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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(lái)控制病原體生長(zhǎng)。而對(duì)食品加工來(lái)講，通過(guò)控制病原體所需的營(yíng)養(yǎng)成分，則難以達(dá)到目的，因?yàn)槌貏e情形之外，大多數(shù)食品為病原體生長(zhǎng)產(chǎn)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)。我們還是集中精力通過(guò)水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝控制病原體生長(zhǎng)。

　　通過(guò)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(lèi)物質(zhì)，或通過(guò)特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來(lái)控制病原體的生長(zhǎng)。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(lài)于一種。因?yàn)閱我豢刂葡到y(tǒng)如*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(zhǎng)都有zui低、*、zui高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長(zhǎng)，當(dāng)pH值為 4.6或以下時(shí)可抑制致病菌生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素的，這是我們關(guān)心的主要問(wèn)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(zhǎng)被抑制，仍可存活較長(zhǎng)時(shí)間。pH 是一種抑制病菌生長(zhǎng)的方法，而不能破壞現(xiàn)存的致病菌。但是，在低pH值保持時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，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(kāi)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(jiàn)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(píng)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(zhǎng)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(yú)；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(yú)和腌漬椒，和通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生乳酸來(lái)降低pH的橄欖和甜泡菜。

　　酸化是直接向低酸食品加酸的過(guò)程。目標(biāo)通常為 pH 4.6或更低。這些食品稱(chēng)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(guò)加酸，但zui終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來(lái)加以控制，如冷藏。

　　發(fā)酵是使用某些無(wú)害微生物來(lái)促進(jìn)食品化學(xué)變化的過(guò)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(guò)發(fā)酵產(chǎn)生酸或乙醇有兩個(gè)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(guò)發(fā)酵加工具有*的香味和結(jié)構(gòu)。另一個(gè)目的是食品防腐，如腌漬產(chǎn)品，但這類(lèi)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(guò)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(lái)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?yàn)檗阎械牟糠炙岜挥脕?lái)酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍為4.2，則用來(lái)酸化蔬菜的蕃茄中的酸量沒(méi)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(guò)程以保證zui終pH肯定低于4.6。加工者需對(duì)每批制成品測(cè)試平衡后的pH 。意思是指所有配料達(dá)到自然pH平衡，這對(duì)較大顆粒食品可能需長(zhǎng)達(dá)10天長(zhǎng)的時(shí)間。需經(jīng)幾天達(dá)到平衡pH的產(chǎn)品在這段時(shí)間里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原體的生長(zhǎng)。為加速測(cè)試過(guò)程，可將產(chǎn)品混成均勻糊狀。均質(zhì)含油的食品時(shí)，均質(zhì)前應(yīng)將油除去。另一種方法是在產(chǎn)品加油前測(cè)試pH，因?yàn)橛筒挥绊憐ui終pH。

（二）、測(cè)量pH值

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

　　pH計(jì)可有雙電極，或兩個(gè)功能結(jié)合在一個(gè)電極上的單個(gè)復(fù)合電極。一個(gè)是參比電極，一個(gè)是測(cè)量電極。不用時(shí)，電極應(yīng)浸沒(méi)在蒸餾水或制造商推薦的其它溶液中。每天使用時(shí)應(yīng)用兩種緩沖溶液校正儀器，其中一中pH接近所測(cè)的平衡pH。校正后，電極應(yīng)用蒸餾水沖洗，然后用于測(cè)試。pH計(jì)的操作和校正應(yīng)遵照制造商的說(shuō)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(chēng)為直接酸化，即在生產(chǎn)低酸食品過(guò)程中，在單個(gè)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zui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(duì)經(jīng)批酸化的制成品監(jiān)測(cè)pH所需頻率要比經(jīng)直接酸化的低。這是因?yàn)橹苯铀峄着c缸之間有變化，而批酸化則不然。

　　zui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(gè)原因，一個(gè)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(guó)FDA《酸化食品生產(chǎn)者檢驗(yàn)指南》或其他資料。

（四）、發(fā)酵

　　對(duì)于發(fā)酵食品，判定一個(gè)特定食品是否安全時(shí)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(shí)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(guó)特色食品，。

　　實(shí)際上，發(fā)酵實(shí)在是一種藝術(shù)。一方面需要促進(jìn)好的微生物生長(zhǎng)同時(shí)一方面阻止會(huì)引起腐敗的不良微生物生長(zhǎng)。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(gè)普遍現(xiàn)象就是沒(méi)有消除產(chǎn)酸細(xì)菌的加工過(guò)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(huì)使產(chǎn)品腐敗。

二、控制水分活度

（一）、常見(jiàn)食品的水分活度

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

　　0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施來(lái)控制病原體生長(zhǎng)。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(gè)限定貨架期。對(duì)大部分水分活度在0.6以下食品，有較長(zhǎng)的貨架期，也不需冷藏，這些食品稱(chēng)為低水分食品。

常見(jiàn)食品的水分活度

　　水份較高的食品（水分活度高于0.85 ）的一些例子：

　　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(shí)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(zhǎng)，換言之，它變危險(xiǎn)之前就長(zhǎng)霉變綠了。

　　有些*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(mǎn)足酵母菌和霉菌生長(zhǎng)，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：

　　貨架*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：

　　所以食品按其水分活度可劃分為三類(lèi)。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?yàn)榧庸r(shí)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(yú)、草莓醬、餅干、醬油和面條，開(kāi)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(shuō)不成凍膠----也不能投放市場(chǎng)。這類(lèi)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zui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(kāi)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(yú)

