1、食品保藏原理 第七章 食品的超高压保藏,食品超高压保藏概况 超高压保藏的基本原理 超高压食品保藏 超高压处理在食品加工中的应用,内容提要,7.1 食品超高压保藏概况,高压杀菌技术是近年来备受各国重视、广泛研究的一项食品高新技术，由于其独特而新颖的方法，简单而易行的操作，故引起普遍的关注。日本、美国、欧洲等国在高压食品的研究和开发方面走在世界前例，1990年4月,高压食品首先在日本诞生。目前，在全球范围内，食品的安全性问题日益突出，消费者要求营养、原汁原味的食品的呼声也很高，高压技术则能顺应这一趋势。,它不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品固有的营养品质、质构、风味、色泽、新鲜
2、程度。利用超高压可以达到杀菌、灭酶和改善食品品质的目的，在一些发达国家，高压技术已应用于食品的低温消毒，而且作为杀菌技术也日趋成熟。,7.1 食品超高压保藏概况,7.1.1 定义 超高压杀菌技术是将密封于弹性容器中的食品置于水或其他液体作为传压介质的无菌压力系统中，经100Mpa以上超高压处理一段时间，以达到杀菌、灭酶和改善食品的功能性质等作用。根据杀菌时温度不同，杀菌可分为热杀菌和冷杀菌。其中冷杀菌又根据使用手段不同分为物理杀菌和化学杀菌。,冷杀菌中的物理杀菌是目前杀菌技术发展的趋势。物理杀菌克服了热杀菌和化学杀菌的不足之处，是运用物理方法，如高压、场、电子、光等的单一作用或两种以上的共同作
3、用，在低温或常温下达到杀菌的目的。,7.1 食品超高压保藏概况,7.1.2 超高压杀菌技术工艺特点 超高压食品的杀菌设备与一般的高压设备没有本质的差别，只是压力介质不同，一般为水。因为水容易获得、成本低，与气体相比较无爆炸的危险，能耗小。通常压力为 100600MPa，当压力超过600MPa以上时，需要采用油作为压力介质。,7.1.2 超高压杀菌技术工艺特点 固态食品和液态食品的处理工艺不同。 固态食品如肉、禽、鱼、水果等需装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，进行真空密封包装，以避免压力介质混入，然后置于超高压容器中，进行加压处理。处理工艺是升压保压卸压三个过程，通常进料、卸料为不连续
4、方式生产。,7.1.2 超高压杀菌技术工艺特点 液态食品如果汁、奶、饮料、酒等，一方面可像固态食品一样用容器由压力介质从外围加压处理。也可以直接以被加工食品取代水作为压力介质，但密封性要求严格，处理工艺为升压动态保压卸压三个过程，用第二种方法可进行连续方式生产。,7.1.2 超高压杀菌技术工艺特点 一般情况下，寄生虫的杀灭和其他生物体相近，只要低压处理即可杀死； 病毒在稍低的压力即可失活； 细菌、霉菌、酵母的营养体在300400MPa压力下可被杀死； 芽抱菌对压力比其营养体具有较强的抵抗力，需要更高的压力才会被杀灭。,压力处理的时间与压力成反比；压力越高，则处理所需时间越短。另外，超高压杀菌的
5、效果还受温度、食品的组分的影响。,7.1 食品超高压保藏概况,7.1.3 超高压技术的应用 自1990年4月日本首次将超高压产品果酱投放市场，其独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视。食品超高压处理技术被称为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等，可被应用于所有含液体成分的固态或液态食物。,高压食品极符合21世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。,7.1.3 超高压技术的应用 目前超高压处理技术的应用范围主要包括 新型高压食品处理技术 新型高压生物处理技术 超高压在石油化工、压力容器和木材的超强化处理技术中的应
