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用水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝控制

　　食品加工可以利用水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝來控制病原體生長。而對食品加工來講，通過控制病原體所需的營養(yǎng)成分，則難以達(dá)到目的，因為除特別情形之外，大多數(shù)食品為病原體生長產(chǎn)提供了充足的營養(yǎng)。我們還是集中精力通過水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝控制病原體生長。

　　通過分別控制食品中水分活度和pH值，或加入化學(xué)添加劑如鹽類物質(zhì)，或通過特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來控制病原體的生長。但是，加工者一般將這些控制技術(shù)結(jié)合使用，而不是只依賴于一種。因為單一控制系統(tǒng)如完全達(dá)到目的，可能是苛刻的，而且使產(chǎn)品不為消費(fèi)者接受。

　　本節(jié)將敘述使用pH、水分活度、抑制劑和氣體的微生物學(xué)控制。

一、控制pH 

　　每種微生物生長都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長，當(dāng)pH值為 4.6或以下時可抑制致病菌生長和產(chǎn)生毒素的，這是我們關(guān)心的主要問題。但有些病原體，特別是艾希氏大腸桿菌0157:H7，雖然在酸性條件下生長被抑制，仍可存活較長時間。pH 是一種抑制病菌生長的方法，而不能破壞現(xiàn)存的致病菌。但是，在低pH值保持時間較長時，很多微生物將被破壞。

　　pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品開始是低酸食品，加工后成為酸性食品。這將在后面討論。

　　天然酸性食品是那些自然含酸的食品。常見的天然酸性的食品有：pH為4.0的桃；pH為3.5的橙汁和pH為3.5的蘋果。通常而言，大部分水果屬天然酸性的食品。但有些熱帶水果如菠蘿，根據(jù)生長條件pH可能大于4.6。

　　低酸食品（pH 4.6 以上）如有：pH為6.3的生魚；pH為5.0的青刀豆罐頭；pH為5.5 的面包和pH為6.2的鮮火腿。如上所述，低酸食品包括含蛋白質(zhì)食品、各種蔬菜、淀粉質(zhì)食品及其它多種食品。

　　食品經(jīng)加工變酸的產(chǎn)品包括如使用醋（醋酸）降低pH的腌漬魚和腌漬椒，和通過發(fā)酵產(chǎn)生乳酸來降低pH的橄欖和甜泡菜。

　　酸化是直接向低酸食品加酸的過程。目標(biāo)通常為 pH 4.6或更低。這些食品稱為酸化食品，要符合相應(yīng)的法規(guī)如FDA 21CFR PART 114。 有些情況食品雖然經(jīng)過加酸，但最終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來加以控制，如冷藏。

　　發(fā)酵是使用某些無害微生物來促進(jìn)食品化學(xué)變化的過程。這些微生物作用的結(jié)果是產(chǎn)生酸或乙醇。細(xì)菌一般產(chǎn)生醋酸或乳酸，酵母菌一般產(chǎn)生乙醇。

　　通過發(fā)酵產(chǎn)生酸或乙醇有兩個目的。一是賦予食品特定的品質(zhì)以產(chǎn)生預(yù)期的味道或均勻結(jié)構(gòu)。酸奶就是通過發(fā)酵加工具有獨(dú)特的香味和結(jié)構(gòu)。另一個目的是食品防腐，如腌漬產(chǎn)品，但這類發(fā)酵食品的pH一般達(dá)不到4.6或以下，所以在冷藏溫度下貯存才是安全的。

（一）、酸化

　　酸化是直接向低酸食品加酸的過程。添加的酸有很多種----醋酸、乳酸和檸檬酸----根據(jù)預(yù)期成品的特性而選用。另外一些酸化產(chǎn)品包括：腌漬洋蔥，腌漬蘆筍和生裝酸黃瓜。

　　除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作為添加配料，來酸化低酸食品。使用蕃茄的產(chǎn)品包括裝有整形芹菜、洋蔥或辣椒意大利面條醬。罐裝蕃茄通常pH為約4.2，而其它蔬菜為低酸性。

　　如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，則認(rèn)為該食品是酸化的，并適用于法規(guī)。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5則食品已經(jīng)酸化了，因為蕃茄中的部分酸被用來酸化蔬菜?；蛘?，如制成品pH仍為4.2，則用來酸化蔬菜的蕃茄中的酸量沒有明顯變化，在這種情況下該產(chǎn)品不適用于酸化食品法規(guī)，并且認(rèn)為不是配制成的酸性食物。這樣的食品包括有芥木、蕃茄醬、沙拉調(diào)料和其它調(diào)味品，都是貨架穩(wěn)定的食品。

　　酸化食品加工者需科學(xué)地設(shè)定加工過程以保證最終pH肯定低于4.6。加工者需對每批制成品測試平衡后的pH 。意思是指所有配料達(dá)到自然pH平衡，這對較大顆粒食品可能需長達(dá)10天長的時間。需經(jīng)幾天達(dá)到平衡pH的產(chǎn)品在這段時間里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原體的生長。為加速測試過程，可將產(chǎn)品混成均勻糊狀。均質(zhì)含油的食品時，均質(zhì)前應(yīng)將油除去。另一種方法是在產(chǎn)品加油前測試pH，因為油不影響最終pH。

（二）、測量pH值

　　如加工者要進(jìn)行酸化處理，必須有某種測量pH的方法。加工者多數(shù)選用pH計，但也可使用指示溶液、試紙、或進(jìn)行滴定確保最終pH低于4.0。如用pH計，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦Ｕ?/p>

　　pH計可有雙電極，或兩個功能結(jié)合在一個電極上的單個復(fù)合電極。一個是參比電極，一個是測量電極。不用時，電極應(yīng)浸沒在蒸餾水或制造商推薦的其它溶液中。每天使用時應(yīng)用兩種緩沖溶液校正儀器，其中一中pH接近所測的平衡pH。校正后，電極應(yīng)用蒸餾水沖洗，然后用于測試。pH計的操作和校正應(yīng)遵照制造商的說明進(jìn)行。

（三）、直接酸化和批酸化

　　向產(chǎn)品中加酸有幾種不同方法。一種方法稱為直接酸化，即在生產(chǎn)低酸食品過程中，在單個制成品容器中加入預(yù)先確定數(shù)量的酸。用此方法，重要的是加工者控制酸與食品比例，酸化蔬菜最常用的方法。另一種方法是批酸化，顧名思義，酸和食品大批混合后讓其平衡。然后包裝酸化食品。

　　對經(jīng)批酸化的制成品監(jiān)測pH所需頻率要比經(jīng)直接酸化的低。這是因為直接酸化缸與缸之間有變化，而批酸化則不然。

　　最后一點(diǎn)，按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必須進(jìn)行充分地?zé)崽幚硪詼缁罡瘮∥⑸锖筒≡w的繁殖體。兩個原因，一個是防止腐敗導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，另外是腐敗生物的繁殖可使pH升高，危及產(chǎn)品的安全。

　　關(guān)于酸化食品的加工工程，可查找美國FDA《酸化食品生產(chǎn)者檢驗指南》或其他資料。

（四）、發(fā)酵

　　對于發(fā)酵食品，判定一個特定食品是否安全時常常令人困惑。發(fā)酵食品如發(fā)酵泡菜和酸奶等。

　　葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，乙醇使產(chǎn)品防腐。在酸泡菜、發(fā)酵香腸、奶酪、甜酸泡菜、橄欖和酪乳的生產(chǎn)中，發(fā)酵時細(xì)菌產(chǎn)生了乳酸。霉菌也用于某些食品的發(fā)酵，主要是為了味道和其它特性，如醬油和其它中國特色食品，。

　　實際上，發(fā)酵實在是一種藝術(shù)。一方面需要促進(jìn)好的微生物生長同時一方面阻止會引起腐敗的不良微生物生長。通常的作法是向食品中加鹽或發(fā)酵劑，或在某些情形中將其輕微地酸化。發(fā)酵劑可以是酵母菌或細(xì)菌。

　　在很多發(fā)酵產(chǎn)品中，一個普遍現(xiàn)象就是沒有消除產(chǎn)酸細(xì)菌的加工過程。所以大部分發(fā)酵產(chǎn)品必須保持冷藏，以保證發(fā)酵細(xì)菌不會使產(chǎn)品腐敗。

二、控制水分活度

（一）、常見食品的水分活度

　　如同pH，每種微生物體有其生長的最低、最佳、最高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生長，但是0.85是病原體生長的安全界限。0.85是根據(jù)金黃色葡萄球菌產(chǎn)生毒素的最低水分活度得來的。

　　0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施來控制病原體生長。水分活度0.60至0.85的食品為中等水分食品，這些食品不需要冷藏控制病原體，但由于主要酵母菌和霉菌引起的腐敗，要有一個限定貨架期。對大部分水分活度在0.6以下食品，有較長的貨架期，也不需冷藏，這些食品稱為低水分食品。

常見食品的水分活度

水分活度	分 類	控 制 要 求
0.85以上	水份較大的食品	要求冷藏或其他措施控制病原體生長
0.6—0.85	中等水份食品	不需要冷藏控制病原體 由于因酵母和霉菌引起的腐敗而限制貨架期
0.6以下	低水份食品	較長貨架期，也不需要冷藏

　　水份較高的食品（水分活度高于0.85 ）的一些例子：

水份較高的食品	水分活度
生魚	0.99
蘋果	0.99
牛奶	0.98
熏火腿	0.87
面包	0.95

　　大部分生肉、水果和蔬菜屬于水份較高的食品（水分活度高于0.85 ）。值得注意的是面包，多數(shù)人認(rèn)為它是干燥，貨架穩(wěn)定的產(chǎn)品。實際上，它有相當(dāng)高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原體更容易生長，換言之，它變危險之前就長霉變綠了。

　　有些獨(dú)特風(fēng)味的產(chǎn)品如醬油外表像是高水分產(chǎn)品，但因鹽、糖或其它成分結(jié)合了水分，它們的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果醬和果凍的水分活度可滿足酵母菌和霉菌生長，它們需在將包裝前輕微加熱將酵母菌霉菌殺滅以防止腐敗。

　中等水分食品（水分活度在0.60至0.85之間）的一些例子：

　

