交流电杀菌技术

交流电杀菌技术---雷俊交流电杀菌定义

交流电杀菌一般指在果蔬汁之类的液体物料类通以数百赫以下的低频率交流电（一般用50Hz或60Hz）以杀死其中微生物的方法。交流电杀菌原理（冷杀菌）1、低频交流电场的作用会影响分子的排列组合，从而对生物高分子产生影响。2、通电过程中由于溶存氧的阴极还原反应生成的有毒性的过氧化氢而导致细菌死亡。3、与菌体内成分的漏出有关，即在交流通电时有把菌体内的核酸关联物质及蛋白质关联物质排出菌体以外的作用，从而使菌体细胞膜的机能产生变化。交流电杀菌工艺和方法

在自然通气和强制通气的状态下将物料边冷却震荡，边通电。---避免通电过程中产生的焦耳热及电极产生的毒性电解生成物的影响。自然通气条件下的通电杀菌不需要特殊的通气设备，通过容器上的通气性能好的阀门保持自动通气进行通电杀菌。影响因素：1、电流密度和通气时间2、溶存氧浓度3、菌含量4、添加物质5、菌体内的过氧化氢酶活性强制通气条件下的通电杀菌从通电开始前30min到通电结束，一直往容器内强制通入高纯度的氮气[80ml/(min.L容器)]与其他的杀菌方法与工艺相结合。交流电杀菌设备设备包括的装置套筒式杀菌室

1、控制和调节杀菌时间--控制调节杀菌效率和杀菌温度--调节泵和控制流量的阀门及开关2、测量进液温度和出液温度--温度传感器和温度显示仪表杀菌电源

1、输入220V，50Hz的工频交流电。2、可调交流电流（10-100A）以及相应的电压（5-150V）。特点操作简便，控制方便。杀菌时间短，杀菌效率高，杀菌效果好生产率调节容易能耗低占地面积小杀菌时不产生废水、废气、无噪音。交流电杀菌机理（热杀菌）借助连续通入电流，使食品内部产生热量而达到杀菌的目的，即利用电流的热效应杀菌是酸性和低酸性及带颗粒（粒径小于25mm）食品进行连续杀菌的一种新技术。

此时将食品视为具有一定电阻的导体，在电流的作用下产生焦耳效应，产生热量的大小用焦耳定律描述。与其他热杀菌技术的比较

欧姆加热技术与传统热杀菌技术在热量产生和传递方面有着本质的区别。

对于粒径小于15mm的食品，常规热杀菌方法是采用管式或刮板式换热器进行间接热交换，其热传递速率取决于传导、对流或辐射的换热条件。

欧姆加热，是利用食品本身所具有的电不良传导性所产生的电阻来加热食品，使食品不分液体、固体均可受热一致，并可获得比常规方法更快的颗粒加热速率。因而可缩短含大颗粒固体食品的杀菌时间，得到高品质产品，同时更能保持食品颗粒的完整性，是目前用来加工含颗粒食品最为有效的杀菌技术之一。牛奶牛奶是大自然赋子人类最有益于健康的食品之一。目前对牛奶的杀菌多采用巴氏杀菌或UHT杀菌，巴氏杀菌是将牛奶加热至72-75℃保持10-15s以杀死所有致病菌而最大限度地保持牛奶营养成分的加热方法，经巴氏杀菌处理后的牛奶营养成分损失相对较少，但保质期短，一般为48h。UHT杀菌是将牛奶加热至137-150℃保持4-20s以达到商业无菌的加热方法，UHT杀菌处理后的牛奶保质期较长，但营养成分损失比较严重。

将经过测定初始菌数和营养成分的原牛奶倒入加热槽中，接通电源，设置不同的电压、温度和时间对牛奶进行欧姆加热，再测定加热后牛奶的菌数和营养成分。计算残留率(残留率=欧姆加热后牛奶中菌数／欧姆加热前牛奶中菌数×100％)。1.实验方法：2.牛奶温度对杀灭牛奶中微生物的影响

在电压为100V，加热时间为10s的条件下，对牛奶进行不同温度的加热处理，每个温度下试验重复三次，分别计算牛奶中菌落总数、大肠菌群和营养成分，取平均值。测得加热温度对牛奶菌落总数和大肠菌群的影响规律如图1所示，对牛奶营养成分的影响情况如表1所示。3.加热时间对杀灭牛奶中微生物的影响

