一、食品熱處理

作為食品加工及保藏中用于改善食品品質(zhì)、延長食品貯藏期的最重要的方法之一。其主要作用是殺滅致病菌和其它有害的微生物，鈍化酶類，破壞食品中不需要或有害的成分或因子，改善食品的品質(zhì)與特性，以及提高食品中營養(yǎng)成分的可利用率、可消化性等。

當(dāng)然，熱處理也存在一定的負(fù)面影響，如對熱敏性成分影響較大，也會使食品的品質(zhì)和特性產(chǎn)生不良的變化，加工過程消耗的能量較大。

1、工業(yè)烹飪

常作為食品加工的一種前處理，主要是為了提高食品感官質(zhì)量。烹飪通常有煮、燜（燉）、烘（焙）、炸（煎）、烤等幾種形式。

2、焙烤

焙（Baking）和烤（Roasting）基本上是相同的單元操作，它們都是以高溫?zé)醽砀淖兪称返氖秤锰匦浴?/p>

兩者的區(qū)別在于烘焙主要用于面制品和水果，而燒烤主要針對肉類、堅(jiān)果和蔬菜。

焙烤也可達(dá)到一定的殺菌和降低食品表面水分活性的作用，使制品有一定的保藏性，但焙烤食品的貯藏期一般較短，結(jié)合冷藏和包裝可適當(dāng)?shù)匮娱L貯藏期。

3、油炸

主要是為了提高食品的食用品質(zhì)而采用的一種熱處理手段。

通過油炸可以產(chǎn)生油炸食品特有的色香味和質(zhì)感。油炸處理也有一定的殺菌、滅酶和降低食品水分活性的作用。

油炸食品的的貯藏性主要由油炸后食品的水分活性所決定。但是油炸食品在儲存期間容易發(fā)生油脂哈敗現(xiàn)象。

4、熱燙

又稱燙漂、殺青、預(yù)煮。主要應(yīng)用于蔬菜和某些水果，保持原有色澤，通常是蔬菜和水果冷凍、干燥或罐藏前的一種前處理工序。

二、熱殺菌

是以殺滅微生物為主要目的的熱處理形式。

1、根據(jù)要?dú)缥⑸锏姆N類的不同可分為巴氏殺菌和商業(yè)殺菌。

（1）巴氏殺菌，也叫低溫消毒法、冷殺菌法，利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變，常定義為需要?dú)⑺栏鞣N病原菌的熱處理方法，目前主要應(yīng)用在牛奶加工中，既可殺死對健康有害的病原菌又可使乳質(zhì)盡量少發(fā)生變化。

（2）商業(yè)殺菌，也叫商業(yè)無菌，所有病原菌和能形成毒素的微生物已受到破壞，在正常處理和貯藏條件下能在產(chǎn)品中生長和形成敗壞的其他微生物（如果存在的話）也同樣受到破壞。經(jīng)過商業(yè)無菌的食品可含有極少量的細(xì)菌孢子，但這種孢子在食品中一般并不繁殖。然而，若把這種孢子從食品中離析出來，并賦予特殊的環(huán)境條件，它們?nèi)钥娠@示出生命力，多應(yīng)用在罐頭和瓶裝食品中。

2、殺菌的方法通常以壓力、溫度、時(shí)間、加熱介質(zhì)和設(shè)備、以及殺菌和裝罐密封的關(guān)系等來劃分，以壓力劃分可分為常壓殺菌和加壓殺菌；殺菌的加熱介質(zhì)可以是熱水、水蒸氣、水蒸氣和空氣的混合物以及火焰等。

（1）濕熱殺菌

以蒸氣、熱水為熱介質(zhì)，或直接用蒸汽噴射式加熱的殺菌法。利用熱能轉(zhuǎn)換器（如鍋爐）將燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴蛘羝鳛榧訜峤橘|(zhì)，再以換熱器將熱水或蒸汽的熱能傳給食品，或?qū)⒄羝苯訃娙氪訜岬氖称贰?/p>

（2）常壓殺菌

通過熱蒸汽使蛋白質(zhì)變性而殺滅微生物的方法。濕熱穿透力強(qiáng)，滅菌效果較干熱好。主要以水（也有用水蒸汽）為加熱介質(zhì)，殺菌溫度在100℃或100℃以下，用于酸性食品或殺菌程度要求不高的低酸性食品的殺菌。

