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北京高校首個超離子消殺機(jī)成功試運行

食品殺菌技術(shù)從“熱加工”轉(zhuǎn)向“冷加工”

2022-11-02 11:08:34 來源：中國食品報編輯：趙程銘閱讀量：7167

　　食品殺菌技術(shù)是食品工業(yè)的核心技術(shù)之一，即運用各種手段，殺滅食品自身污染的、從食品包裝容器帶入的、加工與調(diào)配過程中由操作人員和設(shè)備引入的以及生產(chǎn)環(huán)境中存在的各種有害微生物，從而保持食品品質(zhì)并達(dá)到一定保藏期的一種技術(shù)。日前，北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院副教授孫運金對等離子體殺菌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用取得突破性進(jìn)展，北京高校首個超離子消殺機(jī)在北京農(nóng)學(xué)院成功試運行。孫運金表示，低溫空氣等離子體具備滅殺微生物、分解有機(jī)物的特性，對不同食品中的多種微生物都有較好的殺滅效果，并具有高效、快速、無殘留、溫度低、應(yīng)用范圍廣的特點，在食品行業(yè)中極具應(yīng)用價值。

　　非熱食品加工技術(shù)興起

　　近年來，為了最大限度地保持食品營養(yǎng)價值，食品行業(yè)不斷尋求新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，利用一系列非熱加工技術(shù)與裝備，深入研究食品加工從傳統(tǒng)“熱加工”向“冷加工”的變革與創(chuàng)新，探索低溫技術(shù)，以保障產(chǎn)品品質(zhì)安全，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　隨著生活水平的提高以及食品加工業(yè)的發(fā)展，人們在關(guān)注食品安全的同時，對食品營養(yǎng)性的要求也在不斷提高。常規(guī)的熱殺菌技術(shù)會影響食品的營養(yǎng)及感官品質(zhì)，甚至可能產(chǎn)生丙烯酰胺、呋喃等有毒有害物質(zhì)。超高壓、輻照、超聲波、紫外線、臭氧、低溫等離子體等非熱殺菌技術(shù)避免了熱殺菌的局限，逐漸受到人們的重視。不過，紫外線、超聲波、臭氧等非熱殺菌技術(shù)通常需要處理20—60分鐘才能有效降低微生物的數(shù)量，耗時耗力，而超高壓殺菌只能采用軟包裝材料，限制了包裝形式。

　　低溫等離子體技術(shù)作為一種新型的非熱食品加工技術(shù)，在食品領(lǐng)域有較大的應(yīng)用潛力。低溫等離子體是在大氣壓、環(huán)境溫度下，主要通過氣體放電產(chǎn)生的高能電子、激發(fā)態(tài)粒子、活性氧、活性氮等活性物質(zhì)。低溫等離子體技術(shù)對不同食品中的多種微生物都有較好的殺滅效果，具有高效、快速、無殘留、溫度低的特點。作為一種新興的冷殺菌技術(shù)，低溫等離子體對食品中存在的各種致病性和腐壞微生物具有殺滅作用，所產(chǎn)生的高能帶電粒子、活性物質(zhì)、紫外光等，會破壞微生物中的細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)、核酸、酶等大分子物質(zhì)，從而抑制微生物的生長繁殖，最終使其滅活。它產(chǎn)生的高能粒子、活性物質(zhì)，不僅可以殺死食品中存在的微生物，用于食品保鮮，還可以降低農(nóng)藥殘留、改善食品加工特性、去除食品中存在的異味。

　　有效延長果蔬保質(zhì)期

　　為有效提升等離子體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用水平，解決農(nóng)產(chǎn)品及食品防腐保鮮和質(zhì)量安全問題，2020年10月，北京農(nóng)學(xué)院首都農(nóng)產(chǎn)品安全產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院成立了“等離子體工程中心”(帕斯曼·實驗室)，并投入專項孵化資金，組建以孫運金為核心的研發(fā)團(tuán)隊，專職負(fù)責(zé)低溫等離子體技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及食品加工領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用研究與開發(fā)。研發(fā)團(tuán)隊以低溫等離子體為基礎(chǔ)，采用獨創(chuàng)的隔空消殺和滲透消殺技術(shù)，再通過智慧云服務(wù)構(gòu)建了數(shù)字化開放、精準(zhǔn)的管理控制體系，實現(xiàn)了對各種應(yīng)用場景的快速集成。

　　香椿是一種人們喜愛的蔬菜，被稱為“樹上蔬菜”，但其儲藏難度高，冷凍后味道會發(fā)生改變。為打破制約香椿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的這一瓶頸，孫運金團(tuán)隊研發(fā)出可提高香椿保質(zhì)期的等離子體氣體保鮮技術(shù)，打破了新鮮香椿保鮮的技術(shù)壁壘，延長了香椿保質(zhì)期，有助于延長產(chǎn)業(yè)鏈。

　　研究團(tuán)隊以采摘的新鮮香椿為研究對象，按照香椿的大小分為兩組，分別通電處理0和10分鐘后置于4℃儲藏保存，每隔2—3天進(jìn)行觀察記錄。研究人員表示，對照組從儲藏第5天開始有些許萎蔫，氣味較濃郁；從第7、9天開始?xì)馕遁^弱，萎蔫程度過大；19天開始長毛，有腐爛味道。等離子體處理組在開始階段沒有明顯變化，19天時有稍微萎蔫；第31天，氣味較淡，無腐爛味道；第40天之后，樣品有些許長毛和萎蔫。在外觀方面，對照組和處理組都會有顏色變化，即開始的紫紅色逐漸褪去變?yōu)榫G色，對照組的顏色變化更加明顯。研究結(jié)果表明，等離子體氣體保鮮技術(shù)能夠延長香椿保質(zhì)期3—5倍以上，保鮮效果突出。

　　提高物流消殺效率

　　隨著疫情防控進(jìn)入常態(tài)化，快遞包裹如何消殺、是否安全可靠，成了人們關(guān)心的話題。如何保障快遞包裹安全、實現(xiàn)全方位消殺，是物流公司面臨的一道難題。日前，孫運金團(tuán)隊研發(fā)的超離子消殺技術(shù)快遞包裹表面病毒細(xì)菌消殺輸送機(jī)，在北京農(nóng)學(xué)院菜鳥驛站投入試運行。該設(shè)備操作簡單且支持現(xiàn)場操作，從樣品處理到殺菌完成只需30秒。該設(shè)備利用空氣等離子體冷殺菌技術(shù)，可用于快遞包裹、隨身物品、食用食品等物表消毒，實現(xiàn)對新冠病毒、大腸桿菌、禽流感、諾如病毒等20多種病毒細(xì)菌超實現(xiàn)有效消殺。

　　超離子消殺輸送機(jī)的成功運行，不但為校園疫情防控提供了更進(jìn)一步的保障，也意味著空氣等離子體冷殺菌技術(shù)解決方案成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品解決方案，具備了為物流行業(yè)提供消殺服務(wù)的基礎(chǔ)。一家快遞公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，相較于傳統(tǒng)的消毒劑噴灑消毒，用這個設(shè)備消毒對皮膚不會有刺激，無形之中就給快遞裝上了“安全鎖”。

　　孫運金表示，從目前來看，運用此項技術(shù)研發(fā)出的產(chǎn)品，可以為物流提供全程一體化的消殺解決方案，相信在未來等離子體技術(shù)可以圍繞養(yǎng)殖業(yè)的全產(chǎn)業(yè)全鏈條，為畜禽防疫和安全生產(chǎn)提供一站式解決方案。

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