食品冷杀菌技术
摘要：冷杀菌技术是一种新技术，既能杀灭食品中微生物，又能最大限度保持食品色泽、香味及营养成分。依据冷杀菌作用原理不同，将其分为物理冷杀菌、化学冷杀菌、生物冷杀菌3大类，并就冷杀菌技术在食品领域的应用研究进行了综述。
关键词：食品；冷杀菌；物理；化学；生物
食品腐败变质是由于微生物的代谢活动所引起的，因此杀菌工艺是食品加工过程中重要的一个环节。食品杀菌包括热杀菌和冷杀菌，热杀菌可致死微生物、钝化酶及改善其品质，但对食品营养品质方面有较大影响；而为了迎合消费者对于食用安全、性质稳定和不加添加剂等需求，冷杀菌技术由此诞生。冷杀菌技术不仅杀灭微生物，还能够保证食品营养成分的生理活性、对其固有的风味、色泽等方面的影响较小。冷杀菌技术则包括超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、磁力杀菌、感应电子杀菌、辐照杀菌、微波杀菌、超声波杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌、脉冲强光杀菌、酶法杀菌等。而本文则综述了国内外冷杀菌技术的研究进展及现状，主要介绍了超高压杀菌、磁力杀菌和脉冲强光杀菌等技术基本原理和应用。
1.超高压杀菌技术
1.1超高压杀菌技术的原理[1-2]
食品超高压杀菌,即将包装好的食品物料放入液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，在100～1000MPa压力下处理一段时间使之达到灭菌要求。其基本原理就是利用压力对微生物的致死作用,主要通过破坏细胞膜、抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现。
1.2超高压杀菌技术在食品科技中的运用
1986年京都大学林力九教授首次开展高压食品实验，随后日本的Meidi-Ya公司于1990年生产了第一个高压食品—果酱，揭开了超高压技术运用的序幕。明治屋食品公司将草莓、猕猴桃、苹果酱软包装后,在室温下以400～600 MPa的压力处理10～30 min后不仅起到了杀菌作用，还能保证产品原有的风味和色泽，且维生素C含量也大大得到提高。此后在日本市场上随处可以发现许多超高压食品，包括口味像新鲜水果的果酱、果汁、色拉调味料、即食甜点、葡萄柚和具有”即榨”新鲜风味的橘子汁等。而在法国，这些果汁也可在市场上看到。在美国，超高压处理鳄梨占据的市场份额正逐年增加。王雪青（高压对猕猴桃酱质量的影响）等对猕猴桃酱进行了高压处理，经高压处理的猕猴桃酱较传统热处理的酱体色泽翠绿，维生素含量高，而且在700 MPa的高压下杀菌，稳定色泽和防止维生素C氧化的作用最佳。Landl等人[3]发现在20℃下400MPa对苹果酱处理5min，对其维生素C和总酚含量的影响较小、对于其抗氧化方面具有显著效果。付中民等[4]对蜂蜜进行高压处理，发现效果明显，但对于如何处理好压力对于菌类和酶类、氨基酸等方面需要进一步研究。梁彦等[1]发现在400～600MPa的压力下，可以杀灭细菌、酵母菌、霉菌，避免了一般高温杀菌带来的不良变化。冯艳丽等[5]证实了100～600MPa 的高压作用5～10min可以使一般的细菌和酵母菌减少直至杀灭,但孢子对压力有一定的耐受性，当压力达到600MPa，结合一定的温度处理(≦50℃)作用15～20min则可以实现完全灭菌。张晓敏等人[6]利用高压进行牡蛎去壳及延长其货架寿命的研究，结果表明压力207～310
MPa经不同时间处理后，贮藏在4℃以下，27 d后，样品的pH只降低0.5，水分含量略有上升，不仅可减少2～3个对数的微生物的数量，且牡蛎有较高的品质超高压技术解决了牡蛎产业的两大问题：消除牡蛎中有害致病菌和牡蛎脱壳。
相关研究表明高压技术和其他技术相结合，更能有效地杀灭微生物，破坏酶，延长货架寿命。Jacky等人[7]通过PH和压力对于改善火鸡质地方面的影响发现PH对于蛋白的溶解度影响较小，50、100MPa 处理可提高低PH火鸡的持水能力，而200MPa处有助于肌纤维蛋白含量的提升。Pedro等人[8]发现通过对鲜肉进行冷处理（-35℃）和高压处理（650MPa）10min后，可在保持色泽的基础上进行杀菌处理。Landl等人[3]发现5℃下对整个流体蛋进行300MPa 、200S处理，并通过乳酸链球菌与高压的协同作用下可显著抑制其中的李斯特菌属。Barba等人[9]发现经过高压处理（600MPa）与脉冲电场（36kv/cm）的共同处理后蓝莓果汁的维生素C含量降低较小且拥有较高的抗氧化性。Wimalaratne等人[10]通过压力与热处理协同作用即在温和压力条件下对产品处理达到抑制孢子的效果，但效果不是很明显仍需进一步研究。Pilar Trespalacios等人[11]利用谷氨酰胺转氨酶与高压（500MPa）协同作用下对于改善肉纤维结构方面有较大作用。Park 等人[12]进一步利用高压CO2 和高压技术相结合的方法处理胡萝卜汁，结果表明4.9MPa二氧化碳和300MPa 高静水压结合处理可使需氧菌完全失活，多酚氧化酶、脂肪氧化酶、果胶甲酯酶残留活性分别低于11.3 %、8.3 %、35.1 % ，高静水压并不影响胡萝卜汁的浊度
和色泽，但这种结合处理对胡萝卜汁的品质有些影响。
超高压加工食品的优点主要表现在于超高压处理不会使维生素、色素、香气成分等低分子物质发生变化及产生异臭物等，加压后食品仍能保持原有的生鲜风味和营养成分；超高压处理后，蛋白质的变性状态及淀粉的糊化状态与加热处理也有所不同，可以期待获得具有新物性的食品；高压加工可以同热加工组合进行，使食品加工过程多样化，能开发出各种未来新型食品及食品加工工艺；超高压处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而实现灭菌的均匀、瞬时、高效性，且跟加热法比较能耗要低很多。随着超高压技术在国内的日益完善，我们仍需在借鉴国外现有条件的基础上对本地产品进行有效的开发。此外，超高压技术与其它技术的联合运用在食品方面具有广阔前景，这也是我们前进的方向。
2.磁力杀菌[13]
磁力杀菌是将食品放在N极和S极之间，用6000的磁力强度连续摆动，不需要加热,即可达100 %的灭菌效果,对食品的成分和风味无任何影响。日本三井公司将食品放在0.6 T磁密度的磁场中，在常温下48h，达100 %灭菌效果。1991年《日本酿造协会杂志》中报导磁力杀菌运用于清酒的酿造中，结果发现磁力作用时间越长杀菌效果越好。磁杀菌可用于饮料、调味品及各种包装的固体食品的杀菌[14]。目前国内已对水、酸奶等制品进行了磁场杀菌的研究。
由于食品中微生物的失活与磁场强度的关系，磁场与食品营养成分变性的关系，磁场能量效率与延长食品货架期的关系，磁场对食品
