超高温瞬时杀菌工艺

食品安全指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。食品杀菌就是以食品原料、加工品为对象，通过对引起食品变质的主要因素---微生物的杀菌及除菌，达到食品品质的稳定化，有效延长食品的保质期，并因此降低食品中有害细菌在存活数量，避免活菌的摄入引起人体（通常是肠道）感染或预先在食品中产生的细菌毒素导致人类中毒。

一项被美国食品工艺研究所评价为“50年来食品科学中最重要的成果”的技术—超高温瞬时杀菌工艺（UHT工艺）在生产过程，结合无菌灌装，大大提升生产效率，制作生产的苏打水杀菌更彻底，保质期更长，品质更高。

超高温瞬时杀菌又称为UHT杀菌技术，它的杀菌原理是将水放在封闭系统中加热到120℃以上，持续几秒后再迅速冷却。加热温度高，杀菌彻底；持续时间短，杀菌速度快。超高温瞬时灭菌机是利用超高温瞬时杀菌技术进行工作的灭菌设备，它大约在20世纪50年代被应用到工业生产中，随着设备的不断创新发展，在越来越多的食品领域中得到应用。

超高温瞬时灭菌机的工作方法主要有两种：间接加热法、直接混合加热法。

间接加热法的加热介质一般为高压蒸汽或高压水，但无论是蒸汽或水都不直接与物料接触，而是通过固体换热壁将热量传导给物料来进行杀菌。间接加热法的热效率相对较低，但更容易控制生产过程。直接混合加热法是将蒸汽直接与物料混合进行杀菌，这就要求蒸汽有较高的纯净度。相对前者来说，直接混合加热法有着更高的热效率，但由于工艺相对复杂，设备投资成本也会增加。

水经过超高温瞬时杀菌后就要进行灌装，为了避免在灌装过程中出现微生物污染问题，就需要进行无菌灌装。顾名思义，无菌灌装就是指在无菌条件下对水进行灌装，据了解，在灌装过程中，设备中与水的接触部位需要全部保持无菌状态。

与普通灌装设备相比，无菌灌装设备由于全程在无菌环境下进行，在封口完成后就不需要再进行消毒，减少生产步骤，大大提升生产效率。
无菌灌装不仅对灌装环境要求严格，对灌装时需要的瓶子、瓶盖等也有很严格的要求。瓶子、瓶盖等物品在进入灌装设备前需要经过严格的消毒杀菌程序，避免对灌装环境产生污染。另外，进入灌装设备的介质，比如空气等也要进行杀菌处理。
无菌灌装设备内装有自动控制系统，能自动完成饮用水的灌装、封口、输送等一系列工序。值得一提的是，由于无菌灌装设备工作过程繁复，设备构成也比较复杂，所以无菌灌装设备大多装有CIP清洗系统可对机组进行清洗和杀菌。
## 超高温瞬时杀菌（UHT）：
于1949年随着斯托克(Stork)装置的出现而问世，其后国际上出现了多种类型的超高温杀菌装置。超高温短时杀菌是将食品在瞬间加热到高温(130 摄氏度以上)而达到杀菌目的，可分为直接加热和间接加热两种方法。直接加热法是用高压蒸汽直接向食品喷射，使食品以最快速度升温，几秒钟内达到140 摄氏度-160 摄氏度，维持数秒钟，再在真空室内除去水分，然后用无菌冷却机冷却到室温。
间接加热法是根据食品的粘度和颗粒大小，选用板式换热器、管式换热器、刮板式换热器。板式换热器适用于果肉含量不超过1%-3%的液体食品。管式换热器对产品的适应范围较广，可加工果肉含量高的浓缩果蔬汁等液体食品。凡用板式换热器会产生结焦或阻塞，而粘度又不足以用刮板式换热器的产品，都可采用管式换热器。刮板式换热器装有带叶片的旋转器，在加热面上刮动而使高粘度食品向前推送，达到加热灭菌之目的。
超高温瞬时杀菌的效果非常好，几乎可达到或接近完全杀菌的要求，而且杀菌时间短，物料中营养物质破坏少，食品质量几乎不变，营养成分保存率达92%以上，生产效率很高，配合食品无菌包装技术的超高温式杀菌装置在国内外发展很快，如今已发展为一种高新食品杀菌技术。目前这种杀菌技术已广泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各种饮料等产品的灭菌，也可将食品装袋后，浸渍于此温度的热水中杀菌。
## 低温灭菌VS热杀菌
通过加热杀灭食物中的微生物，既是一种古老的方法，也是近现代极其重要的灭菌技术。现代工业经常运用的热杀菌技术有两种，低温杀菌法和超高温瞬时杀菌法。
低温杀菌法，也就是常说的巴氏杀菌法，是由法国微生物学家巴斯德在1865年发明的，操作比较简单，一般在低于水沸点温度下进行加热，加热的介质为热水。但这种工艺无法杀灭全部的微生物，这些微生物会随着温度升高繁殖，因此需要低温保存，且保质期较短。
随着技术的进步，出现了超高温瞬时杀菌法，也称为UHT技术，通常采用132—140℃、保持2—4秒的杀菌技术。UHT杀菌工艺由英国于1956年首创后，通过十余年大量的基础理论研究和细菌学研究后应用于生产中。20世纪60年代，UHT技术与无菌灌装技术相结合，可以做到商业无菌，保留食物营养的同时，大大提高了牛奶的保质期和安全性，从而使灭菌乳工艺得以发展，被各国广泛使用。
UHT技术在食品加工领域是最常见的杀菌工艺，我们日常生活中常见的罐头、牛奶、饮料等产品都有这项技术的功劳。
## 营养+安全
UHT杀菌技术和巴氏杀菌技术作为乳品行业最普遍的杀菌工艺，极大推动了全球乳业的发展。UHT技术打破了巴氏杀菌技术的“短保质期”、“冷链运输”等限制，扩大了乳制品的运输半径，大大延长了保存时间，让更多远离奶源的消费者享受到美味。
同时，UHT技术又能够很好地保留食品中的主要营养。要做到这点可不容易，就乳制品热杀菌工艺来说，与两个因素相关：温度和时间。对于牛奶中的微生物来说，其对高温的敏感度是远大于蛋白质的。UHT杀菌技术的原理是，温度越高，破坏微生物的速度越快；而在高温下保持的时间越短，对产品风味、外观、营养的影响就越小。
一般来讲，杀菌效果与温度和杀菌时间两个因素有关，杀菌温度每增加10度，灭菌速度将增加1倍，也就是说，在UHT140度的杀菌温度下保持2s的杀菌效果，大概和100度下保持32s是差不多的，即16倍的加速。但是瞬时高温对蛋白质等营养的破坏速度不会增加那么多。
UHT技术对牛奶消毒的时间和温度做了合理的配比，只需要短短4秒，一方面能够杀死微生物，达到商业无菌的标准，另外一方面也最大限度地保留牛奶的营养。
UHT技术出现后，迅速成为全球食品加工业最受欢迎的加工工艺。其彻底的杀菌技术，也在一定程度上阻止了疾病发生，让消费者在享受营养的同时，多了一重安全的保障。
随着科技的进步，越来越多的新型杀菌技术不断涌现，也为食品行业的进步提供了更多可能。