18種食品殺菌技術及常見的誤區

食品殺菌就是以食品原料、加工品為對象，通過對引起食品變質的主要因素—微生物的殺菌及除菌，達到食品品質的穩定化，有效延長食品的保質期，并因此降低食品中有害細菌在存活數量，避免活菌的攝入引起人體（通常是腸道）感染或預先在食品中產生的細菌毒素導致人類中毒。

食品殺菌食品安全是一個系統工程，需要一一列出分析解決，即使種類多而雜，但受污染途徑卻一樣，主要為外界污染及自身污染。本文僅列出當今最常用的殺菌技術及解決方案。

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01、微波殺菌

微波是指頻率為300MHz~300GHz，即波長為1m~1mm的超高頻電磁波。微波殺菌是熱效應和非熱效應的共同結果。一方面微波穿透介質，極性分子受交變電場作用而取向運動，摩擦生熱，產生熱效應。

另一方面生物體與微波作用會產生復雜的生物效應，即非熱效應，如微波電場改變細胞膜斷面電子分布，使其通透性改變；引起蛋白質變性；改變生理生化反應的活化能；誘發各種離子基團，使微生物的生理活性物質發生改變；導致DNA和RNA結構中氫鍵的松弛、斷裂和重新組合，誘發一些基因突變，中斷細胞的正常生理功能。

微波加熱設備主要由直流電源、磁控管、加熱器、控制器和冷卻系統組成，可應用于肉制品、禽制品、水產品、果蔬、罐頭、奶制品、農作物、布丁和面包等一系列產品。

02、基因殺菌

這是一種殺滅假單銅綠菌的方法，其原理是通過設法從該細菌中分離出一種基因，這種基因專門制造一種物質，負責在細菌中傳遞信息，阻止細菌形成生物膜集合體，使其毒性降低，且易被清洗掉。

03、電子射線殺菌

電子射線源或白熱絲在真空下加熱，陰極產生電子，由于電子通過真空電場時速度加快，能量高，穿透力強，可達到殺菌的效果。這種技術具有殺菌效率高、殺菌速度快、無需附屬設備等優點。

04、磁力殺菌

采用0.6特的磁力強度，將食品置于磁場的南、北兩極之間，通過搖動來不斷改變磁力的方向，可達到100%的殺菌效果，并對食品的風味和營養不產生破壞。

05、電阻加熱殺菌

利用電阻加熱裝置，讓電流通過食品，由電阻產生熱量進行殺菌。這一技術適用于水果類的殺菌及大部分食品加工。食品經此殺菌后，可在常溫下存放1年。

06、巴氏滅菌

滅菌條件為61℃-63℃/30分鐘，或72℃-75℃/15分鐘-20分鐘。巴氏滅菌技術是將食品充填并密封于包裝容器后，在一定時間內保持100攝氏度以下的溫度，殺滅包裝容器內的細菌。巴氏滅菌可以殺滅多數致病菌，而對于非致病的腐敗菌及其芽孢的殺滅能力就顯得不足，如果巴氏滅菌與其他儲藏手段相結合，如冷藏、冷凍、脫氧、包裝配合，可達到一定的保存期的要求。

巴氏滅菌技術主要用于柑橘、蘋果汁飲料食品的滅菌，因為果汁食品的pH值在4.5以下，沒有微生物生長，滅菌的對象是酵母、霉菌和乳酸桿菌等。

此外，巴氏滅菌還用于果醬、糖水水果罐頭、啤酒、酸漬蔬菜類罐頭、醬菜等的滅菌。巴氏滅菌對于密封的酸性食品具有可靠的耐酸性，對于那些不耐高濕處理的低酸性食品，只要不影響消費習慣，常利用加酸或借助于微生物發酵產酸的手段，使pH 值降至酸性食品的范圍，可以利用低溫滅菌達到保存食品品質和耐貯藏的目的。此法所需時間較長，對熱敏性食品不宜采用。

