11 超高压保鲜.ppt

第十一章超高压食品保藏技术 High Hydrostatic Pressure（HP)Introductionn nThermal processes are mostly used in food industryn nConsumers higher requirement for foodMore convenient,fresher,less heavily More convenient,fresher,less heavily processed,natural,healthier,less processed,natural,healthier,less preservatives preservatives n nHigh pressure has the potential to meet such requirement15.1 IntroductionnPreliminary research about HP in foodsA century agoA century agoPressure sensitivity of micros in milk,fruit Pressure sensitivity of micros in milk,fruit and vegetablesand vegetablesConclusion:shelf life could be extended by Conclusion:shelf life could be extended by HPHPnEarly application encumbered by equipment 一、超高压保藏技术的概念一、超高压保藏技术的概念n n食品超高压技术是指将软包装或散装的食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品放入密封的、高强度的施加压力容器中n n以水和矿物油作为传递压力的介质，施加以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压（高静压（1001000 MPa），在常温或较），在常温或较低温度（低于低温度（低于100）下维持一定时间后）下维持一定时间后n n达到杀菌、物料改性、产生新的组织结构、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学反应速度的一种加工方法二、超高压保藏技术的原理二、超高压保藏技术的原理n n液体（水）在超高压作用下被压缩液体（水）在超高压作用下被压缩n n受压食品介质成分等产生压力被压缩变性受压食品介质成分等产生压力被压缩变性蛋白质、淀粉、酶蛋白质、淀粉、酶蛋白质、淀粉、酶蛋白质、淀粉、酶n n物质结构物质结构发生变化发生变化生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部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）分（氢键、离子键和疏水键等相互作用）分（氢键、离子键和疏水键等相互作用）分（氢键、离子键和疏水键等相互作用）n n可长期保存而不变质可长期保存而不变质蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶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，新物料改性，改变物料某失活、微生物死亡，新物料改性，改变物料某失活、微生物死亡，新物料改性，改变物料某失活、微生物死亡，新物料改性，改变物料某些理化反应速度些理化反应速度些理化反应速度些理化反应速度三、超高压技术处理食品的特点三、超高压技术处理食品的特点n n1.营养成分受影响小营养成分受影响小n n2.产生新的组织结构，不会产生异味产生新的组织结构，不会产生异味n n3.原料的利用率高原料的利用率高n n4.技术适用范围广，具有很好的开发推广前技术适用范围广，具有很好的开发推广前景景 1.营养成分受影响小营养成分受影响小n n超高压处理的范围只对生物高分子物质立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，不会产生异味产生新的组织结构，不会产生异味n n超高压处理可改变食品物质性质，改善食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高分子物质的构象，获得新型物性的食品品 n n超高压会消除传统的热加工引起共价键的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，如热臭等弊端出现的不愉快异味，如热臭等弊端 3.