　　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(lèi)型食品的例子有----醬油、果醬和腌魚(yú)，這不需要非常特殊的設(shè)備。對(duì)流體或半流體產(chǎn)品，如醬油或果醬，用配方加工控制。對(duì)固體食品如魚(yú)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。*，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(cè)試其水分活度。

三、化學(xué)抑制劑

　　有時(shí)所選定的食品控制方法不能防止所有的微生物生長(zhǎng)。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(guò)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(duì)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(yú)，通常與鹽和糖混合使用。亞硝酸鹽抑制肉毒梭菌的生長(zhǎng)。

　　鹽也用于阻止病原體生長(zhǎng)，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(guò)有關(guān)部門(mén)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(jiǎn)單----配方。意思是，加工者需對(duì)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(shí)用于控制微生物生長(zhǎng)，但對(duì)腐敗生物體的控制是有限的，不能作為可控制致病菌生長(zhǎng)的單一方法。但通過(guò)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(gè)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(lèi)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)狻⒍趸己脱鯕?。這些氣體都有各自不同功能。

　　氮?dú)馊〈鯕?，因而減弱了需氧腐敗生物的生長(zhǎng)。

　　二氧化碳能使很多微生物致死，破壞腐敗生物以延長(zhǎng)貨架期。

　　氧氣是需氧腐敗生物體生命線(xiàn)。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(zhǎng)，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(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，包裝中使用氧清除劑，在整個(gè)貨架期內(nèi)保持包裝中的氣體。吸收氧氣有利于較長(zhǎng)貨架期產(chǎn)品，因?yàn)榇蟛糠职b對(duì)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(zhǎng)產(chǎn)品的貯存。這類(lèi)包裝用于蔬菜如生菜。當(dāng)植物體呼吸時(shí)，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(zhǎng)貨架期。

　　包裝于油中的產(chǎn)品，不*特殊包裝來(lái)減少氧的存在以制造成一個(gè)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(lèi)稱(chēng)為減氧包裝。使用減氧包裝可防止腐敗生物的生長(zhǎng)，因而延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。同時(shí)還對(duì)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(zhǎng)的產(chǎn)品為病原體生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素提供了更多的時(shí)間。氧濃度低時(shí)，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(zhǎng)。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(duì)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(jìng)爭(zhēng)微生物；在zui終容器中熱處理；在冷凍條件下貯存和銷(xiāo)售。每種控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生長(zhǎng)。

　　真空包裝生肉和禽肉，如同發(fā)酵奶酪，是利用競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)

　　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(zhǎng)的溫度。單獨(dú)通過(guò)真空包裝、部分蒸煮、冷藏保存不能作為*的屏障。因此為產(chǎn)品的安全，在加工、貯存和銷(xiāo)售過(guò)程中必須嚴(yán)格控制冷藏。

通過(guò)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(zhǎng)的方法。溫度為5到46℃是致病菌生長(zhǎng)的危險(xiǎn)范圍。當(dāng)食品處于溫度危險(xiǎn)范圍時(shí)，為使致病菌盡可能不生長(zhǎng)，限制食品在這個(gè)溫度范圍存放的時(shí)間是非常關(guān)鍵的。

一、各類(lèi)微生物生長(zhǎng)溫度范圍：

某些微生物生長(zhǎng)溫度范圍如下表

（一）、冷藏庫(kù)

　　冷藏溫度對(duì)控制致病菌的生長(zhǎng)確實(shí)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(shí)仍可以生長(zhǎng)。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(guò)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(lái)控制溫度，通過(guò)簡(jiǎn)單地檢查產(chǎn)品周?chē)睦鋮s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(shí)間內(nèi)降到正確溫度。

　　如采用風(fēng)冷，通過(guò)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(cè)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(cè)設(shè)備，如溫度記錄儀，zui大溫度顯示溫度計(jì)，高溫警報(bào)器。

（二）、時(shí)間/溫度

　　食品一旦不再冷藏，它要經(jīng)過(guò)細(xì)菌生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期，即食品的溫度升到致病性微生物生長(zhǎng)范圍。開(kāi)始時(shí)，微生物很少生長(zhǎng)或不生長(zhǎng)，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(shí)，而沒(méi)有致病菌顯著生長(zhǎng)的危險(xiǎn)。然后，產(chǎn)品的溫度上升到冷藏以上，致病菌生長(zhǎng)加快，代時(shí)間變短，進(jìn)入對(duì)數(shù)期。 

　　按照通常的計(jì)算方法，食品在微生物繁殖的危險(xiǎn)溫度范圍不得超過(guò)4小時(shí)，這是正常合理的時(shí)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(zhǎng)繁殖的速度不同。所以，產(chǎn)品能夠在危險(xiǎn)范圍安全停留的zui長(zhǎng)時(shí)間取決于兩種條件：存在的致病菌種類(lèi)和食品適合致病菌生長(zhǎng)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(shí)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。食品驗(yàn)收員判定嚴(yán)重時(shí)間/溫度失控時(shí)，也可以應(yīng)用這些參數(shù)。

