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Industry Applications

紫外線替代巴氏消毒:低透過率液體的消毒

巴氏消毒法(Pasteurization)在液態(tài)食品如乳制品、果汁等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
巴氏消毒作為一種熱處理技術(shù),其固有的局限性也日益凸顯,例如對(duì)熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)可能造成的破壞,以及相對(duì)較高的能耗問題,這些都促使行業(yè)尋求更優(yōu)的替代或補(bǔ)充方案。
紫外線(Ultraviolet, UV)消毒技術(shù),作為一種高效、環(huán)保的非熱殺菌技術(shù),受到了越來越多的關(guān)注。
紫外線消毒通過物理方式破壞微生物的遺傳物質(zhì),達(dá)到殺菌目的,能更好地保留食品原有的天然、健康、低加工度食品需求感官特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
巴氏消毒法(Pasteurization)其核心原理是利用病原微生物(如細(xì)菌、病毒)通常不耐熱的特點(diǎn),在低于100℃的特定溫度條件下(通常為60-85℃),對(duì)食品進(jìn)行設(shè)定時(shí)間的加熱處理,以殺滅其中絕大多數(shù)的致病菌和腐敗菌,從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期并提高其安全性。
巴氏消毒并非完全滅菌(Sterilization),它旨在減少微生物數(shù)量至安全水平,并鈍化部分酶的活性,但仍會(huì)保留一部分耐熱性較強(qiáng)的微生物(如某些細(xì)菌芽孢)和非致病菌。
巴氏消毒工藝主要有兩類:
·低溫長(zhǎng)時(shí)間處理(Low-Temperature Long-Time, LTLT) :例如,將牛奶加熱至62-65℃,保持30分鐘。
·高溫短時(shí)間處理(High-Temperature Short-Time, HTST):例如, 將牛奶加熱至72-75℃,保持15-20秒,或更高的溫度(如80-85℃)更短的時(shí)間。
紫外線消毒替代巴氏消毒
在飲用水和食品飲料生產(chǎn)用水的處理中,紫外線消毒已獲得廣泛應(yīng)用,可以有效替代或重要補(bǔ)充。

對(duì)于果汁、茶飲料、植物蛋白飲料等熱敏性較高的產(chǎn)品,紫外線消毒作為一種非熱殺菌技術(shù),具有保留產(chǎn)品原有風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)成分的潛力。
傳統(tǒng)巴氏消毒可能導(dǎo)致果汁中維生素C等熱敏營(yíng)養(yǎng)素的損失以及風(fēng)味的改變,而紫外線處理則有望避免這些問題。
低透過率液體消毒解決方案:果汁的透明度、色度、果肉含量、懸浮顆粒物以及糖酸濃度等都會(huì)影響紫外線的穿透深度和有效劑量。
例如,顏色較深或含有較多懸浮物的果汁對(duì)紫外線的吸收和散射作用更強(qiáng),導(dǎo)致殺菌效果下降。
因此,通常需要設(shè)計(jì)特殊的紫外線反應(yīng)器(如采用薄膜流、湍流技術(shù)或優(yōu)化燈管布局)以確保紫外線劑量在整個(gè)液流中均勻分布并達(dá)到殺菌所需的閾值。
此外,針對(duì)不同類型的果汁,其最適宜的紫外線處理參數(shù)(劑量、流速等)也需要通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
對(duì)常見致病菌和腐敗菌的殺滅效率:
在獲得足夠紫外線劑量的前提下,對(duì)細(xì)菌、病毒、酵母菌和真菌等多種微生物均有良好的殺滅效果,其效率取決于紫外線強(qiáng)度、照射時(shí)間、液體的紫外線穿透率以及微生物本身的敏感性。對(duì)于清澈液體,紫外線消毒可以非常高效。
對(duì)耐熱菌和芽孢的殺滅效果:
細(xì)菌芽孢對(duì)紫外線的抵抗力也遠(yuǎn)高于其營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,常規(guī)劑量的紫外線對(duì)芽孢的殺滅效果有限,要有效滅活芽孢,通常需要顯著提高紫外線劑量,或采用中壓紫外光等強(qiáng)化技術(shù)。
(食品行業(yè)相關(guān)細(xì)菌滅活劑量表)

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