冷杀菌技术
冷杀菌技术
杀菌是保证食品安全，延长食品保质期的基本手段。冷杀菌技术也称为非热杀菌技术。它与通常的加热杀菌技术相比，在杀菌过程中食品温度不升高或温升很小，可以避免高温对食品的营养、风味、质地、色泽的不良影响，特别是对于热敏性较强的果品、蔬菜制品的杀菌有非常重要的意义。冷杀菌技术主要包括超高压杀菌、辐照杀菌、高强度脉冲电场杀菌、微波杀菌、脉冲强光杀菌、超声波杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等，在食品加工中有广阔的应用前景。这里介绍用于果蔬加工的几种冷杀菌技术。
一、超高压杀菌
超高压技术（ultra-high pressure processing，UHP）是目前受到广泛关注的一项食品加工高新技术，主要应用于食品的杀菌。常用的压力范围是100~1000MPa。其杀菌原理是强大的压力导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁、膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆的变化。一般来说，细菌、霉菌、酵母菌在300 MPa下可致死，细菌的芽孢在600MPa以上的压力下可致死，酶在400 MPa以上的压力下可被钝化。在杀菌的同时，能够较好地保持食品固有的色香味、质构特点和营养品质。高压对食品中营养成分和品质的影响主要表现在以下几方面：
1、对蛋白质的影响：蛋白质在高压下会凝固变性，这种现象称为蛋白质的压力凝固。压力凝固的蛋白质消化性与热力凝固的相同。
2、对淀粉、糖的影响：常温下加压到400~600MPa，可使淀粉糊化，吸水量增加，形成不透明的粘稠糊状物。高压对糖类几乎没有影响。
3、对油脂的影响：常温下加压到100~200MPa，油脂就会凝
固，解压后能恢复原状。
4、由于超高压杀菌在较低温度下进行，因此食品中维生素、色素、香气、风味损失很小。酶作为一种蛋白质，在高压下变性失活，有利于保持食品的营养品质和感官品质。
日本、美国、欧洲在高压食品的研发方面处于领先地位。1990年4月日本的Meidi-Ya公司生产了第一个高压食品——果酱。目前这些国家已有研究和生产超高压的果汁、果冻、果味酸奶、贝类、蛋制品等的报道。超高压处理的果汁，其色泽、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无差别。日本小川浩史等人分别对柑橘类果汁（pH2.5~3.7)进行
100~600 MPa、5~10min的高压灭菌研究，结果表明，细菌、酵母菌、霉菌数随压力的提高而减少。酵母菌、霉菌、无芽孢细菌可以被完全杀死，但棒杆菌属等枯草杆菌能形成耐热性强的芽孢而有残留。但如果加压至600MPa，再结合适当的低温加热（47~57℃），则可达到完全灭菌的要求。经过超高压处理的果汁达到商业无菌状态，同时果汁风味、组成成分没有发生变化，在室温下可保持数月。所以超高压杀菌是
果汁长期保存的有效方法之一。超高压杀菌生产果汁的工艺流程是：果实预处理榨汁配料、混合
灌装密封超高压杀菌成品
由于蔬菜腌制品向低盐化方向发展，以及人们对化学防腐剂的反感，使超高压杀菌技术在蔬菜腌制品的生产加工上显示其优越性。对蔬菜腌制品进行300~400MPa处理，可使酵母菌和霉菌致死，提高了制品的保藏性，同时保持了原料原有的生鲜特色。
正如食品的加热杀菌效果与许多因素有关，超高压杀菌效果也受许多因素影响，包括压力大小、加压时间、施压方式、处理温度、微生物种类、食品本身的组成和添加物、pH值、水分活度等。
在一定范围内，压力越高，杀菌效果越好。在相同压力下，处理时间延长，杀菌效果也有一定的提高。Mitsumasa Yasumoto等人研究了100~600MPa的压力对番茄汁中的凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）和酵母菌（Saccharomyces bailii ) 的杀菌效果，找出了保压时间和施压大小的关系。其结果是，对于凝结芽孢杆菌，Z=512-152logX（5≤X≥100）；对于酵母菌， Z=354-104logX。其中X为保压时间，单位为min，Z为压力，单位为MPa。
超高压灭菌方式有连续式、半连续式、间歇式。G.D.Aleman 研究报道，同持续静压(static pressure)处理相比，阶段性压力(sinusoidal and step pressure pulses)变化处理可使得菠萝汁中的酵母菌大幅度减少。I.Hauakawa等人研究了嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus ) 的失活情况，得出重复的
压力处理比较有效，600MPa的压力、70℃条件下处理5min 如此重复6次，可使含嗜热脂肪芽孢杆菌量为106/g的样品全部灭菌。 J.Yuste研究发现间歇式加压处理效果好于连续处理。研究者认为其原因是，第一次加压会引起芽孢发芽，第二次加压则使这些发芽而成的营养细胞杀死。因此对于易受芽孢菌污染的食物宜采用超高压多次重复短时处理。
温度对超高压灭菌的效果影响很大。低温或高温下对食品进行高压处理比在常温下处理杀菌效果更好。大多数微生物在低温下耐压能力降低，主要是因为压力使低温下细胞因冰晶析出而破裂的程度加剧。蛋白质在低温下高压敏感性提高，致使此条件下蛋白质更易变性，而且人们发现低温下菌体细胞膜的结构也更易损伤。低温对高压杀菌的促进效果特别引人瞩目，因为低温下高压处理对保持食品品质，尤其是减少热敏性成分的破坏较为有利。适当提高温度对高压杀菌有促进作用。 P.Rovere进行了高压与热处理灭菌效果的模型和计算，主要找出了高压对模拟体系中生芽孢梭菌杆菌的热钝化动力学，指出高压下进行热处理其效果会由于压力作用而放大，如果控制好温度，则可以减少加工时间和加工压力。针对芽孢菌的高耐压性，就现阶段研究来看，结合温度处理则是一种十分有效的杀菌手段。
高压处理装置由高压容器、加压装置及其辅助装置构成。高压处理装置按照加压方式分为直接加压式和间接加压式两类，见图（）。按照高压容器的放置位置分为立式和卧式。立式的占地面积小，但物料的装卸需专门装置。卧式的高压处理装置，物料进出方便，但占地面积大。
二、辐照杀菌
食品辐照技术是核辐射技术应用的一个重要方面,它利用放射性核素60Co（钴）或137Cs（铯）的γ射线,以及加速器产生的电子束等辐照食品,达到抑制发芽、推迟成熟、促进物质转化、杀虫杀菌、防止霉变等目的。由于食品辐照保藏与加工具有节能、简便、效率高等优点,在国内外已广泛应用,正在形成一门新兴的辐射加工产业。从1943年美国麻省理学院