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07、高溫短時滅菌(HTST)

滅菌條件為85℃-90℃/3分鐘-5分鐘，或95℃/12分鐘加熱到接近100℃，然后速冷至室溫。此方法需時較短，效果較好，有利于產品保質。主要可殺滅酵母菌、霉菌、乳酸菌等。這兩種方法具有滅菌效果穩定，操作簡單，設備投資小，應用歷史悠久等特點，如今還廣泛用于各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品包裝的滅菌。

08、超高溫瞬時滅菌(UHT)

于1949 年隨著斯托克(Stork)裝置的出現而問世，其后國際上出現了多種類型的超高溫滅菌裝置。超高溫短時滅菌是將食品在瞬間加熱到高溫(130℃以上)而達到滅菌目的，可分為直接加熱和間接加熱兩種方法。

直接加熱法是用高壓蒸汽直接向食品噴射，使食品以最快速度升溫，幾秒鐘內達到140℃-160℃，維持數秒鐘，再在真空室內除去水分，然后用無菌冷卻機冷卻到室溫。

間接加熱法是根據食品的粘度和顆粒大小，選用板式換熱器、管式換熱器、刮板式換熱器。板式換熱器適用于果肉含量不超過1%-3%的液體食品。管式換熱器對產品的適應范圍較廣，可加工果肉含量高的濃縮果蔬汁等液體食品。凡用板式換熱器會產生結焦或阻塞，而粘度又不足以用刮板式換熱器的產品，都可采用管式換熱器。刮板式換熱器裝有帶葉片的旋轉器，在加熱面上刮動而使高粘度食品向前推送，達到加熱滅菌之目的。

超高溫瞬時滅菌的效果非常好，幾乎可達到或接近完全滅菌的要求，而且滅菌時間短，物料中營養物質破壞少，食品質量幾乎不變，營養成分保存率達92%以上，生產效率很高，比其他兩種熱力滅菌法效果更優異，配合食品無菌包裝技術的超高溫式滅菌裝置在國內外發展很快，如今已發展為一種高新食品滅菌技術。

目前這種滅菌技術已廣泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各種飲料等產品的滅菌，也可將食品裝袋后，浸漬于此溫度的熱水中滅菌。

09、過熱蒸汽滅菌技術

也稱干熱滅菌。是采用高溫過熱蒸汽來滅菌，即利用溫度為130℃-160℃的過熱蒸汽噴射于需滅菌的物品上，數秒鐘即可完成滅菌操作，目前過熱蒸汽滅菌技術僅適用于耐熱食品包裝容器(如金屬制品、玻璃制品等)的滅菌。

金屬罐是無菌包裝使用最早的包裝材料之一，主要分馬口鐵罐和鋁罐兩種，目前世界上金屬罐無菌包裝最先進的典型代表—是美國的多爾無菌裝罐系統就是采用這種滅菌技術。

其方法是當空罐在輸送鏈上通過殺菌室時，過熱蒸汽從上下噴射45秒，這時罐溫上升到221℃-224℃，罐蓋也采用287℃-316℃的過熱蒸汽殺菌75秒-90秒，這樣的高溫足以殺滅全部的耐熱細菌。由于所有容器和設備均采用過熱蒸汽殺菌，因此無菌程度高，罐頭內部頂隙殘留空氣極少，且處于高真空狀態，產品的質量安全可靠。

10、輻照滅菌技術

輻照殺菌是指利用電磁射線、加速電子照射被殺菌的物料從而殺死微生物的一種殺菌技術。用于殺菌的輻照可分為電離輻照（如γ射線、加速電子）與非電離輻照（如紫外線、紅外線和微波）。

食品輻照殺菌根據所要達到的目的及所需的劑量，可分為輻照耐貯殺菌、輻照巴氏殺菌和輻照阿氏殺菌。相對于其他殺菌技術，輻照殺菌有著自己的優越性。適宜的劑量下，物料的溫度在輻照處理過程中升高很小；輻照均勻、快速、易控制；物料也在有包裝的情況下進行殺菌；輻照處理后不會留下任何殘留物。

