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1、课程论文论文题目：超高压杀菌技术及其运用专业(班)：食品科学与工程年级：2012 级课程：食品科技进展学号：201206064051学生姓名：刘洪源指导教师：陆红佳2015 年 11 月 21 日超高压杀菌技术摘要：超高压杀菌作为一种新兴的食品冷杀菌处理技术，能使食品获得一定的保藏效 果，同时对食品品质影响较小，具有广阔的应用前景。本文主要介绍超高压杀菌技术的作用 原理，影响杀菌效果的因素，以及它的发展历史，生产应用，最后对其未来的前景作出展望。关键词：超高压杀菌技术；原理；影响因素；发展；应用；前景引 言食品超高压技术是当前备受重视和广泛研究的一项食品高新技术。利用超高压技术加工食品，能有效
2、克服传统热加工法处理食品时带来的弊端，在满足能源、解决化学污染和社会对高质量食品需求等方面充分体现出其自身价值。有冷巴氏杀菌技术的美誉。经超高压处理的食品在完成杀菌后，不仅能保证食品在微生物方面的安全，且能较好保持食品固有营养品质、质构、风味、色泽、新鲜程度等。1. 超高压杀菌技术的原理超高压技术( Ultra High Pressure Processing，简称 UHPP) 是将食品物料以柔性材料包装后，置于压力 200 MPa 以上的高压装置中，以水或其他流体介质作为压力传递介质， 在高压作用下杀死其中绝大多数的细菌、霉菌和酵母菌，而且不会像高温杀菌那样造成营养 成分破坏和风味变化的一种
3、冷加工技术。在施加压力的过程中，菌体蛋白中的非共价键被破坏，使蛋白质高级结构破坏，从而导 致蛋白质凝固及酶失活。同时极高的静压会改变细胞的形态，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。高压对细胞膜、细胞壁都有影响。20-40MPa 的压力能使较大的细胞因受应力作用细胞壁机械断裂而松解； 200MPa 的压力下，细胞壁遭到破坏； 200-400MPa 下，微生物的核膜和线粒体外膜受到破坏，加压的细胞膜常常表现出通透性的 变化，压力引起的细胞膜功能劣化导致氨基酸摄取受到抑制。上述过程是一个纯物理过程， 几乎完全是因为超高压力的作用，故高压杀菌过程中，压力问题成为一个重点，也成为一
4、个 难点。压力过高，超高压设备制造成本与其额定工作压力呈几何级数增长关系，设备器件使 用寿命也会减短。2. 发展历史2.1 国外早在 1899 年，美国化学家 Hite 首次发现 450Pa 的高压能延长牛乳的保藏期；1914 年美国物理学家Bridgeman 提出静水压下卵白变硬和蛋白质变性、凝固的报告，被认为是超高压食品处理技术的起源。该报告指出，白蛋白在 500Pa 作用下凝固，在 700Pa 下变成硬的凝胶状态。由于当时条件的限制，此后 70 多年来这一直未引起食品界的足够重视。直到 1987年在东京大学林力丸的倡导下，日本开始研究应用超高压杀灭食品中微生物的方法； 1990年 4 月
5、世界上第一个高压食品果酱问世，引起了日本国内的轰动，超高压处理技术才开始引起人们的注意。目前在发达国家都已实现产业化，日本在超高压食品加工方面仍居国际领先水平，德、美、英、法等国家也紧跟其后。2.2 国内国内超高压处理技术的研究至 90 年代才真正起步，我国的国家食品工业发展计划也将超高压杀菌技术作为 20 世纪 90 年代 16 项重点开发技术之一, 但至今为止仍处于实验室研究阶段。吉林工业大学、兵器工业第五十二研究所、中国农业大学等分别进行过玉米淀粉的高压糊化、黄酒催陈、果汁加工等研究。合肥工业大学潘见教授九十年代初期在日本东京大学合作开展食品超高压浸渍、解冻技术研究，取得可喜进展；回国后
6、在国家发展计划委员会资助下开展食品超高压保鲜处理研究，建成了国内最大容量（30L）、额定工作压力为600MPa 食品超高压处理中试装置和容量为1L、额定工作压力为600MPa、可控温食品超高压处理实验装置，并提出超高压动态杀菌技术的新概念，促进了我国在食品超高压处理技术产业化方面的研究和实际应用。3. 影响高压杀菌效果的因素3.1 pH不同微生物对 pH 值的要求不一样，不同的微生物也各自有最适宜的pH 值。每种微生物在其最适生长的 pH 值范围内时酶活性最高，改变介质 pH，使微生物生长环境劣化，可以加速微生物的死亡速率，使高压杀菌的时间缩短或者是降低所需要的压力。3.2 温度微生物对温度具
7、有极强的敏感性，在食品处理过程中，受压时的温度对于杀菌效果的影响非常明显。在一定的温度下，微生物中的蛋白质、酶等成分均会受到影响发生一定程度的变性。大多数微生物在低温下耐压程度降低，主要是因为压力使得低温下细胞内因冰晶析出而破裂的程度加剧。在低温范围内高压处理对保持食品的品质较为有利，尤其是在减少热敏性成分破坏的方面。3.3 微生物自身因素处于不同生长期的微生物对高压的反应不同。一般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为敏感。革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具抗性。芽孢类细菌比非芽孢类细菌耐压性更强。3.4 食品组分各种食品的物理、化学性质不同，使用的压力要求也不一样。
