食品殺菌技術

食品殺菌技術

食品殺菌技術(UHP或HHP)是指將密封於彈性容器內的食品置於水或其它液體作為傳壓介質的壓力系統中,經100MPa以上的壓力處理,以達到殺菌,滅酶和改善食品的功能特性等作用。它通常在室溫或較低的溫度下進行,在一定高壓下食品蛋白質變性、澱粉糊化、酶失活,生命停止活動,細菌等微生物被殺死。主要適用於各種飲料、流質食品、調味品及其他各種包裝的固體食品。

基本介紹

  • 中文名:食品殺菌技術
  • 外文名:UHP或HHP
  • 作用:殺菌
  • 作用範圍:各種飲料、流質食品、調味品
操作控制,設備裝置,技術特點,技術優勢,基本原理,發展歷程,新技術,

操作控制

1、超高壓處理要求非常特殊的設備,如桔子汁可能在壓力室內批處理,然後無菌灌裝預先消毒的包裝內。
2、超高壓加工必須考慮微生物的種類、產品特性、理想的過程(巴氏殺菌或商業消毒)和產品銷售方式。
3、超高壓處理對生長的細菌、酵母和黴菌是非常有效,但芽胞對高壓不會失活,而要另外加熱或其他一些作用以達殺死的高水平。

設備裝置

超高壓殺菌機
設備特點 Characteristics
超高壓殺菌機的殺菌原理是利用超高壓破壞黴菌、細菌的組織從而保持食品鮮度。完全沒有加熱、添加防腐劑等傳統的殺菌方法引起食品營養降低、香味喪失的缺點。
本裝置為批量式、加壓槽採用連續方式,是一種高效率的大品量生產方式。

技術特點

1、 不需加熱
2、 具有廣譜殺菌作用
3、 經處理後的食品,其風味和品質不受影響

技術優勢

1、 能在常溫或較低溫度下達到殺菌,滅酶的作用,與傳統的熱處理相比,減少了由於高熱處理引起的食品營養成分和色、香、味的損失或劣化
2、 由於傳壓速度快,均勻,不存在壓力梯度,超高壓處理不受食品的大小和形狀的影響,使得超高壓處理過程較為簡單
3、 耗能較少,處理過程中只需要在升壓階段以液壓式高壓泵加壓,而恆壓和降壓階段則不需要輸入能量

基本原理

1.場的作用
脈衝電場產生磁場,這種脈衝電場和脈衝磁場交替作用,使細胞膜透性增加,振盪加劇,膜強度減弱,因而膜被破壞,膜內物質容易流出,膜外物質容易滲入,細胞膜的保護作用減弱甚至消失。
2、電離作用
電極附近物質電離產生的陰、陽離子與膜內生命物質作用,因而阻斷了膜內正常生化反應和新陳代謝過程等的進行;同時,液體介質電離產生O3的強烈氧化作用,能與細胞內物質發生一系列反應。
通過以上2種作用的聯合進行,殺死菌體。

