1.1 熱力殺菌技術

利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是近現代極其重要的一種殺菌技術。1804年
，法國人阿佩爾(Appert)發明了將食品裝瓶放於沸水中煮一段時間，能較長時間保藏食品的方法，19世紀50年代，法國人巴斯德(Pasteur)闡明了食品的微生物腐敗機理，為殺菌技術的發展奠定了理論基礎。 食品熱力殺菌可分為低溫殺菌法(巴氏殺菌)、高(gao)溫(wen)短(duan)時(shi)殺(sha)菌(jun)法(fa)和(he)超(chao)高(gao)溫(wen)瞬(shun)時(shi)殺(sha)菌(jun)法(fa)。前(qian)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)，由(you)於(yu)殺(sha)菌(jun)效(xiao)果(guo)穩(wen)定(ding)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)，設(she)備(bei)投(tou)資(zi)小(xiao)，已(yi)有(you)悠(you)久(jiu)的(de)應(ying)用(yong)曆(li)史(shi)，現(xian)今(jin)還(hai)廣(guang)泛(fan)用(yong)在(zai)各(ge)類(lei)罐(guan)藏(zang)食(shi)品(pin)、飲料
、酒類
、藥品
、乳品的生產中。後一種方法
，由於其獨特的優點，已發展為一種高新食品殺菌技術。

1.2 超高溫瞬時殺菌技術(UHT)

超高溫殺菌於1949年隨著斯托克(Stork)zhuangzhidechuxianerwenshi，qihouguojishangchuxianleduozhongleixingdechaogaowenshajunzhuangzhi。chaogaowenchulikefenweijianjiejiarehezhijiejiareliangdaleixing。tashishiliaoyexunsushengwenzhi130℃以上，然後保持幾秒鍾，從而實現對料液瞬間的殺菌。

超高溫瞬時殺菌技術的殺菌效果特別好
，幾乎可達到或接近滅菌的要求

，而且殺菌時間短
，物料中營養物質破壞少，營養成分保存率達92%以yi上shang，大da大da優you越yue於yu上shang述shu兩liang種zhong熱re力li殺sha菌jun法fa。配pei合he食shi品pin無wu菌jun包bao裝zhuang技ji術shu的de超chao高gao溫wen式shi殺sha菌jun裝zhuang置zhi在zai國guo內nei外wai發fa展zhan很hen快kuai，目mu前qian這zhe種zhong殺sha菌jun技ji術shu已yi廣guang泛fan用yong於yu殺sha菌jun乳ru、果汁及各種飲料

、豆乳、酒等產品的生產中。

1.3 電阻加熱殺菌技術

電(dian)阻(zu)加(jia)熱(re)殺(sha)菌(jun)也(ye)叫(jiao)歐(ou)姆(mu)殺(sha)菌(jun)
，是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)熱(re)殺(sha)菌(jun)方(fang)法(fa)，它(ta)借(jie)通(tong)入(ru)的(de)電(dian)流(liu)使(shi)食(shi)品(pin)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)而(er)達(da)到(dao)殺(sha)菌(jun)的(de)目(mu)的(de)

，是(shi)酸(suan)性(xing)和(he)低(di)酸(suan)性(xing)食(shi)品(pin)和(he)帶(dai)顆(ke)粒(li)(粒徑小於25mm)食品進行連續殺菌的一種新技術。

電阻加熱殺菌使用交流電的頻率為50～60Hz
，它(ta)利(li)用(yong)電(dian)極(ji)將(jiang)電(dian)流(liu)直(zhi)接(jie)導(dao)入(ru)食(shi)品(pin)
，由(you)食(shi)品(pin)自(zi)身(shen)的(de)介(jie)電(dian)性(xing)質(zhi)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)，以(yi)達(da)到(dao)殺(sha)菌(jun)的(de)目(mu)的(de)。電(dian)阻(zu)加(jia)熱(re)的(de)適(shi)用(yong)性(xing)由(you)食(shi)品(pin)物(wu)料(liao)的(de)電(dian)導(dao)率(lv)來(lai)決(jue)定(ding)
，大(da)多(duo)數(shu)能(neng)用(yong)泵(beng)輸(shu)送(song)的(de)、溶解有鹽類離子且含水量在30%以上的食品都可用電阻加熱來殺菌，且效果很好
，而一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品則不適用該技術。英國APV食品加工中心的試驗表明

