超高温杀菌技术
- 格式:doc
- 大小:24.00 KB
- 文档页数:5
超高温杀菌技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII新型商业杀菌技术蔡晨 1010821238 1、超高温杀菌技术(1)基本原理:按照微生物的一般致死原理,微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中,必然受到致命的损害,且随着受热时间的延长而加剧,直至死亡。
(2)优缺点:UTH使产品达到较长保质期的基本条件是达到杀菌效率和钝化酶,此外需尽量减小产品在高温处理下可能发生的营养损失、产品褐变、蛋白质凝固沉淀等物理化学变化。
产生褐变及其它缺陷的危险性较小,生产工艺条件较易控制,能更好地保存食品的品质和风味。
但强烈的热处理对产品的外观、味道和营养价值都会产生一定的不良影响。
应用领域:乳制品、果汁制品的灭菌加工。
高温杀菌现在分两种一种是饮料,豆浆等液体物料包装前杀菌,这种一般用的是管式超高温瞬时杀菌设备,还有一种高温杀菌技术是用的杀菌锅,适应于食品耐热包装之后的杀菌。
2、欧姆加热法超高温杀菌技术(1)基本原理:欧姆加热就是利用物料本身的电阻特性直接把电能转化为热能的一种加热方式,它克服了传统加热方式(对流加热,热传导,热辐射)中物料内部的传热速度取决于传热方向上的温度梯度等不足,实现了物料的均匀快速加热。
当物料的两端施加电场时,物料中有电流通过,在电路中把物料做为一段导体,由于物料的电阻特性,利用它本身在导电时所产生的热量达到加热的目的。
(2)优点:加热速度快、容易控制;加热均匀;能量利用率高。
缺点:目前该技术在研究应用中存在几个主要问题,加热速度的控制;对于非均质的复杂食品物质,各部分电阻都不同,在通电时内部电流能否均匀分布成为影响加工品质的关键;在接触式欧姆加热解冻中,应研制一种耐腐、无污染的电极与物料接触,避免产生电流集中现象,引起局部过热;在浸泡式欧姆加热解冻中,浸泡介质的电导率是影响解冻速率和物料内部温度分布均匀性的重要因素,其影响机理尚不明确,有待进一步研究;颗粒杀菌值的评估与计算问题尚未很好解决;颗粒食品的输送、混合及如何平均地充填于每一容器中等技术问题;含颗粒食品的密度过大或过小难以保障加热效果;利用欧姆加热时的欧姆加热设备的投资较大,现在的电力价格还相当高,欧姆加热目前仅对酸性食品的加热人们对欧姆加热的高质量产品还没有充分的认识,商业应用尚不广泛。
食品高温杀菌工艺
1、热水循环式杀菌:
杀菌时锅内食品全部被热水浸泡,这种方式热分布比较均匀。
2、蒸汽式杀菌:
食品装到锅里后不是先加水,而是直接进蒸汽升温,由于在杀菌过程中锅内存在空气会出现冷点,所以这种方式热分布不是最均匀。
3、淋水式杀菌:
这种方式是采用喷嘴或喷淋管将热水喷到食品上,杀菌过程是通过装设在杀菌锅内两侧或顶部的喷嘴中,喷射出雾状的波浪型热水至食品表面,所以不但温度均匀无死角,而且升温和冷却速度迅速,能全面、快速、稳定的对锅内产品进行杀菌,特别适合软包装食品的杀菌。
4、水汽混合式杀菌:
这种方式杀菌由法国推出,巧妙的把蒸汽式和水淋式相结合,锅内加入少量的水以满足循环喷淋使用,蒸汽直接进入国内,真正实现短时高效、节能环保并适合特殊产品的杀菌。
第十五章超高温(UHT)灭菌杀菌是食品加工中极为重要的一道工序,在原始社会里,人类就不知不觉地对食品进行了杀菌处理。
在科学技术飞速发展的今天,人们对食品杀菌意义的认识和应用也得到了不断地完善和提高。
第一节超高温灭菌的基本原理关于超高温(UHT)灭菌,尚没有十分明确的定义。
习惯上,把加热温度为135~150℃,加热时间为2~8s,加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT灭菌。
UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。
