物理灭菌是一种利用物理方法杀死微生物的技术。微波、高压、高压脉冲以及脉冲强光都是常见的物理灭菌手段。

微波是一种高频电磁波，能够引起食物内部的极性分子剧烈振动，产生热量，从而达到杀菌的效果。微波杀菌具有处理时间短、易于实现连续生产的特点，同时不会影响食物的风味和营养成分。此外，微波的穿透性能较好，可以在包装状态下进行杀菌。已有研究表明，使用2450MHz的微波处理酱油，可以抑制霉菌生长并杀灭肠道致病菌。对于啤酒的灭菌，微波处理取得了良好的效果，同时也保持了啤酒的良好风味。微波还被应用于蛋糕、月饼、切片面包和春卷皮的处理，显著延长了这些食品的保鲜期。与传统的加热灭菌法相比，微波杀菌在一定温度下能够缩短细菌和真菌的死亡时间。在国外，自60、70年代开始，微波技术就被广泛应用于牛奶、啤酒、饼干、面包、猪肉、牛肉等产品的加工中。到了90年代，微波灭菌的工艺参数和优化成为了研究热点。

高压杀菌是将食品放入液体介质中，施加100-1000MPa压力的一种灭菌方法。这种方法被认为可以使蛋白质在高压下失去活性，同时也会影响其他生物分子的结构，最终导致微生物失活。高压灭菌的优点在于能够保持食品的原有风味、色泽和营养价值，同时灭菌均匀，无污染，操作安全，能耗较低。励建荣等人的研究表明，高压处理后的果汁和蔬菜汁不仅达到了杀菌效果，而且维生素c损失较少，残留酶活仅为4%。高压灭菌技术已经在外国有广泛应用，包括肉类、鸡蛋、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、果汁、矿泉水、啤酒等产品的加工。然而在中国，这一技术仍处于实验室研究阶段，尚未有大规模生产的报道。

高压脉冲技术是另一种非加热的杀菌方法，其原理是利用电场作用于微生物细胞膜，造成不可逆的损伤，从而达到灭菌的目的。在特定的脉冲电场强度和脉冲时间条件下，高压脉冲技术能够有效地对食品进行灭菌。邓元修等人的研究显示，脉冲高压能够有效杀灭酵母和大肠杆菌，且能耗低，对试液温升小于2℃，因此能够保护食品的营养成分和自然特征。脉冲电场处理大豆时，能够实现灭酶脱腥，并保留大豆的香气。尽管高压脉冲技术在国际上仍处于实验室研究和发展阶段，但它有可能成为一种新的杀菌技术，为液态食品工业带来变革。

脉冲强光杀菌技术是利用高强度白光照射来杀菌的方法。这种技术产生的光线仅持续几百微秒，波长范围从紫外线到近红外线，其光谱类似于太阳光，但强度更高。由于只处理食品表面，脉冲强光对食品营养成分的影响较小。Joseph Dunn等人发现，脉冲强光对大多数微生物具有致命作用。周万龙等人的研究表明，脉冲强光能够有效杀灭枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、酵母，并显著降低淀粉酶和Caspase-3的活性。脉冲强光杀菌对菌悬液的电导率影响不大，但会引起电势变化，其具体机制及其对微生物形态结构的影响仍有待进一步研究。