超高压杀菌技术
超高压杀菌
超高压装置的主要部分是高压容器和加减压装置。高压容器是整个装置的核心。超高压装置的特点是承受的 压力高（100MPa-1000MPa），循环载荷次数多（2.5次/h） 。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。
定义
定义
通常情况液体或气体压力在0.1mpa～1.6mpa称为低压，1.6mpa～10mpa称为中压，10～100MPa称为高压， 100MPa以上称为超高压.。
超高压技术（Ultra-high Pressure，UHP）或高静压技术（High Hydrostatic Pressure，HHP）是指在 室温或温和加热条件下利用100～1 000 MPa的压力处理食品，以达到杀菌、钝酶和加工食品的目的。
超高压杀菌
食品工业术语
01 定义
03 应用
目录
02 原理 04 设备
基本信息
超高压杀菌技术（ultra—high pressure processing ）简称UHP，又称超高压技术（ultra-high pressure, UHP），高静压技术（high hydrostatic pressure, HHP），或高压食品加工技术（high pressure processing, HPP）。超高压杀菌技术应用广泛，已经深入到了我们食品工业的许多行业。
应用
应用
超高压杀菌技术
超高压杀菌技术近年来, 由日本率先研制出一种新型的食品加工保藏技术, 这就是超高压杀菌技术。
所谓高静压技术（High HydrostaticPressure简称HHP）就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中（常以水或其他流体介质作为传递压力的媒介物），在高静压（一般100MP以上）下处理一段时间,从而杀死其中几乎所有的细菌、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。
超高压灭菌的机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。
超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素综合作用导致了微生物死亡。
微生物的死亡遵循一级反应动力学。
对于大多数非芽孢微生物, 在室温、450MPa压力下的杀菌效果良好；芽孢菌孢子耐压, 杀菌时需要更高的压力, 而且往往要结合加热等其他处理才更有效。
温度、介质等对食品超高压杀菌的模式和效果影响很大。
间歇性重复高压处理是杀死耐压芽孢的良好方法。
超高压灭菌一般采用水作为为压力介质，当压力超过600MPa时，水会出现临界冰的现象，因而只能使用油等其他物质作为压力介质。
超高压灭菌的效果受多种因素的影响，如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。
超高压杀菌技术的特点超高压技术可实现均匀、瞬时、高效杀菌。
一般而言，压力越高杀菌效果越好。
但在相同压力下延长受压时间并不一定能提高灭菌效果。
在400～600 MPa的压力下，可以杀死细菌、酵母菌、霉菌，避免了一般高温杀菌带来的不良变化，超高压冷杀菌技术的先进性是高压、常温灭菌，采用该项技术对食品进行处理后，不但具备高效杀菌性，而且能完好保留食品中的营养成分，食品口感佳，色泽天然，安全性高，保质期长，这是传统高温热力杀菌方法所不具有的优点。
超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬时压缩，作用均匀，操作安全．无化学添加剂，无需加热且在常温或低温下进行，工艺简化，节约能源，无“三废”污染。
超高压杀菌技术原理
超高压杀菌技术原理介绍随着食品安全和保鲜要求的提高，杀菌技术也在不断发展。
超高压杀菌技术，作为一种新兴的杀菌方法，具有独特的优势。
本文将详细介绍超高压杀菌技术的原理及其应用。
超高压杀菌技术的概念超高压杀菌技术是指利用高于100兆帕斯卡（MPa）的压力对食品和饮料中的微生物进行杀灭的一种处理方法。
相比传统的热处理和化学处理，超高压杀菌技术以其较低的温度处理、能够保持食品原有品质和营养成分的优势，受到越来越多的关注。
原理超高压杀菌技术的原理基于高压对微生物组织的影响。
高压作用下，微生物细胞内的蛋白质和核酸会发生结构变化，从而破坏微生物的代谢功能和生物活性，达到杀灭微生物的目的。
超高压杀菌技术主要有以下几个方面的作用机制：1. 细胞壁破裂高压作用下，细胞壁会受到拉伸力的作用，导致其破裂，使细胞内容物暴露在外部环境中。
这会破坏微生物的完整性，导致微生物无法生存和繁殖。
2. 蛋白质变性高压能够使蛋白质发生变性，破坏蛋白质的原有结构和功能。
这会影响微生物的代谢过程和重要酶的活性，导致微生物死亡。
3. 核酸损伤高压作用下，核酸链会发生断裂和结构变化，从而影响微生物的基因表达和遗传信息的传递。
