食品杀菌技术（精选10篇）
食品杀菌技术 篇1
摘要：阐述了高压脉冲电场的杀菌机理, 综述高压脉冲电场在食品方面的应用并分析其对食品质量的影响, 提出实现其工业化应用有待解决的问题, 展望高压脉冲电场在食品工业中的应用前景。
关键词：高压脉冲电场,杀菌,食品工业
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。脉冲电场处理属于非加热处理, 由于在常温、常压下进行, 处理后的食品与新鲜食品在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小, 风味、滋味无感觉出来的差异, 杀菌的效果明显, 可以达到商业无菌要求, 特别适合于热敏性很高或有特殊要求的食品杀菌。同时由于杀菌时间短、能耗低, 与传统的热杀菌处理相比, 具有明显的优势, 其在果汁及其它食品的加工中已显示出特有的优越性, 有望取代或补充热杀菌技术[1]。
1 高压脉冲电场的杀菌机理
1.1 高压脉冲电场的产生
高压脉冲电场的获得有两种方法: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, 用这种原理制作大型设备有很多困难。另一种是利用LC振荡电路的原理来形成高压脉冲电场, 利用自动控制装置对LC振荡电路进行连续的充电与放电, 可在几十毫秒内完成杀菌处理, 所以应用较多。杀菌用高压脉冲电场的强度一般为15~100kV/cm, 脉冲频率为1~100kHz, 放电频率为1~20Hz。
1.2 高压脉冲电场的杀菌理论
关于高压脉冲电场杀菌机理已有多种假设, 如臭氧效应、电解产物效应、电磁机理模型, 细胞膜穿孔效应等, 但目前比较认可的解释有Zim-mermann (1986) 的电崩解理论和Tsong (1991) 的电穿孔理论[2,3,4,5]。电崩解理论认为微生物细胞膜可看作一个注满电解质的电容器, 在外加电场的作用下细胞膜上的电位差就会随电压的增大而增大, 导致细胞膜厚度减少, 当膜电位差达到临界崩解电位差时, 细胞膜上孔形成, 在膜上产生瞬间放电, 使膜分解。电穿孔则认为外加电场下细胞膜压缩形成小孔, 通透性增强, 小分子进入到细胞内, 致使细胞的体积膨胀, 导致细胞膜的破裂, 内容物外漏, 细胞死亡。
总之, 高压脉冲电场杀菌作用主要表现在两个方面[6]: (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, 膜遭破坏, 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的进行。同时, 液体介质电离产生臭氧的强氧化作用, 使细胞内物质发生一系列反应。通过场和电离的联合作用, 杀灭菌体。
1.3 高压脉冲电场的杀菌灭酶效果
大量实验表明, 高压脉冲电场对大肠杆菌及酵母菌的灭菌效果显著, 而对细菌孢子无效果, 只对发芽的孢子有失活现象。但也有试验分析得出:当用40kV/cm的电场强度、3.6ms的处理时间杀菌时, 细菌芽孢失活率可达98%, 所以用高压脉冲电场杀细菌芽孢是可行的[7]。
国外某些研究人员使用高压脉冲电场对培养液中的酵母、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌, 以及苹果汁、香蕉汁、菠萝汁、牛奶[8]、蛋清液等进行了大量研究, 结果显示抑菌效果可达4~6个对数级, 其处理时间极短, 在几个微秒到几个毫秒最长不超过1s, 该处理对食品的感官质量不造成影响, 其货架期一般都可延长4~6周[5][9]。
Castro1994的实验结果显示, 高压脉冲电场对鲜牛奶中碱性磷酸酶失活率为60%, 对脱脂牛奶中荧光假单胞菌属产生的蛋白酶的失活率为60%, 对模拟牛奶中胞质素的失活率为90%。带极性的指数型高压脉冲对α-淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶的失活率分别为85%、85%、75%, 而对过氧化物酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶的失活率分别为30%、40%、5%, 溶菌酶和胃蛋白酶的失活率是电场强度的函数, 在强度为13kV/cm和50kV/cm、脉冲数为30的电场作用下, 溶菌酶的失活率分别为15%和60%。
为了提高脉冲的杀菌效果, IU等人指出, 高压脉冲与中等程度的热处理相结合或与溶菌酶、乳链球菌素等天然抗微生物制剂相结合处理苹果汁, 能有效地减少大肠杆菌。脉冲杀菌与低浓度的杀菌剂如臭氧和H2O2结合, 杀菌效果将更显著, 有望在食品工业中得到应用[10]。
1.4 影响高压脉冲电场杀菌的因素分析
1.4.1 电场强度
对杀菌效果影响最显著。电场强度增大, 对象菌存活率明显下降。电场强度从5kV/m变到25kV/m, 杀菌对数曲线斜率增加一倍[5][11]。
1.4.2 处理的温度、时间及pH值
一般情况下, 处理温度上升 (在24~60℃范围内) , 杀菌效果提高, 其提高的程度一般在10倍以内[11], Hulsheger[12]等认为温度与脉冲电场有协同效应;随着杀菌时间延长, 对象菌存活率开始急剧下降, 然后平缓, 逐渐变平, 最后增加杀菌时间亦无多大作用;在正常的pH值范围内, pH对灭菌效果无显著影响, 但当pH值低于酸碱平衡值时灭菌率会增加[13]。
1.4.3 介质电导率、脉冲频率及脉冲数目
介质电导率影响放电时的脉冲强度和脉冲次数, 介质电导率提高, 脉冲频率上升, 脉冲宽度下降。这样, 电容器放电时, 脉冲数目不变, 即杀菌总时间下降, 从而杀菌效果相应降低;对于每一次电容器放电, 提高脉冲频率, 就具有更多的脉冲数目, 杀菌效果上升。但Hulsheger[12]等报道, 脉冲频率对灭菌效果没有影响, 且随着脉冲频率增加, 能耗增加, 操作费用大为增加。若电场强度固定, 细菌的存活率随所施加的脉冲数目增加而减少。
1.4.4 高压脉冲电场的波形及极化形式
Qin[14]等研究报道, 矩形波的灭菌率要高于指数衰减波, 振荡衰弱脉冲的灭菌率最低。在脉冲极化形式方面, 双向脉冲的灭菌率高于单向脉冲, 能量及电压相同的方波形脉冲电场比指数形高压脉冲电场杀菌效果好。指数形双极性高压脉冲电场比指数形单极性高压脉冲电场杀菌效果好。
另外, 微生物的种类、细胞大小、生长阶段[15]及培养基组成、食品的性状、成分, 溶液的含菌量、离子浓度和悬浮液的导电性能、食品处理室的结构等也对灭菌效果也有一定的影响。
2 高压脉冲电场在食品中的应用
2.1 食品增鲜
鲜肉在经过高压电场作用后, 其鲜嫩度增加。实验表明:新鲜猪肉经高压电场处理后, 其浸出汁中总氨基酸含量明显增加;在5KV/cm的高压场强下处理30s, 总氨基酸含量增加了37.56%。要使总氨基酸含量增加, 高场强比低场强有效, 长处理时间比短处理时间有效[5]。说明高压电场破坏了多肽链, 促进了蛋白质分子降解。这一结论可应用到其它食品工业中, 如酱油等高蛋白含量液态食品久存后会发生沉淀现象, 这些沉淀主要是蛋白质。若将这些蛋白质沉淀前体物在沉淀前置于与本实验类似的高压电场装置中处理, 可以使其沉淀前体物降解, 从而避免沉淀产生, 提高产品质量。
2.2 液态食品杀菌
早在1879年Cohn和Mendesohn就发现溶液中的电场能杀灭细菌。近年来随着电子加工技术的发展, 逐步开展了对脉冲电场技术灭菌效果的深入研究。目前, 高压脉冲电场技术可在低于40℃的条件下实现对液体物料的灭菌。不同菌种对电场的承受力不同, 相同灭菌条件下, 不同菌种存活率为霉菌>乳酸菌>大肠杆菌>酵母菌, 此原理在鲜牛奶、鲜橘汁、苹果汁、苹果酒、鸡蛋等方面已得到应用[5]。岳朝阳等[3]采用高压脉冲发生装置对牛乳进行了灭菌实验, 结果表明高压脉冲电场杀菌效果显著。1997年, 陈键[16]用22.5kV/cm的电场, 脉冲50次, 使脱脂乳中的99%的大肠杆菌失活。目前高压脉冲电场非热杀菌技术已用于蛋液的工业化生产中, 另外在实验室已进行了对苹果汁、桔子汁、脱脂乳及绿豆饮料等食品的杀菌研究[17]。
