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微生物控制的新技术

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浏览:次 2017-05-21 22:19:43

微生物控制的新技术 微生物控制的新技术 核心提示:  食品工业界在继续发展现有控制微生物控制方法的同时,正研究新技术以保证食品的微生物安全,同时也为消费者提供稍需加  食品工业界在继续发展现有控制微生物控制方法的同时,正研究新技术以保证食品的微生物安全,同时也为消费者提供稍需加工或不需加工的高质量食品。这些年,辐照、高强度电子场、脉冲光、紫外线、高压加工和臭氧已作为消灭微生物的非加热方法。但是,在商业上应用这些技术仅在最近几年。虽然这些新技术和其它方法看起来能到达预期结果,但通常也遭到限制而不能利用于实际生产。因此在现有食品加工中采取上述新技术时,必须理解每一个方法的优点、缺点和由那些要求。1、辐照· 伽玛射线· 加速电子· 辐射消毒(灭菌)· 针对性的辐射杀菌· 有选择的辐射杀菌 核心提示:  食品工业界在继续发展现有控制微生物控制方法的同时,正研究新技术以保证食品的微生物安全,同时也为消费者提供稍需加

  食品工业界在继续发展现有控制微生物控制方法的同时,正研究新技术以保证食品的微生物安全,同时也为消费者提供稍需加工或不需加工的高质量食品。这些年,辐照、高强度电子场、脉冲光、紫外线、高压加工和臭氧已作为消灭微生物的非加热方法。但是,在商业上应用这些技术仅在最近几年。虽然这包装纸箱耐压实验机些新技术和其它方法看起来能到达预期结果,但通常也遭到限制而不能利用于实际生产。因此在现有食品加工中采取上述新技术时,必须理解每一个方法的优点、缺点和由那些要求。

1、辐照

· 伽玛射线

· 加速电子

· 辐射消毒(灭菌)

· 针对性的辐射杀菌

· 有选择的辐射杀菌

  辐照是消灭微生物的1种方法,通常是用来描写1个产品暴露在离子射线下的经常使用术语。

1.伽玛射线和加速电子射线

  大家可能熟习的1些普通情势的离子射线有X-射线,微波和紫外线,这些射线都已在食品中利用,但这部份大家将集中讨论两种其它情势的射线,伽玛射线和加速电子射线。这两种射线在消灭和减少食品中的微生物方面有着实际利用实例。

  美国FDA已批准对猪肉、牛肉、禽肉、羊肉、香料、调味品进行辐照,也能够用于水果、蔬菜和谷物。有关食品辐照的要求在21CFR PART179可以查到。

  50kn疲劳实验机每种技术都有自已的术语,辐照也不例外。KILOGRAY是个用于食品加工业中描写辐照量值的术语。

  影响微生物抵抗辐照的1些因素包括:

· 细菌的数量

· 细菌的类型

· 细菌的年龄

· 氧气的存在与否

· 食品的特点

  数量是主要的,存在的微生物越多,就需越多的射线消灭它们。

  1般而言:

· 芽胞比繁殖体对辐照更有抵抗性。

· 革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对辐照更有抵抗性。

· 酵母比霉菌对辐照更有抵抗性。

· 微生物在生长时间时对辐照更敏感。

· 生物体对辐照的敏感性在无氧时更大。

· 高蛋白食品和干燥食品能对微生物抵抗辐照提供更多的保护作用。

  辐照进程必须科学地设计以保证用最少许的射线最理想的减少微生物。

2.辐射消毒(灭菌)

  辐射消毒(灭菌)类似商业无菌。食品暴露在30~40千戈瑞之间的射线水平下被认为是商业无菌消毒。

  暴露在2.5~10千戈瑞辐照水平将消除大部份食品的所有病原菌的繁殖体。这类辐照水平称为针对性辐射杀菌,类似于巴氏杀菌。

  暴露在0.75~2.5千戈瑞辐照水平将消灭大部份食品中的腐败性微生物。这个进程称为有选择的辐射杀菌。

  钴60或铯137

  食品的商业辐射通常取决于伽玛射线和加速电子。电缆改变实验机伽玛射线辐照是用钴60或铯137作为射线源来进行的。

  用钴60为辐照源的装备合适大批量产品的辐照,提供伽玛射线的钴棒,约有1支铅笔大,储存在深约30英尺的去离子水的防护池的中心。钴辐照用10英尺厚的混凝土墙,且用1个系统复杂的锁和其他安全措施以保护员工们及避免其他外界射线进来。自外运来的食品,送到周围暴露放射源料的固定位置。对暴露的食品射击线量值由对伽玛射线源暴露的单位部份的寄存时间而定。

