紫外線殺菌在食品香精制造中的理念

在大自然中存在的生命體中，除了能用肉眼看得見的動植物外，還有肉眼看不見的無數(shù)微生物，這些微生物的形態(tài)、特征，直到十七世紀(jì)由荷蘭人列文虎克制造的顯微鏡才揭示了微生物的真相。人們又經(jīng)過了幾個世紀(jì)的努力，使顯微鏡的放大倍數(shù)從原始的幾十倍，放大到幾十萬倍，不但能看到最小的病毒，連自身細(xì)胞的遺傳基因也能看得一清二楚了。

    微生物對人體來說絕大部分是有益的，有的還是必須要的，稱為非病原微生物，但也有一部分微生物對人類，對動植物有害的，它能引起人類的疾病，叫病原微生物。微生物種類很多，一般分為細(xì)菌、病毒、放線菌、真菌、螺旋體、立克次氏體、衣原體、支原體等。通常以微米（mm）為測量單位。

    由于在自然界的空氣、水、土壤中存在著大量的微生物，因此與之接觸的人體表面皮膚、頭發(fā)、口腔、鼻咽腔、外耳道等開口處也會感染到細(xì)菌，其中皮膚及頭發(fā)帶菌量最多，有的還是致病菌，所以平時要保持手部及頭發(fā)的清潔衛(wèi)生。在制造食品或食品添加劑的工作中，就更需要認(rèn)真地清潔和消毒能接觸到的肢體、原材料及工具等，以免給消費者帶來不必要的隱患。在操作過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行無菌技術(shù)操作，采取預(yù)防感染的措施，在食品香精中應(yīng)符合中華人民共和國輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1505-2007中關(guān)于微生物部分的要求。

    正因為空氣、水、土壤中存在著大量的微生物，它們可以隨時飄落在我們工作的環(huán)境中去，致使原料、產(chǎn)品及包裝上產(chǎn)生污染。在水溶性食品香精和油溶性食品香精中，雖然在國家標(biāo)準(zhǔn)中未列出限制微生物的指標(biāo)，但這并不意味著在我們制造的香精中沒有細(xì)菌，只不過它的存在并不影響著使用，幾無危害，因為細(xì)菌的生長必須要有水份、溫度、pH、營養(yǎng)等，而在香精中，并不具備細(xì)菌所需要的條件，即使有極少數(shù)的細(xì)菌，也只是在靜止之中，但一旦具備了條件，它們?nèi)钥梢园l(fā)生、發(fā)展、繁衍。

    在制造食品香精中為什么必須要消毒、殺菌、無菌操作呢？因為在食品香精中一般分為三大類—液體香精、固體香精和反應(yīng)性香精。其中液體香精中的乳化香精，它使用的原料一般是用天然植物膠作為乳化劑的，用果膠、海藻酸鈉、明膠，變性淀粉等作為穩(wěn)定劑，這些天然的原料中本身就帶著無數(shù)的、看不清的微生物，更有在加工過程中的污染所致。在固體香精中，不管是拌合型的或是包覆性的（如微膠囊），它們的載體除了用一些粉末香料外，還用淀粉糊精、葡萄糖等作為載體，有時還必須要加些抗結(jié)劑、疏松劑、防腐劑等。在反應(yīng)性香精中一般是使用美拉德反應(yīng)，它們所用的反應(yīng)原料如葡萄糖、氨基酸等，本身就富含營養(yǎng)，在反應(yīng)中及反應(yīng)終止時，最易受細(xì)菌污染。所以我們對使用香精的操作應(yīng)時刻提高警惕，采取必要的消毒防備措施。

    1995年通過的“中華人民共和國食品衛(wèi)生法”是一部有關(guān)食品衛(wèi)生的法律，它采用了世界衛(wèi)生組織（WHO）對食品安全的定義，保證了食品在生產(chǎn)、加工、分配和制備中的安全和衛(wèi)生，以適合于人類食用的條件和措施。2009年6月1日又實施了“中華人民共和國食品安全法” ，使我國的食品更為安全，也使我國對食品的安全監(jiān)管形式更加突出地轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)管模式，當(dāng)然對香精等食品添加劑也是在監(jiān)管之列。

    作為一個制造食品或制造食品添加劑的單位，必須時刻樹立對操作人員以及產(chǎn)品原料及包裝生產(chǎn)環(huán)境有一個較為明確的消毒、滅菌的無菌概念，懂得消毒、滅菌及無菌的定義。即消毒是指殺死病原微生物的方法。滅菌是指殺滅物體上的所有病原微生物和非病原性微生物繁殖體和芽胞的方法。無菌則是指不含有活菌的意思。