6、用,该技术最大限度的保持了食品的原有风味、色泽和营养成分，真正使食品达到了“新鲜、鲜活”,包括病毒的灭活、中药的提取、疫苗的制取、血浆及血液的病原菌、病毒杀灭和处理,可使石油化工管道、压力容器抗疲劳寿命大幅度提高，使木材密度、硬度增高，将普通木材改性为高强度、高质量的高档木材。,7.2 食品超高压保藏的基本原理,食品超高压技术（ultra-high pressure processing,UHP）可简称为高压技术(High pressure Processing,HPP)或高静水压技术(High Hydrostatic Pressure,HHP)，原理就是压力对微生物的致死作用。,7.2 食品
7、超高压保藏的基本原理,7.2.1 高压保藏的基本原理 高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。,在食品工业上，高压杀菌技术的应用旨在利用这一原理，使高压处理后的食品得以安全长期保存。,7.2.1 高压保藏的基本原理 高压对微生物的影响 超高压对细胞形态的影响 当细胞周围的流体静压达到一定值时，细胞内的气泡会破裂，形态发生改变，引起微生物死亡。在压力作用下，细胞形态会发生变化，球菌在压力作用下发生变形而成为杆状，细胞尺寸也会受压力的影响，主要是由于压力的挤压作用导致细胞形态结构发生变化。,
8、在压力作用下，还会发生细胞壁脱离细胞质、无膜结构胞壁变厚、细胞浆中海绵状或网状结构的光亮区和核蛋白体数目减少等变化。,超高压对细胞形态的影响 这些变化与菌种有关，有些变化是可逆的，即解除压力后会恢复到原来正常的状态。当压力升高到一定 程度时，此种变性就成为永久的、不可逆的变性。当压力升高到导致细胞膜破坏时，细胞质会泄露从而造成细胞死亡。,高压对微生物的影响 超高压对细胞生物化学反应的影响 加压有利于促进反应向减少体积的方向进行，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变化，所以加压将对生物学过程产生影响,氢键的形成伴随着容积的减少，所以加压有利于氢键的形成； 压力还会影响
9、疏水的交互反应，100Mpa时，疏水交互反应导致容积增大，超过100Mpa后，疏水交互反应将伴随容积的减少。,高压对微生物的影响 超高压对细胞膜壁的影响 细胞膜使胞内物质与周围环境相隔离，起着控制内外物质的传输作用以及呼吸作用。如果细胞膜是极其可透的，细胞便面临死亡。细胞膜的主要成分为磷脂和蛋白质，超高压作用下，细胞膜通透性发生变化。压力引起的细胞膜功能恶化将导致氨基酸摄取受抑制。,超高压能使较大细胞的细胞壁因超过应力极限而发生机械断裂，从而使细胞松懈。这种作用对真菌来说是主要的影响因素。,超高压对细胞膜壁的影响 一般来讲，真核微生物比原核微生物对压力更为敏感，处于对数生长期的细胞对压力要比处
10、于稳定期的细胞更为敏感，处于稳定期的细胞对压力具有较强的抗性，可能是由于处于对数生长期的细胞分裂速度快、细胞膜薄，而处于稳定期的细胞分裂速度明显减慢、细胞膜厚的缘故。,高压对微生物的影响 超高压对微生物芽孢的作用 杀灭芽孢是食品保藏中最关键的一环，它是食品是否彻底灭菌的标志。而杀死芽孢也是食品加工和保藏中最难解决的问题之一。研究发现，芽孢的耐压性和耐热性之间没有任何确定的关系，一般认为，对于低酸性食品，除非压力超过800MPa，否则，高压处理必须与热处理结合才能有效杀灭芽孢。,细菌芽孢可被高于1000MPa的压力直接杀死，但如此高的压力不适宜直接应用在实际生产中,超高压对微生物芽孢的作用 有研
11、究表明，芽孢开始发芽是芽孢压力灭活的先决条件。只有芽孢发芽生成营养体，才有可能被超高压钝化。因此，对芽孢的灭菌可采用两次处理：第一次采用较低压力促使芽孢发芽或者活化芽孢，第二次则以较高压力使营养细胞和发芽的芽孢失活。,37下，大多数芽孢压力处理后的萌发时间在1h之内。芽孢经高压处理后，不仅其自身的耐压性有可能增强，而且对其他杀菌方法的抵抗力也会提高，这样会使有效杀灭芽孢的条件变得更为苛刻。,高压对微生物的影响 超高压对微生物体内酶的影响 压力对微生物的抑制作用还可能由于压力引起主要酶系的失活。酶的压致失活的根本机制是：改变分子内部结构；活性部位上构象发生变化； 由于压力对同一细胞内部的不同酶促