  用铯为伽玛源的装备可以是小型的,含自我保护装置,而不需要外部防护。伽玛源的防护用钢作单元部份而组成的,这个单元被用来设计以处理1盘食品。当食品放在地上封闭的辐照源的房间里,带有铯的板会从地下室移上来在要处理食品的周围。

  伽玛射线的优点在于伽玛射线事实上可以穿透所有材料并且能完成对厚的食品的辐照。

  认可的辐照机构必须建立科学的伽玛射线辐照程序。 这是FDA法规的要求,21CFR PART139----食品生产、加工和处理的辐照。应严格依照肯定的程序进行,且应仔细监控。关键控制点包括辐照暴露的时间,辐照源的定位和产品装运方式,钴60随时间衰变,要肯定产品暴露时间必须计算这类辐照源衰变期。最后气动式跌落实验机,必须正确处理对射线敏感的可见唆使用具和剂量仪器,并作为企业质量保证计划的1部份。

  伽玛射线系统也有不足的地方。辐照不能直接用于寄存在特定区域的已包装好的食品。这些系统设计用作连续操作且没法关掉辐照源。伽玛射线系统很贵且有辐照源的处理,安全和有关环境的问题。

3.电子束装备

  用于电子束的装备通常不如伽玛射线装备利用广泛,他们合适处理单个的或小批量产品的辐照。电子束的优点是辐照能直接射向食品的具体区域----象种X射线仪-----以具体部位为目标。这类方法暴露在射线敏感区域的射线最少。当不用时,可以关掉电子束,且不存在处理有关危害废物的问题。

  但是,象伽玛辐照进程1样,认可的辐照机构也必须肯定电子束处理程序。必须肯定关键处理参数并加以控制。这包括发射速度,电子束特点和产品装运方式。对关键控制的要求与伽玛辐照类似。

  用电子束也有1些不足的地方,穿透厚的产品受限,使该进程对许多类型的食品不合适。

  1些食品由于会改变风味、结构或其他质量特点,既不能暴露在伽玛射线,也不能在电子束下。所需的营养成份的丢失也是个问题,特别是维生素B1对射线非常敏感。辐照能致使射线副产品的产生,称为射线性化合物。这些副产品被认为是食品添加剂,必须评估其是不是安全。

  最后,食品使用辐照要求被辐照的食品通过标签或其它适当地标识说明经过辐照。

辐照杀死微生物的优缺点

优 点

巨孚高低温实验机

缺 点

对所有类型微生物都有效

可能比其他现有技术更昂贵

可能对1些热敏感食品破坏较少

可能引发食品的变化且必须被认可在产品上作食品添加剂

将延长产品的货架期

伽玛射线装备可能引发拉扭复合实验机安全及环境问题

汽车稳定杆疲劳实验机

伽玛射线能穿透厚的材料,能处理大包装的产品

电子束不能穿透厚的产品

必须克服公众对辐照的认识

2、高强度脉冲光

· 由惰性气体灯产生的快速强光

· 百万分之1秒

· 通过近红外光谱的紫外

· 海平面日光强度的20000倍

  高强度脉冲光触及利用光的快速、强烈、放大后的闪光。脉冲光是应用工程技术产生的,通过在能量贮存器中相对长时间(几分之1秒)的储存而在短时间内(百万分之1或千分之1秒)的释放而积累电子能量得到多级能量的光。储存的能量脉动惰性气体灯以产生强烈的闪光只延续几百微秒。根据产品选择灯的数量,闪光的形状及闪光的周期。脉冲光包括从紫外的200nm到近红外的1nm的波长,是海平面日光强度的20000倍,大多数脉冲光属可见光范围。由于脉冲光的波长太长,不能产生小份子的离子化。

  其抗微生物的效果比非脉冲或连续波常规的紫外辐照明显要强。脉冲光用来消除细菌的繁殖体、细菌的芽胞、真菌分生胞子和其它生物,具有相同效果。这使脉冲光技术适用于细菌污染的食品和水的处理。脉冲光和穿透性紫外线1样,能穿透食品和包装材料。这使处理透明食品,例如水及通过透明包装材料的食品成为可能。另外,破坏微生物的脉冲光可以使那些能游戏厅合作抗折实验机致使食品变质的酶失活。

