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论文题目：果汁冷杀菌技术研究进展 学 院：_食品科学学院_ _ _ _ 专业年级：_ _ _ 学 号： 姓名： 指导教师、职称： _ _ 摘要:简要介绍了在果蔬汁加工中物理杀菌、化学杀菌和天然生物杀菌剂杀菌等多种冷杀菌技术，并分别对其杀菌机理、各自的特点及应用前景进行了分析。有超高压杀菌、脉冲电场杀菌、辐照杀菌、高密度CO2技术等4种果汁冷杀菌技术进行了简要的介绍。它们的共同特征就是可以减少由于加热而造成的果汁的营养成分和风味的丧失。关键词:果蔬汁，物理杀菌，化学杀菌，天然生物杀菌剂杀菌，冷杀菌，超高压杀菌，脉冲电场杀菌，辐照杀菌技术目录1.1 绪论.,2.1 物理杀菌技术.,2.1.1 超高压水流射杀菌.,2.1.1.1 杀菌机理.,2.1.1.2 特点及其研究现状.,2.1.2 超高压杀菌.,2.1.2.1 杀菌机理.,2.1.2.2 特点及其研究现状.,2.1.3 辐照杀菌.,2.1.3.1 杀菌机理.,2.1.3.2 特点及其研究现状.,2.1.4 脉冲电场杀菌.,2.1.4.1 杀菌机理.,2.1.4.2 特点及其研究现状.,3.1 化学杀菌技术.,3.1.1 臭氧杀菌.,3.1.1.1 杀菌机理.,3.1.1.2 特点及其研究现状.,4.1 天然杀菌技术杀菌.,4.1.1 酶法杀菌.,4.1.1.1 杀菌机理.,4.1.1.2 特点及其研究现状.,5.1 结语.,6.1 参考文献.,1.1 绪论 果蔬汁作为一类热敏性食品，传统的热杀菌技术对其产品的色、香、味、功能性及营养成分等具有破坏作用。经过热杀菌处理的新鲜果蔬汁失去了其原有的新鲜度，甚至还可能会产生异味，影响产品质量。为了适应现代人对果蔬汁色、香、味以及营养成分等多方面的要求，新型的非热杀菌技术应运而生。非热杀菌技术即冷杀菌技术，是指利用非加热的方式方法将食品原料、制品或加工环境中有害和致病的微生物杀灭，达到指定杀菌程度要求的杀菌技术。非热杀菌技术包括物理杀菌技术、化学杀菌技术和天然生物杀菌剂杀菌技术三大类。非热杀菌一般在常温条件下完成，处理过程中不产生热效应或热效应很低，因此，它克服了一般加热杀菌技术传热相对较慢和对杀菌对象产生热损伤等缺点，特别适合于对热敏性的物料、制品和环境的杀菌处理。2.1 物理杀菌技术2.1.1 超高压水流射杀菌超高压水射流技术，也被称为超高压水刀，是近三十多年来发展起来的一门高新技术，广泛应用于化工、煤炭、石油、冶金、交通、建筑等行业。目前主要用于各类固体材料切割、分离、破碎和清洗等1 2.1.1.1杀菌机理：超高压水射流杀菌原理是利用超高压水射流的瞬时卸压、高速撞击、高剪切等综合作用而使微生物细胞失去生命活性2。 2.1.1.2特点及其研究现状：超高压水射流灭菌方法属于物理灭菌中的动态灭菌方法，在超高压力的驱动下，产生的水流流速可达到1000rnd/s，减压后产生的瞬时膨化作用能够在极短的时间内杀菌，具有良好的杀菌效果。在医药领域的初步研究表明，超高压水射流技术将不仅可以应用于中药液体制剂的灭菌，而且在食品领域，尤其是对果蔬汁灭菌也有广阔的应用前景。2.1.2 超高压杀菌 超高压杀菌是发展于20世纪80年代末的一种非热杀菌技术。它是指使用100 -1 OOOMPa的压力在常温或较低温度(1000C)的条件下，对食品进行灭菌。这种技术可以取得良好的灭菌效果。2.1.2.1 杀菌原理：超高压杀菌技术的基本原理是压力使渗透到微生物体内的水或其它物质膨化，从而破坏其细胞壁，使蛋白质凝固，并且抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制，菌体破碎，从而导致微生物体的死亡 3 2.1.2.2特点及其研究现状：超高压杀菌可避免因热处理而造成的影响食品品质的各种弊端，保持食品原有风味、色泽和营养价值。