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1、低温等离子体技术等4种食品杀菌技术为了提高食品的平安性，通常采用热杀菌，但 热杀菌会影响食品的营养及感官品质，甚至可能产 生丙烯酰胺、吠喃等有毒有害物质。超高压、辐 照、超声波、紫外线、臭氧、低温等离子体(lowtemperatureplasma, LTP )等非热杀菌技术 防止了热杀菌的局限，逐渐受到人们的重视。不 过，紫外线、超声波、臭氧等非热杀菌技术通常需 要处理20 60min才能有效降卑微生物的数量，耗 时耗力，而超高压杀菌只能采用软包装材料，限制 了包装形式。01低温等离子体技术(LTP)对食品外表进行杀菌 作为一种新型的非热杀菌技术，LTP具有省时高 效、适用范围广、环境友好等优
2、点，能更好地保持 食品的品质，有效地解决了热敏性食品的杀菌难 题。食品在加工和贮藏过程中易受金黄色葡萄球 菌、单增李斯特菌、大肠杆菌和沙门氏菌等微生物 的污染。LTP被证明对上述微生物有杀灭作用，可用 于热敏性食品杀菌，能够最大限度的维持食品的品 质特性，且省时效率高，不产生残留物，具有广泛 的应用前景。一、在果蔬制品杀菌中的应用微生物和各类酶的存在降低了果蔬制品的食用 平安性，而目前的杀菌保鲜技术还不够完善，使果 蔬制品存在货架期短、不易贮藏等缺点，制约了果 蔬的工业化开展。近年来，LTP技术在果蔬制品杀菌 中的应用逐渐成熟，国内外关于该技术灭活果蔬制 品中微生物的研究报道逐渐增多，为货架期
3、稳定的 果蔬制品开发提供了有效的途径。鲜切果蔬由于营养物质丰富、接触面积增大、 汁液渗出，极易腐败变质，通过以上实例可以看 出，LTP处理抑制了鲜切果蔬中微生物的增长。经 LTP处理后，不同种类鲜切果蔬的杀菌率存在差异， 可能是由于外表液态水或内部组织流出的汁液影响 了 LTP的作用，切片上残留的水分越多，微生物细 胞越容易移动并渗入切片，微生物存活几率越高。鲜切甜瓜的微生物失活率较低，可能是由于其 复杂的网状果皮为细菌附着提供了环境，影响了杀 菌率。另外，鲜切果蔬的质地和硬度能够增强或阻 碍微生物渗透果蔬切片，从而影响杀菌率。LTP杀菌应用于不同品种的果蔬汁时，杀菌效果 存在差异。研究说明，
4、果蔬汁的pH和澄清度影响着 杀菌率，Ikawa发现pH值低于4. 7时，细菌灭活非 常有效，果蔬汁的pH均满足该条件，即LTP应用于 果蔬汁杀菌时效果显著。此外，由于浑浊果蔬汁中含有不均匀的颗粒或 均匀但粘稠的结构，能够抵挡LTP的侵袭，而透明果蔬汁不具备这种结构，因此LTP被认为对透明果 蔬汁杀菌更有效。二、在肉制品及水产品杀菌中的应用肉制品及水产品的营养物质丰富，含有多种 酶，极易腐败变质。近年来，LTP成为肉制品及水产 品杀菌的热门技术之一，最近的一些研究探究了 LTP 对不同肉制品及水产品中微生物的灭活作用。以上研究说明，LTP技术应用于食品杀菌处理 时，对肉制品及水产品的微生物控制具
