所謂非加熱殺菌（冷殺菌）是相對于加熱殺菌而言，無需對物料進(jìn)行加熱，利用其它滅菌機(jī)理殺滅微生物，因而避免了食品成分因熱而被破壞。冷殺菌方法有多種，如放射線輻照殺菌、超聲波殺菌、放電殺菌、高壓殺菌、紫外線殺菌、磁場殺菌、臭氧殺菌等。
 
  1）輻照殺菌
 
食品的輻照保藏是指用放射線輻照食品，借以延長食品保藏期的技術(shù)。對輻射保藏的研究已有四十多年的歷史。輻射線主要包括紫外線、X射線和γ射線等，其中紫外線穿透力弱，只有表面殺菌作用，而X射線和γ射線（比紫外線波長更短）是高能電磁波，能激發(fā)被輻照物質(zhì)的分子，使之引起電離作用，進(jìn)而影響生物的各種生命活動。  

    ① 輻照對微生物的影響  微生物受電離放射線的輻照，細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)分子引起電離，進(jìn)而引起各種化學(xué)變化，使細(xì)胞直接死亡；在放射線高能量的作用下，水電離為OH-和H+，從而也間接引起微生物細(xì)胞的致死作用；微生物細(xì)胞中的脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）對放射線的作用尤為敏感，放射線的高能量導(dǎo)致DNA的較大損傷和突變，直接影響著細(xì)胞的遺傳和蛋白質(zhì)的合成。

不同微生物對放射線的抵抗性不同，表9-7列出了不同微生物對放射線的敏感性。一般來說耐熱性大的微生物，對放射線的抵抗力也往往比較大。三大類微生物中細(xì)菌芽孢大于酵母，酵母大于霉菌和細(xì)菌營養(yǎng)體，革蘭氏陽性菌的抗輻射較強(qiáng)。另外,食品的狀態(tài)、營養(yǎng)成分、環(huán)境溫度、氧氣存在與否，微生物的種類、數(shù)量等都影響著輻照殺菌的效果。此外，照射劑量影響微生物的存活，通常微生物隨著被照射劑量的增加，其活菌的殘存率逐漸下降。

殺滅食品中活菌數(shù)的90%（即減少一個對數(shù)周期）所需要吸收的射線劑量稱為“D”值，其單位為“戈瑞”（Gy，即1kg被輻照物質(zhì)吸收1焦耳的能量為1戈瑞），常用千戈瑞（kGy）表示。若按罐藏食品的殺菌要求，必須完全殺滅肉毒芽孢桿菌A、B型菌的芽孢，多數(shù)研究者認(rèn)為需要的劑量為40-60kGy，根據(jù)12D的殺菌要求，破壞E型肉毒桿菌芽孢的D值為21 kGy。

    ② 環(huán)境條件對輻照殺菌的影響  氧氣的有無對殺菌效果有顯著的影響。一般說來，有氧氣存在的情況下，放射線殺菌的效果更好，但厭氧時對食品成分破壞不及有氧時的1/10，故實(shí)際運(yùn)用放射線對食品殺菌時，多在厭氣狀態(tài)下進(jìn)行；其次溫度高，破壞性大；此外半胱氨酸、谷胱甘肽、氨基酸、葡萄糖等化合物對微生物體有保護(hù)作用。但放射線輻照對于食品中原有毒素的破壞幾乎是無效的。因此在輻照時，應(yīng)盡量采用低溫、缺氧，以減輕對食品的副作用，提高輻照殺菌的效果。

表9-7  微生物對放射線的敏感性

菌    種    基    質(zhì)    D值（KGy）    菌    種    基    質(zhì)    D值（KGy）
A型肉毒梭菌    食    品    4.0    假單孢桿菌    緩沖液、有氧    0.04
B型肉毒梭菌    緩 沖 液    3.3    枯草桿菌    緩 沖 液    2.0～2.5
E型肉毒梭菌    肉    湯    2.0    糞鏈球菌    肉    汁    0.5
產(chǎn)氣莢膜桿菌    肉    2.1～2.4    米 曲 霉    緩 沖 液    0.43
鼠傷寒沙門氏菌    緩沖液、有氧    0.2    產(chǎn)黃青霉    緩 沖 液    2.4
鼠傷寒沙門氏菌    冰 凍 蛋     0.7    啤酒酵母    緩 沖 液    2.0～2.5
大 腸 桿 菌    肉    湯    0.2    短小芽孢桿菌    緩沖液、有氧    1.7
嗜熱脂肪芽孢桿菌    緩 沖 液    1.0    耐輻照小球菌    牛    肉    2.5

