高压脉冲电场杀菌技术课件.ppt

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1、课 前 提 问,1、辐射的化学和生物化学效应有哪些？2、肉类保藏技术有哪些？,第五章 物理技术处理食品 的新进展,第五章 物理技术处理食品的新进展,1、掌握微波技术的基本原理；2、了解微波加热设备及微波加热在食品加工中的 应用；3、掌握高压杀菌、脉冲杀菌的基本原理；4、了解微波加热、高压技术、脉冲技术、磁场技术在食品加工中的应用。,微波杀菌技术 高压杀菌技术 高压脉冲电场杀菌技术 脉冲强光杀菌技术 辐射杀菌技术 臭氧杀菌技术 远红外照射杀菌技术,第五章 物理技术处理食品的新进展,、什么是微波 微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波（波长1米1毫米）,通常用于电视、广播、通讯技术中。而近代

2、把微波作为一种能源，又拓展了一个分支技术，在工农业上进行加热、干燥、杀菌.目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。,一、微波杀菌技术,（1）微波炉烹调食品（2）微波炉方便食品（3）微波炉食品的容器,一、微波杀菌技术,聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等,金属材料,电磁场行为?,热效应和非热效应共同作用的结果。,a、热效应：起快速升温杀菌作用。b、非热效应：微生物体内蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或死亡。,一、微波杀菌技术,2、微波加热原理,微波杀菌温度低于常规方法，一般情况下，

3、常规方法杀菌温度要120-130,时间约1小时，而微波杀菌温度仅要70-105,时间约90-180秒。,3、微波加热的特点,（1）加热速度快（2）均匀加热（3）节能高效（4）易于控制（5）低温杀菌、无污染（6）选择性加热（7）安全无害,一、微波杀菌技术,微波加热杀菌是不是同微波炉是一样的道理？,4、应用,国外在60、70年代就开始考虑将微波技术应用到鲜奶、啤酒、饼干、面包、猪、牛肉的加工等实际生产中。,一、微波杀菌技术,参考文献：,1武 杰，张 斌，马 龙。微波杀菌真空包装延长茶叶蛋货架期的研究J农产品加工，2009（3）：65-67。2褚军晓。微波杀菌技术在肉制品中的应用J肉类工业，2009

4、（2）：17-19,食品微波干燥-微波真空干燥机,一、微波杀菌技术,二、高压杀菌技术,1、定义 所谓高静压技术(HighHydrostaticPressure简称HHP)就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中(常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物)，在高静压(一般100MPa以上)下处理一段时间，以达到加工保藏的目的。,高压灭菌通常认为蛋白质在高压下立体结构（四级结构）崩溃而发生变性而使细菌失活，但也有人认为生物体高分子物质如核酸、多糖类、脂肪等物质或细胞膜都会受到超高压的影响，尤其通过剪切力而使生物体膜破裂，从而使生物体的生命活动受到影响甚至停止，这就可以达到灭菌、杀虫和效果。,二

5、、高压杀菌技术,2、原理,3、特点,二、高压杀菌技术,灭菌均匀，无污染；,操作安全，耗能低,保持了食品的原有风味、色泽和营养价值,4、高压技术在食品加工中的应用,（1）高压对食品中营养成分的影响（2）高压在食品加工中的应用,二、高压杀菌技术,参考文献:,1魏静.食品超高压杀菌研究进展 J食品工业科技，2009（6）:231-2332乔长晟.超高压杀菌技术对牛乳品质的影响J食品科学，2009（1）:67-69,三、高压脉冲电场杀菌技术,1、原理 高压脉冲技术原理是基于细胞结构和液态食品体系间的电学特性差异。当把液态食品作为电介质置于电场中时，食品中微生物的细胞膜在强电场作用下被电击穿，产生不可修

6、复的穿孔或破裂，使细胞组织受损，导致微生物失活。证实在脉冲电场强度为 1240 Kvcm，脉冲时间为20s18s的条件下，可有效地对食品进行灭菌。,一种是利用LC振荡电路原理。另一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场。,三、高压脉冲电场杀菌技术,2、高压脉冲电场的获得方法,3、特点,杀菌时间短，能耗小适用于热敏性食品,三、高压脉冲电场杀菌技术,4、影响脉冲杀灭微生物的因素,三、高压脉冲电场杀菌技术,影响因素,电场强度,作用时间,脉冲的形状,脉冲的极性,微生物的生长期,介质的温度,三、高压脉冲电场杀菌技术,参考文献 1 杜庆.高压脉冲电场杀菌技术在食品工业中的应用.肉类研究，20