5、有较大的意 义。从表2可以看出，火腿的杀菌率较低，Song等 认为火腿的粗糙多孔结构为单增李斯特菌的附着和 迁移提供了场所，使得菌体不被暴露在LTP中。 Choi利用LTP处理鲸鱼丝时，发现LTP处理可以降 低蜕鱼丝的水分含量，从而防止就鱼丝变质。三、在乳及乳制品杀菌中的应用乳及乳制品是微生物生长的理想培养基，被微 生物污染的乳及乳制品会导致人类感染布氏菌病、 李斯特菌病等疾病。Kim等利用LTP技术，有效地 减少了牛乳中总需氧菌、大肠杆菌、单增李斯特菌 和鼠伤寒沙门氏菌的数量，提高了牛乳的平安性； Yong等对奶酪进行15kHz、lOmin的LTP处理，大 肠杆菌、单增李斯特菌、鼠伤寒沙门氏
6、菌分别减少 了 3.2、2.1、5. 81og (CFU/g)。这些实例说明， LTP可以通过灭活腐败和致病菌来提高乳及乳制品的在坚果制品杀菌中的应用坚果极易被毒性极强的真菌毒素所污染，威胁人类的健康。研究证明，LTP技术可用于抑制坚果表 面微生物，Basaran等发现，300WLTP处理榛子5min后，寄生曲霉减少了 61og (CFU/g)；处理花 生、开心果20niin后，寄生曲霉分别减少了 4、 5. 51og (CFU/g ) o可能是由于外壳存在差异，内 部真菌污染程度不同，致使寄生曲霉减少量不同。Niemira报道了 LTP杀菌在杏仁中的应用，在549W、47kHz条件下产生LT
7、P,处理20s后，大肠 杆菌在间隔6cm处减少1.341og(CFU/mL),沙门 氏菌在间隔4cm处减少1. 161og (CFU/mL)。五、与其它处理方法结合在食品杀中的应用LTP技术应用于食品杀菌时存在着一定的缺乏,为了到达更好的杀菌效果，最大程度地保证食品的 品质，研究者们致力于将LTP技术与其它处理方法 结合以满足消费者的需求。Umair等将70kV、4min 高电压LTP与15、20kHz、3min超声结合处理胡 萝卜汁，显著降低了胡萝卜汁中酵母菌和霉菌数， 提高了胡萝卜汁的质量。Anna等将LTP处理后的火腿进行14d的冷藏， 结果发现，单增李斯特菌和鼠伤寒沙门氏菌的数量 显著
8、降低，Ziuzina等认为储存时间的延长增加了 活性物质在火腿中的扩散，提高了杀菌率。02高压电场技术在食品加工中的应用高压电场是一种重要的非热加工处理技术，由 于其在处理过程中无热效应，故可应用于热敏性食 品的加工。高压电场技术由于其效率高、能耗小、 无热效应、对食品品质基本无影响等特点，在食品 保鲜领域具有较为广阔的应用前景。目前在食品保 鲜中使用较多的高压电场技术是高压脉冲电场。食品的保鲜主要通过杀菌和灭酶两种方式实 现，高压电场那么主要通过杀菌对食品进行保鲜。目 前，普遍认同的杀菌机理是细胞膜的电穿孔杀菌理 论，即在外加电场作用下，细胞膜跨膜电压逐渐增 加，细胞膜变薄并形成微孔。当跨膜
9、电压继续增加 至超过临界值时，细胞膜发生崩解并导致细胞死、 匚O高压脉冲电场主要应用于对液体或半固体食品 的杀菌保鲜，如牛乳果汁等。丁宏伟使用高压脉冲 电场对牛乳进行杀菌，发现电场强度、温度和脉冲 数都显著影响杀菌效果，且杀菌效果与这三个因素 均呈正相关，最终通过正交试验确定了最优方案（电 场强度为70kV/cm,脉冲数为6,杀菌温度为 70）,在该条件下，乳中的微生物全部被杀灭。此外，赵瑾等使用高压脉冲电场对梨汁进行杀 菌保鲜，发现当电场频率为200Hz,电场强度为 30kV/cm,处理时间为240 ns,温度为10时，梨 汁中的大肠杆菌和酵母菌的数量分别下降4. 6、2. 7 个数量级，并