原料的利用率高原料的利用率高n n超高压处理过程是一个纯物理过程超高压处理过程是一个纯物理过程n n瞬间压缩，作用均匀，操作安全卫生，无瞬间压缩，作用均匀，操作安全卫生，无工业工业“三废三废”，耗能低，耗能低n n有利于生态环境的保护和可持续发展战略有利于生态环境的保护和可持续发展战略的推进的推进超高压甜点食品超高压甜点食品 4.技术适用范围广，具有很好的开技术适用范围广，具有很好的开发推广前景。发推广前景。n n各种食品的杀菌各种食品的杀菌 n n植物蛋白的组织化植物蛋白的组织化 n n肉类品质的改善肉类品质的改善 n n乳产品的加工处理乳产品的加工处理n n淀粉的糊化淀粉的糊化n n动物蛋白的变性处理动物蛋白的变性处理n n食品高压速冻食品高压速冻 n n酒类的催陈酒类的催陈四四.超高压杀菌的原理超高压杀菌的原理n n（1）改变细胞形态）改变细胞形态n n（2）影响细胞生物化学反应）影响细胞生物化学反应n n（3）影响细胞内酶活力）影响细胞内酶活力n n（4）高压对细胞膜的影响）高压对细胞膜的影响n n（5）高压对细胞壁的影响）高压对细胞壁的影响l l极高的流体静压会影响细胞的形态极高的流体静压会影响细胞的形态l细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞壁变厚细胞壁变厚细胞壁变厚细胞壁变厚l l上述现象在一定压力下是可逆的，但当压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力超过某一点时，便不可逆地使细胞的形态发生变化发生变化（1）改变细胞形态）改变细胞形态按照化学反应的基本原理，加压有利于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以加压将对生物化学过程产生影响（2）影响细胞生物化学反应）影响细胞生物化学反应（3）影响细胞内酶活力）影响细胞内酶活力n n高压还会引起主要酶系的失活高压还会引起主要酶系的失活n n压力超过压力超过300MPa300MPa对蛋白质的变性不可逆对蛋白质的变性不可逆n n酶的高压失活的根本机制是酶的高压失活的根本机制是改变分子内部结构改变分子内部结构改变分子内部结构改变分子内部结构活性部位上构象发生变化活性部位上构象发生变化活性部位上构象发生变化活性部位上构象发生变化n n通过影响微生物体内的酶，进而会对微生物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基因机制产生影响由酶参与的由酶参与的由酶参与的由酶参与的DNADNADNADNA复制和转录步骤中断复制和转录步骤中断复制和转录步骤中断复制和转录步骤中断 （4）高压对细胞膜的影响）高压对细胞膜的影响n n在高压下，细胞膜磷脂分子的横切面减小，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的通透性将被改变（5）高压对细胞壁的影响）高压对细胞壁的影响n n2040 MPa的压力能使较大细胞的细胞壁的压力能使较大细胞的细胞壁因受应力机械断裂而松解因受应力机械断裂而松解n n200MPa的压力下细胞壁遭到破坏的压力下细胞壁遭到破坏n n真核微生物一般比原核微生物对压力较为真核微生物一般比原核微生物对压力较为敏感敏感 五、影响超高压杀菌的主要因素五、影响超高压杀菌的主要因素n n1.压力大小和受压时间压力大小和受压时间n n在一定范围内，压力越高，灭菌效果越好。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也有一定程度的提高2.施压方式施压方式n n超高压灭菌方式超高压灭菌方式连续式、半连续式、间歇式连续式、半连续式、间歇式连续式、半连续式、间歇式连续式、半连续式、间歇式n n阶段性压力变化处理杀菌阶段性压力变化处理杀菌持续静压处理持续静压处理n n对于易受芽孢菌污染的食物用超高压多次对于易受芽孢菌污染的食物用超高压多次重复短时处理，杀灭芽孢效果好重复短时处理，杀灭芽孢效果好 3.