超高压保鲜

大多数微生物在低温下耐压程度降低的原因：
① 压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度 加剧
② 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，菌体细胞膜的结构也更易损 伤
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
在不同温度—压力组合下酵母菌死亡速率的等高线
研究发现，除芽孢菌和金黄色葡萄球菌外，大多 数的微生物在 -20℃以下的高压杀菌效果较20℃时 好
（3）影响细胞内酶活力 高压还会引起主要酶系的失活，一般来讲压力超
过300MPa对蛋白质的变性将是不可逆的，酶的高 压失活的根本机制是：①改变分子内部结构；②活 性部位上构象发生变化
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，主要表现在由酶参与的DNA复制和 转录步骤会因压力过高而中断
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
3.利用超高压处理技术，原料的利用率高 超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬间压缩，
作用均匀，操作安全卫生，无工业“三废”，耗能 低，有利于生态环境的保护和可持续发展战略的推 进
超高压甜点食品
4.超高压食品加工技术适用范围广，具有很好的开 发推广前景
食品基质含有的添加剂组分对超高压灭菌影响 很大，如添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂， 将提高加压杀菌的效果
五、超高压对微生物的影响
1.微生物超高压杀菌动力学曲线的形状 大多数微生物在超静压杀菌时的死亡规律仍遵
循一级反应动力学，杀菌曲线在半对数坐标中大部 分呈直线
超高压杀菌曲线的开始阶段均呈“肩形”，即 表明杀菌在开始的阶段有一定的滞后
二、超高压保藏技术的原理
1.超高压保藏技术的基本原理 液体（水）在超高压作用下被压缩，而受压食
品介质中的蛋白质、淀粉、酶等产生压力变性而被 压缩，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），即物 质结构发生变化，其结果是食品中的蛋白质呈凝固 状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶失活、微生物死亡， 或使之产生一些新物料改性和改变物料某些理化反 应速度，故可长期保存而不变质
应用于：
各种食品的杀菌
植物蛋白的组织化
淀粉的糊化
肉类品质的改善
动物蛋白的变性处理 乳产品的加工处理
食品高压速冻
酒类的催陈……
四、影响超高压杀菌的主要因素
1.压力大小和受压时间 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，灭菌效果也有一定程 度的提高
2. 施压方式 超高压灭菌方式有连续式、半连续式、间歇式。
（4）高压对细胞膜的影响 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，细胞膜的通透性将被 改变
（5）高压对细胞壁的影响 20~40 MPa的压力能使较大细胞的细胞壁因受
应力机械断裂而松解，200MPa的压力下细胞壁遭 到破坏。真核微生物一般比原核微生物对压力较为 敏感
三、超高压技术处理食品的特点
在杀菌曲线的结束阶段（微生物数＜1000cfu/g 时）又常有些“拖尾”
细菌营养体和芽孢的超高压杀菌还经常出现杀菌 速率不同的两个阶段
6.水分活度（Aw） 水分活度（Aw）对灭菌效果影响也很大。低
Aw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
控制Aw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
7. 食品本身的组成和添加物 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有缓冲保护作 用，而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我 修复功能
2.超高压杀菌的原理 （1）改变细胞形态
极高的流体静压会影响细胞的形态，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。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发生变化
（2）影响细胞生物化学反应 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，所以加压将对生物化学过程产生影响
1.营养成分受影响小 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 持了其原有的营养成分，并容易被人体消化吸收
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2.产生新的组织结构，不会产生异味 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 超高压会消除传统的热加工引起共价键的形成
第五章 食品超高压保藏
一、超高压保藏技术的概念
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，以水和矿物油 作为传递压力的介质，施加高静压（100~1000 MPa），在常温或较低温度（低于100℃）下维持 一定时间后，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学 反应速度的一种加工方法
革兰氏阳性菌中的芽孢杆菌属（Bacillus）和梭 状芽孢杆菌属（Clostridum）的芽孢最为耐压
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，杀灭芽孢需更高的压力并结合其 它处理方式
4.温度
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，因此，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
适当提高温度对高压杀菌有促进作用
针对芽孢菌的高耐压性，就现阶段研究来看， 结合温度处理则是一种十分有效的杀菌手段
5.pH pH是影响微生物在受压条件下生长的主要因素
之一 在受压条件下，培养基的pH有可能发生变化，
细菌的最适pH范围也变得较为狭窄 酸性条件下微生物的耐压性较差
对酵母菌类而言，采用超高压处理时pH值并不 是重要的因素
研究报道，同持续静压处理相比，阶段性压力变化 处理杀菌效果较好
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
3.微生物的种类 不同生长期的微生物对高压的反应不同 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 革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具抗性
孢子对压力的抵抗力则更强