同時它也有弱點，如需要專門的輻射源，設備投資大；射線對人體有影響，因此需要十分注意操作人員的防護措施；輻照的滅酶效果不好等。目前用于食品工業殺菌的射線多為60Co-γ射線。

11、超高壓滅菌技術

近年來，日本研制出一種新型的食品加工保藏技術，這就是超高壓滅菌技術。超高壓處理具有熱處理及其它加工處理方法所沒有的一些優點，可保持食品(如肉類等)原有的風味成分、營養價值和色澤，并殺死食品中常見的酵母菌、大腸桿菌、葡萄球菌等而達到滅菌目的。

所謂高靜壓技術(HHP)就是將食品密封于彈性容器或置于無菌壓力系統中(常以水或其他流體介質作為傳遞壓力的媒介物)，在高靜壓(一般100MPa 以上)下處理一段時間，以達到加工保藏的目的。在高壓下，會使蛋白質和酶發生變性，微生物細胞核膜被壓成許多小碎片和原生質等一起變成糊狀，這種不可逆的變化即可造成微生物死亡。微生物的死亡遵循一級反應動力學。

對于大多數非芽孢微生物，在室溫、450MPa壓力下的滅菌效果良好。芽孢菌孢子耐壓，滅菌時需要更高的壓力，而且往往要結合加熱等其他處理才更有效。溫度、介質等對食品超高壓滅菌的模式和效果影響很大。

間歇性重復高壓處理是殺死耐壓芽孢的良好方法。日本最新開發出的超高壓滅菌機，操作壓力達304MPa～507MPa。超高壓滅菌的最大優越性在于它對食品中的風味物質、維生素C、色素等沒有影響，營養成分損失很少，特別適用于果汁、果醬類、肉類等食品的滅菌，此外，采用300MPa-400MPa 的超高壓對肉類滅菌時還可使肌纖維斷裂而提高肉類食品的嫩度。

12、超聲波滅菌技術

頻率大于20kHz的聲波，因超出人耳可聞的上限而被稱為超聲波。超聲波殺菌是通過傳聲介質的相互作用產生巨大的能量，在很短的時間內殺死微生物。一般認為，超聲波的殺菌效力主要來自于細胞內部的空化作用。其殺菌效果受到多種因素的影響，包括超聲波的頻率、強度和照射時間，微生物的種類和數量以及媒質的性質等。超聲波殺菌技術適合處理果蔬汁飲料、酒類、牛奶、礦泉水和醬油等液體食品。

13、雙氧水滅菌技術

雙氧水是一種滅菌能力很強的滅菌劑，對微生物具廣譜滅菌作用。其滅菌力與雙氧水的濃度和溫度有關，濃度越高、溫度越高，其滅菌效力就越好。而在常溫下，雙氧水的滅菌作用較弱。過氧化氫通常用于包裝容器和輔助器具等滅菌，在使用過氧化氫滅菌時，其濃度一般控制在25%-30%，溫度為60℃-65℃。

使用方法有浸漬法(即把包裝材料或容器浸漬于雙氧水中)、噴霧法(即把雙氧水噴霧噴射于包裝物品上)，使包裝材料表面有一層均勻的雙氧水液，然后對其進行熱輻射，完全蒸發分解成無害的水蒸氣和氧，同時增強滅菌效果。但在滅菌中雙氧水很少單獨使用，多與其他滅菌技術配合使用。例如，雙氧水加熱，這是應用廣泛的方法，幾乎所有包裝材料都可用此方法處理。