殺菌時(shí)罐頭處于常壓下，適合于金屬罐、玻璃瓶和軟性包裝材料為容器的罐頭。殺菌設(shè)備有間歇式和連續(xù)式的。

①煮沸或流通蒸汽滅菌：常壓沸水和蒸汽的溫度是100℃，一般30-60min可殺死細(xì)菌繁殖體，但不能完全殺滅芽孢。

此法適用于不能高壓蒸汽滅菌的物品。

②低溫間隙滅菌（巴氏滅菌法）：先用60-80℃加熱1h，然后置20~25℃保存24h（或常溫過夜），使其中殘存的芽孢萌發(fā)成繁殖體，再用以上條件滅菌，如此反復(fù)三次。

本法適用于不耐高溫或高溫下易變質(zhì)的物品，但很費(fèi)時(shí)。

（3）高壓蒸汽殺菌

利用飽和水蒸汽作為加熱介質(zhì)，殺菌時(shí)罐頭處于飽和蒸汽中，殺菌溫度高于100℃，用于低酸性食品的殺菌。

由于殺菌時(shí)殺菌設(shè)備中的空氣被排盡，有利于溫度保持一致。在較高殺菌溫度高于121℃時(shí)，冷卻時(shí)一般采用空氣反壓冷卻。

殺菌設(shè)備有間歇式和連續(xù)式的，罐頭在殺菌設(shè)備中有靜止的也有回轉(zhuǎn)的?；剞D(zhuǎn)式殺菌設(shè)備可以縮短殺菌時(shí)間。

（4）高壓水煮殺菌

利用空氣加壓下的水作為加熱介質(zhì)，殺菌溫度高于100℃，主要用于玻璃瓶和軟性材料為容器的低酸性罐頭的殺菌。

殺菌（包括冷卻）時(shí)罐頭浸沒于水中以使傳熱均勻，并防止由于罐內(nèi)外壓差太大或溫度變化過劇而造成的容器破損。殺菌時(shí)需保持空氣和水的良好循環(huán)以使溫度均勻。

殺菌設(shè)備主要是間歇式的，但罐頭在殺菌時(shí)可保持回轉(zhuǎn)。軟罐頭殺菌時(shí)則需要特殊的托盤（架）放置軟罐頭以利于加熱介質(zhì)的循環(huán)。

（5）空氣加壓蒸汽殺菌

是利用蒸汽為加熱介質(zhì)，同時(shí)在殺菌設(shè)備內(nèi)加入壓縮空氣以增加罐外壓力、減小罐內(nèi)外壓差。

主要用于玻璃瓶和軟罐頭的高溫殺菌。殺菌溫度在100℃以上，殺菌設(shè)備為間歇式。其控制要求嚴(yán)格，否則易造成殺菌時(shí)殺菌設(shè)備內(nèi)溫度分配不均。

（6）火焰殺菌

利用火焰直接加熱罐頭，是一種常壓下的高溫短時(shí)殺菌。殺菌時(shí)罐頭經(jīng)預(yù)熱后在高溫火焰（溫度達(dá)1300℃以上）上滾過，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫，維持一段較短時(shí)間后，經(jīng)水噴淋冷卻。罐內(nèi)食品可不需要湯汁作為對流傳熱的介質(zhì)，內(nèi)容物中固形物含量高。

但由于滅菌時(shí)罐內(nèi)壓較高，一般只用于小型金屬罐。此法的殺菌溫度較難控制（一般以加入后測定罐頭輻射出的熱量確定）。

（7）熱裝罐密封殺菌

是對裝罐前的食品進(jìn)行熱處理，然后趁熱立即將食品裝罐密封，利用食品的余熱完成對密封后罐頭的殺菌或進(jìn)行二次殺菌，達(dá)到殺菌要求后再將罐頭冷卻。

主要用于汁醬類酸性食品的殺菌。殺菌設(shè)備多用管式或片式，對裝罐容器的清潔無菌程度要求較高，密封后多將罐頭倒置，以保證對罐蓋的殺菌。

（8）預(yù)殺菌無菌裝罐

是使食品在預(yù)殺菌過程中達(dá)到殺菌要求，然后冷卻至常溫，在無菌的狀態(tài)下裝入經(jīng)滅菌處理的無菌容器中并進(jìn)行密封（封罐）。

多用于液態(tài)和半液態(tài)食品的殺菌。預(yù)殺菌在熱交換器中完成，時(shí)間短。

無菌裝罐可在無菌包裝設(shè)備或系統(tǒng)中完成，是一種連續(xù)的高溫短時(shí)或超高溫瞬時(shí)殺菌方法。適用于軟性包裝材料和金屬、塑料容器。