微生物的种类微生物的种类n n不同生长期的微生物对高压的反应不同不同生长期的微生物对高压的反应不同n n处于指数生长期的微生物比处于静止生长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期的微生物对压力反应更敏感n n革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具抗性抗性n n孢子对压力的抵抗力则更强孢子对压力的抵抗力则更强n n革兰氏阳性菌中的芽孢杆菌属（革兰氏阳性菌中的芽孢杆菌属（Bacillus）和梭状芽孢杆菌属（和梭状芽孢杆菌属（Clostridum）的芽孢）的芽孢最为耐压最为耐压n n芽孢壳的结构极其致密，使得芽孢类细菌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具备了抵抗高压的能力n n杀灭芽孢需更高的压力并结合其它处理方杀灭芽孢需更高的压力并结合其它处理方式式细菌芽孢的耐压性细菌芽孢的耐压性n n一般认为，对于低酸性食品，压力应超过一般认为，对于低酸性食品，压力应超过800MPa，否则超高压处理必须与热处理，否则超高压处理必须与热处理结合才能有效地杀灭细菌芽孢结合才能有效地杀灭细菌芽孢n n芽孢的耐压性和耐热性之间没有任何确定芽孢的耐压性和耐热性之间没有任何确定的关系的关系 对芽孢的灭菌可以采用两次超高静压处理对芽孢的灭菌可以采用两次超高静压处理法法，第一次采用较低的压力处理促使芽孢发芽，第一次采用较低的压力处理促使芽孢发芽或者活化芽孢，第二次处理以较高的压力使得或者活化芽孢，第二次处理以较高的压力使得营养体细胞和发芽的芽孢失活营养体细胞和发芽的芽孢失活超高压保鲜的牡蛎超高压保鲜的牡蛎酵母和霉菌的耐压性酵母和霉菌的耐压性n n霉菌的所有营养体细胞只需在相对低温和霉菌的所有营养体细胞只需在相对低温和低压下处理几分钟后就可灭活低压下处理几分钟后就可灭活n n而子囊孢子则需要更高的压力而子囊孢子则需要更高的压力 病毒和寄生虫的耐压性病毒和寄生虫的耐压性n n为杀灭有害细菌而选择的压力条件（如为杀灭有害细菌而选择的压力条件（如400MPa）基本上能满足灭活大多数人类）基本上能满足灭活大多数人类病毒的要求病毒的要求n n寄生虫的耐压性比细菌差寄生虫的耐压性比细菌差 4.温度温度n n由于微生物对温度有敏感性，在低温或高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温下，高压对微生物的影响加剧n n因此，因此，在低温或高温下对食品进行高压处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理具有较常温下处理更好的杀菌效果 n n大多数微生物在低温下大多数微生物在低温下耐压程度降低耐压程度降低的原因：的原因：n n 压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度加剧程度加剧 n n 蛋白质在低温下高压敏感性提高，致使此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，菌体细胞膜的结构条件下蛋白质更易变性，菌体细胞膜的结构也更易损伤也更易损伤n n除芽孢菌和金黄色葡萄球菌外，大多数的微除芽孢菌和金黄色葡萄球菌外，大多数的微生物在生物在-20以下的高压杀菌效果以下的高压杀菌效果20n n低温下高压处理对保持食品品质，尤其是减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少热敏性成分的破坏较为有利在不同温度在不同温度压力组合下酵母菌死亡速率的等高线压力组合下酵母菌死亡速率的等高线 n n适当提高温度对高压杀菌有促进作用适当提高温度对高压杀菌有促进作用n n针对针对芽孢菌芽孢菌的高耐压性的高耐压性n n结合温度处理则是一种十分有效的杀菌手结合温度处理则是一种十分有效的杀菌手段段 5.pHn npH是影响微生物在受压条件下生长的主要是影响微生物在受压条件下生长的主要因素之一因素之一n n在受压条件下，培养基的在受压条件下，培养基的pH有可能发生变有可能发生变化，细菌的最适化，细菌的最适pH范围也变得较为狭窄范围也变得较为狭窄n n酸性条件下微生物的耐压性较差酸性条件下微生物的耐压性较差 6.水分活度（水分活度（Aw）n n水分活度（水分活度（Aw）对灭菌效果影响也很大。）对灭菌效果影响也很大。n n低低Aw产生细胞收缩和对生长的抑制作用，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从而使更多的细胞在压力中存活下来 n n 控制控制Aw无疑对高压杀菌，尤其是固态和半无疑对高压杀菌，尤其是固态和半固态食品的保藏加工有重要意义固态食品的保藏加工有重要意义 超高压加工的八宝饭超高压加工的八宝饭7.