7、07（12）：48-50 2贾健辉.高压脉冲电场杀菌对牛乳理化性质影响的研究.中国乳品工业，2006，34（2）29-31,四、脉冲强光杀菌技术,1、原理 脉冲强光杀菌是利用强烈白光闪照的杀菌技术，其系统主要包括动力单元和灯单元，动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。,2、特点,四、脉冲强光杀菌技术,只处理食品的表面,延长食品的货架期,有较强杀菌效果,四、脉冲强光杀菌技术,3、光脉冲包装和杀菌设备 光脉冲流质食品杀菌装置4、光脉冲的应用 光脉冲能够杀灭无菌包装材料，固体食品和焙 烤食品上的

8、微生物。参考文献 1田承斌.脉冲强光杀菌在水处理中的应用.饮料工业，2001，4（4）：7-11 2周万龙.脉冲强光杀菌对食品成分的影响及保鲜研究.深圳大学学报，1997，14（4）：81-84,五、磁力杀菌技术,磁力杀菌是把需消毒杀菌的食品放于磁场中，在一定磁场强度作用下，使食品在常温下起到杀菌作用。经处理后的食品，其风味和品质不受影响，主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品。参考文献 1吕跃良.磁力杀菌在食品领域的应用.食品科学，1990（10）：11-13,臭氧是氧的同素异形体，具有极强的氧化能力，在水中的氧还原电位为2.07V，仅次于氟电位2.87V，居第二位，它

9、的氧化能力高于氯（1.36 V）、二氧化氯（1.5V）。正因为臭氧具有强烈的氧化性，所以对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性而且在食品的脱臭、脱色等方面也展示了广阔的前景。,六、臭氧杀菌技术,六、臭氧杀菌技术,其杀菌机理一般认为：臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、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（即所谓的溶菌作用）细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使其失去活性。参考文献 1李翠莲，黄中培.臭氧杀菌消毒技术在食品工业中的应用.湖南农业科学，2008（4）：119-121,七、远红外照射杀菌技术,远红外射线功率分别为6KW、8KW、10KW和12KW。照射1

10、0Min能使不耐热细菌全部杀死。（能使耐热细菌的数量降低1O5108以上；对于酵母菌采用8KW以上的功率，就足以达到抑制的需求；对于霉菌，8KW以上的照射功率照射10Min就可以将活菌完全杀死）。参考文献 1杨瑞金.远红外干燥及杀菌.粮油食品科技，1998（1）：7-8,八、电阻加热杀菌技术,1、原理 电阻加热杀菌也叫欧姆杀菌，它借通入的电流使食品内部产生热量而达到杀菌的目的，是酸性和低酸性食品和带颗粒(粒径小于25mm)食品进行连续杀菌的一种新技术。,电阻加热器在无菌加工中的流程,八、电阻加热杀菌技术,八、电阻加热杀菌技术,2、影响电阻加热技术的因素（1）食品的导电度（2）温度（3）电解质的

11、浓度（4）食品的组成及颗粒的大小,3、电阻加热技术杀菌的优点（1）无热交换，延长系统运转周期；（2）保留较高的产品营养和颗粒完整性；（3）适合易磨损的产品；（4）使用范围广，投资成本回收快；（5）配合无菌包装技术可生产具有高档的保健食品。,八、电阻加热杀菌技术,八、电阻加热杀菌技术,参考文献 1杨洋.食品电阻加热杀菌技术.广西轻工业，2001（1）：15-17 2关秀丽.高新技术在食品杀菌工艺中的应用.食品与机械，1994（2）：33-34,九、超声波杀菌技术,1.定义 超声波是频率大于10kHz的声波。超声波同普通声波一样属于纵波。超声波与传声媒质相互作用，当遇到物料时就对其产生快速交替的压

12、缩和膨胀作用，这种能量在极短的时间内足以起到杀灭和破坏微生物的作用。具有其他物理灭菌方法难以取得的多重效果，从而能够更好地提高食品品质，保证食品安全。,九、超声波杀菌技术,2.杀菌原理（1）热效应机制（2）机械效应（3）空化效应（4）化学效应（5）弥散效应（6）声流效应（7）毛细效应（8）触变效应,九、超声波杀菌技术,3.影响杀菌效果的因素（1）声强（2）频率（3）杀菌时间（4）超声波形,杀菌效果,九、超声波杀菌技术,4、超声波在食品工业上的具体应用（1）超声波解冻（2）干燥、除沫（3）分离、提取（4）乳化、均质（5）辅助结晶（6）杀菌（7）超声波检测（8）生物学、生物化学效应,九、超声波杀菌

