菌装罐技术相结合，从而发展了灭菌乳生产工艺。
20世纪80年代后，UHT技术得到了更大的发展，其应用范围不仅仅 限于液体产品，目前已可应用于固液混合产品和固体粉状产品等。杀菌
装置也有很大的发展，如欧姆加热装置、气流式杀菌装置、塔式杀菌装
置等的开发，进一步促进了超高温杀菌技术的发展。
三、超高温杀菌的基本原理
－
生孢梭菌
6.0×105
汤料类制品
0.4~0.5 (10℃)
5.0~5.9
芽孢杆菌 孢子
6.0×105
§4.3 欧姆加热法超高温杀菌
欧姆杀菌是一种新型杀菌的加热方法，它借通入电流使 食品内部产生热量达到杀菌的目的。对于颗粒物料，很好地 克服瞬间加热不均、加热较慢的缺点。目前，英国APV
Baker公司已制造出工业化规模的欧姆加热设备，可使高温
瑞典 日本 美国 美国 意大利
在直接加热方式中，有将蒸汽直接喷入食品中的蒸汽喷入式和将 食品喷入蒸汽中的喷入式两种加热食品方法。在间接加热方式中，有
板式加热和管式加热以及刮板式加热装置。板式装置是加热介质和食
品通过隔板间隙时，相互进行热交换。管式装置是罐中的蒸汽或热水 对罐内盘管中流过的食品进行热交换的加热装置。刮板式UHT杀菌装 置一般用于高黏性食品和含有固形物的流动食品的加热杀菌。
直 接 加 热 方 式
蒸汽喷射式
食品喷射式 （浸渍式）
板式
间 接 加 热 方 式
管式
刮板式
Contherm Thermo Cylinder Votator Scraped Surface Heater Rototherm
Alfa Laval公司 岩井机械 Votator公司 Fran Rica公司 Tito-Manzini & Figli公司
家常菜，火腿，香肠
鱼糕类 软罐头，鱼肉香肠 果汁，牛乳 牛乳，豆奶，番茄沙司
HTST(高温短时)杀菌主要用于一般牛乳（非灭菌乳）的杀菌，相对于 以前的低温杀菌（牛乳，62～65℃，30min），HTST杀菌也可称为高温 杀菌，加热温度大多在100～120℃之间。在一般牛乳的杀菌和果汁的无菌 灌装杀菌中多使用此HTST加热杀菌方法。 UHT杀菌被称为超高温杀菌，是135～150℃数秒间的杀菌，此方法完 全可以杀死牛乳、豆奶以及番茄沙司等食品中生长的微生物。
高黏性食品UHT杀菌装置（吴羽式UHT）的杀菌效果
食品特性
食品 黏度 / Pa. s 200(常温)① 番茄酱制品 2~3(常温) pH 35~4.0 35~4.0 嗜热脂肪 芽孢杆菌 芽孢杆菌 孢子 杀菌对象菌② 地衣芽孢 杆菌
杀菌条件
温度/℃ 118 113 129 117 150 139 131 149 130 120 150 140 130 142 132 122 时间/s 3.0 7.5 5.0 19.0 5.9 6.1 6.1 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
2 流动性食品UHT杀菌装置和杀菌效果
在世界各国有多种无菌包装食品上市，如常温下长期存放的灭菌乳、果汁饮料、 葡萄酒、番茄沙司等。这些流动性食品在无菌包装食品中占有很大比例，它们一般被 分为低黏性和高黏性两类食品，在UHT杀菌中，二者的杀菌装置和工艺有所不同。
世界各国使用的UHT杀菌装置
加热方式 装置名称 Uperiser VTIS Aro Bac UHT Pararistor Thermo Vac Vac-Heater Sigma Ultramatic Ahlborn UHTSteriglak Crescent UHT Sterideal CJ-Ste-Vac-Heater CTA 制造商 APV公司 Alfa Laval公司 Cherry Burrel公司 岩井机械 Paasch & Sikeborg公司 Brell & Martel公司 Cremery Package公司 Cherry Burrel公司 APV公司 Ahlborn公司 Fran公司 Cremery Package公司 日阪制作社 岩井机械 Stor公司 Chester Jensen公司 Cremery Package公司 国家 英国 瑞典 美国 日本 丹麦 法国 美国 美国 英国 德国 意大利 美国 日本 荷兰 美国 美国
瞬时技术推广应用于含颗粒（粒径高达25mm）食品的加工。 自1991年以来，在英国、日本、法国和美国已将该技术及设 备应用于低酸或高酸性食品的加工。
一、欧姆加热的原理
欧姆加热效果和微波加热 有相似之处，其电能转变成热 能遍及整个被加热物体，当电
产品加热 交流电 电极 电源
流流过导电物质时产生的热效
肉毒杆菌孢子 A型B型
肉毒杆菌孢子 E型 平酸菌 （孢子） 枯草杆菌孢子 沙门氏菌 大肠杆菌
葡萄球菌
乳酸菌 肠炎弧菌 霉菌属 霉菌孢子 酵母细胞
60
18.8
71 60 60 65～70 55～65
30 30 5～10 5～10 2～3
四联球菌
61～65
30
酵母孢子
60
10～15
用于微生物杀菌的不同加热方法
（一）低黏性食品UHT杀菌装置与杀菌效果
以牛乳、果汁为代表。