B.E.Proctor博士第一次用射线辐照汉堡包研究食品保藏开始,国际上正式开始食品的辐照保藏与加工研究工作,到目前为止,世界上已有38个国家批准了224种辐照食品。我国食品辐照贮藏研究开始于1958 年。目前已制订并实施了相应的法规《辐照食品卫生管理办法》。
食品辐照处理时，射线可以穿过包装和冻结层，杀死食品表面及内部的微生物、害虫、寄生虫，而不留任何残留物。经适当辐照的食品与新鲜食品在外观形态、组织结构及色香味上没有差异。
辐照技术目前主要用于谷物、水产品、蛋制品、调味品、香料、脱水制品等的杀虫、杀菌，水果蔬菜的抑菌保鲜等。大量的辐射微生物学实验表明：各种微生物的辐射敏感性有很大差异，除个别球菌属的细菌外,无芽胞菌比芽孢菌敏感,在不产芽孢的细菌中革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌更敏感。
辐照食品的安全性受到人们关注。辐照食品的生产必须严格执行《辐照食品卫生管理办法》，以保证安全性。
三、微波杀菌
微波会使食品温度升高，但是微波杀菌所需时间比热力杀菌所需时间显著缩短，所以暂且把它归在冷杀菌技术中。用于加热的微波频率是915MHz 和2450MHz。微波杀菌效果包括热效应和非热效应两个方面。
1、热效应
食品中极性分子在高频电场中不断改变自身排列方向，产生类似摩擦的作用，使分子获能，并以热的形式表现出来，表现为介质温度升高。由于微波加热是利用食品本身作为发热体而进行内部加热，不靠热传导的作用，微波具有一定的穿透性，因此食品内部和表面可同时受到加热，所需加热时间短，并且加热均匀。
2、非热效应
微波的作用会使微生物在其生命化学过程中产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变，亦即使微生物的生理活性物质发生变化。同时，电场也会使微生物细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏，使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或死亡。微波还使微生物细胞赖以生存的水分活度降低，破坏微生物的生存环境。另外，微波还会导致细胞DNA和RNA分子结构中的氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变，从而中断细胞的正常繁殖能力。吴晖等人研究发现，枯草芽孢杆菌悬浮液进行微波杀菌时，D100=0.65,而相同菌种、浓度、温度
下进行热力杀菌时 D100=5.50。二者差异显著。这种差异只能从处理方法的不同来解释。
由于微波杀菌时间短，有利于保持食品的营养成分和色香味，特别是能保留更多活性物质，可应用于药材、保健食品的杀菌，以及蔬菜、水果、肉、奶等制品的杀菌。微波还可用于食品的灭酶保鲜。在果蔬加工过程中用微波加热的方法代替沸水预煮灭酶，可避免水溶性营养成分的损失。
四、高压脉冲电场杀菌
高压脉冲电场杀菌（High-intensity pulsed electric fields，PEF）的杀菌机理有多种假说，主要有细胞膜穿孔效应、电磁机智模型、粘弹极性形成模型，电解产物效应、臭氧效应等。大多数学者倾向于认同电磁场对细胞膜的影响，并以此为基础对抑菌动力学进行推导。
脉冲电场的产生需要两个主要设备：脉冲能量供应装置和处理腔。脉冲能量供应装置将通常的低电压转化为高电压，同时将低水平的电能收集起来，并贮存在贮存器中，然后这些能量能以高能的形式瞬间释放（百万分之一秒）。输出电压、脉冲频率、脉冲宽度可以调节，以满足不同食品的杀菌要求。
不同菌种对电场的承受力有很大不同，无芽孢细菌较有芽孢细菌更易被杀灭，革兰氏阴性菌比阳性菌易于被杀灭。杀菌效果还受菌数、电场强度、处理时间、处理温度、介质电导率、脉冲频率、介质pH 等因素的影响。
国外研究人员使用高压脉冲电场对培养液中的酵母、各类革兰氏阴性菌、阳性菌，以及苹果汁、香蕉汁、菠萝汁、牛
奶、蛋清液等进行了大量研究，结果表明，该处理对食品的感官质量没有造成影响，其货架期一般可延长4~6周，抑菌效果可达到4~6个对数周期。其处理时间一般为几个微秒到几个毫秒，最长不超过1秒。这种技术还可用于大豆的灭酶脱腥，并可有效保留大豆固有的香味。
除菌过滤技术及应用指南
除菌过滤技术及应用指南 （征求意见稿） 国家食品药品监督管理总局 食品药品审核查验中心 二〇一六年十一月 目录 1. 目的 (1)
2. 定义 (1) 3. 范围 (1) 4. 过滤工艺及系统设计 (1) 4.1 过滤工艺的设计 (1) 4.2过滤系统的设计 (3) 5. 除菌过滤验证 (4) 5.1 除菌过滤验证概述 (4) 5.2 细菌截留试验 (5) 5.3 可提取物和浸出物 (6) 5.4 化学兼容性 (8) 5.5 吸附 (8) 5.6 基于产品完整性试验 (9) 5.7 再验证 (9) 5.8 气体过滤器验证 (10) 5.9 一次性过滤系统验证 (10) 6. 除菌过滤器、系统的使用 (10) 6.1 使用 (10) 6.2 灭菌 (12) 6.3 完整性测试 (13) 6.4 重复使用 (16) 6.5 气体过滤器特殊考虑因素 (16) 6.6 一次性过滤系统 (17) 7. 减菌过滤工艺 (18) 8. 术语解释 (19) 9. 参考文献 (22)
除菌过滤技术及应用指南 （征求意见稿） 1.目的 为指导和规范除菌过滤技术在无菌药品生产中的应用，保证无菌药品的安全、有效和质量稳定，依据《药品生产质量管理规范》及附录，制定本指南。 2.定义 本指南中的除菌过滤是指采用物理截留的方法去除液体或气体中的微生物，以达到无菌药品相关质量要求的过程。 3.范围 本指南包括除菌过滤系统的设计、选择、验证、使用等内容，适用于无菌药品从工艺开发到上市生产的整个生命周期。 4.过滤工艺及系统设计 4.1 过滤工艺的设计 过滤工艺设计时，应根据待过滤介质属性及工艺目的，选择合适的过滤器并确定过程参数。 除菌过滤工艺应根据工艺目的,选用0.22微米或更小孔径的除菌级过滤器。0.1微米的除菌级过滤器通常用于支原体的去除。
双胍杀菌剂应用
