紫外线杀菌在食品香精制造中的理念

在大自然中存在的生命体中，除了能用肉眼看得见的动植物外，还有肉眼看不见的无数微生物，这些微生物的形态、特征，直到十七世纪由荷兰人列文虎克制造的显微镜才揭示了微生物的真相。人们又经过了几个世纪的努力，使显微镜的放大倍数从原始的几十倍，放大到几十万倍，不但能看到最小的病毒，连自身细胞的遗传基因也能看得一清二楚了。

    微生物对人体来说绝大部分是有益的，有的还是必须要的，称为非病原微生物，但也有一部分微生物对人类，对动植物有害的，它能引起人类的疾病，叫病原微生物。微生物种类很多，一般分为细菌、病毒、放线菌、真菌、螺旋体、立克次氏体、衣原体、支原体等。通常以微米（mm）为测量单位。

    由于在自然界的空气、水、土壤中存在着大量的微生物，因此与之接触的人体表面皮肤、头发、口腔、鼻咽腔、外耳道等开口处也会感染到细菌，其中皮肤及头发带菌量最多，有的还是致病菌，所以平时要保持手部及头发的清洁卫生。在制造食品或食品添加剂的工作中，就更需要认真地清洁和消毒能接触到的肢体、原材料及工具等，以免给消费者带来不必要的隐患。在操作过程中必须严格执行无菌技术操作，采取预防感染的措施，在食品香精中应符合中华人民共和国轻工业行业标准QB/T 1505-2007中关于微生物部分的要求。

    正因为空气、水、土壤中存在着大量的微生物，它们可以随时飘落在我们工作的环境中去，致使原料、产品及包装上产生污染。在水溶性食品香精和油溶性食品香精中，虽然在国家标准中未列出限制微生物的指标，但这并不意味着在我们制造的香精中没有细菌，只不过它的存在并不影响着使用，几无危害，因为细菌的生长必须要有水份、温度、pH、营养等，而在香精中，并不具备细菌所需要的条件，即使有极少数的细菌，也只是在静止之中，但一旦具备了条件，它们仍可以发生、发展、繁衍。

    在制造食品香精中为什么必须要消毒、杀菌、无菌操作呢？因为在食品香精中一般分为三大类—液体香精、固体香精和反应性香精。其中液体香精中的乳化香精，它使用的原料一般是用天然植物胶作为乳化剂的，用果胶、海藻酸钠、明胶，变性淀粉等作为稳定剂，这些天然的原料中本身就带着无数的、看不清的微生物，更有在加工过程中的污染所致。在固体香精中，不管是拌合型的或是包覆性的（如微胶囊），它们的载体除了用一些粉末香料外，还用淀粉糊精、葡萄糖等作为载体，有时还必须要加些抗结剂、疏松剂、防腐剂等。在反应性香精中一般是使用美拉德反应，它们所用的反应原料如葡萄糖、氨基酸等，本身就富含营养，在反应中及反应终止时，最易受细菌污染。所以我们对使用香精的操作应时刻提高警惕，采取必要的消毒防备措施。

    1995年通过的“中华人民共和国食品卫生法”是一部有关食品卫生的法律，它采用了世界卫生组织（WHO）对食品安全的定义，保证了食品在生产、加工、分配和制备中的安全和卫生，以适合于人类食用的条件和措施。2009年6月1日又实施了“中华人民共和国食品安全法” ，使我国的食品更为安全，也使我国对食品的安全监管形式更加突出地转变为监管模式，当然对香精等食品添加剂也是在监管之列。

    作为一个制造食品或制造食品添加剂的单位，必须时刻树立对操作人员以及产品原料及包装生产环境有一个较为明确的消毒、灭菌的无菌概念，懂得消毒、灭菌及无菌的定义。即消毒是指杀死病原微生物的方法。灭菌是指杀灭物体上的所有病原微生物和非病原性微生物繁殖体和芽胞的方法。无菌则是指不含有活菌的意思。