可见脉冲电场用在液体食品加工是成功的, 这样一种新的低温杀菌方法对于生产高质量、货架期稳定的食品来说将会有深远的影响。
3 高压脉冲电场对食品质量的影响
用高压脉冲电场和热分别对苹果汁、2%含脂牛奶、全蛋液、碗豆汁杀菌, 经比较, 两种方法加工的食品的感官特性无明显差别, 只是电处理过的蛋液的颜色和粘度有变化。高压脉冲电场对未过滤的苹果汁、果浆含量高的桔汁、菠罗汁、天冬甜素溶液的感官特性也无影响, 桔汁中VC的含量也不改变, 处理过的苹果汁比新鲜的苹果榨汁味道更好[10]。高压脉冲电场加工的桔汁中易挥发物质损失为13%, 萜二烯和丁酸乙酯的损失分别为15%和26%, 而热杀菌的桔汁中萜二烯和丁酸乙酯的损失分别为60%和82%。高压脉冲电场加工的桔汁中气味物质的损失率为3%, 而热杀菌的损失率为22%[18]。
食品中含有的某些营养素及酶类物质, 经氧化后会成为自由基的产生来源之一。自由基在很多的情况下对人体有损害作用。实验发现[19], 高压脉冲电场处理过后不会产生对人体有害的自由基物质。
在食品成分的变化方面, 蛋白质最易于受各种理化或微生物因素的作用而分解腐败, 从而使食品的质量降低。研究表明, 高压脉冲处理不会引起食品营养成分的改变。
4 高压脉冲电场在食品方面的应用展望
4.1 实现工业化应用有待解决的问题
(1) 高压脉冲电场对粘性食品及含固体颗粒食品的杀菌还有待于进一步研究, 操作条件还有待于进一步优化[20]。
(2) 高压脉冲电场杀菌属非热杀菌, 但杀菌过程有温升, 因此, 应研制带冷却室的食品处理装置[7]。
(3) 高压脉冲电源是杀菌装置的关键部件, 目前实验所用电源均为指数衰减波脉冲电源, 其杀菌效率没有矩形波电源高, 但产生矩形脉冲波的电路复杂, 且由于阻抗匹配等原因, 使得矩形脉冲波脉冲电源成本高。因此, 研究价格合适, 参数稳定的矩形波高压脉冲电源是此项技术走向商业化应用的重要问题[3]。
(4) 解决杀菌室的合理设计问题, 即如何增大杀菌室液体食品透过的过流断面, 否则无法投入工业化应用[3]。
(5) 影响高压脉冲电场灭菌的诸多因素之间的关系需要了解, 以便综合考虑, 确定灭菌的最佳参数组合, 这将有助于拓宽高压脉冲电场的应用范围[4]。
(6) 脉冲处理设计的使用寿命、方法的可信度、处理后食品的毒理测试, 以及食品权威管理机构的认证都是必须的, 所以今后应加强高压脉冲加工食品的质量、安全性等方面的研究, 完全确保消费者的健康[5]。
(7) 解决与传统热杀力相比拟的处理系统的成本问题[5], 需要熟悉电子电路和食品加工两方面的研究人员从整个系统设计的角度出发共同努力。
4.2 工业化前景
目前在食品工业中广泛采用的高温杀菌技术, 其处理过程破坏了食品原有的风味, 且营养损失大, 能耗大, 成本高;高压脉冲电场杀菌由于其非热加工特性, 温升小、能耗低、操作费用低, 并能满足某些食品的热敏性需要, 因此工业化的前景十分看好。据国外资料报道[3], 高压脉冲电场用于液态食品 (牛奶、果汁、饮料等) 杀菌的操作费用据估计只有0.17美分/升的电费和0.22美分/升的维护费[21]。并且当针对不同对象灭菌采用其最有效的抑制脉冲波形或高压脉冲电场杀菌与热杀菌联合使用时操作费用还可以降低。国内邓元修[5]等实验证明高压脉冲电场对酵母和大肠杆菌的杀灭耗能只有18~60×106J/m3, 即每吨液态食品灭菌耗电大约为0.5~20kW/h。
总之, 高压脉冲电场杀菌以其优良的处理效果, 低廉的操作费用展示了诱人的应用前景, 在市场竞争日趋激烈、世界能源不断枯竭、成本不断提高的情况下, 采用低能耗、低操作费用的高新技术是科技发展的必然趋势。相信随着高压脉冲技术的发展和高压脉冲电场在食品杀菌中研究的深入, 其工业化的应用已经为期不远。
食品杀菌技术 篇2
自古以来，糕点食品就以其香甜可口等特点深受我国人民群众的喜爱。糕点食品不仅是我国传统节日探亲访友的馈赠佳品，而且，随着社会的发展，它现在已经成为人们日常生活中不可缺少的餐点。
糕点是以面粉或米粉、糖、油脂等为主要原料，配以蛋、乳品等辅料、馅料和调味料，经和面、成型、熟制（烤、炸、蒸）等方式加工制成。我国的糕点生产具有悠久的历史，糕点品种多达3000余种，其中月饼、桃酥、蛋糕等糕点是典型的代表。
在我国，糕点食品主要在有固定场所的企业和店内生产，以包装或散装的形式出售。但是，纵观国内糕点食品市场，产品质量参差不齐，除大中型企业产品质量较好外，市场占有率在一半以上的小型企业和小作坊所生产的产品存在较严重的质量问题，这些问题集中体现在糕点的可食性不符合质量要求，有可能对人体造成危害。食品专家周立法先生在市场调查的基础上，根据糕点食品生产技术经验，把该类质量问题的现象、产生的原因及控制和预防措施综述如下：
一．主要质量问题
1.1感官指标不符合要求，如产品夹生或产品呈焦糊状、有异物或有辛辣的哈喇味等异味现象，食用后有可能发生呕吐，其中某些现象还有致癌作用；
1.2砷、铅、黄曲毒素霉B1等卫生指标超标，会有强烈的致癌作用；
1.3食品添加剂超量、超范围使用，会导致多种疾病的发生，有些还可能有致癌作用； 1.4菌落总数、大肠菌群、致病菌等微生物指标超标造成发霉发粘现象，食用后会造成腹泻；
二．原因分析：
2.1产品烘烤或油炸的温度和时间不够导致产品夹生，烘烤或油炸过度则造成产品的焦糊状；异物或异味现象是由于对使用的原辅料控制不严所导致，如使用含砂量超标的面粉；配料和面时将绳头、包装碎片、沙土或鸡蛋皮带进去；工器具未清洗干净造成异味，产品同其它有异味的非食用材料混存，造成异味，使用的油脂或油脂含量较多的果仁等物料已酸败导致辛辣的哈喇味，这是油脂酸败（酸价、过氧化值超标等）后所产生的酸、醛、酮类以及各种氧化物造成的，如小作坊生产的劣质油脂或来历不明的地沟油，陈旧变质的果仁等；产品储存期超过保质期或温度过高等因素造成油脂酸败；
食品物料在加工成型、杀菌之后，一般需经过冷却后再包装。由于许多糕点生产企业的规模都不大，很难在洁净的车间环境下对产品进行自动无菌包装。许多经高温处理的糕点食品，在冷却和包装过程中，仍与车间内的空气直接接触，如果此时车间空气中含有较多的微生物，则这些微生物就会附着在食品表面，再次污染食品、导致食品在贮藏期内发霉变质。因此，提高冷却和包装两个环节的车间内空气的卫生质量，就可有效预防霉菌等微生物二次污染问题的发生、防止糕点霉变、延长糕点食品的保质期。
在安全工作中，最为主要的就是要采用更加安全高效的消毒灭菌方式对整个糕点的生产过程进行有效的消毒灭菌。但是糕点类的食品的消毒灭菌工作有其独特性，不能简单的采用化学喷洒的方式，采用添加剂防腐剂的方式也被业内称之为一把“双刃剑”。那么，该采用什么样的方式才能对整个糕点的生产过程都进行有效的消毒灭菌呢？动态消毒灭菌技术以其消毒灭菌的不间断性，被很多食品企业所广泛采用。据上海康久消毒技术有限公司工程师周立法介绍，这种消毒灭菌技术的杀菌原理是通过特殊的脉冲信号使NICOLER发生腔产生逆电效应，生成大量的等离子体。在负压风机的作用下，污染空气被抽进发生腔内，带负电细菌被分解击破，整个杀菌过程只需0.1秒，再经药物浸渍型活性炭等组件二次杀菌过滤后，受控环境保持在“无菌无尘”标准。由于在对车间消毒时，人可同时在车间内工作，所以，该杀菌技术也可称作为“食品动态杀菌机”。
2.2砷、铅、黄曲毒素霉B1等卫生指标超标同样也是由于使用了不合格的原辅料造成的； 2.3糕点食品在生产中使用的食品添加剂较多，如甜味剂、食用香精、食用色素、膨松剂，防腐剂等，生产厂家未按照GB 2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》的要求添加，如超量使用甜味剂导致甜味不正常、超量使用明矾膨松剂导致铝含量超标、超量使用苏打类膨松剂导致味发苦发涩等，更有甚者使用了能够对人体造成严重危害的非食用色素——工业染料如染衣料、苏丹红等；