双胍杀菌剂应用综述 常用的消毒剂产品以成分分类主要有9种：含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、醛类消毒剂、醇类消毒剂、含碘消毒剂、酚类消毒剂、环氧乙烷、双胍类消毒剂和季铵盐类消毒剂。双胍类属于阳离子表面活性剂，具有杀菌和去污作用，医院里一般用于非关键物品的清洁消毒，也可用于手消毒，将其溶于乙醇可增强其杀菌效果作为皮肤消毒剂。由于这类化合物可改变细菌细胞膜的通透性，常将它们与其他消毒剂复配以提高其杀菌效果和杀菌速度。 聚六亚甲基双胍对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌等细菌繁殖体和白色念珠菌均具有良好的杀灭效果,但需要的浓度均在5000 mg/L以上,不仅价格高,且杀菌效果并不稳定。因此,目前市场出现的产品多为复方制剂,以提高其杀菌能量和降低成本。以含量650 mg/L低浓度盐酸聚六亚甲基双胍分别与双癸基二甲基氯化铵、苯扎溴铵、乙醇、醋酸氯己定进行配伍,制成复方消毒剂,并进行了杀灭白色念珠菌效果的观察。结果表明, 4组以盐酸聚六亚甲基双胍为主要成分的复方消毒剂对白色念珠菌的杀灭效果均较单方聚六亚甲基双胍有明显提高,其中聚六亚甲基双胍与双癸基二甲基氯化铵组成的复方消毒剂和与醋酸氯己定组成复方消毒剂杀菌效果更好。确定一种综合性能更全面的皮肤消毒剂,尚需要进一步进行杀菌谱范围、毒副作用、使用的舒适性和方便性等性能全面评价,方具有推广使用价值。 聚六亚甲基双胍复方消毒剂主要成分为聚六亚甲基双胍和双癸基二甲基氯化铵(简称聚六亚甲基双胍复方消毒剂,以下同),是一种无色透明液体,pH值为 4.50。聚六亚甲基双胍复方消毒剂是盐酸聚六亚甲基双胍和双癸基二甲基氯化铵复配而成的消毒剂,含625mg/L盐酸聚六亚甲基双胍、1 250mg/L双癸基二甲基氯化铵。 1. 聚六亚甲基双胍乙醇复方消毒剂 聚六亚甲基双胍(625 mg/L) +乙醇(750 ml /L)。 2. 聚六亚甲基双胍双癸基二甲基氯化铵复方消毒剂 聚六亚甲基双胍( 625 mg/L )+双癸基二甲基氯化铵(1250 mg/L)。 3.聚六亚甲基双胍苯扎溴铵复方消毒剂 聚六亚甲基双胍(625 mg/L) +苯扎溴铵(1250 mg/L)。
冷杀菌技术
冷杀菌技术 杀菌是保证食品安全，延长食品保质期的基本手段。冷杀菌技术也称为非热杀菌技术。它与通常的加热杀菌技术相比，在杀菌过程中食品温度不升高或温升很小，可以避免高温对食品的营养、风味、质地、色泽的不良影响，特别是对于热敏性较强的果品、蔬菜制品的杀菌有非常重要的意义。冷杀菌技术主要包括超高压杀菌、辐照杀菌、高强度脉冲电场杀菌、微波杀菌、脉冲强光杀菌、超声波杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等，在食品加工中有广阔的应用前景。这里介绍用于果蔬加工的几种冷杀菌技术。 一、超高压杀菌 超高压技术（ultra-high pressure processing，UHP）是目前受到广泛关注的一项食品加工高新技术，主要应用于食品的杀菌。常用的压力范围是100~1000MPa。其杀菌原理是强大的压力导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁、膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆的变化。一般来说，细菌、霉菌、酵母菌在300 MPa下可致死，细菌的芽孢在600MPa以上的压力下可致死，酶在400 MPa以上的压力下可被钝化。在杀菌的同时，能够较好地保持食品固有的色香味、质构特点和营养品质。高压对食品中营养成分和品质的影响主要表现在以下几方面：
1、对蛋白质的影响：蛋白质在高压下会凝固变性，这种现象称为蛋白质的压力凝固。压力凝固的蛋白质消化性与热力凝固的相同。 2、对淀粉、糖的影响：常温下加压到400~600MPa，可使淀粉糊化，吸水量增加，形成不透明的粘稠糊状物。高压对糖类几乎没有影响。 3、对油脂的影响：常温下加压到100~200MPa，油脂就会凝 固，解压后能恢复原状。 4、由于超高压杀菌在较低温度下进行，因此食品中维生素、色素、香气、风味损失很小。酶作为一种蛋白质，在高压下变性失活，有利于保持食品的营养品质和感官品质。 日本、美国、欧洲在高压食品的研发方面处于领先地位。1990年4月日本的Meidi-Ya公司生产了第一个高压食品——果酱。目前这些国家已有研究和生产超高压的果汁、果冻、果味酸奶、贝类、蛋制品等的报道。超高压处理的果汁，其色泽、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无差别。日本小川浩史等人分别对柑橘类果汁（pH2.5~3.7)进行 100~600 MPa、5~10min的高压灭菌研究，结果表明，细菌、酵母菌、霉菌数随压力的提高而减少。酵母菌、霉菌、无芽孢细菌可以被完全杀死，但棒杆菌属等枯草杆菌能形成耐热性强的芽孢而有残留。但如果加压至600MPa，再结合适当的低温加热（47~57℃），则可达到完全灭菌的要求。经过超高压处理的果汁达到商业无菌状态，同时果汁风味、组成成分没有发生变化，在室温下可保持数月。所以超高压杀菌是
食品冷杀菌技术
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
除菌过滤技术及应用指导原则
除菌过滤技术及应用指导原则 （征求意见稿） 第一章 总则 第一条【目的和依据】为指导和规范除菌过滤技术在无菌药品生产中的应用，保证无菌药品的安全、有效和质量稳定，依据《药品生产质量管理规范》及其附录，制定本指导原则。 第二条【定义】本指导原则的除菌过滤是指：在不给产品质量造成不利影响的前提下，采用物理截留的方法去除液体或气体中的微生物，以达到无菌药品相关质量要求的过程。 第三条【范围】本指导原则包括除菌过滤系统的设计，选择，使用，验证等内容，适用于无菌药品从工艺开发到上市生产的全过程。 第二章过滤工艺设计
第四条【风险评估】过滤工艺设计时，应根据产品属性及工艺目的进行风险评估，从而选择合适的过滤器及并确定过程参数。 第五条【过滤器孔径】除菌过滤工艺应根据工艺目的,选用0.22um或更小孔径的除菌级过滤器。0.1um的除菌级过滤器通常用于支原体的去除。 第六条【产品微生物污染水平】对无菌生产的全过程进行微生物控制，避免微生物的引入。最终除菌过滤器前，料液的微生物污染水平应小于等于10 CFU/100ml。如果过滤前料液微生物污染水平高于10CFU/100ml，则需采取适当的方法,降低其微生物负荷。 第七条【过滤器材质】选择过滤器材质应当充分考察其与料液的兼容性，过滤器不得因与产品发生反应、释放物质或吸附作用而对产品质量产生不利影响。除菌过滤器不得脱落纤维，严禁使用含有石棉的过滤器。 第八条【过滤器面积】合理的过滤膜面积需要经过科学的方法评估后得出。面积过大可能导致产品回收率下降、过滤成本上升。过滤面积过小可能导致过滤时间延长、中途堵塞甚至产品报废。
第九条【过滤器结构和装置】过滤器选择时应注意过滤器结构的合理性，避免存在卫生死角。过滤器内过大的保留体积可能会使产品残留增加，从而降低收率。过滤器进出口存在一定的限流作用，应根据工艺需要,选择合适的进出口大小。对于折叠式滤芯，注意其折叠结构的合理性，避免因过度折叠而高估其有效过滤面积。 第十条【工艺参数的选择】选择过滤器时，应根据实际工艺要求，确定工艺操作时的进出口压差范围、过滤温度范围、最长过滤时间、灭菌温度和时间等工艺参数，并确认这些参数是否在过滤器的可承受范围内。 第十一条【供应商资质和审计】应选择具有除菌过滤器生产能力的供应商。供应商必须进行相关的验证并结合批次放行之前的质量检验来保证除菌过滤器的性能。药品生产企业则应审核供应商提供的验证指南和质量证书来确保选择的过滤器就是除菌级过滤器。药品生产企业应对除菌过滤器供应商进行管理，包括文件审计、工厂现场审计、质量协议和产品变更控制协议的签订等。 第三章过滤系统的设计
