食物工业中选用的灭菌办法首要有加热灭菌和非加热灭菌两大类。传统的热灭菌法虽然能确保食物在微生物方面的安全，但热能会损坏对热灵敏的养分成分，影响食物的质构、色泽和风味。冷灭菌技能虽然起步较晚，但因为顾客要求养分、原汁原味的食物的呼声日益高涨，冷灭菌技能遭到日益注重并开展很快。冷灭菌技能不只能确保食物在微生物方面的安全，并且能较好地坚持食物的固有养分成分、质构、色泽和新鲜程度。冷灭菌技能近来成为国内外食物科学与工程范畴的研讨热门。

　　本文总述了国内外在冷灭菌技能方面的研讨开展，首要介绍超高压灭菌、辐射灭菌、超高压脉冲电场灭菌、脉冲强光灭菌、磁力灭菌、紫外线灭菌和二氧化钛光催化灭菌等技能的根本原理及其在食物工业中的运用。

　　食物超高压技能(Ul-tra-HighPressureprocessing，UHP)简略称高压技能(HighPressureProcessing，HPP)或高静水压技能(HighHydro-staticPressure，HHP)食物超高压灭菌，行将包装好的食物物料放入液体介质(一般是食用油、甘油、油与水的乳液)中，在100～1000MPa压力下处理一段时刻使之到达灭菌要求。其根本原理便是运用压力对微生物的致死效果，首要经过损坏细胞膜、按捺酶的活性和影响DNA等遗传物质的仿制来完成。

　　辐射(或辐照)灭菌是运用必定剂量的波长极短的电离射线对食物进行灭菌。在食物灭菌中常用的射线有χ-射线、γ-射线和电子射线。电子射线首要由电子加快器中取得，χ-射线由χ-射线发生器发生，γ-射线首要由放射性同位素取得，常用的放射线Cs。γ-射线的穿透力很强，适合于完好食物及各种包装食物的内部灭菌处理，电子射线的穿透力较弱，一般用于小包装食物或冷冻食物的灭菌，特别适用于对食物的外表灭菌处理。

　　射线辐射对食物的效果分为初级和次级，初级是微生物细胞间质受高能电子射线照耀后发生的电离效果和化学效果，次级是水分经辐射和发生电离效果而发生各种游离基和过氧化氢再与细胞内其它物质效果。这两种效果会阻止微生物细胞内的全部活动，然后导致微生物细胞逝世。

　　食物辐射灭菌的意图不同，选用的辐射剂量也不同，完全灭菌的辐照剂量为25～50kGy，其意图是杀死除芽孢杆菌以外的一切微生物。消毒灭菌的辐射剂量为1～10kGy，其意图是杀死食物中不产芽孢的病原体和削减微生物污染，延伸保藏期。总归，关于不同的微生物，需求操控不同的辐射剂量和电子能量。

　　食物在正常引荐的剂量辐照后其养分成分，如蛋白质、糖类、微量元素及矿物质的丢失很少，但维生素和脂肪对辐照灵敏。维生素经辐照后的丢失程度与食物品种、辐照剂量、温度、氧量及维生素的品种有关，一般来说，脂溶性维生素较水溶性维生素对辐照灵敏。用灭菌剂量比较辐照处理与加热处理食物的水溶性维生素的损坏效果，能够发现两者几乎没有不同，而脂溶性维生素丢失较大，尤以维生素E、K丢失最大。在水溶性维生素中维生素C丢失最大，烟酸丢失最小。脂肪经高剂量辐照后，因氧化反响发生的自由基及其衍生物会促进脂肪的氧化而使其发生酸败变性，导致脂肪的消化吸收率下降。

　　色泽辐照处理对各种食物色素的影响不同。植物性色素对辐照处理较安稳，动物性色素对辐照灵敏。辐照的水解物能导致肌红蛋白和脂肪的氧化，引起褪色。辐照能加深冷冻禽胸肉安稳的赤色或粉赤色，赤色的加深依据于肉的品种、肌肉的类型、辐照的剂量、包装资料的不同而不同。