2.4冷却和包装工序环境卫生质量差及储存环境不当等因素造成菌落总数、大肠菌群、致病菌等微生物指标超标； 三．控制和预防措施：
3.1生产用水应符合GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求；采购合格的原料，索取相关质量证明并验证合格后才可投入生产；在生产中按工艺要求配料和面，避免将非食用材料混入；工作完成后及时清理、清洗工器具；产品库房内不得有其它杂物或有害物质堆放，以避免受到污染；
3.2 严格按照GB 2760-2007的标准要求使用食品添加剂，不得添加非食用材料； 3.3在生产中严格执行糕点生产操作规程，保证产品烘烤或油炸温度和时间，既不能不足造成产品夹生，又不能过度造成产品的焦糊；
3.4糕点是直接入口的食品，必需确保冷却和包装工序环境卫生质量，防蝇虫、防尘、防潮设施完善，员工个人卫生符合食品生产要求；产品应储存在防潮、环境温度符合要求的库房，并离墙离地存放，先进先出。
食品杀菌技术 篇3
关键词:高压脉冲电场技术;食品;杀菌
中图分类号:TM921.52 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0026-01
杀菌是食品生产中的一个非常重要的环节,杀菌的好坏直接影响着食品的品质量。传统的热力杀菌技术对一些产品特别是热敏性产品的色、香、味、功能性以及营养成分等具有破坏作用。为满足消费者对营养、原汁原味、不含防腐剂、天然安全的要求,高压脉冲电场技术倍受瞩目。高压脉冲电场(PEF)用于食品杀菌, 从20世纪60年代在美国就已开始研究, 并逐渐扩大到工业应用,进入90年代中后期我国开始进行这方面的研究,但由于设备的限制,研究水平已经相对比较落后,特别是在产业化方面。该项新技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好。而且与传统热力杀菌相比,非热力技术在能耗方面有着明显的优势,可以节约一定的能源,体现了一定的经济效益。
1高压脉冲电场技术的现存理论
高压脉冲电场的杀菌原理是在两个电极间产生瞬时高压脉冲电场作用于食品而杀菌的。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。高压脉冲电场杀菌机理经过40年的探讨,形成了以下几个代表性的观点:①“细胞膜穿孔效应”理论;②电解产物理论;③臭氧效应理论。
2高压脉冲电场技术相比于热杀菌的优点
①灭菌效果好,速度极快。更有效的杀灭食物中的酶及微生物,高电压脉冲灭菌法可达到杀菌6个数量级以上。且食品实际接受脉冲电场作用的时间在毫秒以内,整体灭菌工序操作时间在数秒以内,而巴氏灭菌法的灭菌时间较长,二者的灭菌速度有很大的区别。高电压灭菌法是通过瞬间的电场强度变化,使菌体死亡,从而使对人体有害的菌类等物质被杀灭,或失去活性。且完成消毒过程之后即可进行封装,不需冷却,相比于巴氏杀菌更加高效。②杀菌温度低,处理均匀。高电压脉冲灭菌法能更有效的保存食物中的营养成分。在电场中各部分的物料均受到了相同大小场强的处理。若物料不预先进行降温处理,假设初始温度在25℃左右,处理后的物料温度低于55℃,完全处于对物料的营养和风味进行充分保护的“冷处理”范围,产热少,副产物少,对食品的化学成分、外观及风味等基本无影响。所以就这一点来说,高电压灭菌法所达到的效果是传统灭菌法所远不能及的。③不会产生对人体有害的自由基物质,节省能源,不污染环境。食品中含有的某些营养素及酶类物质,经氧化后会成为自由基的产生来源之一。自由基在很多的情况下对人体有损害作用。实验发现,高压脉冲电场处理后不会产生对人体有害的自由基物质。节省大量由热杀菌所耗费水资源及其他能源,且对环境无污染,无二次污染及三废问题。
3PEF技术存在的问题
现存的理论不能完全解释静电场除了热效应以外与脉冲电场在非热效应方面的差异;不能完全解释矩形波脉冲、振荡型脉冲、指数衰减型脉冲作用差异的本质原因;虽然从理论上给出了脉冲电场幅值的范围,却未能给出脉冲宽度和脉冲频率的限定值 非热效应究竟是一种效应的结果,还是几种效应同时存在的综合结果;微波、脉冲电场以及工频电磁场非热效应有无本质上的差异等。
4结束语
高压脉冲电场技术是一个综合性的领域, 是微生物学、食品化学、食品工程学等的结合。此技术设备的投入相对较高、处理量少、但产品品质较好,特别适合高附加值的稳定性差的产品,预想随着技术的日益完善与发展,将有极大的应用前途。
参考文献:
[1] 胡珂文, 王剑平, 盖铃等.高压脉冲电场在食品加工中的应用前景[J].食品工业科技,2007,(28).
[2] 王黎明, 史梓男, 关志成.脉冲电场非热杀菌效果分析[J].高电压技术, 2006,(2).
[3] 杜存臣,颜惠庚.高压脉冲电场非热杀菌技术研究进展[J].现在食品科技,2005,(21).
食品杀菌技术 篇4
食品无菌加工技术不仅能够有效延长食品货架期、减少食品营养成分流失和降低生产能耗与成本,同时也可以大大降低对食品包装材料的要求和成本。
近年来,多种食品无菌加工新技术不断涌现,如超高温杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场非加热杀菌、紫外线杀菌、微波杀菌、辐照杀菌和欧姆加热杀菌等。其中,欧姆加热(Ohmic Heating)杀菌是一种新型的食品加热杀菌方法。与相近的微波加热相比,欧姆加热杀菌最大的特点是渗透的深度没有明显的限制。该技术以其生产成本低、经济实用、适应性好而具有良好的发展前景。
1 欧姆加热杀菌的原理及主要影响因素
欧姆加热又称电阻加热,是利用电流通过两电极间连续流动的食品物料时,使食品内部快速产生热量,从而达到灭菌目的。欧姆加热是一种快速的体积加热,加热过程中食品流动接近塞状流,形成均匀的温度场。由于其加热原理是利用食品本身所具有的电不良传导性所产生的电阻进行加热,因此没有传热面,固体表面不会结成硬块,也不会产生结垢现象,特别适合加热那些含有较大颗粒状的物料(直径达25mm)和高黏度、热敏性、导热系数较低的食品物料,并且不论液体、固体均可受热一致。同时,其对被加工食品的物理外观损伤小,有利于保持颗粒状物料的完整性,可以有效降低食品前期处理、加工和包装过程的要求及成本。
此外,欧姆加热是电加热,电能的转化效率较高(大于90%),其灭菌效果取决于被加热物质的导电性和其在加热器中停留的时间长短。由于食品是离子型电导体,其电导率一般随温度变化呈线性上升。这可能是由于食品结构发生变化,如脂肪融化、淀粉糊化和蛋白质变性等所引起的。进一步研究发现,食品的电导率是频率的函数,在常规加热与欧姆加热过程中,存在着明显的电导率—温度分布差异。根据能量转换原理,通入电流后,食品中偶极子的运动取决于所加的电场强度及其频率。由于这些基本粒子的极性取向在不断频繁变化,所以在食品内部不断地将电能转换为热能。
其转换公式为
式中k—转换系数,k=5.56×10-13A·S/(V·cm);
ε—介电常数;
δ—损失角;
E—电场强度(V/cm);
f—频率(Hz)。
由式(1)可见,欧姆加热的速率主要与外加电场的强度、频率以及物质本身的介电常数等因素有关。本文所涉及的食品欧姆加热杀菌装置是根据欧姆加热原理,在对影响食品加热速率的诸多相关因素研究的基础上,利用现代电子技术和传感器技术,并以单片机为控制核心对欧姆加热杀菌系统进行研究与设计。本装置适合处理的食品包括有高酸性的西红柿酱、面条汤、蔬菜、草莓以及低酸性的火腿肠、蘑菇和非常粘稠的奶酪酱等。菌种包括沙门氏菌、葡萄球菌、大肠杆菌、肉毒杆菌等。
2 系统硬件设计
2.1 总体方案设计