用熱雙氧水浸泡或噴霧，然后加熱，使殘留在包裝材料表面的雙氧水揮發和分解。加熱本身亦有抑菌作用，不同的設備加熱方式不同，但一般多為無菌熱空氣加熱。

典型的系統有瑞典利樂公司的利樂無菌填充系統、國際紙業的無菌填充系統、德國PKL公司的Combiloe無菌填充系統等，雙氧水+紫外線，即采用低濃度雙氧水(<1%)溶液，加上高強度的紫外線輻射滅菌處理，從而取得良好的滅菌效果，它比用雙氧水結合加熱處理的滅菌效力更顯著。這種滅菌方法只需在常溫下施行就可產生立即的滅菌效果。用雙氧水等藥劑滅菌的要求，是保證物品藥物殘留應低于規定的要求。

14、紫外線殺菌

當有機污染物經過紫外線照射區域時，紫外線會穿透生物的細胞膜和細胞核，破壞DNA的分子鍵，使其失去復制能力或失去活性。因此細胞不能復制，微生物不久就會死亡。

室內空氣消毒機對經過其照射范圍內的微生物產生累加的影響，也就是說，對第一次經過紫外線照射區域沒有被殺死的微生物，在隨后的循環中將會被殺死。紫外線會破壞生物的再生能力，這點是非常重要的。因為一個細菌在24小時內會繁殖成百上千甚至上百萬細菌，這也意味著即使最有效的空氣過濾器也不能完全去除微生物，所以利用紫外線滅菌是治本之道。

一種微生物被紫外線殺滅所需要的劑量取決于紫外光強度和照射時間。紫外線(UV)消毒是一種高效、安全、環保、經濟的技術，能夠有效地滅活致病病毒、細菌和原生動物，而且幾乎不產生任何消毒副產物。因此，在凈水、污水、回用水和工業水處理的消毒中，UV逐漸發展成為一種最有效的消毒技術。

由于紫外線具有對隱孢子蟲的高效殺滅作用和不產生副產物等特點，使其在給水處理中顯示了很好的市場潛力。

過量的日光紫外線照射，可對人體的皮膚、眼睛以及免疫系統等造成傷害。紫外線能破壞人體皮膚細胞，使皮膚未老先衰。嚴重時產生日光性皮炎即曬傷或皮膚和粘膜的日光性角化癥，引起癌變。眼睛是對紫外線最為敏感的部位，紫外線能對晶狀體造成損傷，是老年性白內障的致病因素之一。

15、臭氧殺毒

臭氧在常溫下為爆炸性氣體，有特臭氣味，為已知最強的氧化劑。臭氧在水中的溶解度較低（3%）。臭氧穩定性差，在常溫下可自行分解為氧。所以臭氧不能瓶裝貯備，只能現場生產，立即使用。臭氧的殺菌原理主要是靠強大的氧化作用，使酶失去活性導致微生物死亡。臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素。

臭氧對空氣中的微生物有明顯地殺滅作用，采用30mg/m3濃度的臭氧，作用15分鐘，對自然菌的殺滅率達到90%以上。用臭氧消毒空氣，必須是在人不在的條件下，消毒后至少過30分鐘才能進入。可用于手術室，病房，無菌室等場所的空氣消毒。

臭氧對表面上污染的微生物有殺滅作用，但作用緩慢，一般要求60mg/m3，相對濕度≥70%，作用60-120分鐘才能達到消毒效果。臭氧對人有毒，國家規定大氣中允許濃度為0.2mg/m3，故消毒必須在無人條件下進行。

臭氧為強氧化劑，對多種物品有損壞，濃度越高對物品損壞越重，可使銅片出現綠色銹斑、橡膠老化，變色，彈性減低，以致變脆、斷裂，使織物漂白褪色等。使用時應注意。

臭氧作水的消毒時，0℃最好，溫度越高，越有利于臭氧的分解，故殺菌效果越差加濕有利于臭氧的殺菌作用、要求濕度>60%，濕度越大殺菌效果越好。臭氧對人體呼吸道粘膜有刺激，空氣中臭氧濃度達1mg/L時，即可嗅出，達2.5-5mg/L時，可引起脈搏加速、疲倦、頭痛，人若停留1小時以上，可發生肺氣腫，以致死亡。

