1、一只 “叫花鸡”引发的思考,报告人: 张亮,“叫花鸡”的故事,酒泥烤鸡，原汁原味，皮色光亮金黄， 肉质肥嫩酥烂，腹藏多鲜。,1.1 超高压技术的介绍 HPP概念 作用机理 HPP的作用特点 1.2 超高压技术研究进展 发展历程 HPP在食品工业中的应用 HPP技术的待改善之处 1.3 HPP的发展展望,超高压技术,1.1 超高压技术的介绍 High pressure processing HPP超高压加工是将包装或无包装的固态或液态食品置于100800MPa的高压和一定的温度下处理一段时间，引起食品成分非共价键(氢键、离子键和疏水键等)的破坏或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分
2、别失活、变性和糊化，并杀死食品中的细菌等微生物，从而达到食品灭菌、保藏和加工的目的。它是一种非热加工保藏技术。, HPP的作用机理,根据帕斯卡原理，在食品超高压加工过程中，液体压力可以瞬间均匀地传递到整个食品。由此可知，超高压加工的效果与食品的几何尺寸、形状、体积等无关，在超高压加工过程中，整个食品将受到均一的处理，压力传递速度快，不存在压力梯度，这不仅使得食品超高压加工的过程较为简单，而且能量消耗也明显地降低。,上：一体化直接加压 下：分体式间接加压,图1,上：一体化直接加压 下：分体式间接加压,图 2,1. HPP对水的作用,高压下水的冰点会发生一些改变，200MPa压力水的冰点为-20左
3、右。通过这种原理，即可以将超高压技术用于食品速冻，形成很好的冰晶体结构。, HPP的作用机理,2. HPP对蛋白质的影响,在超高压下，食品中的小分子(如水分子)之间的距离要缩小，而蛋白质等大分子组成的物质还仍保持球状，这时水分子等小分子就要产生渗透和填充效果，进入并粘附在蛋白质等大分子基团内的氨基酸周围，使蛋白质等的食品中生物大分子链在加工压力下，由超高压降为常压后被拉长，而导致其全部或部分立体结构被破坏，这样便改变了蛋白质的性质(简称为“变性”)。,HPP与传统的食品加热处理工艺机理完全不同。当食品物料在液体介质中体积被压缩之后，形成高分子物质立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键即发生变
4、化，结果导致蛋白质变性。但在此过程中，超高压对形成蛋白质等高分子物质以及维生素、色素和风味物质等低分子物质的共价键无任何影响，故此超高压食品很好地保持了原有的营养价值、色泽和天然风味，这一特点正好迎合了现代人类返璞归真、崇尚自然、追求天然、低加工食品的消费心理。,3.超高压与微生物,大多数细菌能够在2030MPa下生长，能够在高于4050MPa压力下生长的微生物称耐压微生物。超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能破坏氢键之类弱结合键，使基本生物活性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。,值得注意的是微生物的细胞膜变化，细胞膜由于受到外界
5、环境的影响而发生变化。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其结构靠氢键和疏水键来保持。在压力作用下，蛋白质在细胞膜内发生变性，抑制了细胞生长所必需的氨基酸。高压增加了细胞膜的通透性，使细胞成分流出，破坏了细胞的功能。,影响超高压杀菌效果的因素主要有以下几点：(1)压力的大小和加压时间；(2)施压的方式；(3)温度；(4)pH值；(5)食物自身的组成和添加物；(6)水分活度；(7)微生物的特性和种类（例如抗压微生物、孢子等）。,1000MPa,压力作用下水的特性 上（左）：水的体积与压强变化 上（右）：绝热压缩的温度曲线 下 ：水的PH值与压力变化,鸡蛋超高压处理照片,牡蛎,对肉的不同处理效果, H
