近年来, 在花粉行业中产品质量标准的不断改进, 消费者对产品色、香、味及营养价值的要求也不断提高。因此, 生产厂家必须考虑灭菌前后花粉产品的成分、质构等变化尽可能小,同时考虑灭菌方式对人体的安全性。随着科技进步, 新的灭菌方法不断涌现, 本文主要对其原理与应用作介绍。
1 化学方法杀菌
1.1 环氧乙烷熏蒸法
环氧乙烷可以杀灭各种微生物, 包括细菌繁殖体、芽孢、病毒和真菌孢子, 是种广谱灭菌剂。般认为是由于它能与微生物的蛋白质、DNA 和RNA 发生非特异性烷基化作用。环氧乙烷液体的沸点10.8℃, 适用于忌热物品的常用灭菌法; 但是它会污染环境, 污染产品。根据际环保条约, 蒙特利尔议定书, 发达家2005年禁止使用, 到2015年全部禁用。
1.2 乙醇灭菌
乙醇灭菌是又常规灭菌方法。薛育梅采用定浓度的乙醇对花粉进行灭菌处理, 灭菌效果极佳。她采用的乙醇浓度如下: X% = 75%[(1- A%)/1-0.0167A)], 其中, X% 为灭菌时采用的乙醇浓度,A%为灭菌前花粉粉末的含水量。
1.3 蜂胶灭菌
蜂胶具有显著的抗菌、防霉、防腐、抗氧化作用和医疗、保健作用而受到人们的广泛关注。刘敬涛、夏平开都曾采用蜂胶溶液对花粉进行灭菌, 具有较好灭菌效果。
2 热压杀菌
热压杀菌通过加压加热使微生物蛋白质凝固或热力透入细胞膜使之胀裂出浆死亡。它可分为“巴氏杀菌” 法、高温杀菌法、超高温杀菌法。“巴氏杀菌”法是在100℃以下的低温杀菌法, 加热介质常用热水。费笛波采用巴氏灭菌, 在80～85℃处理花粉l5 min, 其灭菌效果与辐照灭菌相近。高温杀菌法,在不锈钢的容器里, 采用加压和电加热,空气对流使气温上升。般灭菌110℃, 60min; 杀死细菌芽孢160℃,90min。而超高温杀菌法是用150℃左右的加热介质在数秒钟内杀灭细菌的方法。3 辐照灭菌
自从世界粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)和际原子能机构(IAEA)的专家委员做出辐照剂量10kGy不会产生毒理学危害, 不会引起特殊的营养学和微生物学问题的结论以来, 食品辐照的应用有了显著进展。用于食品杀菌的辐射源主要有电子束和γ 射线源。γ射线源主要有60Co和137Cs两种, 其杀菌原理主要是利用了射线的高能量直接作用于细菌, 破坏其酶系统而致其死亡。食品经过辐照后至少可以使99.9%常见的以食物为载体的病菌失去活性, 例如沙门氏菌、气单胞菌、大肠杆菌等。Cadot,P采用剂量为25kGy的γ射线辐照毒麦花粉, 其效果优于苯酚灭菌, 并且被辐照的花粉蛋白质更稳定, 成分无明显变化。黄志勇采用3 种不同辐照剂量对蜂花粉进行处理。结果表明: 以8.0kGy剂量的灭菌效果,大肠杆菌杀菌率大于90% , 霉菌杀菌率达到99.6%。辐照对蜂花粉中的蛋白质、糖类和氨基酸的影响不大, 而对维生素和过氧化氢酶有较大影响。但是些发达家, 如韩、欧盟等, 担心60Co辐照灭菌会有少量的放射性危害, 对食品辐射加工持慎重态度。在美, 除了佛罗里达州普遍使用60Co以外, 其他州的绝大多数工厂均使用电子束辐照食品。丁连忠等人用电子束辐照花粉, 灭菌效果显著。在定剂量范围内, 电子束辐照对花粉中的蛋白质、氨基酸、L-抗坏血酸、抗坏血酸总量、过氧化氢酶等成分影响不大, 比较接近60Co辐照结果。从发展来看, 电子束辐照有取代60Coγ射线源的趋势。内已经有企业建立了电子束辐照杀菌车间。
