超高压技术在食品工业中的应用研究

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1、3.微生物的种类。①不同生长期的微生物对高压的反应不同。②处于指数生长期的微生物比处于静止生长期的微生物对压力反应更敏感。③革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具抗性孢子对压力的抵抗力则更强。④革兰氏阳性菌中的芽孢杆菌属（Bacillus）和梭状芽孢杆菌属（Clostridum）的芽孢最为耐压。芽孢壳的结构极其致密，使得芽孢类细菌具备了抵抗高压的能力，杀灭芽孢需更高的压力并结合其它处理方式4.温度。由于微生物对温度有敏感性，在低温或高温下，高压对微生物的影响加剧，因此，在低温或高温下对食品进行高压处理具有较常温下处理更好的杀菌效果。大多数微生物在低温下耐压程度降低的原因：①压力使得低温下细胞因冰

2、晶析出而破裂程度加剧；②蛋白质在低温下高压敏感性提高，致使此条件下蛋白质更易变性，菌体细胞膜的结构也更易损伤。因此，低温下高压处理对保持食品品质，尤其是减少热敏性成分的破坏较为有利。5.pH。pH是影响微生物在受压条件下生长的主要因素之一。在受压条件下，培养基的pH有可能发生变化，细菌的最适pH范围也变得较为狭窄。酸性条件下微生物的耐压性较差。对酵母菌类而言，采用超高压处理时pH值并不是重要的因素6.水分活度（Aw）。水分活度（Aw）对灭菌效果影响也很大。低Aw产生细胞收缩和对生长的抑制作用，从而使更多的细胞在压力中存活下来。因此，控制Aw无疑对高压杀菌，尤其是固态和半固

3、态食品的保藏加工有重要意义7.食品本身的组成和添加物。营养丰富环境中微生物的耐压性较强，蛋白质、碳水化合物、脂类和盐分对微生物具有缓冲保护作用，而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能。另外，食品基质含有的添加剂组分对超高压灭菌影响很大，如添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提高加压杀菌的效果。无论如何，与传统的灭菌方法相比，超高压灭菌还是有其独特的优势和特点：（一）压力对病原体的影响同加热处理一样，高压技术处理也可使食品腐败微生物失活。高压微生物失活动力学与热及其他食品加工方法显著不同。当微生物受到高压时，会有许多变化发生，如细胞膜中的分子被修饰，影响膜功能和渗透性；主要的酶，包括

4、涉及DNA复制的那些酶，都会失活；一些细胞蛋白变性。这些结果可能不会使细胞完全失活但会损伤它们。高压处理后产品的贮藏条件能决定这些受伤细胞的命运。300～700MPa的压力能够杀死细菌，但一些细菌一旦形成芽孢就具有更强的耐受力。另磷脂分子横切面积的缩小而收缩。同时，压力引起的细胞膜功能劣化将导致氨基酸摄取受抑制。食物主要是由蛋白质、淀粉、脂质、核酸、水等分子组成的立体结构。在高压下，食物中的小分子（如水分子）之间的距离要缩小，而蛋白质等大分子物质仍保持球状，这时水分子等小分子就要产生渗透和填充效果，进入并黏附在蛋白质等大分子周围，使蛋白质等的食物中的生物大分子链在加工压力下，由超高压降为常压后

5、被拉长，从而导致其部分或全部结构被破坏，这样便改变了蛋白质的性质。超高压同样能导致酶的全部或部分结构被破坏，这样便使酶失去活性。微生物也是由蛋白质组成的，由于在高压下蛋白质变性，致使微生物内部组织破坏而死亡；另外，在高压下，食品中某些物质的分子会穿透组成微生物的细胞膜，可致使微生物的细胞膜遭受损坏，甚至被破坏，因此，这就可以达到灭菌消毒的目的。高压处理食品装备类似于传统的热处理，主要有两种类型的工业装置。一种是处理包装食品的批处理系统，一般由10～50升的压力容器和一个压力源组成。包装好的食品被装入高压容器中。压媒通常是水，从底端被泵入容器中。压力通过压媒、食品迅速均匀地传递，由于各个方向的压

6、力是相等的，产品外形不会被破坏，处理时间通常相对较短，不超过15分钟。一旦达到预定的压力，泵停止工作，关闭阀门，不需继续提供能量就可以保持压力。另一种是在半连续系统中，液体食品可以直接置入压力容器中。据报道，最近在美国乔治亚大学安装了这种中试系统，能处理液体或泥状水果产品，使用的压力高达350MPa，流量为15升／分。工业化推广的超高压灭菌设备压力是100-600mpa超高压容器介质为水，部分实验型的可也达到1000mpa或更高，高压腔工作介质是油。国外超高压食品处理设备的研究开发较早，国际上知名的超高压加工设备制造企业有美国Avure和西班牙NCHyperbaric公司。作为一项先进的灭菌技

7、术，超高压处理受到许多外界因素的影响：1.压力大小和受压时间。在一定范围内，压力越高，灭菌效果越好。在相同压力下，灭菌时间延长，灭菌效果也有一定程度的提高2.施压方式。超高压灭菌方式有连续式、半连续式、间歇式。研究报道，同持续静压处理相比，阶段性压力变化处理杀菌效果较好。对于易受芽孢菌污染的食物用超高压多次重复短时处理，杀灭芽孢效果好3.微生物的种类。①不同生长期的微生物对高压的反应不同。②处于指