近年來, 在花粉行業中產品質量標準的不斷改進, 消費者對產品色、香、味及營養價值的要求也不斷提高。因此, 生產廠家必須考慮滅菌前后花粉產品的成分、質構等變化盡可能小,同時考慮滅菌方式對人體的安全性。隨著科技進步, 新的滅菌方法不斷涌現, 本文主要對其原理與應用作介紹。
1 化學方法殺菌
1.1 環氧乙烷熏蒸法
環氧乙烷可以殺滅各種微生物, 包括細菌繁殖體、芽孢、病毒和真菌孢子, 是種廣譜滅菌劑。般認為是由于它能與微生物的蛋白質、DNA 和RNA 發生非特異性烷基化作用。環氧乙烷液體的沸點10.8℃, 適用于忌熱物品的常用滅菌法; 但是它會污染環境, 污染產品。根據際環保條約, 蒙特利爾議定書, 發達家2005年禁止使用, 到2015年全部禁用。
1.2 乙醇滅菌
乙醇滅菌是又常規滅菌方法。薛育梅采用定濃度的乙醇對花粉進行滅菌處理, 滅菌效果極佳。她采用的乙醇濃度如下: X% = 75%[(1- A%)/1-0.0167A)], 其中, X% 為滅菌時采用的乙醇濃度,A%為滅菌前花粉粉末的含水量。
1.3 蜂膠滅菌
蜂膠具有顯著的抗菌、防霉、防腐、抗氧化作用和醫療、保健作用而受到人們的廣泛關注。劉敬濤、夏平開都曾采用蜂膠溶液對花粉進行滅菌, 具有較好滅菌效果。
2 熱壓殺菌
熱壓殺菌通過加壓加熱使微生物蛋白質凝固或熱力透入細胞膜使之脹裂出漿死亡。它可分為“巴氏殺菌” 法、高溫殺菌法、超高溫殺菌法。“巴氏殺菌”法是在100℃以下的低溫殺菌法, 加熱介質常用熱水。費笛波采用巴氏滅菌, 在80～85℃處理花粉l5 min, 其滅菌效果與輻照滅菌相近。高溫殺菌法,在不銹鋼的容器里, 采用加壓和電加熱,空氣對流使氣溫上升。般滅菌110℃, 60min; 殺死細菌芽孢160℃,90min。而超高溫殺菌法是用150℃左右的加熱介質在數秒鐘內殺滅細菌的方法。3 輻照滅菌
自從世界糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)和際原子能機構(IAEA)的專家委員做出輻照劑量10kGy不會產生毒理學危害, 不會引起特殊的營養學和微生物學問題的結論以來, 食品輻照的應用有了顯著進展。用于食品殺菌的輻射源主要有電子束和γ 射線源。γ射線源主要有60Co和137Cs兩種, 其殺菌原理主要是利用了射線的高能量直接作用于細菌, 破壞其酶系統而致其死亡。食品經過輻照后至少可以使99.9%常見的以食物為載體的病菌失去活性, 例如沙門氏菌、氣單胞菌、大腸桿菌等。Cadot,P采用劑量為25kGy的γ射線輻照毒麥花粉, 其效果優于苯酚滅菌, 并且被輻照的花粉蛋白質更穩定, 成分無明顯變化。黃志勇采用3 種不同輻照劑量對蜂花粉進行處理。結果表明: 以8.0kGy劑量的滅菌效果,大腸桿菌殺菌率大于90% , 霉菌殺菌率達到99.6%。輻照對蜂花粉中的蛋白質、糖類和氨基酸的影響不大, 而對維生素和過氧化氫酶有較大影響。但是些發達家, 如韓、歐盟等, 擔心60Co輻照滅菌會有少量的放射性危害, 對食品輻射加工持慎重態度。在美, 除了佛羅里達州普遍使用60Co以外, 其他州的絕大多數工廠均使用電子束輻照食品。丁連忠等人用電子束輻照花粉, 滅菌效果顯著。在定劑量范圍內, 電子束輻照對花粉中的蛋白質、氨基酸、L-抗壞血酸、抗壞血酸總量、過氧化氫酶等成分影響不大, 比較接近60Co輻照結果。從發展來看, 電子束輻照有取代60Coγ射線源的趨勢。內已經有企業建立了電子束輻照殺菌車間。
