【正文】 veny）首先取得將紅外線用于加熱和干燥的專利。微波殺菌具有穿透力強(qiáng)、節(jié)約能源、加熱效應(yīng)高、適用范圍廣等特點(diǎn)，而且微波殺菌便于控制，加熱均勻，食品的營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味在殺菌后仍接近食品的天然品質(zhì)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能，使溫度升高從而達(dá)到滅菌的效果。它能以光速向前直進(jìn)，遇到物體阻擋，能引起反射、穿透、吸收等現(xiàn)象，用于殺菌的微波頻率為 2450Hz。 1980 年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO） 、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合專家委員會(huì)，提出了“用 10KGY 以下劑量輻照的任何食品，都沒有毒理學(xué)方面問題，沒有必要進(jìn)行毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)”的建議，從而咋在世界范圍內(nèi)推進(jìn)了輻照在食品生產(chǎn)中的商業(yè)化應(yīng)用。輻照就是利用 X 射線、射線或加速電子射線（最為常用的 Co60 和Cs137 的射線）對(duì)食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法。 臭氧殺菌具有高效、快速、安全、便宜等優(yōu)點(diǎn)，自 1785 年發(fā)現(xiàn)以來，廣泛應(yīng)用于食品加工、運(yùn)輸與貯存及自來水、純凈水生產(chǎn)等領(lǐng)域。 臭氧殺菌技術(shù) 臭氧在水中極不穩(wěn)定，時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強(qiáng)烈氧化作用的單原子氧，在其產(chǎn)生瞬時(shí),與細(xì)菌細(xì)胞壁中的脂蛋白或細(xì)胞膜中的磷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜受到破壞，細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細(xì)菌失去活性。電阻加熱的適用性由食品物料的電導(dǎo)率來決定，大多數(shù)能用泵輸送的、溶解有鹽類離子且含水量在 30%以上的食品都可用電阻加熱來殺菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化地食品則不適用該技術(shù)。 電阻加熱殺菌技術(shù) 電阻加熱殺菌也叫歐姆殺菌，是一種新型熱殺菌方法，它借通入的低頻交電使食品內(nèi)部產(chǎn)生焦耳熱而達(dá)到殺菌的目的，是酸性和低酸性食品和帶顆粒（粒徑小于 25mm）食品進(jìn)行連續(xù)殺菌的一種新技術(shù)。 超高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)的殺菌效果特別好，幾乎可達(dá)到或接近滅菌的要求，而且殺菌時(shí)間短，物料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞少，營(yíng)養(yǎng)成分保存率可達(dá) 92%以上，大大優(yōu)越于上述兩種熱力殺菌法。超高溫處理可分為間接加熱和直接加熱兩大類型。后一種方法，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)展為一種高新食品殺菌技術(shù)。 食品熱力殺菌可分為低溫殺菌法（巴氏殺菌） 、高溫短時(shí)殺菌法和超高溫瞬時(shí)殺菌法。高壓釜熱殺菌是種充填密封裝入包裝容器的產(chǎn)品，放入高壓釜中進(jìn)行加熱殺菌的一種方法。1 主要?dú)⒕椒?高壓釜熱殺菌技術(shù) 利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是現(xiàn)代極其重要的一種殺菌技術(shù)。 下面我們介紹幾種研究得非?；钴S，有的以用于生產(chǎn)實(shí)踐或可望很快工業(yè)化的冷殺菌技術(shù)激光殺菌技術(shù)電場(chǎng)殺菌技術(shù)超聲波殺菌技術(shù)磁場(chǎng)殺菌技術(shù)組合殺菌技術(shù) 食品殺菌技術(shù)主要有熱殺菌和非熱和殺菌，其中殺菌技術(shù)主要有：濕熱殺菌、干熱殺菌、微波殺菌、電熱殺菌和電場(chǎng)殺菌；非熱殺菌主要有：化學(xué)與生物殺菌、輻照殺菌、紫外線殺菌、脈沖殺菌、超高靜壓殺菌、脈沖電場(chǎng)（PEF）殺菌以及脈沖磁場(chǎng)殺菌等?？稍诰€連續(xù)生產(chǎn)，也可間歇生產(chǎn)。故是理想的綠色食品，清潔生產(chǎn)技術(shù)。冷殺菌設(shè)備靠電工作，不但使用、維修、控制方便，而且不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水、噪音或者很小的噪音，也可以采取簡(jiǎn)單設(shè)施加以避免。