一是微生物热致死的基本原理;二是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。
一、UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致死原理,当微生物在高于其耐受温度的热环境中时,必然受到致命的伤害。
加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化,随后一些球蛋白变得不溶解,酶失去活力,从而造成新陈代谢能力的丧失,因此,细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性,而且这与杀菌条件的选择密切相关。
大量实验证明,微生物的热致死率是加热温度和受热时间的函数。
(—)微生物的耐热性腐败菌是食品杀菌的对象,其耐热性与食品的杀菌条件有直接关系。
影响微生物耐热性的因素有如下几方面:(1)菌种和菌株(2)热处理前菌龄、培育条件、贮存环境(3)热处理时介质或食品成分,如酸度或PH值(4)原始活菌数(5)热处理温度和时间,作为热杀菌,这是主导的操作因素。
(二)微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
这一规律为通常大量的试验结果所证实。
若以纵坐标表示单位物料内随时间而残存的活细胞或芽孢数的对数值,横坐标表示热处理时间,则可获得如图15-1所示的微生物致死速率曲线。
图15-1 微生物致死速率曲线如图所示,设A为加热开始时活菌数所代表的点,B为加热后菌数下降1个对数周期时的点,其相应的加热时间为3.5min,C为加热后菌数下降2个对数周期时的点,其相应的加热时间为7.0min。
第十章 超高温杀菌第一节 基本原理超高温杀菌是把加热温度为135-150℃、加热时间为2-8s 、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程叫做超高温杀菌或者UHT 杀菌。
其基本原理包括微生物热致死原理和如何最大限度地保持食品的原有风味及品质原理。
因为微生物对高温的敏感性远远大于多数食品成分对高温的敏感性,故超高温短时杀菌,能在很短时间内有效地杀死微生物,并较好地保持食品应有的品质。
一、UHT 杀菌的微生物致死理论依据微生物的热致死率是加热温度和加热时间的函数。
(一)微生物的耐热性微生物的耐热性受到下列因素的影响1.菌种和菌株;2.菌龄、培育条件、贮存环境;3.热处理的介质、食品成分如酸度;4.原始活菌数;5.热处理温度和时间(主导因素)。
(二)微生物的致死速率与D 值在一定环境和温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
细菌任意时刻的致死速率可以用它残存活菌数下降一个对数周期所需的时间来表示,这便是图中D 值的概念。
D 值是这一直线斜率绝对值的倒数,即:()D D C C C B /1/10log 10log /23=-=''=斜率D 值反映了细菌死亡的快慢。
D 值越大,细菌死亡的速度越慢,即细菌的耐热性越强;反之则死亡速度越快,耐热性越强。
D 值随其它影响微生物耐热性的因素而异,只有在这些因素固定不变的条件下,才能稳定不变。
图10-1(三)微生物的热力致死时间与Z值热力致死时间(Thermal Death Time=TDT)——表示热力致死温度保持不变的条件下,完全杀灭某菌种的细胞或芽孢所必需的最短热处理时间。
微生物热力致死的时间随致死温度而异,两者的关系曲线称为热力致死时间曲线,图10-2表达了不同热力致死温度下细菌芽孢的相对耐热性。
Z 值表达了热致死时间缩短一个对数周期所要求的热处理温度升高的度数,它在数值上等于热力致死时间曲线的直线斜率绝对值的倒数。
超高温瞬时灭菌名词解释