　　超高压脉冲电场灭菌是选用高压脉冲器发生的脉冲电场进行灭菌的办法。其根本进程是用瞬时高压处理放置在南北极间的低温冷却食物。其机理依据如下假定：细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性构成模型、电解产品效应、臭氧效应等。归纳起来，超高压脉冲电场灭菌效果首要表现在2个方面：

　　(1)场的效果。脉冲电场发生磁场，细胞膜在脉冲电场和磁场的替换效果下，通透性添加，振动加重，膜强度削弱，然后使膜损坏，膜内物质简单流出，膜外物质简单进入，细胞膜的维护效果削弱乃至消失。

　　(2)电离效果。电极邻近物质电离发生的阴阳离子与膜内生命物质效果，然后阻止了膜内正常生化反响和推陈出新进程等的进行。一起，液体介质电离发生臭氧的激烈氧化效果，使细胞内物质发生一系列的反响。经过场和电离的联合效果，杀灭菌体。

　　国内外研讨人员运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、细菌孢子以及苹果汁、香蕉汁、菠萝汁、橙汁、桔汁、桃、牛奶、蛋清液等进行了研讨。研讨结果显现抑菌效果可达4～6个对数级，其处理时刻极短，最长不超越1s，该处理对食物的感官质量不构成影响，其货架期一般都可延伸4～6周。1997年，陈键用22.5kVcm的电场，脉冲50次，使脱脂乳中的99%的大肠杆菌失活。为了进步脉冲的灭菌效果，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，能有效地削减O157:H7大肠杆菌。Hodgins等人用低能脉冲电场处理苹果汁，结果表明：用80kV/cm的电场，脉冲20次，pH3.5，44℃，添加100U/mL乳链球菌素能削减微生物106CFU/mL，维生素C保存97.5%，果胶甲酯酶的活性削减92.1%，橙汁的货架寿数得到延伸，气相色谱显现芳香物质在脉冲前后无显着不同。Mingyu等人处理香蕉汁时也有类似的定论。高压脉冲电场对未过滤的苹果汁、果浆含量高的菠萝汁、桔汁、天冬甜素液的感官特性没有影响，桔汁中的维生素C含量不改动，处理过的苹果汁比新鲜的苹果汁滋味更好。脉冲灭菌与低浓度的灭菌剂如臭氧和H2 O2 结合，灭菌效果将更显着，有望在食物工业中得到运用。

　　脉冲强光灭菌是运用脉冲的激烈白光闪照而使惰性气体灯宣布与太阳光谱附近，但强度更强的紫外线至红外线区域光来按捺食物和包装资料外表、固体外表、气体和通明饮猜中的微生物的成长繁衍。

　　磁力灭菌是将食物放在N极和S极之间，用6000的磁力强度接连摇摆，不需求加热，即可达100%的灭菌效果，对食物的成分和风味无任何影响。日本三井公司将食物放在0.6T磁密度的磁场中，在常温下48h，达100%灭菌效果。磁灭菌可用于饮料、调味品及各种包装的固体食物的灭菌。现在国内已对水、酸奶等制品进行了磁场灭菌的研讨。可是食物中微生物的失活与磁场强度的联系，磁场与食物养分成分变性的联系，磁场能量功率与延伸食物货架期的联系，磁场对食物质量的影响和微生物失活机理等等，现在尚不清楚，还有待于进一步研讨与探究。运用磁场灭菌技能要求食物资料有较高的电阻率，一般大于10•cm，以防资料内部发生涡流效应而导致磁屏蔽。金属包装的食物不能用此法来灭菌。因磁力灭菌对包装资料的要求高，因而约束了其运用规模。

