【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、節(jié)約能源、加熱效應(yīng)高、適用范圍廣等特點，而且微波殺菌便于控制，加熱均勻，食品的營養(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，使溫度升高從而達到滅菌的效果。它能以光速向前直進，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)合國糧農(nóng)組織（FAO） 、國際原子能機構(gòu)（IAEA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合專家委員會，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，沒有必要進行毒理學(xué)實驗”的建議，從而咋在世界范圍內(nèi)推進了輻照在食品生產(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）對食品的穿透力以達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，自 1785 年發(fā)現(xiàn)以來，廣泛應(yīng)用于食品加工、運輸與貯存及自來水、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，時刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強烈氧化作用的單原子氧，在其產(chǎn)生瞬時,與細菌細胞壁中的脂蛋白或細胞膜中的磷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使細菌的細胞壁和細胞膜受到破壞，細胞膜的通透性增加，細胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細菌失去活性。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）食品進行連續(xù)殺菌的一種新技術(shù)。 超高溫瞬時殺菌技術(shù)的殺菌效果特別好，幾乎可達到或接近滅菌的要求，而且殺菌時間短，物料中營養(yǎng)物質(zhì)破壞少，營養(yǎng)成分保存率可達 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，由于其獨特的優(yōu)點，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） 、高溫短時殺菌法和超高溫瞬時殺菌法。高壓釜熱殺菌是種充填密封裝入包裝容器的產(chǎn)品，放入高壓釜中進行加熱殺菌的一種方法。1 主要殺菌方法 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常活躍，有的以用于生產(chǎn)實踐或可望很快工業(yè)化的冷殺菌技術(shù)激光殺菌技術(shù)電場殺菌技術(shù)超聲波殺菌技術(shù)磁場殺菌技術(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（PEF）殺菌以及脈沖磁場殺菌等?？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，而且不會產(chǎn)生廢氣、廢水、噪音或者很小的噪音，也可以采取簡單設(shè)施加以避免。我們生產(chǎn)的每小時處理 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單，基本組成是一個電源箱和相應(yīng)的不大的殺菌室，有時可合二為一，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/ml，用我們設(shè)計的脈沖放電殺菌設(shè)備殺菌，經(jīng)多次檢驗，均沒有活菌存在，即殺菌率達到 99%以上。殺菌效果好。而且殺菌時間又很短，最多不超過幾秒鐘。這對熱敏性食品、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：如前所述，它的最大特點就是食品經(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：一類是對食品進行熱處理，利用熱能的效應(yīng)來殺菌，故稱為“熱殺菌” 。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 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)，它對保證食品的安全性，可靠性，對延長貨架期，保質(zhì)期，相對提高產(chǎn)量都有決定性的影響。 因為它在安全性，可靠性，使用性，經(jīng)濟性等各個方面都優(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)用前景的一項先進技術(shù)，但需進一步工業(yè)化必須解決一系列的問題： ①激光、靜電的作用機理、效應(yīng)及應(yīng)用規(guī)律，包括對被處理物料的理化，生物指標(biāo)的影響，食品色、香、味的影響，毒理的檢測與分析，還要進一步研究。編 號畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 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 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，對某些加工工藝進行調(diào)控，以達到與傳統(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)，無疑也是一項非常熱門的技術(shù)。 ③進一步開發(fā)和擴大激光、靜電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。 目前，國內(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的利用光、電、聲、磁的生物效應(yīng)殺菌的技術(shù)。雖然有時的殺菌效果滿足要求，但它有一個致命的弱點：就是熱處理往往會改變食品的色香味及其組分，對產(chǎn)品的質(zhì)量、風(fēng)味、滋味、色相及營養(yǎng)價值都產(chǎn)生很大的負面影響，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)運而生，受到國內(nèi)外食品行業(yè)的及其關(guān)注，成為本世紀食品工業(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，因為冷殺菌主要采用的是電能，它是利用電物理、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)百焦耳國內(nèi)外研究表明采用脈沖放電殺菌時，每噸液態(tài)食品的滅菌能耗為每小時 ~5kw，是高溫蒸汽殺菌能耗的千分之一。當(dāng)設(shè)備設(shè)計合理，殺菌參數(shù)、劑量掌握的好，殺菌率可達 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。被殺菌物料在電場或磁場、聲場、化學(xué)場內(nèi)，處理幾秒鐘就可達到殺菌目的。下面就針對這些殺菌技術(shù)作一下詳細的介紹。1804 年，法國人阿佩爾（Appert）發(fā)明了將食品裝瓶放于沸水中煮一段時間，能較長時間保藏食品的方法，19 世紀 50 年代，法國人巴斯德（Pasteur）闡明了食品的微生物腐敗機理，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)時熱水或熱氣。前兩種方法，由于殺菌效果穩(wěn)定，操作簡單，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，從而實現(xiàn)對料液瞬間的殺菌。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，以達到殺菌的目的。英國 APV 食品加工中心的實驗表明，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。同時臭氧能迅速擴散進入細胞內(nèi)，氧化細胞內(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)進行食品殺菌保鮮。經(jīng)輻照的食品或生物會形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，進而這些產(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)、核酸及促進生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力，進而終止農(nóng)產(chǎn)品、食品被侵蝕和生長老化的過程，維持品質(zhì)穩(wěn)定。 微波殺菌技術(shù) 微波指波長在 （頻率 300300000MHz）的電磁波。研究結(jié)果普遍認為微波對微生物的致死效應(yīng)有 2 個方面的因素，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內(nèi)產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，這種強烈的旋轉(zhuǎn)使微生物的營養(yǎng)細胞失去活性或破壞微生物細胞內(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 的遠紅外區(qū)有強烈的吸收性。 日本三茲公司首創(chuàng)的紅外線無菌包裝機，全機由 ML501 型封裝機和 MS801 型通道式紅外線熱收縮機組成。 紫外線殺菌技術(shù) 紫外線按其波長不同可分為 3 段：長波段 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，引起細胞內(nèi)成分，特別是核酸、原漿蛋白、酯的化學(xué)變化，使細胞質(zhì)變性，從而導(dǎo)致微生物的死亡。 脈沖強光殺菌技術(shù) 脈沖強光殺菌技術(shù)是采用強烈白光閃照的方法進行滅菌，它由一個動力單元和一個惰性氣體單元組成。該技術(shù)由于只處理食品的表面，從而對食品的風(fēng)味和營養(yǎng)成分影響很小，可用于延長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，會使蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變性，微生物細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，操作壓力達 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力的膜過程，如超濾；另一類是以電為推動力的膜過程，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，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，亮度高（能量密度大）等其它光所沒有的特性，故在各個領(lǐng)域都有廣泛的用途。 激光殺菌時，是把由激光器發(fā)出的激光束對待殺菌物料進行