新型巴氏灭菌技术涌现 助现代食品产业发展

    食品杀菌是食品生产制作中的一个重要环节，是食品安全息息相关。随着现代设备和技术的发展，食品工艺取得重大突破，高温灭菌系统的持续改进为食品饮料商提供了更多迎合市场需求的选择。

    全新巴氏灭菌技术涌现助力现代食品产业发展

    实施食品安全现代化法案后出现的一个意想不到的后果是，市场上涌现出不少全新的巴氏灭菌技术。

    加工商在其生产过程中仔细评估各种潜在的安全隐患，他们中很多人发现，一些原本认为毫无风险的添加剂和原料其实都是微生物或病毒危害的潜在携带者。食品安全现代化法案要求加工商采取措施消除这些风险，而这可能意味着必须增加巴氏杀菌。

    与此同时，一些工业制造商开始要求他们的添加剂和原材料供应商在发货前对最终产品进行巴氏杀菌。上述风险评估甚至影响了一些仅可能携带微量微生物污染的低水分产品。添加剂和原料通常会在它们自己的制造过程中经过杀菌步骤，但一旦进入食品厂，食物病原体可能会悄悄侵袭食品，甚至食品包装。

    “经历过，这样做过”是杏仁种植者的一种熟知的反应。杏仁是一种低水分食品，原本被认为与沙门氏菌毫无瓜葛，但2001年和2004年的沙门氏菌大爆发证明事实并非如此。经种植者要求，农业部于2007年开始要求所有的杏仁，无论是鲜杏仁、脱皮杏仁或烤杏仁都必须达到减少4log沙门氏菌的标准。因此，设备制造商和技术供应商纷纷对自己的设备和系统进行验证，并将结果提交到加州杏仁局的技术专家评审小组（TERP）进行审核。结果是上千套系统，包括很多替代性技术和前沿技术通过了审核。

    即使加热或化学治疗能抵御病原体，操作系统还是在进行着持续改进。当Deamco公司为加州的HilltopRanch安装巴氏杀菌系统时，因为空间受限，必须采用占地空间相对较小的立式灭菌容器和两套Kason振动流化床冷却和干燥装置。最终所设计的系统比一般巴氏灭菌系统小了一半。房产始终供不应求，然而推动巴氏灭菌系统设计前行的仍然不是占地面积，而是更高的产量，Deamco公司的ArmandGuilion说。

    产量或许是加工商关心的重点，然而消费者想要的是采用尽量少的加工环节，保留食品原来的营养成分，尤其是那些跟健康饮食相关的产品。坚果，种子和发芽谷物是增长最快的食品种类，一批经过TERP批准的加工技术可以保持种子和谷物等食品的香味、口感和营养。

    其中之一是由DuyvisWiener公司开发的Log5系统。这家荷兰公司之前主要负责设计可可和巧克力加工系统。Log5将潮湿空气和饱和（干）蒸汽混合起来，利用湿热控制水的活动和温度，可在避免影响产品质量的同时减少5log的细菌。第一套Log5系将于8月在Fargo的CHS葵花籽工厂投产。

    据Log5公司副总裁JochemDekker介绍，这种连续加工模式每小时最多能处理20,000磅产品。由于温度高于露点，不会出现水分回升，设备能同时完成巴氏杀菌和烘烤，Dekker说。公司另外收到美国的三台设备的订单。

    Napasol北美公司利用饱和蒸汽和真空，以相对较低的温度实现巴氏灭菌。这套系统于去年安装在HazelnutGrowersofOregon的工厂中，每小时可处理15,000磅。系统的最大处理能力可达30,000磅/小时，据该公司业务发展总监DavidBarbera说。

    坚果、种子和干果可在静态或旋转高压釜中进行巴氏灭菌。在进入高压釜前，产品被放入箱子里，然后转移到一个冷却器中。分批加工的方法降低了交叉污染的可能性，Barbera指出。

    RevtechProcessSystems的杀菌技术主要是利用电力生成热冲击力，同时结合饱和蒸汽除去所有依然存活的微生物群。据法国公司Loriol-sur-Drome共同创建人，执行总监MartinMitzkat介绍，最大的特别之处在于，产品的振动运输采用了抗组管运输技术。

    与高温管路直接接触是最主要的灭菌机制，利用电机配重在管路末端产生振动。最早的系统采用的是2英寸直径管，后来加大到10英寸，产量被提升到每小时10,000磅。接下来的工程挑战是：产量能达到33,000磅的设备。

    水果和蔬菜现在可以选用新兴的电子束技术，这种技术的频率更高，波段更短。

    该系统不仅适用于坚果和其它干类产品，还对天然胶和葡萄酒软木塞加工非常有效，Mitzkat说。氯酚及模具的结合可能会导致软木塞污染，这是使用天然软木塞的最大风险。利用这套系统对软木塞进行预处理就能解决这个问题。

    光技术

    光技术甚至比蒸汽和真空更受欢迎。结合微生物干预的紫外线灭菌技术仍处于实验阶段，但从电磁频谱方面其灭菌能力已得到证实，例如无线电波和电离辐射，这两者都在巴氏灭菌方面发挥了重要作用。

    近年来，无线电频率几乎仅用于干燥处理上了。RadioFrequency公司的Macrowave系统已在烘烤领域应用了数十年，具体用于曲奇和饼干最后的水分去除步骤。六年前，美国雀巢公司弗吉尼亚州生产的饼干面团含致病性大肠杆菌，之后问题被追溯到产品所用的面粉原料，这也是巴氏灭菌的新领域。