这对微生物的存活和繁殖都是致命的。
超高压杀菌技术可以同时利用以上多种机制对微生物进行杀灭，提高杀菌效果和保持食品品质。
应用超高压杀菌技术在食品工业中具有广泛的应用前景。
1. 瓶装果汁和饮料瓶装果汁和饮料中常含有大量微生物，使用超高压杀菌技术可以高效杀除这些微生物，延长产品的保质期。
2. 肉类制品肉类制品常常易受微生物污染，超高压杀菌技术可以有效杀灭肉类中的病菌和腐败菌，保持产品的卫生和品质。
3. 海产品超高压杀菌技术对海产品的杀菌非常有效，可以减少海产品中的微生物数量，延长其保鲜期限。
4. 乳制品乳制品中的细菌常会导致产品变质，超高压杀菌技术能够安全高效地去除细菌，保持乳制品的新鲜度和口感。
总结超高压杀菌技术是一种创新的杀菌方法，利用高压对微生物进行杀灭。
超高压杀菌
在超高压下，食品中的小分子（如 水分子）之间的距离要缩小而蛋白质等 大分子组成的物质还仍保持球状，这时 ，水分子等小分子就要产生渗透和填充 效果，进入并黏附在蛋白质等大分子基 团内的氨基酸周围，使蛋白质等的食品 中生物大分子链在加工压力下，由超高 压降为常压后被拉长，而导致其全部或 部分立体结构被破坏，这样便改变了蛋 白质的性质。
1. 对水的作用 高压下水的冰点会发生一些 改变，200MPa压力水的冰点为20℃左右。通过这种原理，即可 以将超高技术用于食品速冻，形 成很好的冰晶体结构。
2、对蛋白质的影响
蛋白质一般具有四级结构。一 级结构是由多肽链中的氨基酸顺序 决定。二级结构是由肽链内和肽链 间的氢键维持，一般高压有利于这 一结构的稳定。三级结构是由于二 级结构间相互作用而包接在一起形 成球形，高压对三级结构有较大影 响。一些三级结构的球状蛋白体结 合在一起形成四级结构，这一结构 靠非共价键间的相互作用来维持， 对压力非常敏感。
二、超高压杀菌的原理
高压处理食 品是先将食品原 料充填到塑料等 柔软的容器中， 密封后再投入到 有数百兆帕静水 压的高压装置中 加压处理。
食品领域利用高压处理和加工 主要是基于食品的主成分水的压 缩效果，即高压对液体的压缩作 用，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。
7. 胶体和凝胶 胶体及凝胶一般由蛋白质或多 糖形成，因此高压对胶体及凝胶亦 具有较大影响。Okamota等报道， 在高压状态下，鸡蛋的蛋白可形成 一个强度较高但柔软的蛋白胶体。 迄今为止，还罕见关于高压下胶体 分子间的相互作用的报道。
8. 对维生素的影响 对果蔬原料在预定的压力时间条件下处理后发 现，还原型维生素C含量与其中所含的Fe3+和Cu2+ 有关： Fe3+对于维生素C的降解起着重要作用，在高压下 会更加明显；Cu2+的存在，在高压下会激活铜酶， 铜酶是维生素C降解的重要酶类之一。 此外，在高压作用下，氧化型维生素C可能会转 变为还原性维生素C；总体来说，高压处理对维生 素C的影响很小。
超高压灭菌技术在食品加工中的应用
超高压灭菌技术在食品加工中的应用随着现代生活水平的提高，对于食品的品质和安全性要求也越来越高。
而食品加工这一步骤中最关键的就是杀菌。
为了确保食品无菌无害，越来越多的企业开始采用超高压灭菌技术。
本文将从超高压灭菌技术的原理和应用，以及其在食品加工中的优势等方面讲述这项技术的重要性和应用。
一、超高压灭菌技术的原理和优势超高压灭菌技术是一种可以在常温下高效灭菌的技术。
其原理是通过电子泵将高压液体传递至灭菌仪器中，使菌落中的细胞体被击穿，达到灭菌的目的。
相比传统的高温、高压灭菌技术，超高压灭菌技术具有以下优势：1. 温度低：超高压灭菌技术可以在室温下完成灭菌，不需要加热，因此可保留食品中的营养物质和风味。
2. 灭菌时间短：相比传统灭菌技术，超高压灭菌技术只需要数分钟即可完成灭菌，不会造成过度处理，降低了能耗，同时提高了生产效率。
3. 原理清晰：基于高压会破坏细胞膜和DNA等细胞结构，从而灭绝微生物，使用超高压灭菌技术可以避免在食品中留下对人体有害的残留。
二、超高压灭菌技术在食品加工中的应用随着人们对生活质量和环境质量的要求越来越高，越来越多的企业开始应用超高压灭菌技术进行食品加工。
这里列举几类典型食品的加工实例。
1. 奶制品在奶制品加工原料的杀菌处理中，超高压灭菌技术可以被用于乳清和乳化剂的灭菌，从而提高生产效率，降低企业的运营成本和风险。
而且它可以保留乳制品中的风味和营养成分，不会破坏原有的蛋白质、脂肪和维生素等成分，同时不会在加工后对食品中留下残留物。
2. 肉类产品对于肉类加工配料的杀菌处理，超高压灭菌技术可以被用于肉末、香肠和腊肉等肉制品的生产过程中。
使用超高压灭菌技术可以有效降低加工中的细菌污染率，从而提高肉制品的质量和安全性。
3. 营养保健品在营养保健品的生产加工中，超高压灭菌技术可以被用于各种营养元素的添加过程中，例如奶粉、含有动物或植物油脂的营养补充剂等。