超高温瞬时灭菌(Ultra-High temperatures and Ultra-High temperatures for灭菌)是一种快速、高效的杀菌技术,其原理是通过极端高温(通常在1200°C 以上)来杀死微生物,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等。
超高温瞬时灭菌通常采用两种形式:一种是恒定温度灭菌,另一种是快速冷却灭菌。
在恒定温度灭菌中,灭菌温度和时间根据物品的种类和大小而定,通常在1200°C~1300°C之间进行30~60秒的灭菌处理。
而在快速冷却灭菌中,物品被置于极端高温下,然后迅速冷却,通常在70°C~80°C的极端温度下进行30~60
秒的灭菌处理。
超高温瞬时灭菌的优点在于其高效、快速和便捷。
由于灭菌温度高,可以在较短的时间内杀死绝大多数微生物,因此可以广泛应用于食品、医药、医疗器械、化妆品等行业。
此外,超高温瞬时灭菌还可以杀死一些难以杀死的微生物,如细菌芽孢和真菌等,因此对于需要保持食品安全和品质的物品来说,是一种非常重要的灭菌技术。
除了食品和医药等行业外,超高温瞬时灭菌还可以应用于其他领域,如化学实验室、航空航天、军事等。
在这些领域中,超高温瞬时灭菌可以用于杀菌和消毒,以确保实验室和设备的安全和卫生,以及航空航天和军事物品的质量和安全性。
超高温瞬时灭菌是一种高效、快速、便捷的杀菌技术,可以应用于多种领域,包括食品、医药、医疗器械、化妆品等。
随着技术的不断发展,超高温瞬时灭菌的应用前景将越来越广泛。
实验型超高温瞬时杀菌机设备工艺原理简介实验型超高温瞬时杀菌机是一种用于液态食品进行高温处理的设备,通过高温瞬间杀灭其中的微生物,从而保证食品的安全性和保质期。
本文将介绍该设备的工艺原理和相关参数。
工艺原理实验型超高温瞬时杀菌机利用高温处理的原理,将液态食品暴露在高温环境下,使其中的微生物被快速杀灭。
其工艺流程如下:1.加热准备:将食品装入杀菌室,并开始加热,提高杀菌室中的温度。
2.杀菌处理:在杀菌室中保持一定的高温,使其中的微生物被杀灭。
3.冷却降温:结束杀菌处理后,对食品进行冷却降温处理,使其达到合适的温度,可以进行包装等后续处理。
通常,实验型超高温瞬时杀菌机的工艺流程可分为自动控制和手动控制两种。
参数设置实验型超高温瞬时杀菌机的参数设置对杀菌效果具有重要影响,以下是常见的参数设置以及其对应的实验结果:温度温度是杀菌机处理中最重要的参数之一。
实验表明,高温处理可以快速杀灭大部分微生物。
一般来说,超高温处理需要达到高温100℃以上,正常超高温处理温度为130-150℃,超高温处理温度为150-170℃。
在实验过程中,可以通过调节杀菌机温度,以达到预期的处理效果。
时间时间是杀菌机处理中的另一个重要参数。
处理时间过短可能无法杀死所有的微生物,而过长又会对食品的品质造成影响。
通常来说,超高温处理需要在数秒到数十秒之间进行,正常超高温处理时间为2-10秒,超高温处理时间为1-3秒。
在实验过程中,可以通过调节杀菌机参数,以达到预期的处理效果。
压力压力是杀菌机处理的第三个重要参数。
在杀灭微生物的过程中,需要用高压力将食品加热,使其在快速加热的同时达到相应的温度。
一般来说,正常超高温处理压力为1-2.5MPa,超高温处理压力为2.5-4MPa。
在实验过程中,可以通过调节杀菌机参数,以达到预期的处理效果。
结论实验型超高温瞬时杀菌机是一种重要的液态食品处理设备,通过高温处理快速杀灭微生物,保证食品的品质和安全性。
高温灭菌技术在果汁饮料行业中的应用探讨高温灭菌技术在果汁饮料行业中的应用探讨1. 引言果汁饮料是人们日常生活中常见的饮品之一,是一种通过榨取或者提取水果汁液后加工而成的饮品。
然而,由于果汁中含有丰富的水分和营养物质,也容易滋生大量细菌、酵母和霉菌等微生物,使得果汁的保质期较短。
为了延长果汁的保质期,保持其新鲜度和营养价值,高温灭菌技术广泛应用于果汁饮料行业。
本文将探讨高温灭菌技术在果汁饮料行业中的应用,并分析其优点和局限性。
2. 高温灭菌技术的原理高温灭菌技术是通过将果汁饮料加热到一定温度,以达到灭菌的效果。