10、且提高温度可使微生物致死率进一步 提高。陶晓赞等研究了高压脉冲电场对蓝莓汁的杀菌 效果，发现随电场强度和处理时间的增加，脉冲电 场对蓝莓汁中大肠杆菌的杀灭效果增强，并且蓝莓 汁的色泽、风味和营养成分不受影响。03电阻加热杀菌技术在食品加工中的运用电阻加热杀菌技术主要是利用连续流动导电体 液体的电阻热效应来对食品进行加热处理，从而达 到杀菌的目的。从实际应用情况来看，电阻加热杀 菌技术一般被应用在酸性、低酸性的黏性食品和颗 粒食品杀菌操作中。从实际应用情况来看，电阻加热杀菌技术要求 交流电的频率在5060Hz,在交流电频率到达 5060Hz的时候，这个时候其电化学性能到达了一 种十分稳定的状态，
11、交流电的转换频率也会提升。 电阻加热杀菌技术一般适合应用在能用泵输送的、 具备溶解离子盐类且含水量超过30%比例的食品中, 而一些高糖高油高脂肪的食品那么是不适合应用这项 杀菌技术。电阻加热杀菌技术是在连续流动的液体中进行 加热处理，在这个过程中不需要高温热的交换，在 对食品杀菌的过程中不会导致食品营养的流失。同 时，因为这类技术是对物料的整体加热，其渗透性 也会超过微波加热，加热杀菌效果良好。04声动力技术在食品杀菌领域的研究进展目前普遍认可的声动力杀菌机制为超声的空化 作用与声敏剂激活释放氧自由基。与超声波杀菌相 似，声动力技术利用超声波在液体中传播，与液体 发生剧烈的相互作用，使液体内产
12、生压力起伏，导 致出现负压现象。在负压区域，液体中的结构缺陷 即空化核会逐渐长大，形成肉眼可见的微米级气 泡。微小气泡在低频声场稀疏相和压缩相的交互作 用下，发生交替压缩和膨胀直至微泡塌陷，在微泡 塌陷破裂的瞬间，会在极小的区域内释放能量。有研究说明在超声的作用下，声空化温度可以 到达5000K左右，并产生约250MPa的压力。超声 波产生的空化作用一方面作用于细菌，改变细菌细 胞膜的通透性，促进声敏剂进入细胞发挥作用。另一方面，空化作用产生的强冲击波、局部高 温和高液体剪切力作用于声敏剂，刺激声敏剂活化 热解产生自由基。这些自由基与氧发生反响，进而 产生细胞毒性，但只有富集声敏剂的区域才会产
13、生 强杀伤力。而从能量角度来看，声动力技术是一个能量吸 收与释放的电子跃迁过程。超声作用下，声敏剂吸 收能量由基态转化为激发态，当跃迁电子回归基态 时，释放大量能量并作用于周围的氧分子，产生单 线态氧以及羟自由基等一系列ROS物质。超声波激 活声敏剂产生ROS的假设现已通过电子自旋共振检 测技术所证实。声动力作用过程中产生的单线态氧 与自由基等ROS物质的化学性质非常活泼，能够与 目标细胞内的脂质、氨基酸、核酸等生物大分子发 生作用，进而诱导细胞凋亡或死亡。现今已有较多关于声动力技术灭活食源性致病 菌的基础理论研究。一些学者也开始逐步将声动力 技术应用于食品灭菌领域，声动力技术穿透力强、 靶向性好、灭菌效果佳，今后必定可以在各类食品 加工中展现出优异的灭菌性能。此外利用声敏剂的广谱抗菌性，还可以开发一 系列由声敏剂制备的活性抗菌食品包装材料或可食 用薄膜等，取代传统包装材料，到达有效延长食品 货架期的目的。基于声动力技术在食源性致病菌灭 活方面取得的良好研究成果，以及声动力技术在食 品应用领域的初步探索成效，可以看到声动力技术 作为一项新兴技术在食品灭菌领域具有良好的开展 优势与前景。