摘要：食品的灭菌技术是运用各种手段，灭杀食品自身污染的、从食品包装容器带入的、加工与调配过程中由操作人员和设备引入的以及生产环境中存在的各种有害微生物，从而保持食品品质并达到一定保藏期的一种技术。本文对液态乳灭菌技术作了简要介绍。

关键词：液态乳 灭菌 技术 应用

前言

液态乳杀菌的主要目的确保食品安全灭菌能杀死一些对热敏感的致病菌和一些菌的代谢毒素等，确保产品的饮用安全。延长保质期灭菌可以杀死存在于牛乳中的微生物或其孢芽、灭活牛乳本身的酶或微生物代谢酶产物，还能抑制脂肪的自身氧化，还能避免牛乳的快速稀奶油化。几乎所有液态乳制品的生产都需要热处理。热处理的主要目的是杀死微生物和使酶失活，同时还会产生一些化学变化。这些变化决定于热处理的强度，即加热温度和受热时间，但热处理也会给乳带来负面影响。如褐变、风味变化、营养物质损失、抑菌剂失活等。

一般来说，灭菌的方法很多，在液态乳生产中多采用的事热处理方法。根据热处理的目的不同，可以分为初步杀菌、巴氏杀菌和灭菌。巴氏杀菌的目的是杀死致病菌营养体。灭菌的目的是杀死所有可能导致产品变质的微生物，使产品能在室温下储存一段时间。

灭菌乳可分为两大类，即保持灭菌乳和超高温灭菌乳。保持灭菌乳是采用传统的灭菌方式，加工条件通常为105~~120℃，时间10~~70min。现广泛采用的事二次灭菌生产的保持灭菌乳。随着加工技术的发展，通过升高灭菌温度和缩短保持时间也能达到灭菌效果，就是现在的超高温灭菌，加工条件通常为135~~150℃，时间1~~10s。最常见的巴氏杀菌液态乳制品为纯牛乳，灭菌液态乳制品包括灭菌的纯牛乳、咖啡稀奶油、搅打奶油、巧克力风味乳和酸性含乳饮料等。

灭菌技术根据原理不同，一般可分为加热灭菌技术、化学药剂灭菌技术、辐射灭菌技术、过滤除菌法以及加热与其他手段相结合的灭菌技术等。灭菌技术具体可以分为热灭菌；化学灭菌；超滤灭菌；辐射；一些新的灭菌方法等。

1加热灭菌技术

乳品工业生产上常采用的灭菌方法可分为低温长时间（巴氏杀菌）、高温短时间以及超高温瞬间灭菌法三种。前两种方法由于灭菌效果稳定、操作简单、设备投资小，已有悠久的应用历史，如今还广泛用在各类罐藏食品、饮料、乳品的生产中。后一种方法由于其独特的优点，已发展成一种新食品灭菌技术。

目前在牛乳和乳制品生产上使用的灭菌方法几乎都是热处理，目的主要包括杀灭产品中的微生物、灭活酶或者其他更多化学变化之目的。热处理的效果主要取决于温度、加热时间等热处理强度。热处理在保护产品品质的同时也会引起营养物质损失、色泽变深、引发蒸煮味等不利变化，还会破坏免疫球蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶和过氧化氢酶等生物活性物质，影响牛乳的凝乳能力。热加工对乳的物理变化、微生物以及生物学特性有重大影响，如加热臭的生产、蛋白质的变化、乳石的生成、酶的钝化、色泽的褐变等，都与热加工时间，温度有关。所以选择合适的热处理工艺主要应该考虑正反方面的影响。

2电阻加热灭菌技术

电阻加热灭菌也称欧姆灭菌，是一种新型热灭菌方法。它借通入的电流使食品内部产生热量而达到灭菌的目的，是酸性和低酸性食品以及带颗粒食品进行；连续灭菌的一种新技术。电阻加热灭菌使用交流电的频率为50~~60Hz，它利用电极将电流直接导入食品，由食品自身的介电性质产生热量，以达到灭菌目的。

电阻加热的适用性由食品物料的电导率来决定，大多数能用泵输送的、溶解有盐类离子且含水量在30％以上的食品都可用电阻加热来灭菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加盐的处理水等非离子化的食品则不适用该技术。