中等水分食品	水分活度
糖蜜	0.76
重鹽漬魚如鰻魚	0.70
面粉	0.70
果醬	0.80
果脯	0.70
醬油	0.80

　　貨架完全穩(wěn)定產(chǎn)品，或低水分食品（水分活度 0.60以下）的產(chǎn)品如：

低水分食品	水分活度
干面條	0.50
餅干	0.10

　　所以食品按其水分活度可劃分為三類。有些中等和低水分活度食品為天然低水分活度，例如，糖蜜和面粉。因為加工時不必控制水分活度，將不討論這些食品。

　　其它中等和低水分活度食品，如果脯、腌魚、草莓醬、餅干、醬油和面條，開始是高水分活度食品，加工后，水分活度降低了。

（二）、控制水分活度

　　有些產(chǎn)品需仔細(xì)控制水分活度，其它則不必。例如，果醬如果不用糖降低已有水分活度，將不成醬----或者說不成凍膠----也不能投放市場。這類產(chǎn)品不需為安全而控制水分活度。

　　降低食品中水分有兩種傳統(tǒng)方法，即干燥和加鹽或糖結(jié)合水分子。

干燥是食品防腐最古老的方法之一。除防腐之外，干燥產(chǎn)生了食品的自身特性，如同發(fā)酵。世界上很多地方還在用開放式空氣干燥，一般而言有四種基本干燥方法。

　　熱空氣干燥----用于固體食品如蔬菜、水果和魚

　　噴霧干燥----用于流體和半流體如牛奶

　　真空干燥----用于流體如果汁

　　冷凍干燥----用于多種產(chǎn)品

　　另一種降低食品水分活度的方法是加鹽或糖。這種類型食品的例子有----醬油、果醬和腌魚，這不需要非常特殊的設(shè)備。對流體或半流體產(chǎn)品，如醬油或果醬，用配方加工控制。對固體食品如魚或熏火腿，可用鹽干燥，即放入鹽溶液或浸入鹽水中。

　　控制水分活度分兩步。第一，科學(xué)地設(shè)定可保證水分活度為0.85或更低的干燥、鹽漬或加工配方，然后嚴(yán)格地執(zhí)行。第二，可取制成品樣品測試其水分活度。

三、化學(xué)抑制劑

　　有時所選定的食品控制方法不能防止所有的微生物生長。這種情況下，可添加化學(xué)物質(zhì)以進(jìn)一步確保產(chǎn)品的安全?；瘜W(xué)防腐劑包括苯甲酸鹽、山梨酸、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽和抗生素。

　　化學(xué)防腐劑通過使微生物蛋白質(zhì)變性，抑制酶和改變或破壞細(xì)胞壁或細(xì)胞膜而達(dá)到控制效果。

（一）、常用的化學(xué)試劑：

　　苯甲酸鹽，包括苯甲酸、苯甲酸鈉或鉀和對羥苯甲酸。它們主要用于抑制酵母菌和霉菌。

　　山梨酸鹽，包括山梨酸、山梨酸鈉和鉀。山梨酸鹽用于抑制霉菌。

　　丙酸用于抑制面包、蛋糕和奶酪中霉菌。

　　亞硫酸鹽，包括二氧化硫用于多種產(chǎn)品如檸檬汁、水產(chǎn)品、蔬菜、糖蜜、葡萄酒、果脯和果。亞硫酸鹽主要作為抗氧化劑，但也有抗微生物特性。

　　亞硝酸鹽，用于熏肉和熏魚，通常與鹽和糖混合使用。亞硝酸鹽抑制肉毒梭菌的生長。

　　鹽也用于阻止病原體生長，特別是肉毒梭菌。

　　乳酸鏈球素和游霉素（NISIN，NATAMYCIN）是兩種被批準(zhǔn)可直接用于食品的抗生素。它們用于奶酪中作為抗微生物劑。

　　使用的化學(xué)防腐劑，必須經(jīng)過有關(guān)部門批準(zhǔn)，使用的濃度也應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外在食品的標(biāo)簽上應(yīng)注明使用成分。

（二）、使用化學(xué)防腐劑控制

　　化學(xué)防腐劑使用的控制很簡單----配方。意思是，加工者需對每批產(chǎn)品嚴(yán)格控制食品添加劑的劑量。

四．控制包裝

　　包裝不同于其它控制方法，雖然包裝有時用于控制微生物生長，但對腐敗生物體的控制是有限的，不能作為可控制致病菌生長的單一方法。但通過改變包裝有助于產(chǎn)品安全性，所以在這里加以討論。

　　從食品安全角度看，包裝有兩個功能，可防止食品污染，也可增加食品控制的有效性。

（一）、包裝類型

　　很多產(chǎn)品是真空包裝。真空包裝是在將封口前用機(jī)械抽出包裝中空氣。產(chǎn)品放在低透氧性袋中，再放在真空機(jī)內(nèi)用機(jī)械抽出袋中空氣然后進(jìn)行熱封口。薄膜緊貼在產(chǎn)品上。袋中不殘留空氣或氣體。

　　充氣包裝

　　產(chǎn)品可包裝于充氣包裝中。充氣包裝包括一次充氣和封口處理。所充的氣體有三種，可單獨(dú)或混合使用，包括氮?dú)?、二氧化碳和氧氣。這些氣體都有各自不同功能。

　　氮?dú)馊〈鯕猓蚨鴾p弱了需氧腐敗生物的生長。

　　二氧化碳能使很多微生物致死，破壞腐敗生物以延長貨架期。

　　氧氣是需氧腐敗生物體生命線。但含有一定氧氣可增加抑制肉毒梭菌的安全性。通常為濃度約2至4％的氧。然而，包裝中存在的氧可使腐敗微生物生長，并消耗氧氣以至降低至2 ％安全濃度之下，這樣產(chǎn)品的保質(zhì)期受到限制。

（二）、控制氣體包裝

　　控制氣體包裝是一個動態(tài)過程，包裝中使用氧清除劑，在整個貨架期內(nèi)保持包裝中的氣體。吸收氧氣有利于較長貨架期產(chǎn)品，因為大部分包裝對氧氣都有某種程度的通透性。

　　不同的包裝膜具有不同的透氧性。這些包裝用于貨架期較長產(chǎn)品的貯存。這類包裝用于蔬菜如生菜。當(dāng)植物體呼吸時，它們吸入氧氣排出二氧化碳。如果薄膜限制了現(xiàn)有氧氣的含量，則可降低呼吸的速度并延長貨架期。

　　包裝于油中的產(chǎn)品，不必用特殊包裝來減少氧的存在以制造成一個厭氧環(huán)境，如油泡大蒜，可產(chǎn)生同樣的厭氧環(huán)境。

　　減氧包裝

　　所有這些不同包裝形式歸為一類稱為減氧包裝。使用減氧包裝可防止腐敗生物的生長，因而延長產(chǎn)品的貨架期。同時還對產(chǎn)品品質(zhì)有些其它益處，如減輕酸敗和褪色。

　　使用這種包裝還應(yīng)注意，貨架期較長的產(chǎn)品為病原體生長和產(chǎn)生毒素提供了更多的時間。氧濃度低時，比需氧腐敗生物而言，更有利于有利于厭氧和兼性厭氧病原體的生長。因此，有可能在腐敗前就已產(chǎn)生毒素。

（三）、肉毒梭菌的控制

　　雖然一般關(guān)注其它其它病原體，但主要關(guān)注的是肉毒梭菌。從這點(diǎn)考慮，除非有其它對肉毒梭菌的控制措施，否則不能使用這些包裝技術(shù)。這些控制措施包括：水分活度低于0.93并且充分冷藏以控制其它病原體；pH低于4.6；鹽分高于10％，數(shù)量較多的競爭微生物；在最終容器中熱處理；在冷凍條件下貯存和銷售。每種控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生長。

　　真空包裝生肉和禽肉，如同發(fā)酵奶酪，是利用競爭微生物抑制肉毒梭菌產(chǎn)生毒素的例子。像發(fā)酵產(chǎn)品如奶酪，發(fā)酵劑增殖產(chǎn)酸可防止肉毒梭菌生長

　　一般產(chǎn)品的熱處理是在金屬罐里，但也可在玻璃缸或軟蒸煮袋中。這些是貨架穩(wěn)定產(chǎn)品。

　　零售和家庭冰箱的溫度常常不能控制在能充分阻止肉毒梭菌生長的溫度。單獨(dú)通過真空包裝、部分蒸煮、冷藏保存不能作為唯一的屏障。因此為產(chǎn)品的安全，在加工、貯存和銷售過程中必須嚴(yán)格控制冷藏。

通過冷藏和冷凍控制

　　本部分主要論述了運(yùn)用溫度控制微生物生長的方法。溫度為5到46℃是致病菌生長的危險范圍。當(dāng)食品處于溫度危險范圍時，為使致病菌盡可能不生長，限制食品在這個溫度范圍存放的時間是非常關(guān)鍵的。

一、各類微生物生長溫度范圍：

某些微生物生長溫度范圍如下表

微 生 物	生 長 范 圍（℃）
沙 門 氏 菌 各 型	5-46
肉 毒 梭 菌 A和B型 非蛋白水解B型 E型 F型	10--- -7 3.3--45 3.3--45 3.3---45
金黃色葡萄球菌	7—50
耶爾森氏腸球菌	1---42
單增李斯特菌增	0.3—45
01型霍亂弧菌	10—42
副溶血性弧菌	5—44
產(chǎn)氣莢膜梭菌	10---52
蠟樣芽胞桿菌	4—55
大腸桿菌（致病型）	7---49
志賀氏菌	6—47
資料來來源于FDA《魚和魚制品危害及控制指南》第二版

（一）、冷藏庫

　　冷藏溫度對控制致病菌的生長確實起到了很好的作用，但是一些病菌比如：李斯特菌和耶爾森氏菌在接近凍結(jié)點(diǎn)時仍可以生長。冷藏在減慢食品變質(zhì)、氧化酸敗和導(dǎo)致其它質(zhì)量缺陷的生物的、化學(xué)的變化過程方面具有顯著作用。

　　貯藏中控制溫度有幾種途徑：冰、化學(xué)冷卻劑和機(jī)械風(fēng)冷。如果采用冰和化學(xué)冷卻劑來控制溫度，通過簡單地檢查產(chǎn)品周圍的冷卻劑足夠多就能保證控制。冷卻劑足夠多意味是產(chǎn)品溫度正在維持在所需溫度，或者是將產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)降到正確溫度。

　　如采用風(fēng)冷，通過檢查產(chǎn)品的溫度可以確保溫度得以控制。如果冷藏間的溫度與產(chǎn)品的溫度相關(guān)，監(jiān)測冷藏區(qū)域的溫度就保證產(chǎn)品的溫度得以控制。一般需要使用連續(xù)溫度監(jiān)測設(shè)備，如溫度記錄儀，最大溫度顯示溫度計，高溫警報器。

