探究射流破碎冷杀菌技术

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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杀菌是实现食品长期保藏必不可少的技术手段。尽管热杀菌可有效地杀灭食品中的有害微生物，但附带产生了对食品营养、风味、色泽的劣化。

出于对食品最小加工的追求，非热杀菌技术研究与日俱增。IFT（Institute of Food Technology）于1998年成立专门的非热加工分会（NPD，Non-thermal Processing Division）以促进非热杀菌技术的研究和应用。目前，非热杀菌技术主要研究方向有：高静压杀菌技术（Cheftel ，1995；Huang，1999；Patterson，2000）、脉冲电场杀菌技术（Góngora-Nieto，2002；Alvarez，2003）、脉冲磁场杀菌技术（Swanson，1995）、紫外杀菌技术（Bintsis,2000）、辐照杀菌技术（Dickson，2001）、强光闪照技术（Dunn ，2002；Marquenie，2003）、超声波杀菌技术（Earnshaw，1995；Earnshaw，1998）以及以微滤或离心为主要手段的除菌技术（Wamsler，1996）等等。

射流破碎冷杀菌技术进展

超高压射流破碎技术作为一种潜在的可替代液态食品热杀菌的杀菌方法，从1990年开始受到研究人员的关注。目前的研究多集中于揭示现象、探讨应用方面的研究，分散于牛奶、果汁、微生物等领域。

超高压射流破碎杀菌是使液态食品在高压作用下，以高速射流形式瞬间通过阀孔狭隙，微生物受到挤压、摩擦、剪切、空穴、震荡以及膨爆等多重动力作用，导致细胞破碎或损伤从而失去活性。

Popper和Knorr（1990）首先尝试了高压射流钝化微生物的概念。试验中选用APV Gaulin Micron Lab 40试验型高压均质机，以Escherichia coli，Streptococcus lactis和Bacillus subtilis分别作为革兰氏阴性菌和两种不同胞壁酸残基结构革兰氏阳性菌的代表，发现在100MPa时经多次处理即可使三种菌的初始菌数分别减少到0.1%、0.1%和10%。Toledo等人（2000）开发了一种高压喉释（High-Pressure Throttling）设备，以Pseudomonas putida与Lactobacillus sake分别作为牛奶腐败菌中革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌代表，实验发现，最大压力310MPa的超高压动力可使液体培养基中的P. putida由初始菌数108cfu/ml下降到10-1倍稀释液中菌落数为0，L. sake则要比D85℃致死数值降低几个数量级。通过两种不同设计方式杀菌设备的比较，装备1（以HYDROPAC P60-03CXS为增压装置）可以降低液体培养基中L. sake达4个对数单位，而装备2（以Microfluidics IP40-05SP为增压装置）则降低8个对数单位以上。子囊菌属酵母（Zygosaccharomyces bailii）具有坚硬的壳质细胞壁（Brock and Madigan, 1991），采用超高压动力处理可降低Z. bailii培养液中初始菌数2.6个对数单位（Toledo et al. 2000）。杜军等人（2002）利用NCJJ-0.005/150射流破碎机，在微生物细胞破碎试验中，采用150MPa压力2次处理，使Saccharomyces cerevisiae悬液细胞（初始菌数108cfu/ml）全部破碎致死，动力作用对Bacillus subitlis的致死率可达5-7个对数单位。采用200MPa的高压均质（含两个同步交迭增压装置），处理Lactobacilli磷酸盐缓冲悬液（初始菌数107cfu/ml），可以使其完全钝化（Lima， 2004）。

在应用研究方面，Clark等人（1993）利用高压均质机APV Gaulin model 30CD对没有进行巴氏杀菌的鲜榨柑橘汁进行了处理，105MPa（15000psi）处理压力下，可降低微生物存活率达99%。Campos等人（2003）在灭菌（121℃/15min）后的柑橘汁中分别引入Lactobacillus Plantarum和Saccharomyces Cerevisiae，初始菌数分别达1.2×107cfu/ml和2.9×105cfu/ml，高压均质处理后，发现250MPa可以使其存活率分别降低7.1和5.6个对数单位，达到了很好的钝化效果。Lima等人（2004）对接种L. brevis的Pilsen啤酒进行了高压均质处理，发现150MPa可以降低初始菌数107cfu/ml达3个对数单位，200MPa可以使其完全钝化。对于牛奶中微生物的钝化处理表明，310MPa处理可以降低菌类存活率达2.5-4个对数单位（Toledo，2000）。

超高压动力作用能够很好的保留食品的风味。Clark等人（1993）利用高压均质机处理的鲜榨柑橘汁，在4℃左右保留很好的风味达40天之久。Toledo（Mermelstein，1999）利用自制的超高压动力杀菌装备处理的柑橘汁在冷藏条件下存放了6个月仍然没有腐败（有一些絮状物沉淀），对柑橘汁、葡萄汁和苹果汁的感官评定分析表明，超高压动力处理样品与未经处理样品在风味上没有差别；一些热敏性的果汁如芒果汁、桃子汁经过超高压动力处理之后在冷藏条件下可以保存一年，不失其新鲜风味。

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