3臭氧灭菌技术

臭氧是一种强氧化剂、消毒剂、精制剂和催化剂，是氧的同素异形体。臭氧在水中极不稳定，时刻发生还原反应，产生具有强烈氧化作用的单原子氧，在其产生的瞬间，与细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏，细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，是细菌失去活性。同时臭氧能迅速扩散进入细胞内，氧化细胞内的酶或RNA、DNA，从而杀死菌体。臭氧灭菌具有高效、快速、安全、便宜等优点。

4辐照灭菌技术

辐照就是利用X射线或加速电子射线对食品的穿透力，以达到杀死食品中微生物和虫害的一种冷灭菌消毒方法。受辐照的食品或生物体会形成离子、激发态分子或分子碎片，进而这些产物间又相互作用，生成与原始物质不同的化合物。在化学效应的基础上，受辐照物料或生物体还会发生一系列生物学效应，从而导致害虫、虫卵、微生物体内的蛋白质、核酸及促进生化反应的酶受到破坏、失去活力，进而终止农产品、食品被侵蚀和生长老化的过程，维持品质稳定。

5微波灭菌技术

微波指波长在0.001~1m的电磁波，能以光速向前直进，遇到物体阻挡，能引起反射、穿透、吸收等现象，用于灭菌的微波频率为2450MHz。一般认为微波对微生物的致死效应有两个方面的因素，即热效应和非热效应。热效应是指物料吸收微波能，使温度升高从而达到灭菌的效果。而非热效应是指生物体内的极性分子在微波场内产生强烈的旋转效应，这种强烈的旋转使微生物的营养细胞失去活性或破坏微生物细胞内的酶系统，造成微生物的死亡。

微波灭菌具有穿透力强、节约能源、加热效率高、适用范围广等特点，而且微波灭菌便于控制，加热均匀，食品的营养成分及色香味在灭菌后仍接近食物的天然品质，可以用于液态奶的灭菌。

6远红外线灭菌技术

对红外线的利用始于20世纪，1935年美国福特汽车公司的格罗维尼首先取得将红外线用于加热和干燥的专利。食品中的很多成分及微生物在3~10um的远红外区有强烈的吸收。远红外加热灭菌不需要介质，热直接由物体表面渗透到内部，因此不仅可用于一般的粉状和块状食品的灭菌，而且还可用于坚果类食品如咖啡豆、花生和谷物的灭菌以及袋装食品的直接灭菌。

7紫外线灭菌技术

紫外线按其波长不同可分为三段：长波段（320~400nm），中波段（275~320nm），短波段（180~275nm）。处于240~285nm区段的紫外线灭菌力较强，而最强的波长为250~265nm，多以253.7nm作为紫外线灭菌的波长。当微生物被紫外线照射时，其细胞的部分氨基酸和核酸吸收紫外线，产生光化学作用，引起细胞内成分，特别是核酸、原浆蛋白、酯的化学变化，同时空气受紫外线照射后产生微量臭氧，共同起杀菌作用，从而导致微生物的死亡。

紫外线进行直线传播，其强度与距离平方成比例的减弱，并可被不同的表面反射，穿透力弱，广泛用于空气、水及食品表面、食品包装材料、食品加工车间、设备、器具、工作台的灭菌处理。在液态乳生产中，常用于食品包装材料和设备的灭菌步骤中。

8.磁力灭菌技术

磁力灭菌是把需消毒灭菌的食品放于磁场中，在一定磁场强度作用下，使食品在常温下起到灭菌作用。由于这种灭菌方式不需加热，具有广谱灭菌作用，经处理后的食品，其风味和品质不受影响，主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其其他各种包装的固体食品。

9.高压电场脉冲灭菌技术

高压电场脉冲灭菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中，由于高压电脉冲能破坏细菌的细胞膜，改变其通透性，从而杀死细胞。高压脉冲电场的获得有两种方法。一种是利用LC振荡电路原理，先用高压电源对一组电容器进行充电，将电容器与一个电感线圈及处理室的电极相连，电容器放电时产生的高频指数脉冲衰减波即加在两个电极上形成高压脉冲电场。由于LC电路放电极快，在几十至几百个微秒内即可以将电场能量释放完毕，利用自动控制装置，对LC振荡器电路进行连续的充电与放电，可以在几十毫秒内完成灭菌过程。另一种是利用特定的高频、高压变压器来得到持续的高压脉冲电场。灭菌用的高压脉冲电场强度一般为15~100Kv/cm，脉冲频率为1~100kHz，放电频率为1~20kHz。