    ③ 輻照在食品保藏中的應(yīng)用  放射線輻照由于其具有節(jié)約能源（節(jié)約約70～97%能源）、殺菌效果好、可改善某些食品品質(zhì)、便于連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，目前已有70多個國家批準(zhǔn)應(yīng)用于食品保藏，并已有相當(dāng)規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。表9-8列出了放射線在食品保藏中應(yīng)用的情況。

利用放射線輻照食品，因其處理目的不同，所用劑量及處理方法也有所不同。一般將1 kGy以下者稱為低劑量，1～10 kGy者稱為中劑量，10 kGy以上者稱為高劑量。

低劑量輻照，目的并不在于殺菌，而是為了調(diào)節(jié)和控制生理機(jī)能（如抑制種子發(fā)芽）以及驅(qū)除蟲害等。低劑量對食品組織以及成分的影響是極微小的。

中劑量輻照，是以延長食品保藏期為目的。該輻照劑量尚不能將微生物孢子完全殺死，但對肉、魚、蝦類、香腸等加工食品表面所附著的主要病原菌及附著菌可全部殺滅。通過輻照可延長保藏期2～4倍。
高劑量輻照，是以食品在常溫下進(jìn)行長期貯藏為目的而進(jìn)行的完全殺菌。但完全殺菌所用輻照劑量較高，將引起食品不同程度地變質(zhì)。為了盡量減少副作用，在操作時應(yīng)結(jié)合脫氧、凍結(jié)、殺菌增強(qiáng)劑及食品保護(hù)劑等方法運(yùn)用。
 
常應(yīng)用的放射源為放射性同位素鈷60（Co60）、銫187（Cs187）、磷（P32）等。它們主要釋放出的是γ射線。
 
表9-8  放射線在食品保藏中的應(yīng)用
 
輻  照  效  果    適 用 劑 量    對  象  實(shí)  例
 生理學(xué)效果    殺菌    完全殺菌①    30～50  kGy    畜肉、魚肉加工品、發(fā)酵原料、飼料、病人食品
        食品中有害菌的殺滅②    5～8   kGy    畜肉、蛋的沙門氏菌的殺滅
        不完全殺菌③    1～3   kGy    家禽肉、魚蝦肉、水果、蔬菜、畜肉、魚肉、加工食品保藏期的延長
    殺蟲    貯糧害蟲的殺滅    0.1～0.2kGy    稻米、小麥、豆類、雜糧
        水果害蟲的殺滅    0.25   kGy    木瓜、芒果、桔
        干燥食品中螨類的殺滅    0.5～0.7 kGy    香辛料、干燥蔬菜
        寄生蟲的殺滅    0.5    kGy    豬肉
  ①除病毒以外的所有微生物完全殺滅。
  ②不生芽孢的病原性微生物的殺滅。
  ③殺死部分腐敗性微生物，以延長保藏期的目標(biāo)的處理。

    ④ 輻照食品的衛(wèi)生安全性

輻照食品的衛(wèi)生安全性問題，尤其是食品經(jīng)輻照后是否有放射性物質(zhì)的殘留?是否產(chǎn)生新的放射源?是否引起化學(xué)劣變或毒性物質(zhì)等衛(wèi)生安全問題，一直是人們所關(guān)注的。各國科學(xué)家對輻照食品的安全性進(jìn)行了數(shù)十年的研究，通過長期的動物飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、臨床癥狀、血液學(xué)、病理學(xué)、繁殖及致畸等方面的研究，證明上述疑慮是可以消除的。

輻照食品是把被處理的食品在Co60γ射線中穿過一次，研究已確認(rèn)當(dāng)食品離開輻照源，射線就沒有了，放射線不會殘留在食品中。從原子反應(yīng)理論可知，γ射線打開原子核引起核反應(yīng)，最低能量要在5MeV以上，而Co60發(fā)生的γ射線的最大能量只有1.33 MeV，同5 MeV相差很遠(yuǎn)；同樣對電子加速器發(fā)射出的電子束的能量要在10 MeV以上才能引起核反應(yīng)，所以輻照不會激發(fā)產(chǎn)生新的放射性物質(zhì)。

