更温和的杀菌技术

动物刚被宰杀，或农作物刚被收割，微生物就开始工作，腐败慢慢发生。Louis Pasteur在155年前就发现了这种现象，并推动了沿用至今的巴氏杀菌和杀菌技术的发展。

人们最感兴趣的是巴氏杀菌。其原因就像银行抢劫犯Willie Sutton的理解，因为那里有钱。如果两个相同的产品在同一家杂货店展示，放在冷藏柜中的产品一定比普通货架上的售价更高。微滤和高压处理（HPP）拓宽了选择范围，但杀菌领域不乏技术创新。

20世纪似乎将杀菌釜这种能够获取稳定保质期产品的方法丢进了历史的垃圾箱。过熟和过度加工是杀菌釜受到的最大批评。很多灌装食品生产商开始试图恢复杀菌釜的声誉，降低盐和其它防腐剂的用量，但长期以来传统杀菌釜反复使用的加热和冷却处理的确不可避免地破坏了维生素和其它营养素。

快速来回运动的杀菌篮加快了Shaka系统的加工速度，由于许可费到期再次吸引了很多人的兴趣。(图片来源：Allpax Products公司)

搅拌可以缩短加工时间，工程师们设计了各种方法，比如可轴向转动的食品容器。最早的思路之一是搅拌整个蒸煮容器，这项设计由婴儿食品公司创始人Frank Gerber申请了专利。

一个更现实的方法是快速来回移动装有食品容器的篮子。1993年，工艺工程师Richard Walden开始研究这样一个系统，并最终赢得多项专利，通过与欧洲和北美杀菌釜制造商的合作将该项技术推向市场。

Walden将他的这套系统命名为Shaka，与Allpax Products公司合作，在美国制造生产级设备。该设备能产生2GS的力，每分钟完成6英寸距离内150-170个来回的运动。每次只能运作一个篮子，然而Waldon根据产品计算，取决于产品粘度，由于加工时间短，应该可以操作8个篮子。

收缩批次时间就意味着节约能源，然而更大的好处是提高产品质量。这个概念吸引了一些大型食品企业和包装商兴趣，但按照容器数量加收的许可费阻止了多数加工商的脚步，Shaka获取的杀菌釜订单非常少。副总裁兼总经理Greg Jacob说：“很多加工商很快就望而却步。”

然而，这项专利在2015年10月到期了。“有些人对这项技术再次产生了新的兴趣。”Jacob说。Shaka与路易斯安那州立大学营养与食品科学学院携手合作，在学院中安装了一台研发设备，致力于拓展应用和配方范围。

路易斯安那人对小龙虾和虾特别喜爱，但蒸煮处理的海鲜通常吃起来像橡胶，但Shaka的不会。据Jacob说：“加工时间要短得多，虾带着很新鲜的味道。”鳄梨酱的保质期一向都很短，但他认为Shaka可以生产保质期稳定的鳄梨酱产品。搅拌过程非常充足有力，大量鹰嘴豆或甜土豆进入设备后直接被加工成鹰嘴豆泥或红薯泥产品。

饮料等低粘度产品因为蒸煮周期短，并不是最适合采用这项工艺加工的产品。而小包装袋等容器可能会造成工艺挑战，但方形罐头非常理想。然而，只要包装内有一些液体和顶部空间来促进搅动，这个系统就有明显的优势。“随着市场的不断发展和对新鲜营养的日益关注，Shaka会越来越吸引人们的注意。”Jacob说。

营养的保留

柔和的处理也是Spirajoule的特色，这项技术已经在食品行业站稳脚跟。三家北美公司正在应用它来对种子、谷物和其它食品进行消毒。Safe Sterilization USA的工程师们对Spirajoule进行了部分调整，现在可以同样用于粉末类产品。

Spirajoule依靠电加热螺杆输送机对正在往加工区域移动的粉末和颗粒进行热处理，去除酵母和霉菌细胞的活性。通常还会注入干蒸汽，进一步降低总板计数，除非产品具有吸湿性，或容易接触蒸汽后结块。

“颗粒接触到蒸汽后，所有的微生物都失去了活性。”Safe Sterilization和Bioactive Resources公司工程师兼所有者Mayur Desai解释说。

微波是另一种新推出的杀菌手段。像Spirajoule一样，必须首先帮助加工商了解这项技术。这需要时间，915实验室的经理们可以证明。

总部设在丹佛的915实验室（参照单模磁控管运行的兆赫频率）希望在今年晚些时候调试运行全球首条工业用低酸产品灭菌线。这项技术被称为MATS（微波辅助热杀菌）。测试设备在2012年被交付军队配给供应商Ameriqual和Wornick，但之后并没有宣布过任何北美加工商的合同。