（二）、時間/溫度

　　食品一旦不再冷藏，它要經(jīng)過細(xì)菌生長對數(shù)期，即食品的溫度升到致病性微生物生長范圍。開始時，微生物很少生長或不生長，它們只是在適應(yīng)新的環(huán)境。根據(jù)冷藏間的溫度不同，食品能在非冷藏條件下至少安全存放數(shù)小時，而沒有致病菌顯著生長的危險。然后，產(chǎn)品的溫度上升到冷藏以上，致病菌生長加快，代時間變短，進(jìn)入對數(shù)期。 

　　按照通常的計算方法，食品在微生物繁殖的危險溫度范圍不得超過4小時，這是正常合理的時間安排。但是，不同的致病菌在不同的食品上、不同的溫度下生長繁殖的速度不同。所以，產(chǎn)品能夠在危險范圍安全停留的最長時間取決于兩種條件：存在的致病菌種類和食品適合致病菌生長繁殖的能力。食品加工商必須依據(jù)這些參數(shù)而設(shè)定極限，不能按照４小時來進(jìn)行計算。食品驗收員判定嚴(yán)重時間/溫度失控時，也可以應(yīng)用這些參數(shù)。

　　在加工過程中對時間和溫度的控制比冷藏復(fù)雜，需要掌握產(chǎn)品對時間和溫度的要求。這可以通過許多方式做到，如：批量標(biāo)記產(chǎn)品，確定在非冷藏條件下存在的時間，監(jiān)測冷卻間的溫度，或監(jiān)測不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品溫度。隨后將討論這些控制設(shè)備。

（三）、冷凍

　　有些微生物在冷凍貯藏過程中很長時間內(nèi)仍能保持活力。大部分病毒、細(xì)菌的芽胞和部分細(xì)菌的繁殖體在冷凍溫度下都能存活。其它一些生物體則對與有關(guān)冷凍過程的一個或多個步驟如冷凍、冷藏或解凍是敏感的。由于一些多細(xì)胞生物通常比細(xì)菌對低溫更敏感，因此冷凍、冷藏是破壞多種食品中生物體如寄生性原蟲、線蟲、蠕蟲的有效方法。對于直接食用或不經(jīng)過烹調(diào)就食用的食品，這一點(diǎn)尤為重要。

（四）、烹調(diào)后冷卻

　　烹調(diào)后的冷卻也是一個很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。請記?。号胝{(diào)過的食品可能依然有病原體，尤其是一些耐熱的繁殖體細(xì)胞，比如：單核細(xì)胞增生性李斯特菌在烹調(diào)過程中依然存活。另外，芽胞在烹調(diào)過程中存活，當(dāng)產(chǎn)品溫度下降到46℃以下時開始生長。同時食品在冷卻過程中可能會因為手的接觸和冷凝水滴漏或與其它食品接觸而受到二次污染。如果存在以上情況，烹調(diào)后的冷卻將非常關(guān)鍵。

　　如果能確保在烹調(diào)過程能夠完全破壞可能在冷卻過程中生長的芽胞，并確保在冷卻過程中食品不會受到二次污染，冷卻過程就不是特別關(guān)鍵。具備這種條件的情況可能僅局限于一些特定的高壓加熱過程。

　　有時人們有一些錯誤的認(rèn)識，認(rèn)為將食品冷藏起來就可以阻止微生物生長。當(dāng)冷卻大量熱的食品時，就可能需要很長的時間，有時甚至長達(dá) 36 個小時，才能將食品冷卻到能抑制病原體生長的溫度。

　　為了安全地對食品進(jìn)行冷卻，必須采取兩步標(biāo)準(zhǔn)冷卻：

　　60℃----21℃ 2 小時內(nèi) 

　　21℃----5℃ 4 小時內(nèi)

　　首先，在2小時內(nèi)將溫度從60℃降至21℃。在這段時間里，溫度必須迅速地降下來，因為在這個溫度范圍內(nèi)繁殖非常迅速。這個溫度目標(biāo)達(dá)到以后，需要再花費(fèi) 4 小時將產(chǎn)品的溫度降到 5℃以下，這種冷卻方法可以使微生物生長處于停滯期。

（五）、迅速冷卻

　　普通商業(yè)冰箱或移動冷藏室通常是為了按設(shè)定的冷藏溫度來保存食品而不能將食品迅速地降至保存溫度。因此，冰箱需要一些輔助措施來冷卻食品，采取什么樣的輔助措施將視要冷卻的食品的種類而定。舉例如下：

· 2-4 英寸深的淺盒容器可以用來冷卻熱的食品。容器應(yīng)該分開放置以便冷空氣可以在每排容器之間進(jìn)行循環(huán)。這種方法不適用于帶湯汁的食品，因為湯汁有可能溢出。冷藏空間有限的情況下，這種方法也不適用。 

· 在食品容器表面迅速冷卻最為有效。冷卻裝有熱食品的容器時，通常做法是用一層塑料薄膜覆蓋容器，然后再覆蓋一層鋁箔，這樣做的目的是防止食品串味或風(fēng)干。這種方法的不足之處隔熱物阻止冷卻。較好一點(diǎn)的辦法是在覆蓋容器時留一個小口，或者將鋁箔象帳蓬一樣支起一點(diǎn)，以便蒸氣能夠出來，加速冷卻過程，同時還能防止上面掉東西。 

· 對于冷色拉，所有成分在混合前都應(yīng)進(jìn)行冷藏。比如你做的金槍魚色拉，如果所用的原料蛋黃醬、罐裝金槍魚洋蔥丁、芹菜沒有提前經(jīng)過冷藏處理，那么金槍魚色拉如要滿足4小時規(guī)則將要花費(fèi)很多時間。 

· 大火雞肉、烤肉、火腿或其它肉塊，可以先進(jìn)行剔骨或切片，以便提高冷藏的接觸面積，切好的肉片最多只能碼一兩英寸高。 

· 有些情況下，比如在餐館里，減少食物的烹調(diào)量是一個好辦法。 

· 對于大多數(shù)食品來說，在將產(chǎn)品放入冰箱前就必須快速冷卻。有很多快速降溫的辦法，比如：冰套、冰浴、給產(chǎn)品加冰、使用冰棒攪拌器。 

（六）、預(yù)冷方法

　　冰浴

　　冰棒攪拌

　　加冰

　　對裝有熱食品的容器進(jìn)行冷藏之前用冰浴預(yù)冷。這樣有助于迅速降低溫度，并防止熱食品在冷藏室升高溫度，這種方法最適用于液體。

　　另一種快速降低溫度的辦法是攪拌食品。一個較好的辦法是使用“冰漿（棒）”，這種中空的攪棒中裝入水并進(jìn)行冷凍，融化了的冰將留在棒內(nèi)而不會混入食品中。同樣這種辦法也最適用于液體食品。

　　往熱食品里加冰也是一種好辦法。這一辦法適用于湯、漿汁。唯一的問題是一定要弄清楚配方中規(guī)定需要加水。

　　在室溫下對裝在大容器內(nèi)的食品進(jìn)行預(yù)冷不是一個很安全的做法，在這種情況下，食品的溫度將有很長一段時間停留于微生物生長的范圍。食品應(yīng)當(dāng)立即被放入冷藏室，甚至要將其分成幾部分，以利于更快地冷卻。

　　如果食品是在一個大的雙層蒸氣鍋里加工的，就可以在夾層鍋里裝上冷水進(jìn)行循環(huán)來預(yù)冷食品，然后再進(jìn)行冷藏。

（七）、大型公用機(jī)構(gòu)或加工工廠

　　大型公用機(jī)構(gòu)或加工工廠和飲食服務(wù)在操作上同樣面臨著食品冷卻問題，所不同的是數(shù)量更大。他們使用的冷卻設(shè)備可能是很多餐館或零售商沒有的。

　　烹調(diào)——冷卻操作經(jīng)常用于一些大型公用設(shè)施如監(jiān)獄、醫(yī)院、學(xué)校或食品加工廠。在這些地方，食品加工通常在高強(qiáng)尼龍塑料袋內(nèi)進(jìn)行或烹調(diào)好后裝入這類袋內(nèi)，通過將這些袋子放進(jìn)滾動式冷卻器內(nèi)將其在冰水中滾動而達(dá)到冷卻的目的，這種方法使大批量的食品迅速冷卻下來。

　　最好的冷卻辦法之一是風(fēng)冷機(jī)。高速的冷風(fēng)可以使大批量的熱食品在不到1小時冷卻下來，然后盛食品的容器就可以放入冷藏間內(nèi)。通常情況下，這種設(shè)備適用于食品加工廠而不適用于食品服務(wù)機(jī)構(gòu)。

　　隧道式冷卻和螺旋式冷卻設(shè)備和風(fēng)冷機(jī)很相似，但更適用于流動的生產(chǎn)線。他們使用高效率的冷風(fēng)或液體二氧化碳或氮來達(dá)到迅速冷卻的目的。產(chǎn)品可以根據(jù)自身的大小及包裝的大小在包裝前或包裝后進(jìn)行冷卻。

　　熱交換器用來冷卻液體，如在巴氏消毒后冷卻牛奶和果汁。這一過程是將未加工產(chǎn)品生產(chǎn)線緊連著放置于巴氏消毒生產(chǎn)線旁邊，并不發(fā)生真正的交換或混合，而是靠冷的果汁，舉例來說，將熱的巴氏消毒后的熱果汁的熱量帶走。這樣有利于將未加工的產(chǎn)品預(yù)熱而使巴氏消毒后的產(chǎn)品預(yù)冷，我們將在下一章熱加工中討論這一問題。

（八）、溫度計

　　本部分闡述了食品溫度的重要性。現(xiàn)在我們來討論一下監(jiān)控溫度的設(shè)施。最常用的是雙金屬帶金屬柄的溫度計，也就是通常說的溫度盤，它一般有５英寸長用來監(jiān)測很厚的食品或裝在很深的容器內(nèi)的食品。為了得到精確的數(shù)據(jù)，至少應(yīng)將金屬柄上的微凹點(diǎn)放入水中達(dá)二十秒以上，溫度較低的食品需要更長的時間。這類溫度計精確度一般為±0.5℃ 。一些雙金屬溫度計的刻盤后面有校準(zhǔn)螺母，沒有校準(zhǔn)螺母的溫度計不能校正。

　　溫度計應(yīng)校準(zhǔn)到被測量的溫度范圍。使用下面的方法可測量低溫。將碎冰和水裝入容器，把溫度計放進(jìn)去使水沒過凹點(diǎn)，但溫度計不能接觸到容器的底，保持大約十分鐘，此時刻度盤應(yīng)指向0℃ ，如果不是，調(diào)整校準(zhǔn)螺母使其指向0℃。