  脉冲光处理的强度是根据积分通量或单位面积的光能量,焦尔(J)/cm2来丈量。1焦尔少于1/4卡路里,4焦尔的能量能使1克的水温度升高1℃。0.5J/cm2的1次闪光已表明能消灭每平方厘米中105个细菌的繁殖体、细菌芽胞、真菌分生胞子。已证明每次1J/cm2闪光的多脉冲可以使细菌减少107--⑴09。

  由纯脉冲技术企业,如加里福尼亚州的SanDiego将他们的脉冲光技术(纯光)向FDA提供资料,将脉冲光为辐照源用于食品添加剂生产,加工和处理。脉冲光的使用在21CFR PART 179.14中有说明,并且在以下条件允许利用脉冲光:

  (a)射线源由设计好的氙灯组成发射多级射线,波长为200到1100nm,且脉冲周期不擅长2毫秒(千分之1秒);

  (b)用来控制表面微生物;

  (c)脉冲光处理的食品应在到达预期技术效果下经最低处理;

  (d)总的积累处理量应整鞋耐水解实验机不超过12.0J/cm2 。

  根据提供给FDA食品添加剂申请资料,表明在具体条件下的利用脉冲光不会引发食品或被处理的微生物产生有害的化学变化。处理的食品不会致使营养价值的显著减少。

高压脉冲光消灭微生物的优缺点

优 点

缺 点

对所有类型微生物都有影响

只能用于表面处理。光穿透才有效

能通过透明包装材料处理产品

必须在光源处保护员工

在处理产品中不会升温

装备最初投资可能高

不但能用于处理产品而且可以处理加工用水

装备操作必须密切监控以确保利用正确的处理

能用于表面处理大量种类产品

 

抑制酶活力

 

  为了确保到达理想的杀菌效果,在生产期间必须监控灯光(FLUENCE)与灯束(CURRENT),用硅光电2极管以丈量闪光灯打开时光的紫外线强度来监控灯光。输出减少表明灯已快结束它的使用寿命。每次闪光时监控灯束。如果比预先设置电流高或低的显著偏离可能意味着灯或电容的问题。正常设计的系统用来监控装备的操作,如检出异常,应中断操作。

3、高强度脉冲电子场

· 利用于食品的高电压

· 利用在短时电击中的电压

· 在冰点或室温中处理食品

· 最合适于灌注食品

· 破坏微生紫外加速老化实验机物的细胞壁

  高强度脉冲电子场(PEF):包括利用将食品置于两个电极间高压的短时电击。高压要求进程通过建立1个蓄电器储存电能,然后释放来实现。在入口周围或冷库存温度下进行处理,不超过1秒,且由于食品加热而失去的能量最少。这个进程更合适于灌制食品。决定微生物失活是由于电子场而不是产品的电解或欧姆、电阻加热。

  目前研究表明PEF技术能破坏微生物的细胞壁。全部进程不会致使食品中的化学或物理变化特点产生变化。加工进程条件由食品特性决定。对任何1种食品PEF条件由以下各可变参数决定,其包括电子场峰强度(KV/cm)(千伏每厘米),脉冲周期(微秒),脉冲数量,最初温度,最高处理温度,有关微生物种类和微生物接种。在处理中加工温度的增加看来能加大微生物的死亡。

  PEF对生长的致病菌和腐败的有机体最有效,但消灭胞子要求用高电压长时间处理。研究表明PEF有助于延长对罐制的货架寿命稳定的酸性巴氏杀菌食品和要求用巴氏杀菌的冰箱食品的货架期。

  在食品中杀灭微生物的高强度脉冲电子场已在世界许多国家开始研究。在美国领先的工业企业之1,纯脉冲技术企业,如加里弗尼亚的San Diego已提交资料给FDA以支撑他们用PEF对液体及灌制食品进行微生物处理。FDA审查过这份资料以后,决定食品添加剂法规不需要PEF,只要遵照良好的操作规范的要求。用高强度脉冲电子场处理任何食品中未发现有品质的变化。

选择的液体食品的PEF加工条件

食 品

浓缩苹果汁

新鲜苹果汁

生的脱脂牛奶

搅碎的蛋

dye10微机控制水泥抗折实验机

绿豆汤

电子场(KV/cm)