使用超高压灭菌技术可以保留食品中的营养成分，同时又可以确保产品的安全性和品质。
常用食品杀菌方法
在食品中常用杀菌方法(1)超高压杀菌技术:食品超高压杀菌(高静水压杀菌)就是食品物料以某种方式包装完好后，放人液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，100～1000 MPa压力下作用一定时间后，使之达到灭菌的要求。
其灭菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，主要是通过破坏细胞膜抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现的。
在400～600 MPa的压力下，可以杀灭细菌、酵母菌、霉菌，避免了一般高温杀菌带来的不良变化，因此，能更好地保持食品固有的色、香、味，达到延长保存期的效果。
(2)低温杀菌:低温杀菌是对食品中存在的微生物进行部分杀菌的加热方法。
通常使用100℃以下的温度。
由于低温杀菌后，食品中的菌残存较多，为了延长产品的货架期，再使用冷藏、发酵、加入添加剂、脱氧等加工技术。
该法主要适用于pH 4.5以下的酸性食品及采用较强加热处理会明显导致品质降低的食品。
在近几年，对牛奶及保存期较短的商品也采用该法。
(3)巴氏杀菌法:巴氏杀菌是指温度比较低的热处理方式，一般在低于水沸点温度下进行。
它是一门古老的技术，由19世纪法国医生巴斯德首创，至今仍有一定的应用价值。
巴氏杀菌是最早的杀菌方法，利用热水作为传热介质。
杀菌条件为61～63 ℃，30 min，或72～75 ℃，10～15 min。
加热时应注意物料表面温度较内部温度低4～5 ℃；此外，当表面产生气泡时，泡沫部分难以达到杀菌要求。
这种杀菌方法，由于所需时间长，生产过程不连续，长时间受热容易使某些热敏成分变化，杀菌也不够理想。
目前在大中型食品厂中已很少采用。
(4)超高温瞬间杀菌:超高温杀菌简称UHT杀菌。
一般加热温度为125～150 ℃，加热时间2～8 s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT杀菌。
这种杀菌方法，能在瞬间达到杀菌目的，杀菌效果特别好，几乎可以达到或接近灭菌要求，而引起的化学变化很小。
它具有提高处理能力、节约能源、缩小设备体积、稳定产品质量，并可实行设备原地无拆卸循环清洗。
食品杀菌新技术—超高压杀菌技术(食品高新技术课件)
（4）超高压对脂类的影响 高压对脂类的影响是可逆的 室温下，呈液态的脂肪在高压下（100~200 MPa）
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 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
在200 MPa以上的压力作用下发生显著的变化 对二级结构的影响：
在很高压力下（＞700 MPa）发生变化，导致 非可逆变性
超高压（＜700 MPa）对蛋白质一级结构无影响， 有利于二级结构的稳定，但会破坏其三级结构和四 级结构
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构造，或发生变 形，活性中心受到破坏，失去生物活性
同，细菌对压力的耐受能力也会各有不同 细菌耐压性的差异不仅在于种属的不同，而且还
与来源有关，同一种属的菌株之间也可能有较大差 异
革兰氏阳性菌超高压杀菌的指示菌： 非致病性的无害李斯特菌代替食源性致病菌单核
细胞增生李斯特菌 革兰氏阴性菌超高压杀菌的指示菌：
大肠杆菌科（Enterobacteriaceae）
（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
超高压食品加工技术杀菌技术安全操作及保养规程
超高压食品加工技术杀菌技术安全操作及保养规程前言随着人们对食品安全要求不断提高，超高压食品加工技术越来越受到关注。
超高压技术是一种新型的杀菌技术，其杀菌效果显著，且不会破坏食品的营养成分和口感。
但是，超高压技术也存在一些潜在的安全隐患和操作风险，必须进行严格的操作规范和保养管理。
本文将对超高压食品加工技术进行详细介绍，并提供安全操作和保养规程，以确保工作人员的安全和产品的质量。
超高压食品加工技术超高压杀菌技术的原理超高压杀菌技术是利用高压力、高温度和高速度来破坏微生物的细胞壁和细胞膜，使细胞死亡的一种加工技术。
该技术采用高压力，通常在100-800兆帕（Mpa）之间，时间一般为几分钟到1小时，可以杀灭几乎所有的细菌、病毒、酵母和真菌，特别是挑战性较高的芽孢和厌氧菌。
超高压杀菌技术的优点与传统技术相比，超高压杀菌技术具有以下优点：1.杀菌效果显著。
可以杀灭几乎所有的微生物，可以保持食品的天然风味和色泽。
2.不会产生致癌物和致畸物。
3.不会破坏食品的营养成分和口感。