　　如果溫度計用來監(jiān)測高溫，應(yīng)進(jìn)行沸點(diǎn)檢測。檢測時沸點(diǎn)的沸水將代替上述的冰水。

　　數(shù)字溫度計可以當(dāng)做刻盤溫度計來使用，優(yōu)點(diǎn)是讀取結(jié)果更快捷。這類溫度計不能校準(zhǔn)。

　　食品加工者多用數(shù)字和刻盤溫度計監(jiān)控溫度，也有人仍然使用水銀玻璃溫度計。

　　顯示最高溫度的溫度計用來記錄一個產(chǎn)品或地方所能達(dá)到的最高溫度，它將保持所測量到的最高溫度直至被消除，就象我們使用的體溫計。這種溫度計最常用于洗碗機(jī)的最終消毒溫度。它也可以用于監(jiān)控冷藏和運(yùn)輸過程中的溫度，但它不能提供該溫度持續(xù)的時間。

　　有一種溫度計叫溫差電偶，它們通過電池控制，能夠提供瞬間數(shù)據(jù)，這種溫度計有數(shù)個槽，所以可以將探針插入幾個產(chǎn)品中。有時溫度計有記錄功能使用者能夠保存數(shù)據(jù)記錄。

　　最新型的溫度計之一是紅外溫度計，此溫度計可以在不接觸食品的情況下而測量食品表面的溫度，其精確度為 ±0.5 ℃。當(dāng)測量冷藏食品時應(yīng)該先將溫度計放入冷藏室內(nèi)至少二十分鐘，以便其調(diào)整到相關(guān)的溫度范圍。這種溫度計有幾個優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)直觀，不會發(fā)生交叉感染，用完后不用清洗。但它只能用來測量表面溫度，而不能用來測量內(nèi)部溫度。

　　還有一種時間溫度顯示器。這類顯示器依據(jù)蠟在特定溫度下融化，從而導(dǎo)致顏色變化這一原理，精確度很好，通常在± 0.5℃之內(nèi)。主要用途就是檢測熱水洗碗機(jī)的最終殺菌溫度，另一用途是是在加工過程中確認(rèn)未加工的產(chǎn)品和已加工的產(chǎn)品沒有混合。但是，這種溫度計不能顯示記錄的溫度所持續(xù)的時間，

　　機(jī)械或電子記錄儀，用來監(jiān)控食品貯藏和運(yùn)輸過程中的溫度，也可以在記錄溫度數(shù)據(jù)的同時來控制加工和貯藏溫度

通過熱處理控制

　　前面討論了冷藏和冷凍可以阻止微生物繁殖，而要?dú)⑺阑驕缁钗⑸锿ǔＪ遣捎眉訜?。通常食品加工企業(yè)用于殺滅和控制微生物生長的熱處理有幾種形式；預(yù)煮 (熱燙)、巴氏消毒法、加熱殺菌或滅菌，還有熱的保持。

　　本部分將概述每種熱處理過程。首先介紹有關(guān)熱向食物傳遞熱的兩種主要形式。第一種是傳導(dǎo)傳熱，熱是緩慢地由一個粒子向下一個傳遞，首先是容器被加熱，然后將熱傳遞給食物，食物受熱最慢的點(diǎn)通常是離熱源最遠(yuǎn)的點(diǎn)，當(dāng)在爐中烤肉或干的包裝的情形就是這樣，中心受熱最慢。另一種熱傳遞較快的形式叫對流傳熱，熱傳導(dǎo)方式通過容器壁，當(dāng)食物受熱時，延著容器壁食物溫度升高，遠(yuǎn)離容器壁的食物下沉，產(chǎn)生循環(huán)，幫助熱在容器內(nèi)傳遞，當(dāng)然，對流傳熱只能在食物能夠流動時才能進(jìn)行，如液體或固液混合體類的食物，如湯罐頭或青豆罐頭。對流傳熱的冷點(diǎn)一般在液體上下流動的交叉點(diǎn)，對流加快了熱處理，使得內(nèi)容物受熱更快，更均勻。

　　為了更快地加熱和使得食物受熱更均勻，我們還可以使用強(qiáng)制對流。通過外力促使食物搖動，搖動或晃動加快了自然的對流過程，更快地將熱從容器的表面?zhèn)鬟f給食物本身，這就是為什么某些加工者使用旋轉(zhuǎn)裝式殺菌鍋來對罐頭食品進(jìn)行熱處理。

　　知道熱是如何傳遞進(jìn)食物是容易的，但要科學(xué)地計算需要多少熱量才能殺滅致病菌這并不容易，你不能期望經(jīng)過一定的熱處理微生物就肯定都能被殺死。

　　影響微生物死亡速度的因素很多，主要包括：食物的導(dǎo)熱性，食物的特性，微生物的種類，和微生物的耐熱性，下面我們將分別討論。

　　影響致死率的因素

　　·食物的導(dǎo)熱性

　　·食物的特性

　　·微生物的種類(芽胞或營養(yǎng)細(xì)胞)

　　·微生物細(xì)胞的耐熱性

　　導(dǎo)熱性：不同的食物導(dǎo)熱方式不同，傳熱速率也不同。如前面介紹的熱傳導(dǎo)導(dǎo)熱和對流導(dǎo)熱，它們的冷點(diǎn)也不同。在食物冷點(diǎn)的致病菌將比那些在食物表面的滅活更慢，因為它們受熱更少。

　　食物的特性：食物一定的特性使得熱處理更易或更難破壞其中存在的致病菌。這里有三個例子：在酸性環(huán)境下食物中的致病菌更易破壞；糖和油的存在降低了熱對致病菌的作用；濕度的大小，包括食物的濕度和環(huán)境濕度，使得致病菌滅活更容易。

　　微生物的種類(芽胞或繁殖體)：同一致病菌的芽胞比其繁殖體耐熱性高得多，同時不同的致病菌具有不同的熱耐受性。例如，單核李斯特菌，非常耐熱，而創(chuàng)傷弧菌具有很強(qiáng)的熱敏感性。然而，無論那一種的耐熱性，都無法和肉毒梭菌或臘樣芽胞桿菌相比，除了高壓殺菌，在許多種熱處理的情況下這兩種菌都能存活。

　　這就是一些為什么各種不同的致病性微生物不會同時死亡的原因。而且，一種致病菌的數(shù)千個細(xì)胞放在一個食品罐中，它們受到相同的熱處理，仍然不會同時死亡，這是因為相同種的致病菌個體的差異。如同每一種生物，一些強(qiáng)壯，一些較弱，知道對食物的加熱量來滅活其中的致病菌和一些方法來預(yù)測致病菌的滅活是很重要的。

一、預(yù)煮

　　預(yù)煮是一種比較溫和的熱處理形式，用來改善食品的質(zhì)量。預(yù)煮可去除產(chǎn)品中的氣體，軟化產(chǎn)品，固定產(chǎn)品的色澤以及滅活酶的活性等。

　　它同樣具有殺滅或減少熱敏感致病菌和腐敗微生物數(shù)量的作用。

　　水和蒸汽型的預(yù)煮機(jī)在食品加工業(yè)中最為常用，它們的構(gòu)造和操作相似，產(chǎn)品由傳送帶或螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)入水浴或一蒸汽倉內(nèi)，水可以通過通入蒸汽直接加熱或分布在水浴中的管道進(jìn)行加熱。

　　控制預(yù)煮的時間和溫度通常并不作為控制食品安全的關(guān)鍵點(diǎn)，只有在預(yù)煮作為后道熱殺菌的準(zhǔn)備才是例外。對預(yù)煮設(shè)備如果不控制預(yù)煮的溫度和時間，殺菌可能導(dǎo)致偏差，預(yù)煮應(yīng)放在82℃或更高溫度下進(jìn)行，并須頻繁騰空清理并清潔來防止耐熱菌的生長。

　　控制儀器，通常是在水浴中或在流動蒸汽中安放指針式溫度計。如果微小的溫度變化是重要的，指針式溫度計需替換成/或增加溫度控制記錄儀。

　　因為大量用于商業(yè)化的預(yù)煮機(jī)從進(jìn)料到出料都是連續(xù)式的，預(yù)煮時間通過設(shè)備傳動的速度來控制，這可以通過某一產(chǎn)品從進(jìn)到出的時間來進(jìn)行核查，同樣可以通過計算設(shè)備的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行檢查。

二、巴氏消毒法

　　巴氏消毒法通常用來殺滅那些在正常儲藏條件下可以生長的致病菌的營養(yǎng)細(xì)胞，它同樣用于降低腐敗微生物的數(shù)量以保障有效的貨架期，但在另一些場合應(yīng)用，有別的含意，這點(diǎn)將在后面進(jìn)行討論。巴氏殺菌通常是用沸點(diǎn)以下的溫度進(jìn)行熱處理，一些例子如下。

　　巴氏滅菌奶，這個過程是用來滅活對熱較穩(wěn)定的病原菌如立克次氏體，同樣它能有效地殺滅單核李斯特氏菌（最耐熱的非芽胞致病菌）。巴氏滅菌奶是通過冷藏的方式進(jìn)行銷售，非真空包裝。因此，那些生長溫度要求10℃或更高的厭氧芽胞致病菌，如肉毒梭菌，產(chǎn)氣夾膜梭菌，并不是巴氏消毒的對象菌。

　　巴氏滅菌蟹肉：這里采用的殺菌是將E型肉毒梭菌作為對象菌，殺菌過程殺滅所有致病菌的營養(yǎng)細(xì)胞，但對A型的肉毒梭菌無效，因為它更耐熱，但可以通過冷藏控制A型肉毒梭菌，因為它無法在10℃以下繁殖。

　　酸化產(chǎn)品：如水果汁和高糖產(chǎn)品，水果保藏常常用巴氏滅菌來殺滅霉菌和酵母，這些微生物都有可能生長并產(chǎn)生腐敗。對加工者而言這并不是出于安全考慮，但在經(jīng)濟(jì)上是必須的。這些產(chǎn)品的貨架期通常是穩(wěn)定的，致病菌的生長由于食品中酸或糖的存在而受到抑制。

　　部分這類產(chǎn)品并不采用巴氏消毒來殺滅霉菌和酵母，而是在冷藏條件下銷售。當(dāng)前，未經(jīng)巴氏消毒的蘋果汁中的有些與致病性大腸桿菌有關(guān)的問題已經(jīng)改變了我們通常對這類或相似產(chǎn)品的顯著危害的觀點(diǎn)。不再僅僅考慮在貯藏和銷售中可能繁殖的致病菌，同樣考慮那些可能簡單地隱藏在產(chǎn)品中的致病菌，因此，這些產(chǎn)品應(yīng)該采用目標(biāo)菌為大腸桿菌的巴氏殺菌。