12、反应所产生的影响不同，因此，在有关机制问题上可能引起混淆。,7.2.1 高压保藏的基本原理 高压对食品中酶的影响 酶是一种特殊的蛋白质，超高压对酶蛋白的结构的改变或破坏肯定会影响到酶的活性。酶活性的影响因素主要有压力、时间、加压方式、温度、PH、介质。不同种类酶对高压有不同的反应。,高压对食品中酶的影响 多酚氧化酶 多酚氧化酶广泛存在于各种植物中，主要影响保鲜、冷冻、干制和罐藏等过程中产品的颜色变化。传统加工中主要采用热处理或化学处理的方法使食品中的多酚氧化酶失活。在低压条件下，有增强酶活力的效果；加压到400MPa以上，则酶很快失活。,一般来说，较低压力下，酶的失活是可逆的，有时还会活性增强
13、，而在较高压力下，酶活明显下降，且为不可逆失活。,高压对食品中酶的影响 果胶酶 果胶酶是植物中广泛存在的另一大类酶，包括能催化果胶解聚的果胶裂解酶和催化果胶分子中的酯水解的果胶酯酶。随果汁浓度增大，其中果胶酯酶受压力钝化的程度降低，但PH及有机酸的种类对压力作用影响不大。,在300和400MPa压力下处理10min后，果汁中的果胶酯酶并未完全失活，但在正常贮运条件下失活的酶没有再生。,高压对食品中酶的影响 纤维素酶 纤维素酶主要作用于纤维素及其衍生出来的产物，使植物性食品中的维生素增溶和糖化。研究发现，纤维素酶的活性随着压力的升高而增强，并在400MPa达到最大值。此时酶活力是常压下酶活力的1
14、.7倍。300MPa时的酶活力也可达到常压时的1.5倍。,高压对食品中酶的影响 过氧化物酶 过氧化物酶属于最耐热的酶类，在果蔬加工中常被用作热处理是否足够的指标。将过氧化物酶配制的缓冲液进行超高压处理，发现它的耐压性也是很高的。如果将缓冲液换成食品基质，则过氧化物酶的耐压性更高。PH对过氧化物酶活性有显著影响。,中性环境下，60，600MPa处理10min，过氧化物酶的残存活力仍高达90%；当PH从7变到9，酶活性减少了90%。鉴于过氧化物酶的高耐压性，可以建议选择其作为低酸性食品超高压灭酶效果的指示酶,过氧化物酶 在200MPa以前，随着压力升高，梨汁中过氧化物酶的活性与未处理的对照样酶活性
15、相比没有下降，反而升高；在200MPa时，相对活性达到最大值131%；200MPa以后，过氧化物酶活性随着压力升高而下降。400MPa时相对活性为87%，500MPa时相对活性75%。,低压下酶的构象没有太大变化，没有失去活力；压力促使酶从附着而被束缚的状态中解离出来，提高了酶的活性；此外，梨汁中尚未被破碎细胞，在压力作用下细胞膜被损坏，使细胞内部过氧化物酶泄露出来，导致酶活性比对照样还高。,高压对食品中酶的影响 蛋白酶 蛋白酶是食品工业中最重要的一类酶，在干酪生产、肉类嫩化和蛋白质改性中都大量地使用。超高压对蛋白酶类的影响不同于对微生物的作用，它既可能钝化酶的活性，在一定范围内也能使酶的活力
16、增强。,研究者检测了在超高压下牛肉中蛋白酶的活力，发现在400MPa或500MPa的压力下氨肽酶和羧肽酶完全失活；在400MPa或更高压力条件下，酸性蛋白酶的活力几乎不受影响，中性蛋白酶的活性也仅受轻微影响。,高压对食品中酶的影响 脂酶 脂酶主要分解脂肪产生游离脂肪酸，通常所说的水解酸败就是脂酶引起的。室温、600MPa、10min的处理可使脂酶的活力降低40%；若升温升压，则700MPa、45处理10min就可完全钝化脂酶。,高压对食品中酶的影响 溶菌酶 溶菌酶是一种具有防腐性能的酶制剂，它能降低细菌芽孢的抗热性，对延长制品的货架期起有效作用。一般酶类在数千大气压的作用下将失去活性，但溶菌酶