，電阻加熱已成功地用於各種包含大顆粒的食品和片狀食品的殺菌，如馬鈴薯

、胡蘿卜
、蘑菇
、牛肉、雞肉

、片狀蘋果、菠蘿、桃等。

1.4 臭氧殺菌技術

臭chou氧yang在zai水shui中zhong極ji不bu穩wen定ding，時shi刻ke發fa生sheng還hai原yuan反fan應ying，產chan生sheng具ju有you強qiang烈lie氧yang化hua作zuo用yong的de單dan原yuan子zi氧yang，在zai其qi產chan生sheng瞬shun時shi，與yu細xi菌jun細xi胞bao壁bi中zhong的de脂zhi蛋dan白bai或huo細xi胞bao膜mo中zhong的de磷lin脂zhi質zhi、danbaizhifashenghuaxuefanying，congershixijundexibaobihexibaomoshoudaopohuai
，xibaomodetongtouxingzengjia，xibaoneiwuzhiwailiu，shixijunshiquhuoxing。tongshichouyangnengxunsukuosanjinruxibaonei，yanghuaxibaoneidemeihuoRNA、DNA，從而致死菌原體。 臭氧殺菌具有高效、快速、安全
、便宜等優點，自1785年發現以來

，廣泛應用於食品加工、運輸與貯存及自來水
、純淨水生產等領域。

1.5 輻照殺菌技術

自從原子能和平利用以來，經過40多年的研究開發，人們成功地利用原子輻射技術進行食品殺菌保鮮。輻照就是利用X射線
、γ射線或加速電子射線(最為常見的是Co60和Cs137的γ射線)對食品的穿透力以達到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法。受輻照的食品或生物體會形成離子、jifataifenzihuofenzisuipian，jinerzhexiechanwujianyouxianghuzuoyong，shengchengyuyuanshiwuzhibutongdehuahewu，zaihuaxuexiaoyingdejichushang
，shoufuzhaowuliaohuoshengwutihaihuifashengyixilieshengwuxuexiaoying，congerdaozhihaichong、蟲卵
、微生物體內的蛋白質、核酸及促進生化反應的酶受到破壞、失去活力
，進而終止農產品、食品被侵蝕和生長老化的過程
，維持品質穩定。

1980年聯合國糧農組織(FAO)
、國際原子能機構(IAEA)和世界衛生組織(WHO)聯合專家委員會，提出了“用10KGY以下劑量輻照的任何食品，都沒有毒理學方麵問題，沒有必要進行毒理學試驗”的建議，從而在世界範圍內推進了輻照在食品生產中的商業化應用。

1.6 微波殺菌技術

微波指波長在0.001～1m(頻率300～300000MHz)的電磁波。它能以光速向前直進
，遇到物體阻擋，能引起反射
、穿透
、吸收等現象，用於殺菌的微波頻率為2450MHz。研究結果普遍認為微波對微生物的致死效應有2個ge方fang麵mian的de因yin素su，即ji熱re效xiao應ying和he非fei熱re效xiao應ying。熱re效xiao應ying是shi指zhi物wu料liao吸xi收shou微wei波bo能neng
，使shi溫wen度du升sheng高gao從cong而er達da到dao滅mie菌jun的de效xiao果guo。而er非fei熱re效xiao應ying是shi指zhi生sheng物wu體ti內nei的de極ji性xing分fen子zi在zai微wei波bo場chang內nei產chan生sheng強qiang烈lie的de旋xuan轉zhuan效xiao應ying，這zhe種zhong強qiang烈lie的de旋xuan轉zhuan使shi微wei生sheng物wu的de營ying養yang細xi胞bao失shi去qu活huo性xing或huo破po壞huai微wei生sheng物wu細xi胞bao內nei的de酶mei係xi統tong，造zao成cheng微wei生sheng物wu的de死si亡wang。微wei波bo殺sha菌jun具ju有you穿chuan透tou力li強qiang、節約能源、加熱效率高
、適用範圍廣等特點，而且微波殺菌便於控製，加熱均勻，食品的營養成分及色、香、味在殺菌後仍接近食物的天然品質。微波殺菌目前主要用於肉
、魚
、豆製品、牛乳
、水果及啤酒等的殺菌。