　　巴氏滅菌牡蠣是一種特殊產(chǎn)品，它容易導(dǎo)致有健康問題的人群患食源性疾病，特別是創(chuàng)傷弧菌，常常導(dǎo)致死亡。巴氏殺菌的對象為創(chuàng)傷弧菌，它對熱非常敏感，這意味著絕大部分其他致病菌，和腐敗性微生物在加工中并未受到損害。包裝不是密封的，因此肉毒梭菌不是一個危害，去殼的牡蠣通過冷藏銷售，具有相對較短的貨架期，因為產(chǎn)品是生的，腐敗微生物和大量存在成為病原菌的競爭菌，結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)品在它變得不安全以前，已經(jīng)腐敗變質(zhì)，巴氏滅菌過程是非常溫和的，導(dǎo)致產(chǎn)品還是生的，帶有大量完整的腐敗微生物。腐敗微生物和冷藏條件對致病菌的生長形成了障礙。

　　有些巴氏滅菌系統(tǒng)用來處理液體產(chǎn)品，如奶和果汁，另一些是用來處理固體產(chǎn)品。有些是采用逐批處理，而有些是采用連續(xù)處理。

　　巴氏殺菌鍋：

　　巴氏殺菌鍋用于流體，特別是乳制品巴氏殺菌。是通過一個蒸汽通在夾層內(nèi)壁之間的夾層鍋對牛乳進(jìn)行殺菌。牛乳上面液面上層必須加熱以，確保一些牛乳的氣泡得到充分殺菌。殺菌鍋必須有攪拌裝置，強(qiáng)制進(jìn)行熱的對流，這樣可以確保全部牛乳的殺菌按規(guī)程進(jìn)行。應(yīng)采取各種特殊裝置來確保夾層內(nèi)不存在死角，比如出品閥，在這個區(qū)域里牛乳與空氣分離而沒有受到足夠的熱處理。

乳制品的巴氏殺菌

產(chǎn) 品	低溫長時間	高溫短時間
脫脂或全脂牛乳、干酪乳清	63℃/30分鐘	72℃/15秒
濃縮脫脂牛乳、加甜味劑和冰淇淋混合物的牛乳	68℃/30分鐘	79℃/25秒
奶油	74℃/30分鐘	85℃/15秒

　　

　　乳制品的巴氏殺菌過程被稱做低溫長時間過程，時間為30分鐘，殺菌溫度根據(jù)脂肪含量不同而從63℃到74℃。為了確保得到這個最低的殺菌過程，殺菌鍋必須在液體牛乳中裝有既能指示又能記錄數(shù)值的溫度計，而且在牛乳上面的空間要裝指示式的溫度計。這種殺菌鍋盛放產(chǎn)品的容積有限，而且能耗較高。因此，多數(shù)制造液體產(chǎn)品的殺菌器都采用片式熱交換器的連續(xù)式巴氏殺菌器。

　　牛乳是從原料貯存罐進(jìn)入到殺菌工藝系統(tǒng)的，原料貯存罐的乳能保持液位平衡。平衡罐的位置必須低于整個系統(tǒng)，目的是為了一旦發(fā)生停電，所有原料乳能返回到平衡罐里，當(dāng)這個系統(tǒng)恢復(fù)供電時重新進(jìn)行殺菌。原料乳被一個小的提升泵從平衡罐里抽出，通常使用不會產(chǎn)生很大壓力的離心泵。原料乳被送到片式熱交換器的熱回收段，在這個熱回收段里原料乳從已經(jīng)被殺菌過的牛乳中吸收熱量。原料乳與已經(jīng)消毒過的牛乳被一個薄薄的不銹鋼片隔開。熱的原料乳通過定時泵來傳遞，它是一個已經(jīng)校準(zhǔn)和密封的，以設(shè)定的流速來傳送牛乳的泵。定時泵必須是一正排量泵，而且它可以當(dāng)作均質(zhì)器。定時泵使原料乳通過片式熱交換器的熱交換段，原料乳從不銹鋼隔層另一側(cè)的蒸汽或熱水獲得的熱量。當(dāng)原料就達(dá)到預(yù)設(shè)巴氏殺菌溫度略高些時，原料乳就離開熱交換段，進(jìn)入到一個收集管里，這是一個連續(xù)不斷朝上傾斜的管子。以預(yù)設(shè)的定時泵速度，讓牛乳流過收集管管長，獲得設(shè)定殺菌時間。在管子的末端牛乳的溫度能自動測量。假如管子末端的溫度計顯示溫度在巴氏殺菌溫度之上時，就可以確定牛乳在規(guī)定的時間內(nèi)已經(jīng)經(jīng)過巴氏殺菌了。收集管必須向上傾斜，目的是不讓氣泡形成。否則氣泡就會限制管的直徑，使流速加快，縮短殺菌過程。

　　除了指示溫度計外，溫度控制記錄儀也能測量溫度和記錄溫度，而且控制導(dǎo)流閥。假如溫度維持在預(yù)先設(shè)定的最低溫度或之上，這個閥門就一直打開。如果沒達(dá)到最低溫度，閥門就關(guān)上，迫使殺菌不徹底的牛乳返回到平衡罐里。導(dǎo)流閥的位置（開或關(guān)）自動記錄在的溫度記錄紙上。

　　從定時泵出來的消毒乳仍然有壓力，然后通過片式熱交換器的熱回收段，在這里消毒乳可以把一些熱量傳遞給被不銹鋼片隔開的原料乳，這些板式很薄且附著一些小乳。因此消毒乳通常必須處在比原料乳大的壓力下，這樣一些滲出物就以消毒乳一端流向原料乳的一端，通過在熱交換器回收段原料乳段安置定時泵，這種壓力差就有保證了。保證經(jīng)過巴氏滅菌的消毒奶不會被原料乳污染。

　　位于熱回收段的原料乳段調(diào)壓泵必須相對比較小，而且當(dāng)有足夠的反壓時泵就會打滑，象離心泵，這種方法不會產(chǎn)生更大的壓力。如果使用調(diào)壓泵，則必需在熱回收部位原料乳側(cè)的進(jìn)口端和熱回收部位消毒乳側(cè)的出口端安置壓力傳感器和壓力表，而且必須是消毒乳側(cè)壓力大于原料乳側(cè)，假如不是這樣的話，傳感器必須促使調(diào)壓泵關(guān)閉，定時泵失靈或?qū)Я鏖y關(guān)閥也必須同樣迫使調(diào)壓泵關(guān)閉。因為在這種情況下，在消毒乳側(cè)就沒有壓力產(chǎn)生。

　　當(dāng)牛乳離開片式熱回收段，它就進(jìn)入片式熱交換器的冷卻段，這里冷卻水在板片的另一側(cè)，它使牛乳冷卻到貯存所需的溫度。最后，牛乳流到消毒乳貯存罐里，這個系統(tǒng)的最高點(diǎn)必須存在空氣敞開點(diǎn)，來保證消毒乳中有正壓力。

　　還有其它幾種適用于液體或半流體產(chǎn)品的巴氏殺菌器，管式熱交換器、刮板式熱交換器和噴射加熱器，每種熱交換器都有它們各自優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。管式熱交換器，刮板式熱交器和片式熱交換器可以用作加熱或冷卻產(chǎn)品之用。

　　管式熱交換器

　　在管式熱交換器里，產(chǎn)品在夾層管子里流動，夾層內(nèi)熱水或蒸汽與產(chǎn)品逆流著。流速、管長、加熱介質(zhì)的溫度和產(chǎn)品本身的特性是影響熱傳遞的因素。這種熱交換器通常用在調(diào)味乳制品、高粘度果汁等食品的巴氏殺菌，這些食品會污染片式熱交換器。

　　刮板式熱交換器

　　干酪醬、布丁、人造黃油和花生脂等高粘度的食品不用管式熱交換器，而用刮板式熱交換器。刮板式熱交換也是由內(nèi)管和外管組成。但內(nèi)管中旋轉(zhuǎn)刮板不停地掃刮管內(nèi)壁，這種掃刮推進(jìn)很快，均勻加熱，使食品焦結(jié)程度減少到最低。除了刮板運(yùn)動速度也能影響熱傳遞效率外，其它控制因素與管式熱交換器相似。

　　蒸汽直接噴射式巴氏殺菌器

　　這種殺菌方式是蒸汽直接噴射到產(chǎn)品上而提高它的溫度，這種類型的加熱方式必須根據(jù)由蒸汽帶來的水量，不斷調(diào)整，或用其它方法來除去所加入的水。

　　許多產(chǎn)品是在包裝到容器內(nèi)在水浴、水噴射或蒸汽環(huán)境中進(jìn)行巴氏殺菌。例如，特選蟹肉罐頭使用間歇式巴氏殺菌，它通常使用兩個大的水槽，一個為了加熱蟹肉罐頭，另一個用于冷卻蟹肉罐頭用。

　　因為這種殺菌過程對殺滅Ａ型肉毒梭菌和其它類型的腐敗菌無效，而以食品在完成巴氏殺菌后要盡快地冷卻到某一個溫度之下，抑制Ａ型肉毒梭菌和其它殘存微生物的活動，盛冰水或冷卻水的第二個罐就是為了達(dá)到這個目的。成品通常貯存在3℃下或更低，目的是為了阻止Ｅ型肉毒梭菌芽胞再生長。

　　為正確地控制這個殺菌過程，需要在熱水浴鍋里安裝有溫度指示記錄儀和一個計時器。這個系統(tǒng)與其它已經(jīng)討論過的系統(tǒng)不同的是控制水溫而不是產(chǎn)品的溫度。

　　重要一點(diǎn)是在每次殺菌結(jié)束時，至少應(yīng)檢查一至兩個經(jīng)過熱水殺菌的罐頭的中心溫度。

　　連續(xù)巴氏殺菌系統(tǒng)：

　　連續(xù)式巴氏殺菌多用于許多最終包裝容器產(chǎn)品的巴氏殺菌，例如醋、啤酒、果汁和酸化食品。在這個系統(tǒng)中，容器在一個連續(xù)的皮帶上輸送通過蒸汽和熱水噴射逐漸加熱，然后用水噴射冷卻。其加工過程由傳送帶的速度來決定。這種控制主要是對水噴射或蒸汽環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，而不是產(chǎn)品溫度。因此，很重要的一點(diǎn)就是確保水噴射器正常地工作，使容器得到足夠的殺菌。