杀菌(冷杀菌与热杀菌)
杀菌（冷杀菌与热杀菌） 冷杀菌技术冷杀菌（物理杀菌）是当代一类崭新的技术，物理杀菌条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，即有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分，所以包装与食品机械的设计与制造上采用冷杀菌技术是非常必要的。 1.2超高压脉冲电场杀菌 超高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。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。其机理基于细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、臭氧效应等假设。其作用主要有2个：（1）场的作用。脉冲电场产生磁场，细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下，通透性增加，振荡加剧，膜强度减弱从而使膜破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。（2）电离作用。电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用，阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，使细胞内物质发生一系列的反应。通过场和电离的联合作用，杀灭菌体[3]。 超高压脉冲电场杀菌已在实验室水平上取得了显著的成效。它可保持食品的新鲜及其风味，营养损失少。但因其杀菌系统造价高，制约了它在食品工业上的应用，且超高压脉冲电场杀菌在黏性及固体颗粒食品中的应用还有待进一步的研究。 1.3强磁场脉冲杀菌 该技术采用强脉冲磁场的生物效应进行杀菌，在输液管外面，套装有螺旋兴线圈，磁脉冲发生器在线圈内产生（2～10）T的磁场强度[4]。当液体物料通过该段输液管时，其中的细菌即被杀死。该技术具有以下特点：杀菌时间短且效率高。杀菌效果好且温升小，能做到既能杀菌，又能保持食品原有的风味、滋味、色香、品质和组分（维生素、氨基酸等）不变，不污染产品，无噪音，适用范围广泛[5]。 1.4脉冲强光杀菌 脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照方法进行灭菌。通过惰性气体发出与太阳光谱相反，但强度更强的紫外线至红外线区进行杀菌。使用高强度白光的极短脉冲，杀死食品表面的微生物。该高强度的白光类似阳光，但仅以几分之一秒钟的速度反射出来，比阳光更强能迅速杀死细菌。脉冲强光下使微生物致死作用明显，可进行彻底杀菌。在操作时对不同的食品、不同的菌种，需控制不同的光照强度与时间。可用于延长以透明物料包装的食品的保鲜期[6]。 1.5臭氧杀菌 臭氧氧化力极强，仅次于氟，能迅速分解有害物质，杀菌能力是氯的600～3 000倍，其分解后迅速的还原成氧气。利用其性能的臭氧技术在欧美、日本等发达国家早就得到广泛应用，是杀菌消毒、污水处理、水质净化、食品贮存、医疗消毒等方面的首选技术。美国华盛顿大学医学研究人员发现，臭氧可以抑制癌细胞的生长；日本石川岛播麻种工业公司证明，臭氧水有望成为最佳的果树杀菌剂，其杀菌效果明显优于次氯酸钠；中国医学科学院研究证明，臭氧可以有效地杀灭淋球菌，并且对水中的重金属有分解作用[7]。 试验证明臭氧水是一种广谱杀菌剂，它能在极短时间内有效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌等一般病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多种微生物。可杀死和氧化鱼、肉、瓜果蔬菜、食品表面能产生异变的各种微生物和果蔬脱离母体后继续进行生命活动的微生物，加速成熟乙烯气体，延长保鲜期。 1.6放射线杀菌 放射线同位素放出的射线通常有α、β、γ3种射线，用于食品内部杀菌只有γ射线。
食品冷杀菌研究进展
食品冷杀菌技术的研究进展 摘要:综述了国内外食品冷杀菌技术研究进展，主要介绍了超高压杀菌、辐照杀菌、超高压脉冲电场杀菌、臭氧杀菌、脉冲强光杀菌、电解食盐水杀菌、超声波杀菌、微波杀菌基本原理、杀菌效果及其在食品工业中的应用，简要分析了食品冷杀菌技术的发展方向。 关键词:冷杀菌+食品+进展 Research Advance of the Non-thermal Pasteurization Technology Author WangDong Teacher KongLingming Abstract:A review concerning the Non-thermal Pasteurization Technology researching advance of food. This article gives an outline of pasteurization using high-pressure, High V oltage Pulsed Electric Fields ,ozone,impulse discharg technological process,electrolyzed salt solution,alternating magnetic field, Ultrasound and correlation technique and microwave pasteurization. The application on delicatessen industry.Food non-thermal pasteurization technology progress direction was brief analysed. Keywords:Non-thermal sterilization;delicatessen;Advance
低温等离子体消毒