8、在高压下，食品的化学成分对杀菌效果有显著的影响。一般当食品中富含营养成分或高盐、高糖成分时，杀菌速率均会有减慢的趋势。油脂的食品一般高压杀菌较为困难，但添加适量的脂肪酸酯、糖脂及乙醇后，会增强高压杀菌的效果。3.5 水分活度不同类群微生物生长繁殖的最低水分活度范围不同，大多数细菌为0.990.94，大多数 霉菌为 0.940.80，大多数耐盐细菌为 0.85，耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为 0.650.60。在水分活度低于 0.60 时，绝大多数微生物就无法生长。低水分活度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。3.6 加压方式超高压杀菌方式有连续式、半连续式、间歇式
9、。一般阶段性压力、重复性压力灭菌的效果要好于持续性静压灭菌的效果。另外，低压处理对芽孢有活化作用，促使芽孢发芽，从而使其丧失耐压性，因而对于易受芽孢菌污染的食品利用超高压多次重复短时处理，杀灭芽孢 效果好。3.7 压力的大小和加压时间每一种微生物都有自身耐受压力的上限值，在一定范围内，压力越高，灭菌效果越好。在相同的压力下，灭菌时间越长，灭菌效果也有一定程度的提高。4. 生产中的应用由于高压灭菌处理的温度远低于热处理, 所以能保持食品的原有风味、色泽和营养价值, 在使酶失活的条件下能抑制褐变反应 ; 而且液体介质的瞬时压缩过程灭菌均匀 , 无污染, 操作安全, 且较加热法耗能低。经高压处理的食
10、品可延长保质期, 同时又避免了冷冻贮藏引起的色泽变化。研究表明, 高压处理后的果汁和蔬菜汁均达到了杀菌效果, 且维生素 C 损失很少, 残存酶活性只有原来的 4 %, 色、香、味等感官指标不变。高压杀菌作用均一、迅速, 对食品无大小和形状的限制, 与热处理相比显示出巨大的优越性。4.1 果蔬产品中的应用蔬菜是仅次于粮食的第二大农产品，在采收、储存、运输、销售的环节中蔬菜腐烂较为严重。果蔬产品加工通常采用热力杀菌方式,热力杀菌能够有效延长食品货架期,保障食品安全,但高温会破坏果蔬的营养组织,破坏果蔬的新鲜度,有些热敏性食品在热力杀菌后还会改变风味,影响了食物的口感。而超高压杀菌技术可以在保证食品
11、达到商业无菌的条件下，有效地延长果蔬的货架期，同时很好地保持产品的新鲜度和营养价值。4.2 水产品中的应用水产类包括各种海鱼、河鱼和其他各种水产动植物，如虾、蟹、蛤蜊、海参、海蜇和海带等。它们是蛋白质、无机盐和维生素的良好来源，但是水产品中富含的营养成分在流通过 程中极易发生分解和变质，导致水产品腐败变质，降低了水产品的营养价值和食用品质。通过实验研究表明超高压杀菌技术能够有效地延长水产品的货架期，但是在加压的过程中，水 产品的硬度增加，咀嚼性能变差，影响了水产品鲜嫩的口感。如何在延长货架期的同时，保持水产品原有的嫩度，是今后重要的研究方向。4.3 肉类中的应用肉制品采用超高压技术进行产品包装
12、,能够有效防止肉质的二次污染,让肉制品的成分、风味、色泽和营养价值保持在最佳状态,同时能够有效控制肉制品中的大肠杆菌、酵母菌, 达到商业卫生标准。常温超高压技术处理肉制品能够产生轻微烹饪的组织状态,能够提高肉 质的弹性和保水率。日本经常利用超高压技术来处理牛肉,增加牛肉的弹性和鲜嫩。同时在 冷鲜肉和低温肉制品工业方面，不仅可以最大程度地保留食品原有的食用品质和营养价值， 并且可以简化低温肉制品在储运过程中的技术要求，有效延长产品的保质期，符合人们对现 代食品工业的要求。5. 超高压杀菌技术的前景当前超高压杀菌技术在国内外已经日渐成熟，从在我国的应用来看，也从各个方面取得了进展。超高压食品处理技
13、术已历经几十年的发展，引起了人们的广泛重视。现今随着人们生活水平的提高和安全意识的增强，人们对食品的品质和食品安全的要求 也越来越高。由于超高压杀菌技术处理过的食品，没有化学变化，故不产生副作用，食品的 色、香、味均优于传统方法加工的食品，杀菌效果也比食品烹煮和热力杀菌更好，让超高压 技术具有传统热加工处理技术无法比拟的优势。这也符合人们对食品“自然、营养、安全、方便”的追求，食品非热杀菌技术在食品工业中的应用将会越来越广泛。特别是高压杀菌技 术，和其他的冷杀菌技术相比，它更加的简便廉价。在科学技术日新月异的时代，抓住机遇，加快超高压技术这类高新技术的研究和应用， 对我国参与国际竞争有着极为重
14、要的意义。参考文献：1 皮晓娟,李亮,刘雄. 超高压杀菌技术研究进展J. 肉类研究. 2010(12)2 乔长晟,贾士儒,王瑞,王臣克,贾培起. 超高压杀菌技术对牛乳品质的影响 J. 食品科学. 2009(01)3 陈军. 超高压技术在食品化工中的应用J. 上海化工. 2013(11)4 陈李明. 超高压技术在食品加工工业中的应用J. 中国农业信息. 2014(07)5 马永昆. 超高压技术在功能食品加工中的应用及其安全性评价J. 食品科学. 2005(08)6 赵玉生,赵俊芳. 食品工业中超高压灭菌技术J. 粮食与油脂. 2006(03)7 鲍志英,德力格尔桑. 食品加工中超高压灭菌的机理J
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