6、PP的特点,HPP最大的特点就是能有效的和加热技术结合，增强杀菌和变性酶能力。食品的加工可以通过调节作用时间，让高压技术和加热技术结合来作用。,加工过程快速、无需加热；可应用于保持食品新鲜；确保食品的营养和一些不稳定的组成成分不流失；对食品的品质影响小，易于被消费者接受。 超高压技术不能断裂食品中的共价键，所以，经过超高压技术（室温下）处理过的食品能够保持其原有的口感。这就有与热处理完全不同的结果。,有一些耐高压的酶不容易失活。高压技术对孢子的作用效果也不是很明显。而且相关设备造价很昂贵，目前的商业化产品并不常见。,优点,不足,1.2 超高压技术的研究进展,美国化学家 Bert Hite使用超
7、高压技术杀灭牛奶中的 微生物以增长其保质期。, 发展历程,1899年,1914年,美国物理学家 P.W.Briagman 提出了在静水压下蛋白质变性、凝固的报告,由于当时高压装置制造技术和加工中食品的包装材料尚未成熟，研究被迫中段,1990年,日本科学家首次制成超高压处理的水果酱、水果汁,随后，法国、西班牙、美国等西方国家也获得了超高压处理产品如橘子汁、切片火腿、牡蛎等。,我国也开展了食品高压技术的研究, 并取得不少的成果。,中国兵器工业集团公司五二研究所利用超高压技术研制成功了高压西瓜、果肉汁、高压菜花等果蔬新产品, 使产品在常温下的包装有效期达 6 个月以上。,HPP加工的各种产品, HP
8、P在食品工业中的应用,1. 超高压杀菌,食品超高压杀菌是将食品物料以某种方式包装好之后，放人液体介质中，在l00l000MPa压力下作用一段时间，使之达到灭菌要求。超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能破坏氢键之类弱结合键，使基本物性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。,高压杀菌受到pH、温度的影响，而微生物不同的生长阶段对高压的敏感程度亦不相同，一般认为在微生物最适生长温度范围内进行高压杀菌可提高杀菌效果。食品中的各种成分、水分活度对高压灭菌效果也有影响。,微生物超高压处理前后对照,2. 超高压速冻,食品（如蔬菜、水果、豆腐）常压冷
9、冻储藏等，由于食品中水分在冻结时体积膨胀，造成组织细胞破损，解冻后食品中汁液流失，食品的冷冻损伤严重，给产品的风味带来很大的影响。,超高压作用下水的凝固点发生改变，200MPa时水的冰点约为-20，过冷状态的水从高压状态迅速转向低压的过程中形成很多的冰晶体，高压冷冻处理的食品不仅能显著改善汁液流失情况，其外观、质地、口感也会有大大的改善。,3.其他方面的应用,超高压在食品的保藏、果蔬加工中应用也很广泛。风干法、冷冻法、罐头封装法等保藏方法，都会使食品的鲜味受到不同程度的损害，而超高压加工是把食品置于数千个大气压之中，在不损害食品材料本质的情况下对其进行调和、加工、杀菌，在产品获得很好的储藏能力
10、的同时还最大限度的保留了食品原有的风味，甚至有了新的特性。,水果加工过程中频繁使用高温会使产品产生烹调味，从而失去它们本身的质地、颜色和天然的特性。而采用超高压这种非热力加工技术，即可给消费者提供几乎新鲜的水果产品又同时能保证食品的质量安全和货架期。, HPP技术的待改善之处,HPP技术是基于食品中水分的压缩的帕斯卡原理，但对于不适合这一定律的干燥食品、粉状或粒状食品,不能采用超高压处理技术。,1.,2.,因为高压下食物的体积会改变, 所以待加工食品只能用软材料包装。,3.,一些耐高压的细菌, 特别是一些产芽孢的细菌，需在70 以上加压到600 MPa或加压到l000 MPa以上才能杀死。另外，超高压加工对一些耐高压酶的处理也不如热处理效果好。,4.,超高压技术对设备要求很高，必须是耐高压的金属材料，而且造价昂贵，相反它又达不到批量处理的要求，产量很低。这就很大程度上制约了现在的超高压技术推广使用。,虽然超高压技术现在还不是很成熟，但是由于它的显而易见的优点，例如经超高压处理的食品更接近原来食品, 具有爽脆、风味好、营养损失少等，HPP加工技术的推广是必然趋势。未来HPP技术发展的重点包括降低加压设备的成本、提高其批量化生产能力；对有关超高压技术理论体系的进一步完善；在更广范围内的使用HPP技术等,1.3 展望,超高压生产线的模拟图,