在电压为100V，杀菌温度为7O℃条件下，采用不同的杀菌时间对牛奶进行杀菌处理，每号试验重复二次，分别计算牛奶中菌落总数、大肠菌群和营养成分，取平均值。测得电压时间对菌落总数和大肠菌群的影响规律如图2所示，对牛奶营养成分的影响情况如表2所示。

由图2可知，菌落总数和大肠菌群残留率都随杀菌时间的延长而下降，在杀菌时间为20s时，对菌落总数和大肠菌群均能达到很好的杀菌效果。

由表2可知，随着欧姆加熟时间的延长，牛奶中蛋白质利乳糖的损失率均增加，其最大损失率分别为8.12％和23.40％。4.电压对杀灭牛奶中微生物的影响

杀菌温度为70℃，杀菌时间为20s条件下，采用不同的电压对牛奶进行杀菌处理，每组试验重复三次，分别计算牛奶中菌落总数、大肠菌群和营养成分，取平均值。测得电压对菌落总数和大肠菌群的影响规律如图3所示，对牛奶营养成分的影响情况如表3所示。

由图3可知，菌落总数和大肠菌群残留率都随电压的升高而下降，在杀菌电压为250V时，牛奶可达到无卤状态。

由表3可知，随着欧姆加热电压的升高牛奶中蛋白质利乳糖的损失率均增加，其最大损失率分别为4.64％和22.57％。5.杀菌效果的最佳参数组合及对营养成分的损失情况

结合前面所做的单因素杀菌试验及牛奶营养成分损失情况，选择杀菌温度、杀菌时间和电压作为影响因素，菌落总数和大肠菌群残留率为判断指标，做正交试验。其因素水平设置见表4。选用L8(41×22)混合正交表进行试验方案设计，每号试验重复二次，取平均值。

试验结果得出：杀菌温度对菌落总数残留率影响最显著，杀菌时间次之，电压影响不大。在杀菌温度为70℃，杀菌时间为20s时杀茵效果最好。杀菌温度对大肠杆凶残留率影响最显著，电压次之，杀菌时间最不显著。往杀菌温度为7O℃，电压为250V时杀菌效果最好。影响牛奶中菌落总数和大肠菌群残留率的最优条件不一致。在电压为100V，杀菌温度为7O℃，杀菌时间为10s时，蛋白质和乳糖的损失率分别为1.2％和3.3％：杀菌时间为20s时，蛋白质利乳糖的损失率分别为1.5％和7.0％。

电压为250V,杀菌温度为7O℃,杀菌时间为20s时,蛋白质和乳糖的损失率分别为4.6％和22.6％;而在电压为250V,杀菌温度为7O℃,杀菌时间为10s时，试验结果显示蛋白质和乳糖的损失率分别为1.40％和3.73％

综合考虑三个因素对牛奶中细菌总数和大肠菌群的杀菌效果以及对营养成分的损失情况，本试验采用杀菌温度为7O℃、杀菌时间为10s、电压为250V作为欧姆加热最优条件。

处理前的牛奶中菌落总数和大肠菌群分别为1.8×10cfu／mL和200MPN／100mL，在最优条件下经欧姆杀菌处理后可达到无菌的状态。蛋白质和乳糖的平均损失率分别为1.45％和3.73％。6.欧姆加热与巴氏杀菌的比较

牛奶在75℃水浴中加热15s进行杀菌处理，考察杀菌前后牛奶中菌落总数与大肠菌群残留率及营养成分损失情况。结果如表9所示。由表9可知，经巴氏杀菌处理后，牛奶中菌落总数和大肠菌群残留率分别为15.76％和4.80％，蛋白质和乳糖的损失率分别为1.74％和4.15％。由前面欧姆加热对牛奶的杀菌效果和营养成分的损失情况可知，欧姆加热处理对牛奶的杀菌效果优于巴氏杀菌，并且与巴氏杀菌相比，欧姆加热处理对牛奶的营养成分损失影响小。

随着牛奶温度的升高，杀菌时间的延长，欧姆加热电压的升高，牛奶中菌落总数和大肠曲群残留率均呈下降趋势，营养成分损失率均早增大趋势。综合考虑牛奶温度、杀菌时间、欧姆加热电压单因素试验和正交试验结果，以及各因素对牛奶营养成分的影响情况，选择最佳欧姆加热参数组合为：杀菌温度70℃、杀菌时间10s、电压250V，在最佳参数组合下，经欧姆加热处理后的牛奶可达到无菌的状态，牛奶中蛋白质和乳糖的损失率分别为1.40％和3.73％。

与传统的巴氏杀菌相比，欧姆加热对牛奶的杀菌效果好，