MATS的设计主要是针对天然食品，液体和可泵送产品是Aseptia公司的主要目标。北卡罗来纳州的Aseptiwave系统的早期版本从2008年开始投入生产无菌红薯泥。最近，去年被Ameriqual收购的Wright Foods公司又安装了四条生产线。这几条生产线的订单将由Aseptia旗下的SinnovaTek负责安装。

“我们正在与一些人展开讨论，但我们也有工作要做，”公司高级副总裁和首席财务官Mac McAulay说。除了产品质量改进外，该公司还从能源和原料投入方面对降低的运营成本进行量化。例如，研究人员已经证明，因为不需要热处理，汤料中的调味料用量减少了20%。

HPP杀菌的关键点

高压灭菌也是一种选择，很多对HPP的研究集中在保质期稳定的食品，特别是那些符合防御部的即食食品项目。

据荷美尔食品有限公司资深研发副总裁Kevin Myers介绍，公司继续评估HPP对保质期稳定的食品的灭菌效果。灭菌要求在70°- 90°C / 158°- 194°F的温度范围内，压力约为12万psi，比目前使用的罐头输送的压力高。

“我们内部并没有太多的灭菌成功案例。”从2001年开始研究HPP的Myers说。但该公司将继续评估可能的工艺变化，如有助于孢子形成细菌的添加剂，在更低的压力下达到杀菌效果。

与此同时，荷美尔非常满意为Natural Choice切片肉等高利润产品采用HPP灭菌处理。HPP技术也获得Zupa Nomma的青睐。Zupa Nomma是一条冷藏汤生产线，其中添加了Sonoma品牌的“超级食品”添加剂。

夏末推出的Zupa Noma在加利福尼亚和纽约地铁中进行零售，但是电子商务是公司真正关注的营销渠道。12盎司6瓶装的售价为84美元。

建立消费者意识和电子商务渠道是管理层的主要关注点，代加工商和包装商负责生产和HPP巴氏杀菌。“我们产品的保质期可以保持五个月。”Sonoma品牌创始人Sebastiani说，“我们发现HPP非常适合我们的产品。消费者不断告诉我们，他们非常看重我们的优质原料和生产工艺。”

新手妈妈担心传统婴儿食品缺乏营养价值，Pure Spoon就是在这样的背景下应运而生，这个产品采用了HPP巴氏杀菌工艺。

Pure Spoon与HPP的渊源很深，在一年前，也就是公司创建四年后，在工厂中自己从事加工生产。这项技术在Pure Spoon的营销中起了很大的作用：这是一款和自制食品一样好的婴儿食品。

“商店中的婴儿食品通常加工过度，也比较粗糙，跟家里自己做的差距太大。”创始人兼首席执行官Alyson Eberle强调。“我们创建了一个新的类别，我们将继续解释高压处理或冷杀菌技术的原理，帮助大家明白它对食品质量的改进作用。”Eberle和Sebastiani认同将高压处理称为冷压杀菌。

这项技术在工业化道上已经逐渐成熟并成为主流。持续增长取决于公众对这一工艺的认识和信心。

显微偏析

严格来说，HPP也会产生一些热量：食品饮料的温度会在85000 psi的压力下升高几度。真正的非热杀菌中，微过滤可能是最良性的处理方式。

“过滤会产生5-log到7-log的巨大差异。”Donaldson公司工艺过滤研发工程师Colter Marcks说。5 log的标准是每平方厘米去除200万个细胞，7 log则是每平方厘米去除1000万个细胞，这是在制药应用中的要求。

 HPP对孢子及其它植物细胞没有用，这类细胞必须采用膜过滤除去，但是这项技术并不适合橙汁等浑浊液体，会过早堵塞介质。另一方面，椰子水和苹果汁适合微滤。

从理论上讲，牛奶可以进行巴氏杀菌，但巴氏灭菌牛奶法令要求热处理。保质期的延长和更丰富的口感是结合过滤工艺和热处理的唯一好处。

随着消费者对接近原始口味，质量更高的饮料的追捧，微滤获得了更好的机会。“啤酒行业人员都是实验家。”Marcks举例说，“只要几千美元，微型啤酒厂可以生产一种不需要后期巴氏杀菌的无菌产品。”

酿酒业是另一个增长的类别。他补充道：“0.45微米的薄膜是去除葡萄酒中所有酵母的完美途径。”

在长时间内保持过滤效果是技术改进的重点。为此，Donaldson的工程师开发了一种用于过滤介质的矩形支撑结构。他说：“三角形在结构上比正方形坚固得多。”Donaldson的笼式设计有助于减少附带运动造成的张力，避免破坏介质。

食品安全不容妥协，但产品创新的趋势是减少加工，保留营养。更温和的巴氏杀菌和杀菌技术为食品和饮料公司提供创新产品，但不损害其安全性。