超高压食品加工技术的研究进展
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超高压处理的作用机理与特点高压处理过程中物料在液体介质中体积被压缩超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态还能使形成的生物高分子立体结构的氢键离子键和疏水键等非共价键发生变化使蛋白质凝固淀粉变性酶失活或激活细菌等微生物被杀死也可用来改善食品的组织结构或生成新型食品高压处理基本是一个物理过程对维生素色素和风味物质等低分子化合物的共价键无明显影响从而使食品较好地保持了原有的营养价值色泽和天然风味这也是高压技术在目前各种食品杀菌加工技术领域所独具的特点
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高压处理过程中，物料在液体介质中体积被压 缩，超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形 态，还能使形成的生物高分子立体结构的氢键、离子 键和疏水键等非共价键发生变化，使蛋白质凝固，淀 粉变性，酶失活或激活，细菌等微生物被杀死，也可 用来改善食品的组织结构或生成新型食品 V ) ， % W 。
+ ，男，汉族，浙江宁波人，硕士研究生，研究方向：农产品保鲜加工。
针对我国的国情，发展超高压食品技术的措施 是： !加强研究机构之间和研究机构与公司、企业之 间的联系，成立相关学会，定期召开学术会议，有助 于及时将有价值的研究成果商业化。 "争取国家、省 部委及企业的资助。 #加强同国际相关行业的联系， 利用国外的先进技术与设备来开发我国的农产品资 源，从而促进我国超高压加工技术的发展。 $将多个 高压容器组合使用，这样主驱动装置的运转效率可提 高，工作压力增加和连续生产的实现，必然大大降低 食品高压加工的成本。 %通过合作科研和共享高压设 备可解决一次性投资高的问题。 &在高压容器的结构 方面，利用双圆筒外部加装线圈强化结构以保证在较 高压力下处理大量的产品，传压介质接触的零件用不 锈钢制造，使用耐久性和可靠性很高的自密封填料以 保证容器的密封性和压力稳定性。采用压力过程控 制、操作的自动，实现连续、半连续生产，从而提高 其工作效率。 ’ 在生物化学方面，需要更多细菌孢 子、植物性微生物等耐压性的信息以及破坏它们的数 据，认识压力失活机理，有利于压力、中等温度和其 他的微生物制约因素联合，以设计出成功的细菌处理 方法，这需要微生物失活的动力学数据、压力和食品 结构之间的相互关系以及与储藏有关的数据。 参考文献：
・ !"・ 第 & 期 ’ 总第 &) 期 + #$$% 年 " 月
农产品加工・学刊 农产品加工・学刊 01234561 7486/36129 /: ;285 78/3<1=> 78/14>>6?@
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文章编号：!"*! , -")" ’ #$$% + $& , $$!" , $#
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超高压食品加工技术的研究进展
潘巨忠 !，薛旭初 !，杨公明 "，康孟利 !
’ !( 宁波市农产品加工研究中心，宁波 &!%$)$ ；#( 西北农林科技大学，陕西 杨凌 *!#!$$ + 摘要：对超高压技术在国内外的发展概况、超高压作用机理、超高压食品加工技术和高压加工食品能保持其原色、原 味及食品营养成分的优越性进行了综合的分析与论述。简单介绍了超高压设备，分析了操作工艺，得出了高压食品 加工技术应该进一步研究的结论。虽然超高压加工存在一次性投资大、密封等技术问题，但仍有广阔的发展前景。 关键词：食品加工；超高压；新技术；工艺 中图分类号：BC#$%( 文献标志码： 0
随着科学技术的发展，多种新的食品加工和贮存 方法得以研究与开发，其中高压技术是最近引起各方 面广泛关注的“高新技术”之一，被誉为“当前七大 科技热点”、“ #! 世纪十大尖端科技”。高压处理 过程是一个纯物理过程，具有瞬间压缩、作用均匀、 操作安全和耗能低的特点，有利于生态环境保护；超 高压加工技术除节约能源、减少污染等优点外，其最 大优越性在于这种技术是目前人们发现的能最好保持 食物天然色、香、味和营养成分的加工方法。 ! 超高压技术的发展史