17、在600MPa的压力下也不会完全失活。在食品中添加溶菌酶后进行超高压杀菌处理，不仅能较完整地保存营养成分，而且有很好的杀菌效果。,高压对食品中酶的影响 固定化酶 固定化酶在食品工业中的应用日益广泛。将酶固定在水不溶性的载体上进行加压处理，其对压力的敏感性低于溶解态的酶。溶解态的胰蛋白酶钝化温度是50，而固定化后钝化温度升至60，同时稳定性也随压力升高而增强了。,7.2 食品超高压保藏的基本原理,7.2.2 超高压技术处理食品的特点 超高压技术进行食品加工具有的独特之处在于它不会使食品的温度升高，而只是作用于非共价键，共价键基本不被破坏，所以食品原有的色、香、味及营养成分影响较小。食品加工过程中
18、，由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，通过超高压处理能够激活或灭活这些酶，有利于食品的品质。,超高压处理可防止微生物对食品的污染，延长食品的保藏时间，延长食品味道鲜美的时间。,7.2.2 超高压技术处理食品的特点 常温下达到杀菌、灭酶的作用； 传压速度快、均匀，不存在压力梯度和死角； 整个过程耗能少； 不存在爆炸的危险。,7.2.2 超高压技术处理食品的特点 与传统的加热处理食品比较，优点在于 超高压处理不会使食品色、香、味等物理特性发生变化，不会产生异味，加压后食品仍保持原有的生鲜风味和营养成分； 超高压处理后，蛋白质的变性及淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而获得新型
19、物性的食品；,与传统的加热处理食品比较，优点在于 超高压处理可以保持食品的原有风味，为冷杀菌，这种食品可简单加热后食用，从而扩大半成品食品的市场； 超高压处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而使食品灭菌达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低 。,7.2.2 超高压技术处理食品的特点 与传统的化学处理食品比较，优点在于 不需向食品中加入化学物质，克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成的产物对人体产生的不良影响，也避免了食物中残留的化学试剂对人体的负面作用，保证了食用的安全； 化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显；,与传统的化学处理食品
20、比较，优点在于 超高压杀菌条件易于控制，外界环境的影响较小，而化学试剂杀菌易受水分、温度、pH值、有机环境等的影响，作用效果变化幅度较大； 超高压杀菌能更好地保持食品的自然风味，甚至改善食品的高分子物质的构象。,7.2 食品超高压保藏的基本原理,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压技术进行食品加工具有的独特之处在于它不会使食品的温度升高，而只是作用于非共价键，共价键基本不被破坏，所以食品原有的色、香、味及营养成分影响较小。食品加工过程中，由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，通过超高压处理能够激活或灭活这些酶，有利于食品的品质。,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影
21、响 超高压下水的特性变化 水是多数食品的主要成分，也是超高压加工时的传压介质。超高压下水的特性直接影响到食品的超高压处理结果。超高压下水的冻结点均较常压下的低，但不同压力范围，冻结点的变化规律不同，形成冰的密度也不同。200MPa以下时，随着压力增大，水的冻结点降低； 200MPa以上，随着压力增大，冻结点升高。,超高压下水发生体积收缩的变化，影响超高压下食品中的水分和作为传压介质的水的特性变化。,超高压下水的特性变化 超高压处理过程中，升压会发生水的温度升高，而降压过程会发生水的温度降低。水的传热特性和比热容等也发生了变化，这些变化都会影响到超高压处理过程中食品特性的变化。,不同冰的密度,7