　　在加工過(guò)程中對(duì)時(shí)間和溫度的控制比冷藏復(fù)雜，需要掌握產(chǎn)品對(duì)時(shí)間和溫度的要求。這可以通過(guò)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(shí)間，監(jiān)測(cè)冷卻間的溫度，或監(jiān)測(cè)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(guò)程中很長(zhǎng)時(shí)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(duì)與有關(guān)冷凍過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)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(duì)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(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)的有效方法。對(duì)于直接食用或不經(jīng)過(guò)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(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。請(qǐng)記?。号胝{(diào)過(guò)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：?jiǎn)魏思?xì)胞增生性李斯特菌在烹調(diào)過(guò)程中依然存活。另外，芽胞在烹調(diào)過(guò)程中存活，當(dāng)產(chǎn)品溫度下降到46℃以下時(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)。同時(shí)食品在冷卻過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)槭值慕佑|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(guò)程能夠*破壞可能在冷卻過(guò)程中生長(zhǎng)的芽胞，并確保在冷卻過(guò)程中食品不會(huì)受到二次污染，冷卻過(guò)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(guò)程。

　　有時(shí)人們有一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為將食品冷藏起來(lái)就可以阻止微生物生長(zhǎng)。當(dāng)冷卻大量熱的食品時(shí)，就可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，有時(shí)甚至長(zhǎng)達(dá) 36 個(gè)小時(shí)，才能將食品冷卻到能抑制病原體生長(zhǎng)的溫度。

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

　　60℃----21℃ 2 小時(shí)內(nèi) 

　　21℃----5℃ 4 小時(shí)內(nèi)

　　首先，在2小時(shí)內(nèi)將溫度從60℃降至21℃。在這段時(shí)間里，溫度必須迅速地降下來(lái)，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度范圍內(nèi)繁殖非常迅速。這個(gè)溫度目標(biāo)達(dá)到以后，需要再花費(fèi) 4 小時(shí)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(zhǎng)處于停滯期。

（五）、迅速冷卻

　　普通商業(yè)冰箱或移動(dòng)冷藏室通常是為了按設(shè)定的冷藏溫度來(lái)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(lái)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(lèi)而定。舉例如下：

• 2-4 英寸深的淺盒容器可以用來(lái)冷卻熱的食品。容器應(yīng)該分開(kāi)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?yàn)闇锌赡芤绯觥＠洳乜臻g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zui為有效。冷卻裝有熱食品的容器時(shí)，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(shí)留一個(gè)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(lái)，加速冷卻過(guò)程，同時(shí)還能防止上面掉東西。 

• 對(duì)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(yú)色拉，如果所用的原料蛋黃醬、罐裝金槍魚(yú)洋蔥丁、芹菜沒(méi)有提前經(jīng)過(guò)冷藏處理，那么金槍魚(yú)色拉如要滿(mǎn)足4小時(shí)規(guī)則將要花費(fèi)很多時(shí)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zui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(gè)好辦法。 

• 對(duì)于大多數(shù)食品來(lái)說(shuō)，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(duì)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zui適用于液體。

　　另一種快速降低溫度的辦法是攪拌食品。一個(gè)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(huì)混入食品中。同樣這種辦法也zui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。*的問(wèn)題是一定要弄清楚配方中規(guī)定需要加水。

　　在室溫下對(duì)裝在大容器內(nèi)的食品進(jìn)行預(yù)冷不是一個(gè)很安全的做法，在這種情況下，食品的溫度將有很長(zhǎng)一段時(shí)間停留于微生物生長(zhǎng)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(gè)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(lái)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(chǎng)

　　大型公用機(jī)構(gòu)或加工工廠(chǎng)和飲食服務(wù)在操作上同樣面臨著食品冷卻問(wèn)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(méi)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)?；蚴称芳庸S(chǎng)。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(lèi)袋內(nèi)，通過(guò)將這些袋子放進(jìn)滾動(dòng)式冷卻器內(nèi)將其在冰水中滾動(dòng)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(lái)。

　　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(shí)冷卻下來(lái)，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(chǎng)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(dòng)的生產(chǎn)線(xiàn)。他們使用率的冷風(fēng)或液體二氧化碳或氮來(lái)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(lái)冷卻液體，如在巴氏消毒后冷卻牛奶和果汁。這一過(guò)程是將未加工產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)緊連著放置于巴氏消毒生產(chǎn)線(xiàn)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(lái)說(shuō)，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(wèn)題。

（八）、溫度計(jì)

　　本部分闡述了食品溫度的重要性?，F(xiàn)在我們來(lái)討論一下監(jiān)控溫度的設(shè)施。zui常用的是雙金屬帶金屬柄的溫度計(jì)，也就是通常說(shuō)的溫度盤(pán)，它一般有５英寸長(zhǎng)用來(lái)監(jiān)測(cè)很厚的食品或裝在很深的容器內(nèi)的食品。為了得到的數(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(zhǎng)的時(shí)間。這類(lèi)溫度計(jì)度一般為±0.5℃ 。一些雙金屬溫度計(jì)的刻盤(pán)后面有校準(zhǔn)螺母，沒(méi)有校準(zhǔn)螺母的溫度計(jì)不能校正。

　　溫度計(jì)應(yīng)校準(zhǔn)到被測(cè)量的溫度范圍。使用下面的方法可測(cè)量低溫。將碎冰和水裝入容器，把溫度計(jì)放進(jìn)去使水沒(méi)過(guò)凹點(diǎn)，但溫度計(jì)不能接觸到容器的底，保持大約十分鐘，此時(shí)刻度盤(pán)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(jì)用來(lái)監(jiān)測(cè)高溫，應(yīng)進(jìn)行沸點(diǎn)檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)沸點(diǎn)的沸水將代替上述的冰水。