收稿日期：#$$% , $% , &$ 作者简介：潘巨忠 ’ !-*- ,
究了很多年。但由于超高压技术上的难题，这一研究 成果并没有被实际应用。直到 !-R" 年，日本京都大 学林立九教授提出超高压技术在食品工业上应用，并 使其成为一种可行的商业加工手段，于 !--$ 年开发 了世界第一高压食品—— — 果酱 V & W ；除日本外，美国、 巴西、韩国和欧洲的许多国家都先后对高压食品加工 原理、方法和技术细节及应用前景进行了广泛深入的 研究，并已开始向市场提供高压食品；在欧洲，法国 是第一个将高压食品商业化的国家，开发了水果和熟 食等高压产品。我国许多学者也注意到国外超高压技 术的发展趋势并开展了食品高压技术的研究，已取得 不少的成果。 " 超高压处理的作用机理与特点
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!""# 年 $ 月
潘巨忠，等；超高压食品加工技术的研究进展
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高压处理基本是一个物理过程，对维生素、色素 和风味物质等低分子化合物的共价键无明显影响，从 而使食品较好地保持了原有的营养价值、色泽和天然 风味，这也是高压技术在目前各种食品杀菌、加工技 术领域所独具的特点： !瞬间压缩、作用均匀、时间 短、操作安全和耗能低； "污染少 + 热、化学 , ；#更 好保持食品的原风味 + 色、香、味 , 和天然营养 + 如维 生素 - 等 , ； $ 通过组织变性，得到新物性食品； % 压力不同，作用性质也不同。 ! 超高压设备简介
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超高压食品技术的研究和应用在我国还很少。目 前我国只有少数人在实验室进行着这项技术的研究工 作。造成这种情况的原因是多方面的： !高压食品加 工技术是一种昂贵的技术。它的设备投资巨大，高压 食品的价格相当高。 " 该技术是一种复杂的技术。它 是工程材料、机械制造、物理、化学、生物等多学科 和领域的理论和技术的合成，设备制造精度和材料性 能的要求很高。 #我国相关的食品法规规定的是以热 加工为基础的标准参数，这就制约了高压食品的推 广。 $有关超高压科学的理论与理论体系尚不完善。 % 食品超高压处理设备的批处理量小，达不到连续化 大批量生产，超高压食品暂时成本偏高，超过了人们
随着人们对超高压技术了解的深入，超高压技术 在食品工业中的应用也越来越广泛。 !R-- 年，美国 化学家 S48=、T6=4 就证明了牛奶、果蔬和其他食品、 饮料中的微生物对压力敏感，并证明高压处理能延长 食品的货架期；物理学家 S863@54? 从 !-$" 年开始对 物质的宏观物理行为的高压效应进行了系统的研究； #$ 世纪 %$ 年代， A/F?>/? 发现麻醉后的蝌蚪经大约 !$U72 的压力处理后可以复苏 V ! ， # W 。超高压技术作为 能确保高质量食品生产的非热保藏技术已被关注、研
的购买力。 &吃惯了热加工食品的人群，对超高压处 理的生鲜逼真食品 + 尤其是动物性食品 , 不敢食用。 ’ 在食品加工过程中，物理、化学和生物学变化是同时 发生的，需要把这些变化规律都研究清楚。 (我国的 食品工业仍然是食品原料的初加工，而不是深加工食 品，至少还不是以工业规模生产的食品。 # 发展我国超高压食品技术的措施
日本在高压设备的制造方面居世界领先地位，其 主要公司是 ./01 钢铁公司和日立制铁公司。用于食 品加工的第一台高压设备是由三菱重工制造的。该公 司生产的高压容器的溶积为 "2 $ 3 4 !%" 3，最高工作 压力为 *"" 567 4 &"" 567。一般来说，减少高压容 器的容积，可以提高其最大工作压力。 超高压装置的主要部分是高压容器和加减压装 置。超高压装置的特点是承受的压力高 + %"" 567 4 % """ 567 , ，循环载荷次数多 + !2 # 次 8 9 , ，因此，超 高压容器的设计必须要求容器及密封结构的材质有足 够的力学强度，高的断裂韧性，低的回火脆性和时效 脆性，一定的抗应力腐蚀及抗腐蚀疲劳性能、高效 率；可快装快拆、密封效果好。