22、.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压对蛋白质的影响 蛋白质一般具有4级结构，在蛋白质的结构中除以共价键结合为主外，还有离子键、氢键、疏水键结合和双硫键等较弱的结合 蛋白质经超高压处理后，蛋白质的一级结构没有影响；对二级结构有稳定作用；对三四级结构影响很大，导致蛋白质变性。,超高压对蛋白质的影响可以是可逆的，也可以是不可逆的。一般在100-200MPa下，蛋白质的变性是可逆的，当压力超过300MPa时，蛋白质的变性是不可逆的，即蛋白质永久变性。,超高压对蛋白质的影响 超高压引起的蛋白质变性与热变性相似，即产生蛋白质的凝固或凝胶，但超高压产生的凝胶，其色泽与风味明显优于热变性。通过压力形成
23、的凝胶比热凝胶能保持其天然的颜色和香味，并且浓稠、柔滑和柔软，弹性也比热凝胶好，且凝胶的硬度随压力增加而增大，黏度则随压力增大而降低。,研究表明，通过超高压和通过加热所获得的凝胶的形成机制不同，可能是因为超高压所引起的变性是由于疏水键和离子键被破坏以及蛋白质的伸展所致；相反，加热所引起的变性则是共价键的形成和破坏所致，从而导致了香味的变化。,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压对碳水化合物的影响 超高压可使淀粉改性，常温下加压到400-600MPa，淀粉分子会发生糊化而呈不透明的粘稠糊状物，且吸水量也发生变化。原因是压力使淀粉分子的长链断裂，分子结构发生改变。研究发现，淀粉含水量是决
24、定超高压影响大小的关键因素，超高压可以提高淀粉糊化温度，增强淀粉酶对淀粉的敏感性。,马铃薯淀粉对超高压具有较强的抵抗力，而小麦及玉米淀粉易受超高压影响。,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压对脂肪的影响 超高压对脂类的影响是可逆的。油脂类耐压程度较低，常温下加压100-200MPa，基本上变成固体，但解除压力后固体仍能恢复到原状。另外，超高压处理对油脂的氧化有一定影响。Tanaka等人研究沙丁鱼和脱脂肉混合物在108MPa、5条件下，过氧化值随高压处理时间延长而迅速增加；但没有脱脂肉条件下，其过氧化值最小,这种现象的原因可能是：金属离子促进超高压鱼肉脂肪的自动氧化；超高压处理后脂肪氧
25、化是受肉中变性蛋白质的协调作用影响。,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压对维生素的影响 采用超高压技术，对添加含有大量维生素的液态功能食品，具有较好的保护作用。研究表明，果蔬中的维生素c、维生素A、维生素B1、B2、维生素E和叶酸受压力的影响较小。经超高压处理的草莓酱，能保留 95%的维生素C，维生素C 的残留量是热力加工草莓酱的1.7 倍。经200500Mpa 处理的河套蜜瓜汁、西瓜汁、橙汁、黄瓜汁、草莓汁的维生素C的平均保留率均达到95%以上。,7.2.3 超高压杀菌对食品成分的影响 超高压对色素的影响 色素成分的保留率已经成为产品品质和营养功能性评价的一个重要指标。功能性色素
26、在加工过程中，易受光、氧、辐照和热力的作用而发生降解，导致其稳定性和功能性降低，甚至产生一些异味成分，影响产品 的感官质量。采用超高压技术处理，食品中的功能性色素能够避免氧、光和热的作用，因而色素的稳定性好、保留率和生物效价高。,超高压处理能较大限度地保留食品中的功能色素成分，又能在不降低色素含量的情况下产生更多的同分异构体，从而改善色素的功能性和理化特性。,7.3 食品超高压保藏,7.3.1 超高压保质贮藏 超高压保质贮藏的机制主要是超高压使食品中的酶失活，食品在没有微生物情况下的变化主要来自食品中各组分之间的生化反应，这些生化反应绝大多数需要在酶的参与下进行。超高压处理可使酶失活，酶促反应