　　紫外线灭菌首要是因为其辐射功用能够损坏有机物的分子结构。微生物受紫外线照耀时最简单受影响的是其体内的蛋白质和核酸。尤其是可诱导DNA中的胸腺嘧啶二聚体的构成，然后按捺DNA的仿制和细胞分裂，乃至使其受伤乃至逝世。波长250～260nm的紫外线灭菌效果最佳，其灭菌效果比近紫外线倍以上。不同品种的微生物抗紫外线的才能不一样，酵母菌和丝状菌抗紫外线的才能比细菌强，病毒和细菌的抗紫外线的才能根本相同。

　　国内外紫外线灭菌的场合首要有食物厂用水的灭菌、液状食物灭菌、固体外表灭菌、食物包装资料灭菌及食物加工车间、设备用具、工作台的灭菌。但在这些场合，对霉菌的灭菌效果较差，常需合作酒精消毒来加强灭菌效果。

　　因为紫外照耀会损坏有机物分子结构，所以会给某些食物的加工带来晦气的影响，特别是含脂肪和蛋白质丰厚的食物经紫外线照耀会促进脂肪氧化、发生异臭，蛋白质变性，食物变色等。此外，食物中所含的有利成分如维生素、叶绿素等易受紫外线照耀而分化，因而紫外线照耀灭菌的运用遭到必定程度的约束。

　　超声波灭菌首要运用空化效果，使液体发生瞬间高温、高压改变，导致细菌逝世，病毒失活，按捺酶的活性[2]。超声波运用于肉制品中时，不只能够按捺酶活性，还能够损坏肉中的溶酶体和结缔组织，起到嫩化效果。

　　二氧化钛光催化曾经用于水解水制氢、讨论光电化学理论、有机组成、矿化有机物及临床抗癌实践。二氧化钛光催化灭菌时，当光照耀到较大聚集体的TiO2 外表时，激起发生光电子和光生空穴对。因为光生电子搬迁速度比光生空穴快得多，所以可将光生电子和光生空穴分隔。光生空穴有很强的得电子才能，这样发生的光生电子-空穴对与细胞壁、细胞膜以及细胞内组分效果，导致酶失活。另一方面光生电子-空穴对与水或水中溶解氧发生效果构成氢氧自由基，它们与细胞壁、细胞膜或细胞内物质效果，使细胞功用单元失活。

　　现在在食物工业范畴中，二氧化钛光催化灭菌技能仅运用于水的处理，其它方面的运用有待于进一步探究。

　　与传统的灭菌技能比较，以上食物灭菌新技能对食物的养分成分、风味、质地、感官影响较小。但单一的灭菌技能尚存在某一方面的短缺或缺乏。因而，为了进一步进步灭菌功率，把对食物的养分成分、风味、感官的有害效果降到最低，运用两种或两种以上的灭菌方法串联或并联运用或与天然灭菌剂合作运用是往后灭菌技能研讨的一个重要方向。

　　臭氧灭菌指经过臭氧分化发生生动氧原子和微生物体内的生理活性物质相互效果，而使细胞生理机能遭到影响。

　　臭氧灭菌是经过臭氧和细菌细胞膜脂类的双键反响，穿入菌体内部，效果于蛋白质和脂多糖，使细胞膜的通透性添加，细胞内物质逸出，然后导致细菌逝世[2]。

　　臭氧氧化力极强，仅次于氟，能敏捷分化有害物质，灭菌才能是氯的600～3 000倍，其分化后敏捷的还原成氧气。运用其功用的臭氧技能在欧美、日本等发达国家早就得到广泛运用，是灭菌消毒、污水处理、水质净化、食物储存、医疗消毒等方面的首选技能。美国华盛顿大学医学研讨人员发现，臭氧能够按捺癌细胞的成长；日本石川岛播麻种工业公司证明，臭氧水有望成为最佳的果树灭菌剂，其灭菌效果显着优于次氯酸钠；我国医学科学院研讨证明，臭氧能够有效地杀灭淋球菌，并且对水中的重金属有分化效果。