　　數(shù)字溫度計(jì)可以當(dāng)做刻盤(pán)溫度計(jì)來(lái)使用，優(yōu)點(diǎn)是讀取結(jié)果更快捷。這類(lèi)溫度計(jì)不能校準(zhǔn)。

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

　　顯示zui高溫度的溫度計(jì)用來(lái)記錄一個(gè)產(chǎn)品或地方所能達(dá)到的zui高溫度，它將保持所測(cè)量到的zui高溫度直至被消除，就象我們使用的體溫計(jì)。這種溫度計(jì)zui常用于洗碗機(jī)的zui終消毒溫度。它也可以用于監(jiān)控冷藏和運(yùn)輸過(guò)程中的溫度，但它不能提供該溫度持續(xù)的時(shí)間。

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

　　型的溫度計(jì)之一是紅外溫度計(jì)，此溫度計(jì)可以在不接觸食品的情況下而測(cè)量食品表面的溫度，其度為 ±0.5 ℃。當(dāng)測(cè)量冷藏食品時(shí)應(yīng)該先將溫度計(jì)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(jì)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)直觀(guān)，不會(huì)發(fā)生交叉感染，用完后不用清洗。但它只能用來(lái)測(cè)量表面溫度，而不能用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)部溫度。

　　還有一種時(shí)間溫度顯示器。這類(lèi)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，度很好，通常在± 0.5℃之內(nèi)。主要用途就是檢測(cè)熱水洗碗機(jī)的zui終殺菌溫度，另一用途是是在加工過(guò)程中確認(rèn)未加工的產(chǎn)品和已加工的產(chǎn)品沒(méi)有混合。但是，這種溫度計(jì)不能顯示記錄的溫度所持續(xù)的時(shí)間，

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

通過(guò)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(zhǎng)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(guò)程。首先介紹有關(guān)熱向食物傳遞熱的兩種主要形式。*種是傳導(dǎo)傳熱，熱是緩慢地由一個(gè)粒子向下一個(gè)傳遞，首先是容器被加熱，然后將熱傳遞給食物，食物受熱zui慢的點(diǎn)通常是離熱源zui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zui慢。另一種熱傳遞較快的形式叫對(duì)流傳熱，熱傳導(dǎo)方式通過(guò)容器壁，當(dāng)食物受熱時(shí)，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(duì)流傳熱只能在食物能夠流動(dòng)時(shí)才能進(jìn)行，如液體或固液混合體類(lèi)的食物，如湯罐頭或青豆罐頭。對(duì)流傳熱的冷點(diǎn)一般在液體上下流動(dòng)的交叉點(diǎn)，對(duì)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(duì)流。通過(guò)外力促使食物搖動(dòng)，搖動(dòng)或晃動(dòng)加快了自然的對(duì)流過(guò)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(lái)對(duì)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(jì)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(guò)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(lèi)，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(lèi)(芽胞或營(yíng)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(duì)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?yàn)樗鼈兪軣岣佟?/SPAN>

　　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(gè)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(duì)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(lèi)(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(shí)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(wú)論那一種的耐熱性，都無(wú)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(huì)同時(shí)死亡的原因。而且，一種致病菌的數(shù)千個(gè)細(xì)胞放在一個(gè)食品罐中，它們受到相同的熱處理，仍然不會(huì)同時(shí)死亡，這是因?yàn)橄嗤N的致病菌個(gè)體的差異。如同每一種生物，一些強(qiáng)壯，一些較弱，知道對(duì)食物的加熱量來(lái)滅活其中的致病菌和一些方法來(lái)預(yù)測(cè)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(lái)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zui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(cāng)內(nèi)，水可以通過(guò)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(shí)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(duì)預(yù)煮設(shè)備如果不控制預(yù)煮的溫度和時(shí)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(lái)防止耐熱菌的生長(zhǎng)。

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

　　因?yàn)榇罅坑糜谏虡I(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(shí)間通過(guò)設(shè)備傳動(dòng)的速度來(lái)控制，這可以通過(guò)某一產(chǎn)品從進(jìn)到出的時(shí)間來(lái)進(jìn)行核查，同樣可以通過(guò)計(jì)算設(shè)備的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行檢查。

二、巴氏消毒法

　　巴氏消毒法通常用來(lái)殺滅那些在正常儲(chǔ)藏條件下可以生長(zhǎng)的致病菌的營(yíng)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(chǎng)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(gè)過(guò)程是用來(lái)滅活對(duì)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（zui耐熱的非芽胞致病菌）。巴氏滅菌奶是通過(guò)冷藏的方式進(jìn)行銷(xiāo)售，非真空包裝。因此，那些生長(zhǎng)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(duì)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(duì)象菌，殺菌過(guò)程殺滅所有致病菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，但對(duì)A型的肉毒梭菌無(wú)效，因?yàn)樗蜔?，但可以通過(guò)冷藏控制A型肉毒梭菌，因?yàn)樗鼰o(wú)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(lái)殺滅霉菌和酵母，這些微生物都有可能生長(zhǎng)并產(chǎn)生腐敗。對(duì)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(zhǎng)由于食品中酸或糖的存在而受到抑制。