食品本身的组成和添加物食品本身的组成和添加物n n营养丰富环境中微生物的耐压性较强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蛋白质、碳水化合物、脂类和盐分对微生物具蛋白质、碳水化合物、脂类和盐分对微生物具蛋白质、碳水化合物、脂类和盐分对微生物具有缓冲保护作用有缓冲保护作用有缓冲保护作用有缓冲保护作用这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能功能功能功能n n食品基质含有的食品基质含有的添加剂组分添加剂组分对超高压灭菌对超高压灭菌影响很大影响很大添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提高加压杀菌的效果高加压杀菌的效果高加压杀菌的效果高加压杀菌的效果六、超高压对食品中酶的影响六、超高压对食品中酶的影响n n酶受到高压作用后，维持其空间结构的盐酶受到高压作用后，维持其空间结构的盐键、氢键、疏水键等遭到破坏，从而使肽键、氢键、疏水键等遭到破坏，从而使肽键分子伸展成不规则的线形多肽，使其活键分子伸展成不规则的线形多肽，使其活性部位不复存在，导致了酶的失活性部位不复存在，导致了酶的失活n n在在100200 MPa的压力下酶的失活是可的压力下酶的失活是可逆的，压力达到逆的，压力达到350 MPa以上时，会使酶以上时，会使酶产生永久性的不可逆失活产生永久性的不可逆失活n n超高压对酶的作用效果可分为两方面超高压对酶的作用效果可分为两方面一方面较低的压力能激活一方面较低的压力能激活一方面较低的压力能激活一方面较低的压力能激活 一些酶利用高压处理可使果蔬中一些酶被激活或失一些酶利用高压处理可使果蔬中一些酶被激活或失一些酶利用高压处理可使果蔬中一些酶被激活或失一些酶利用高压处理可使果蔬中一些酶被激活或失活，对于食品的色泽、香味及品质都有很大的提高活，对于食品的色泽、香味及品质都有很大的提高活，对于食品的色泽、香味及品质都有很大的提高活，对于食品的色泽、香味及品质都有很大的提高 n n另一方面非常高的压力可导致酶失活另一方面非常高的压力可导致酶失活Relative activity of enzyme alkaline phosphatase in raw milk after 20 min of pressure treatment.Activation of polyphenoloxidase(PPO)from Bartlett pears by high pressure在不同高压条件下在不同高压条件下在不同高压条件下在不同高压条件下过氧化物酶过氧化物酶过氧化物酶过氧化物酶的活力变化：的活力变化：的活力变化：的活力变化：压力在压力在压力在压力在350MPa350MPa以下的范围内，随着压力的提以下的范围内，随着压力的提以下的范围内，随着压力的提以下的范围内，随着压力的提高，酶活性逐渐下降，到高，酶活性逐渐下降，到高，酶活性逐渐下降，到高，酶活性逐渐下降，到350MPa350MPa时酶活力最低，时酶活力最低，时酶活力最低，时酶活力最低，但压力高于但压力高于但压力高于但压力高于350MPa350MPa时，酶活力又有所回升时，酶活力又有所回升时，酶活力又有所回升时，酶活力又有所回升 六、超高压对食品成分与品质六、超高压对食品成分与品质的影响的影响超高压对蛋白质的影响超高压对蛋白质的影响n n盐键及至少部分疏水键的破坏盐键及至少部分疏水键的破坏n n 氢键在某种程度上得到加强氢键在某种程度上得到加强n n共价键的可压缩性较小，对压力的变化共价键的可压缩性较小，对压力的变化不敏感不敏感 对四级结构的影响：对四级结构的影响：对四级结构的影响：对四级结构的影响：适当的压力（适当的压力（适当的压力（适当的压力（150 150 MPaMPa）能促进低聚蛋白质）能促进低聚蛋白质）能促进低聚蛋白质）能促进低聚蛋白质结构的解离，接着可能就是亚单位的聚合或沉淀结构的解离，接着可能就是亚单位的聚合或沉淀结构的解离，接着可能就是亚单位的聚合或沉淀结构的解离，接着可能就是亚单位的聚合或沉淀（150200MPa150200MPa）对三级结构的影响：对三级结构的影响：对三级结构的影响：对三级结构的影响：在在在在200 200 MPaMPa以上的压力作用下发生显著的变化以上的压力作用下发生显著的变化以上的压力作用下发生显著的变化以上的压力作用下发生显著的变化 