我們生產(chǎn)的每小時(shí)處理 1 噸液態(tài)食品脈沖放電殺菌設(shè)備，僅一般冰箱大小，占地面積還不到 1m2。由于冷殺菌工藝主要靠電能供能，它的整套組成都比較簡(jiǎn)單，基本組成是一個(gè)電源箱和相應(yīng)的不大的殺菌室，有時(shí)可合二為一，不需要熱殺菌不可缺少的鍋爐、管道、閥門等附加裝置及龐大的殺菌室。我們用自來水加大腸桿菌和葡萄球菌為試材，菌濃度為 104~105 個(gè)/ml，用我們?cè)O(shè)計(jì)的脈沖放電殺菌設(shè)備殺菌，經(jīng)多次檢驗(yàn)，均沒有活菌存在，即殺菌率達(dá)到 99%以上。殺菌效果好。而且殺菌時(shí)間又很短，最多不超過幾秒鐘。這對(duì)熱敏性食品、飲料等的開發(fā)、生產(chǎn)開發(fā)出了一條新的途徑。 “冷殺菌”工藝有一系列的特點(diǎn)：如前所述，它的最大特點(diǎn)就是食品經(jīng)冷殺菌后，能保持色、香、味及其組分的不變或者變化很小。 目前，所謂“冷殺菌”還沒有統(tǒng)一的定義，我認(rèn)為“冷殺菌”不等于“常溫殺菌” 。 因而，尋求新的殺菌工藝，采用熱能以外的能量，例如電能、光能聲能、磁能及化學(xué)能等來殺菌，靠光、電、聲、磁的生物效應(yīng)而不是熱效應(yīng)來打到殺菌目的。 所有這些技術(shù)可以分為二大類：一類是對(duì)食品進(jìn)行熱處理，利用熱能的效應(yīng)來殺菌，故稱為“熱殺菌” 。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1．熟悉激光、靜電技術(shù)的發(fā)展歷程， 2．熟練掌握激光，靜電殺菌的原理和方法 3．熟練掌握靜激光殺菌，靜電殺菌技術(shù)等原理及性質(zhì) 4．熟練掌握一些激光、靜電技術(shù)在食品殺菌中的應(yīng)用及其殺菌的原理 四、接受任務(wù)學(xué)生： 班 姓名 五、開始及完成日期：摘 要 大家都知道，食品和藥品的殺菌工藝是其制造過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它對(duì)保證食品的安全性，可靠性，對(duì)延長(zhǎng)貨架期，保質(zhì)期，相對(duì)提高產(chǎn)量都有決定性的影響。 因?yàn)樗诎踩?，可靠性，使用性，?jīng)濟(jì)性等各個(gè)方面都優(yōu)越于其它技術(shù)。 激光、靜電技術(shù)是在食品和發(fā)酵工業(yè)中很有應(yīng)用前景的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，但需進(jìn)一步工業(yè)化必須解決一系列的問題： ①激光、靜電的作用機(jī)理、效應(yīng)及應(yīng)用規(guī)律，包括對(duì)被處理物料的理化，生物指標(biāo)的影響，食品色、香、味的影響，毒理的檢測(cè)與分析，還要進(jìn)一步研究。編 號(hào)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題目： 激光、靜電在食品與發(fā)酵 工業(yè)中的應(yīng)用 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題： 題目 激光、靜電在食品與發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 ２、專題 二、課題來源及選題依據(jù) （1）激光、靜電技術(shù)作用于食品和農(nóng)產(chǎn)品上，對(duì)某些加工工藝進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到與傳統(tǒng)加工方法一樣的效果，讓人們更有益。 （2）激光、靜電技術(shù)在食品與發(fā)酵工業(yè)研究狀況及其發(fā)展前景。 ②激光、靜電技術(shù)在食品和發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用于開發(fā)，無疑也是一項(xiàng)非常熱門的技術(shù)。 ③進(jìn)一步開發(fā)和擴(kuò)大激光、靜電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。 目前，國(guó)內(nèi)外常用的殺菌方法很多，主要有：高壓釜熱殺菌技術(shù)超高溫?zé)釟⒕夹g(shù)微波殺菌技術(shù)高壓殺菌技術(shù)臭氧殺菌技術(shù)生物抗菌劑殺菌技術(shù)紫外線及遠(yuǎn)紅外線殺菌技術(shù)輻照殺菌技術(shù)膜過濾殺菌技術(shù)以及目前最為活躍和先進(jìn)的利用光、電、聲、磁的生物效應(yīng)殺菌的技術(shù)。雖然有時(shí)的殺菌效果滿足要求，但它有一個(gè)致命的弱點(diǎn)：就是熱處理往往會(huì)改變食品的色香味及其組分，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、風(fēng)味、滋味、色相及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，有些熱敏感食品根本不能采用熱殺菌工藝，這也大大限制了很多新產(chǎn)品、新食品、新飲料的開發(fā)。