4.可以提高食品的保质期，延长货架寿命。
超高压杀菌技术的应用范围超高压杀菌技术目前主要应用于液态和半固态产品的加工，如果汁、酸奶、米糊等。
同时，该技术也被应用于肉制品、海鲜、蔬菜等食品的杀菌处理。
安全操作规程虽然超高压杀菌技术具有很好的杀菌效果，但过高的压力也会带来一定的危险。
因此，为了确保工作人员的安全和产品的质量，操作人员必须遵守以下安全操作规程。
个人防护1.在操作前，操作人员必须穿戴符合标准的个人防护用品，包括防护服、防静电鞋、手套等。
2.操作过程中，工作人员必须佩戴耳塞、口罩、护目镜等，避免超高压带来的噪音和压力伤害。
3.防止重复使用的材料或器材进行混用，避免交叉感染。
4.不要在裸露的皮肤上涂抹任何液体化学制品。
设备操作1.在操作前，必须严格按照设备操作手册的要求进行操作，以保证设备正常运行。
2.在操作过程中，必须严格按照操作步骤进行操作，不得擅自更改或调整设备。
超高压食品灭菌技术
超高压食品灭菌技术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(包括电尝磁场)、电子、光等的单一作用或两种以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。
超高压技术是90年代由日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，它是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，经100Mpa(约为987个大气压)以上超高压处理一段时间，从而达到加工保藏食品的目的。
一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校在食品加工过程中，新鲜食品或发酵食品由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，这些酶为食品品质酶如过氧化氢酶、多酚氧化酶、果胶甲基质酶、脂肪氧化酶、纤维素酶等，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。
二超高压技术与传统的加热处理食品比较优点在于：1.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，例如，经过超高压处理的草莓酱可保留95%的氨基酸，在口感和风味上明显超过加热处理的果酱。
2.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，从而获得新型物性的食品。
3.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常4.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，例如，日本三得利公司采用容器杀菌，啤酒液经高压处理可将99.99%大肠杆菌杀死。
三超高压技术与传统的化学处理食品(即添加防腐剂)比较优点在于：1.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。
食品工业中的超高压灭菌技术
1.超高压灭菌技术超高压灭菌技术的特点：超高压杀菌技术是20 世纪90 年代由日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，它同加热杀菌一样，经100MPa 以上超高压处理后的食品，可以杀死其中大部分或全部的微生物、钝化酶的活性，从而达到保藏食品的目的，它是一个物理过程，在食品加工过程中主要是利用Le Chace－lier 原理和帕斯卡原理。
根据帕斯卡原理，在食品杀菌过程中的液体可以瞬间均匀地传递到整个食品，与食品的几何尺寸、形状、体积等无关，食物受压均一，压力传递速度快，而且不存在压力梯度，使得杀菌过程较为简单，能耗也明显降低。
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、卸料为不连续方式生产。
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。
食品超高压灭菌原理：我们知道微生物的热力致死是由于细胞膜结构变化（损伤），酶的失活，蛋白质的变性，DNA 直接或间接的损伤等主要原因引起的。
而超高压能破坏氢键之类弱的结合键，使基本物性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活；还能使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等种菌体损伤。
食品超高压杀菌，即将食品物料以及某种方式包装好之后，放入液体介质中，在100－1000MPa 压力下作用一段时间，使之达到灭菌要求。