在高温下,微生物体内的各种生物大分子(如核酸、蛋白质和细胞膜等)会发生变性和失去活性,从而达到灭菌的目的。
常见的高温灭菌技术包括热处理、等温培养和加热保持等。
热处理是将果汁饮料加热到80-100摄氏度,并保持一定时间,以杀灭细菌、酵母和霉菌等微生物。
等温培养是将果汁饮料加热到一定温度,并在一定时间内持续保持温度,以促使细菌和酵母等微生物正常繁殖。
加热保持是将果汁饮料加热到一定温度,然后迅速冷却,以破坏微生物的细胞膜和结构。
3. 高温灭菌技术的应用(1)延长果汁饮料的保质期高温灭菌技术可以有效地杀灭果汁中的微生物,延长果汁饮料的保质期。
通过加热处理,细菌和酵母等微生物的数量大大减少,可以使果汁饮料在常温下保存更长时间,提高商品的销售期限。
这对于果汁饮料行业来说,不仅可以减少库存损失,还可以提供更多的生产和销售机会。
(2)保持果汁饮料的营养成分高温灭菌技术可以在保证果汁饮料的新鲜度的前提下,最大程度地保持果汁中的营养成分。
在高温下,果汁中的维生素和矿物质等营养物质的损失较小,可以减少产品的品质损失,并满足消费者对健康饮品的需求。
(3)提高果汁饮料的安全性果汁饮料中的微生物有可能对人体造成健康风险,尤其是对于免疫力较弱的人群。
高温灭菌技术可以有效杀灭果汁中的病原微生物,减少人体对微生物感染的风险,提高果汁饮料的安全性。
新型商业杀菌技术蔡晨 1010821238 1、超高温杀菌技术(1)基本原理:按照微生物的一般致死原理,微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中,必然受到致命的损害,且随着受热时间的延长而加剧,直至死亡。
(2)优缺点:UTH使产品达到较长保质期的基本条件是达到杀菌效率和钝化酶,此外需尽量减小产品在高温处理下可能发生的营养损失、产品褐变、蛋白质凝固沉淀等物理化学变化。
产生褐变及其它缺陷的危险性较小,生产工艺条件较易控制,能更好地保存食品的品质和风味。
但强烈的热处理对产品的外观、味道和营养价值都会产生一定的不良影响.应用领域:乳制品、果汁制品的灭菌加工。
高温杀菌现在分两种一种是饮料,豆浆等液体物料包装前杀菌,这种一般用的是管式超高温瞬时杀菌设备,还有一种高温杀菌技术是用的杀菌锅,适应于食品耐热包装之后的杀菌。
2、欧姆加热法超高温杀菌技术(1)基本原理:欧姆加热就是利用物料本身的电阻特性直接把电能转化为热能的一种加热方式,它克服了传统加热方式(对流加热,热传导,热辐射)中物料内部的传热速度取决于传热方向上的温度梯度等不足,实现了物料的均匀快速加热。
当物料的两端施加电场时,物料中有电流通过,在电路中把物料做为一段导体,由于物料的电阻特性,利用它本身在导电时所产生的热量达到加热的目的。
(2)优点:加热速度快、容易控制;加热均匀;能量利用率高.缺点:目前该技术在研究应用中存在几个主要问题,加热速度的控制;对于非均质的复杂食品物质,各部分电阻都不同,在通电时内部电流能否均匀分布成为影响加工品质的关键;在接触式欧姆加热解冻中,应研制一种耐腐、无污染的电极与物料接触,避免产生电流集中现象,引起局部过热;在浸泡式欧姆加热解冻中,浸泡介质的电导率是影响解冻速率和物料内部温度分布均匀性的重要因素,其影响机理尚不明确,有待进一步研究;颗粒杀菌值的评估与计算问题尚未很好解决;颗粒食品的输送、混合及如何平均地充填于每一容器中等技术问题;含颗粒食品的密度过大或过小难以保障加热效果;利用欧姆加热时的欧姆加热设备的投资较大,现在的电力价格还相当高,欧姆加热目前仅对酸性食品的加热人们对欧姆加热的高质量产品还没有充分的认识,商业应用尚不广泛.(3)应用领域:欧姆加热法是一项新技术,可用于食品中的杀菌、解冻、漂烫。
超高温灭菌系统一.超高温灭菌(Ultra High Temperature,简称UHT)UHT产品是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135~150℃,在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌水平,然后在无菌状态下灌装于无菌包装容器中的产品。