所謂“冷殺菌”工藝就應(yīng)運(yùn)而生，受到國(guó)內(nèi)外食品行業(yè)的及其關(guān)注，成為本世紀(jì)食品工業(yè)研究和推廣的重要高新技術(shù)之一。主要在殺菌過程中被處理食品的溫升不高，不會(huì)引起食品的色、香、味及其組分的改變的殺菌方法，就屬于“冷殺菌工藝”的范疇。與新鮮食品在物理性質(zhì)、化學(xué)特征、天然特性、營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味、滋味，色相上都無感覺出的差異。冷殺菌的能耗低，因?yàn)槔錃⒕饕捎玫氖请娔埽抢秒娢锢?、電化學(xué)的生物效應(yīng)，而不是靠熱效應(yīng)來殺菌。所以殺菌過程中的能耗很低，殺死 99%以上的細(xì)菌，跟據(jù)菌種的不同，每毫升需要的能量為數(shù)十到數(shù)百焦耳國(guó)內(nèi)外研究表明采用脈沖放電殺菌時(shí)，每噸液態(tài)食品的滅菌能耗為每小時(shí) ~5kw，是高溫蒸汽殺菌能耗的千分之一。當(dāng)設(shè)備設(shè)計(jì)合理，殺菌參數(shù)、劑量掌握的好，殺菌率可達(dá) 99%~100%。占地面積小。故占地面積小。無污染。故不污染環(huán)境、不污染被處理食品。殺菌效率高。被殺菌物料在電場(chǎng)或磁場(chǎng)、聲場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)內(nèi)，處理幾秒鐘就可達(dá)到殺菌目的。下面就針對(duì)這些殺菌技術(shù)作一下詳細(xì)的介紹。1804 年，法國(guó)人阿佩爾（Appert）發(fā)明了將食品裝瓶放于沸水中煮一段時(shí)間，能較長(zhǎng)時(shí)間保藏食品的方法，19 世紀(jì) 50 年代，法國(guó)人巴斯德（Pasteur）闡明了食品的微生物腐敗機(jī)理，為殺菌技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。使用的殺菌介質(zhì)時(shí)熱水或熱氣。前兩種方法，由于殺菌效果穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，已有悠久的應(yīng)用歷史，現(xiàn)今還廣泛用在各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品的生產(chǎn)中。 超高溫瞬時(shí)殺菌技術(shù)（UHT） 超高溫殺菌于 1949 年隨著斯托克（Stork）裝置的出現(xiàn)而問世，其后國(guó)際上出現(xiàn)了多種類型的超高溫殺菌裝置。它是使食品液迅速升溫至 130℃150℃以上，然后保持幾秒鐘或幾十秒條件后，迅速冷卻的一種殺菌方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)料液瞬間的殺菌。配合食品無菌包裝技術(shù)的超高溫式殺菌裝置在國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快，目前這種殺菌技術(shù)已廣泛用于殺菌乳、果汁及各種飲料、豆乳、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。 電阻加熱殺菌使用交流電的頻率為 5060Hz，它利用電極將電流直接導(dǎo)入食品，由食品自身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量，以達(dá)到殺菌的目的。英國(guó) APV 食品加工中心的實(shí)驗(yàn)表明，電阻加熱已成功地用于各種包括大顆粒的食品和片狀食品的殺菌，如馬鈴薯、胡蘿卜、蘑菇、牛肉、雞肉、片狀蘋果、菠蘿、桃等。同時(shí)臭氧能迅速擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，氧化細(xì)胞內(nèi)的酶或 RNA、DNA，從而致死菌原體。 輻照殺菌技術(shù) 自從原子能和平利用以來，經(jīng)過 40 多年的研究開發(fā)，人們成功地利用原子輻射技術(shù)進(jìn)行食品殺菌保鮮。經(jīng)輻照的食品或生物會(huì)形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，進(jìn)而這些產(chǎn)物間又相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物，在化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，受輻照物料或生物體還發(fā)生一系列生物學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致害蟲、蟲卵、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進(jìn)生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力，進(jìn)而終止農(nóng)產(chǎn)品、食品被侵蝕和生長(zhǎng)老化的過程，維持品質(zhì)穩(wěn)定。 