对二级结构的影响：对二级结构的影响：对二级结构的影响：对二级结构的影响：在很高压力下（在很高压力下（在很高压力下（在很高压力下（700 700 MPaMPa）发生变化，导致）发生变化，导致）发生变化，导致）发生变化，导致非可逆变性非可逆变性非可逆变性非可逆变性 n n超高压超高压（700 MPa）对蛋白质一级结构对蛋白质一级结构无影响无影响n n有利于二级结构的稳定有利于二级结构的稳定n n但会破坏其三级结构和四级结构但会破坏其三级结构和四级结构 n n超高压迫使蛋白质的原始结构伸展，分子超高压迫使蛋白质的原始结构伸展，分子从有序而紧密的构造转变为无序而松散的从有序而紧密的构造转变为无序而松散的构造，或发生变形，活性中心受到破坏，构造，或发生变形，活性中心受到破坏，失去生物活性失去生物活性n n高压破坏蛋白质胶体溶液，使蛋白质凝集，高压破坏蛋白质胶体溶液，使蛋白质凝集，形成凝胶形成凝胶n n蛋白质经过超高压处理，不论在色泽、光蛋白质经过超高压处理，不论在色泽、光泽、风味、透明度上都取得了良好特性，泽、风味、透明度上都取得了良好特性，同时在硬度、弹性上也具有很好的特性同时在硬度、弹性上也具有很好的特性 利用压力对蛋白质的影响作用可应用于食品加利用压力对蛋白质的影响作用可应用于食品加利用压力对蛋白质的影响作用可应用于食品加利用压力对蛋白质的影响作用可应用于食品加工处理和保藏的范围：工处理和保藏的范围：工处理和保藏的范围：工处理和保藏的范围：通过解链和聚合（低温凝胶化、肌肉蛋白质在低通过解链和聚合（低温凝胶化、肌肉蛋白质在低通过解链和聚合（低温凝胶化、肌肉蛋白质在低通过解链和聚合（低温凝胶化、肌肉蛋白质在低盐或无盐时形成凝胶、乳化食品中流变性变化）对盐或无盐时形成凝胶、乳化食品中流变性变化）对盐或无盐时形成凝胶、乳化食品中流变性变化）对盐或无盐时形成凝胶、乳化食品中流变性变化）对质地和结构的重组质地和结构的重组质地和结构的重组质地和结构的重组通过解链、离解或蛋白质水解提高肉的嫩度通过解链、离解或蛋白质水解提高肉的嫩度通过解链、离解或蛋白质水解提高肉的嫩度通过解链、离解或蛋白质水解提高肉的嫩度通过解链（即蛋白质酶抑制剂、漂烫蔬菜）钝化通过解链（即蛋白质酶抑制剂、漂烫蔬菜）钝化通过解链（即蛋白质酶抑制剂、漂烫蔬菜）钝化通过解链（即蛋白质酶抑制剂、漂烫蔬菜）钝化毒物和酶毒物和酶毒物和酶毒物和酶通过解链增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提通过解链增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提通过解链增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提通过解链增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提高可消化性和降低过敏性高可消化性和降低过敏性高可消化性和降低过敏性高可消化性和降低过敏性通过解链增加蛋白质结合特种配基的能力，增加通过解链增加蛋白质结合特种配基的能力，增加通过解链增加蛋白质结合特种配基的能力，增加通过解链增加蛋白质结合特种配基的能力，增加分子表面疏水特性，能够结合风味物质、色素、维分子表面疏水特性，能够结合风味物质、色素、维分子表面疏水特性，能够结合风味物质、色素、维分子表面疏水特性，能够结合风味物质、色素、维生素、无机化合物和盐等生素、无机化合物和盐等生素、无机化合物和盐等生素、无机化合物和盐等超高压对淀粉的影响超高压对淀粉的影响n n在常温下把淀粉加压到在常温下把淀粉加压到在常温下把淀粉加压到在常温下把淀粉加压到400600MPa400600MPa，并保持，并保持，并保持，并保持一定的作用时间后，淀粉颗粒将会一定的作用时间后，淀粉颗粒将会一定的作用时间后，淀粉颗粒将会一定的作用时间后，淀粉颗粒将会n n溶胀分裂溶胀分裂溶胀分裂溶胀分裂n n晶体结构遭到某种程度的破坏晶体结构遭到某种程度的破坏晶体结构遭到某种程度的破坏晶体结构遭到某种程度的破坏n n内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的状态，即淀粉糊化为状态，即淀粉糊化为状态，即淀粉糊化为状态，即淀粉糊化为-淀粉淀粉淀粉淀粉n