    怎樣才能在香精制造中做到滅菌呢？自從1878年德國學(xué)者柯霍在培養(yǎng)細(xì)菌，分離細(xì)菌及對細(xì)菌染色體等環(huán)節(jié)中的創(chuàng)造和發(fā)明，為殺滅細(xì)菌方面提供了科學(xué)的依據(jù)。隨著現(xiàn)代無菌技術(shù)的建立，在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥品、食品等各個領(lǐng)域中，正確采用了許多的滅菌方法，諸如：干熱滅菌法，濕熱滅菌法，光照滅菌及化學(xué)滅菌法等。

    由于被滅菌的種類不同，所以采用了各自的滅菌方法。香精是一個混合體，由于各個香料的理化性能、pH值、閾值等的不同致使香精成了復(fù)雜的混合體，使香精帶上了各方面的微生物，它在給我們直接或間接的使用中帶來了隱患。尤其在乳化香精中，由于生產(chǎn)制造中使用了一些天然的，富含營養(yǎng)的原料，給細(xì)菌的生存、繁衍提供了條件，因此在制造香精的過程中及產(chǎn)品形成中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的消毒，無菌技術(shù)的操作。

    當(dāng)今世界上消毒殺菌的方法分為兩大類：1、物理滅菌法 2、化學(xué)滅菌法。物理滅菌法又包括干熱滅菌，濕熱滅菌，光照消毒。為了簡單有效地消滅依附在食品或食品添加劑上的微生物，最好選用濕熱滅菌。在濕熱滅菌中，又以高壓蒸汽滅菌為最佳，也是目前廣泛應(yīng)用的一種滅菌方法。

    鍋內(nèi)通入蒸汽，利用蒸汽比空氣輕一半，使蒸汽浮在上層，在排盡鍋內(nèi)冷空氣后，壓強（壓力）可以達(dá)到1.05公斤/平方厘米時（即15磅/平方吋），溫度可達(dá)121.5℃，維持15分鐘，可殺滅一切細(xì)菌繁殖體、芽胞和病毒。由于蒸汽滅菌穿透力強，故滅菌徹底可靠。香精本身是不能這樣消毒滅菌的，但對制造香精過程中的輔料、工具、防護(hù)用品等還是可以使用的。

    不能進(jìn)行濕熱滅菌的，那么光照消毒既是唯一可靠的又是簡單的方法之一。光照消毒雖簡單，但有它的一套規(guī)范。我們把光照消毒分為日光曝曬，紫外線燈消毒和γ-射線滅菌。統(tǒng)稱為日光消毒。

    日光即陽光，它含有紫外線，具有殺菌作用。太陽射向地球的紫外線共有三種，即α、β、γ，但γ-射線在大氣層中已被擋除，而我們被照射到的紫外線一般只有α、β兩種，所以消毒物必須直接曝曬才能取得殺菌效果。直曬日光在3-6小時內(nèi)才可殺死細(xì)菌。但紫外線穿透力弱，當(dāng)日光通過云霧、玻璃時，殺菌力已大大減弱，故日光只能作輔助的消毒。

    本文重點敘述用紫外線燈對香精生產(chǎn)制造中的消毒。紫外線因其在光譜中位于紫色可見光之外，故稱紫外線，紫外線波長單位A9 （1 A9 =1/10毫微米）。

    人工紫外線燈是水銀石英燈，通電后水銀汽化放電，產(chǎn)生了大量紫外線，紫外線按用途分為兩種，一種是治療紫外線燈，波長在2900 A9 -4000 A9 ，也叫長波紫外線；另一種是殺菌紫外線燈，波長在1800 A9 -2900 A9 ，也叫短波紫外線。

    說明波長在2500 A9 -2600 A9 殺菌力最強，3000 A9 以上幾乎沒有殺菌作用，低于2300 A9 殺菌力又復(fù)下降。

    紫外線殺菌能力與波長有密切的關(guān)系，一般都以2537 A9 作為殺菌紫外線波長的代表，故市售的殺菌紫外線燈，均能產(chǎn)生2537 A9 的燈管，分15、20、30W三種。

    為什么產(chǎn)生2537 A9 波長的紫外線燈能對制造香精操作中的空間進(jìn)行消毒？因為細(xì)菌何處不在，環(huán)繞在空氣之中，紫外線照射之所以能殺菌正是因為紫外線可使菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生光解和變性，在蛋白質(zhì)中的環(huán)狀芳香族氨基酸能吸收紫外線，蛋白質(zhì)中的氨基酸是由肽鍵互相連接的，肽鍵也
具有吸收紫外線的能力，因此破壞了細(xì)菌蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，引起蛋白質(zhì)變性。

