巴氏消毒法

定义

巴氏消毒法是把食品加热到某一特定温度并保持相应时间，再迅速冷却的热处理技术，目的是把致病微生物的数量降低到不会对健康构成严重危害的水平^[2]。它属于热处理程度较轻的消毒方式，处理温度一般低于水的沸点，加热介质多为热水^[1]。按这一定义，它常被广义地用来指称需要杀灭各种病原菌的热处理方法^[1]。

与商业灭菌不同，巴氏消毒不要求杀灭食品中全部微生物，也不以常温长期保存为目标，因此它在食品加工体系中处于「消毒」而非「灭菌」的层级^[4]。

原理

在一定温度范围内，温度越高，细菌繁殖越快；温度超过其耐受上限后细菌即死亡。不同细菌的最适生长温度与耐热能力各不相同，巴氏消毒正是利用病原体普遍不耐热这一特点，选择恰当的温度与保温时长，把其中的病原体杀灭，同时保留下部分耐热性较强、无害甚至有益的细菌及其芽孢。加热后骤然冷却所形成的温度剧变，也有助于促使细菌死亡^[1]。

消毒的温度与时间组合并非随意设定，而是以已知最耐热的病原体贝氏考克斯菌(Coxiella burnetii)作为设计基准，只要一组温度与时间搭配能够杀灭该病原体，也就能同时杀死其他较不耐热的病原菌，设计目标是把微生物数量减少至原水平的 99.999%^[3][2]。温度越高，所需的保温时间越短^[2]。

从热力学角度看，微生物的死亡速率随温度升高而加快，可表示为 $D_T$ 值随温度下降而缩短，工程上据此确定杀菌条件。

发展历程

巴氏消毒法源于巴斯德对酒类酸败问题的研究。19世纪法国啤酒与葡萄酒酿造业发达，但酒在贮存中常变酸变质，只能整桶倒掉^[4]。巴斯德在显微镜下观察后发现，变质酒液中出现杆状的乳酸杆菌，而未变质的酒液中则是圆球状的酵母细胞^[4]。煮沸虽能杀死这类细菌，却会破坏酒的风味^[5]。

经过反复试验，巴斯德找到把酒置于 50 至 60 摄氏度的环境中保温约半小时的处理方式，既可杀死其中的乳酸杆菌，又不致把酒煮坏^[6]。关于这一发现的具体年份，不同资料分别记为 1862 年、1863 年与 1865 年^[5][4]。这一方法后来以巴斯德的名字命名为巴氏消毒法，并经后人改进，逐步用于啤酒、酒类、牛奶、血清蛋白等液体物料的处理^[1]。

此后巴氏消毒法成为食品生产中普遍采用的消毒手段，处理对象从酒类扩展到牛奶、醋、蛋液等，并发展出多种温度与时间相组合的工艺方案^[4]。在商业化巴氏消毒普及之前，饮用未经处理的生乳曾是人群感染结核病的常见原因之一^[3]。

应用

巴氏消毒法最主要的应用是乳制品加工。常见的工艺包括低温长时间法，即 62 至 65 摄氏度保持 30 分钟；以及高温短时间法，即 72 至 75 摄氏度保持约 15 秒，处理后再迅速冷却至 10 摄氏度以下^[3][2]。低温长时间法是目前较少采用的方式，多用于小型乳品厂生产奶酪制品；高温短时间法在板式热交换器中连续进行，是市售鲜乳最常采用的方式^[3][4]。

除牛奶外，巴氏消毒也用于全蛋、蛋清、蛋黄等蛋制品，以及果汁、啤酒、果酒和果酱罐头等食品^[1][2]。对牛乳、蛋类等食品，处理目的主要是杀灭可能存在的结核杆菌、沙门氏菌等病原菌；对啤酒、果酒和果汁，则更多是从微生物与酶的角度延长产品的货架寿命^[1]。经巴氏消毒的啤酒通常称为熟啤，不经此处理、只能冻藏保鲜的则称生啤。

该技术还延伸至其他领域，例如以蒸汽处理带壳牡蛎可降低其含菌数^[1]。由于巴氏消毒可在相对温和的条件下减少微生物数量并保持食品质地，经处理的蛋制品可用于制作不要求全熟的菜式^[2]。

局限

巴氏消毒并不等于无菌处理。它能有效杀灭不能产生芽孢的致病菌及其繁殖体，但部分产孢细菌在消毒后仍可能保持活性，若贮存条件不当，仍会导致食品变质甚至引发食物中毒，这也是经巴氏消毒的乳品、豆制品和蛋制品需要冷藏的原因^[2]。消毒后通常仍残留少量可生长的微生物，每毫升或每克中可达数千个活菌，产品贮藏期因而短于商业灭菌产品^[1]。

巴氏消毒涉及加热，会对部分营养成分造成影响。以奶类为例，处理对矿物质、脂肪成分和蛋白质的影响很小，也不影响维生素 B1、B6 等，但会减少不耐热维生素如维生素 C 的含量^[2]。研究显示，采用 72 摄氏度低温杀菌的鲜乳可保留生乳中约 94.99% 的乳铁蛋白，而温度更高的处理方式保留率明显下降，因此杀菌温度越高、越彻底，对热敏营养与风味成分的损失也越大^[3]。

此外，温度与时间必须严格掌握。若温度或时间不足，达不到消毒效果；若加热过度，则可能造成蛋白质凝结、钙质形态改变、乳糖焦化分解以及多种维生素被破坏等问题^[7]。

参见

• 路易·巴斯德 —— 巴氏消毒法的创立者，该方法以其姓氏命名。

• 灭菌 —— 与巴氏消毒同属热处理方法，但目标是杀灭食品中一切微生物。

• 超高温瞬间杀菌 —— 处理温度更高、时间更短的热处理方式，产品可在常温下长期保存。

• 乳酸杆菌 —— 巴斯德研究啤酒酸败时发现的致酸败微生物，直接促成该方法的诞生。

• 冷藏 —— 巴氏消毒食品在流通中必须配合的保存手段。