低温等离子体消毒 1.消毒灭菌的定义 2.低温等离子体灭菌技术 3.低温等离子体的消毒机理 4.低温等离子灭菌的优缺点 5.低温等离子体杀菌消毒技术的应用 消毒灭菌的定义 消毒：消毒是指用化学的或物理的方法杀灭或消除传播媒介上的病原微生物，使之达到无传播感染水平的处理即不再有传播感染的危险。灭菌：灭菌是指杀灭或去除外界环境中一切微生物的过程。包括致病性微生物和不致病的微生物，如细菌（含芽胞）、病毒、真菌（含孢子）等，一般认为不包括原虫和寄生虫卵，以及藻类。灭菌是获得纯培养的必要条件，也是食品工业和医药领域中必需的技术。 灭菌是个绝对的概念，意为完全杀灭所处理微生物，经过灭菌处理的物品可以直接进入人体无菌组织内而不会引起感染，因此，灭菌是最彻底的消毒。然而事实上要达到这样的程度是困难的，因此国际上通用方法规定，灭菌过程必须使物品污染的微生物的存活概率减少到E-6 (灭菌保证水平)，换句话说，要将目标微生物杀灭率达到 99.9999%。 在当前面对如此严苛的灭菌要求，理想的灭菌器应该具有如下的特点和性能： ( 1 )灭菌速度应尽量快，时间要短；
( 2 )灭菌温度应该低于5 5℃左右，对器械、物品损伤尽量小；( 3 )灭菌时对整个环境无影响，灭菌残留物是无害的； ( 4 )能够满足多种物品的灭菌要求； ( 5 )使用耗材价格不能过高。 现如今所使用的灭菌方法多为热力灭菌、辐射灭菌、环氧乙烷灭菌、低温甲醛蒸汽灭菌以及使用各种灭菌剂如戊二醛、二氧化氯、过氧乙酸和过氧化氢等长时间浸泡的方法。 这些灭菌方法存在着许多限制条件，如会对环境造成危害、灭菌时间过长、灭菌温度过高致使器械损伤较大、食品营养流失等 随着对消毒、灭菌的处理要求越来越高。传统灭菌方法的局限性正在促使新的灭菌技术的产生和发展。 低温等离子体灭菌技术 等离子体灭菌技术是新一代的高科技灭菌技术，它能克服现有灭菌方法的一些局限性和不足之处，提高消毒灭菌效果。 例如对于不适宜用高温蒸汽法和红外法消毒处理的塑胶、光纤、人工晶体及光学玻璃材料、不适合用微波法处理的金属物品，以及不易达到消毒效果的缝隙角落等地方，采用本技术，能在低温下很好地达到消菌灭菌处理而不会对被处理物品造成损坏。本技术采用的等离子体工作物质无毒无害。本技术还可应用到生产流水线上对产品进行消毒灭菌处理。
我国消毒灭菌技术发展及应用
我国消毒灭菌技术发展及应用.txt两个人吵架，先说对不起的人，并不是认输了，并不是原谅了。他只是比对方更珍惜这份感情。 我国消毒灭菌技术发展及应用 -------------------------------------------------------------------------------- 我国消毒灭菌技术发展及应用 军事医学科学院微生物流行病研究所满荫起 1、国家经济发展的带动，我国消毒技术发展较快 1.1 专业队伍扩展:从防疫专业扩展到医院感染控制和临床护理。 1.2 学术交流活跃：除有消毒专业杂志外，医院感染监控、临床护理、环保、保健等杂志均有消毒灭菌技术交流。 1.3消毒意识提高，促进产品开发和应用。特别是“非典”发生，提高了人们自我保护的意识，加强了对消毒技术的认识和产品的需求。 1.4 消毒技术产品开发活跃，专业生产企业发展迅锰。 1.5 产品鉴定方法规范化、标准化，对毒性作用的重视和研究。 1.6 产品审批标准化、规范化、程序化。 1.7 市场监督的开展已是消毒产品质量保证的重要手段。 1.8 消毒产品市场化的进展促进了消毒产品技术提高。 1.9 消毒效果检测技术普及是消毒效果的重要保证。 2、消毒灭菌技术（产品）的发展 2.1化学消毒剂的研究及应用： 2.1.1单药的发展： 50年代：含氯石灰（次氯酸钙） 次氯酸钠 碘酊 乙醇 福尔马林（40%甲醛） 过锰酸钾 酚类（来苏尔） 酸、碱 60至80年代： 环氧化物的应用（66年起始） 有机氯的研制：二氯异氢尿酸钠 （69～75年）三氯异氢尿酸 新洁尔灭（苯扎溴铵）（69～75年） 过氧化物的应用（75年后） 洗必泰的应用（75年后） 戊二醛的推广（80年后） 碘伏的应用（85年）
冷杀菌技术综述
冷杀菌技术综述 摘要：冷杀菌技术给食品工业带来了新的革命。综述了目前食品领域的杀菌新技术——冷杀菌技术及在食加工中的应用，展望了冷杀菌技术的发展前景。 关键词：冷杀菌；新技术；应用 Research Advances of Cold Sterilization Technologys in the Food Field Abstract：The cold sterilization is new technological revolution in food industry. This paper mainly described the new technology of the cold sterilization in food fields at present, introduced various kinds of cold sterilization technology and its applications in the food fields, expected the development foreground of the cold sterilization. Key words: cold sterilization；new technology；application 杀菌是食品加工过程中非常重要的环节之一，其目的是杀死微生物，钝化酶类等，使食品具有足够的保质期。传统的热力杀菌是在加热的环境下进行的，因此会不同程度地破坏食品中的营养成分和天然特性。为了更大限度保持食品本身的固有品质，一些新型的灭菌技术——冷杀菌应运而生，如超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、放射线杀菌等。近年来，随着人们饮食观念的改变，原汁原味的食品逐渐成为时尚，因而冷杀菌技术也越来越受到食品科学研究工作者的高度重视。 1 食品冷杀菌技术及其应用 1.1 超高压杀菌 超高压杀菌是将食品物料以某种方式包装以后，放入液体介质（通常是食用油甘油油与水的乳液）中，在100Mpa-1000Mpa压力下作用一段时间后，使之达到灭菌要求。其基本原理是压力对微生物的致死作用，主要是通过破坏其细胞壁，使蛋白质凝固，抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制等来实现[1]。 采用超高压技术，在400MPa-600Mpa的压力下，能杀死果汁中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌。现在日本市场上已有利用超高压杀菌的果汁果酱等产品出售[2]。这种经超高压处理过的果制品避免了一般高温杀菌带来的不良变化，口感好，色泽天然，安全性高，保质期长。但该技术不能连续生产，只能分批运用。超高压杀菌可能引起果蔬在极限压力下变形或状态明显改变。因此主要用于没有固定形状的果蔬制品。 