微波殺菌技術(shù) 微波指波長(zhǎng)在 （頻率 300300000MHz）的電磁波。研究結(jié)果普遍認(rèn)為微波對(duì)微生物的致死效應(yīng)有 2 個(gè)方面的因素，即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。而非熱效應(yīng)是生物體內(nèi)的極性分子在微波場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，這種強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)使微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞失去活性或破壞微生物細(xì)胞內(nèi)的酶系統(tǒng)，造成微生物的死亡。微波殺菌目前主要用于肉、魚、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的殺菌。食品中的很多成分及微生物在 310m 的遠(yuǎn)紅外區(qū)有強(qiáng)烈的吸收性。 日本三茲公司首創(chuàng)的紅外線無菌包裝機(jī)，全機(jī)由 ML501 型封裝機(jī)和 MS801 型通道式紅外線熱收縮機(jī)組成。 紫外線殺菌技術(shù) 紫外線按其波長(zhǎng)不同可分為 3 段：長(zhǎng)波段 UVA（315400nm） ，中波段 UVB（280315nm） ，短波段 UVC（100280nm） 。當(dāng)微生物被紫外線照射過，其細(xì)胞的部分氨基酸和核酸吸收紫外線，產(chǎn)生光化學(xué)作用，引起細(xì)胞內(nèi)成分，特別是核酸、原漿蛋白、酯的化學(xué)變化，使細(xì)胞質(zhì)變性，從而導(dǎo)致微生物的死亡。 脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù) 脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)是采用強(qiáng)烈白光閃照的方法進(jìn)行滅菌，它由一個(gè)動(dòng)力單元和一個(gè)惰性氣體單元組成。該技術(shù)由于只處理食品的表面，從而對(duì)食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分影響很小，可用于延長(zhǎng)以透明材料包裝的食品及新鮮食品的貨架期。 超高壓殺菌技術(shù) 近年來，由日本率先研制出一種新型的食品加工保藏技術(shù)，這就是超高壓殺菌技術(shù)。在高壓下，會(huì)使蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變性，微生物細(xì)胞核膜被壓成許多小碎片和原生質(zhì)等一起變成糊狀，這種不可逆的變化即可造成微生物死亡。對(duì)于大多數(shù)非芽孢微生物，在室溫、450MPa 壓力下的殺菌效果良好；芽孢菌孢子耐壓，殺菌時(shí)需要更高的壓力，而且往往要結(jié)合加熱等其他處理才更有效。 日本最新開發(fā)出的超高壓殺菌機(jī)，操作壓力達(dá) 304507MPa。 膜過濾除菌技術(shù) 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，各種可用于物料分離的膜相繼出現(xiàn)，膜分離技術(shù)已在食品、生物制藥等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，例如生化物質(zhì)的提取、純水的制備、果汁的濃縮等。一類是以壓力為推動(dòng)力的膜過程，如超濾；另一類是以電為推動(dòng)力的膜過程，稱為離子交換，如電滲析。 通常膜的孔徑為 ，而物料中微生物離子大小一般在 ，若選用孔徑小于微生物的膜，使料液通過膜過濾器進(jìn)行過濾，則菌體粒子被截留，稱之為過濾除菌。 食品工程中殺菌技術(shù)還有很多，如：二氧化氯殺菌技術(shù)、氯氣殺菌技術(shù)、電子滅菌技術(shù)、加熱與加壓并用殺菌技術(shù)、加熱與化學(xué)藥劑并用殺菌技術(shù)、加熱與輻射并用殺菌技術(shù)、靜電殺菌技術(shù)等。 激光殺菌技術(shù) 激光是某些激光工作物質(zhì)（例如紅寶石、釔鋁石榴石、氦氣及 CO2 氣體等）受到外界能量（光能、電能、熱能、及化學(xué)能等）的激勵(lì)，產(chǎn)生受激輻射而產(chǎn)生的光，它具有方向性好（即發(fā)散角?。?，單色性好（光譜純） ，相干性強(qiáng)，亮度高（能量密度大）等其它光所沒有的特性，故在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。 激光殺菌時(shí)，是把由激光器發(fā)出的激光束對(duì)待殺菌物料進(jìn)行