n高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性，从而提高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性，从而提高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性，从而提高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性，从而提高淀粉的消化率高淀粉的消化率高淀粉的消化率高淀粉的消化率n n超高压可以提高各种淀粉的胶凝温度超高压可以提高各种淀粉的胶凝温度超高压可以提高各种淀粉的胶凝温度超高压可以提高各种淀粉的胶凝温度与热处理的差别n n高压使淀粉粒膨胀却不破裂；高压使淀粉粒膨胀却不破裂；n n超高压所致完全糊化的淀粉无老化现象，超高压所致完全糊化的淀粉无老化现象，n n而超高压所致的未完全糊化的淀粉有老化而超高压所致的未完全糊化的淀粉有老化现象；现象；n n低于低于700 MPa的压力时淀粉不会产生类似的压力时淀粉不会产生类似热加工的变色热加工的变色 超高压可改善陈米的品质：超高压可改善陈米的品质：超高压可改善陈米的品质：超高压可改善陈米的品质：l l陈米在陈米在陈米在陈米在2020吸水润湿后在吸水润湿后在吸水润湿后在吸水润湿后在5050300MPa300MPa处理处理处理处理10min10minl l再按常规煮制成饭再按常规煮制成饭再按常规煮制成饭再按常规煮制成饭l l其硬度下降、黏度上升、平衡值提其硬度下降、黏度上升、平衡值提其硬度下降、黏度上升、平衡值提其硬度下降、黏度上升、平衡值提高到新米范围高到新米范围高到新米范围高到新米范围l l同时光泽和香气也得到改良同时光泽和香气也得到改良同时光泽和香气也得到改良同时光泽和香气也得到改良l l还可缩短煮制时间还可缩短煮制时间还可缩短煮制时间还可缩短煮制时间超高压对脂类的影响超高压对脂类的影响n n高压对脂类的影响是可逆的高压对脂类的影响是可逆的n n室温下，呈液态的脂肪在高压（室温下，呈液态的脂肪在高压（100200 MPa）基本可固化，发生相变结晶，促使）基本可固化，发生相变结晶，促使更稠、更稳定的脂类晶体形成更稠、更稳定的脂类晶体形成n n不过解压后仍会复原，只是对油脂的氧化不过解压后仍会复原，只是对油脂的氧化有一定的影响有一定的影响n nLimit the HP applications in meat and fish products超高压对维生素的影响超高压对维生素的影响n n一般情况下，还原型维生素一般情况下，还原型维生素C含量经高压处含量经高压处理后出现了理后出现了下降和上升下降和上升两种情况两种情况 n nFe3+对于维生素对于维生素C的降解起着重要作用，在的降解起着重要作用，在高压下会更加明显高压下会更加明显n nCu2+的存在，在高压下会激活铜酶，铜酶的存在，在高压下会激活铜酶，铜酶是维生素是维生素C降解的重要酶类之一降解的重要酶类之一 在高压作用下，氧化型维生素在高压作用下，氧化型维生素在高压作用下，氧化型维生素在高压作用下，氧化型维生素C C可能会转变成可能会转变成可能会转变成可能会转变成还原型维生素还原型维生素还原型维生素还原型维生素C C 总体来看，无论上升还是下降，其幅度都很小，总体来看，无论上升还是下降，其幅度都很小，总体来看，无论上升还是下降，其幅度都很小，总体来看，无论上升还是下降，其幅度都很小，可以认为可以认为可以认为可以认为高压处理对维生素高压处理对维生素高压处理对维生素高压处理对维生素C C的影响很小的影响很小的影响很小的影响很小 对风味物质、色素等的影响对风味物质、色素等的影响n n食品中的风味物质、维生素、色素及各种食品中的风味物质、维生素、色素及各种小分子物质结合状态为共价键的形式小分子物质结合状态为共价键的形式n n故而高压处理过程对其几乎没有任何影响故而高压处理过程对其几乎没有任何影响n n食品的黏度、均匀性及结构等特性对高压食品的黏度、均匀性及结构等特性对高压较为敏感，但这些变化往往是有益的较为敏感，但这些变化往往是有益的 2.2.