    可以灭菌2log~3log的巴氏杀菌替代技术也是一种可以接受的方案。尽管可以实现灭菌，但因为这项技术有热量参与，并不适合精致的产品。系统的运作频率是41.6MHz。

    加州RFBiocidics公司的系统利用的是波段更长的27.12MHz频率，这套系统获得了TERP的批准。波段所创建的电场导致了活性细胞的分化，改变了细胞代谢，杀灭了细胞的活性。这项由加州大学戴维斯分校开发的技术由AlliedMinds进行商业化运作。AlliedMinds是一家资金公司，主要从事美国大学和联邦研究机构开发的知识产权商业化。

    “最吸引无线电频率能源的是水分子。”AlliedMinds副总裁VincentChun表示，“农产品面临的挑战是要尽可能接近其自然状态，这就要无线电频率进行严格控制。每磅产品的成本为2美分，其中包括设备成本。”

    相对水分含量高的食品不能用上述这些技术进行巴氏灭菌。水果和蔬菜现在可以选用新兴的电子束技术，相比无线电频率、微波、紫外线或可见光，电子束的频率更高，波段更短。

    进口农产品是电子束最适用的应用领域。去年，水果电子束应用几乎增长了五倍，据德克萨斯州A&M大学电子束研究中心数据显示。

    电子束的电磁波谱非常接近X射线和伽马射线。早在15年前，曾有人尝试用电子束对食品进行灭菌处理，但最后失败了。

    技术供应商这次关注的角度在于照射时间，但是用电子束处理的食品仍然必须标注“redura”标识。过去，“redura”曾经吓坏了一部分人，他们误将它当成放射性标识。

    今天公众掌握的信息更多更全面，一些消费者开始支持电子束，而“redura”标识也变得更友好。“当人们更多了解权衡食品安全风险的重要性后，负面印象也会转变成正面印象。”ScanTechSciences公司CEODolanFalconer说到，“‘redura’将会成为品质的象征。”

    ScanTech计划在2017年初启用其在德州麦卡伦设立的电子束加工中心。麦卡伦是墨西哥农场品进入美国市场的最大港口之一。这项2,000万美元项目的投资中包括德州养老基金。公司用“电子冷灭菌”工艺替代了辐射。

    十多年前，电子束系统通常会出现控制不均匀和剂量过大的困扰。而现在，这个问题得到了妥善解决，Falconer说。如今的系统精确度大大提高。他的系统可以从顶部或底部进行处理，电子束波段可穿透7英寸的深度。“食品安全现代化法案将对我们的业务产生巨大影响。”他补充道，“这将使我们的技术更易被接受。”

    高压处理

    低温是高压加工（HPP）的新重点，加工商和设备供应商用“冷压加工”这一术语来描述这项技术。

    研究人员和法规制定者在强调低温的同时，也关注高压加工和加热消除低酸食品中的肉毒梭菌。HPP破坏食品中的细菌和病毒，但它无法杀灭肉毒杆菌等孢子形成菌。

    HPP的有效性和加热杀灭肉毒杆菌的效果都是众所周知的：2009年，美国FDA认可了美国伊利诺理工大学、AvureTechnologies公司和食品安全和健康所（IFSH）提交的关于该项工艺在低酸食品（土豆泥）中的商业应用。食品安全和健康所总部设在伊利诺伊州BedfordPark，与FDA的食品安全和应用营养办公室在一起。然而，没有食品公司对这项产品加工工艺感兴趣，大家质疑的是HPP用于灌装食品加工中的优势，尤其是口味和营养价值，无法在低酸食品上体现。实际上，常规的HPP可能对孢子起到保护作用，尤其在80℃/176°F的加工温度下。用于灭活所需的压力会比目前全球范围内共运行的350台HPP设备的运行压力上限更高。

    除了商业上的脱离实际，这种加工方式也与冷压果汁背道而驰。需要冷藏的冷压果汁之所以广受欢迎，是因为所经过的加工工艺非常少。如果冷藏链被切断，而产品温度超过50°F，肉毒杆菌就会滋生。这就是BolthouseFarms在2006年发生的胡萝卜汁产品的案例。部分胡萝卜汁引发了肉毒杆菌中毒情况。

    因此，FDA检查人员要求用HPP加工的酸性果汁的酸度高于4.6pH值，或在加工工艺中减少5log单位的肉毒杆菌。添加柠檬酸可以降低pH值，但不适用于椰子水，因为椰子水口味温和，会被其它味道掩盖。11月份FDA曾经警告了知名椰子水品牌HarmlessHarvest，要求其提交肉毒杆菌减少5log单位的证据。公司随后用微滤工艺替代了HPP。

    设备供应商正在用自己的方法回应提交证据的要求。Hiperbaric正在和荷兰有关工艺机构验证高压加工对低酸产品的作用。Avure则委托IFSH证实，肉毒杆菌在50°F以下的温度环境中，能保持45天不在椰子水中发芽并产生毒素。Avure的微生物学家正计划在有关期刊上发表相关研究的方法和结论。

    FDA是否会接受这些研究结果还未可知。高压加工可能还会受到冷链环节的指责，甚至因为消费者没有适当冷藏产品而受到牵连。全球目前有几乎一半的高压设备在美国运行，FDA的决定将对这一最有前途的灭菌技术的未来起到决定性作用。

责任编辑：马兰