    細(xì)菌內(nèi)的核糖核酸，在吸收紫外線后使在嘧啶環(huán)中的第5和第6原子之間的雙鍵經(jīng)光解變成單鍵，成為不穩(wěn)定的5-羥基衍生物，由于化學(xué)鍵的破壞，使核酸失去了功能，不能提供細(xì)菌繁殖生長所必須要的物質(zhì)，干擾了DNA的合成，導(dǎo)致細(xì)菌變異或死亡。

    核酸中的嘧啶在紫外線作用下的結(jié)構(gòu)變化細(xì)菌內(nèi)的核酸是細(xì)菌繁殖生長所必需要的元素，恰巧核酸的吸收光譜與紫外線殺菌作用的光譜完全吻合，核酸是最強烈吸收2600 A9 波長的紫外線，這樣就破壞了核酸分子的化學(xué)鍵，使核酸失去了功能，細(xì)菌就不能生成。另外，紫外線通過空氣，使空氣中的氧電離產(chǎn)生臭氧，臭氧也具有殺菌作用。

    紫外線雖能消毒殺菌，但也存在著影響紫外線消毒的因素。如果照射環(huán)境中的濕度超過50%以上，其殺菌力就會減弱，因為濕度大會影響紫外線的穿透力，因此在陰雨天，雷雨時，黃梅季節(jié)，使用紫外線燈消毒時間應(yīng)適當(dāng)?shù)匮娱L。

    照射環(huán)境中的室溫在10℃-25℃時最適宜，因為紫外線的殺菌力取決于紫外線的輸出量，當(dāng)燈管溫度由2 7 ℃ 降到4 ℃ 時， 輸出量可下降65%-80%，由于輸出量減少，殺菌力就降低了。所以在冬天，使用紫外線燈時，應(yīng)適當(dāng)提高室溫。

    照射中的室內(nèi)，空氣中如含有塵粒800-900個/cm3時，殺菌能力將降低20%-30%，所以室內(nèi)應(yīng)經(jīng)常保持清潔無塵。燈管外的塵埃，亦可妨礙光波的透出，因此在紫外線燈管使用前擦洗燈管的外壁，待干后再開燈，并不要用手直接接觸燈管的放光部位，以免手上的分泌物阻擋紫外線的射出。燈管使用時間長了，輻射量將會減少。我國生產(chǎn)的紫外線燈平均3000小時左右，達(dá)到規(guī)定小時的3/4即應(yīng)更
新，所以要建立登記本，以記錄使用的時間。

    紫外線燈與照射距離也有很大關(guān)系，離燈管中點越近殺菌效果越好，實驗證明，在離燈管2米以外，照射殺菌效果就差，此時必須延長照射時間，在3米以外已經(jīng)無效。所以紫外線在實際應(yīng)用中，應(yīng)離消毒物表面不要超過1米，最好60厘米，有些無菌室是固定在天花板中央，房子一般高為3米，3米之外即消毒無效，所以離地面最好2米左右，這樣對室內(nèi)空氣的消毒就可以了。在食品香精的生產(chǎn)中，應(yīng)在生產(chǎn)前一小時開啟紫外線燈，并要求室內(nèi)空氣有一定程度的上下對流，以冷空氣下降，熱空氣上升的原理，使室內(nèi)全部的空氣得到消毒，一般30 m3至45 m3的房間，只需有30W紫外線燈一支就夠了。消毒時間一般30-60分鐘，照射量一定要足夠，如不足致死量時，反能刺激細(xì)菌繁殖或引起細(xì)菌變異。

    食用香精屬于食品中的添加劑之一，在食品中添加成功與否，直接影響著消費者的健康和安全，因此作為每一個香精工作者，特別是食用香精的工作者，必須從自身嚴(yán)格要求，必須從源頭上控制原料的來源，索取合格證，入庫前檢驗，在原料的包裝材料上同樣嚴(yán)格要求索取衛(wèi)生許可證及合格證，在生產(chǎn)過程中更應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程，特別在消毒殺菌方面的程序，提高制造人員的素質(zhì)，不但要學(xué)
會操作，更要懂得操作的原理，在紫外線燈的消毒殺菌中，既要懂其然，也要懂其所以然，這樣會做到萬無一失。否則消毒殺菌只留于形式，勞而無功，徒勞而無益。

[參考文獻(xiàn)]
1、 微生物學(xué)及微生細(xì)菌學(xué)；余賀主編；人民衛(wèi)生出版社；1960年
2、 辭海-衛(wèi)生分冊；上海辭書出版社；1978年
3、 消毒專輯；上海第一人民醫(yī)院
4、 紫外線燈不宜用作飲料滅菌；封明仁；《食品科技》1998（5）37-38 食品科技雜志社
5、 環(huán)境污染與衛(wèi)生監(jiān)測；蔡宏道主編；人民衛(wèi)生出版社