　　部分這類(lèi)產(chǎn)品并不采用巴氏消毒來(lái)殺滅霉菌和酵母，而是在冷藏條件下銷(xiāo)售。當(dāng)前，未經(jīng)巴氏消毒的蘋(píng)果汁中的有些與致病性大腸桿菌有關(guān)的問(wèn)題已經(jīng)改變了我們通常對(duì)這類(lèi)或相似產(chǎn)品的顯著危害的觀(guān)點(diǎn)。不再僅僅考慮在貯藏和銷(xiāo)售中可能繁殖的致病菌，同樣考慮那些可能簡(jiǎn)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(wèn)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(duì)象為創(chuàng)傷弧菌，它對(duì)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(gè)危害，去殼的牡蠣通過(guò)冷藏銷(xiāo)售，具有相對(duì)較短的貨架期，因?yàn)楫a(chǎn)品是生的，腐敗微生物和大量存在成為病原菌的競(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(duì)致病菌的生長(zhǎng)形成了障礙。

　　有些巴氏滅菌系統(tǒng)用來(lái)處理液體產(chǎn)品，如奶和果汁，另一些是用來(lái)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(guò)一個(gè)蒸汽通在夾層內(nèi)壁之間的夾層鍋對(duì)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(duì)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(lái)確保夾層內(nèi)不存在死角，比如出品閥，在這個(gè)區(qū)域里牛乳與空氣分離而沒(méi)有受到足夠的熱處理。

乳制品的巴氏殺菌

　　乳制品的巴氏殺菌過(guò)程被稱(chēng)做低溫長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程，時(shí)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(gè)zui低的殺菌過(guò)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(jì)，而且在牛乳上面的空間要裝指示式的溫度計(jì)。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(gè)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(gè)系統(tǒng)恢復(fù)供電時(shí)重新進(jìn)行殺菌。原料乳被一個(gè)小的提升泵從平衡罐里抽出，通常使用不會(huì)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(gè)熱回收段里原料乳從已經(jīng)被殺菌過(guò)的牛乳中吸收熱量。原料乳與已經(jīng)消毒過(guò)的牛乳被一個(gè)薄薄的不銹鋼片隔開(kāi)。熱的原料乳通過(guò)定時(shí)泵來(lái)傳遞，它是一個(gè)已經(jīng)校準(zhǔn)和密封的，以設(shè)定的流速來(lái)傳送牛乳的泵。定時(shí)泵必須是一正排量泵，而且它可以當(dāng)作均質(zhì)器。定時(shí)泵使原料乳通過(guò)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(shí)，原料乳就離開(kāi)熱交換段，進(jìn)入到一個(gè)收集管里，這是一個(gè)連續(xù)不斷朝上傾斜的管子。以預(yù)設(shè)的定時(shí)泵速度，讓牛乳流過(guò)收集管管長(zhǎng)，獲得設(shè)定殺菌時(shí)間。在管子的末端牛乳的溫度能自動(dòng)測(cè)量。假如管子末端的溫度計(jì)顯示溫度在巴氏殺菌溫度之上時(shí)，就可以確定牛乳在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)已經(jīng)經(jīng)過(guò)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(huì)限制管的直徑，使流速加快，縮短殺菌過(guò)程。

　　除了指示溫度計(jì)外，溫度控制記錄儀也能測(cè)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zui低溫度或之上，這個(gè)閥門(mén)就一直打開(kāi)。如果沒(méi)達(dá)到zui低溫度，閥門(mén)就關(guān)上，迫使殺菌不*的牛乳返回到平衡罐里。導(dǎo)流閥的位置（開(kāi)或關(guān)）自動(dòng)記錄在的溫度記錄紙上。

　　從定時(shí)泵出來(lái)的消毒乳仍然有壓力，然后通過(guò)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(kāi)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(guò)在熱交換器回收段原料乳段安置定時(shí)泵，這種壓力差就有保證了。保證經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的消毒奶不會(huì)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(duì)比較小，而且當(dāng)有足夠的反壓時(shí)泵就會(huì)打滑，象離心泵，這種方法不會(huì)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(huà)，傳感器必須促使調(diào)壓泵關(guān)閉，定時(shí)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?yàn)樵谶@種情況下，在消毒乳側(cè)就沒(méi)有壓力產(chǎn)生。

　　當(dāng)牛乳離開(kāi)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。zui后，牛乳流到消毒乳貯存罐里，這個(gè)系統(tǒng)的zui高點(diǎn)必須存在空氣敞開(kāi)點(diǎn)，來(lái)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?xún)?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(dòng)，夾層內(nèi)熱水或蒸汽與產(chǎn)品逆流著。流速、管長(zhǎng)、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(huì)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zui低。除了刮板運(yùn)動(dòng)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(lèi)型的加熱方式必須根據(jù)由蒸汽帶來(lái)的水量，不斷調(diào)整，或用其它方法來(lái)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(gè)大的水槽，一個(gè)為了加熱蟹肉罐頭，另一個(gè)用于冷卻蟹肉罐頭用。

　　因?yàn)檫@種殺菌過(guò)程對(duì)殺滅Ａ型肉毒梭菌和其它類(lèi)型的腐敗菌無(wú)效，而以食品在完成巴氏殺菌后要盡快地冷卻到某一個(gè)溫度之下，抑制Ａ型肉毒梭菌和其它殘存微生物的活動(dòng)，盛冰水或冷卻水的第二個(gè)罐就是為了達(dá)到這個(gè)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(zhǎng)。