4 光波辐射灭菌
4.1 紫外线辐射
紫外杀菌具有操作简单、污染小等优点而在食品工业中得到广泛应用。它主要用于3个领域:表面杀菌、空气杀菌和液体杀菌。葛英[8]比较了紫外灯灭菌、酒精灭菌、微波灭菌的效果, 前两者虽然细菌总数符合卫生指标要求, 但远比微波灭菌效果差, 这主要是两种方法都是处理蜂花粉表面细菌的缘故, 而内部的细菌未被杀死而造成的。
4.2 微波杀菌
微波杀菌机理表现为热效应和非热效应。潘建采用微波灭菌和辐照灭菌两种物理方法对蜂花粉中微生物灭菌进行研究。结果发现对大肠杆菌的灭菌有效率大于90% 。并且可以大幅度降低花粉中细菌总数和霉菌数。两种灭菌方法对蜂花粉中主要营养素和有效成分的影响中, 辐照灭菌对维生素C 与过氧化氢酶的影响较大。
4.3 红外辐射
红外辐射杀菌的机理主要是靠其热效应,导致菌体蛋白质变性, 活体死亡, 或受到严重干扰, 无法繁殖。日本的山野藤吾曾将细菌、酵母和霉菌悬浮液装入塑料袋中进行杀菌试验。结果表明: 用远红外线照射后, 能使不耐热细菌全部杀死, 使耐热细菌数量降低。对于霉菌, 采用8kW以上的照射功率照射10min就可将活菌全部杀死。美的CDT 公司在用触媒远红外干燥谷物时, 发现红外线可使米糠中的酶活性大大降低, 能防止酸败, 从而提高了米糠的出油率和质量。
5 高压杀菌
5.1 超高压杀菌
超高压杀菌技术是20 世纪90 年代由日本明治屋食品公司的杀菌方法。它是将样品密封于高压容器, 在静高压下(大于100 MPa)处理段时间, 以达到食品保藏的目的。超高压能使蛋白质的空间结构遭到破坏, 能破坏蛋白质氢键之类的弱结合, 使基本物性变异, 产生蛋白质的压力凝固及酶的失活; 还能使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。与热处理方法相比, 超高压杀菌技术对食品作用均、迅速, 且无体积和形状的限制, 对风味物质、色素等小分子物质的天然结构无影响, 能较好地保持食品的原汁、原味及营养成分等; 还能使酶失活。潘建提出, 在100～600 MPa 压力作用下5～10 min可使般细菌、酵母菌和霉菌减少直至被完全杀灭。且能大限度保持食物原有的风味。高压加工技术的应用必将对蜂产品的加工方法带来巨大变革。5.2高压C02 杀菌二氧化碳是种天然抗微生物剂, 单独作用能抑制微生物生长, 但不能杀死微生物, 与压力结合则能达到有效地杀菌。而对于微生物, 高浓度的二氧化碳和低pH值能抑制微生物生长, 同时高压作用下二氧化碳扩散进入细菌细胞, 当卸压时, 二氧化碳迅速由液体变为气体, 导致微生物细胞膜反压破裂, 从而杀死微生物。
6 其他
除了上述常用方法外, 在食品灭菌方面还有如臭氧杀菌、液氮冷冻法、高压电场杀菌、电阻杀菌、磁力杀菌、脉冲光杀菌等方法。
7 小结
用化学试剂灭菌, 往往存在溶剂残留或引起品质变化, 逐渐受到限制。热压法灭菌效果好,设备及操作简单, 但热力杀菌时物料也会发生系列物理化学变化, 从而对品质产生不良影响, 故对热敏产品不适用。采用辐照灭菌、微波灭菌、高压灭菌等方法处理温度低、灭菌效果好, 但投资较大, 有些技术还不十分成熟。随着社会的进步和发展, 食品卫生安全及品质越来越受到人们的重视, 因此, 需根据具体情况选用合适的灭菌方法。