1.7 遠紅外線殺菌技術

對紅外線的利用始於20世紀，1935年美國福特汽車公司的格羅維尼(Groveny)首先取得將紅外線用於加熱和幹燥的專利。食品中的很多成分及微生物在3～10μm的de遠yuan紅hong外wai區qu有you強qiang烈lie的de吸xi收shou。遠yuan紅hong外wai加jia熱re殺sha菌jun不bu需xu要yao傳chuan媒mei，熱re直zhi接jie由you物wu體ti表biao麵mian滲shen透tou到dao內nei部bu，因yin此ci不bu僅jin可ke用yong於yu一yi般ban的de粉fen狀zhuang和he塊kuai狀zhuang食shi品pin的de殺sha菌jun
，而er且qie還hai可ke用yong於yu堅jian果guo類lei食shi品pin如ru咖ka啡fei豆dou

、花生和穀物的殺菌與滅黴以及袋裝食品的直接殺菌。 日本三茲公司首創的紅外線無菌包裝機，全機由ML-501型封裝機和MS-801型xing通tong道dao式shi紅hong外wai線xian熱re收shou縮suo機ji組zu成cheng。該gai機ji可ke根gen據ju被bei包bao裝zhuang物wu形xing狀zhuang和he大da小xiao的de不bu同tong
，選xuan用yong相xiang應ying厚hou度du和he顏yan色se的de熱re收shou縮suo薄bo膜mo，同tong時shi在zai熱re輻fu射she中zhong滅mie菌jun，其qi滅mie菌jun程cheng序xu簡jian便bian，包bao裝zhuang質zhi量liang大da大da超chao過guo手shou工gong包bao裝zhuang

，而er且qie包bao裝zhuang效xiao率lv提ti高gao6～8倍。

1.8 紫外線殺菌技術

紫外線按其波長不同可分為3段:長波段(3200～4000 )，中波段(2750～3200 )，短波段(1800～2750 )。處於2400～2800 區段的紫外線殺菌力較強，而最強的波長為2500～2650 ，多以2537 作zuo為wei紫zi外wai線xian殺sha菌jun的de波bo長chang。當dang微wei生sheng物wu被bei紫zi外wai線xian照zhao射she時shi
，其qi細xi胞bao的de部bu分fen氨an基ji酸suan和he核he酸suan吸xi收shou紫zi外wai線xian，產chan生sheng光guang化hua學xue作zuo用yong
，引yin起qi細xi胞bao內nei成cheng分fen，特te別bie是shi核he酸suan

、原漿蛋白
、zhidehuaxuebianhua
，shixibaozhibianxing，congerdaozhiweishengwudesiwang。ziwaixianjinxingzhixianchuanbo，qiqiangduyujulipingfangchengbilidijianruo，bingkebeibutongdebiaomianfanshe
，chuantouliruo，guangfanyongyukongqi
、水及食品表麵
、食品包裝材料、食品加工車間
、設備
、器具
、工作台的滅菌處理。

1.9 磁力殺菌技術

cilishajunshibaxuxiaodushajundeshipinfangyucichangzhong
，zaiyidingcichangqiangduzuoyongxia
，shishipinzaichangwenxiaqidaoshajunzuoyong。youyuzhezhongshajunfangshibuxujiare，juyouguangpushajunzuoyong
，jingchulihoudeshipin，qifengweihepinzhibushouyingxiang，zhuyaoshiyongyugezhongyinliao、流質食品、調味品及其他各種包裝的固體食品。