高压电场灭菌一般在常温下进行，处理时间为几十毫秒。这种方法有两个特点：一是由于灭菌时间短，处理过程中的能量消耗远小于热处理法；二是由于在常温常压下进行，处理后的食品与新鲜食品相比在物理性质、化学性质、营养成分上改变很少，风味、滋味无感觉出来的差异。而且灭菌效果明显，可达到商业无菌的要求，特别适用于热敏性食品。

10.超声波灭菌技术

超声波是频率大于10kHz的声波。超声波同普通声波一样属于纵波。超声波与传声介质相互作用蕴藏着巨大能量，当遇到物料时就对其产生快递交替的压缩和膨胀作用，这种能量在极短的时间内足以起到杀灭和破坏微生物的作用，而且还能够对食品产生诸如均质、催陈、裂解大分子物质等多种作用，具有其他物理灭菌方法难以取得的多重效果，从而能够更好的提高食品品质，保证食品安全。

11.脉冲强光灭菌技术

脉冲强光灭菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌，它由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是一个能提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供能量，惰性气体灯能发出由紫外线至近红外区域的光线，其光谱与太阳光十分相近，但强度却强数千倍至数万倍，光脉冲宽度小于800us。

该技术由于只处理食品的表面，从而对食品的风味和营养成分影响很小，可用于延长以透明材料包装的食品及新鲜食品的货架期。

12.高静压灭菌技术

高静压技术是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，在高静压下处理一段时间，以达到加工、保藏的目的。在高压下，会使蛋白质和酶发生变性，微生物细胞核膜被压成许多小碎片和原生质等一起变成糊状，这种不可逆的变化即可造成微生物死亡。

对于大多数非芽胞微生物，在室温、450Mpa压力下的灭菌效果良好；芽孢菌孢子耐压，灭菌时需要更高的压力，而且往往要结合加热等其他处理才更有效。温度、介质等对食品超高压灭菌的模式和影响效果最大，间歇性重复高压处理是杀死耐压芽孢的良好方法。高静压灭菌的最大优越性在于它对食品中的风味物质、维生素C、色素等没有影响。营养成分损失很少。

13.膜过滤除菌技术

随着材料科学的发展，各种可用于物料分离的膜相继出现，膜分离技术已在食品、生物制药等工业生产中得到广泛应用。膜分离过程根据推动力的不同，大体上可分为两种：一类是以压力为推动力的膜过程，如超滤；另一类是以电为推动力的膜过程，称为离子交换，如电渗析。以压力为推动力的膜过程，根据膜所用的孔径和截留能力可以分为微孔过滤、超滤和反渗透等，膜的孔径一般为0.0001~10um。通常物料中微生物粒子大小一般在0.5~2um。若选用孔径小于微生物的膜，使了液通过膜过滤器进行过滤，则菌体粒子被截留，称之为过滤除菌。液态乳杀菌选用的多为孔径为1.4um的陶瓷膜微滤除去乳中的微生物，比如细菌、酵母、霉菌及孢子等，具有冷杀菌优势。

膜过滤除菌技术具有耗能少、在常温下操作、适于热敏性物料、工艺适应强等优点，其应用前景广阔。在液态乳加工中，膜技术与其他技术相结合的复合灭菌系统可降低对牛乳的热处理强度，保证了灭菌效果的同时，还可以保持鲜乳原有的风味和避免蛋白质的热变性，可有效提高产品的质量和货架期。

14.其他灭菌技术

食品工程中的灭菌技术还很多，如二氧化氯灭菌技术、氯气灭菌技术、技术灭菌技术、热与加压并用灭菌技术、加热与化学药剂并用灭菌技术、加热与辐射并用灭菌技术、抑菌包装、静电灭菌技术等，这些技术正得以研究和应用。

小结

液态乳腐败变质的一个主要原因是腐败微生物活动的结果,是当前食品安全关注的焦点问题之一，不仅造成巨大的经济损失，而且威胁到人们的生命健康。因此，以杀灭微生物为目标的灭菌技术，一直是乳品行业共同关注的问题。为了保持食品的营养和最大限度地维持食品的色、香、味等品质，新型的灭菌技术不断得到开发应用。

参考文献

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液态乳灭菌方法