欧姆加热杀菌装置的硬件系统由控制单元和驱动单元两个部分构成。控制单元主要完成加热参数设定、物料温度检测、控制信号产生、计时和显示等功能;驱动单元主要是完成AC-DC-AC电路的转换、驱动、功率输出等功能。本装置利用交流电杀菌主要是因为直流电不仅会引起食品成分的电解变质,还会使电极很快发生电解腐蚀,食品易被金属离子污染。
在供电输入端,将工频电源(220 V/50 Hz)进行调压、整流、滤波后变为直流电压。电源输出回路则根据控制回路发出的指令再将输出的直流电压通过逆变器调制成为某种频率和脉宽均可调的方波信号后输出给负载。
控制单元以Mega16单片机为核心,对有关运行数据进行高速的检测、比较和运算,发出具体的指令,调整输出系统频率。在实际运用过程中,通过运算回路产生所需频率的方波信号,并以此作为工作信号,经驱动回路推动功率半导体器件工作,对物料进行通电加热。
在实际加热过程中,通过不断地对被加热物料的具体温度值采样,并及时将实时温度值输入单片机与计算值进行运算与比较,对理论值不断进行修正,并输出相应的控制信号给驱动单元,从而完成对加热温度的控制。同时,杀菌装置在整个加热过程中可以进行实时温度显示。系统设置有电压监测电路,通过对输出电压采样后经反馈电路反馈给控制回路,控制回路则通过与给定的标准值比较后对输入电压采取调整措施,实现恒压控制,并可监控整个系统的工作状态。当系统出现过压等情况时,可快速切断输入的交流电源,起到对电路的保护作用。该装置是以微处理器为核心,由单片机实现系统扩展,集电压调节、脉宽/频率变换、温度控制于一体。在实际运行过程中,电压、频率、温度、保温时间等参数都可以通过键盘来设定、修改。
加热的一些过程参数(如传感器的检出信号等),可以通过LED数码管显示出即时动态值,同时CPU还将根据过程量的变化采取对应的控制措施适时调整相应的参数。另外,在灭菌处理室两个电极上均涂有金属钛,使用时只需将加热杀菌系统的输出端接在充满物料的灭菌处理室电极两端即可。
欧姆加热杀菌装置系统组成,如图1所示。
2.2 控制单元设计
该套控制系统主要完成频率设定、电压设定、LED显示、键盘管理、A/D采样、D/A输出、方波输出、保温时间设定等功能。频率调整和电压控制、温度控制部分是由AVR单片机系列的Mega16芯片执行的。外围电路则由温度传感器电路、D/A调压电路、键盘管理电路和LED数码显示等电路构成,所用主要器件有pt1000,AD5300等。
灭菌室的反馈温度通过传感器电路转换为电压信号后,传给Mega16单片机内部自带的10位A/D转换器,并转化为温度数字量在LED上显示。同时,单片机按设定的频率输出两列方波信号控制驱动单元。调压电路部分采用EUV-10A单相固态调压模块,输入端与输出端均采用光电隔离,输入阻抗高,可直接接入单片机系统的D/A转换器,并实现对输入电压的调节,完成对整个输出系统温度的自动控制。
2.3 驱动单元设计
驱动单元的设计是将输入的工频电源进行调压、整流后变成直流电压(0～300V),中间电路对其进行滤波后送入全桥逆变电路。全桥逆变电路由两个半桥逆变电路组合而成。4个达林顿管(YZ125A)组成4个桥臂,其中V1,V4和V2,V3等分别构成上、下桥臂。当单片机I/O口输出电压为高电位时,V1,V4导通,V2,V3关断;当单片机I/O口输出电压为低电位时,V2,V3导通,V1,V4关断,两对桥臂循环交替工作,各导通180°,在负载上形成交流输出。
全桥逆变电路原理图,如图2所示。
3 系统软件设计
本套控制系统的软件采用C语言编写。根据欧姆加热杀菌控制系统的功能要求,软件部分主要由系统初始化模块、温度采样模块、键盘管理模块、温升控制模块和保温计时模块等几部分组成。其主要完成频率设定、温度采样、加热过程温度自动控制、键盘输入和显示等功能。主程序流程框图,如图3所示。
3.1 系统初始化模块
系统初始化模块主要是完成控制系统的初始化设置,包括设置变量以及标志位、分配空间、预置各指示灯状态、设置中断、定时器、初始化芯片等功能。需要说明的是,系统设置有准备就绪状态指示灯,当系统启动后该指示灯点亮的过程中,使用者可决定是否要进行参数设定。如果要进行参数设定,可按下功能按键,则系统进入参数设置状态,设置完成后系统自动跳转主程序。如果不用进行参数设置,系统则自动按上次设置所保留的参数值直接跳转主程序。
3.2 温度采样模块
温度采样模块是直接利用Mega16单片机内部自带的10位的A/D转换器,通过温度传感器电路将模拟信号传给单片机的A/D转换器。由于该A/D能够满足系统的控制精度要求,所以可直接进行软件编程操作。
3.3 键盘管理模块
键盘管理模块主要用于系统的按键管理。考虑到系统设计的轻便性和便携式要求,装置仅采用5个按键进行操作控制,分别由功能键、位选择键、大小设置键、确定键和取消键组成,可以进行5个参数的设定,包括频率设定、电压设定、温度设定、保温时间设定和2s温度设定。频率设定的范围为1～9 999Hz,温时间的设定范围为0～9 999s。
3.4 温升控制模块
温升控制模块主要是完成加热过程中的初期快速升温和后期慢速升温过程的自动控制。依据食品欧姆加热杀菌物理过程,编写该装置软件时加入了升温梯度的算法,较好地解决了初始升温过快或过慢的问题。而在后期慢速升温阶段,当温度达到设定温度的下限值时,则通过改变电压来降低温度,这样可以充分利用物料的自放热量比较准确地达到设定的温度值。
3.5 保温计时模块
保温计时功能是食品加热灭菌工艺所要求的,该系统的保温计时功能是利用单片机内部自带的定时器完成倒计时功能的,计时最长时间可达到2h。在保温过程中系统会对电压随温度的变化而产生的轻微波动进行相应的微调,但整个加热过程仍可以认为是恒定温度加热。当加热完成后,如果设置有保温时间,则程序自动转入保温计时,直到计时完成,杀菌过程结束。如果没有设置保温时间,则当加热过程完成,杀菌过程即结束。
4 结束语
本文所述食品欧姆加热杀菌装置在使用时可以针对不同细菌的耐热性和不同食品物料的电导率,选择不同的温度、电压和频率来调整和控制加热过程,使其达到最佳的灭菌效果。除此之外,该装置在加热杀菌过程中可对加热温度进行实时显示,并通过设置2s上升温度快慢的梯度值对其初始温度的升温过程进行控制,一般情况下物料升温速度可达1.5℃/s。系统在启动后将会自动提示进行系统参数设定,如果没有进行参数设置则系统会自动使用上一次寄存器里的设定值,以方便连续杀菌使用。
多次实验测试表明,该加热杀菌装置在运行过程中单片机输出的频率运行稳定、波形理想、控制可靠。加入梯度算法后不仅能够进行温度的精确控制,而且能够有效地节约能源,充分保留食品物料的营养成分,降低杀菌及包装成本。软件设计输出指令准确无误,能按设计流程完成设定的各种功能,操作简便。欧姆加热杀菌技术能满足多种食品物料的杀菌要求,有较好的经济效益和发展前景。
参考文献
[1]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
[2]杨正忠,耿德根.AVR单片机应用开发指南及实例精解[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]殷涌光.食品无菌加工技术与设备[M].北京:化学工业工业出版社,2006.
[4]耿方杰.温度控制系统的设计[J].电子世界,2003(5):37-38.
[5]Dennis R.Heldman Richard W.Hartel.食品加工原理[M].夏文水,译.北京:中国轻工业出版社,2001.
[6]张璐,李法德,郭清南.食品的电导率以及通电加热技术的探讨[J].包装与食品机械,2001,19(3):18-22.
[7]杨铭铎,邓云.食品的通电加热技术研究[J].食品科学,2000(12):146-155.
[8]Biss.C.H.欧姆加热法在含粒状物料食品连续加热中的开发和应用[J].农牧与食品机械,1992(4):31-34.