高压容器是整个装置 的核心，工作条件苛刻，要求严格，为保证安全生 产，其容积不宜过大，一般为 % 3 4 #" 3。 密封问题是超高压容器设计所考虑的关键问题。 超高压容器的密封结构是整个超高压设备的一个重要 组成部分，食品加压装置的有效运行取决于密封结构 的合理设计。根据食品加工的特点，要求密封结构具 有快装快拆、快启次数频繁、密封可靠、装拆维护方 便等特点。密封结构可分 ) 类：强制密封、半自紧密 封和自紧密封。由于前两种密封需要很大的预紧力且 结构笨重，因此超高压密封现多采用自紧密封 ’ $ ( 。 " 我国超高压食品技术面临的问题
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针对我国的国情，发展超高压食品技术的措施 是： !加强研究机构之间和研究机构与公司、企业之 间的联系，成立相关学会，定期召开学术会议，有助 于及时将有价值的研究成果商业化。 "争取国家、省 部委及企业的资助。 #加强同国际相关行业的联系， 利用国外的先进技术与设备来开发我国的农产品资 源，从而促进我国超高压加工技术的发展。 $将多个 高压容器组合使用，这样主驱动装置的运转效率可提 高，工作压力增加和连续生产的实现，必然大大降低 食品高压加工的成本。 %通过合作科研和共享高压设 备可解决一次性投资高的问题。 &在高压容器的结构 方面，利用双圆筒外部加装线圈强化结构以保证在较 高压力下处理大量的产品，传压介质接触的零件用不 锈钢制造，使用耐久性和可靠性很高的自密封填料以 保证容器的密封性和压力稳定性。采用压力过程控 制、操作的自动，实现连续、半连续生产，从而提高 其工作效率。 ’ 在生物化学方面，需要更多细菌孢 子、植物性微生物等耐压性的信息以及破坏它们的数 据，认识压力失活机理，有利于压力、中等温度和其 他的微生物制约因素联合，以设计出成功的细菌处理 方法，这需要微生物失活的动力学数据、压力和食品 结构之间的相互关系以及与储藏有关的数据。 参考文献：
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高压处理基本是一个物理过程，对维生素、色素 和风味物质等低分子化合物的共价键无明显影响，从 而使食品较好地保持了原有的营养价值、色泽和天然 风味，这也是高压技术在目前各种食品杀菌、加工技 术领域所独具的特点： !瞬间压缩、作用均匀、时间 短、操作安全和耗能低； "污染少 + 热、化学 , ；#更 好保持食品的原风味 + 色、香、味 , 和天然营养 + 如维 生素 - 等 , ； $ 通过组织变性，得到新物性食品； % 压力不同，作用性质也不同。 ! 超高压设备简介
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日本在高压设备的制造方面居世界领先地位，其 主要公司是 ./01 钢铁公司和日立制铁公司。用于食 品加工的第一台高压设备是由三菱重工制造的。该公 司生产的高压容器的溶积为 "2 $ 3 4 !%" 3，最高工作 压力为 *"" 567 4 &"" 567。一般来说，减少高压容 器的容积，可以提高其最大工作压力。 超高压装置的主要部分是高压容器和加减压装 置。超高压装置的特点是承受的压力高 + %"" 567 4 % """ 567 , ，循环载荷次数多 + !2 # 次 8 9 , ，因此，超 高压容器的设计必须要求容器及密封结构的材质有足 够的力学强度，高的断裂韧性，低的回火脆性和时效 脆性，一定的抗应力腐蚀及抗腐蚀疲劳性能、高效 率；可快装快拆、密封效果好。高压容器是整个装置 的核心，工作条件苛刻，要求严格，为保证安全生 产，其容积不宜过大，一般为 % 3 4 #" 3。 密封问题是超高压容器设计所考虑的关键问题。 超高压容器的密封结构是整个超高压设备的一个重要 组成部分，食品加压装置的有效运行取决于密封结构 的合理设计。根据食品加工的特点，要求密封结构具 有快装快拆、快启次数频繁、密封可靠、装拆维护方 便等特点。密封结构可分 ) 类：强制密封、半自紧密 封和自紧密封。由于前两种密封需要很大的预紧力且 结构笨重，因此超高压密封现多采用自紧密封 ’ $ ( 。 " 我国超高压食品技术面临的问题