三、非熱殺菌

殺菌過程中食品溫度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及營養(yǎng)成分。

非熱殺菌技術(shù)主要包括物理殺菌和化學(xué)殺菌。非熱物理殺菌是采用物理手段（如電磁波、壓力、光照等）進(jìn)行殺菌，化學(xué)殺菌則是通過化學(xué)試劑來達(dá)到殺菌的作用。

1、超高壓（UHP）殺菌技術(shù)

是指將密封于彈性容器內(nèi)的食品置于水或其它液體作為傳壓介質(zhì)的壓力系統(tǒng)中，經(jīng)100MPa以上的壓力處理，以達(dá)到殺菌，滅酶和改善食品的功能特性等作用。

2、高壓脈沖電場（PEF）殺菌

是利用強(qiáng)電場脈沖的介電阻斷原理對食品微生物產(chǎn)生抑制作用，具有處理時(shí)間短、能耗低、傳遞快速、均勻等優(yōu)點(diǎn)，因而有望廣泛地用于食品殺菌。

3、脈沖強(qiáng)光殺菌

是用連續(xù)的寬帶光譜短而強(qiáng)的脈沖，抑制食品和包裝材料表面、透明飲料、固體表面和氣體中的微生物。

4、磁力殺菌

是處于實(shí)驗(yàn)開發(fā)階段的非熱殺菌技術(shù)。研究表明，采用6000的磁力強(qiáng)度，將食品放在N極與S極之間，經(jīng)過連續(xù)擺動，不需加熱，即可達(dá)到100%的殺菌效果，對食品的成分和風(fēng)味無任何影響。

可運(yùn)用于飲料、調(diào)味品及各種包裝的固體食品。

5、感應(yīng)電子殺菌

是以電為能源的線性感應(yīng)電子加速器所產(chǎn)生的電離輻射導(dǎo)致微生物的DNA和細(xì)胞發(fā)生變化，進(jìn)而鈍化和殺死有害微生物。

6、半導(dǎo)體光催化殺菌

半導(dǎo)體光催化技術(shù)應(yīng)用到了殺菌領(lǐng)域，尤其是水的深度處理方面，開辟了殺菌領(lǐng)域新天地。

這種殺菌是通過生物生命活動過程中電子的得失而導(dǎo)致的結(jié)果。因而控制合適的光催化條件，就能達(dá)到良好的殺菌效果。

7、微波滅菌

用于食品殺菌的微波頻率常為2450兆赫茲。

微波對微生物致死效應(yīng)有兩方面的因素，即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能，溫度升高從而達(dá)到滅菌的效果。非熱效應(yīng)是指微波形成的電磁場使生物體的極性分子產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，使微生物的營養(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。

微波殺菌具有穿透力強(qiáng)、節(jié)約能源、加熱效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)。而且微波殺菌便于控制，加熱均勻，食品的營養(yǎng)、成分及色、香、味經(jīng)殺菌基本接近食品的天然品質(zhì)。微波殺菌主要用于肉、魚、豆制品、牛乳、水果及啤酒等。

8、紫外線殺菌

是用紫外線照射物質(zhì)，使物體表面的微生物細(xì)胞內(nèi)核蛋白分子構(gòu)造發(fā)生變化而引起死亡。

紫外線的只能沿直線傳播，燈管距離物體表面不得超過1米，且應(yīng)達(dá)到足夠的照射劑量（殺細(xì)菌芽孢時(shí)應(yīng)達(dá)到100000UW.s/cm2），用于空氣消毒時(shí)要求每㎡不少于1.5W，照射時(shí)間不少于30min，燈管距離地面小于2m。燈管一般壽命1000小時(shí)，每半年監(jiān)測輻射強(qiáng)度一次，低于70uw/cm2時(shí)應(yīng)更換。

但紫外線殺菌受相對濕度的影響較大，當(dāng)潔凈室內(nèi)相對濕度>60%時(shí)，其滅菌效果明顯減弱，相對濕度>80%時(shí)，不宜使用。

9、電阻殺菌技術(shù)

是利用電流通過食品時(shí)，食品中的極性分子在電極極性的高頻變化下，不斷地旋轉(zhuǎn)摩擦而產(chǎn)生熱量，達(dá)到殺死活菌體的作用。

10、臭氧殺菌

利用高壓放電的原理產(chǎn)生臭氧，破壞病毒和細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到消毒的目的。