50

50

40

35

35

脉冲同期

2

2

2

2

2

脉冲数量

10

16

20

10

32

最初温度(℃)

8.5

8.5

10.0

8.5

22.0

最高处理温度(℃

45

45

50

45

53

储存温度(℃)

22-⑵5

4-⑹

4—6

4-⑹

4-⑹

货架寿命(天)

28

21

低温恒湿实验机

14

28

10

  从1995年12月蚀品技术用高强度脉冲电子拉压实验机场进行巴氏杀菌。

  在食品中应用高强度电子场杀灭微生物,还需要经过对不同产品做进1步的研究。应斟酌有关微生物种类、原料带菌情况、待处理产品的特性、产品的贮存运输处理条件和最好消费状态多方面因素。建立在科学研究基础上的具体实行条件将是全部进程的关键因素。

高强度脉冲电子场杀灭微生物的优缺点

优 点

缺 点

消灭大量致病菌和腐败有机体

对胞子需要高剂量和长时间

产品中有轻微的温度升高

只能用于液体或灌制食品

与热处理比较可能价格较低

电脑控制剥离实验机

同时只能用于货架稳定酸接触角实验机性食品和冰箱食品

金属万能实验机

产品没有变化,维生素和酶无损失

必须对每种具体的产品设计进程

4、紫外线

· 空气和表面消毒

· 液体的巴氏消毒

  紫外线是1些食品在巴氏消毒水平上的另外一种进程,许多年来把紫外线用作空气和表面消毒。

  根据波长可基本分为3种情势的紫外线:长波、中波和短波。所有紫外线波长都比可见光短且不能被人看见。紫外光是于253.7nm范围内的紫外灯产生的。

  为了使紫外线杀死细菌和其他微生物,他们必须接触到微生物体上,且每种微生物体必须吸取足足数量的能量以被杀死。使微生物失活必须的剂量是由时间和强度来决定。

  近来,用紫外线进行巴氏消毒透明液体的进程已发展了。这个进程包括灌输液体薄膜在预定的速率下通过紫外光,在这个进程中发现显著地减少了液体的生物运载量。

  对天然的紫外光、流速、混浊度、产品性质和灯输出需要连续监控。

  对其他系统有1些要求:紫外光必须穿透进入产品。这就是为何该进程被限制用于透明液体。

紫外光杀菌的优缺点

优 点

缺 点

系统价格比其他低

只能用于透明液体薄膜的表面面统 ______落球冲击实验机自由冲击实验机_______________________________________________________________________________________

5、高压加工

· 置于压力为65⑻0磅下的食品

· 在软包装内食品

· 无菌包装的灌制可能产生压力

· 改变结构和细胞壁的通透性

  早在19世纪未和20世纪初美国人像Hitt(1899)和Bridgman(1914干湿摩擦实验机)就对保鲜食品的压力进程进行了研究,直到1985年前后才引发食品、制药和生物工业的关注。高压加工(HPP)近来在食品灌装和生物技术工业上引发人们极大的关注。在HHP技术的利用方面,日本处于领先地位,并生产出果酱、果冻、水果汁和酸乳酪。

  食品的高压加工要求65⑻0磅的压力。它要求非常特殊的装备。如果食品被包装软或半软包装内,放在装满水的容器内于高压下1-20分钟的时间。1些食品如桔子汁可能在压力室内批处理,然后无菌灌装预先消毒的包装内。

  高压进程可能引发食品的1些变化包括组织内部的变化,高压致使蛋白质凝胶化、由于细胞壁破裂,酶活动可能增强,高压加工本身对食品腐败有机体没有影响。全部水果或蔬菜可能通过机械紧缩而变形,构成难以描写的水果和蔬菜,如果汁、果酱、果丁、果片和混合食品。

  微生物对高压敏感。高压加工必须斟酌微生物的种类、产品特性、理想的进程(巴氏杀菌或商业消毒)和产品销售方式。杀灭微生物主要是由结构变化和细胞壁破裂而引发的。

  研究表明在65⑻0磅的高压加工对生长的细菌、酵母和霉菌是非常有效,且产品的水份活度接近于1。但芽胞对高压不会失活,而要另外加热或其他1些作用以达杀死的高水平。

高压杀死微生物的优缺点

耐拉拔实验机

优 点

缺 点

处理进程中不加热,食品保持新鲜

酶活力可能增加

进程能利用在终究包装的产品

可引发蛋白质凝胶、注释及膨胀

对液体食品进程能作为无菌进程的1部份被利用

引发食品组织内变化

酶活力可以停止

装备的初装费高额

 