1.10 高壓電場脈衝殺菌技術

高壓電場脈衝殺菌是將食品置於兩個電極間產生的瞬間高壓電場中，由於高壓電脈衝(HEEP)能破壞細菌的細胞膜，改變其通透性，從而殺死細胞。 高壓脈衝電場的獲得有2種方法。一種是利用LC振(zhen)蕩(dang)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)，先(xian)用(yong)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)對(dui)一(yi)組(zu)電(dian)容(rong)器(qi)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian)，將(jiang)電(dian)容(rong)器(qi)與(yu)一(yi)個(ge)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)及(ji)處(chu)理(li)室(shi)的(de)電(dian)極(ji)相(xiang)連(lian)，電(dian)容(rong)器(qi)放(fang)電(dian)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)指(zhi)數(shu)脈(mai)衝(chong)衰(shuai)減(jian)波(bo)即(ji)加(jia)在(zai)兩(liang)個(ge)電(dian)極(ji)上(shang)形(xing)成(cheng)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)電(dian)場(chang)。由(you)於(yu)LC電路放電極快，在幾十至幾百個微秒內即可以將電場能量釋放完畢，利用自動控製裝置
，對LC振zhen蕩dang器qi電dian路lu進jin行xing連lian續xu的de充chong電dian與yu放fang電dian

，可ke以yi在zai幾ji十shi毫hao秒miao內nei完wan成cheng殺sha菌jun過guo程cheng。另ling一yi種zhong是shi利li用yong特te定ding的de高gao頻pin高gao壓ya變bian壓ya器qi來lai得de到dao持chi續xu的de高gao壓ya脈mai衝chong電dian場chang。殺sha菌jun用yong的de高gao壓ya脈mai衝chong電dian場chang強qiang度du一yi般ban為wei15～100kV/cm
，脈衝頻率為1～100kHz，放電頻率為1～20kHz。 壓電場脈衝殺菌一般在常溫下進行
，處理時間為幾十毫秒，這種方法有2個特點:一是由於殺菌時間短，處理過程中的能量消耗遠小於熱處理法。二是由於在常溫
、常壓下進行
，處理後的食品與新鮮食品相比在物理性質
、化學性質、營養成分上改變很小
，風味

、滋味無感覺出來的差異。而且殺菌效果明顯(N/No<10-9)，可達到商業無菌的要求



，特別適用於熱敏性食品
，具有廣闊的應用前景。

1.11 超聲波殺菌技術

超聲波是頻率大於10kHz的de聲sheng波bo。超chao聲sheng波bo同tong普pu通tong聲sheng波bo一yi樣yang屬shu於yu縱zong波bo。超chao聲sheng波bo與yu傳chuan聲sheng媒mei質zhi相xiang互hu作zuo用yong蘊yun藏zang著zhe巨ju大da的de能neng量liang，當dang遇yu到dao物wu料liao時shi就jiu對dui其qi產chan生sheng快kuai速su交jiao替ti的de壓ya縮suo和he膨peng脹zhang作zuo用yong，這zhe種zhong能neng量liang在zai極ji短duan的de時shi間jian內nei足zu以yi起qi到dao殺sha滅mie和he破po壞huai微wei生sheng物wu的de作zuo用yong，而er且qie還hai能neng夠gou對dui食shi品pin產chan生sheng諸zhu如ru均jun質zhi
、催陳
、liejiedafenziwuzhidengduozhongzuoyong
，juyouqitawulimiejunfangfananyiqudededuozhongxiaoguo
，congernenggougenghaoditigaoshipinpinzhi
，baozhengshipinanquan。zhushaohuacaiyongchaoshengbofashengyizuoweimiejunshebei
，yijiangyouweimiejunduixiang，qudelelianghaodexiaoguo。

