食品工业逐渐从粗放式灭菌向精细化、高效化演变,超高温瞬时杀菌(UHT)和食品辐照杀菌作为两种代表性技术,被视作解决食品保质期和微生物安全的“两强对话”。
UHT是一种典型的热处理技术,在135°C以上的温度下将食品在2至5秒内迅速升温,再迅速降温,目的在于热能破坏细菌和酶的活性。辐照杀菌则采用物理方式,利用高能射线穿透食品并破坏微生物的遗传物质,抑制生长和繁殖。
一、杀菌背后的科学逻辑
UHT技术的杀菌过程本质上是短时高温,将食物中的细菌、酵母、霉菌、芽孢等微生物迅速加热至死亡阈值。在这个过程中,温度升高蛋白质变性、酶体系崩解,细胞膜通透性受损,微生物功能失调乃至死亡。这种方式的优点在于彻底性强,对多数常见致病菌芽孢有明确抑制作用,乳制品、果汁类等液态食品的大批量工业化处理。
辐照杀菌则是一个非热性的物理过程。射线(如伽马射线、或电子束)穿透食品后和原子或分子作用,产生自由基等活性粒子,打断微生物。这种破坏是不可逆的,细胞无法复制或合成所需蛋白质,凋亡。和UHT不同辐照不依赖温度升高,对热敏感性食品更为友好。
UHT更适合流体介质的均质处理,辐照则包装完成后的整体灭菌,一定穿透性和均一性,特别表层间隙空间中表现出较强的消杀能力。
二、对食品品质的影响和调控能力
高温固然可以杀菌,但也如火烤之下的刀剑,会改变原料的特质。UHT处理引起蛋白质变性、脂肪氧化、维生素损失等现象,是维生素C、维生素B群等热敏性营养成分损耗。过度热处理还会带来“熟化味”、颜色加深或风味改变等副反应,产品的感官属性产生一定偏移。
辐照杀菌优势较为明显。为非热过程,能较好保留食品原有的营养构成和风味。果蔬的清新感、肉类的原始色泽干货的酥脆口感均能得到保留。辐照过程中也产生自由基,不采取适当防护措施,如充氮包装、低温辐照等,也对食品中的脂类和芳香物质产生一定影响,需根据不同品类进行微调。
UHT范围局限于液态或泵送型食品,对固态、复合结构食品的处理能力较为有限。辐照在食品物态方面限制较少,不受流动性、密度或均匀性影响,更多元化的产品形态。不同食品需要的保质也不同,因两种技术在品质保护方面形成互补关系。热处理是“化整为零”的均质技术,辐照则更像“分门别类”的定向干预。
三、应用环境和操作流程的技术特征
UHT成熟的热,操作逻辑较为清晰。管道式换热器或板式换热器将食品在密闭系统中进行加热和冷却,整个过程封闭、连续、高效,大规模流水线操作。优点是设备成熟、可控性强、生产效率高,在需要长时间保存又要求灭菌彻底的场景中表现良好。但设备体积庞大、能耗较高,对产品初始洁净度也有较高要求。
辐照杀菌则更多依赖于的辐照中心进行集中式处理。工作流程包括产品分类、剂量设计、辐照路径安排、剂量验证后期包装检测等多个环节。操作上需要考虑食品排布、辐照源类型、穿透效率和吸收均匀性。辐照本身时间短,但整个准备和监控流程较为复杂,需高精度剂量和工程规划来效果。
UHT在高温高压条件下自带一定的灭菌冗余,有一定“保险系数”。辐照则依赖剂量,低于剂量杀菌不彻底,过量则损伤食品结构。操作经验、剂量验证手段射线源的稳定性成为辐照性的因素。点就像是开一辆车,UHT靠马力碾压前进,辐照更像的导航系统,精度决定成败。