食品杀菌技术 篇5
摘 要：针对新疆油田压裂返排液回收利用过程中由于细菌引起的基液粘度下降过快问题，通过室内试验评价了杀菌剂加入时机、杀菌剂种类及杀菌剂用量等对杀菌效果的影响，并且通过配伍性试验及耐温耐剪切试验确定了适用于压裂返排液的最优杀菌技术。
关键词：压裂返排液；回收利用；杀菌剂
目前新疆油田返排液回收利用技术体系已趋成熟，但近期发现返排液配制的压裂液基液在存放12小时，由于细菌作用，基液粘度会大幅下降，严重影响了冻胶的交联效果，为施工带来了隐患。植物胶压裂液的基液黏度与压裂液的携砂性能有紧密关系[1]，为解决基液粘度稳定的问题，本研究通过试验分析杀菌剂种类、杀菌剂加量及杀菌剂加入时间对胍胶基液粘度的影响。
1 实验部分
①仪器和试剂。羟丙基胍胶、KNF杀菌剂、亚氯酸纳型杀菌剂、季铵盐型表面活性剂杀菌剂、37%～40%甲醛溶液、返排液（金龙18井）。安东帕便携式流变仪、哈克流变仪、混调器、烧杯、量筒、玻璃棒。②实验方法。按照SY/T6376-2008标准要求配置压裂液及对压裂液指标进行检测。
2 结果与讨论
2.1 返排液配制胍胶和清水配制胍胶的降粘分析 分别用返排液和清水配制质量分数为0.45%的胍胶基液，倒入烧杯中，放置 1、2、3、4、5、6d 后分别测定基液粘度，对比分析两种胍胶基液在降解过程中的粘度变化。实验结果得出，清水配制的0.45% 胍胶液放置 3d ，粘度降幅度仅为16.9%；而返排液配制的0.45% 胍胶基液在放置2d 后，其粘度降幅高达69.5%；而加入0.05%甲醛杀菌剂的返排液配制0.45% 胍胶液粘度稳定，降粘不明显，由此分析认为返排液中含有大量细菌，是致使胍胶基液粘度大幅降低的主要原因。
2.2 返排液杀菌时间对返排液配制的胍胶基液粘度的影响 分别取1000mL返排液，加入0.05%甲醛进行杀菌处理，分别放置2d、3d、4d后再配制0.45%的胍胶基液，胍胶配制好后，每天定时测量基液的粘度，得出的数据如图1所示。由图 1可看出，杀菌时间越长，基液粘度降低速率越慢。在用返排液配制基液前，提前两天在返排液中加入杀菌剂，配置好基液后放置2天，粘度降幅为29.4%；而杀菌时间为4天时，基液放置4天，粘度降幅为6.3%。由此结果分析认为返排液中含有大量细菌，短时间的杀菌只能杀灭其中的一部分，因此基液粘度会骤降，至少维持4天的杀菌时间才能使基液粘度在2天之内不发生较大幅度降低，方可保证基液从配液站到井场的运输过程的需要。
2.3 杀菌剂加入量对胍胶基液粘度的影响 分别取1000mL返排液，各加入0.05%、0.1%、0.15%的现场使用的KNF杀菌剂进行杀菌处理，放置2d后再配制0.45%的胍胶基液，配制好后，每天定时测量各基液的粘度，从实验结果看，杀菌剂加量越高，基液粘度降低速率越慢；杀菌剂加量为0.15%时，基液放置2天，粘度降幅为14.9%；杀菌剂加量为0.05%时，基液放置2天，粘度降幅为34.2%。由此认为，目前常规使用的杀菌剂不能满足返排液的杀菌要求，因此需要优选更高效杀菌剂。
2.4 不同种类杀菌剂的杀菌效果评价 分别取1000mL返排液，各加入0.05%甲醛、0.05%亚氯酸钠、0.05%季铵盐表面活性剂和0.05%KNF进行杀菌处理，放置2d后配制0.45%的胍胶，胍胶配制好后，每天定时测量基液的粘度，得出的数据如图2所示。由图 2可看出，亚氯酸钠杀菌剂的杀菌效果最好，基液粘度降低最慢，放置两天降幅为7.2%，而KNF的杀菌效果最差，基液放置两天，粘度降幅达到31.2%。
通过以上实验可知，返排液杀菌最好的组合条件是选择亚氯酸钠型杀菌剂，加量为0.1%，杀菌处理4天后开始配制基液。
2.5 杀菌剂对压裂液体系配伍性的影响 ①杀菌剂与其它助剂的配伍性。取100ml返排液，倒入烧杯，分别加入0.5%的助排剂MJ-1、0.5%的粘土稳定剂TH-2、0.5%的破乳剂PR-1，最后加入0.1%的杀菌剂亚氯酸钠溶液，混合搅匀后，静置观察。结果显示，2小时内混合液体无沉淀现象，也无絮状沉淀产生，说明所选用的杀菌剂与其它压裂液助剂配伍性良好。②杀菌剂对冻胶体系耐温性的影响。向返排液配制的胍胶基液中加入0.1%的杀菌剂亚氯酸钠溶液，取100ml基液，加入交联液，反应生成冻胶，将冻胶密封好，放入90℃的水浴锅内，4小时后观察冻胶无破胶迹象，说明亚氯酸钠型杀菌剂虽有一定的氧化性，但因为加入量适中并不能使冻胶破胶。这表明0.1%加量下的亚氯酸钠型杀菌剂不会对压裂液冻胶产生影响。
3 结论
针对压裂返排液易滋生细菌，目前常用的杀菌剂不能够将返排液中的细菌有效杀灭，通过实验筛选出了适用于压裂返排液循环利用可使用的高效杀菌剂，并且通过实验分析杀菌剂种类、杀菌剂加量及杀菌剂加入时间对基液粘度的影响，得出了保持基液粘度稳定的最优方案：杀菌剂种类选择亚氯酸钠型，返排液杀菌时间为4d，杀菌剂加量为0.1%。通过配伍性试验及耐温耐剪切试验，证明了亚氯酸钠型杀菌剂对目前使用的压裂液性能不產生影响。
参考文献：
[1]薛东圆，张洁，秦芳玲，等.压裂用瓜胶用杀菌剂筛选与作用效果评价[J].化工技术与开发，2015，44（4）：45-49.
油田污水常用杀菌技术研究 篇6
1 细菌的产生与危害
1.1 硫酸盐还原菌 (SRB)
在厌氧条件下能将硫酸盐还原成硫化物的细菌叫硫酸盐还原菌, 主要聚集在污水管线的滞留点, 污水罐罐壁及底部, 过滤器的滤料中等。
1.2 粘泥形成菌 (TGB)
在有氧条件下, 凡是能形成粘膜的细菌统称为粘泥形成菌, 习惯称为腐生菌 (TGB) 。粘泥形成菌大量繁殖的结果是形成肉眼可见的菌膜和悬浮物, 从而堵塞污水管线、水处理设备和地层。
1.3 铁细菌
在水中能使亚铁化合物氧化, 并使之生成三价的氢氧化铁沉淀。沉淀物聚集在细菌周围产生大量的棕色黏泥, 导致设备和管道的点蚀和锈瘤的形成。
2 常用杀菌技术应用与试验
油田污水杀菌剂按化学成分可分为无机和有机杀菌剂两大类。无机杀菌剂有氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧等;有机杀菌剂为季胺盐、有机氯类、戊二醛等[2]。
2.1 化学药剂杀菌技术
油田回注污水杀菌采取的最早、最普遍的方法是添加化学药剂法。常用的杀菌剂有季胺盐、有机氯类、戊二醛等。
2.1.1 杀菌剂的杀菌机理
杀菌剂的主要杀菌机理为能渗透杀伤或分解菌体内电解质, 抑制细菌新陈代谢, 如抑制蛋白质合成, 氧化络合细菌细胞内的生化过程, 从而杀灭细菌。
2.1.2 投加工艺
加药方法可连续投加, 也可间歇冲击投加, 还可以两种方式结合投加。投加的位置一般设置在污水处理系统的入口或出口。
2.1.3 技术评价
(1) 选择杀菌剂是关键, 应根据不同水质及细菌的种类, 特别是p H值的影响;
(2) 杀菌剂要与其他水处理药剂配伍, 不能出现反应、相互抵消其作用效果;
(3) 同一污水处理系统应间隔选用不同种类的杀菌剂, 以免细菌产生抗药性;
(4) 投加化学药剂成本高, 影响该技术推广使用的积极性。
2.2 电解盐水杀菌技术
电解盐水杀菌技术就是次氯酸钠杀菌技术。次氯酸钠杀菌技术在油田污水处理中有很好的应用, 虽然杀菌后的污水腐蚀速率略有增加, 但使用是安全的。
2.2.1 技术原理
通过电解饱和盐水产生次氯酸钠, 次氯酸钠分解成次氯酸, 次氯酸不仅可作用于细胞壁、病毒外壳, 而且因次氯酸分子小、不带电荷, 还可渗透入细菌体内, 与菌体蛋白、核酸、酶等有机高分子发生氧化反应, 从而杀死病原微生物。
2.2.2 工艺与设备
(1) 工艺流程
