非热力杀菌技术

食品非热力杀菌介绍高压脉冲电场（PEF）杀菌超高压（UHP）杀菌技术高压二氧化碳杀菌技术五、杀菌工艺杀菌（sterilization)——指杀死食品中一切微生物（包括繁殖体、病原体、非病原体、部分芽孢）的过程。杀菌后，食品处于商业无菌状态。商业无菌（commercialsterilization）——指杀灭食品中所污染的病原菌、产毒菌，以及正常储存和销售条件下能生长繁殖、并导致食品变质的腐败菌，从而保证食品正常的货价寿命。食品非热力杀菌介绍杀菌热力杀菌非热力杀菌热杀菌（heatingsterilization）——以热水、火、水蒸气等作为加热源对食品进行直接或间接加热杀菌的方法。食品的热杀菌是食品加工与保藏中改善食品品质、延长食品贮藏期的最重要最常见的处理方法。热杀菌按杀菌温度分按杀菌程度分按杀菌压力分低温杀菌(≤100℃)高温杀菌(＞100℃)超高温杀菌（＞130℃）巴氏杀菌（≤100℃)商业杀菌（＞100℃）常压杀菌（≤100℃）加压杀菌（＞100℃）非热力杀菌（coolingsterilization)——也叫冷杀菌，指不用热能杀死微生物，不影响食品营养、质构、色泽和风味的新型杀菌技术。与传统的热杀菌法相比冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品固有的营养成分、质构、色泽和新鲜度。非热杀菌物理杀菌化学杀菌超高压（UHP）杀菌高压脉冲电场（PEF）杀菌高压脉冲磁场杀菌紫外线杀菌辐射杀菌脉冲强光杀菌超声波杀菌高压二氧化碳杀菌臭氧杀菌二氧化氯杀菌生物杀菌食品杀菌技术发展现状超高温杀菌超高压紫外照射欧姆杀菌二氧化碳PEF高温杀菌巴氏杀菌微波杀菌脉冲磁场生物防腐杀菌技术热力杀菌非热力杀菌新型热力杀菌传统热力杀菌其他杀菌效果好，能保证食品的安全；食品非热杀菌的特点对食品污染小，易于操作和控制;优点：能较好地保持食品固有的成分、质构、色泽。非热杀菌应考虑的问题发展方向：CombiningNonthermalTechnologies单一的非热杀菌技术尚存在一定的欠缺和不足，为进一步提高杀菌效率及杀菌质量，把对食品的负面作用降到最低，利用两种或两种以上的杀菌方式联合使用或与天然杀菌剂配合使用是今后杀菌技术研究的一个重要方向。欧姆杀菌是一种新型热杀菌的加热方法，它借通入电流使食品内部产生热量达到杀菌的目的。欧姆杀菌欧姆加热的基本原理欧姆加热是利用电极，将电流直接导入食品，由食品本身介电性质产生热量，以达到直接杀菌的目的。所使用的电流是50~60Hz的低频交流电。PEF技术是将食品置于带有两个电极的处理室中，给予高压电脉冲，形成脉冲电场，作用于处理室中的食品，从而杀灭微生物和钝化酶活性，使食品得以长期贮藏的新型杀菌技术。高压脉冲电场（HighVoltagePulsedElectricFields，HVPEF，有时简称为PEF）——杀菌机理细胞膜细胞电穿孔模型效应电崩解模型电磁机制模型粘弹性模型电解产物效应臭氧效应尽管有关PEF对微生物有明显的杀灭效果，但PEF杀菌机理对微生物杀灭效果机理的仍不清楚。目前相关的研究报道较多，已提出相关杀菌机理假说：细胞膜的崩解过程图电崩解（electricbreakdown）理论电穿孔（electroporation）理论细胞膜的穿孔过程图•20世纪60年代PEF技术杀菌效果引起注意；•20世纪90年代重新成为研究的焦点；•美国、德国、荷兰、日本等国已对PEF技术的基础和应用进行了多年的研究，有些实验已进入中试阶段。•我国在相关领域的研究还很少，中国农业大学廖小军教授和清华大学对果汁进行了深入研究。（三）研究现状及杀菌特点研究现状杀菌优点处理温度低。可在常温或更低的温度下进行杀菌。处理时间短。不足1秒钟，通常是几十微秒便可以完成。节省能源。不需要加热，不会污染环境。有效保持食品品质。对产品的色、香、味和营养成分没有破坏，能保持产品的新鲜度。对微生物杀灭效果的研究（三）在食品工业中的应用•这些研究中的目标微生物种类也很多，其中，大肠杆菌和酿酒酵母是研究最多的两种微生物。•高压脉冲处理能使微生物存活率小于1%，细菌的残存率是电场强度和处理时间的函数。例如：Pothakamury（1995）以鲜奶为处理对象，电场强度为16kV/cm，200～300s内60个脉冲，含菌量可减少104～105个数量级，通过分段的高强度脉冲电场，可使大肠杆菌数量减少109数量级。-5-4-3-2-100207414621828103512421449脉冲数lgS-5-4-3-2-100207414621828103512421449脉冲数lgS平板电极对大肠杆菌和酿酒酵母杀菌效果InactivationofE.coliandS.cerevisiaeinparallel-plateelectrodesbyPEF◆：5kV/cm;□：10kV/cm;▲：15kV/cm;■：20kV/cm;○：25kV/cm大肠杆菌酿酒酵母-4-3-2-100207414621828103512421449脉冲数lgS-5-4-3-2-100207414621828103512421449脉冲数lgS同轴电极对大肠杆和酿酒酵母杀菌效果InactivationofE.coliandS.cerevisiaeinco-axialelectrodesbyPEF◆：5kV/cm;□：10kV/cm;▲：15kV/cm;■：20kV/cm;○：25kV/cm大肠杆菌酿酒酵母大肠杆菌和酿酒酵母的SEMSEMofE.coliandS.cerevisiaePEF对大肠杆菌和酿酒酵母杀菌机理探讨大肠杆菌和酿酒酵母的TEMPEF对大肠杆菌和酿酒酵母杀菌效果机理探讨250nm500nm500nm024601020贮藏天数（天）lgcfu/ml对照PEF72℃/15s90℃/60s02460102030贮藏天数（天）lgcfu/ml对照PEF72℃/15s90℃/60sPEF和热处理后鲜榨苹果汁4℃细菌总数和霉菌及酵母总数变化EffectsofPEFandthermalprocessingontheaerobicplatecountsandtotalmoldcountsandyeastofapplejuiceduring4℃PEF对鲜榨苹果汁影响研究细菌总数霉菌及酵母总数30简称高压技术（HighPressureProcessing，HPP）或高静水压技术(HighHydrostaticPressure，HHP）。——指将包装好的食品物料放入液体介质（通常是食用油、甘油、油与水的乳液）中，在200MPa以上（通常200~1000MPa）压力下处理一段时间使之达到灭菌要求的杀菌技术。超高压杀菌（UHP）(UltraHighPressureprocessing)——超高压状态下，使微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有的功能破坏或发生不可逆变化致死，从而达到灭菌和食品贮藏的目的。超高压杀菌的原理二氧化碳的性质高压二氧化碳的杀菌机理高压二氧化碳杀菌的特点高压二氧化碳杀菌的影响因素高压二氧化碳杀菌在食品工业中的应用CO2的性质•CO2是碳原子的最高氧化状态,呈化学惰性，常温常压下无色、无味、无毒，微溶于水,水溶液呈酸性。随着压力和温度变化其存在形态和物理性质发生变化。高压二氧化碳杀菌技术CO2三相图CO2的性质•CO2是一种天然抗微生物剂,单独作用能抑制微生物生长,而与压力结合则能达到有效的杀菌灭酶效果。•研究表明，在一定的高压下（3～70MPa）的CO2能对食品中微生物具有杀灭效果，同时能使酶失活。•作为非热杀菌的一种新的形式高压CO2（包括超临界CO2，supercriticalCO2，简称为SCCO2）对食品的杀菌灭酶作用日益受到人们的关注。在压力作用下二氧化碳溶解于水成为碳酸，使得果蔬汁变得更酸，足以使酶（如果胶甲酯酶,PE）变性，卸压后二氧化碳挥发，液态食品酸度恢复。对于微生物，高浓度的二氧化碳和低pH能抑制微生物生长，同时高压作用下二氧化碳扩散进入细菌细胞，当卸压时，二氧化碳迅速由液体变为气体，导致微生物细胞膜反压破裂，从而杀死微生物。高压CO2的杀菌机理高压CO2的杀菌机理研究表明：高压CO2对李斯特菌、沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌和一些产芽孢的微生物以及部分霉菌，表现出较好的杀灭作用。Ishkawa等发现在超临界CO2的处理下，脂肪酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶以及葡糖糖化酶的活性均下降。同时观察到处理后酶的α-螺旋结构发生了变化。导致了酶的催化功能的损失。高压CO2杀菌的特点（2）与超高压（100-1000MPa）灭菌比较，具有成本低、节约能源、安全无毒、节省空间、连续生产、无噪音等特点。主要优点：（1）不破坏食品中的营养成分，保留食品原有的风味和品质；•CO2的状态（气态、超临界、液态）•对象酶（种类）•食品或培养液的性质（水分活度、浓度、pH）•处理条件（压力、温度、处理时间等）高压二氧化碳杀菌的影响因素第二节保健食品加工的一些新技术•一、酶工程•二、微生物技术•三、微胶囊技术•四、细胞培养技术与保健食品有关的微生物•细菌:（10种益生菌）两岐双岐杆菌、婴儿两岐双岐杆菌、长两岐双岐杆菌、短两岐双岐杆菌、青春两岐双岐杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、干酪乳杆菌干酪亚种、罗伊氏乳杆菌•真菌：（11种）酿酒酵母、产朊假丝酵母、乳酸克鲁维酵母、卡氏酵母、蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾被毛孢、灵芝、紫芝、松杉灵芝、红曲霉、紫红曲霉微生物在保健食品中的应用1.分离微生物菌(丝)体作为保健食品原料、功能性配料或添加剂。•双岐菌作为微生态菌•各种食用菌的子实体是保健食品重要的功能性原料。•富营养素酵母2.微生物转化产品（纳豆、益生菌乳品、发酵肉）3.微生物代谢产品维生素类：VB1,VB2,VC氨基酸：γ-氨基丁酸、谷氨酸抗氧化剂；抑菌物4.微生物酶纤维素酶、转谷氨酰胺酶、α-淀粉酶、乳糖酶细胞培养技术•利用动植物的组织细胞，通过人为提供的条件，使之生长发育的一种生物技术。•保健食品生产中，利用培养液中的细胞或者其次生代谢产物作为保健食品的功能性原料。•可选择某些含功效成分高的个体或部位的细胞进行培养，可获得高产率的功效成分。（人参皂苷的生产）第三节保健食品的检测•一、感官检测•二、理化性质及营养成分分析（营养成分全分析）•三、安全毒理学评价•四、保健功能评价•五、卫生学检验（有害物；微生物）