由于是液体介质瞬间压缩过程，灭菌均匀、无污染，操作安全，且较加热法耗能低，减少环境污染。在处理热敏性果蔬汁时，不易产生混浊4 但此方法无法杀灭芽抱。目前，国外己将超高压杀菌应用于肉、蛋、大豆蛋白、水果、香料、乳制品、果汁、果酱、矿泉水、啤酒、水产品等食品的生产中。2.1.3 辐射杀菌 辐照杀菌是利用电离射线对食品进行杀菌，它是一种物理的冷杀菌方式。它指是指运用x射线、丫射线或高速电子射线照射食品，引起食品中的生物体产生物理或化学反应，抑制或破坏其新陈代谢和生长发育，甚至使细胞组织死亡从而达到杀菌消毒，延长食品贮存销售时间的目的。2.1.3.1 杀菌机理：杀菌机理虽然还没有完全明了，但己确定是维持微生物生命所必需的核酸、蛋白质等由于放射线的电离作用而被损伤或发生变异，即DNA分子本身受损伤导致细胞死亡。一般认为，放射线在照射过程中产生的化学效应，包括直接效应和间接效应两种5 。直接效应就是指微生物细胞质受放射线照射后发生的化学及电离作用，DNA被切断，使物质形成离子、激发态或分子碎片，并无法修复;间接效应是指在高水分含量食品中，当食品中的水分受到辐射后，水分子被激发或电离，最后形成自由基，这些自由基存在时间极短但反应能力很强，足以破坏细胞组织6-7。2.1.3.2 特点及其研究现状：辐照杀菌在果蔬上的应用主要集中于采后防腐和防疫，而在果蔬汁加工中的应用较少。但一些初步的研究表明，辐照处理也可导致果蔬汁中一些病原微生物的死亡，从而提高果蔬汁产品的微生物安全性8 2.1.4 脉冲电场杀菌 脉冲电场杀菌即高压脉冲电场杀菌，是将高电压脉冲作用于电极间的物料，从而杀灭食品中微生物的一种新型杀菌技术。脉冲电场杀菌也是近年来研究最多的非热加工技术之一，其高强度的电场是通过电容组贮存来自高压直流电源的大量能量，然后以高电压脉冲的形式释放出去所形成的。2.1.4.1 杀菌原理：脉冲电场杀菌技术的杀菌机理还不是很清楚，一直处于争论状态。主要的说法有以下两种:“电穿孔主，理论，这是目前接受度最高的说法。它是指当液态食品作为电介质置于高强度的脉冲电场中，食品中微生物的细胞膜在强脉冲电场的作用下出现穿孔极化现象，产生不可修复的破裂或穿孔，从而使细胞膜的通透性和膜导电率增大，最后导致胞内物质泄漏甚至死亡9-10 电离作用，电极附近产生的阴阳离子与膜内生命物质作用，阻断了膜内正常生化反应和新陈代谢过程112.1.4.2 特点及其研究现状：脉冲电场杀菌技术在食品领域的应用主要是灭酶杀菌。与传统的杀菌方法相比，它有许多优点:a.灭菌效果好。该技术处理食品能更有效地杀灭酶类和微生物，使其存活率降低到几乎为零;b.灭菌速度极快。该法可在微秒级的时间里完成灭酶过程，而巴氏灭菌法的灭菌时间至少应为lOs以上.对食品的营养成分保存和风味效果的损伤率只有几个百分点，甚至可以为零;d.灭菌后易处理。使用该法灭菌后，食品温度变化很小，杀菌后可立即进行封装，有利于食品的保鲜。3.1 化学杀菌技术3.1.1 臭氧杀菌技术：化学杀菌技术主要是臭氧杀菌。臭氧(Ozone )是氧的同素异形体，它具有极强的氧化能力，在水中的氧化还原电势为2.07 V，仅次于氟的2.87 V，位居第二位12。正因为臭氧具有强氧化性，所以对细菌、霉菌、病毒都具有强烈的杀灭性，杀菌能力是氯的600-3000倍，其分解后迅速地还原成氧气。3.1.1.1 杀菌原理：一般认为，臭氧很容易同细菌细胞壁中脂蛋白或细胞膜中磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏(即所谓溶菌作用)，细胞膜通透性增加，细胞内物质外流，使其失去活性，臭氧破坏或分解细胞壁，迅速扩散到细胞里，使细胞内酶失去活性，使细胞内遗传物质DNA或RNA失去功能，从而杀死病原体133.1.1.2 特点及其研究现状：臭氧具有杀菌力强、作用时间短、杀菌彻底、无残留等特点。