1.2 超高压脉冲电场杀菌 超高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。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。其机理基于细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、臭氧效应等假设。其作用主要有2个：（1）场的作用。脉冲电场产生磁场，细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下，通透性增加，振荡加剧，膜强度减弱从而使膜破坏，膜内物质容易流出，膜外物质容易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。（2）电离作用。电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用，阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行同时，液体介质电离产生臭氧的强烈氧化作用，使细胞内物质发生一系列的反应。通过场和电离的联合作用，杀灭菌体[3]。 超高压脉冲电场杀菌已在实验室水平上取得了显著的成效。它可保持食品的新鲜及其风
精简的低温等离子体灭菌器的原理和过程
低温等离子体灭菌概述 一、概述及灭菌原理 消毒：消毒（disinfection）从医院除污染的意义上是指用化学的或物理的方法杀灭或消除传播媒介上的病原微生物，使之达到无传播感染水平的处理即不再有传播感染的危险。杀灭或清除医院内环境中和传播媒介上的病原微生物称之为“医院消毒”。 灭菌：灭菌是指杀灭或去除外环境中一切微生物的过程。包括致病性微生物和不致病的微生物，如细菌（含芽胞）、病毒、真菌（含孢子）等，一般认为不包括原虫和寄生虫卵，以及藻类。 灭菌是个绝对的概念，意为完全杀灭所处理微生物，经过灭菌处理的物品可以直接进入人体无菌组织内而不会引起感染，因此，灭菌是最彻底的消毒。然而事实上要达到这样的程度是困难的，因此国际上通用方法规定，灭菌过程必须使物品污染的微生物的存活概率减少到10-6 (灭菌保证水平)，换句话说，要将目标微生物杀灭率达到99.9999%。 1、概述 等离子体（Plasma）是物质的第四态，它是正、负带电粒子、中性原子、他子所形成的一团物质。就像云一样的存在状态，具
有能量密度高、化学活性成分丰富的特点。利用待离子体这样的特点进行灭菌，效果非常明显。而且速度快。等离子体灭菌的关键技术是：灭菌腔体中等离子体必须均匀，不存在死角。有一定的能量要求。 2、等离子体的形成： 等离子体属于物理概念，是自然界中存在的一种物质状态(即固体、液体和气体之外的第四态)。低温等离子体的产生通常是在几帕到几百帕的真空环境下，利用特定电磁电场作用，使某些中性气体的分子产生连续不断的电离，形成带负电荷和等量带正电荷的离子相互共存的物质状态，当电离率与复合率达到平衡时，这种稳定存在的物质形态就称之为等离子体。 同一种物质的不同状态，表示这种物质中粒子所具有不同的能量，例如固体冰获得能量融化成水，水获得能量汽化成水蒸汽，水蒸汽在特定的物理条件下又可形成等离子体，由此可知等离子体是一种能量更高的物质聚集态。组成等离子体的不仅有分子和原子，还有许多带电粒子，其粒子的能量约从几eV（电子福特）到几千eV不等，因而，其具有特殊的理化性能，在与物质的相互作用中会产生许多特殊的物理和化学效应。例如：过氧化氢（双氧水）是普通的临床消毒液，但需要将器械完全浸泡2小时以上，才能达到高级消毒水平；而等离子体灭菌器将极少量双氧水（2～5ml/次）激发成过氧化氢等离子体，可在几十秒钟的时间内、35～45℃条件下将106cpu/片的枯草杆菌芽孢全部杀灭，达到
冷杀菌技术对水产品的影响
冷杀菌技术对水产品的影响 冷杀菌技术，也称为非热杀菌技术，是近年来新兴的一门杀菌技术。与传统的热杀菌技术相比，冷杀菌技术的操作条件便于控制，不仅能够杀死食品中的微生物，而且能较好地保持食品中固有的营养成分、质构、风味、色泽和新鲜度。近几年，国内外学者已开发出一系列高效、安全且能保持食品原有风味与营养的冷杀菌技术。 1、臭氧杀菌技术 臭氧是一种强氧化剂和高效杀菌消毒剂，其作为一种高效、光谱、无残留的杀菌剂能够有效地杀菌、脱色、脱臭、漂白、分解有毒物质等。臭氧的杀菌或抑菌作用通常是物理、化学及生物学等多方面的综合结果。臭氧作用于病毒是通过直接破坏RNA或DNA完成的，而杀死细菌霉菌类的微生物则是先作用于细胞膜，使细胞膜的构成受到损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，继续渗透破坏膜内组织，直至死亡。 国内许多水产品加工厂都已经相继开始采用臭氧杀菌技术。其主要用于水产品冷库消毒、加工车间的空气、设备、用品等的杀菌净化、加工用水杀菌等，它能在极短的时间内杀死大肠杆菌、蜡杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌及流感病菌、肝炎病毒等多种微生物。此外，臭氧还可用于水产品的保鲜。 2、超高压杀菌技术 超高压杀菌技术，是在密闭容器内，用水或其他液体作为传压介质使食品在极高的压力下产生酶失活、蛋白质变性、淀粉糊化和微生物灭活等物理、化学及生物效应。其作用机理是破坏菌体蛋白中的非共价键，破坏蛋白质的高级结构，从而导致蛋白质凝固和酶的失活。超高压杀菌的特点是可实现均匀、瞬时、高效杀菌，同时保持水产品原有的营养成分和感官特性。国外对超高压灭菌技术的研究较为广泛，比如将超高压技术应用于新鲜捕捞的金枪鱼，可以有效抑制其鱼肉蛋白的水解和脂肪氧化，同时减少组胺和挥发性盐基氮的生成，延长了金枪鱼的货架期。 3、微波杀菌技术 微波是一种频率在300MHz~300GHz的电磁波。微波杀菌的机理是利用其电磁场的热效应和非热效应共同作用的结果。热效应是指微波能在微生物体内转化为热能，使其温度升高，从而使其贴你蛋白质变性凝固，失去营养和生存条件，最终丧失繁殖功能而死亡；非热效应是指微波的电场可改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性，使细菌丧失营养，破坏其结构功能和新陈代谢，抑制其生长而死亡。 微波杀菌技术应用于水产品加工可以避免传统热杀菌造成的温度过高，蛋白质变性等问题，作用时间短，产生的热值小，杀菌效果显著。有学者对比了微波灭菌(850W，时长130s)和加热灭菌(98°C水浴，时长60min)对鱼丸的灭菌效果，结果表明二者对大肠杆菌的灭活率均达到了100%，但微波灭菌对鱼丸的感官和水分含量影响均小于加热灭菌。 4、辐射杀菌技术 辐射杀菌是利用x射线、γ射线辐射食品，通过损害微生物细胞内的遗传物质破坏其新陈代谢，从而杀死微生物，延迟食品的货架期。辐射杀菌射线穿透力强，温度上升变化小，杀菌效果显著，无有害物质残留，可在食品已包装的状态下进行，过程管理简单。但是，辐射杀菌对环境和操作人员的要求较高。 随着近几年食品安全逐步被人们关注，辐射处理作为贮藏食品的手段之一受到消费者的质疑。主要是关注食品辐射后是否还存有放射性污染和会否产生诱感放射性，会否产生有毒、致癌、致畸、致突变的物质。实际上，国家对每一类辐射水产品都有相应的标准，采用不同的剂量辐射，一般来说剂量都很低，这样可以延长水产品保质期的同时尽量减少营养的损失。 5、脉冲光杀菌技术