　　為正確地控制這個(gè)殺菌過(guò)程，需要在熱水浴鍋里安裝有溫度指示記錄儀和一個(gè)計(jì)時(shí)器。這個(gè)系統(tǒng)與其它已經(jīng)討論過(guò)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(shí)，至少應(yīng)檢查一至兩個(gè)經(jīng)過(guò)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zui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(gè)系統(tǒng)中，容器在一個(gè)連續(xù)的皮帶上輸送通過(guò)蒸汽和熱水噴射逐漸加熱，然后用水噴射冷卻。其加工過(guò)程由傳送帶的速度來(lái)決定。這種控制主要是對(duì)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(gè)可以加熱的盛水容器，使它產(chǎn)生蒸汽，來(lái)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(shí)，致病菌的生長(zhǎng)就得到了抑制。低于這個(gè)溫度，致病菌就有可能繁殖，控制這個(gè)工序的辦法是定時(shí)檢測(cè)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(duì)產(chǎn)品的安全性而言，保持合適的溫度并不是一個(gè)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(zhǎng)條件的范圍內(nèi)。

四、高壓熱力殺菌

　　zui后一種熱處理形式稱(chēng)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(guò)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(gè)溫度蒸汽或水應(yīng)處在很高的大氣壓下面。因?yàn)槊科椒接⒋?5磅的壓力下才能達(dá)到121℃這個(gè)溫度。

　　高壓殺菌是在一個(gè)可以耐受很高壓力的容器內(nèi)進(jìn)行，它的實(shí)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(wú)菌食品。這就是說(shuō)成品中所有在正常非冷藏條件下貯藏能夠生長(zhǎng)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(wú)菌，但是耐熱的腐敗性生微生物有可能存活下來(lái)。對(duì)加工者而言，與其說(shuō)這是一個(gè)公共健康的問(wèn)題，不如稱(chēng)其為一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)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zui低熱力殺菌。這種殺菌通常將肉毒梭菌A型的芽胞作為對(duì)象菌，因?yàn)樗鼈兪撬兄虏【衵ui耐熱的。

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

　　高壓蒸汽是zui常用的熱介質(zhì)，但同樣可使用高壓過(guò)熱水，蒸汽和空氣的混合氣體，因?yàn)檎羝莦ui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(shí)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(guò)空氣冷卻。

　　在殺菌中需要考慮的zui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(yàn)；確定容器中冷點(diǎn)的加熱速率──這被稱(chēng)為熱穿透試驗(yàn)；同時(shí)，確定每一個(gè)罐頭都與加熱介質(zhì)（蒸汽、水或蒸汽／空氣）接觸并在設(shè)計(jì)的溫度之上──這稱(chēng)為熱分布試驗(yàn)。

　　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*步就是確定對(duì)象致病菌的耐熱性。多年來(lái)科研人員對(duì)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(duì)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(yàn)研究?jī)H適用在試驗(yàn)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(chēng)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(huì)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(lái)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?yàn)樗档彤a(chǎn)品對(duì)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(guò)預(yù)煮以后有些產(chǎn)品組織更緊密，降低了傳熱，經(jīng)過(guò)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(duì)流，加熱同樣降低。容器在殺菌鍋中的位置：對(duì)某些產(chǎn)品這同樣會(huì)影響對(duì)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(wú)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?。汗揞^越大，加熱越慢，特別對(duì)傳導(dǎo)型的產(chǎn)品。罐頭的形狀同樣可以影響對(duì)流。

　　旋轉(zhuǎn)式熱處理中的頂隙：頂隙越小，傳熱越慢，因?yàn)閷?dǎo)致通過(guò)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的頂隙球較小。

　　熱穿透試驗(yàn)經(jīng)常通過(guò)接種試驗(yàn)來(lái)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(yàn)觀(guān)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(lái)建立。有些產(chǎn)品需要特殊的方法來(lái)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(shí)，正研究新技術(shù)以保證食品的微生物安全，同時(shí)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(chǎng)、脈沖光、紫外線(xiàn)、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zui近幾年。盡管這些新技術(shù)以及其它方法看起來(lái)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(shí)際生產(chǎn)。因此在現(xiàn)有食品加工中采用上述新技術(shù)時(shí)，必須理解每個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和由那些要求。

一、輻照

· 伽瑪射線(xiàn)

· 加速電子

· 輻射消毒（滅菌）

· 針對(duì)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(lái)描述一個(gè)產(chǎn)品暴露在離子射線(xiàn)下的常用術(shù)語(yǔ)。

1．伽瑪射線(xiàn)和加速電子射線(xiàn)

　　我們可能熟悉的一些普通形式的離子射線(xiàn)有Ｘ－射線(xiàn)，微波和紫外線(xiàn)，這些射線(xiàn)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(xiàn)，伽瑪射線(xiàn)和加速電子射線(xiàn)。這兩種射線(xiàn)在消滅和減少食品中的微生物方面有著實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。

　　美國(guó)FDA已批準(zhǔn)對(duì)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(yǔ)，輻照也不例外。KILOGRAY是個(gè)用于食品加工業(yè)中描述輻照量值的術(shù)語(yǔ)。

　　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(lèi)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(xiàn)消滅它們。