13、技术,参考文献 1刘丽艳，张喜梅.超声波杀菌技术在食品中的应用.食品科学，2006，27（12）：778-780 2关秀丽.高新技术在食品杀菌工艺中的应用.食品与机械，1994（2）：33-34,十、膜过滤除菌技术,1.定义 膜分离过程根据推动力的不同，大体上可分为两种：一类是以压力为推动力的膜过程，如超滤；另一类是以电为推动力的膜过程，称为离子交换，如电渗析。以压力为推动力的膜过程，根据膜所用的孔径和截留能力可以分为微孔过滤、超滤和反渗透等。,十、膜过滤除菌技术,通常膜的孔径为0.000110m，而物料中微生物粒子大小一般在0.52m，若选用孔径小于微生物的膜，使料液通过膜过滤器进行过滤，则

14、菌体粒子被截留，称之为过滤除菌。,十、膜过滤除菌技术,过滤除菌主要是利用膜的作用，是一个膜分离的过程。膜分离过程是一种被透过或被截留于膜的过程，而过滤除菌就是细菌、杂质截流在膜上的过程。,十、膜过滤除菌技术,2.原理 在膜分离过程中，由于膜具有选择透过性，当膜两侧存在某中推动力(如压力差，浓度差，电位差等)，原料侧组分选择性地透过膜以达到分离提纯的目的。,十、膜过滤除菌技术,3.特点（1）无相变化，节能。（2）适合于对热敏感的物质（3）适用分离的范围极广,十、膜过滤除菌技术,4.应用（1）乳品的过滤除菌（2）酱油的澄清除菌（3）食醋的澄清除菌（4）饮料的除菌（5）啤酒无菌过滤参考文献 1刘丽艳

15、，张喜梅.纯生啤酒膜过滤质量的控制.啤酒科技，2008（4）：41-42,十一、激光杀菌技术,1、激光杀菌机理 激光作为一种电磁波，一种能量流，一种常用的柔性工具，投射到物质面，根据激光功率密度的大小及作用时间的长短，在物质上产生以下几种不同程度的效应：,？,十一、激光杀菌技术,（1）热效应（2）光化学效应（3）电磁效应（4）生物刺激效应（5）压力效应,？,十一、激光杀菌技术,2.杀菌效果 激光可用于杀菌、消毒，不同剂量和波长的激光可以杀死不同的细菌，病毒，各种寄生虫。在250800nm之间的任何单色光都有杀菌能力，激光杀菌可以是利用它的热效应杀菌，也可以是它的非热效应杀菌。而且激光消毒、杀菌

16、效率高，速度快，效果好。国外已用于食品的无菌包装自动线中。,3、激光杀菌的应用 直接把激光用于食品的杀菌，成本太高。因此有前途的发展是把激光与其他技术结合使用。,十一、激光杀菌技术,十一、激光杀菌技术,（1）声光杀菌技术（超声波-激光联合杀菌）（2）电光杀菌技术（脉冲放电-激光联合杀菌）参考文献 1关秀丽.高新技术在食品杀菌工艺中的应用.食品与机械，1994（2）：33-34,其它,食品工程中的杀菌技术还很多，如:二氧化氯杀菌技术、氯气杀菌技术、电子灭菌技术、加热与加压并用杀菌技术、加热与化学药剂并用杀菌技术、加热与辐射并用杀菌技术、静电杀菌技术等。这些技术正在得以研究和应用。,其它,由于各种

17、杀菌技术都有一定局限性，要获得充分的保藏效果，须将上述技术综合利用起来。栅栏技术就是指联合控制多种阻碍微生物生长的因素以达到保藏效果。栅栏的概念就是指温度、水分活度、pH等的复合作用。,发展趋势与对策,现代食品杀菌工艺正在逐步摆脱传统的加热杀菌方式，运用现代的各种包装技术与杀菌工艺密切配合，以求最大限度地减少食品中各种营养成分的损失，尽可能提高杀菌技术的经济性、方便性，延长食品的货架期，以满足广大消费者日益增长的物质生活的需要。,食品无菌包装中常见的灭菌技术,1、热力灭菌技术(1)低温灭菌又称巴氏灭菌(2)高温短时灭菌(HTST)(3)超高温瞬时灭菌(UHT),2、过热蒸汽灭菌技术 3、电阻加热灭菌技术 4、辐照灭菌技术 5、微波灭菌技术 6、远红外线灭菌技术 7、紫外线灭菌技术 8、磁力灭菌技术 9、高压电场脉冲灭菌技术 10、脉冲强光灭菌技术 11、激发紫外光脉冲灭菌技术 12、超高压灭菌技术 13、高静水压灭菌技术 14、超声波灭菌技术 15、膜过滤除菌技术16、臭氧灭菌技术 17、过氧化氢灭菌技术,食品无菌包装中常见的灭菌技术,食品无菌包装中常见的灭菌技术,其它 食品无菌包装中还有其他的灭菌技术，如二氧化氯灭菌技术，环氧乙烷灭菌技术、氯气灭菌技术、电子灭菌技术等。不同的灭菌技术可以联合使用。,Thank you!,