    怎样才能在香精制造中做到灭菌呢？自从1878年德国学者柯霍在培养细菌，分离细菌及对细菌染色体等环节中的创造和发明，为杀灭细菌方面提供了科学的依据。随着现代无菌技术的建立，在医学、生物学、药品、食品等各个领域中，正确采用了许多的灭菌方法，诸如：干热灭菌法，湿热灭菌法，光照灭菌及化学灭菌法等。

    由于被灭菌的种类不同，所以采用了各自的灭菌方法。香精是一个混合体，由于各个香料的理化性能、pH值、阈值等的不同致使香精成了复杂的混合体，使香精带上了各方面的微生物，它在给我们直接或间接的使用中带来了隐患。尤其在乳化香精中，由于生产制造中使用了一些天然的，富含营养的原料，给细菌的生存、繁衍提供了条件，因此在制造香精的过程中及产品形成中，必须进行严格的消毒，无菌技术的操作。

    当今世界上消毒杀菌的方法分为两大类：1、物理灭菌法 2、化学灭菌法。物理灭菌法又包括干热灭菌，湿热灭菌，光照消毒。为了简单有效地消灭依附在食品或食品添加剂上的微生物，最好选用湿热灭菌。在湿热灭菌中，又以高压蒸汽灭菌为最佳，也是目前广泛应用的一种灭菌方法。

    锅内通入蒸汽，利用蒸汽比空气轻一半，使蒸汽浮在上层，在排尽锅内冷空气后，压强（压力）可以达到1.05公斤/平方厘米时（即15磅/平方吋），温度可达121.5℃，维持15分钟，可杀灭一切细菌繁殖体、芽胞和病毒。由于蒸汽灭菌穿透力强，故灭菌彻底可靠。香精本身是不能这样消毒灭菌的，但对制造香精过程中的辅料、工具、防护用品等还是可以使用的。

    不能进行湿热灭菌的，那么光照消毒既是唯一可靠的又是简单的方法之一。光照消毒虽简单，但有它的一套规范。我们把光照消毒分为日光曝晒，紫外线灯消毒和γ-射线灭菌。统称为日光消毒。

    日光即阳光，它含有紫外线，具有杀菌作用。太阳射向地球的紫外线共有三种，即α、β、γ，但γ-射线在大气层中已被挡除，而我们被照射到的紫外线一般只有α、β两种，所以消毒物必须直接曝晒才能取得杀菌效果。直晒日光在3-6小时内才可杀死细菌。但紫外线穿透力弱，当日光通过云雾、玻璃时，杀菌力已大大减弱，故日光只能作辅助的消毒。

    本文重点叙述用紫外线灯对香精生产制造中的消毒。紫外线因其在光谱中位于紫色可见光之外，故称紫外线，紫外线波长单位A9 （1 A9 =1/10毫微米）。

    人工紫外线灯是水银石英灯，通电后水银汽化放电，产生了大量紫外线，紫外线按用途分为两种，一种是治疗紫外线灯，波长在2900 A9 -4000 A9 ，也叫长波紫外线；另一种是杀菌紫外线灯，波长在1800 A9 -2900 A9 ，也叫短波紫外线。

    说明波长在2500 A9 -2600 A9 杀菌力最强，3000 A9 以上几乎没有杀菌作用，低于2300 A9 杀菌力又复下降。

    紫外线杀菌能力与波长有密切的关系，一般都以2537 A9 作为杀菌紫外线波长的代表，故市售的杀菌紫外线灯，均能产生2537 A9 的灯管，分15、20、30W三种。

    为什么产生2537 A9 波长的紫外线灯能对制造香精操作中的空间进行消毒？因为细菌何处不在，环绕在空气之中，紫外线照射之所以能杀菌正是因为紫外线可使菌体内的蛋白质发生光解和变性，在蛋白质中的环状芳香族氨基酸能吸收紫外线，蛋白质中的氨基酸是由肽键互相连接的，肽键也
具有吸收紫外线的能力，因此破坏了细菌蛋白质中的结构，引起蛋白质变性。