清水+食盐→化盐罐→稀盐水罐→电解槽→次氯酸钠储罐→计量泵→去污水系统。
(2) 主要设备。电解槽, 化盐罐、稀盐水罐、次氯酸钠储罐、酸洗罐, 盐水泵、计量泵, 整流控制柜及仪表、管道等。
(3) 安装部位。污水处理系统的入口管线或精细过滤装置的出口管线中。
2.2.3 技术评价
电解盐水杀菌技术属于氧化杀菌技术。其综合技术评价为:
(1) 适用范围:油田含油污水、p H值应6.5~7.5之间的污水;
(2) 处理后的污水中, SRB的含量控制在0~20个/m L;
(3) 运行中, 电极板因结垢严重而需进行频繁酸洗;
(4) 食盐中含SS含量较多, 会适当增加水中SS的含量。
2.3 二氧化氯杀菌技术
二氧化氯是一种很强的氧化剂, 对细菌的细胞壁有很强的吸附和穿透能力, 可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物, 而且不产生抗药性。
2.3.1 技术原理
二氧化氯作为强氧化剂, 在酸性条件下具有很强的氧化性。能将水中少量的S2-、SO32-、NO2-等还原性酸根氧化去除。另外, 对水中有机物的氧化, Cl2以亲电取代为主, 而Cl O2以氧化还原为主, 能将腐殖酸等降解。
2.3.2 工艺与设备
Cl O2的制备方法有化学反应法、电解食盐法、离子交换法等。其中化学法和电解法在生产上应用较多。
2.3.3 技术评价
(1) Cl O2氧化能力强, 其氧化能力是氯的2.5倍, 能迅速杀灭水中的病原菌、病毒和藻类等;
(2) 与氯不同, Cl O2消毒性能不受p H值影响。这主要是因为氯消毒靠次氯酸杀菌而二氧化氯则靠自身杀菌;
(3) Cl O2的残余量能在管网中持续很长时间, 故对病毒、细菌的灭活效果比臭氧和氯更有效;
(4) Cl O2具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。
2.4 臭氧杀菌技术
臭氧是一种具有特殊刺激性气味的不稳定气体, 常温下为浅蓝色, 液态呈深蓝色, 是常用氧化剂中氧化能力最强的。
2.4.1 技术原理
臭氧溶于水后会发生两种反应:一种是直接氧化, 反应速度慢, 选择性高, 易与苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应。另一种是分解产生羟基自由基从而引发的链反应, 此反应会产生十分活泼的、具有强氧化能力的单原子氧, 可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物[3]。
2.4.2 工艺与设备
生产臭氧的方法有无声放电法、放射法、紫外线法、电解法等。在实际应用中常采用无声放电法。
2.4.3 技术评价
(1) 臭氧作为高效无污染氧化剂, 能极迅速地杀灭水中的细菌、藻类、病原体等;
(2) 臭氧消毒受p H值、水温及水中含氨量影响较小, 但也有一定的选择性;
(3) 投加臭氧存在“微絮凝作用”, 对提高混凝效果有一定作用;
(4) 臭氧消毒效果好, 剂量小, 作用快, 不产生三氯甲烷等有害物质, 同时还可使水具有较好的感官指标。
3 结论
(1) 投加化学药剂杀菌方法使用广泛, 但其成本高、操作繁杂、易产生抗药性、易对水质造成二次污染。
(2) 电解盐水杀菌技术成熟、运行成本低, 用于采油污水处理, 杀菌效果好、适用范围宽, 长期使用不会产生抗药性。
(3) 次氯酸钠、二氧化氯、臭氧的氧化能力强, 且具有毒性和腐蚀性, 在使用中应做好防腐保护和注意安全防范。
参考文献
巴氏杀菌罐装蟹肉加工技术 篇7
关键词：罐装蟹肉,巴氏杀菌,加工技术
巴氏杀菌罐装蟹肉能极大地提高低值产品的附加值, 但加工工艺要求较高, 对温度控制尤为严格, 稍不注意会造成质量不稳定, 引起客户、消费者关注, 严重时将引发索赔事故。必须在每个工序认真摸索, 得出控制参数, 同时应引进HACCP体系对生产过程进行控制, 一般的关键控制点可设为:原料验收、金属探测、巴氏杀菌、冷藏等, 这样才能生产出既具有蟹肉特有鲜美风味、又安全卫生的产品。现将巴氏杀菌罐装蟹肉加工技术介绍如下。
1 原料验收
作为加工原料的蟹一般选用当地沿海开放海域捕获的梭子蟹, 要求新鲜、无大的机械损伤、无异味。严禁使用不新鲜的原料蟹[1]。
2 加工前处理
经初步验收合格的原料蟹要立即送入加工车间, 用清水冲洗蟹体外所附的泥沙和污物, 去除背壳、蟹鳃、腹脐, 再用冰水将蟹体清洗干净。将洗净的蟹块装入不锈钢盘, 分别放入柜式蒸煮器中, 用蒸汽蒸熟, 蒸煮时间8~12min, 可根据蟹的规格大小和重量灵活掌握。蒸煮器最好进行热力学测试, 并对具体的蒸煮时间进行摸索, 才能既保证蒸熟, 且不过火[2,3]。将出锅后的熟蟹块送到冷却室冷却至常温 (熟蟹表面无蒸汽冒出为止) [4,5,6]。然后将蟹块送入0~4℃的冷藏库中降温冷藏, 在3h内将蟹块温度降到4℃以下, 并在48h内将其加工完毕。
3 挑肉与复选
从冷藏库中提出熟蟹肉, 由专人分发, 合理控制发料量, 保证从领料到交蟹肉的时间不超过1h。挑肉工具为特制的不锈钢器具, 挑肉时应尽量保持蟹肉完整, 挑出的蟹肉按圆心肉、大白肉、小白肉、碎肉不同规格分别盛于容器中。挑肉车间的温度保持在20℃以下, 并备有充足的冰块降低蟹块温度, 使蟹肉的温度控制在18℃以下。每次回收的盛放蟹块、蟹肉的器具必须由专人进行清洗、消毒, 工人定时洗手消毒。对挑出的蟹肉进行复选, 在复选中用不锈钢镊子夹去蟹肉中的蟹壳碎块和其他杂质。复选车间温度保持在20℃以下, 并备有充足冰块。
4 金属检测
将复选后的蟹肉置于塑料容器中, 经过金属探测器检测, 检测标准为对7~25mm内金属碎片的产品采取相应措施, 以保证产品没有金属危害。探测前、后及工作中每1h用标准块进行校准1次, 标准块分为铁与非铁金属2种。
5 装罐
装罐前验收人员对包装物及随货的出厂检验合格证、包装性能检验合格证等进行验收[7]。注意包装物是否有破损、被污染迹象。可进行空罐解剖、“三率”测试, 但因为水产品是冷藏保存, 故对包装物的要求没有常温罐头严格。装罐前空罐要用82℃的热水喷淋冲洗。复选后的蟹肉要立即送去按不同规格称重装罐, 从冷藏库中的蟹块分发→挑肉→复选→金属检测→装罐结束, 整个过程蟹肉在非冷冻状态下, 其时间应控制在2h内。装罐过程中应注意保持蟹肉的完整性, 同时要对蟹肉的色、香、味、形进行感官检查。装罐后用封口机进行封口。
6 巴氏杀菌
封口后的蟹肉要立即装入不锈钢小篮中, 送入不锈钢槽中杀菌, 水温保持在85℃以上, 时间保持在120min以上, 槽内的水浴温度高于87℃的时间累计不少于60min, 使蟹肉中心温度达到85℃以上的时间持续15min, 水槽水温必须进行热分布验证。杀菌过程应有温度自动监测记录。将杀菌后的袋装蟹肉放入冰水槽冷却, 水温保持在2℃以下, 时间为90min, 使蟹肉中心温度降到3℃以下。槽中冷却水余氯含量控制在1~3mg/L。
7 装箱与冷藏
经冰水冷却的罐装蟹肉从槽中提取后要用清洁布擦干罐体表面水分, 进行装箱, 包装时纸箱外打上生产厂注册号、生产日期、规格、重量等。包装后产品迅速送入-2~0℃的冷藏库贮藏。冷藏库应保持温度稳定, 并有自动温度监测记录。发运时, 对集装箱箱体清洁度、温度保持情况预先进行监测, 保证成品冷藏温度的冷藏链不受影响。
参考文献
[1]美国食品与药物管理局, 美国海产品HACCP联盟.水产品HACCP实施指南[M].福州:福建人民出版社, 2003.