故在無人條件下進行消毒，消毒后停30-50分鐘進入便無影響。消毒后30-60分鐘臭氧自行分解為氧氣，其分解時間內仍有殺菌功效，故消毒后，若房間密閉仍可保持30-60分鐘。臭氧可與食品直接接觸，用于食品消毒、保鮮，對食品不產生殘余污染，不影響營養成分。

高濃度的臭氧可以老化橡膠，使銅片銹蝕，但臭氧作空氣消毒時，并非使用純臭氧，又具有極易分解的特點，況且一般為間斷使用，故不易產生對環境設備的損害。同時臭氧還可以除異味，凈化環境，使空氣清新。

16、NICOLER殺菌技術（動態殺菌技術）

NICOLER源自于希臘語，原是“勝利的人們”的意思，現是指人機同場同步作業一種消毒方式：針對空氣消毒時人員無需離開消毒場所，消毒殺菌的同時對人體沒有任何的傷害，此種消毒方式稱之為“動態消毒”；由于是人類通過科學技術戰勝自然生物的一次成功實踐，所以也稱為“NICOLER殺菌技術”。

NICOLER殺菌技術是根據生產車間高濕、高溫及高異味等實際特點，采用最新的NICOLER三級雙向的等離子體靜電場工作原理，消毒過程為：通過高壓直流脈沖使等離子靜電場產生逆電效應，生成大量的等離子體。在負壓風機的作用下，污染空氣通過等離子靜電場時帶負電細菌被殺滅分解，使受控環境保持在“無菌無塵”標準。

由于在對車間消毒時，人可同時在車間內工作，所以，該種消毒機稱作“NICOLER動態消毒機”。該機器是一種先進的消毒設備，對人體沒有任何傷害，主要用于在有人工作的情況下同步動態殺菌消毒；近年來，這一設備也廣泛用于一些大型食品、藥品、化妝品等企業的包裝、冷卻及灌裝環節。

17、歐姆殺菌

歐姆殺菌是利用電極，將電流直接導入食品，由食品本身介電性質所產生的熱量達到直接殺菌的目的。歐姆殺菌技術適于處理黏度較高的液體物料，并可以含有一些顆粒的物料，如肉湯、布丁的商業化無菌處理。采用歐姆加熱，使顆粒的加熱速率與液體的加熱速率相接近成為可能，并可獲得比常規方法更快的顆粒加熱速率（1~2℃/s），因而可縮短加工時間，得到高品質產品。

歐姆殺菌裝置系統主要由泵、柱式歐姆加熱器、保溫管、控制儀表等組成，其中最重要的部分是柱式歐姆加熱器。加熱高酸制品時，反壓維持在0.2MPa，殺菌溫度達90~95℃，加熱低酸食品時反壓維持在0.4MPa，殺菌溫度達120~140℃。目前，英國APVBaker公司已制造出工業化規模的歐姆加熱設備，可使高溫瞬時技術應用于含顆粒（粒徑高達25mm）食品的加工。

18、高密度二氧化碳殺菌

高密度二氧化碳殺菌技術是近年來發展起來的一種新型的非熱力殺菌技術，借助于5~50MPa的亞臨界或超臨界二氧化碳。二氧化碳在常壓下可抑制微生物，在高壓狀態下可有效殺滅大量微生物。

當溫度高于31℃，壓力高于7.34MPa時，二氧化碳處于超臨界狀態。在低于超臨界壓力和溫度下，二氧化碳是亞臨界和氣體狀態。

超臨界二氧化碳同時具備液體和氣體的特性，黏度低，擴散性和溶解性高。DPCD的殺菌機理可能是對微生物細胞造成了機械損傷、細胞及細胞膜的破壞以及細胞內成分的泄漏或失活、胞內pH值的降低等。