1.12 脈衝強光殺菌技術

maichongqiangguangshajunjishushicaiyongqiangliebaiguangshanzhaodefangfajinxingmiejun
，tayouyigedonglidanyuanheyigeduoxingqitidengdanyuanzucheng。donglidanyuanshiyigenengtigonggaodianyagaodianliumaichongdebujian
，taweiduoxingqitidengtigongnengliang，duoxingqitidengnengfachuyouziwaixianzhijinhongwaiquyudeguangxian
，qiguangpuyutaiyangguangshifenxiangjin，danqiangduqueqiangshuqianbeizhishuwanbei，guangmaichongkuanduxiaoyu800μs。該(gai)技(ji)術(shu)由(you)於(yu)隻(zhi)處(chu)理(li)食(shi)品(pin)的(de)表(biao)麵(mian)，從(cong)而(er)對(dui)食(shi)品(pin)的(de)風(feng)味(wei)和(he)營(ying)養(yang)成(cheng)分(fen)影(ying)響(xiang)很(hen)小(xiao)，可(ke)用(yong)於(yu)延(yan)長(chang)以(yi)透(tou)明(ming)材(cai)料(liao)包(bao)裝(zhuang)的(de)食(shi)品(pin)及(ji)新(xin)鮮(xian)食(shi)品(pin)的(de)貨(huo)架(jia)期(qi)。周(zhou)萬(wan)龍(long)等(deng)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，脈(mai)衝(chong)強(qiang)光(guang)對(dui)枯(ku)草(cao)芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun)


、酵母菌都有較強的致死效果
，30餘次閃照後，可使這些菌由105個減少到0個;脈衝強光起殺菌作用的波段可能為紫外線，但其他波段可能有協同作用。

1.13 超高壓殺菌技術

近年來，由日本率先研製出一種新型的食品加工保藏技術，這就是超高壓殺菌技術。所謂高靜壓技術(HighHydrostaticPressure簡稱HHP)就是將食品密封於彈性容器或置於無菌壓力係統中(常以水或其他流體介質作為傳遞壓力的媒介物)
，在高靜壓(一般100MPa以上)下xia處chu理li一yi段duan時shi間jian
，以yi達da到dao加jia工gong保bao藏zang的de目mu的de。在zai高gao壓ya下xia，會hui使shi蛋dan白bai質zhi和he酶mei發fa生sheng變bian性xing，微wei生sheng物wu細xi胞bao核he膜mo被bei壓ya成cheng許xu多duo小xiao碎sui片pian和he原yuan生sheng質zhi等deng一yi起qi變bian成cheng糊hu狀zhuang，這zhe種zhong不bu可ke逆ni的de變bian化hua即ji可ke造zao成cheng微wei生sheng物wu死si亡wang。微wei生sheng物wu的de死si亡wang遵zun循xun一yi級ji反fan應ying動dong力li學xue。對dui於yu大da多duo數shu非fei芽ya孢bao微wei生sheng物wu，在zai室shi溫wen、450MPa壓力下的殺菌效果良好;芽孢菌孢子耐壓，殺菌時需要更高的壓力，而且往往要結合加熱等其他處理才更有效。溫度
、介質等對食品超高壓殺菌的模式和效果影響很大。間歇性重複高壓處理是殺死耐壓芽孢的良好方法。

日本最新開發出的超高壓殺菌機，操作壓力達304～507MPa。超高壓殺菌的最大優越性在於它對食品中的風味物質
、維生素C、色素等沒有影響，營養成分損失很少，特別適用於果汁、果醬類食品的殺菌。

1.14 膜過濾除菌技術

隨著材料科學的發展，各種可用於物料分離的膜相繼出現
，膜分離技術已在食品、生物製藥等工業生產中得到廣泛應用
，例如生化物質的提取、純水的製備、果汁的濃縮等。膜分離過程根據推動力的不同，大體上可分為兩種。一類是以壓力為推動力的膜過程，如超濾;另(ling)一(yi)類(lei)是(shi)以(yi)電(dian)為(wei)推(tui)動(dong)力(li)的(de)膜(mo)過(guo)程(cheng)
，稱(cheng)為(wei)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)，如(ru)電(dian)滲(shen)析(xi)。以(yi)壓(ya)力(li)為(wei)推(tui)動(dong)力(li)的(de)膜(mo)過(guo)程(cheng)，根(gen)據(ju)膜(mo)所(suo)用(yong)的(de)孔(kong)徑(jing)和(he)截(jie)留(liu)能(neng)力(li)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)微(wei)孔(kong)過(guo)濾(lv)
、超濾和反滲透等。