细菌的胞子、霉菌和酵母可能要求不同高压须消灭时间长

6、欧姆加热

· 加热通过产品自我传导

· 利用于产品的交换电

· 穿透的深度无穷制

· 在产品中无大的热梯度

· 由产品的传导性及加热的剩余时间控制的加热

· 加热杀死微生物

  欧姆加热和无菌微粒处理继续使用测试热处理致死微生物体的方法的时间,同时用加热产品的新方法和进程决定以保证热处理传递给产品。

  通经常使用的微波加热,电能转化成热能。但是不象微波加热穿透的深度是完全无穷制且加热的程度由通过产品的电传导的空ip防水实验机间1致性及产品在加热皿中的抗热时间控制。由于大多数实际的目的产品在加热时没有经历大的温度梯度且液体与颗粒同时被加热。

  欧姆加热最合适无菌包装产品。用于处理和包装其它灭菌产品的装备能用作处理欧姆加热产品。欧姆无菌系统与其它任何1种无菌系统主要不同是加热的方法。

  由于欧姆加热应用食品的耐力及商业电流以加热食品有好过通常加热系统的优点,包括:加热表面不燃烧,加热期间产品不准搅动,液体载体不需过分加热以加热颗粒和颗粒受热均匀。

  欧姆加热依托产品电传导。但欧姆加热将不能直接加热脂肪,油、酒精、骨或晶体结构如冰。

  欧姆加热用于热杀死微生物的控制与其他热处理进程类似。但是在设计欧姆加热进程时,许多方面必须引发重视,产品具体的耐电性及它随温度的变化必须在进程的商业利用期间被决定和控制。产品的流速对产品的加热是关键,在欧姆加热器中产的速成率和加热周期是主要的困素。如果产品在加热器中变化状态(从液体到固体或液体到气体)产品中可能产生弧光。由于这些缘由对大多数利用必须数设计斟酌具体产品成功的杀灭微生物的食品欧姆进程要求在欧姆进程上的严格控制。应当由有常识经验的人建立操作程序,应当保持严格的控制在:产品配方、流速、在试管中的产品温度和发现对进程是关键的其它任何因素。

  但是欧姆加热对那些希翼生产高体积、高价值、低酸、货架稳定的包括颗粒的产品,及生产只要求巴氏杀菌进程的酸性和冷藏食品应提供许诺。

欧姆加热的优缺点

优 点

缺 点

消毒颗粒直径在1寸以上

进程依托产品的传导性对产品加热

对颗粒机械损伤最小

皮鞋剥离强度实验机

不能用于脂肪、油、酒精、骨或冰

颗粒的统1加热

产品配方必须仔细控制以控制电阻

避免运载流的过分处理

生产装备设计用于具体产品

能处理80%以上的固体

对颗粒低酸货架移是食品的处理难于设计和记录

装备污染最小在产品加热衷天热传移至表面

1些食品可能要求热或化学的再处理进程以上开始或改变传导性

减少营养色泽和风味的损失

必须控制产品流速和温度以保证杀死微生物

垂直改变实验机

7、臭氧

· 杀菌剂

· 加工和处理

  臭氧作为杀菌剂的使用其实不新鲜了。在加工水中用臭氧杀死微生物,例如蔬菜加工者。这类处理允许加工水重复使用而不是倒掉。在美国和其他国家这类方法处理饮用水也有多年。臭氧另外一个优点,不象氯,在处理的水中无毒性残留。

  臭氧也用在封闭区域中的表面处理,如冰箱。它可以减少或消灭包括冰箱表面和内部寄存产品表面的霉菌。臭氧作为氯的替换物有潜伏的用处。这是更强的消毒剂,能杀死大量不同的微生物体,潜伏用处之1是消毒新鲜的水果和蔬菜。臭氧用来消毒新鲜水果和蔬菜还没有被FDA认可。

由臭氧杀死微生物

卧式电子拉力实验机

优 点

缺 点

能用于杀灭水中致病菌

未被FDA认可

水中无毒性残留

 

对大范围的生物体有效

 

能用于冰箱和内寄存产品的表面消毒剂

 
微生物控制的新技术
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