27、速度降低或停止，达到提高食品保藏期的目的。,7.3.1 超高压保质贮藏 食品其他组分分子在经过一定的超高压作用后，也会发生一些不可逆变化。经超高压加工的食品可以延长保存期，同时又弥补了冷冻保藏引起的色泽变化、失去弹性等不足。 经超高压加工的食品无“回生”现象，便于食品的保质贮藏。传统热加工处理后的谷物食品中糊化的淀粉在保存期内会慢慢失水而老化，而超高压处理后的食品中淀粉属于压致糊化，不存在老化现象。,7.3 食品超高压保藏,7.3.2 超高压杀菌 超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破坏氢键之类的弱结合键，使基本物性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶失活，还能使菌体内成分产生泄露和细胞膜破裂等多种
28、菌体损伤。,7.3.2 超高压杀菌 超高压杀菌方式 超压杀菌分超高压静态杀菌和动态杀菌两类，超高压静态杀菌就是将食品加压到一定压力后维持一段时间，使维持微生物生命活动的蛋白质等高分子物质失活而达到杀菌目的。动态杀菌是通过瞬态加压和卸压的方式，使微生物体内的水等物质膨胀或收缩，破坏微生物细胞结构来达到快速杀菌的效果。,超高压杀菌方式 当蛋白质经超高压处理后，疏水结合及离子结合会因弱结合而被切断，于是立体构造崩溃而导致蛋白质变性。凡是以较弱的结合构成的生物体大分子或细胞都会受到超高压的影响，生物体的生命活动就会受到影响甚至停止。超高压下微生物体内物质性质的改变及细胞结构的变化是超高压杀菌的基本原因
29、。,7.3.2 超高压杀菌 影响超高压杀菌的因素 超高压杀菌过程中，不同食品物料往往采用不同的杀菌条件。这主要是由于不同的原料有不同的成分及组织状态，从而使微生物所处的环境不同，因而耐压程度也不同。,影响超高压杀菌的因素 压力 酵母菌、霉菌的耐压性比细菌中的革兰氏阴性菌的耐压性低，而革兰氏阴性菌的耐压性又较阳性菌低，病毒也可在不太高的压力下灭活。芽孢较营养细胞的耐压性强，尤其是革兰氏阳性菌中的芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的芽孢最耐压，通常，杀死耐压性的芽孢需要更高的压力或结合其他处理形式。,对于芽孢杆菌属的芽孢，其耐压性与菌体的生长温度呈正比关系，耐热性强的芽孢耐压性高。,压力 微生物的耐压性或
30、菌体死亡速度的快慢可以用指数减菌时间D值或死亡速率常数k值来表示。D值定义为微生物（或芽孢）的活菌数减少90%所需要时间（min）,但此时的D值或k值应表明压力值，也应说明其适应的温度范围。,影响超高压杀菌的因素 温度 温度是微生物生长代谢最重要的外部条件，它对超高压处理的效果影响很大。在超高压下，低温和高温对微生物有影响，而且会加剧超高压对微生物的影响。主要是由于微生物对温度的敏感性，在温度的协同下，超高压杀菌效果有很大的提高。,温度 低温下，微生物的耐压程度降低，主要是由于压力使得低温下微生物细胞内因冰晶析出而破裂的程度加剧，同时，细胞蛋白质在低温下对超高压的敏感性提高，更容易变性，因此，
31、低温对超高压杀菌有促进作用。同时，低温下的超高压处理对保持食品品质，尤其是减少热敏性成分的破坏更为有利。,温度 同样的压力下，杀死同等数量的细菌，温度越高则所需杀菌时间越短。这是因为在一定温度下，微生物中的蛋白质、酶等均会发生一定程度的变性，适当提高温度对超高压杀菌也有促进作用。压力和温度是决定超高压杀菌效果的最主要的两个因素。所有物质在压缩过程中都会发生温度变化，温度随着压力升高而升高，但相对于热杀菌而言，高静压产生的温度可以忽略。,但当采用超高压和温度同时作用时，温度也成为处理过程中必须控制的关键因素。由于物料与传压介质之间可能存在差异，物料。传压介质和压力容器之间的热传递和热损失也有所不
32、同，这给操作过程的稳定控制带来一定的麻烦。,影响超高压杀菌的因素 PH 每种微生物都有适应其生长的PH范围。压力一方面会改变介质的PH，另一方面，会缩小微生物生长的PH适应范围，即PH会影响抑制微生物生长所需的压力。PH的略微升高会使所需压力或杀菌时间大幅度减少，可能是PH影响细胞膜的缘故。在食品允许范围内改变食品PH，使微生物生长环境恶化，也会加速微生物的死亡速率，增加高压杀菌强度。,影响超高压杀菌的因素 微生物生长阶段 微生物对超高压的耐受性随其生长阶段不同而异，微生物在生长期，特别是对数生长期，对压力很敏感。食品加工中，菌龄大的微生物通常抗逆性较强，在超高压灭活可引起安全隐患的微生物时，
