（一、高压脉冲电场（PEFPEF）杀菌）杀菌 l1.1.概念概念 它是利用强电场脉冲的介电阻断原理对食品微生物产生抑制作用。这种它是利用强电场脉冲的介电阻断原理对食品微生物产生抑制作用。这种 超高压脉冲电路构型以电容完全放电产生的指数衰减电压波形为基础，超高压脉冲电路构型以电容完

35、全放电产生的指数衰减电压波形为基础， 电极间距离为电极间距离为0.5cm0.5cm或或1cm1cm，处理量分别为，处理量分别为12.5ml12.5ml或或25ml25ml，脉冲频率一般，脉冲频率一般 为为0.10.110Hz10Hz。 l 2.2.原理原理 对于高压脉冲电场杀菌机理有多种假说：如细胞膜穿孔效应、电磁机制对于高压脉冲电场杀菌机理有多种假说：如细胞膜穿孔效应、电磁机制 模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、O O3 3效应等。归纳起来，超高效应等。归纳起来，超高 压脉冲电场杀菌作用主要表现在以下两个方面：压脉冲电场杀菌作用主要表现在以下两个方面

36、： （1 1）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）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。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。 （2 2）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）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，作用，因而阻断了膜内正常生化反

37、应和新陈代谢过程等的进行；同时， 液体介质电离产生液体介质电离产生O O3 3的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。的强烈氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。 l3.3.特点特点 超高压脉冲电场杀菌具有处理时间短、能耗低、传递快速、均匀等优点，如超高压脉冲电场杀菌具有处理时间短、能耗低、传递快速、均匀等优点，如 在处理液体食品时，其装置共分为在处理液体食品时，其装置共分为5 5个部分：高压脉冲器、连续处理室、液个部分：高压脉冲器、连续处理室、液 体食品泵、冷却装置、带有计算机的数据处理系统。体食品泵、冷却装置、带有计算机的数据处理系统。 l 4.4.应用应用 适用于啤酒、牛奶、果汁

38、等液状食品的杀菌。适用于啤酒、牛奶、果汁等液状食品的杀菌。 二、脉冲强光杀菌二、脉冲强光杀菌 l1.1.概念概念 是用连续的宽带光谱短而强的脉冲，抑制食品和包装材料表面、透明饮是用连续的宽带光谱短而强的脉冲，抑制食品和包装材料表面、透明饮 料、固体表面和气体中的微生物。料、固体表面和气体中的微生物。 l2.2.原理原理 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

39、灯发出与太阳光光谱相近，但强度更强的单元提供能量，以使惰性气体灯发出与太阳光光谱相近，但强度更强的 紫外线至红外线区域光进行杀菌。紫外线至红外线区域光进行杀菌。 l3.3.特点特点 脉冲强光闪照脉冲强光闪照4040次可使枯草杆菌、大肠杆菌、酵母从每毫升高于次可使枯草杆菌、大肠杆菌、酵母从每毫升高于10105 5个减个减 少到少到0 0个；用于液态淀粉酶和蛋白酶的钝化，两种酶活力分别下降个；用于液态淀粉酶和蛋白酶的钝化，两种酶活力分别下降70.4%70.4% 和和90.3%90.3%，而且随着闪照次数的增加而逐渐下降。，而且随着闪照次数的增加而逐渐下降。 l 4.4.应用应用 适用于啤酒、牛奶、果汁等液状食品的杀菌。适用于啤酒、牛奶、果汁等液状食品的杀菌。 三、磁力杀菌三、磁力杀菌 l1.1.概念概念 磁力杀菌采用磁力杀菌采用5-50T5-50T的磁力强度，将食品放在的磁力强度，将食品放在N N极与极与S S极极 之间，经过连续摆动，不需加热，即可达到之间，经过连续摆动，不需