在食品加工和生產中,通過食品殺菌技術,可以抑制微生物生長或殺滅微生物,從而達到改善食品品質、延長食品貯藏期、保證食品安全的目的。
然而運用不同的殺菌技術,也會對食品產生不同的色澤、風味和營養物質的變化。食品加工和生產過程中,想要最大限度地保持食品天然的色、香、味的特點,選擇怎么樣的殺菌技術比較好?食品殺菌技術有幾種?
1 傳統熱殺菌技術
傳統熱殺菌技術的本質是依靠燃燒燃料或電阻加熱在食品外部提供熱能,通過傳導和對流將熱能轉移到食品內部,從而達到殺菌和鈍化酶的目的。食品加工中常用的有巴氏殺菌和滅菌。
1)巴氏滅菌
巴氏殺菌指能夠殺死食品中幾乎所有的病原菌的熱處理強度。熱處理程度視目標產品中對象菌的耐熱性而定。
應用:
>>在乳制品生產中,巴氏殺菌是最主要的熱處理方式(63℃/30min或72℃/15s)??偊?乳球蛋白變性率和糠氨酸含量是國際奶業普遍用來評估奶和奶制品品質的2個重要指標,與其他滅菌方式比較,巴氏殺菌乳中這2個指標均為最低。
>>巴氏殺菌乳在冷藏條件下(≤10℃)貨架期一般為10d,其風味、營養價值和其他性質與新鮮原料乳差異很小。
>>除乳制品外,巴氏殺菌在啤酒、果汁等食品的加工中也有很多應用。
2)滅菌
滅菌指能夠殺死食品中包括芽孢在內的幾乎全部微生物的熱處理強度。滅菌處理的強度比巴氏殺菌高。
應用:
在乳制品加工中,瓶內滅菌乳一般采用110℃處理30min,可滅活乳中全部的酶類,但并不能完全滅活微生物產生的脂酶和蛋白酶;使一些維生素含量降低;可引起乳蛋白(包括酪蛋白)的一些變化;可使乳的pH值降低約0.2個單位;而且還容易產生美拉德反應導致褐變及一些賴氨酸的損失。
2 新型熱殺菌技術
理想的熱殺菌效果應該是,在熱力對食品品質的影響程度限制在最小條件下,迅速而有效地殺死存在于食品物料中的有害微生物,達到產品指標的要求。超高溫殺菌、微波殺菌和歐姆殺菌是達到這一理想效果的新途徑。
1)超高溫殺菌
超高溫殺菌指加熱溫度為135~150℃,加熱時間為2~8s,加熱后產品達到商業無菌要求的殺菌過程。這一殺菌條件相對低酸性食品常規殺菌中采用的100~135℃高出20~40℃,因此稱為超高溫殺菌。
應用:
>>大量實驗表明,微生物對高溫的敏感性遠大于多數食品成分對高溫的敏感性,故UHT能在很短時間內有效地殺死微生物,并較好地保持食品應有的品質,大大延長食品的貨架期。因而目前廣泛應用于乳品、飲料和發酵等行業。
>>要達到殺菌要求,同時食品不受到熱損害,其技術關鍵是快速加熱和快速冷卻,最常用的換熱設備是板式換熱器。按照物料與加熱介質直接接觸與否,UHT過程可分為間接式加熱法和直接混合式加熱法。
>>經過UHT的食品達到了商業滅菌要求,必須采用無菌包裝以防止在后續的包裝、運輸和銷售過程中受到微生物的污染。但通常的UHT設備只適用于不含顆粒的物料或所含顆粒的粒度小于1cm物料的加熱殺菌。對顆粒度大于1cm的物料,目前可用微波殺菌和歐姆殺菌來實現。
2)微波殺菌
微波是指頻率為300MHz~300GHz,即波長為1m~1mm的超高頻電磁波。微波殺菌是熱效應和非熱效應的共同結果。
一方面微波穿透介質,極性分子受交變電場作用而取向運動,摩擦生熱,產生熱效應;另一方面生物體與微波作用會產生復雜的生物效應,即非熱效應,如微波電場改變細胞膜斷面電子分布,使其通透性改變;引起蛋白質變性;改變生理生化反應的活化能;誘發各種離子基團,使微生物的生理活性物質發生改變;導致DNA和RNA結構中氫鍵的松弛、斷裂和重新組合,誘發一些基因突變,中斷細胞的正常生理功能。
應用:
微波加熱設備主要由直流電源、磁控管、加熱器、控制器和冷卻系統組成,可應用于肉制品、禽制品、水產品、果蔬、罐頭、奶制品、農作物、布丁和面包等一系列產品。
3)歐姆殺菌
歐姆殺菌是利用電極,將電流直接導入食品,由食品本身介電性質所產生的熱量達到直接殺菌的目的。
應用:
>>歐姆殺菌技術適于處理黏度較高的液體物料,并可以含有一些顆粒的物料,如肉湯、布丁的商業化無菌處理。采用歐姆加熱,使顆粒的加熱速率與液體的加熱速率相接近成為可能,并可獲得比常規方法更快的顆粒加熱速率(1~2℃/s),因而可縮短加工時間,得到高品質產品。
>>歐姆殺菌裝置系統主要由泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控制儀表等組成,其中最重要的部分是柱式歐姆加熱器。加熱高酸制品時,反壓維持在0.2MPa,殺菌溫度達90~95℃,加熱低酸食品時反壓維持在0.4MPa,殺菌溫度達120~140℃。目前,英國APVBaker公司已制造出工業化規模的歐姆加熱設備,可使高溫瞬時技術應用于含顆粒(粒徑高達25mm)食品的加工。
4 各類殺菌技術結合使用
雖然非熱殺菌技術在保持食品的色澤、風味、營養物質有很大的優勢,但是它也存在著自己的技術缺陷,例如難以殺死細菌芽胞,殺菌強度大時溫度易升高等,限制了其應用范圍。因此,人們將熱殺菌技術和非熱殺菌技術結合使用,或幾種非熱殺菌技術結合使用來達到所需的熱處理效果。
隨著人們消費水平和生活質量的提高,人們的健康安全意識也在逐漸增強,對食品的質量與安全也有著越來越高的要求。因此,越來越多的食品加工廠商為了保證食品在達到殺菌、滅酶的要求下,更好地保持其本身的色澤、風味和營養價值,考慮到節能減排保護綠色環境的社會大方向,將會更多地應用到各種殺菌方式結合使用。
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