2015初級藥師考試輔導(dǎo)精華：物理滅菌技術(shù)

　　微波是一種高頻電磁波，當(dāng)它在介質(zhì)內(nèi)部起作用時，水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等極性分子受到交變電場的作用而劇烈振蕩，引起強烈的摩擦而產(chǎn)生熱，這就是微波的介電感應(yīng)加熱效應(yīng)。

　　1、微波殺菌技術(shù)

　　這種熱效應(yīng)也使得微生物內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等分子結(jié)構(gòu)改性或失活;高頻的電場也使其膜電位、極性分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變;這些都對微生物產(chǎn)生破壞作用從而起到殺菌作用。利用微波殺菌，處理時間短，容易實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，不影響原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分;并由于其穿透性好的特點，可進(jìn)行包裝后殺菌。

　　有報導(dǎo)利用 2450 MHz的微波處理醬油，可以抑制霉菌的生長及殺滅腸道致病菌。用于啤酒的滅菌，取得良好的效果，且使啤酒風(fēng)味保持良好。用于處理蛋糕、月餅、切片面包和春卷皮，結(jié)果表明，這些食品的保鮮期由原來3d-4d，延長到30d.吳暉報導(dǎo)微波殺菌與一般加熱滅菌法相比，在一定的溫度下，微波滅菌縮短了細(xì)菌和真菌的死亡時間;以枯草芽抱桿菌為材料，微波法的D100為0.65，而對照巴氏法的則為5.5.在相同條件下微波滅菌的致死溫度比常規(guī)加熱滅菌時的低。國外在60、70年代就開始考慮將微波技術(shù)應(yīng)用到鮮奶、啤酒、餅干、面包、豬、牛肉的加工等實際生產(chǎn)中。到90年代，工藝參數(shù)和優(yōu)化已成為研究的熱門課題。

　　2、高壓殺菌技術(shù)

　　所謂高壓殺菌是指將食品放人液體介質(zhì)中，加100MPa-1000MPa的壓力作用一段時間后，如同加熱一樣，殺滅食品中的微生物的過程。高壓滅菌通常認(rèn)為蛋白質(zhì)在高壓下立體結(jié)構(gòu)(四級結(jié)構(gòu))崩潰而發(fā)生變性而使細(xì)菌失活，但也有人認(rèn)為凡是以較弱的結(jié)合構(gòu)成的生物體高分子物質(zhì)如核酸、多糖類、脂肪等物質(zhì)或細(xì)胞膜都會受到超高壓的影響，尤其通過剪切力而使生物體膜破裂，從而使生物體的生命活動受到影響甚至停止，這就可以達(dá)到滅菌、殺蟲和效果。高壓滅菌避免了熱處理而出現(xiàn)的影響食品品質(zhì)的各種弊端，保持了食品的原有風(fēng)味、色澤和營養(yǎng)價值。由于是液體介質(zhì)的瞬間壓縮過程，滅菌均勻，無污染，操作安全，且較加熱法耗能低，減少環(huán)境污染。勵建榮等研究了經(jīng)高壓處理后的果汁和蔬菜汁，試驗證實了高壓處理后能達(dá)到殺菌效果，而且Vc損失很少，殘存酶活只有4%，色香味等感官指標(biāo)不變，其綜合效果優(yōu)于熱力殺菌;動物食品也能達(dá)到殺菌效果。目前，國外已將其用于肉、蛋、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、果汁、礦泉水、啤酒等物品的加工中。我國在該技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用方面僅僅處于實驗室研究階段，尚未有批量生產(chǎn)的報道。

　　3、高壓脈沖電場殺菌技術(shù)

　　高壓脈沖技術(shù)用于食品滅酶滅菌，主要原理是基于細(xì)胞結(jié)構(gòu)和液態(tài)食品體系間的電學(xué)特性差異。當(dāng)把液態(tài)食品作為電介質(zhì)置于電場中時，食品中微生物的細(xì)胞膜在強電場作用下被電擊穿，產(chǎn)生不可修復(fù)的穿孔或破裂，使細(xì)胞組織受損，導(dǎo)致微生物失活。證實在脈沖電場強度為 12-40 Kv/cm，脈沖時間為20μs-18μs的條件下，可有效地對食品進(jìn)行滅菌，且以雙矩形波最為有效。鄧元修等利用脈沖高壓殺滅酵母和大腸桿菌，取得良好的實驗結(jié)果，且能耗低，對試液溫升小于2℃，因而可有效保存食品的營養(yǎng)成分和天然特征。利用脈沖電場處理大豆，可實現(xiàn)滅酶脫腥，并有效的保留大豆的香氣。該技術(shù)是一種常溫下非加熱殺菌的新技術(shù)，運用該技術(shù)應(yīng)綜合考慮場強的大小，殺菌時間、食品的pH值、對細(xì)菌的種類等因素，以確定最佳方案。目前該技術(shù)在國際上正處于實驗室研究和發(fā)展階段，進(jìn)一步成熟后很有可能彌補傳統(tǒng)殺菌法的不足，給液態(tài)食品工藝帶來一場變革。

　　4、脈沖強光殺菌技術(shù)

　　脈沖強光殺菌是利用強烈白光閃照的殺菌技術(shù)，其系統(tǒng)主要包括動力單元和燈單元，動力單元為惰性氣體燈提供能量，燈便放出只持續(xù)數(shù)百微秒，其波長由紫外光區(qū)域至近紅外光區(qū)域的強光脈沖，其光譜與太陽光相似，但比陽光強幾千倍至數(shù)萬倍。由于只處理食品表面，從而對食品營養(yǎng)成分影響很小， JosephDunn等人研究表明，脈沖強光對多數(shù)微生物有致死作用。周萬龍等研究表明：光脈沖輸人能量為700J，光脈沖寬度小于800us ，閃照30次后，對枯草芽泡桿菌、大腸桿菌、酵母都有較強的致死效果。對溶液中淀粉酶、蛋白酶的活性也有明顯的鈍化作用。脈沖寬度小于800μs，其波長由紫外光區(qū)域至紅外光區(qū)，起殺菌作用的波段可能為紫外光區(qū)，其它波段可能有協(xié)同作用;脈沖強光殺菌對菌懸液的電導(dǎo)率影響不大，引起電位的變化，其原因及對微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響尚待進(jìn)一步研究。