[2]蔡东生, 李建武, 杨燕忠, 等.低温罐装蟹肉HACCP体系的初步研究[J].水产科技情报, 2008, 35 (6) :308-310.
[3]吴斌, 陈明生, 卢行安.HACCP在出口模拟蟹肉中的应用[J].中国国境卫生检疫杂志, 2000 (5) :268-272.
[4]赖卫昌.出口低菌优质蟹肉的加工方法[J].中国水产, 1992 (3) :39.
[5]杨贤庆, 李来好, 徐泽智.冻模拟蟹肉加工技术[J].制冷, 2002 (2) :67-69.
[6]江永才.巴氏灭菌蟹肉罐头的加工技术[J].渔业致富指南, 2007 (3) :49-50.
杀菌技术对乳制品生产的影响 篇8
乳制品杀菌技术的背景
国外杀菌技术的发展状况
1.低温高压杀菌法
近年来, 国外出现一些新型的杀菌技术, 能有效杀灭乳制品中的致病菌, 并能最大限度地保持乳制品原有风味。在美国, 日本等发达国家, 大多采用低温高压杀菌法, 主要利用高的大气压和相对低的温度环境对食品进行杀菌。日本主要采用60℃, 6×108Pa, 20 min, 可将食品中的霉菌孢子和细菌孢芽减少到原来的10-6, 该方法在乳制品生产中得到广泛的应用。日本大阪的一位71岁老人井川重信开发出一种新型牛奶杀菌技术, 即利用高电场中存在大电位的原理实现杀灭细菌的目的。该方法主要是将含有细菌的液体, 通过一个电位差很大的高电场, 使细菌内外的电压产生很大的差异, 从而使细菌的细胞膜破裂, 达到杀菌的目的。
2.辐照杀菌技术
联合国粮农组织 (FAO) 、国际原子能机构 (IAEA) 、世界卫生组织 (WHO) 三大国际组织认定总平均剂量不超过10 k Gy辐照的食品是安全的。辐照杀菌技术已得到美国乳制品业协会的认可, 辐照杀菌的优势主要是不需要添加任何物质, 通过X射线、γ射线或电子射线辐射食品, 破坏生物体内的遗传物质, 阻碍其新陈代谢, 使细胞组织死亡, 从而达到杀菌消毒的作用。
3.高压脉冲电场杀菌技术
目前, 该项技术已在欧美等发达国家得到广泛应用, 近年来, 中国也尝试该项技术的开发, 但仍处于实验室的小规模阶段, 未得到推广。高压脉冲电场技术主要适用于乳制品等液体食品的生产, 具有杀菌效果好、成本低、杀菌时间短、能耗低和对食品质量影响小等特点。
国外杀菌技术的发展主要以日本, 美国为主, 所采用的杀菌方法代表着当今世界最前沿的技术。这些技术可充分保留乳制品中的原有风味和营养成分, 甚至还会产生让人喜爱的特殊风味。相较于其他国家及地区, 这些发达国家敢于尝试新技术, 在一定程度上促进了杀菌技术在乳制品生产中的应用。
国内杀菌技术的发展状况
与国外新型杀菌技术相比, 国内以传统杀菌技术为主。在乳制品的生产中, 巴氏杀菌占据主导地位。乳制品巴氏杀菌分为低温长时间杀菌、高温短时间杀菌和超高温瞬间灭菌。从杀死微生物的角度考虑, 热处理强度越强越好, 但要精确控制时间和温度的组合, 这直接决定乳制品的外观, 味道和营养价值。过高的温度会使乳制品中的蛋白质变性, 出现蒸煮味或焦糊味。目前, 高密度二氧化碳杀菌技术 (DPCD) 得到进一步的研究与推广, 与传统的杀菌技术相比, 高密度二氧化碳杀菌技术的处理温度低, 对食品中的热敏物质破坏作用较小, 有利于保持食品的原有品质。
国内乳制品杀菌技术相较于国外有较大的差距, 乳制品生产商大多采用不同的温度和时间搭配进行巴氏杀菌, 所以乳制品的保质期相对较短。也有少部分生产商在国外先进的杀菌技术上进行改良, 开发出适合其产品的杀菌技术, 达到保留乳制品原有风味、延长保质期的目的。但这些技术还不够成熟, 在生产应用中还有很大的阻碍, 所以必须在深入了解杀菌机理的同时, 完善技术环节。相信在未来, 冷杀菌技术会逐步取代传统的热杀菌技术, 为我国国民提供品质更好、更安全的乳制品。
不同杀菌技术的分析
超高压杀菌技术
相关研究表明, 高压技术和其他技术相结合, 能更有效地杀灭微生物、破坏酶、延长货架期。食品超高压杀菌技术 (Ultra-High Pressure processing, UHP) , 简称高压技术 (High Pressure Processing, HPP) 或高静水压技术 (High Hydrostatic Pressure, HHP) 。主要是将即将包装好的食品物料置于液体介质中, 在100~1 000MPa的压力下处理一段时间, 达到杀死细菌的目的。其主要利用压力对微生物的致死作用, 破坏细胞膜, 抑制酶的活性和影响DNA的复制实现杀菌。超高压杀菌技术的特点是温度升高值小, 能很好地保留食品原有的风味、营养和保健成分, 杀菌时间短、效率高、能耗低, 能提高食品的安全性。超高压杀菌技术是一个纯物理过程, 无需添加任何化学物质, 无需加热在常温或低温下就能进行, 且操作简单, 没有废弃物产生, 有利于环境保护。
巴氏杀菌
巴氏杀菌指能够杀死食品中几乎所有的病原菌的热处理强度, 热处理程度视目标产品中对象菌的耐热性而定。在乳制品的加工生产中, 巴氏杀菌是最主要的热处理方式 (63℃/30 min或72℃/15 s) 。总β-乳球蛋白变性率和糠氨酸含量是国际奶业普遍用来评估奶和奶制品品质的两个重要指标, 与其他灭菌方式相比, 经巴氏杀菌的乳制品中的这两个指标均为最低。经巴氏杀菌处理过的乳制品的货架期一般在10 d左右, 其风味, 营养价值相较于处理前, 差异性很小。但采用巴氏杀菌处理乳制品时, 必须严格控制杀菌时间和杀菌温度, 因为这两个因素直接决定乳制品的品质和货架期, 如何在生产中控制这些因素是巴氏杀菌的关键。
高密度二氧化碳杀菌 (Dense phase carbon dioxide, DPCD)
高密度二氧化碳杀菌技术是近些年发展起来的一个新型的非热力杀菌技术, 主要借助5~50 MPa的亚临界或超临界CO2。CO2在常压下可抑制微生物, 在高压状态下可有效杀灭大量微生物。当温度高于31℃, 压力高于7.34 MPa时, CO2处于超临界状态。在低于超临界压力和温度下, CO2是亚临界和气体状态。超临界CO2同时具备液体和气体的特性, 黏度低、扩散性和溶解性高。高密度二氧化碳杀菌 (DPCD) 的杀菌机理可能是对微生物细胞造成机械损伤、细胞及细胞膜的破坏和细胞内成分的泄漏或失活、胞内p H值的降低等。同时, 与其他杀菌方式采用的原料不同, CO2具有化学惰性, 高的挥发性和独特的经济性, 不仅能避免传统热力杀菌带来的不良后果, 还能很好地保持乳制品的风味和营养价值。
结语
杀菌剂烯唑醇合成技术研究 篇9
随着国家对农业生产种植结构的调整,对农药产品种类的需求也发生了变化。我国目前农药工业仍以杀虫剂为主,杀菌剂远不能满足现代农业生产的需要。烯唑醇是一种活性极高的三唑类广谱内吸性杀菌剂,1977年日本住友公司首先报道了它的生物活性,1980年正式推出该品种,目前已在全球30多个国家的40多种作物上获得登记并广泛应用,为三唑类杀菌剂销售量最大的品种之一。该产品具有活性高、持效期长、杀菌谱广等特点,是当前杀菌效果较理想的品种之一。
烯唑醇性质介绍:
中文通用名称:烯唑醇
英文通用名称:Diniconazole
商品名:病除净
化学名称:(E)-1-(2,4-二氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1,2,4-三唑-1-基)-1-戊烯-3-醇
结构式:
理化性质:纯品为白色结晶固体,熔点134-156℃,25℃时蒸气压为4.9mPa[1],25℃时水中溶解度为4mg/1,己烷为700mg/kg,丙酮、甲醇为95g/kg,甲苯为14g/kg,溶于大多数有机溶剂,对光、热和潮湿稳定[1]。
烯唑醇是具有保护、治疗及铲除的内吸向顶传导光谱性杀菌剂,它能抑制真菌麦角甾醇生物合成中的脱甲基作用,从而导致真菌的死亡,特别对子囊菌和担子菌高效,例如白粉菌、锈菌、黑粉病菌和黑星病菌等;另外对尾孢霉、球腔菌、核盘菌、青霉菌、丝核菌、黑腐菌、驼孢锈菌、柱锈菌等均有效。可用于防治谷物、果树、花生、花卉、蔬菜等作物上相应的20多种病害。
烯唑醇合成路线概述
我们在参考有关文献的基础上,选用以一氯频那酮、三氮唑、二氯苯甲醛、硼氢化钾等为主要原料,通过缩合、提纯、缩合[2]、转位、还原反应等步骤制得烯唑醇原药。
实验部分
1. 唑酮的制备
反应原理:
实验步骤:
向反应瓶内加入一定配比的三唑、氢氧化钠和溶剂,在搅拌条件下升温至回流,将回流过程中反应生成水分出,待分出一定量的水后,将瓶内温度升温至100±5℃,保温1小时,降温,加入一定量的一氯频那酮[3],升温,保温反应4小时,降温、冷却、过滤,即得唑酮溶液。此步收率(以一氯频那酮计)≥86.2%。
2. 唑酮的纯化
反应原理:
实验步骤:
向反应瓶中加入一定量的唑酮溶液,在搅拌条件下,滴入一定量的浓盐酸,搅拌1小时后冷却结晶,抽滤干燥[2]。将一定量的滤饼、溶剂和稀碱液投入反应瓶中,中和萃取,升温至48±2℃,在搅拌条件下保温2小时,即得唑酮溶液。此步收率(以粗唑酮计)≥90.1%。
3. 混合烯酮的制备
反应原理:
实验步骤:
将一定配比的唑酮溶液、2,4-二氯苯甲醛及催化剂加入到反应瓶中,升温回流,然后加入一定量的稀酸,在一定温度下搅拌50分钟,静止分层,将有机相减压脱掉溶剂[4]后,即得混合烯酮。此步收率(以精唑酮计)≥88.7%。
4.(E)-烯酮甲醇溶液的制备
反应原理:
实验步骤:
向反应瓶中加入一定量的混合烯酮溶液、硫酸[5]及溴,在75±2℃搅拌反应4小时,冷却结晶,抽滤干燥。然后将一定量的滤饼、水、溶剂投入反应瓶中,在搅拌条件下升温,保温半小时后静止分层,上层有机相经减压脱溶后加甲醇溶液,即得(E)-烯酮甲醇溶液。此步收率(以混合烯酮计)≥94.0%。
5. 烯唑醇的制备
反应原理:
实验步骤:
向反应瓶中加入一定量的(E)-烯酮甲醇溶液,升温,在搅拌条件下加入硼氢化钾,在30±1℃下保温反应4小时,经减压[6]蒸掉溶剂,冷却、抽滤干燥,即得产品烯唑醇。此步收率(以E-烯酮计)≥96.0%。
三废治理
⒈溶剂
烯唑醇合成包括五步反应,每步均需用大量溶剂,但每步溶剂均可有效的回收套用,回收率均>87%,不能回收使用的溶剂焚烧处理。
⒉废水
在烯唑醇制备过程中,废水主要为酸性废水,可进行中和后集中处理。
⒊废渣
废渣主要成分为氯化钠、甲苯,可经炭化处理后作为肥料施用。
结论
该工艺反应条件先进,简单易行,三废易处理,产品含量≥96%,总收率≥62.2%(以一氯频那酮计),原料易得,比较易于工业化。在溶剂回收节能降耗方面可进一步研究,从而降低成本。
参考文献
[1].国外农药品种手册,沙家骏等化学工业出版社,612(1992).
[2].Takano,H.,et al.J.Pestic.Sci.1983,8:575～582.
[3].Funaki,Y.,et al.J.Pestic.Sci.1984,9:229～236.
[4].Isobe,N.et al.J.Pestic.Sci.1991,16(2):201～210.
[5].The Pesticide Manual,9th ed.,p.301(1991).
食品杀菌技术 篇10
关键词：酱鸡翅,微波灭菌,菌落计数,保质期,正交试验
食物腐败通常是由微生物的生长、繁殖活动所引起的[1]。所以食品保鲜的方法就是抑制微生物在食品中的生长、繁殖。同样的要延长食品的保质期就需杀灭微生物或者抑制微生物的生长和繁殖。当前的肉制品保鲜方法有多种[2], 如低温冷藏、添加防腐剂[3, 4]、添加杀菌剂、添加抗氧化剂、高温灭菌等, 但多具不同程度的缺点, 如影响产品风味、对人体有害、工艺复杂等。微波灭菌[5]作为近年来新兴的灭菌技术, 具有许多保鲜方法所不能及的优点。
本研究以酱鸡翅为研究对象, 通过正交试验, 优化了微波处理条件, 同时对微波处理前后的酱鸡翅进行了菌落计数, 最终确定了延长酱鸡翅保质期的最佳微波处理工艺。
材料与方法
1.1样品来源
当天生产的散装酱鸡翅购自包头市万开食品销售点, 此酱鸡翅不添加任何的防腐剂成分。
1.2仪器与设备
DLGR-05S型微波加热炉, 郑州德能仪器有限公司;恒温培养箱DHP-9272;无菌操作台。
1.3试验方法
1.3.1酱鸡翅的微波处理方法及温度测定
对当天购买的散装酱鸡翅进行正交微波处理, 处理条件如表1所示。用接触性热电偶温度计和红外线测温仪测定温度。
1.3.2细菌总数的测定
对正交试验九种微波处理条件后的酱鸡翅分别进行以下处理:在无菌操作台上切取1g微波处理后酱鸡翅, 切细后用无菌研钵磨碎装入灭菌瓶中, 加入100ml灭菌水, 在漩涡振荡器上振荡约10min, 用移液枪吸取50μl, 进行PCA平板涂布, 在30℃在恒温培养箱上进行48 h培养。
1.3.3样品贮存方式
经微波处理后的酱鸡翅贮存于室温 (22-23℃) 下。
结果与分析
2.1酱鸡翅微波处理的最佳工艺
在单因素试验基础上, 为了获得延长酱鸡翅保质期的最佳微波处理工艺, 利用正交试验法, 选取三因素三水平, 采用L9 (34) , 将温度、时间、功率分别安排在第1、2、3列, 共安排九个试验点。通过5个人观察微波处理前后酱鸡翅的形态、色泽、气味、硬度、味道、口感以及表面是否出现菌斑判断其保质期。
自然状态酱鸡翅保质期为1天, 1号试验点酱鸡翅保质期为2天, 2号试验点酱鸡翅保质期为6天, 3号试验点保质期为8天, 4号试验点酱鸡翅保质期为6天, 5号试验点酱鸡翅保质期为9天, 6号试验点酱鸡翅保质期为6天, 7号试验点酱鸡翅保质期为4天, 8号试验点酱鸡翅保质期为5天, 9号试验点酱鸡翅保质期为6天。
通过观察可以得出微波灭菌确实能够延长酱肉制品的保质期, 经微波处理后的散装酱鸡翅相对于自然状况下的酱鸡翅保质期最多可延长8天, 此实验中最佳的微波处理条件为60℃、5min、6kw。
2.2酱鸡翅微波处理后菌落计数
当日微波处理后9组正交试验点酱鸡翅制品的PCA平板菌落数进行计量。如表2所示。
从表2可看出, 经过微波处理后的酱鸡翅的3号试验点, 菌株数量最少, 而酱牛肉的保质期主要受到菌体生长和繁殖的影响, 说明3号试验点的微波处理条件对延长酱牛肉保质期的作用较好。
经极差分析可知, 微波对酱鸡翅灭菌的最主要影响因子为时间, 影响因素主次为:时间>功率>温度。最佳微波处理工艺为60℃、5min、6kw。
参考文献
[1]袁建国.浅析食品腐败变质的危害及应对措施[J].科技传播, 2011, (47) :53-57.
[2]李威娜, 徐松滨, 张玲, 刘中深.低温肉制品保鲜[J].食品工程, 2013, 3:13-15.
[3]牟冠文, 李光浩.食品防腐剂的概况及其检测方法[J].食品与发酵工业, 2006, 32 (10) :103.
[4]刁益韶, 贾萌, 朱璐瑶, 食品防腐剂的使用现状及安全性分析[J].食品及饲料添加剂, 2012, 35 (10) :63-66.