    细菌内的核糖核酸，在吸收紫外线后使在嘧啶环中的第5和第6原子之间的双键经光解变成单键，成为不稳定的5-羟基衍生物，由于化学键的破坏，使核酸失去了功能，不能提供细菌繁殖生长所必须要的物质，干扰了DNA的合成，导致细菌变异或死亡。

    核酸中的嘧啶在紫外线作用下的结构变化细菌内的核酸是细菌繁殖生长所必需要的元素，恰巧核酸的吸收光谱与紫外线杀菌作用的光谱完全吻合，核酸是最强烈吸收2600 A9 波长的紫外线，这样就破坏了核酸分子的化学键，使核酸失去了功能，细菌就不能生成。另外，紫外线通过空气，使空气中的氧电离产生臭氧，臭氧也具有杀菌作用。

    紫外线虽能消毒杀菌，但也存在着影响紫外线消毒的因素。如果照射环境中的湿度超过50%以上，其杀菌力就会减弱，因为湿度大会影响紫外线的穿透力，因此在阴雨天，雷雨时，黄梅季节，使用紫外线灯消毒时间应适当地延长。

    照射环境中的室温在10℃-25℃时最适宜，因为紫外线的杀菌力取决于紫外线的输出量，当灯管温度由2 7 ℃ 降到4 ℃ 时， 输出量可下降65%-80%，由于输出量减少，杀菌力就降低了。所以在冬天，使用紫外线灯时，应适当提高室温。

    照射中的室内，空气中如含有尘粒800-900个/cm3时，杀菌能力将降低20%-30%，所以室内应经常保持清洁无尘。灯管外的尘埃，亦可妨碍光波的透出，因此在紫外线灯管使用前擦洗灯管的外壁，待干后再开灯，并不要用手直接接触灯管的放光部位，以免手上的分泌物阻挡紫外线的射出。灯管使用时间长了，辐射量将会减少。我国生产的紫外线灯平均3000小时左右，达到规定小时的3/4即应更
新，所以要建立登记本，以记录使用的时间。

    紫外线灯与照射距离也有很大关系，离灯管中点越近杀菌效果越好，实验证明，在离灯管2米以外，照射杀菌效果就差，此时必须延长照射时间，在3米以外已经无效。所以紫外线在实际应用中，应离消毒物表面不要超过1米，最好60厘米，有些无菌室是固定在天花板中央，房子一般高为3米，3米之外即消毒无效，所以离地面最好2米左右，这样对室内空气的消毒就可以了。在食品香精的生产中，应在生产前一小时开启紫外线灯，并要求室内空气有一定程度的上下对流，以冷空气下降，热空气上升的原理，使室内全部的空气得到消毒，一般30 m3至45 m3的房间，只需有30W紫外线灯一支就够了。消毒时间一般30-60分钟，照射量一定要足够，如不足致死量时，反能刺激细菌繁殖或引起细菌变异。

    食用香精属于食品中的添加剂之一，在食品中添加成功与否，直接影响着消费者的健康和安全，因此作为每一个香精工作者，特别是食用香精的工作者，必须从自身严格要求，必须从源头上控制原料的来源，索取合格证，入库前检验，在原料的包装材料上同样严格要求索取卫生许可证及合格证，在生产过程中更应严格按操作规程，特别在消毒杀菌方面的程序，提高制造人员的素质，不但要学
会操作，更要懂得操作的原理，在紫外线灯的消毒杀菌中，既要懂其然，也要懂其所以然，这样会做到万无一失。否则消毒杀菌只留于形式，劳而无功，徒劳而无益。

[参考文献]
1、 微生物学及微生细菌学；余贺主编；人民卫生出版社；1960年
2、 辞海-卫生分册；上海辞书出版社；1978年
3、 消毒专辑；上海第一人民医院
4、 紫外线灯不宜用作饮料灭菌；封明仁；《食品科技》1998（5）37-38 食品科技杂志社
5、 环境污染与卫生监测；蔡宏道主编；人民卫生出版社