UHT产品能在非冷藏条件下分销,可保持相当时间而产品不变质。
现在,UHT产品已从最初的牛奶拓展到了其它不同品种的饮料,如各类果汁、茶饮料等,灭菌温度为100~135℃。
(一).目的:杀死所有能导致产品变质的微生物,使产品能在室温下贮存一段时间。
(二).超高温灭菌加工的类型:超高温灭菌系统所用的加热介质大都为蒸汽或热水,按物料与热介质接触与否,进一步可分为两大类,即直接加热系统和间接加热系统。
根据实际的生产情况,这里主要介绍超高温间接加热系统,按热交换器传热面的不同又可分为板式热交换系统及管式热交换系统,某些特殊产品的加工使用刮板式加热系统。
1.板式热交换系统板式热交换系统具有诸多的优点:a. 热交换器结构比较紧凑,加热段、冷却段和热回收段可有机地结合在一起。
b. 热交换板片的优化组合和形状设计,大大提高了传热系数和单位面积的传热量。
c. 易于拆卸,进行人工清洗加热板面,定期检查板面结垢情况及CIP清洗的效果。
2.管式热交换系统管式热交换系统的优点是:a. 生产过程中能承受较高的温度及压力。
b.有较大的生产能力。
c. 对产品的适应能力强,能对高粘度的产品进行热处理,如布丁等。
3.板式与管式热交换系统的比较对两种系统,从温度的变化情况来看比较接近,从机械设计的角度来看:a. 板式热交换器很小的体积就能提供较大的传热面积,为达到同样的传热量,板式加热系统是最经济的一种系统。
b. 管式加热系统因其结构的特性,更加耐高温和高压,而板式加热系统,则受到了板材及垫圈的限制。
c.板式热交换器,对加热表面的结垢比较敏感,因其流路较窄,垢层很快会阻碍产品的流动。
为了保证流速不变,驱动压力就会增大,但压力的增大会受到结构特别是垫圈的限制;管式热交换器,由于产品与加热介质之间的温差较大,较板式热交换器可能更易结垢,但结垢对产品的流速没有太大的影响,因为系统可以承受较大的内压力,持续生产的制约因素主要是灭菌温度,结垢层影响了传热效率,从而影响了灭菌温度,造成无法进行自动控制。
超高温瞬时灭菌在食品应用中的概述()摘要:超高温杀菌技术是目前研究开发的高新技术之一,它具有节能高效、安全、经济以及更大限度保持食品天然的色、香、味的特点。
文中概述了超高温杀菌技术的原理以及其分类,简述了其在食品中的应用。
关键词:超高温瞬时灭菌食品加工杀菌设备1965年英国20世纪5020世纪80塔式杀3.1微生物的耐热性受到下列因素的影响(1)菌种和菌株;(2)菌龄、培育条件、贮存环境;(3)热处理的介质、食品成分如酸度;(4)原始活菌数;(5)热处理温度和时间(主导因素)。
3.2微生物的致死速率与D值在一定环境和温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
细菌任意时刻的致死速率可以用它残存活菌数下降一个对数周期所需的时间来表示,这便是图中D 值的概念。
D值是这一直线斜率绝对值的倒数,即:D值反映了细菌死亡的快慢。
D值越大,细菌死亡的速度越慢,即细菌的耐热性越强;反之则死亡速度越快,耐热性越强。
D值随其它影响微生物耐热性的因素而异,只有在这些因素固定不变的条件下,才能稳定不变。
如下图3.3微生物的热力致死时间与Z值热力致死时间(ThermalDeathTime=TDT)——表示热力致死温度保持不变的条件下,完全杀灭某菌种Z如果某种微生物在121℃时的TDT值为F,则该微生物在任何杀菌温度下的TDT值可表示为四、超高温杀菌技术的分类按照物料与加热介质直接接触与否UHT杀菌过程可分为间接式加热法和直接混合式加热法两类:4.1直接混合式加热可按两种方式进行。
一是注射式,即将高压蒸汽注射到待杀菌物料中,二是喷射式,即将待杀菌的物料喷射到蒸汽中。
4.2间接加热UHT瞬时杀菌是通过采用高压蒸汽和加热介质,热量经过壁面传递给物料。