其優(yōu)點(diǎn)是氣體擴(kuò)散均勻，通透性好，克服了紫外線殺菌存在的消毒死角問題，沒有消毒劑殘留。

臭氧作用緩慢，一般需要60-120min才能達(dá)到消毒目的，且臭氧會對人的呼吸道有刺激，造成不適。雖然對大多微生物效果理想，但對真菌作用效果不理想，比如，霉菌。

11、輻照殺菌技術(shù)

輻照就是利用X射線、γ射線或加速電子射線對食品的穿透力以達(dá)到殺死食品中的微生物和害蟲的一種冷滅菌消毒方法。

受輻照的食品或生物體會形成離子、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。還會發(fā)生一系列生化效應(yīng)，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)而終止食品被侵蝕和生長老化的過程，維持品質(zhì)穩(wěn)定。

12、高壓電場脈沖殺菌技術(shù)

高壓電場脈沖殺菌是在兩個(gè)電極間產(chǎn)生瞬間高壓，以脈沖電場作用于食品。高壓電脈沖處理能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，改變其通透性，從而殺死細(xì)胞。

高壓電脈沖殺菌一般在常溫下進(jìn)行，處理時(shí)間為幾十毫秒。所以用這種方法處理過的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、營養(yǎng)成分上改變很小，風(fēng)味、滋味無感覺出來的差異。而且殺菌效果明顯，達(dá)到商業(yè)無菌的要求，特別適用于熱敏性食品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

13、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)中得到廣泛應(yīng)用，例如生化物質(zhì)的提取、純水的制備、果汁的濃縮等。膜分離過程根據(jù)推動力的不同，大體分為兩種。

一類是以壓力為推動力的膜過程，如超濾、微空過濾、反滲透；

另一種是以電力為推動力的膜過程，稱為離子交換，如電滲析。

膜過濾除菌技術(shù)具有耗能少、在常溫下操作、適用于熱敏性物料、工藝適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景廣闊，現(xiàn)已廣泛用于食品、生化、制藥、乳品、果汁等的過濾除菌。食品工程中的殺菌技術(shù)還很多，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，這些技術(shù)正在得以研究和應(yīng)用。

14、超聲波滅菌技術(shù)

超聲波是頻率大于10kHz 的聲波。超聲波同普通聲波一樣屬于縱波。超聲波與傳聲媒質(zhì)相互作用蘊(yùn)藏著巨大的能量，當(dāng)遇到物料時(shí)就對其產(chǎn)生快速交替的壓縮和膨脹作用，這種能量在極短的時(shí)間內(nèi)足以起到殺滅和破壞微生物的作用，而且還能夠?qū)κ称樊a(chǎn)生諸如均質(zhì)、催陳、裂解大分子物質(zhì)等多種作用，具有其他物理滅菌方法難以取得的多重效果，從而能夠更好地提高食品品質(zhì)，保證食品安全。

15、低溫等離子體殺菌技術(shù)

低溫等離子體殺菌技術(shù)是一種新興于傳統(tǒng)加熱殺菌技術(shù)后的食品非加熱殺菌技術(shù)，該技術(shù)具有溫度低、時(shí)間短、損傷小、殘留物少及無污染等優(yōu)點(diǎn)。

相較于傳統(tǒng)的熱殺菌技術(shù)，低溫等離子體技術(shù)在殺菌過程中具有安全、高效，以及產(chǎn)生的活性物質(zhì)能高效殺菌且不易殘留等特點(diǎn)。

16、高靜水壓技術(shù)

高靜水壓技術(shù)（High Hydrostatic Pressure，HHP）是利用水作為媒介向產(chǎn)品傳遞壓力，作用于非共價(jià)鍵，破壞高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，引起物質(zhì)改性，以達(dá)到滅活大多數(shù)致病菌和腐敗菌，使蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)變性失活的目的，而對于小分子物質(zhì)如多酚、維生素、氨基酸、風(fēng)味物質(zhì)等的影響較小。食品加工中施加的壓力通常在 300 ～ 600 MPa。

HPP 技術(shù)具有綠色、高效、環(huán)保、作用溫度低、作用部位均一的特點(diǎn)，已被應(yīng)用于加工海鮮、乳化型肉制品以及各種果汁等，殺菌效率主要取決于壓力、時(shí)間、溫度和微生物的抗性。

非熱殺菌技術(shù)能夠在較低溫度下滅活微生物，但 這些過程需要較高的處理強(qiáng)度。為了在較低的工藝強(qiáng) 度下增強(qiáng)抗菌效果，可以將非熱技術(shù)與傳統(tǒng)的保存方 法、抗菌劑或其他非熱處理相結(jié)合。