新型分离技术综述
新型分离技术 摘要 随着社会的发展，对分离技术的要求越来越高，不但希望采用更高效的节能、优产的方法，而且希望所采用的过程与环境友好。本文主要分别对分子蒸馏、新型萃取分离、新型生物膜法、膜分离等新型分离技术的应用和研究现状进行了的阐述。 关键词：分子蒸馏；新型萃取分离；新型生物膜法；膜分离 世界万物都是由有序自发地走向无序，所有的纯物质都逐渐变成混合物。分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提纯或纯化的一门新型学科，正是这种需求，推动了人们对新型分离技术不懈的探索。新型分离技术目前受到材料开发、生产成本及其他学科发展的限制，工业化应用程度还不高，但它们已经在某些高新领域显示出良好的分离性能和强劲的发展势头。目前新型分离技术主要包括：膜分离技术、膜技术-传统技术的改进、传统分离技术的新应用和反应-分离技术的耦合四个方面。下面对膜分离技术、新型萃取分离技术、新型生物膜法和分子蒸馏技术的应用和研究现状进行阐述。 1.膜分离技术 借助于具有分离性能的膜而实现分离的过程称为膜分离过程。由于膜分离过程一般没有相变，既节约能耗，又适用于热敏性物料的处理，因而在生物、食品、医药、化工、水处理过程中备受欢迎。 膜分离是利用一张特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对液相或者气相混合物内的不同成分进行分离、提纯、浓缩的先进加工技术。根据膜分离过程的不同特征可分为微滤( MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、渗析(D)、电渗析(ED)、电去离子技术(EDI)和气体分离(Gs)等过程，膜分离过程的优势特征： (1)膜分离过程通常在常温下进行，营养成分损失极少，特别适用于热敏性物质； (2)膜分离过程多数不发生相变化，不用化学试剂和添加剂，无二次污染，能耗低，并具有冷杀菌优势，且分离效率高；
食品冷杀菌设备与技术综述
食品冷杀菌设备与技术综述 摘要：传统的热力杀菌是在加热的环境下进行的，因此会不同程度地破坏食品中的营养成分和天然特性。为了更大限度保持食品本身的固有品质，一些新型的灭菌技术——冷杀菌应运而生，如超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、放射线杀菌等。近年来，随着人们饮食观念的改变，原汁原味的食品逐渐成为时尚，因而冷杀菌技术也越来越受到食品科学研究工作者的高度重视。[1]冷杀菌技术给食品工业带来了新的革命，就冷杀菌技术在食品领域的应用研究进行综述，展望冷杀菌技术的发展前景。 关键词：食品；冷杀菌；研究；进展 Food cold sterilization equipment and technology review Class: 12 Food (2) Name: Zheng Yong student number: 1202062004 Abstract: The traditional thermal sterilization is carried out under a heated environment, thus varying degrees of damage to the natural characteristics of nutrients and food. To a greater extent maintain the inherent quality of the food itself, some new sterilization techniques - cold sterilization emerged, such as ultra-high pressure sterilization, high pressure pulsed electric fields, pulsed light sterilization, radiation sterilization. In recent years, with changes in diet concept, authentic food gradually become fashionable, so cold sterilization technology becomes more and more workers attach great importance to food science. Cold sterilization technology to the food industry has brought a new revolution, the application of cold sterilization technology in the food industry were reviewed, prospect prospects cold sterilization techniques. Keywords: food; cold sterilization; Research; Advances 0 前言 杀菌是食品加工过程中非常重要的环节之一，其目的是杀死微生物，钝化酶类等，使食品具有足够的保质期。食品工业中采用的杀菌方法主要有加热杀菌和非加热杀菌。冷杀菌（物理杀菌）是当代一类崭新的技术，物理杀菌条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高很低，即有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。与传统的热杀菌法相比冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品固有的营养成分、质构、色泽和新鲜度，此技术虽然起步较晚，但能满足消费者对食品营养、原汁原味的要求，因此
脉冲放电杀菌技术及其应用研究进展