12 4
16
67 2 1 3 5
13 14
8
11
15
9
10
1－原料牛乳； 2－浮球罐； 3－泵； 4－预热器； 5－泵； 6－蒸汽喷射头； 7－保温段； 8－真空罐； 9－泵； 10－均质机； 11－无菌冷却器； 12－牛乳出口； 13－转向阀； 14－流向转换真空罐； 15－泵； 16－冷却器
第四章
食品的杀菌技术
概述 新型超高温杀菌技术 (重点) 欧姆加热法超高温杀菌 超高压杀菌技术 脉冲强光杀菌技术 超声波杀菌技术 磁场杀菌技术 高压脉冲电场杀菌技术
§4.1 概 述
根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为热杀菌和非热（冷）杀菌。 热杀菌是食品工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味及营 养成分影响颇大。
加热方式 杀菌温度 对象微生物 代表性食品
热水、蒸汽加热
干热加热 高压釜式热杀菌 HTST杀菌 UHT杀菌
100℃以下
100～140℃ 100～135℃ 100～120℃ 135～150℃
细菌（营养细胞），霉菌， 酵母
细菌（营养细胞），霉菌， 酵母 细菌（孢子），霉菌，酵母 细菌（孢子），霉菌，酵母 细菌（孢子），霉菌，酵母
化学杀菌 添加抑菌或防腐剂、臭氧、二氧化氯、Nisin、酶
§4.2 新型超高温杀菌技术
一、定 义
超高温杀菌技术（Ultra High Temperature 简称UHT 杀菌法）是利用热交换器或直接蒸汽加热，使食品在135～ 150℃温度下，保持几秒或几十秒加热杀菌后，迅速冷却的 杀菌方法，该方法杀菌效率高，物料产生的物理，化学变 化小，因此，对食品的外观、风味、营养素等几乎没有影 响，可以收到很好的灭菌效果。 在实际生产应用中，UHT杀菌法常常和无菌包装技术联 系在一起，使食品保持无菌状态，可以无需冷藏而在常温 下长期保存。
α-Laval公司的VTIS灭菌机工程图
鲜
奶
UHT
杀
菌
装
置
某公司的鲜奶UHT杀菌装置及操作参数
（二）高黏性食品UHT杀菌装置与杀菌效果
高黏性食品的UHT杀菌装 置一般采用间接加热的表面刮 板式设备和直接加热的蒸汽直 接喷射式杀菌设备。对于汽，冷水）
茄酱、牛奶沙司这类的产品，
微生物的耐热性
腐败菌是食品杀菌的对象，其耐热性与食品的杀菌条件有 直接关系。影响微生物耐热性的因素有如下几个方面： ① 菌种和菌株； ② 热处理前的菌龄、培育条件、贮存环境； ③ 热处理时介质和食品成分如酸度或pH； ④ 原始活菌数； ⑤ 热处理温度和时间，作为热杀菌，这是主导的操作因素。
大肠杆菌
泵
仪表控制板 泵控制
一条生产线的欧姆加热器和电源配置
产品出口 塑料电极罩 内衬塑料的 不锈钢管
电源
电极
产品进口
两组加热段串联的单根欧姆加热器
欧姆加热杀菌工业设备
§4.4 超高压杀菌技术
一、定 义
食品的超高压（UHP，又称高静压/HHP）杀菌技术是指将
非热杀菌由于杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于 保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。 因此，在食品（特别是功能食品）加工中采用非热杀菌技术是非常必要 的。
新杀菌技术实际应用须解决三个问题：
1.是否引起新的污染； 2.是否比传统方法有明显的经济优势；
3.能否实现规模化生产、加工。
非热杀菌技术主要包括物理杀菌和化学杀菌。非热物 理杀菌是采用物理手段（如电磁波、压力、光照等）进行 杀菌，化学杀菌则是通过化学试剂来达到杀菌的作用。
类 别
物理杀菌和化学杀菌的主要形式
辐射杀菌、紫外线杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、 物理杀菌 感应电子杀菌、磁力杀菌、脉冲强光杀菌、微波杀菌、 超声波杀菌
为了防止加热引起的焦糊问题，传热面
旋转轴
通常采用表面刮板式UHT杀菌
装置。
表面刮板式热交换器的断面图
随着高黏性食品无菌包装的发 蒸汽 展，世界各国更注重开发可长时间、 连续杀菌的新装置。日本开发了可 1 2 3 5 4 直接加热3～200Pa•s高黏性食品的 多孔板 UHT杀菌新装置（吴羽式UHT装 置）。该装置中对高黏性食品UHT 流体 杀菌起关键作用的部位，其蒸汽混 合基本结构如图所示。 吴羽式UHT装置中蒸汽混合结构断面图 高黏性食品在流体通过部位通过时，高温高压的蒸汽从夹套部位经多 孔板喷射进入流动的食品中，在短时间内将食品中的微生物杀死。其整 个工艺过程是，在设备关键部位将蒸汽喷入高黏性食品中进行混合，使 物料瞬时升到杀菌温度（100～150℃），且加热均匀，然后在真空系统 蒸发除去多余水分，再瞬时冷却至所要求的温度。该装置与以前的UHT 杀菌装置比，最大优点是能应用于此前因加热焦糊、变色、风味损失而 无法进行UHT杀菌加工的食品，使这类高黏性食品在不影响品质的情况 下可连续进行UHT杀菌。