超高压技术在食品工业中的应用研究(20190421151931)

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1、**超高压技术在食品工业中的应用研究郭海洋?20070144005摘要：随着生活水平的提高，人们对食品的质量及安全性越来越重视并显示出“回归自然”的趋向。现在，越来越多的消费者希望食品中不含有毒的微生物，具有更长的货架期和新鲜的口味，而且防腐剂和其他化学添加剂尽可能少。从传统意义上说，这些要求可以通过加热来满足。然而，热处理影响食品的风味、质构和色泽。为获得更高质量，最少加工、无化学防腐剂的食品，高压食品加工技术正日益引起人们的关注。食品超高压技术是指将软包装或散装的食品放入密封的、高强度的施加压力容器中，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压（100~1000MPa），在常温或较

2、低温度（低于100℃）下维持一定时间后，达到杀菌、物料改性、产生新的组织结构、改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度的一种加工方法。利用超高压技术加工食品，有效地克服了传统热加工处理方法带来的种种弊端，较好地保持了物料原有的营养成分，而且加工后的食品口感适宜、色泽鲜艳、保质期较长，而且整个食品加工过程的能量消耗也较传统的加工工艺有着很大程度地降低。本文从食品超高压技术的基本原理、作用特点、影响因素、优点、装备、超高压技术所处理食品的特点等方面进行论述，详细的介绍了超高压技术在食品工业中的广泛应用。关键词：超高压技术；食品加工与保藏；灭菌；装备。我们知道，微生物的热力致死是由于细

3、胞膜结构变化（损伤）、酶的失活、蛋白质的变性、DNA直接或间接的损伤等主要原因引起的。而超高压能破坏氢键之类弱的结合键，使基本物性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活；还能使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。食品超高压杀菌，即将食品物料以及某种方式包装好之后，放入液体介质中，在100－1000MPa压力下作用一段时间，使之达到灭菌要求。极高的静压会影响细胞的形态，因此，高压对细胞膜、细胞壁都有影响。在压力作用下，细胞膜磷脂双分子层结构的容积随着每一****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

4、、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

5、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

6、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

7、芽孢效果好****1.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2.温度。由于微生物对温度有敏感性，在低