在干燥状态下，臭氧的杀菌能力较弱，然而当其在空气中的含量有8-14mg/L时，就能杀菌。臭氧在水中的杀菌能力较强，浓度为0.040.05 mg/L时，数分钟即有杀菌效果.4.1 天然杀菌技术杀菌4.1.1 酶法杀菌 主要是利用溶菌酶对一些细菌进行杀灭。4.1.1.1杀菌机理：溶菌酶是一种催化细菌细胞壁中的肤多糖水解的酶，能专一性地作用于肤多糖分子中的N一乙酞胞壁酸与N一乙酞氨基葡萄糖之间的一1,4键，从而破坏细胞壁，使细胞溶解死亡144.1.1.2 特点及研究现状：溶菌酶对革兰氏阳性菌、好气性抱子形成菌、枯草杆菌、地衣芽抱杆菌、耐辐射微球菌等革兰氏阴性菌有一定程度的溶解作用，最有效浓度为0.05% 15。此外，溶菌酶对部分革兰氏阴性菌、孚L酸菌也有效果，但抗菌范围不是很宽。因此，单独使用溶菌酶时只可用于微生物种类比较有限的食品的保存或用于发酵工程的微生物控制等。 虽然，溶菌酶的抗菌范围不那么广，但对于一些食品能发挥非常强的抗菌效果。另外，现在正在研究溶菌酶与有机酸、氨基酸、乙醇等配合使用的方法，以期扩大其应用范围。5.1 结语 果汁的杀菌新技术主要指的是一些冷杀菌技术，冷杀菌技术可避免热杀菌造成的营养成分损失及蒸煮味，可较好地保持水果原有的风味和营养成分，延长了其货架寿命。但是冷杀菌技术还没有大规模地运用到果汁的商业灭菌中去，这里面有多方面的原因，如冷菌技术的杀菌效果没有加热杀菌效果好，虽然果汁出厂前一般可达到卫生质量要求，但在冷链运输过程中，若环境条件控制不当，很可能造成致病菌大量增生 16 ，而且，一般而言，冷杀菌技术也需要比加热杀菌更高的成本，因此也限制了冷杀菌技术的发展，我们需要做更多的研究工作来改变这一现状。6.1 参考文献1 区磊 超高压水射流技术的基本原理及应用J机电信息，2003(7):21-222王存林超高压水射流杀菌研究D西南交通大学，20073焦宇知.果汁饮料生产中的冷杀菌技术月.中国食品工业，2005(5):36374方蕾 果汁冷杀菌技术J饮料工业，200708):1-45吴海霞，韩学孟.食品冷杀菌技术研究进展fJl.食品科学，200512):6769。6 徐怀德，王云阳主编.食品杀菌新技术网.北京:科学技术文献出版社.2005. 1621637 FELLOWS P J编.蒙秋霞，牛字译.食品加工技术第2版M北京:中国农业大学出版2006. 195.8焦中高，刘杰超，王思新果蔬汁非热加工技术及其安全性评析J食品科学，2004,25（11):340-3459 吴继军，肖更生，陈卫东，等.高压脉冲电场在桑果汁杀菌中的应用阴.农产品加工学刊，2005, 50（12）: 4143.10刘铮，杨瑞金，赵伟.高压脉冲电场破壁法提取废啤酒酵母中的蛋白质与核酸J.食品工业科技，2007, 28（3） : 8588.11谢超，刘鹭.食品冷杀菌方法及运用前景f11.食品科技，200 (2):222412 胡立新，崔朝亮，程新华，等利用膜分离技术对牛初乳进行除菌浓缩的研究J食品科技，2007 （03）:90-92 13 刘蓦，骆承库，孔保华，等臭氧杀菌在食品工业中应用的广阔前景J肉类工业，200601):26-2914 谭斌酶在食品保鲜中的应用J食品科技，199805):32-33 15Qin B.I EEE Trams Sielec;tr Elec;tr InsulJ，1994(12):104716 李军，汪政富，葛毅强，等，三种致病菌在鲜榨果汁中的生存/死亡概率预测模型J食品科学2005, 26(12):118-123.10 / 10