超高压对具体食品品质的影响超高压对具体食品品质的影响超高压对具体食品品质的影响超高压对具体食品品质的影响（1 1）果蔬原料）果蔬原料）果蔬原料）果蔬原料 高压处理后，果蔬风味、色泽与营养均保持较好高压处理后，果蔬风味、色泽与营养均保持较好高压处理后，果蔬风味、色泽与营养均保持较好高压处理后，果蔬风味、色泽与营养均保持较好 脐橙、葡萄柚榨汁后其果汁经高压处理能有效脐橙、葡萄柚榨汁后其果汁经高压处理能有效脐橙、葡萄柚榨汁后其果汁经高压处理能有效脐橙、葡萄柚榨汁后其果汁经高压处理能有效地抑制苦味的产生地抑制苦味的产生地抑制苦味的产生地抑制苦味的产生 对加热后会失去特有色泽、芳香或产生褐变的对加热后会失去特有色泽、芳香或产生褐变的对加热后会失去特有色泽、芳香或产生褐变的对加热后会失去特有色泽、芳香或产生褐变的果汁最好也采用高压杀菌技术果汁最好也采用高压杀菌技术果汁最好也采用高压杀菌技术果汁最好也采用高压杀菌技术 超高压可对胡萝卜和大蒜品质进行保持和改善超高压可对胡萝卜和大蒜品质进行保持和改善超高压可对胡萝卜和大蒜品质进行保持和改善超高压可对胡萝卜和大蒜品质进行保持和改善（2 2）动物性原料）动物性原料）动物性原料）动物性原料高压处理用于肉的品质改善高压处理用于肉的品质改善高压处理用于肉的品质改善高压处理用于肉的品质改善 肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，不损坏维肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，不损坏维肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，不损坏维肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，不损坏维生素等营养成分及原风味，改善肉组织生素等营养成分及原风味，改善肉组织生素等营养成分及原风味，改善肉组织生素等营养成分及原风味，改善肉组织 高压嫩化机理高压嫩化机理高压嫩化机理高压嫩化机理 机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋白的结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，白的结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，白的结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，白的结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，造成肌肉剪切力下降造成肌肉剪切力下降造成肌肉剪切力下降造成肌肉剪切力下降 压力处理使肌肉中内源蛋白酶压力处理使肌肉中内源蛋白酶压力处理使肌肉中内源蛋白酶压力处理使肌肉中内源蛋白酶钙激活酶的钙激活酶的钙激活酶的钙激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致 改善鱼制品品质改善鱼制品品质改善鱼制品品质改善鱼制品品质 采用超高压技术生产鱼糕，在杀菌后其口感、采用超高压技术生产鱼糕，在杀菌后其口感、采用超高压技术生产鱼糕，在杀菌后其口感、采用超高压技术生产鱼糕，在杀菌后其口感、风味都比较理想风味都比较理想风味都比较理想风味都比较理想（3 3）淀粉质原料的品质改良）淀粉质原料的品质改良）淀粉质原料的品质改良）淀粉质原料的品质改良 通过高压处理，可使陈米的品质改良通过高压处理，可使陈米的品质改良通过高压处理，可使陈米的品质改良通过高压处理，可使陈米的品质改良 。还可缩。还可缩。还可缩。还可缩短煮制时间短煮制时间短煮制时间短煮制时间 （4 4）控制食品中酶反应和灭酶）控制食品中酶反应和灭酶）控制食品中酶反应和灭酶）控制食品中酶反应和灭酶 高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性 高压也可以加快某些在常压下反应缓慢甚至不高压也可以加快某些在常压下反应缓慢甚至不高压也可以加快某些在常压下反应缓慢甚至不高压也可以加快某些在常压下反应缓慢甚至不进行的反应，现在较为成功的是果汁和生酒在保藏进行的反应，现在较为成功的是果汁和生酒在保藏进行的反应，现在较为成功的是果汁和生酒在保藏进行的反应，现在较为成功的是果汁和生酒在保藏期控制因酶而发生的混浊和品质恶化期控制因酶而发生的混浊和品质恶化期控制因酶而发生的混浊和品质恶化期控制因酶而发生的混浊和品质恶化 七、超高压保藏技术七、超高压保藏技术1.1.