三、熱保持

　　熱保持一般是使食品溫度在5℃以下或60℃以上保存。

　　熱保持可用一個可以加熱的盛水容器，使它產(chǎn)生蒸汽，來加熱鍋中的食物。當(dāng)足夠的蒸汽使食物的溫度保持在60℃以上時，致病菌的生長就得到了抑制。低于這個溫度，致病菌就有可能繁殖，控制這個工序最好的辦法是定時檢測食品內(nèi)部的溫度。

　　雖然熱常用于調(diào)味料在未與其他配料混合前的處理。溫度的控制預(yù)煮一樣。在某些情形下，對產(chǎn)品的安全性而言，保持合適的溫度并不是一個關(guān)鍵控制點(diǎn)，例如調(diào)味料中的pH值或水活度并不在適合致病菌生長條件的范圍內(nèi)。

四、高壓熱力殺菌

　　最后一種熱處理形式稱之為高壓殺菌或罐頭殺菌。高壓殺菌是一種相當(dāng)厲害的加熱過程，它的溫度必須控制在沸點(diǎn)之上，一般121℃左右，為了達(dá)到這個溫度蒸汽或水應(yīng)處在很高的大氣壓下面。因為每平方英寸15磅的壓力下才能達(dá)到121℃這個溫度。

　　高壓殺菌是在一個可以耐受很高壓力的容器內(nèi)進(jìn)行，它的實質(zhì)是一只壓力鍋或者高壓鍋。

　　高壓殺菌的目的是生產(chǎn)商業(yè)無菌食品。這就是說成品中所有在正常非冷藏條件下貯藏能夠生長的病原菌和非病原菌都已經(jīng)被殺死。雖然高壓殺菌的目的是使食品達(dá)到商業(yè)無菌，但是耐熱的腐敗性生微生物有可能存活下來。對加工者而言，與其說這是一個公共健康的問題，不如稱其為一個經(jīng)濟(jì)問題。我們更關(guān)心用于控制致病菌在非冷藏條件下存活繁殖的最低熱力殺菌。這種殺菌通常將肉毒梭菌A型的芽胞作為對象菌，因為它們是所有致病菌中最耐熱的。

　　熱處理只是整個過程的一半，另一半是包裝。產(chǎn)品包裝必須保證經(jīng)過熱處理的食品不再被污染。這種包裝叫密封，在金屬罐中稱為卷封，在玻璃罐中稱為蓋，在塑料蒸煮袋中稱為熱熔封是密封的幾個例子。

　　當(dāng)產(chǎn)品裝入容器并密封,下道工序就是高壓殺菌，容器放入殺菌鍋中，熱介質(zhì)就進(jìn)入殺菌鍋中，圍繞在容器周圍。

　　高壓蒸汽是最常用的熱介質(zhì)，但同樣可使用高壓過熱水，蒸汽和空氣的混合氣體，因為蒸汽是最常用的，在此就以它為例。

　　熱能是由蒸汽傳向容器，然后向產(chǎn)品傳遞。容器在蒸汽環(huán)境中保持預(yù)定的一段時間。然后，用水冷卻。冷卻可以是在殺菌鍋中水淋，也可以把罐頭從殺菌鍋中移至冷卻槽中，或者也可以通過空氣冷卻。

　　在殺菌中需要考慮的最重要的因素是；需要多少熱量才能滅活在加工食品中的肉毒梭菌，這就需要進(jìn)行耐熱性試驗；確定容器中冷點(diǎn)的加熱速率──這被稱為熱穿透試驗；同時，確定每一個罐頭都與加熱介質(zhì)（蒸汽、水或蒸汽／空氣）接觸并在設(shè)計的溫度之上──這稱為熱分布試驗。

　　所有這些步驟都是殺菌公式制定中的組成部分。殺菌公式制定的第一步就是確定對象致病菌的耐熱性。多年來科研人員對肉毒梭菌等致病菌已經(jīng)進(jìn)行了許多的研究。但是，食品本身可能影響致病菌的致死率，所以，對新的，或未經(jīng)研究的產(chǎn)品進(jìn)行額外的研究是有必要的。

　　熱穿透試驗研究僅適用在試驗中已研究的條件。一些因素可以顯著影響殺菌的致死率，影響熱穿透的因素包括：初溫，熱介質(zhì)，裝入量，產(chǎn)品粘度，固、液比，產(chǎn)品準(zhǔn)備的方式，塊形、大小和擺放形式 ，罐頭在殺菌鍋中的位置，真空包裝產(chǎn)品的真空度和頂隙，容器的大小和形狀，旋轉(zhuǎn)式熱處理產(chǎn)品中的頂隙。

　　初溫或稱IT：初溫越低，罐頭的加熱越慢。

　　加熱介質(zhì)：蒸汽、水和蒸汽／空氣以不同的速率向容器放熱。

　　裝入量：罐頭中裝入的產(chǎn)品多，可能會導(dǎo)致加熱減慢，在某些情況（如加工火腿，整雞等）產(chǎn)品必須與罐壁接觸來進(jìn)行良好的加熱。

　　產(chǎn)品的粘度：產(chǎn)品的粘度越大，加熱越慢，這是因為它降低產(chǎn)品對流的速度。固液比：同樣原因，固體含量越高，產(chǎn)品加熱速度越慢。

　　產(chǎn)品預(yù)處理的方法：經(jīng)過預(yù)煮以后有些產(chǎn)品組織更緊密，降低了傳熱，經(jīng)過預(yù)煮，另一些產(chǎn)品可以導(dǎo)致嚴(yán)重水解，同樣降低了加熱速度。塊形，大小和擺放：塊形越大，加熱越慢，如果塊的擺放、影響了對流，加熱同樣降低。容器在殺菌鍋中的位置：對某些產(chǎn)品這同樣會影響對流。真空和頂隙：在真空包裝產(chǎn)品中，頂隙是在罐頭頂部食品上方的空隙一降低無論是頂隙還是真空度，都將降低加熱的速度。

　　罐頭的形狀和大小：罐頭越大，加熱越慢，特別對傳導(dǎo)型的產(chǎn)品。罐頭的形狀同樣可以影響對流。

　　旋轉(zhuǎn)式熱處理中的頂隙：頂隙越小，傳熱越慢，因為導(dǎo)致通過產(chǎn)品運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)的頂隙球較小。

　　熱穿透試驗經(jīng)常通過接種試驗來確認(rèn)。在這些研究中，一種比肉毒梭菌耐熱性更強(qiáng)的非致病菌接種進(jìn)罐頭產(chǎn)品中，然后進(jìn)行熱處理。經(jīng)保溫試驗觀察其腐敗的情況。

　　熱力殺菌公式同樣可以采用其他的科學(xué)方法來建立。有些產(chǎn)品需要特殊的方法來制定殺菌公式

微生物控制的新技術(shù)

　　食品工業(yè)界在繼續(xù)發(fā)展現(xiàn)有控制微生物控制方法的同時，正研究新技術(shù)以保證食品的微生物安全，同時也為消費(fèi)者提供稍需加工或不需加工的高質(zhì)量食品。這些年，輻照、高強(qiáng)度電子場、脈沖光、紫外線、高壓加工和臭氧已作為消滅微生物的非加熱方法。然而，在商業(yè)上運(yùn)用這些技術(shù)僅在最近幾年。盡管這些新技術(shù)以及其它方法看起來能達(dá)到預(yù)期結(jié)果，但通常也受到限制而不能應(yīng)用于實際生產(chǎn)。因此在現(xiàn)有食品加工中采用上述新技術(shù)時，必須理解每個方法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和由那些要求。

一、輻照

· 伽瑪射線

· 加速電子

· 輻射消毒（滅菌）

· 針對性的輻射殺菌

· 有選擇的輻射殺菌

　　輻照是消滅微生物的一種方法，通常是用來描述一個產(chǎn)品暴露在離子射線下的常用術(shù)語。

1．伽瑪射線和加速電子射線

　　我們可能熟悉的一些普通形式的離子射線有Ｘ－射線，微波和紫外線，這些射線都已在食品中應(yīng)用，但這部分我們將集中討論兩種其它形式的射線，伽瑪射線和加速電子射線。這兩種射線在消滅和減少食品中的微生物方面有著實際應(yīng)用實例。

　　美國FDA已批準(zhǔn)對豬肉、牛肉、禽肉、羊肉、香料、調(diào)味品進(jìn)行輻照，也可以用于水果、蔬菜和谷物。有關(guān)食品輻照的要求在21CFR PART179可以查到。

　　每種技術(shù)都有自已的術(shù)語，輻照也不例外。KILOGRAY是個用于食品加工業(yè)中描述輻照量值的術(shù)語。

　　影響微生物抵抗輻照的一些因素包括：

· 細(xì)菌的數(shù)量

· 細(xì)菌的類型

· 細(xì)菌的年齡

· 氧氣的存在與否

· 食品的特征

　　數(shù)量是主要的，存在的微生物越多，就需越多的射線消滅它們。

　　一般而言：

· 芽胞比繁殖體對輻照更有抵抗性。

· 革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌對輻照更有抵抗性。

· 酵母比霉菌對輻照更有抵抗性。

· 微生物在生長期時對輻照更敏感。

· 生物體對輻照的敏感性在無氧時更大。

· 高蛋白食物和干燥食品能對微生物抵抗輻照提供更多的保護(hù)作用。

　　輻照過程必須科學(xué)地設(shè)計以保證用最少量的射線最理想的減少微生物。

2．輻射消毒（滅菌）

　　輻射消毒（滅菌）類似商業(yè)無菌。食品暴露在30～40千戈瑞之間的射線水平下被認(rèn)為是商業(yè)無菌消毒。

　　暴露在2.5～10千戈瑞輻照水平將消除大部分食物的所有病原菌的繁殖體。這種輻照水平稱為針對性輻射殺菌，類似于巴氏殺菌。

　　暴露在0.75～2.5千戈瑞輻照水平將消滅大部分食物中的腐敗性微生物。這個過程稱為有選擇的輻射殺菌。

　　鈷60或銫137

　　食品的商業(yè)輻射通常取決于伽瑪射線和加速電子。伽瑪射線輻照是用鈷60或銫137作為射線源來進(jìn)行的。

　　用鈷60為輻照源的設(shè)備適合大批量產(chǎn)品的輻照，提供伽瑪射線的鈷棒，約有一支鉛筆大，貯存在深約30英尺的去離子水的防護(hù)池的中心。鈷輻照用10英尺厚的混凝土墻，且用一個系統(tǒng)復(fù)雜的鎖和其他安全措施以保護(hù)員工們及防止其他外界射線進(jìn)來。自外運(yùn)來的食品，送到周圍暴露放射源料的固定位置。對暴露的食品射擊線量值由對伽瑪射線源暴露的單位部分的存放時間而定。 