33、菌龄是重要的影响因素。对数生长期的细胞对压力较敏感，压力可损坏细胞膜，而静止期的细胞在泄压后能将压致受损的细胞膜重新密封。,微生物细胞的耐压能力与在泄压后细胞修复的能力有关。苛刻的温度条件会影响受损细胞膜的修复速率，冷冻则可延长细胞膜修复所需的时间。微生物在最适生长温度内进行超高压杀菌可提高杀菌效率,影响超高压杀菌的因素 食品成分对超高压杀菌的影响 食品成分复杂，组织形态各异，因而对超高压杀菌的影响也非常复杂。有些食品成分在压力环境中对微生物有潜在的保护功能，这些营养成分还增强了处理后微生物的繁殖和自我修复功能。通常，当食品中富含营养成分或高糖高盐时，超高压杀菌就变得困难。,一般来说，富含蛋白
34、质、油脂的食品超高压杀菌困难，但在 食品中添加适量的脂肪酸酯、糖酯或乙醇后，会增强杀菌效果。,影响超高压杀菌的因素 水分活度对超高压杀菌的影响 在超高压杀菌处理时，水分活度越高，超高压杀菌效果越好，在低的水分活度下，由于低水分活度所引起的细胞收缩作用和对生长的抑制作用使更多的细胞在压力中存活下来，控制水分活度对超高压灭菌，尤其是固态和半固态食品的加工保藏有重要意义。,7.4 超高压处理在食品中的应用,7.4.1 超高压处理在肉制品中的应用 许多研究人员采用高压技术对肉类制品进行加工处理，发现与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在嫩度、风味、色泽等方面均得到改善，同时也增加了保藏性。例如，对
35、廉价质粗的牛肉进行常温250MPa处理，结果得到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min处理鸡肉和鱼肉，结果得到类似于轻微烹任的组织状态等。,7.4 超高压处理在食品中的应用,7.4.2 超高压处理在水产品中的应用 水产品的加工较为待殊，产品要求具有水产品原有的风味、色泽、良好的口感与质地。常规的加热处理、干制处理均不能满足要求。研究表明，高压处理可保持水产品原有的新鲜风味。,7.4.2 超高压处理在水产品中的应用 在600MPa下处理10min，可使水产品中的酶完全失活，对甲壳类水产品，其外观呈红色，内部为白色，并完全呈变性状态，细菌量大大减少，却仍保持原有生鲜味，这对喜生食水产制品的消费者
36、来说极为重要。高压处理还可增大鱼肉制品的凝胶性，将鱼肉加1及3的食盐捣溃，然后制成2.5cm厚的块状，在l00-600MPa，0处理10min，用流变仪测凝胶化强度，发现在400MPa下处理，鱼糜的凝胶性最强。,7.4 超高压处理在食品中的应用,7.4.3 超高压处理在果酱中的应用 生产果酱中，采用高压杀菌，不仅使果酱中的微生物致死，还可简化生产工艺，提高产品品质。这方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，该公司采用高压杀菌技术生产果酱，如草莓、猕猴桃和苹果酱。他们采用在室温下以400-600MPa的压力对软包装密封果酱处理10-30min，所得产品保持了新鲜水果的口味、颜色和风味,7.4 超高压处理在食品中的应用,7.4.4 超高压处理在其他方面的应用 由于腌菜向低盐化发展，化学防腐剂的使用也越来越不受欢迎。因此，对低盐、无防腐剂的腌菜制品,高压杀菌更显示出其优越性。高压(300-400MPa)处理时，可使酵母或霉菌致死。既提高了腌菜的保存期又保持了原有的生鲜特色。,7.4.4 超高压处理在其他方面的应用 200MPa下处理乳清，使酶解的乳球蛋白(Lg)沉淀。且这种沉淀是选择性的，即只沉淀Lg，而不沉淀乳白蛋白(La)。后者正是配制婴儿改性乳所需要的蛋白质。 另外，采用超高压处理可以选择性的去除食品中的某些不需要的成分。,