脉冲放电杀菌技术及其应用研究进展 发表时间：2019-12-23T10:23:30.420Z 来源：《电力设备》2019年第18期作者：周璐樊爱龙 [导读] 摘要：在科学发达的今天,动物传染病和人类传染病仍在大肆流行。目前,主要有3种形式的疫苗,即减毒活疫苗、灭活疫苗和基因工程疫苗。 (辽宁科技学院辽宁本溪 117004) 摘要：在科学发达的今天,动物传染病和人类传染病仍在大肆流行。目前,主要有3种形式的疫苗,即减毒活疫苗、灭活疫苗和基因工程疫苗。尽管减毒活疫苗曾起到了巨大的作用,但随着科学的发展和时间的推移,减毒活疫苗有返祖和基因重组的现象,因此,目前已逐渐降低其使用度。基因工程疫苗是近十来年发展起来的一种新型疫苗,但是研制一种新的基因工程疫苗耗时长、投资大,还可能存在生物安全问题。故短期内在应对突发的传染病时不可能取得明显成效,而灭活疫苗却能够在短时内取得预期的效果。 关键词:脉冲电场；病原体；灭活 一、化学试剂杀菌机理 当前的灭活疫苗大部分使用福尔马林、β-丙内脂、乙烯亚胺、苯酚、柳硫汞等化学试剂进行灭活。这些化学试剂主要机理是作用于病毒核酸及病毒壳蛋白、病原体的DNA和RNA,改变细胞膜通透性,导致微生物蛋白变性或凝固,改变蛋白与核酸功能基团的因子,作用于细菌胞内酶的功能基(如SH基)而改变或抑制其活性。如福尔马林对病毒灭活的机理主要作用于病毒核酸及病毒壳蛋白。灭活的主要部位是福尔马林与病毒中含有氨基的核苷酸(腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶)发生反应。福尔马林与病毒蛋白的作用直接使氨基酸或氨基酸集团暴露,引起蛋白质变性以阻碍核酸从病毒颗粒中释放,使病毒失去感染力。20世纪60年代猪瘟灭活疫苗的失败可能与灭活剂改变表面蛋白的结构与功能有关系。β-丙内脂的作用机理可能是作用于病原体的DNA和RNA。 尽管化学试剂在疫苗制备过程中起着非常重要的作用,但是在杀菌作用的同时对动物机体具有一定的副作用,甚至在动物体内残留。如甲醛除了上述的功用外,同时具有强烈的致癌和促癌作用。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变,DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合征,引起新生儿染色体异常、白血病,青少年记忆力和智力下降。β-丙内脂本身具有致癌性,虽可被加温水解对人体无害,但对工作人员仍有致癌作用。β-丙内脂还可以改变人血清白蛋白的性质,引起人体全身性的变态反应。 因此,有必要寻找既能杀灭细菌、不破坏细菌抗原的结构,又能对环境、对人类安全的病原体灭活方法。而脉冲电场杀菌技术正好具备这些条件。 二、脉冲电场杀菌机理 脉冲电场杀菌的机理主要有以下几个方面:①强电强通透杀菌效应。利用强电场所引起的微生物细胞的穿孔效应来杀菌。由于微生物细胞膜的外表面和膜内具有一定电势差,当一个外部的电场加到细胞两端时,会使细胞膜内、外电势差增大,细胞膜的通透性剧增,细胞膜上会出现许多小孔,产生不可逆的损失,导致细胞不可逆破裂和最终死亡。②强烈冲击波杀菌效应。当液体物料中产生脉冲放电时,储能系统(例如储能电容器组)把储存的大量能量在瞬间释放出来,液体介质被击穿而形成放电通道,产生极大的脉冲冲击电流,使细菌细胞膜破裂、压碎、死亡。③脉冲放电化学杀菌效应。液体物料中在脉冲放电时产生的化学效应也强化和加速了细菌的死亡。由于脉冲放电的大电流及由此而产生的强磁场作用、电解电离作用,在液体物料中会产生许多等离子体和基本粒子,如激励状态下的H+、OH-、H2O离子团、O、H原子、O2、H2、臭氧分子、光子等。它们在强电场的作用下极为活跃,有些基本粒子还能穿过已提高通透性的细胞膜而与细胞膜内的生命物质如蛋白质、核糖核酸等相结合,使之变性,死亡。④电离作用。在外加电磁场的作用下,电解质电解出阴、阳离子。这些阴、阳离子在强电磁场的作用下极为活跃,穿过本来就已经提高通透性的细胞膜,与微生物内的生命物质如蛋白质、RNA作用,因而阻断了细胞内正常化反应和新陈代谢的进行。 三、国外对脉冲电场的应用研究 自从SaleAJH等发现高压脉冲电场有杀菌作用以来,许多研究者对此表现出浓厚的兴趣。HulshegerH等测定了不同电场强度和不同处理时间对液态食品中微生物的影响。1992年JayarametaS等应用高强度脉冲电场抑制短乳杆菌,得出细胞破坏是由于强电场导致的细胞壁破裂的结论。Elez-MartínezP等对果汁中的啤酒酵母用高压脉冲电场进行处理,对产生高压脉冲电场的参数(电场宽幅,处理时间,脉冲极性,频率,脉冲宽幅)进行了评价,并且与巴氏消毒法进行了比较。结果表明,高压脉冲电场对啤酒酵母的杀灭很有效。GarcíaD等对两株革兰阳性菌(枯草芽孢杆菌和李斯特菌)和6株革兰阴性菌(2株大肠埃希菌,1株假单胞菌,2株沙门菌,1株小肠结肠炎耶尔森菌)用脉冲电场处理后的亚致死情况的检测,发现革兰阳性菌在pH7.0的情况下对脉冲电场具有一点抵抗力,而革兰阴性菌在pH4.0的情况下对脉冲电场的抵抗力更大一些。 GómezN等对苹果汁中的李斯特菌在不同pH的条件下进行了脉冲电场杀灭研究。结果表明,在低pH、高压脉冲电场的条件下对李斯特菌杀灭效果很好。Sobrino-LópezA等对金黄色葡萄球菌通过一种表面应答反应方法进行高压脉冲电场处理。研究中将金黄色葡萄球菌悬于牛奶之中,采取不同的脉冲数,不同的脉冲宽度,不同的脉冲极性。研究发现,脂肪的含量与葡萄球菌的杀灭没有太大的关系,双极脉冲杀灭葡萄球菌的效果要优于单极。在持续脉冲放电的情况下,短而高的脉冲杀菌效果要优于长而低的脉冲。PerniS等将大肠埃希菌K12血清型和鼠伤寒沙门菌在一个电场强度为100kV/cm、30脉冲/s、每次32ms、总共持续300s的条件下进行处理。然后在培养基上进行培养,大肠埃希菌减少了2个数量级,而鼠伤寒沙门菌减少了1个数量级。在对处理后的活菌进行计算,仅仅只有1%的细菌没有受到破坏。GachovskaTK等对苹果汁中的大肠埃希菌通过高压脉冲电场和紫外线交替进行杀菌,结果表明,二者交替使用对大肠埃希菌具有很好的抑制作用。LeeMH等对200g/L的盐水和9g/L的生理盐水中的李斯特菌用12V电流,1个脉冲完全灭活菌在3ms内完全灭活。电镜观察表明,盐水中的单核细胞结构破坏,说明AHVP对盐水或生理盐水中的李斯特菌灭活是迅速和有效的。BurdgeJJ等用高压脉冲电场对因糖尿病而引起下肢损害进行辅助性的治疗。对30名糖尿病病人45处溃疡经过14 .2周的治疗,结果35处的溃疡得到了治愈。NuccitelliR等用高压脉冲电场对17只动物黑色素瘤引起肿瘤供血障碍的患者进行了治疗,经过47d的治疗后,在未来的4个月,这些黑色素瘤没有出现复发现象。 四、展望 高压脉冲电场杀菌的特点,特别符合疫苗制备过程中抗原灭活。但是到目前为止,国内外还没有这方面的相关报道。如果利用高压脉冲对病原体进行灭活后仍然具有免疫力,那么这将有可能会对抗原的灭活技术带来一场革新。因为利用脉冲电场杀菌具有很多优点:①时间短。