　　实验证明臭氧水是一种广谱灭菌剂，它能在极短时刻内有效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、双球菌等一般病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多种微生物。可杀死和氧化鱼、肉、瓜果蔬菜、食物外表能发生异变的各种微生物和果蔬脱离母体后继续进行生命活动的微生物，加快老练乙烯气体，延伸保鲜期。

　　跟着资料科学的开展，各种可用于物料别离的膜相继呈现，膜别离技能已在食物、生物制药等工业生产中得到广泛运用。例如生化物质的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等。膜别离进程依据推动力的不同，大体分为两种。一类是以压力为推动力的膜进程，如超滤、微空过滤、反渗透；另一种是以电力为推动力的膜进程，称为离子交换，如电渗析。一般膜的孔径为0.0001—10斗m，而物猜中的微生物粒子巨细一般在0.5—2恤m，若选用孔径小于微生物巨细的膜，使物料经过膜过滤器进行过滤，则菌体粒子被截留，称之为过滤除菌。膜过滤除菌技能具有耗能少、在常温下操作、适用于热敏性物料、工艺适用性强等长处，其运用远景宽广，现已广泛用于食物、生化、制药、乳品、果汁等的过滤除菌。食物工程中的灭菌技能还许多，如二氧化氯灭菌技能、氯气灭菌技能、电子灭菌技能、加热与加压并用灭菌技能、加热与化学药剂并用灭菌技能、加热与辐射并用灭菌技能、静电灭菌技能等，这些技能正在得以研讨和运用。

　　现在，关于生鲜肉、新鲜果蔬及鲜切蔬菜等热敏食物选用的冷藏、气调包装等灭菌保鲜包装技能，存在灭菌不完全及发生二次污染的问题。

　　低温等离子体冷灭菌技能（CPCS）能够发生多种具有灭菌功用的物质，如活性氧( reactive oxygen species，ＲOS) 、活性氮( reactive nitrogen species，ＲNS) 、带电粒子、紫外光子等。不同的灭菌物质效果于细胞的不同部位构成细胞损坏或许生物体逝世。CPCS 的灭菌机理能够从对细胞的蚀刻效果、细胞膜穿孔与静电搅扰、大分子氧化三个方面解说。

　　CPCS具有效果时刻短、灭菌温度低一级优势。与现在广泛选用的热源灭菌技能比较，CPCS与气调包装( modified atmosphere packaging，MAP) 保鲜技能完美结合。发生灭菌效果的等离子体来源于包装内部气体，对包装产品进行灭菌处理不会发生二次污染、不会发生化学残留，安全性高; 虽然运用的电压十分高，但电流细小、灭菌处理进程很短，不会发生热量、没有温升，且能耗低、操作简洁。因而，CPCS-MAP 技能是食物冷灭菌保鲜包装技能的重要打破[1]

　　除上述冷灭菌新技能外，食物灭菌还有C02灭菌技能、交变磁场灭菌、半导体光催化灭菌等灭菌技能，它们都在食物工业的不同范畴显现出较好的运用价值。

　　与传统的食物加热灭菌比较，冷灭菌能充沛保存食物的养分成分和原有风味，乃至发生某些令人喜欢的特别风味，并且灭菌完全，处理时刻短。不发生毒性物质。但因为有些技能还不老练，实践运用中还遭到较大程度的约束。跟着冷灭菌机理的深入讨论和技能的逐步完善，信任冷灭菌技能将会更多地替代现有的食物热灭菌技能，人们将享遭到质量更好、更安全、更新鲜的食物。[3]

　　[1] 章建浩.黄分明.王佳媚.赵见营.低温等离子体冷灭菌要害技能装备研讨开展.食物科学技能学报.2018 年7 月第36 卷第4期

　　[2] 王贺. 冷灭菌技能在食物加工中的运用[J]. 我国新技能新产品，2012（11）：129.