　　一般而言：

· 芽胞比繁殖體對(duì)輻照更有抵抗性。

· 革蘭氏陽(yáng)性菌比革蘭氏陰性菌對(duì)輻照更有抵抗性。

· 酵母比霉菌對(duì)輻照更有抵抗性。

· 微生物在生長(zhǎng)期時(shí)對(duì)輻照更敏感。

· 生物體對(duì)輻照的敏感性在無(wú)氧時(shí)更大。

· 高蛋白食物和干燥食品能對(duì)微生物抵抗輻照提供更多的保護(hù)作用。

　　輻照過(guò)程必須科學(xué)地設(shè)計(jì)以保證用zui少量的射線(xiàn)的減少微生物。

2．輻射消毒（滅菌）

　　輻射消毒（滅菌）類(lèi)似商業(yè)無(wú)菌。食品暴露在30～40千戈瑞之間的射線(xiàn)水平下被認(rèn)為是商業(yè)無(wú)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(chēng)為針對(duì)性輻射殺菌，類(lèi)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(gè)過(guò)程稱(chēng)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(xiàn)和加速電子。伽瑪射線(xiàn)輻照是用鈷60或銫137作為射線(xiàn)源來(lái)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(xiàn)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(gè)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(xiàn)進(jìn)來(lái)。自外運(yùn)來(lái)的食品，送到周?chē)┞斗派湓戳系墓潭ㄎ恢?。?duì)暴露的食品射擊線(xiàn)量值由對(duì)伽瑪射線(xiàn)源暴露的單位部分的存放時(shí)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(gè)單元被用來(lái)設(shè)計(jì)以處理一盤(pán)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(huì)從地下室移上來(lái)在要處理食品的周?chē)?/SPAN>

　　伽瑪射線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于伽瑪射線(xiàn)事實(shí)上可以穿透所有材料并且能完成對(duì)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(xiàn)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(shí)間，輻照源的定位和產(chǎn)品裝運(yùn)方式，鈷60隨時(shí)間衰變，要確定產(chǎn)品暴露時(shí)間必須計(jì)算這種輻照源衰變期。zui后，必須正確處理對(duì)射線(xiàn)敏感的可見(jiàn)指示器具和劑量?jī)x器，并作為公司質(zhì)量保證計(jì)劃的一部分。

　　伽瑪射線(xiàn)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(jì)用作連續(xù)操作且無(wú)法關(guān)掉輻照源。伽瑪射線(xiàn)系統(tǒng)很貴且有輻照源的處理，安全和有關(guān)環(huán)境的問(wèn)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(xiàn)設(shè)備應(yīng)用廣泛，他們適合處理單個(gè)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(xiàn)儀-----以具體部位為目標(biāo)。這種方法暴露在射線(xiàn)敏感區(qū)域的射線(xiàn)zui少。當(dāng)不用時(shí)，可以關(guān)掉電子束，且不存在處理有關(guān)危害廢物的問(wèn)題。

　　然而，象伽瑪輻照過(guò)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(duì)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(guò)程對(duì)許多類(lèi)型的食品不適合。

　　一些食品由于會(huì)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(xiàn)，也不能在電子束下。所需的營(yíng)養(yǎng)成分的丟失也是個(gè)問(wèn)題，尤其是維生素B1對(duì)射線(xiàn)非常敏感。輻照能導(dǎo)致射線(xiàn)副產(chǎn)品的產(chǎn)生，稱(chēng)為射線(xiàn)性化合物。這些副產(chǎn)品被認(rèn)為是食品添加劑，必須評(píng)估其是否安全。

　　zui后，食品使用輻照要求被輻照的食品通過(guò)標(biāo)簽或其它適當(dāng)?shù)貥?biāo)識(shí)說(shuō)明經(jīng)過(guò)輻照。

二、高強(qiáng)度脈沖光

· 由惰性氣體燈產(chǎn)生的快速?gòu)?qiáng)光

· 百萬(wàn)分之一秒

· 通過(guò)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(guò)在能量?jī)?chǔ)存器中相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間（幾分之一秒）的貯存而在短時(shí)間內(nèi)（百萬(wàn)分之一或千分之一秒）的釋放而積累電子能量得到多級(jí)能量的光。貯存的能量脈動(dòng)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(zhǎng)，是海平面日光強(qiáng)度的20000倍，大多數(shù)脈沖光屬可見(jiàn)光范圍。由于脈沖光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，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(lái)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(xiàn)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(guò)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?/SPAN>J）/cm2來(lái)測(cè)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(gè)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(shuō)明，并且在以下條件允許應(yīng)用脈沖光：

　　(a）射線(xiàn)源由設(shè)計(jì)好的氙燈組成發(fā)射多級(jí)射線(xiàn)，波長(zhǎng)為200到1100nm，且脈沖周期不長(zhǎng)于2毫秒（千分之一秒）；

　　(b)用來(lái)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)zui低處理；

　　(d)總的累積處理量應(yīng)不超過(guò)12.0J/cm２ 。

　　根據(jù)提供給FDA食品添加劑申請(qǐng)資料，表明在具體條件下的應(yīng)用脈沖光不會(huì)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(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值的顯著減少。

　　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?/SPAN>FLUENCE）與燈束（CURRENT），用硅光電二極管以測(cè)量閃光燈打開(kāi)時(shí)光的紫外線(xiàn)強(qiáng)度來(lái)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(shí)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(wèn)題。正常設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用來(lái)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(chǎng) 