　　用銫為伽瑪源的設(shè)備可以是小型的，含自我保護(hù)裝置，而不需要外部防護(hù)。伽瑪源的防護(hù)用鋼作單元部分而組成的，這個單元被用來設(shè)計以處理一盤食品。當(dāng)食品放在地上封閉的輻照源的房間里，帶有銫的板會從地下室移上來在要處理食品的周圍。

　　伽瑪射線的優(yōu)點(diǎn)在于伽瑪射線事實上可以穿透所有材料并且能完成對厚的食品的輻照。

　　認(rèn)可的輻照機(jī)構(gòu)必須建立科學(xué)的伽瑪射線輻照程序。 這是FDA法規(guī)的要求，21CFR PART139----食品生產(chǎn)、加工和處理的輻照。應(yīng)嚴(yán)格按照確定的程序進(jìn)行，且應(yīng)仔細(xì)監(jiān)控。關(guān)鍵控制點(diǎn)包括輻照暴露的時間，輻照源的定位和產(chǎn)品裝運(yùn)方式，鈷60隨時間衰變，要確定產(chǎn)品暴露時間必須計算這種輻照源衰變期。最后，必須正確處理對射線敏感的可見指示器具和劑量儀器，并作為公司質(zhì)量保證計劃的一部分。

　　伽瑪射線系統(tǒng)也有不足之處。輻照不能直接用于存放在特定區(qū)域的已包裝好的食品。這些系統(tǒng)設(shè)計用作連續(xù)操作且無法關(guān)掉輻照源。伽瑪射線系統(tǒng)很貴且有輻照源的處理，安全和有關(guān)環(huán)境的問題。

3．電子束設(shè)備

　　用于電子束的設(shè)備通常不如伽瑪射線設(shè)備應(yīng)用廣泛，他們適合處理單個的或小批量產(chǎn)品的輻照。電子束的優(yōu)點(diǎn)是輻照能直接射向食品的具體區(qū)域----象種X射線儀-----以具體部位為目標(biāo)。這種方法暴露在射線敏感區(qū)域的射線最少。當(dāng)不用時，可以關(guān)掉電子束，且不存在處理有關(guān)危害廢物的問題。

　　然而，象伽瑪輻照過程一樣，認(rèn)可的輻照機(jī)構(gòu)也必須確定電子束處理程序。必須確定關(guān)鍵處理參數(shù)并加以控制。這包括發(fā)射速度，電子束特征和產(chǎn)品裝運(yùn)方式。對關(guān)鍵控制的要求與伽瑪輻照相似。

　　用電子束也有一些不足之處，穿透厚的產(chǎn)品受限，使該過程對許多類型的食品不適合。

　　一些食品由于會改變風(fēng)味、結(jié)構(gòu)或其他質(zhì)量特征，既不能暴露在伽瑪射線，也不能在電子束下。所需的營養(yǎng)成分的丟失也是個問題，尤其是維生素B1對射線非常敏感。輻照能導(dǎo)致射線副產(chǎn)品的產(chǎn)生，稱為射線性化合物。這些副產(chǎn)品被認(rèn)為是食品添加劑，必須評估其是否安全。

　　最后，食品使用輻照要求被輻照的食品通過標(biāo)簽或其它適當(dāng)?shù)貥?biāo)識說明經(jīng)過輻照。

輻照殺死微生物的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
對所有類型微生物都有效	可能比其他現(xiàn)有技術(shù)更昂貴
可能對一些熱敏感食品損壞較少	可能引起食品的變化且必須被認(rèn)可在產(chǎn)品上作食品添加劑
將延長產(chǎn)品的貨架期	伽瑪射線設(shè)備可能引起安全及環(huán)境問題
伽瑪射線能穿透厚的材料，能處理大包裝的產(chǎn)品	電子束不能穿透厚的產(chǎn)品
	必須克服公眾對輻照的認(rèn)識

二、高強(qiáng)度脈沖光

· 由惰性氣體燈產(chǎn)生的快速強(qiáng)光

· 百萬分之一秒

· 通過近紅外光譜的紫外

· 海平面日光強(qiáng)度的20000倍

　　高強(qiáng)度脈沖光涉及應(yīng)用光的快速、強(qiáng)烈、放大后的閃光。脈沖光是運(yùn)用工程技術(shù)產(chǎn)生的，通過在能量儲存器中相對長時間（幾分之一秒）的貯存而在短時間內(nèi)（百萬分之一或千分之一秒）的釋放而積累電子能量得到多級能量的光。貯存的能量脈動惰性氣體燈以產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光只持續(xù)幾百微秒。根據(jù)產(chǎn)品選擇燈的數(shù)量，閃光的形狀及閃光的周期。脈沖光包含從紫外的200nm到近紅外的1nm的波長，是海平面日光強(qiáng)度的20000倍，大多數(shù)脈沖光屬可見光范圍。由于脈沖光的波長太長，不能發(fā)生小分子的離子化。

　　其抗微生物的效果比非脈沖或連續(xù)波常規(guī)的紫外輻照明顯要強(qiáng)。脈沖光用來消除細(xì)菌的繁殖體、細(xì)菌的芽胞、真菌分生孢子和其它生物，具有相同效果。這使脈沖光技術(shù)適用于細(xì)菌污染的食品和水的處理。脈沖光和穿透性紫外線一樣，能穿透食品和包裝材料。這使處理透明食品，例如水及通過透明包裝材料的食品成為可能。另外，破壞微生物的脈沖光可使那些能導(dǎo)致食品變質(zhì)的酶失活。

　　脈沖光處理的強(qiáng)度是根據(jù)積分通量或單位面積的光能量，焦?fàn)枺↗）/cm2來測量。1焦?fàn)柹儆?/4卡路里，4焦?fàn)柕哪芰磕苁?克的水溫度升高1℃。0.5J/cm2的一次閃光已經(jīng)表明能消滅每平方厘米中105個細(xì)菌的繁殖體、細(xì)菌芽胞、真菌分生孢子。已證明每次1J/cm2閃光的多脈沖可使細(xì)菌減少107---109。

　　由純脈沖技術(shù)公司，如加里福尼亞州的SanDiego將他們的脈沖光技術(shù)（純光）向FDA提供資料，將脈沖光為輻照源用于食品添加劑生產(chǎn)，加工和處理。脈沖光的使用在21CFR PART 179.14中有說明，并且在以下條件允許應(yīng)用脈沖光：

　　(a）射線源由設(shè)計好的氙燈組成發(fā)射多級射線，波長為200到1100nm，且脈沖周期不長于2毫秒（千分之一秒）；

　　(b)用來控制表面微生物； 

　　(c)脈沖光處理的食品應(yīng)在達(dá)到預(yù)期技術(shù)效果下經(jīng)最低處理；

　　(d)總的累積處理量應(yīng)不超過12.0J/cm２ 。

　　根據(jù)提供給FDA食品添加劑申請資料，表明在具體條件下的應(yīng)用脈沖光不會引起食品或被處理的微生物發(fā)生有害的化學(xué)變化。處理的食品不會導(dǎo)致營養(yǎng)價值的顯著減少。

高壓脈沖光消滅微生物的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
對所有類型微生物都有影響	只能用于表面處理。光穿透才有效
能通過透明包裝材料處理產(chǎn)品	必須在光源處保護(hù)員工
在處理產(chǎn)品中不會升溫	設(shè)備最初投資可能高
不僅能用于處理產(chǎn)品而且可以處理加工用水	設(shè)備操作必須密切監(jiān)控以確保應(yīng)用正確的處理
能用于表面處理大量種類產(chǎn)品
抑制酶活力

　　為了確保達(dá)到理想的殺菌效果，在生產(chǎn)期間必須監(jiān)控?zé)艄猓‵LUENCE）與燈束（CURRENT），用硅光電二極管以測量閃光燈打開時光的紫外線強(qiáng)度來監(jiān)控?zé)艄?。輸出減少表明燈已快結(jié)束它的使用壽命。每次閃光時監(jiān)控?zé)羰?。如果比預(yù)先設(shè)置電流高或低的顯著偏離可能意味著燈或電容的問題。正常設(shè)計的系統(tǒng)用來監(jiān)控設(shè)備的操作，如檢出異常，應(yīng)中斷操作。

三、高強(qiáng)度脈沖電子場 

· 應(yīng)用于食品的高電壓

· 應(yīng)用在短時電擊中的電壓

· 在冰點(diǎn)或室溫中處理食品

· 最適合于灌注食品

· 破壞微生物的細(xì)胞壁

　　高強(qiáng)度脈沖電子場（PEF）：包含應(yīng)用將食品置于兩個電極間高壓的短時電擊。高壓要求過程通過建立一個蓄電器貯存電能，然后釋放來實現(xiàn)。在入口周圍或冷庫存溫度下進(jìn)行處理，不超過1秒，且因為食物加熱而失去的能量最少。這個過程更適合于灌制食品。決定微生物失活是因為電子場而不是產(chǎn)品的電解或歐姆、電阻加熱。

　　目前研究表明PEF技術(shù)能破壞微生物的細(xì)胞壁。整個過程不會導(dǎo)致食品中的化學(xué)或物理變化特征發(fā)生變化。加工過程條件由食品特性決定。對任何一種食品PEF條件由以下各可變參數(shù)決定，其包括電子場峰強(qiáng)度（KV/cm）（千伏每厘米），脈沖周期（微秒），脈沖數(shù)量，最初溫度，最高處理溫度，有關(guān)微生物種類和微生物接種。在處理中加工溫度的增加看來能加大微生物的死亡。

　　PEF對生長的致病菌和腐敗的有機(jī)體最有效，但消滅孢子要求用高電壓長時間處理。研究表明PEF有助于延長對罐制的貨架壽命穩(wěn)定的酸性巴氏殺菌食品和要求用巴氏殺菌的冰箱食品的貨架期。

　　在食品中殺滅微生物的高強(qiáng)度脈沖電子場已在世界許多國家開始研究。在美國領(lǐng)先的工業(yè)公司之一，純脈沖技術(shù)公司，如加里弗尼亞的San Diego已提交資料給FDA以支持他們用PEF對液體及灌制食品進(jìn)行微生物處理。FDA審查過這份資料以后，決定食品添加劑法規(guī)不需要PEF，只要遵守良好的操作規(guī)范的要求。用高強(qiáng)度脈沖電子場處理任何食品中未發(fā)現(xiàn)有品質(zhì)的變化。

