巴氏滅菌

巴氏滅菌

巴氏滅菌法(pasteurization),亦被稱為低溫消毒法,冷殺菌法。是法國人巴斯德(Pastuer)於1865年發明的,經後人改進,用於徹底殺滅啤酒、酒、牛奶、血清白蛋白等液體中病原體,是一種利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營養物質風味不變的消毒法。

簡述

巴氏滅菌法流程巴氏滅菌法流程

一種牛奶滅菌法,既可殺死對健康有害的病原菌又可使乳質儘量少發生變化。根據對耐高溫性極強的結核菌熱致死曲線和乳質中最易受熱影響的奶油分離性熱破壞曲線的差異原理,在低溫下長時間或高溫下短時間進行加熱處理的一種方法。其中,在60℃以下加熱30分鐘的方式,作為低溫滅菌的標準,早為世界廣泛採用。利用高溫處理,雖對乳質多少有些影響,但可增強滅菌效果,這種方法稱為高溫滅菌(sterilization),也就是在95℃以上加熱20分鐘。巴氏滅菌法除牛奶之外,也可套用於發酵產品。

詳述

巴氏滅菌法的產生來源於巴斯德對解決啤酒變酸問題所做的努力。當時,法國釀酒業面臨著一個令人頭疼的問題,就是啤酒在釀出後會變酸,根本無法飲用。而且這種變酸現象還時常發生。巴斯德受人邀請去研究這個問題。經過長時間的觀察,他發現是啤酒變酸的罪魁禍首是乳酸桿菌。營養豐富的啤酒簡直就是乳酸桿菌生長的天堂。採取簡單的煮沸的方法是可以殺死乳酸桿菌的,但是,這樣一來啤酒成分也被破壞。巴斯德嘗試使用不同的溫度來殺死乳酸桿菌,同時又不會破壞啤酒本身。最後,巴斯德的研究結果是:以50~60℃的溫度加熱啤酒半小時,就可以殺死啤酒里的乳酸桿菌和芽孢,而不必煮沸。這一方法挽救了法國的釀酒業。這種滅菌法也就被稱為“巴氏滅菌法”。

巴氏滅菌挽救了法國釀酒業巴氏滅菌挽救了法國釀酒業

巴氏滅菌法是一種濕熱滅菌法。通常有兩種做法(說法可能略有出入),一是在61.7℃~62.8℃下加熱30分鐘(低溫長時間處理),二是在71.6℃或更高溫度下加熱15分鐘(高溫短時間處理)。如果加壓,一般效果會更好。

通常,我們喝的袋裝牛奶就是採用巴氏滅菌法生產的。工廠采來鮮牛奶,先進行低溫處理,然後用巴氏消毒法進行滅菌。用這種方法生產的袋裝牛奶通常可以保存較長時間——幾天左右。當然,具體的處理過程和工藝要複雜的多,不過總體原則就是這樣。
需要指出的是,喝新鮮牛奶(剛剛擠出的牛奶)反而是不安全的,因為它可能包含對我們身體有害的細菌。另一點是,巴氏消毒法也不是萬能的,經過巴氏消毒法處理的牛奶仍然要儲存在較低的溫度下(一般<4℃),否則還是有變質的可能性。因此,在常溫下存放袋裝牛奶還是存在安全隱患,因此市場上很多出售袋裝牛奶的方法是很不規範的。
當然,隨著技術的進步,人們還使用超高溫滅菌法(高於100℃,但是加熱時間很短,對營養成分破壞小)對牛奶進行處理。經過這樣處理的牛奶的保質期更長,市場上銷售的盒包裝的牛奶大多是採用這種方法。

主要原理

巴氏滅菌機巴氏滅菌機

在一定溫度範圍內,溫度越低,細菌繁殖越慢;溫度越高,細菌繁殖越快。但溫度太高,細菌就會死亡。不同的細菌有不同的最適生長溫度和耐熱、耐冷能力。巴氏消毒其實就是利用病原體不是很耐熱的特點,用適當的溫度和保溫時間處理,將其全部殺滅。但經巴氏消毒後,仍保留了小部分無害或有益、較耐熱的細菌或細菌芽孢,因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的溫度下保存,且只能保存3~10天,最多16天。