美國對經(jīng)高劑量（47～71 kGy）輻照徹底滅菌的牛肉進(jìn)行測試，分析結(jié)果證明，輻照分解產(chǎn)物不會造成任何有損于人類健康的不良影響。因?yàn)檫@些輻照分解物的量同人們?nèi)粘Ｉ�活中接觸的食品添加劑、環(huán)境化學(xué)污染、烹調(diào)和加工分解產(chǎn)物相比是十分低的。
對于輻照食品的毒理學(xué)方面，各國科學(xué)家亦進(jìn)行了大量的研究，其結(jié)果證明都是安全的。 
因此，1980年11月世界衛(wèi)生組織（WHO）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）三個國際組織的聯(lián)合專家委員會,經(jīng)過對10年的研究結(jié)果和各國進(jìn)行輻照食品安全性的數(shù)據(jù)的審查，得出“任何食品總體平均劑量低于10 kGy，沒有毒理學(xué)危險，用此劑量輻照的食品不再要求做毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時在營養(yǎng)和微生物學(xué)上也是安全的”的結(jié)論。目前已有幾十個國家批準(zhǔn)應(yīng)用放射線輻照肉類及其制品、果蔬類和糧食及其制品等食品的殺菌保藏。

我國政府于1998年2月，在已批準(zhǔn)的18種輻照食品的基礎(chǔ)上，又一次批準(zhǔn)了包括熟畜禽肉類和冷凍分割禽肉類在內(nèi)的6個類別的輻照食品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。同時，相繼頒布和制定了輻照食品衛(wèi)生管理辦法等一系列標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。

  2)超聲波殺菌

聲波在9～20KHz以上都為超聲波。超聲對細(xì)菌的破壞作用主要是強(qiáng)烈的機(jī)械震蕩作用，使細(xì)胞破裂、死亡；超聲波作用于液體物料，產(chǎn)生空化效應(yīng)，空化泡劇烈收縮和崩潰的瞬間，泡內(nèi)會產(chǎn)生幾百兆帕的高壓、強(qiáng)大的沖擊波及數(shù)千度的高溫，對微生物會產(chǎn)生粉碎和殺滅作用；加熱和氧化作用。

不同微生物對超聲波的抵抗力是有差異的。傷寒沙門氏菌在頻率為4.6MHz的超聲中可全部殺死，但對葡萄菌和鏈球菌只能部分地受到傷害；個體大的細(xì)菌更易被破壞，桿菌比球菌更易于被殺死，但芽孢桿菌的芽孢不易被殺死。

超聲波滅菌機(jī)制可用于食品殺菌、食具的消毒和滅菌及護(hù)士的洗手消毒等。曾實(shí)驗(yàn)用超聲波對牛乳消毒，經(jīng)15～16秒消毒后，乳液可以保持5天不發(fā)生腐��；常規(guī)消毒乳再經(jīng)超聲波處理，冷藏條件下，保存18個月未發(fā)現(xiàn)變質(zhì)。日本生產(chǎn)的氣流式超聲餐具清洗機(jī)，清洗餐具可使細(xì)菌總數(shù)及大腸菌群降低105～106以上，若同時使用洗滌劑或殺菌劑，可做到完全無菌。

  3）高壓放電殺菌

高壓放電殺菌是近年來出現(xiàn)的新型殺菌技術(shù)，高壓放電殺菌采用的電源一般為脈沖電壓。高壓脈沖電場產(chǎn)生常用LG震蕩電路，產(chǎn)生強(qiáng)度為15～100KV/cm,脈沖為1～100KHz，放電頻率為1～20Hz。 脈沖放電殺菌是電化學(xué)效應(yīng)、沖擊波空化效應(yīng)、電磁效應(yīng)和熱效應(yīng)等綜合作用結(jié)果，并以電化學(xué)效應(yīng)和沖擊波空化效應(yīng)為主要作用�？墒辜�(xì)胞膜穿孔；液體介質(zhì)電離產(chǎn)生臭氧，微量的臭氧可有效殺滅微生物。高壓放電殺菌的效果取決于電場強(qiáng)度、脈沖寬度、電極種類、液體食品的電阻、pH值、微生物種類以及原始污染程度等因素。

由于放電殺菌的介質(zhì)為液體，故只能用于液態(tài)食品的殺菌。現(xiàn)在，高壓放電殺菌已成功地用于牛奶、果汁等的殺菌。 (待續(xù))