间接式加热超高温杀菌的换热器的传热率至关重要。
通常的间壁式换热器有板式、管式、和搅拌式等。
4.3两种方式的优缺点直接式:高粘度,固体也可以。
因直接加热,加工制品会变薄。
超高温灭菌法灭菌温度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述超高温灭菌法是一种常见的灭菌方法,其主要特点是在极高的温度下进行杀菌。
该方法通过高温对微生物细胞内的生物大分子(如蛋白质和核酸)进行破坏,以达到灭菌的目的。
超高温灭菌法通常在摄氏121度至134度之间进行,利用高温能够迅速杀死各种常见的细菌、病毒和真菌。
相比其他灭菌方法,超高温灭菌法具有高效、彻底的优势。
在实际应用中,超高温灭菌法被广泛用于食品行业、医疗领域及实验室环境的消毒灭菌。
在食品行业中,超高温灭菌法被广泛应用于乳制品行业,如牛奶、酸奶等的生产过程中。
通过超高温灭菌,不仅可以有效杀灭潜在的致病菌和微生物,延长产品的保质期,还能保持食品的原有营养成分和口感。
在医疗领域中,超高温灭菌法常常用于灭菌医疗器械,如注射器、手术器械等。
通过高温灭菌,可以杀灭各种可能存在的细菌和病毒,保证医疗器械的安全使用,减少交叉感染的风险。
然而,超高温灭菌法也存在一些局限性。
高温对于某些易受热的材料和特殊微生物可能不适用,因此需要根据具体情况选择灭菌方法。
同时,超高温灭菌也会对食品和医疗器械的质地和性能产生一定影响。
总之,超高温灭菌法是一种高效、有效的灭菌方法,可广泛应用于食品行业和医疗领域。
虽然存在一定的限制,但通过科学合理的温度选择和操作方法,可以最大限度地发挥超高温灭菌法的优势,确保卫生安全和产品质量。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章结构部分旨在为读者提供本文的整体框架和流程。
本文将按照以下结构展开:引言部分将首先概述超高温灭菌法的背景和意义,接着介绍本文的结构和目的。
正文部分将分为三个部分。
首先,将定义超高温灭菌法,明确其概念和特点。
其次,将解析超高温灭菌法的原理,详细阐述其工作原理和机制。
最后,将介绍超高温灭菌法的应用领域,探讨其在食品、医药等领域的具体应用情况。
结论部分将对超高温灭菌法进行综合评价。
首先,将总结超高温灭菌法的优点,归纳其在保证安全性、延长货物保质期等方面的优势。
新型商业杀菌技术
蔡晨 38 1、超高温杀菌技术
(1)基本原理:按照微生物的一般致死原理,微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中,必然受到致命的损害,且随着受热时间的延长而加剧,直至死亡。
(2)优缺点:UTH使产品达到较长保质期的基本条件是达到杀菌效率和钝化酶,此外需尽量减小产品在高温处理下可能发生的营养损失、产品褐变、蛋白质凝固沉淀等物理化学变化。
产生褐变及其它缺陷的危险性较小,生产工艺条件较易控制,能更好地保存食品的品质和风味。
但强烈的热处理对产品的外观、味道和营养价值都会产生一定的不良影响。
应用领域:乳制品、果汁制品的灭菌加工。
高温杀菌现在分两种一种是饮料,豆浆等液体物料包装前杀菌,这种一般用的是管式超高温瞬时杀菌设备,还有一种高温杀菌技术是用的杀菌锅,适应于食品耐热包装之后的杀菌。
2、欧姆加热法超高温杀菌技术
(1)基本原理:欧姆加热就是利用物料本身的电阻特性直接把电能转化为热能的一种加热方式,它克服了传统加热方式(对流加热,热传导,热辐射)中物料内部的传热速度取决于传热方向上的温度梯度等不足,实现了物料的均匀快速加热。
当物料的两端施加电场时,物料中有电流通过,在电路中把物料做为一段导体,由于物料的电阻特性,利用它本身在导电时所产生的热量达到加热的目的。
(2)优点:加热速度快、容易控制;加热均匀;能量利用率高。