· 應(yīng)用于食品的高電壓

· 應(yīng)用在短時(shí)電擊中的電壓

· 在冰點(diǎn)或室溫中處理食品

· 于灌注食品

· 破壞微生物的細(xì)胞壁

　　高強(qiáng)度脈沖電子場(chǎng)（PEF）：包含應(yīng)用將食品置于兩個(gè)電極間高壓的短時(shí)電擊。高壓要求過(guò)程通過(guò)建立一個(gè)蓄電器貯存電能，然后釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)。在入口周?chē)蚶鋷?kù)存溫度下進(jìn)行處理，不超過(guò)1秒，且因?yàn)槭澄锛訜岫サ哪芰縵ui少。這個(gè)過(guò)程更適合于灌制食品。決定微生物失活是因?yàn)殡娮訄?chǎng)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(gè)過(guò)程不會(huì)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(guò)程條件由食品特性決定。對(duì)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(chǎng)峰強(qiáng)度（KV/cm）（千伏每厘米），脈沖周期（微秒），脈沖數(shù)量，zui初溫度，zui高處理溫度，有關(guān)微生物種類(lèi)和微生物接種。在處理中加工溫度的增加看來(lái)能加大微生物的死亡。

　　PEF對(duì)生長(zhǎng)的致病菌和腐敗的有機(jī)體zui有效，但消滅孢子要求用高電壓長(zhǎng)時(shí)間處理。研究表明PEF有助于延長(zhǎng)對(duì)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(chǎng)已在世界許多國(guó)家開(kāi)始研究。在美國(guó)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(duì)液體及灌制食品進(jìn)行微生物處理。FDA審查過(guò)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(chǎng)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

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

　　在食品中運(yùn)用高強(qiáng)度電子場(chǎng)殺滅微生物，還需要經(jīng)過(guò)對(duì)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(lèi)、原料帶菌情況、待處理產(chǎn)品的特性、產(chǎn)品的儲(chǔ)存運(yùn)輸處理?xiàng)l件和*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(shí)施條件將是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵因素。

四、紫外線(xiàn)

· 空氣和表面消毒

· 液體的巴氏消毒

　　紫外線(xiàn)是一些食品在巴氏消毒水平上的另一種過(guò)程，許多年來(lái)把紫外線(xiàn)用作空氣和表面消毒。

　　根據(jù)波長(zhǎng)可基本分為三種形式的紫外線(xiàn)：長(zhǎng)波、中波和短波。所有紫外線(xiàn)波長(zhǎng)都比可見(jiàn)光短且不能被人看見(jiàn)。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(xiàn)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(shí)間和強(qiáng)度來(lái)決定。

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

　　對(duì)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(duì)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(guò)程被限制用于透明液體。

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(wú)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(guó)人像Hitt（1899）和Bridgman（1914）就對(duì)保鮮食品的壓力過(guò)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(lái)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(mǎn)水的容器內(nèi)于高壓下１－２０分鐘的時(shí)間。一些食品如桔子汁可能在壓力室內(nèi)批處理，然后無(wú)菌灌裝預(yù)先消毒的包裝內(nèi)。

　　高壓過(guò)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(dòng)可能增強(qiáng)，高壓加工本身對(duì)食品腐敗有機(jī)體沒(méi)有影響。整個(gè)水果或蔬菜可能通過(guò)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(duì)高壓敏感。高壓加工必須考慮微生物的種類(lèi)、產(chǎn)品特性、理想的過(guò)程（巴氏殺菌或商業(yè)消毒）和產(chǎn)品銷(xiāo)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(duì)生長(zhǎng)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(duì)高壓不會(huì)失活，而要另外加熱或其他一些作用以達(dá)殺死的高水平。

六、歐姆加熱

· 加熱通過(guò)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(wú)限制

· 在產(chǎn)品中無(wú)大的熱梯度

· 由產(chǎn)品的傳導(dǎo)性及加熱的剩余時(shí)間控制的加熱

· 加熱殺死微生物

　　歐姆加熱和無(wú)菌微粒處理繼續(xù)使用測(cè)試熱處理致死微生物體的方法的時(shí)間，同時(shí)用加熱產(chǎn)品的新方法和過(guò)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*無(wú)限制且加熱的程度由通過(guò)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(shí)間控制。由于大多數(shù)實(shí)際的目的產(chǎn)品在加熱時(shí)沒(méi)有經(jīng)歷大的溫度梯度且液體與顆粒同時(shí)被加熱。

　　歐姆加熱無(wú)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(wú)菌系統(tǒng)與其它任何一種無(wú)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(dòng)，液體載體不需過(guò)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(guò)程相似。然而在設(shè)計(jì)歐姆加熱過(guò)程時(shí)，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(guò)程的商業(yè)應(yīng)用期間被決定和控制。產(chǎn)品的流速對(duì)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(jì)考慮具體產(chǎn)品成功的殺滅微生物的食品歐姆過(guò)程要求在歐姆過(guò)程上的嚴(yán)格控制。應(yīng)該由有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)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(duì)過(guò)程是關(guān)鍵的其它任何因素。

　　然而歐姆加熱對(duì)那些希望生產(chǎn)高體積、高價(jià)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(guò)程的酸性和冷藏食品應(yīng)提供承諾。

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(guó)和其他國(guó)家這種方法處理飲用水也有多年。臭氧另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，不象氯，在處理的水中無(wú)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(lái)消毒新鮮水果和蔬菜尚未被FDA認(rèn)可。