食品超高压的杀菌工艺食品超高压的杀菌工艺食品超高压的杀菌工艺食品超高压的杀菌工艺 （1 1）一般的超高压杀菌工艺）一般的超高压杀菌工艺）一般的超高压杀菌工艺）一般的超高压杀菌工艺 固态食品固态食品固态食品固态食品：将固态食品装在耐压、无毒、柔韧：将固态食品装在耐压、无毒、柔韧：将固态食品装在耐压、无毒、柔韧：将固态食品装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，并进行真空密封包装，并能传递压力的软包装内，并进行真空密封包装，并能传递压力的软包装内，并进行真空密封包装，并能传递压力的软包装内，并进行真空密封包装，然后置于超高压容器中进行加压处理然后置于超高压容器中进行加压处理然后置于超高压容器中进行加压处理然后置于超高压容器中进行加压处理 超高压固态食品的关键处理工艺超高压固态食品的关键处理工艺超高压固态食品的关键处理工艺超高压固态食品的关键处理工艺是：升压是：升压是：升压是：升压保保保保压压压压卸压卸压卸压卸压 这种方式通常为不连续式这种方式通常为不连续式这种方式通常为不连续式这种方式通常为不连续式 液态食品液态食品液态食品液态食品：果汁、奶和饮料等液态食品，可以直接以加：果汁、奶和饮料等液态食品，可以直接以加：果汁、奶和饮料等液态食品，可以直接以加：果汁、奶和饮料等液态食品，可以直接以加工物料取代水等传压介质（压媒）实现进料卸料的连续化生工物料取代水等传压介质（压媒）实现进料卸料的连续化生工物料取代水等传压介质（压媒）实现进料卸料的连续化生工物料取代水等传压介质（压媒）实现进料卸料的连续化生产，但是必须附带设备预杀菌工艺产，但是必须附带设备预杀菌工艺产，但是必须附带设备预杀菌工艺产，但是必须附带设备预杀菌工艺 液态食品超高压处理的核心工艺液态食品超高压处理的核心工艺液态食品超高压处理的核心工艺液态食品超高压处理的核心工艺：升压：升压：升压：升压动态保压动态保压动态保压动态保压卸卸卸卸压压压压 液态超高压食品的保压阶段极短液态超高压食品的保压阶段极短液态超高压食品的保压阶段极短液态超高压食品的保压阶段极短 实验室小规模高压处理实验室小规模高压处理实验室小规模高压处理实验室小规模高压处理一般可将果汁（果酱）脱气、密一般可将果汁（果酱）脱气、密一般可将果汁（果酱）脱气、密一般可将果汁（果酱）脱气、密封包装后放于高压缸内，用油作介质进行实验封包装后放于高压缸内，用油作介质进行实验封包装后放于高压缸内，用油作介质进行实验封包装后放于高压缸内，用油作介质进行实验 （2 2）分段循环间歇式超高压处理工艺）分段循环间歇式超高压处理工艺）分段循环间歇式超高压处理工艺）分段循环间歇式超高压处理工艺 在低酸性食物中使用这种工艺可取得很好的杀在低酸性食物中使用这种工艺可取得很好的杀在低酸性食物中使用这种工艺可取得很好的杀在低酸性食物中使用这种工艺可取得很好的杀菌效果菌效果菌效果菌效果 对于易受芽孢菌污染的食物，采用超高压多次对于易受芽孢菌污染的食物，采用超高压多次对于易受芽孢菌污染的食物，采用超高压多次对于易受芽孢菌污染的食物，采用超高压多次重复短时处理，芽孢死灭效果明显重复短时处理，芽孢死灭效果明显重复短时处理，芽孢死灭效果明显重复短时处理，芽孢死灭效果明显 （3 3）脉冲超高压处理工艺）脉冲超高压处理工艺）脉冲超高压处理工艺）脉冲超高压处理工艺 脉冲超高压或者震动超高压处理比相当的间歇脉冲超高压或者震动超高压处理比相当的间歇脉冲超高压或者震动超高压处理比相当的间歇脉冲超高压或者震动超高压处理比相当的间歇式处理或者等时的连续式压力处理更为有效式处理或者等时的连续式压力处理更为有效式处理或者等时的连续式压力处理更为有效式处理或者等时的连续式压力处理更为有效 压力脉冲的形式对于杀菌效果十分关键压力脉冲的形式对于杀菌效果十分关键压力脉冲的形式对于杀菌效果十分关键压力脉冲的形式对于杀菌效果十分关键（4 4）超高压处理与其他杀菌技术的结合）超高压处理与其他杀菌技术的结合）超高压处理与其他杀菌技术的结合）超高压处理与其他杀菌技术的结合 超高压处理可以和其他杀菌方式诸如热杀菌、超高压处理可以和其他杀菌方式诸如热杀菌、超高压处理可以和其他杀菌方式诸如热杀菌、超高压处理可以和其他杀菌方式诸如热杀菌、辐射、超声波、抑菌剂等联合使用而取得好的协同辐射、超声波、抑菌剂等联合使用而取得好的协同辐射、超声波、抑菌剂等联合使用而取得好的协同辐射、超声波、抑菌剂等联合使用而取得好的协同效果效果效果效果 （5 5）超高压杀菌工艺的关键控制因素）超高压杀菌工艺的关键控制因素）超高压杀菌工艺的关键控制因素）超高压杀菌工艺的关键控制因素 影响加工工艺的关键因素影响加工工艺的关键因素影响加工工艺的关键因素影响加工工艺的关键因素 关键因素有微生物类型、菌龄、食品组分、关键因素有微生物类型、菌龄、食品组分、关键因素有微生物类型、菌龄、食品组分、关键因素有微生物类型、菌龄、食品组分、pHpH和水分活度、温度、压力大小等和水分活度、温度、压力大小等和水分活度、温度、压力大小等