缺点:目前该技术在研究应用中存在几个主要问题,加热速度的控制;对于非均质的复杂食品物质,各部分电阻都不同,在通电时内部电流能否均匀分布成为影响加工品质的关键;在接触式欧姆加热解冻中,应研制一种耐腐、无污染的电极与物料接触,避免产生电流集中现象,引起局部过热;在浸泡式欧姆加热解冻中,浸泡介质的电导率是影响解冻速率和物料内部温度分布均匀性的重要因素,其影响机理尚不明确,有待进一步研究;颗粒杀菌值的评估与计算问题尚未很好解决;颗粒食品的输送、混合及如何平均地充填于每一容
器中等技术问题;含颗粒食品的密度过大或过小难以保障加热效果;利用欧姆加热时的欧姆加热设备的投资较大,现在的电力价格还相当高,欧姆加热目前仅对酸性食品的加热人们对
欧姆加热的高质量产品还没有充分的认识,商业应用尚不广泛。
(3)应用领域:欧姆加热法是一项新技术,可用于食品中的杀菌、解冻、漂烫。
根据欧姆加热的特点,适合于带有一定粘度产品的加热和杀菌处理,目前,主要用于液体及固液混合物的杀菌、低酸性方便肉制品、整粒草莓、鱼糜制品、豆腐等的加热以及肉的解冻等。
3、超高压杀菌技术
(1)基本原理:超高压杀菌法就是在密闭的容器内,用水作介质对产品施以400—600MPa 的压力,在这种强压下,能够杀死产品中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌。
超高压杀菌是影响氢键之类的弱结合力的变化,使分子空间结构变化而无损基本特性。
所以,超高压可以在保留食品原有生鲜风味和营养,不产生异味的情况下使蛋白质、淀粉之类的高分子物质形成不同于热法所产生的凝胶胶或凝固物。
(2)优点:这种经过超高压处理过的产品,可以充分保持食品原料原有的色、香、味和营养成分,从而延长产品的保质期。
超高压处理过的果汁,其颜色、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无任何差别。
缺点:UHP技术对杀灭芽孢效果不太理想,不能完全杀灭所有芽孢;由于糖和盐对微生物的保护作用,在粘度非常大的高浓度糖溶液中,超高压灭菌效果并不明显;由于处理过程压力很高,食品中压敏性成分会受到不同程度的破坏。
其过高的压力使得能耗增加,对设备要求过高;而且,超高压装置初期投入成本比较高,一般食品工厂不利于工业化推广;超高压灭菌一般采用水作为为压力介质,当压力超过600MPa时,水会出现临界冰的现象,因而只能使用油等其他物质作为压力介质;超高压灭菌的效果受多种因素的影响,如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。
(3)应用领域:目前,国外超高压灭菌已在果蔬、酸奶、果酱、乳制品、水产品、蛋制品等生产中有了一定的应用。
日本明治屋食品公司将草莓、苹果和猕猴桃等果酱经软包装后在400~600MPa、10~30min条件下灭菌,产品的色泽和风味不变,并保持了水果原有的口感,VC的保留率较高。
高压技术和其它技术相结合,能更有效杀灭微生物,破坏酶,延长货架寿命。
4、脉冲强光杀菌技术
(1)基本原理:脉冲强光杀菌技术是近来开发的一种新型冷杀菌技术,利用强烈白光闪照进行杀菌。
它主要由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。
动力单元是用来提供高电压高电流脉冲的部件,为惰性气体灯提供所需的能量;惰性气体灯能发出波长由紫外线区域(20
众加)至近红外线区域(1~)的光线,其光谱与到达地球的太阳光谱相近,但强度却比太阳光强数千倍至数万倍。
用于脉冲光的波长太长,处在电磁波的非离子化段,不能使小分子离子化。
脉冲光中起杀菌作用的波段可能是紫外光,其它波段起协同作用。
川由于细菌、酵母菌等微生物都是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态物质。
脉冲强光有一定的穿透性,当闪照时,脉冲强光作用于其活性结构上,使蛋白质发生变性,从而使细胞失去生物活性,达到杀菌的目的。
(2)优缺点:由于脉冲强光杀菌是一种表面杀菌技术,预计将其应用于透明包装的净菜及软包装食品时,只要闪照条件适宜,可延长其货架期,且无有害物质残留。
