食品加工高新技术 第四章 食品超高压技术

食品加工高新技术 课件

第四章

食品超高压技术

第一节超高压技术的原理 第二节超高压技术加工工艺和包装设计 第三节超高压技术加工设备

第一节超高压技术的原理一、超高压技术的概念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(100~1000 MPa),在常温或较低温度(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。

二、超高压技术的原理1.超高压技术的基本原理液体(水)在超高压作用下被压缩，而受压食品介质中的蛋白质、淀粉、酶等产生压力变性而被压缩，生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部分 (氢键、离子键和疏水键等相互作用),即物质结构发生变化，其结果是食品中的蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶失活、微生物死亡，或使之产生一些新物料改性和改变物料某些理化反应速度，故可长期保存而不变质。

2.超高压杀菌的原理 (1)改变细胞形态极高的流体静压会影响细胞的形态，包括细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞壁变厚。上述现象在一定压力下是可逆的，但当压力超过某一点时，便不可逆地使细胞的形态发生变化

(2)影响细胞生物化学反应按照化学反应的基本原理，加压有利于促进反应朝向减小体积的方向进行，推迟了增大体积的化学反应，由于许多生物化学反应都会产生体积上的改变，所以加压将对生物化学过程产生影响

食品加工高新技术 课件

(3)影响细胞内酶活力高压还会引起主要酶系的失活，一般来讲压力超过300MPa对蛋白质的变性将是不可逆的，酶的高压失活的根本机制是：①改变分子内部结构；②活性部位上构象发生变化通过影响微生物体内的酶，进而会对微生物基因机制产生影响，主要表现在由酶参与的DNA复制和转录步骤会因压力过高而中断

(4)高压对细胞膜的影响在高压下，细胞膜磷脂分子的横切面减小，细胞膜双层结构的体积随之降低，细胞膜的通透性将被改变 (5)高压对细胞壁的影响 20~40 MPa的压力能使较大细胞的细胞壁因受应力机械断裂而松解，200MPa的压力下细胞壁遭到破坏。真核微生物一般比原核微生物对压力较为敏感

三、超高压技术处理食品的特点1.营养成分受影响小超高压处理的范围只对生物高分子物质立体结构中非共价键结合产生影响，因此对食品中维生素等营养成分和风味物质没有任何影响，最大限度地保持了其原有的营养成分，并容易被人体消化吸

收

2.产生新的组织结构，不会产生异味超高压处理可改变食品物质性质，改善食品高分子物质的构象，获得新型物性的食品超高压会消除传统的热加工引起共价键的形成或破坏所致的变色、发黄及加热过程出现的不愉快异味，如热臭等弊端

3.利用超高压处理技术，原料的利用率高超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬间压缩，作用均匀，操作安全卫生，无工业“三废”,耗能低，有利于生态环境的保护和可持续发展战略的推进

4.超高压食品加工技术适用范围广，具有很好的开发推广前景应用于：各种食品的杀菌淀粉的糊化动物蛋白的变性处理食品高压速冻植物蛋白的组织化肉类品质的改善乳产品的加工处理酒类的催陈……

超高压甜点食品

食品加工高新技术 课件

四、影响超高压杀菌的主要因素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.微生物的种类不同生长期的微生物对高压的反应不同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

食品加工高新技术 课件

在不同温度—压力组合下酵母菌死亡速率的等高线

研究发现，除芽孢菌和金黄色葡萄球菌外，大多数的微生物在 -20℃以下的高压杀菌效果较20℃时好适当提高温度对高压杀菌有促进作用针对芽孢菌的高耐压性，就现阶段研究来看，结合温度处理则是一种十分有效的杀菌手段

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控制Aw无疑对高压杀菌，尤其是固态和半固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

五、超高压对微生物的影响1.微生物超高压杀菌动力学曲线的形状大多数微生物在超静压杀菌时的死亡规律仍遵循一级反应动力学，杀菌曲线在半对数坐标中大部分呈直线超高压杀菌曲线的开始阶段均呈“肩形”,即表明杀菌在开始的阶段有一定的滞后

食品加工高新技术 课件

在杀菌曲线的结束阶段(微生物数<1000cfu/g时)又常有些“拖尾”

细菌营养体和芽孢的超高压杀菌还经常出现杀菌速率不同的两个阶段

超高压加工的八宝饭

2.微生物的耐压性一般来讲，革兰氏阳性菌营养体压力抵抗能力强于革兰氏阴性菌营养体在非芽孢的革兰氏阳性致病菌中，研究最多的对象菌是金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)和单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)

从耐压性和食品安全性方面考虑，大肠杆菌 O157:H7和沙门菌成为食品超高静压杀菌技术研究中必须关注的焦点之一肉毒梭状芽孢杆菌(C. botulinum)的芽孢是目前已知的最为耐压的微生物之一

(1)非芽孢细菌的耐压性 a细菌的耐压性与处理时的温度有关，为超高静压与适当高温相结合的处理工艺提供了依据 b耐热的细菌通常都比热敏性的细菌耐压 c基于细菌菌种之间的差异以及悬浮分散介质的不同，细菌对压力的耐受能力也会各有不同 d细菌耐压性的差异不仅在于种属的不同，而且还与来源有关，同一种属的菌株之间也可能有较大差异革兰氏阳性菌超高压杀菌的指示菌：非致病性的无害李斯特菌代替食源性致病菌单核细胞增生李斯特菌革兰氏阴性菌超高 …… 此处隐藏：2806字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……