發展歷程

19世紀末--Tamman採用300MPa的壓力來測定固液相的變化現象,開啟了高壓技術之門,遂被尊稱為"超高壓之母";Bridgman繼續這方面的研究,成就非凡,獲得了1946年諾貝爾物理獎,並被尊稱為"超高壓之父"。而關於高靜壓在食品保藏中的套用研究最早是由Hite(1899)提出的,但他的工作成果並未受到大量重視。此後的幾十年間,絕大多數關於高壓對完整細胞作用效果的研究報告,多將重點放在自然高壓條件下的微生物身上。
從1895年到1965年,共有29種微生物被選作超高壓殺菌的對象菌。直到八十年代中後期,高壓處理技術在食品中的套用才開始引人注目。1986年,日本京都大學林力丸教授率先發表了用高靜壓處理食品的報告,引起日本食品工業界、學術界的高度重視。1990年4月,明治屋公司首創的採用高壓代替加熱殺菌而生產的果醬(High Pressure Jam)投放市場,製品無需熱殺菌即可達到一定的保質期,且由於其具有鮮果的色澤、風味和口感而倍受消費者青睞。目前,日本在該領域的研究仍處於世界領先地位。成套的超高壓處理設備業已面市。
從1986年起,日本每年都專門召開有關高壓技術套用的學術研討會。歐洲亦在1992年10月於法國召開首次有關高壓技術套用於食品工業的會議,歐共體隨即貸款資助高壓食品開發的多國聯合研究計畫。美國食品最高學術權威組織IFT在專題報告中,將高壓食品開發列入21世紀美國食品工程的主要研究項目。我國的國家食品工業發展計畫也將高壓殺菌作為九十年代十六項重點開發技術之一。
食品動態消毒技術:
又稱NICOLER殺菌技術,是根據生產車間高濕、高溫及高異味等實際特點,採用最新的NICOLER三級雙向的電漿靜電場工作原理。
消毒過程為:通過高壓直流脈衝使等離子靜電場產生逆電效應,生成大量的電漿。在負壓風機的作用下,污染空氣通過等離子靜電場時帶負電細菌被殺滅分解,使受控環境保持在“無菌無塵”標準。由於在對車間消毒時,人可同時在車間內工作,所以,該種消毒機稱作“NICOLER動態消毒機”。該機器是一種先進的消毒設備,對人體沒有任何傷害,主要用於在有人工作的情況下同步動態殺菌消毒;近年來,這一設備也廣泛用於一些大型食品、藥品、化妝品等企業的包裝、冷卻及灌裝環節。
食品(蒸汽)高溫殺菌技術的發展:
在我國傳統的高溫殺菌一般採用水浴式殺菌和蒸氣殺菌即我們常說的水殺和汽殺兩種殺菌方式,上個世紀九十年代開始為了滿足軟包裝等特殊的產品生產要求,開始從日本引進雙層殺菌鍋即日式殺菌鍋,新世紀伊始,西班牙、德國、法國等歐洲國家為了節約能源和水資源,推出一種帶熱交換器的水淋式殺菌鍋,特別是法國採用最先進的鍋內蒸氣循環系統,以達到高溫節能、短時高效、節約水資源等目的。現在我們國內的全自動殺菌鍋大多數都採用日式鍋的理念,從前兩年開始有了模仿歐洲技術帶熱交換器的水淋式殺菌,今年我們在法國鍋基礎上開發一種全新概念的水汽混合殺菌,在繼承了法國高溫節能、短時高效、節約水資源等優點基礎上,主要最佳化了鍋內熱力分布效果,堪稱世界上最先進的全自動殺菌鍋。
我們的全自動殺菌鍋採用世界上獨一無二的技術,強大的功能保證可以滿足各種高溫殺菌的要求,之所以說是堪稱世界上最先進的全自動殺菌鍋,主要從一下幾方面技術絕對世界領先。
首先是從殺菌鍋的結構我們做了科學的構思大膽的設計,在鍋內同時加入了蒸汽循環和噴淋水循環兩個循環系統,兩個循環系統相互作用,使鍋內的熱力分布達到了極致,對於一個殺菌鍋來說鍋內熱分布均勻無冷點就是成功的一半。
在殺菌技術方面,我們在網上瀏覽了大量資料還沒有發現採用我們的殺菌方法---水汽混合殺菌,這種殺菌方式,如果不計殺菌鍋鍋體散發的熱量,蒸汽的熱能利用率幾乎為100%,整個殺菌過程用水量僅僅是鍋底處15cm,絕對是世界上最節能節水的高溫殺菌方式。冷卻水不進入鍋內,可以採用了循環水系統,大大的節約了水資源,符合當代節能環保的理念。
全自動殺菌鍋整個殺菌過程採用PLC全自動線性控制,在控制理念上我們不是簡單的採用PID控制,而是根據殺菌過程的溫度和壓力控制的特殊性,在不同的殺菌過程套用不同的控制理念,消除了恆溫開始時溫度的過沖,恆溫過程中罐內溫度控制在+0.2℃,多階段溫度控制可保證升溫、恆溫及降溫分段控制而且加入了強大的延時功能;高保真的壓力模擬曲線控制確保了所有產品殺菌過程的壓力控制,壓力控制的及時性和準確性使在殺菌降溫前不需任何額外補壓、反壓過程,保證了對壓力比較敏感的特種產品殺菌。
現場配有超大觸摸顯示屏可存儲多個殺菌公式,亦可現場方便地輸入新的殺菌公式,適合於一鍋生產多種產品。顯示屏強大的顯示功能可使操作工及時掌握整個殺菌過程,完美的人機對話功能可使操作人員簡易的完成操作。
全自動殺菌鍋採用了我們成熟的殺菌溫度記錄系統技術,控制系統通過RS485通訊和電腦連線,系統可實時地顯示整個殺菌控制過程,亦可將殺菌過程的溫度壓力曲線自動地存儲到計算機中,用戶可以隨時查閱.也可以通過印表機隨時列印,可實現工廠遠程控制和遠程數據管理。
青島博仕達殺菌科技有限公司前身為濟南楊明博殺菌技術開發中心,是專門從事食品殺菌技術的開發和研究。開發了各種不同的全自動殺菌鍋,我們為世界百強之一西班牙億安公司設計開發的全自動殺菌鍋取得了圓滿成功,首批12台鍋(包括水浴式、水淋式殺菌和水汽混合殺菌)通過兩年多的使用,得到了外國專家的肯定。
不同殺菌形式的全自動殺菌鍋也適應於對不同種類產品的殺菌。其中全水浴式殺菌適合於罐頭和玻璃瓶;蒸汽殺菌更適合於馬口鐵;水淋式和水汽混合殺菌幾乎可以套用到各種產品,水淋式更適合於軟包裝和PV盒裝,水汽混合殺菌更是可以適合於特種產品的殺菌;而且帶熱交換器的水淋式和水汽混合殺菌可以節約很多水資源和熱能量,尤其是水汽混合殺菌。我們可以根據用戶的要求和實際需要,為用戶量身定做設計殺菌鍋,也可以在用戶原有鍋上做改造,我們的宗旨是讓用戶花最少的錢改造,為用戶帶來最大的經濟效益。我們歡迎用戶及同行來電進行技術交流,共同發展和提高我國全自動殺菌鍋的技術水平(濟南楊明博)