有关脉冲强光用于净菜及软包装食品的保鲜应用,尚待日后深入研究。
(3)应用领域:应用于家用直饮机、小型家用净水设备、食品加工用水处理设备、纯净水、矿泉水处理设备等饮用水处理设备;应用于生活污水、工业废水、游泳场、养殖厂污水等小型污水处理设备,还可应用到污水处理厂中的大型污水处理设备,处理能力强大;应用于饮料杀菌设备上,如果汁、牛奶、豆浆、汽水、茶饮料等,及应用在固体食品、药品表面杀菌设备上,如花生、瓜子、糖果、面包以及各种胶囊;应用于便携式杀菌灯、各种包装杀菌设备、消毒柜、衣柜、冰箱、医疗用具消毒设备、公共物品消毒设备;应用于小型空气净化器、汽车空气杀菌器、室内空调、中央空调等各类空气净化消毒设备;应用各个光固化领域,包括汽车零配件、木板固化、电子器件、集成电路、眼镜等行业的胶合、涂装、被覆、印刷、打印、注型等,以及温室种植房内辅助植物生长,灭虫。
5、超声波杀菌技术
(1)基本原理:一般认为,超声波具有的杀菌效力主要由其产生的空化作用所引起的。
超声波处理过程中,当高强度的超声波在液体介质中传播时,产生纵波,从而产生交替压缩和膨胀的区域,这些压力改变的区域易引起空穴现象,并在介质中形成微小气泡核。
微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间,其内部呈现5000℃以上的高温及50000kPa的压力,从而使液体中某些细菌致死,病毒失活,甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏。
(2)优点:高温加热会破坏物体中的热敏感成份;化学试剂杀菌易引起有害物质残留;紫外线杀菌又具有作用不彻底、存在死角等缺点。
因此,人们一直在探索、研究能避免上述因素限制的更迅速、有效的灭菌方法。
近年来的研究表明:超声波灭菌就是满足上述要求的灭菌技术之一。
缺点:超声及其协同其它技术的联合灭菌绝大部分仍停留在实验室研究阶段,处理量较小,目前还不能用于工业化生产,阻碍了超声协同其它灭菌技
术的发展;超声波对食品中微生物的影响,及其最终导致的潜在安全性问题研究不足。
因此对于大规模应用于液体食品杀菌也有一定的距离;超声波单独作用时,容易作用不彻底,且影响因素较多。
若增加强度,会提高其灭菌率,但会造成设备的严重损耗。
(3)应用领域:用于废水处理、饮用水消毒,在液体食品灭菌中的应用也有较多的研究,如啤酒、橙汁、酱油等。
6、磁场杀菌技术
(1)基本原理:脉冲磁场杀菌是利用高强度磁场发生器向螺旋线圈发出强脉冲磁场,将食品放置于螺旋线圈内部的磁场当中,微生物受到强脉冲磁场的作用会导致死亡。
(2)优缺点:;既能保持食品的原有风味,又有处理时间短、能耗低的优点,有望取代或补充传统的加热杀菌技术、电磁场处理技术除杀菌外,有研究表明其在改善肉制品品质方面也有一定优势,能明显改善牛、羊、猪肉嫩度。
但是,任何单一的杀菌技术或多或少都存在某方面欠缺和不足。
(3)应用领域:主要集中在液态食品杀菌、钝化酶活力、提高果汁出汁率等方面。
7、高压脉冲电场杀菌技术
(1)基本原理:是在两个电极间产生瞬时高压脉冲电场作用于食品而杀菌的。
其基本过程是用瞬时高压处理放置在两极间的低温冷却食品。
对于高压脉冲电场杀死菌体的作用主要表现在电场对微生物的场的作用和电离作用2个方面,通过以上2种作用共同杀死菌体。
(2)优点:;高压脉冲电场杀菌是一种非加热特性的无污染,能保持食品原有营养风味的绿色保鲜技术。
该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。
而且与传统热力杀菌相比,非热力技术在能耗方面有着明显的优势,可以节约一定的能源,体现了一定的经济效益。
缺点:在粘性食品和固体食品中的应用有待研究,操作条件有待优化。
脉冲电场无法使酶完全失活,需辅助其他技术。
(3)应用领域:主要运用于液体食品的灭菌,提高出汁率,钝化酶的活性和脱水。