高密度二氧化碳對微生物具有良好的殺菌效果，其中包括假單胞菌、鏈球菌、沙門氏菌、埃希氏腸桿菌、李斯特氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌、腸球菌、乳酸菌、酵母菌、霉菌、真菌、微生物孢子等。細菌、真菌對高密度二氧化碳較敏感，與微生物孢子相比更易被滅活。

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殺菌誤區

細菌超標是影響食品安全的主要因素之一，幾乎所有企業采取都采取嚴格的控制措施，制訂規范的工藝流程和消毒制度，但產品抽檢時仍有細菌超標現象發生。基于此種情況，可能是企業品控主管在微生物控制方面，受到傳統方式影響，進入了一個慣性管理誤區。

所謂慣性管理，即企業主們總以為保障食品不受微生物的污染，做到：

原輔料控制

加工過程的控制

工藝流程設計

原料庫、輔料庫、成品庫的三庫控制

人員衛生控制

硬件環境改造。

但結果呢，微生物超標的現象依然存在。

問題出在：除了慣性管理，還需要學習更專業殺菌技術，多數企業忽略了生產時動態持續的空氣消毒，傳統的殺菌方式剖析如下：

常用方式一：紫外線燈照射殺菌

有很強的殺菌作用，安裝簡單，使用方便，在食品行業中應用廣泛。由于紫外線燈對人體有害，所以只能在靜態（無人）的情況下使用，實際生產時為細菌二次污染食品的提供機會。紫外線燈還有一個弊端，有效輻照距離為1.5米，開啟時空氣中大部分細菌、病毒只是暫時擊暈（隱藏在0.6M以下或輻照距離外），并未完全殺死；關閉時，待人、物流動后被擊暈的細菌、病毒會反彈，使空氣浮游菌數量更高。

常用方式二：藥物噴灑滅菌

如過氧乙酸、次氯酸鈉等，對微生物有較強的滅殺作用，成本低廉。因強烈的氣化作用，刺激性很強，只能在靜態（無人）的情況下使用。多數出口食品企業也不再用噴灑方法滅菌，主要原因是極易造成二次污染。化學試劑易在食品中殘留，對作業人員的皮膚、神經系統、腸胃及呼吸道也有影響，長期容易患毒害性職業病。

常用方式三：臭氧

對有害細菌殺滅有特效，可以減輕車間內的異味，使用面比較廣，其殺菌效果取決于車間濕度及臭氧濃度大小。在靜態（無人）的狀態下使用，對器具、設備有氧化、腐蝕作用。由于臭氧會造成人的神經中毒、引發支氣管炎和肺氣腫等危害，建議消毒后將門窗敞開2-3小時臭氧散盡后，人員再進入車間；生產時，同樣無殺菌設備在工作。

常用方法四

潔凈室，采用初中高效三級過濾方式濾塵，同時補充新風，但高效過濾及通風系統本身不具備殺菌功能，殺菌尚需配合臭氧裝置。目前，潔凈室無法在食品行業普及（保健食品除外），原因如下：

1、潔凈室造價高、耗電大、易損耗品更換頻繁，運行成本大；

2、現有食品企業多為老式廠房，改造成本大，搬遷或重建時則報廢。因此，無塵潔凈室對諸多企業而言成了一種擺設，一種形象工程，只有上級檢查時才開啟。

通過以上常用方法比較，得出如下結論：傳統的殺菌方式，不能實現在有人狀態下的持續動態消毒，導致消毒的中斷；保障食品不受微生物二次污染，需要人機同場作業的動態空氣消毒方式，即人和消毒設備同處一個車間內，在工人操作的同時，使用消毒設備同步對空間進行消毒。而傳統的在生產過程中，完全是靠人員的避免，特別是在易感染微生物的散熱間及包裝區域，無任何有效的動態殺菌保障措施。可能很多企業已經意識到動態同步殺菌的重要性，可是在技術上也無法去實現。

來源：食品伙伴網食品研發創新服務中心