現行方法

當今使用的巴氏殺菌程式種類繁多。“低溫長時間”(LTLT)處理是一個間歇過程,如今只被小型乳品廠用來生產一些乳酪製品。“高溫短時間”(HTST)處理是一個“流動”過程,通常在板式熱交換器中進行,如今被廣泛套用於飲用牛奶的生產。通過該方式獲得的產品不是無菌的,即仍含有微生物,且在儲存和處理的過程中需要冷藏。“快速巴氏殺菌”主要套用於生產優酪乳乳製品。目前國際上通用的巴氏高溫消毒法主要有兩種:

一種是將牛奶加熱到62~65℃,保持30分鐘。採用這一方法,可殺死牛奶中各種生長型致病菌,滅菌效率可達97.3%~99.9%,經消毒後殘留的只是部分嗜熱菌及耐熱性菌以及芽孢,但這些細菌多數是乳酸菌,乳酸菌不但對人無害反而有益健康。

第二種方法將牛奶加熱到75~90℃,保溫15~16秒,其殺菌時間更短,工作效率更高。但殺菌的基本原則是,能將病原菌殺死即可,溫度太高反而會有較多的營養損失。

主要套用

巴氏奶巴氏奶

巴氏消毒牛奶是世界上消耗最多的牛奶品種,英國、澳大利亞、美國、加拿大等國家巴氏消毒奶的消耗量都占液態奶80%以上,品種有全脫脂、半脫脂或全脂的。在美國市場上,實際幾乎全是巴氏消毒奶,而且是大包裝(1升、2升、1加侖)的,市民上超市一次就買夠一個星期喝的鮮奶。市場很少有滅菌純牛奶賣,有的小城鎮根本買不到。

巴氏消毒純鮮奶較好地保存了牛奶的營養與天然風味,在所有牛奶品種中是最好的一種。其實,只要巴氏消毒奶在4℃左右的溫度下保存,細菌的繁殖就非常慢,牛奶的營養和風味就可在幾天內保持不變。

路易斯·巴斯德

路易斯·巴斯德路易斯·巴斯德

路易斯·巴斯德Louis Pasteur)(1821-1895)法國微生物學家、化學家,近代微生物學的奠基人。像牛頓開闢出經典力學一樣,巴斯德開闢了微生物領域,創立了一整套獨特的微生物學基本研究方法,開始用“實踐-理論-實踐”的方法開始研究,他也是一位科學巨人。

巴斯德一生進行了多項探索性的研究,取得了重大成果,是19世紀最有成就的科學家之一。他用一生的精力證明了三個科學問題:

(1)每一種發酵作用都是由於一種微菌的發展,這位法國化學家發現用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物。很快,“巴氏殺菌法”便套用在各種食物和飲料上。

(2)每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展:由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌,巴斯德拯救了法國的絲綢工業。

(3)傳染病的微菌,在特殊的培養之下可以減輕毒力,使他們從病菌變成防病的疫苗。他意識到許多疾病均由微生物引起,於是建立起了細菌理論。

路易斯·巴斯德被世人稱頌為“進入科學王國的最完美無缺的人”,他不僅是個理論上的天才,還是個善於解決實際問題的人。他於1843年發表的兩篇論文——“雙晶現象研究”和“結晶形態”,開創了對物質光學性質的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代謝活動為基礎的發酵本質新理論,1857年發表的“關於乳酸發酵的記錄”是微生物學界公認的經典論文。1880年後又成功地研製出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗,其理論和免疫法引起了醫學實踐的重大變革。此外,巴斯德的工作還成功地挽救了法國處於困境中的釀酒業、養蠶業和畜牧業。

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