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不煮沸也能杀菌:低温杀菌(Pasteurization)

在超市冷柜前挑选牛奶时,包装上常能看到“杀菌”字样,旁边还标着温度和时间。刚挤出的牛奶营养丰富,细菌也繁殖得很快,但我们几乎每天都放心地喝它。有一种不必把食物煮沸、却能减少有害细菌、让食品更安全的方法,那就是“低温杀菌(Pasteurization)”。

简单来说,低温杀菌是指“把食品加热到低于100℃的温度、并保持规定时间,以减少病原菌和引起腐败的微生物、酶,从而延长保质期的方法”。这一方法以首次用实验证明它的法国科学家路易·巴斯德(Louis Pasteur)的名字命名,英语称为pasteurization,广泛用于牛奶、果汁、啤酒、液蛋等。

本文将依次介绍从葡萄酒开始的杀菌历史、温度与时间的匹配原理、与灭菌的区别,以及关于营养损失的误解和较新的杀菌技术。

牛奶在63℃下杀菌30分钟或在72℃下杀菌15秒后迅速冷却、冷藏保存的流程。杀菌不同于灭菌,可能残留部分微生物和孢子。
牛奶杀菌的典型温度与时间组合及冷藏保存流程。来源:美国FDA,《A级巴氏杀菌乳条例》(Grade A Pasteurized Milk Ordinance)。此为普通牛奶的工艺示例,请以各产品的条件和保存标示为准。

守护餐桌安全的热量:低温杀菌的原理与用途

始于葡萄酒的巴斯德解法

1860年代法国葡萄园附近简朴的实验室里,留着胡子的科学家把红葡萄酒瓶浸在铜制水浴中,一边看温度计一边缓缓加热,桌上放着玻璃烧瓶和显微镜

19世纪法国的葡萄酒产区,正在陈酿的葡萄酒经常变酸。1864年夏天,在童年故乡阿尔布瓦(Arbois)逗留的巴斯德研究这一问题时发现,把新酒稍微加热到大约50~60℃,就会杀死引起酸败的微生物,之后葡萄酒仍能不失风味地继续陈酿。

(1)不必煮沸也够用
更早之前,法国糕点师尼古拉·阿佩尔(Nicolas Appert)发明了把食物装进瓶中再煮沸的保存法,但长时间煮沸容易改变味道和香气。巴斯德的发现表明,只需加热到必要程度就能控制微生物,从而开辟了新路。

(2)杀菌走向牛奶
1886年,德国化学家弗朗茨·冯·索克斯勒特(Franz von Soxhlet)提议把这一方法也用于牛奶。当时运进城里的牛奶是传播结核病的主要途径之一;仅在英格兰和威尔士,1912年至1937年间就估计有约6.5万人死于经牛奶感染的结核病。1912年美国纽约市对牛奶杀菌作出规定,并于次年将其定为强制要求,此后许多国家纷纷跟进。


温度与时间的平衡:三种杀菌方式

干净的现代化牛奶加工厂内,闪亮的不锈钢管道和板式换热器排成一列,身穿白大褂、戴着卫生帽的工作人员正在查看控制面板

杀菌的核心是温度与时间的组合。温度低就加热更久,温度高则只需极短时间就能达到相近的杀菌效果。国际食品法典(Codex Alimentarius)把牛奶杀菌的目标定为:把耐热病原菌贝氏柯克斯体(Coxiella burnetii)减少到十万分之一以下。

  • 低温长时间杀菌(Low Temperature Long Time):在63~65℃下慢慢加热30分钟,是最古老的方式。
  • 高温短时间杀菌(High Temperature Short Time):在72~75℃下加热15~20秒,是全世界使用最广的方法。
  • 超高温瞬时杀菌(Ultra-High Temperature Processing):在130~150℃下加热0.5~5秒,几乎不留下微生物。

我们常说的“低温杀菌”,是因为使用的温度低于沸点而得名;韩国市售牛奶中相当一部分,实际上是在超过120℃的温度下处理几秒以延长保质期的方式制成的。


杀菌和灭菌有什么不同

厨房打开的冰箱格子里放着无商标的玻璃奶瓶,旁边橱柜搁板上放着常温保存用的白色牛奶盒,料理台上有一杯牛奶

杀菌是把有害微生物降到安全水平,与消灭所有微生物的灭菌(Sterilization)不同。尤其是包在坚硬外壳中的细菌芽孢,可能在杀菌温度下存活。

(1)为什么需要冷藏
杀菌牛奶必须始终冷藏,以免残留微生物再次繁殖;冷藏状态下品质通常可维持约两周。相比之下,经超高温处理后以无菌状态包装的灭菌牛奶,开封前可在室温下保存数月。

(2)如何确认是否充分杀菌
牛奶中的酶碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase)会在杀菌温度下被破坏。因此,若检测不到该酶,即可判断常见病原菌也已一并消除;韩国《食品公典》也规定,低温长时间、高温短时间杀菌牛奶中不得检出磷酸酶。


营养损失的误解与不用热的杀菌

在现代化食品技术设施中,身穿白大褂的技术员把装着密封水果、蔬菜汁瓶的篮子放进大型圆筒形高压处理设备,旁边摆着新鲜水果和蔬菜

常有人说杀菌会让营养全没了,实际变化并不大。只是少数不耐热的维生素略有减少,而蛋白质和钙等人们喝牛奶的主要营养成分几乎保持原样。

未经杀菌牛奶的风险

未经杀菌的生牛奶可能被沙门氏菌(Salmonella)、李斯特菌(Listeria)、肠出血性大肠杆菌等污染。美国疾病控制与预防中心警告称,管理不当的生牛奶造成的住院人数远多于许多其他食源性疾病原因。对儿童、老人和孕妇尤其危险。

用压力和电代替热

近年来,为了更好地保留味道和香气,也采用几乎不用热的方法。施加极高压力的高压处理(High Pressure Processing)和施加短暂电击的脉冲电场处理(Pulsed Electric Field Processing)是代表技术,用于鲜榨果汁等。


低温杀菌用不足以煮沸的热量减少有害微生物,在保住食品味道与营养的同时提升安全性和保质期。一百六十多年前为保护葡萄酒而做的实验,如今已成为守护每一盒牛奶安全的公共卫生基础。

再确认一下包装上标注的杀菌方式和保存温度,开封后的牛奶立刻放回冰箱——仅凭这些小习惯,就能把杀菌的效果保持到最后。

理解食品中看不见的风险,正是安全餐桌的第一步。