新技術

脈衝電場殺菌貯藏技術
在液體介質中利用脈衝放電的生物效應殺菌,殺菌設備一般由供給能量的脈衝放電電源和液體物料直接殺菌的殺菌室兩大部分構成,工作原理:脈衝放電殺菌時,把液態物料作為電介質置於殺菌室兩電極間隙內或連續流過殺菌室的兩電極間隙,當兩電極加上一定強度和頻率的脈衝電場時,在液態物料中產生極強烈的生物效應殺死其中的細菌
電解殺菌技術
在導電的溶液中,由於在電極和溶液界面上交換電子而引起的氧化還原反應,這種技術的反應分2種,一種是在外界電能的作用下發生的,一種是沒有外接電源而是靠外界的光能、熱能或者其他形式的能量激發而成。
交流電殺菌技術
一般是指果蔬汁類的液體物料內通過數百赫茲以下的低頻交流電殺死微生物細菌的方法,其中有一種擴展使用方法,利用交流電的熱效應,也稱之為電阻加熱技術,它是利用連續流動的導電液體的電阻熱效應來進行加熱,以達到殺菌目的。
超音波殺菌技術
利用超音波在固體、液體、和氣體中傳播時的空化效應、力學效應、化學效應、熱效應、彌散效應、聲流效應、毛細效應、觸變效應的一系列反應來達到殺菌目的。
雷射殺菌技術
雷射是一種電磁波,也是一種能量流(光子流),利用當它作用在生物體產生的一些特殊生物效應(化學反應、熱效應、電子效應、壓力效應、生物刺激效應)的工作原理殺菌。
脈衝強光殺菌技術
利用強烈白光閃照的技術進行殺菌,該技術一般用於處理食品的表面殺菌,可以延長透明物料的預包裝食品的貨架期。
磁場殺菌技術
無論是恆定磁場還是脈衝磁場都能有效地抑制某些微生物和細菌的生長,當達到一定的磁場強度時利用通過抑制食品的自由基活動、影響蛋白質和酶的活性使酶、胺基酸、核酸、蛋白質等生物大分子失去活性,殺死細菌。

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