選擇的液體食品的PEF加工條件

食 品	濃縮蘋果汁	新鮮蘋果汁	生的脫脂牛奶	攪碎的蛋	綠豆湯
電子場（KV/cm）	50	50	40	35	35
脈沖同期	2	2	2	2	2
脈沖數(shù)量	10	16	20	10	32
最初溫度（℃）	8.5	8.5	10.0	8.5	22.0
最高處理溫度（℃	45	45	50	45	53
貯存溫度（℃）	22--25	4--6	4—6	4--6	4--6
貨架壽命（天）	28	21	14	28	10

　　從1995年12月食品技術(shù)用高強(qiáng)度脈沖電子場進(jìn)行巴氏殺菌。

　　在食品中運(yùn)用高強(qiáng)度電子場殺滅微生物，還需要經(jīng)過對不同產(chǎn)品做進(jìn)一步的研究。應(yīng)考慮有關(guān)微生物種類、原料帶菌情況、待處理產(chǎn)品的特性、產(chǎn)品的儲存運(yùn)輸處理條件和最佳消費(fèi)狀態(tài)多方面因素。建立在科學(xué)研究基礎(chǔ)上的具體實施條件將是整個過程的關(guān)鍵因素。

高強(qiáng)度脈沖電子場殺滅微生物的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
消滅大量致病菌和腐敗有機(jī)體	對孢子需要高劑量和長時間
產(chǎn)品中有輕微的溫度升高	只能用于液體或灌制食品
與熱處理比較可能價格較低	同時只能用于貨架穩(wěn)定酸性食品和冰箱食品
產(chǎn)品沒有變化，維生素和酶無損失	必須對每一種具體的產(chǎn)品設(shè)計過程

 

四、紫外線

· 空氣和表面消毒

· 液體的巴氏消毒

　　紫外線是一些食品在巴氏消毒水平上的另一種過程，許多年來把紫外線用作空氣和表面消毒。

　　根據(jù)波長可基本分為三種形式的紫外線：長波、中波和短波。所有紫外線波長都比可見光短且不能被人看見。紫外光是于253.7nm范圍內(nèi)的紫外燈產(chǎn)生的。

　　為了使紫外線殺死細(xì)菌和其他微生物，他們必須接觸到微生物體上，且每種微生物體必須吸收足夠數(shù)量的能量以被殺死。使微生物失活必需的劑量是由時間和強(qiáng)度來決定。

　　近來，用紫外線進(jìn)行巴氏消毒透明液體的過程已經(jīng)發(fā)展了。這個過程包括灌輸液體薄膜在預(yù)定的速率下通過紫外光，在這個過程中發(fā)現(xiàn)顯著地減少了液體的生物運(yùn)載量。

　　對天然的紫外光、流速、混濁度、產(chǎn)品性質(zhì)和燈輸出需要連續(xù)監(jiān)控。

　　對其他系統(tǒng)有一些要求：紫外光必須穿透進(jìn)入產(chǎn)品。這就是為什么該過程被限制用于透明液體。

紫外光殺菌的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
系統(tǒng)價格比其他低	只能用于透明液體薄膜的表面面統(tǒng) _____________________________________________________________________________________________

 

五、高壓加工

· 置于壓力為65-80磅下的食品

· 在軟包裝內(nèi)食品

· 無菌包裝的灌制可能產(chǎn)生壓力

· 改變結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁的通透性

　　早在19世紀(jì)未和20世紀(jì)初美國人像Hitt（1899）和Bridgman（1914）就對保鮮食品的壓力過程進(jìn)行了研究，直到1985年前后才引起食品、制藥和生物工業(yè)的關(guān)注。高壓加工（ＨＰＰ）近來在食品灌裝和生物技術(shù)工業(yè)上引起人們極大的關(guān)注。在HHP技術(shù)的應(yīng)用方面，日本處于領(lǐng)先地位，并生產(chǎn)出果醬、果凍、水果汁和酸乳酪。

　　食物的高壓加工要求65-80磅的壓力。它要求非常特殊的設(shè)備。如果食物被包裝軟或半軟包裝內(nèi)，放在裝滿水的容器內(nèi)于高壓下１－２０分鐘的時間。一些食品如桔子汁可能在壓力室內(nèi)批處理，然后無菌灌裝預(yù)先消毒的包裝內(nèi)。

　　高壓過程可能引起食品的一些變化包括組織內(nèi)部的變化，高壓導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝膠化、由于細(xì)胞壁破裂，酶活動可能增強(qiáng)，高壓加工本身對食品腐敗有機(jī)體沒有影響。整個水果或蔬菜可能通過機(jī)械壓縮而變形，形成難以描述的水果和蔬菜，如果汁、果醬、果丁、果片和混合食品。

　　微生物對高壓敏感。高壓加工必須考慮微生物的種類、產(chǎn)品特性、理想的過程（巴氏殺菌或商業(yè)消毒）和產(chǎn)品銷售方式。殺滅微生物主要是由結(jié)構(gòu)變化和細(xì)胞壁破裂而引起的。

　　研究表明在65-80磅的高壓加工對生長的細(xì)菌、酵母和霉菌是非常有效，且產(chǎn)品的水分活度接近于１。但芽胞對高壓不會失活，而要另外加熱或其他一些作用以達(dá)殺死的高水平。

高壓殺死微生物的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
處理過程中不加熱，食物保持新鮮	酶活力可能增加
過程能應(yīng)用在最終包裝的產(chǎn)品	可引起蛋白質(zhì)凝膠、注釋及膨脹
對液體食品過程能作為無菌過程的一部分被應(yīng)用	引起食物組織內(nèi)變化
酶活力可以停止	設(shè)備的初裝費(fèi)高額
	細(xì)菌的孢子、霉菌和酵母可能要求不同高壓須消滅時間長

六、歐姆加熱

· 加熱通過產(chǎn)品自我傳導(dǎo)

· 應(yīng)用于產(chǎn)品的交流電

· 穿透的深度無限制

· 在產(chǎn)品中無大的熱梯度

· 由產(chǎn)品的傳導(dǎo)性及加熱的剩余時間控制的加熱

· 加熱殺死微生物

　　歐姆加熱和無菌微粒處理繼續(xù)使用測試熱處理致死微生物體的方法的時間，同時用加熱產(chǎn)品的新方法和過程決定以保證熱處理傳遞給產(chǎn)品。

　　通常用的微波加熱，電能轉(zhuǎn)化成熱能。然而不象微波加熱穿透的深度是完全無限制且加熱的程度由通過產(chǎn)品的電傳導(dǎo)的空間一致性及產(chǎn)品在加熱皿中的抗熱時間控制。由于大多數(shù)實際的目的產(chǎn)品在加熱時沒有經(jīng)歷大的溫度梯度且液體與顆粒同時被加熱。

　　歐姆加熱最適合無菌包裝產(chǎn)品。用于處理和包裝其它滅菌產(chǎn)品的設(shè)備能用作處理歐姆加熱產(chǎn)品。歐姆無菌系統(tǒng)與其它任何一種無菌系統(tǒng)主要不同是加熱的方法。

　　由于歐姆加熱運(yùn)用食品的耐力及商業(yè)電流以加熱食物有好于通常加熱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，包括：加熱表面不燃燒，加熱期間產(chǎn)品不許攪動，液體載體不需過分加熱以加熱顆粒和顆粒受熱均勻。

　　歐姆加熱依靠產(chǎn)品電傳導(dǎo)。但歐姆加熱將不能直接加熱脂肪，油、酒精、骨或晶體結(jié)構(gòu)如冰。

　　歐姆加熱用于熱殺死微生物的控制與其他熱處理過程相似。然而在設(shè)計歐姆加熱過程時，許多方面必須引起重視，產(chǎn)品具體的耐電性及它隨溫度的變化必須在過程的商業(yè)應(yīng)用期間被決定和控制。產(chǎn)品的流速對產(chǎn)品的加熱是關(guān)鍵，在歐姆加熱器中產(chǎn)的速成率和加熱周期是主要的困素。如果產(chǎn)品在加熱器中變化狀態(tài)（從液體到固體或液體到氣體）產(chǎn)品中可能產(chǎn)生弧光。由于這些原因?qū)Υ蠖鄶?shù)應(yīng)用必須數(shù)設(shè)計考慮具體產(chǎn)品成功的殺滅微生物的食品歐姆過程要求在歐姆過程上的嚴(yán)格控制。應(yīng)該由有知識經(jīng)驗的人建立操作程序，應(yīng)該保持嚴(yán)格的控制在：產(chǎn)品配方、流速、在試管中的產(chǎn)品溫度和發(fā)現(xiàn)對過程是關(guān)鍵的其它任何因素。

　　然而歐姆加熱對那些希望生產(chǎn)高體積、高價值、低酸、貨架穩(wěn)定的包含顆粒的產(chǎn)品，及生產(chǎn)只要求巴氏殺菌過程的酸性和冷藏食品應(yīng)提供承諾。

歐姆加熱的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
消毒顆粒直徑在1寸以上	過程依靠產(chǎn)品的傳導(dǎo)性對產(chǎn)品加熱
對顆粒機(jī)械損傷最小	不能用于脂肪、油、酒精、骨或冰
顆粒的統(tǒng)一加熱	產(chǎn)品配方必須仔細(xì)控制以控制電阻
避免運(yùn)載流的過分處理	生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計用于具體產(chǎn)品
能處理80%以上的固體	對顆粒低酸貨架移是食品的處理難于設(shè)計和記錄
設(shè)備污染最小在產(chǎn)品加熱中天熱傳移至表面	一些食物可能要求熱或化學(xué)的再處理過程以上開始或改變傳導(dǎo)性
減少營養(yǎng)色澤和風(fēng)味的損失	必須控制產(chǎn)品流速和溫度以保證殺死微生物

 

七、臭氧

· 殺菌劑

· 加工和處理

　　臭氧作為殺菌劑的使用并不新鮮了。在加工水中用臭氧殺死微生物，例如蔬菜加工者。這種處理允許加工水重復(fù)使用而不是倒掉。在美國和其他國家這種方法處理飲用水也有多年。臭氧另一個優(yōu)點(diǎn)，不象氯，在處理的水中無毒性殘留。

　　臭氧也用在封閉區(qū)域中的表面處理，如冰箱。它可以減少或消滅包括冰箱表面和內(nèi)部存放產(chǎn)品表面的霉菌。臭氧作為氯的替代物有潛在的用途。這是更強(qiáng)的消毒劑，能殺死大量不同的微生物體，潛在用途之一是消毒新鮮的水果和蔬菜。臭氧用來消毒新鮮水果和蔬菜尚未被FDA認(rèn)可。

由臭氧殺死微生物
優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
能用于殺滅水中致病菌	未被FDA認(rèn)可
水中無毒性殘留
對大范圍的生物體有效
能用于冰箱和內(nèi)存放產(chǎn)品的表面消毒劑