4 光波輻射滅菌
4.1 紫外線輻射
紫外殺菌具有操作簡單、污染小等優點而在食品工業中得到廣泛應用。它主要用于3個領域:表面殺菌、空氣殺菌和液體殺菌。葛英[8]比較了紫外燈滅菌、酒精滅菌、微波滅菌的效果, 前兩者雖然細菌總數符合衛生指標要求, 但遠比微波滅菌效果差, 這主要是兩種方法都是處理蜂花粉表面細菌的緣故, 而內部的細菌未被殺死而造成的。
4.2 微波殺菌
微波殺菌機理表現為熱效應和非熱效應。潘建采用微波滅菌和輻照滅菌兩種物理方法對蜂花粉中微生物滅菌進行研究。結果發現對大腸桿菌的滅菌有效率大于90% 。并且可以大幅度降低花粉中細菌總數和霉菌數。兩種滅菌方法對蜂花粉中主要營養素和有效成分的影響中, 輻照滅菌對維生素C 與過氧化氫酶的影響較大。
4.3 紅外輻射
紅外輻射殺菌的機理主要是靠其熱效應,導致菌體蛋白質變性, 活體死亡, 或受到嚴重干擾, 無法繁殖。日本的山野藤吾曾將細菌、酵母和霉菌懸浮液裝入塑料袋中進行殺菌試驗。結果表明: 用遠紅外線照射后, 能使不耐熱細菌全部殺死, 使耐熱細菌數量降低。對于霉菌, 采用8kW以上的照射功率照射10min就可將活菌全部殺死。美的CDT 公司在用觸媒遠紅外干燥谷物時, 發現紅外線可使米糠中的酶活性大大降低, 能防止酸敗, 從而提高了米糠的出油率和質量。
5 高壓殺菌
5.1 超高壓殺菌
超高壓殺菌技術是20 世紀90 年代由日本明治屋食品公司的殺菌方法。它是將樣品密封于高壓容器, 在靜高壓下(大于100 MPa)處理段時間, 以達到食品保藏的目的。超高壓能使蛋白質的空間結構遭到破壞, 能破壞蛋白質氫鍵之類的弱結合, 使基本物性變異, 產生蛋白質的壓力凝固及酶的失活; 還能使菌體內成分產生泄漏和細胞膜破裂等多種菌體損傷。與熱處理方法相比, 超高壓殺菌技術對食品作用均、迅速, 且無體積和形狀的限制, 對風味物質、色素等小分子物質的天然結構無影響, 能較好地保持食品的原汁、原味及營養成分等; 還能使酶失活。潘建提出, 在100～600 MPa 壓力作用下5～10 min可使般細菌、酵母菌和霉菌減少直至被完全殺滅。且能大限度保持食物原有的風味。高壓加工技術的應用必將對蜂產品的加工方法帶來巨大變革。5.2高壓C02 殺菌二氧化碳是種天然抗微生物劑, 單獨作用能抑制微生物生長, 但不能殺死微生物, 與壓力結合則能達到有效地殺菌。而對于微生物, 高濃度的二氧化碳和低pH值能抑制微生物生長, 同時高壓作用下二氧化碳擴散進入細菌細胞, 當卸壓時, 二氧化碳迅速由液體變為氣體, 導致微生物細胞膜反壓破裂, 從而殺死微生物。
6 其他
除了上述常用方法外, 在食品滅菌方面還有如臭氧殺菌、液氮冷凍法、高壓電場殺菌、電阻殺菌、磁力殺菌、脈沖光殺菌等方法。
7 小結
用化學試劑滅菌, 往往存在溶劑殘留或引起品質變化, 逐漸受到限制。熱壓法滅菌效果好,設備及操作簡單, 但熱力殺菌時物料也會發生系列物理化學變化, 從而對品質產生不良影響, 故對熱敏產品不適用。采用輻照滅菌、微波滅菌、高壓滅菌等方法處理溫度低、滅菌效果好, 但投資較大, 有些技術還不十分成熟。隨著社會的進步和發展, 食品衛生安全及品質越來越受到人們的重視, 因此, 需根據具體情況選用合適的滅菌方法。