通常膜的孔徑為0.0001～10μm，而物料中微生物粒子大小一般在0.5～2μm，若選用孔徑小於微生物的膜，使料液通過膜過濾器進行過濾，則菌體粒子被截留，稱之為過濾除菌。 膜過濾除菌技術具有耗能少
、在常溫下操作、適於熱敏性物料、工藝適應性強等優點，其應用前景廣闊，現已廣泛用於食品、生化、製藥、用水及空氣
、乳品
、果汁等的過濾除菌。 食品工程中的殺菌技術還很多，如:二氧化氯殺菌技術
、氯氣殺菌技術、電子滅菌技術
、加熱與加壓並用殺菌技術
、加熱與化學藥劑並用殺菌技術、加熱與輻射並用殺菌技術、靜電殺菌技術等。這些技術正在得以研究和應用。

2 發展趨勢與對策

當(dang)代(dai)食(shi)品(pin)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)，有(you)各(ge)自(zi)的(de)特(te)點(dian)和(he)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)
，人(ren)們(men)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)探(tan)索(suo)新(xin)的(de)殺(sha)菌(jun)方(fang)法(fa)。現(xian)代(dai)食(shi)品(pin)殺(sha)菌(jun)工(gong)藝(yi)正(zheng)在(zai)逐(zhu)步(bu)擺(bai)脫(tuo)傳(chuan)統(tong)的(de)加(jia)熱(re)殺(sha)菌(jun)方(fang)式(shi)
，或(huo)采(cai)用(yong)低(di)溫(wen)冷(leng)殺(sha)菌(jun)，或(huo)采(cai)用(yong)各(ge)種(zhong)除(chu)菌(jun)方(fang)法(fa)
，或(huo)運(yun)用(yong)現(xian)代(dai)的(de)各(ge)種(zhong)包(bao)裝(zhuang)技(ji)術(shu)與(yu)殺(sha)菌(jun)工(gong)藝(yi)密(mi)切(qie)配(pei)合(he)，或(huo)運(yun)用(yong)現(xian)代(dai)的(de)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)如(ru)冷(leng)凍(dong)幹(gan)燥(zao)、真空濃縮、冷藏、冷凍、真空浸漬等，以求最大限度地減少食品中各種營養成分的損失，盡可能保持食品的原有風味，盡可能提高殺菌技術的經濟性、方便性
，完善食品的包裝與貯藏條件，延長食品的貨架期，以滿足廣大消費者日益增長的物質生活的需要。麵臨世界性的食品資源緊缺
、能源枯竭、環境汙染、人口爆炸等諸多問題
，迫切要求經濟的、便捷的、實用的、多功能的高新食品殺菌技術得以大力研究，快速發展

，以適應食品工業的現代化。 jinnianlaiwoguoshipingongyejinrukuaisufazhanshiqi，zheduiwoguoxiangduiluohoudeshajunjishuyanjiutichuleyanjundetiaozhan，poqieyaoqiuwomenjijiyinjinbingxishouguowaixianjinjishu
，shenrujinxingshajungongchengjishudeyanjiuyukaifa
，shenhuakeyantizhigaige
，jiadakeyantourulidu，shishidabingtuanzuozhanmoshi
，jixie、化工
、生化
、微生物、高級物理、dianzidenggexuekekeyanrenyuantuanjieyizhi，miqiehezuo，jinkuaigoujiawoguoshajungongchengjishuyanjiuyutuiguangtixi，cushiwoguoshajungongchengjishuzaijinnianlaidedaokuaisutigao，suoxiaoyuguojixianjinshuipingdechaju

，yicujinwoguoshipingongyedejinyibufazhan。