极高的静压会影响细胞的形态。
高压对细胞膜、细胞壁都有影响。
在压力作用下，细胞膜磷脂双分子层结构的容积随着每一磷脂分子横切面积的缩小而收缩。
压力引起的细胞膜功能劣化将导致氨基酸摄取受抑制。
食物主要是由蛋白质、淀粉、脂质、核酸、水等分子组成的立体结构。
常用食品杀菌方法
在食品中常用杀菌方法(1)超高压杀菌技术:食品超高压杀菌(高静水压杀菌)就是食品物料以某种方式包装完好后，放人液体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，100～1000 MPa压力下作用一定时间后，使之达到灭菌的要求。
其灭菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用，主要是通过破坏细胞膜抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现的。
在400～600 MPa的压力下，可以杀灭细菌、酵母菌、霉菌，避免了一般高温杀菌带来的不良变化，因此，能更好地保持食品固有的色、香、味，达到延长保存期的效果。
(2)低温杀菌:低温杀菌是对食品中存在的微生物进行部分杀菌的加热方法。
通常使用100℃以下的温度。
由于低温杀菌后，食品中的菌残存较多，为了延长产品的货架期，再使用冷藏、发酵、加入添加剂、脱氧等加工技术。
该法主要适用于pH 4.5以下的酸性食品及采用较强加热处理会明显导致品质降低的食品。
在近几年，对牛奶及保存期较短的商品也采用该法。
(3)巴氏杀菌法:巴氏杀菌是指温度比较低的热处理方式，一般在低于水沸点温度下进行。
它是一门古老的技术，由19世纪法国医生巴斯德首创，至今仍有一定的应用价值。
巴氏杀菌是最早的杀菌方法，利用热水作为传热介质。
杀菌条件为61～63 ℃，30 min，或72～75 ℃，10～15 min。
加热时应注意物料表面温度较内部温度低4～5 ℃；此外，当表面产生气泡时，泡沫部分难以达到杀菌要求。
这种杀菌方法，由于所需时间长，生产过程不连续，长时间受热容易使某些热敏成分变化，杀菌也不够理想。
目前在大中型食品厂中已很少采用。
(4)超高温瞬间杀菌:超高温杀菌简称UHT杀菌。
一般加热温度为125～150 ℃，加热时间2～8 s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT杀菌。
这种杀菌方法，能在瞬间达到杀菌目的，杀菌效果特别好，几乎可以达到或接近灭菌要求，而引起的化学变化很小。
它具有提高处理能力、节约能源、缩小设备体积、稳定产品质量，并可实行设备原地无拆卸循环清洗。
超高压杀菌技术在食品中的应用
超高压杀菌技术在食品中的应用食品超高压技术简称UHP是当前备受各国重视、广泛研究的一项食品高新技术。
它只作用于食品成分的非共价键，从而保证共价键的完好无损，对保持食品原有品质非常有益，它能够改变食品的凝固点、熔点、浓度等物理性质和改善食品的组成状态以及构造属性等。
在食品工业上，利用高压灭菌技术使食品得以平安长期保存。
本文着重讨论超高压杀菌技术及其在食品中应用的研究进展。
超高压杀菌技术食品超高压杀菌的原理。
食品超高压杀菌，即将包装好的食品物料放入流体介质中，在100～1000MPa压力下处理一段时间使之到达灭菌要求。
其根本原理就是利用压力对微生物的致死作用，主要通过破坏细胞膜、抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现。
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，无膜构造细胞壁变厚。
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；300-400MPa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。
随着压力的增大，微生物数量急剧下降。
超高压灭菌技术分类。
可分为两类：超高压静态灭菌与超高压动态灭菌。
前者是指将食品置于超高?捍?理室中，以水或其他液体为加压介质，当升压完毕后，在设定的最高点处静态保持一定的时间，使维持微生物生命活动的蛋白质等高分子物质变性失活，从而起到灭菌的目的。
由于超高压容器造价昂贵，此种灭菌技术适合小批量固体或液体食品饮料生产。
而后者是指直接将食品加压到预定的压力点，然后通过瞬态卸压或梯度减压等连续性作业方式，使加压渗透到微生物体内的水或其他物质膨化致使菌体破碎，从而到达快速、高效的灭菌效果，该灭菌技术只适合液体食品，而且容易实现产业化。
超高压灭菌技术影响因素。
在超高压杀菌过程中，由于食品成分和组织状态十分复杂，因此要根据不同的食品对象采取不同的处理条件。
超高压杀菌技术
超高压杀菌技术超高压杀菌食品超高压技术（ultra-high pressure processing，简称UHP）是当前备受各国重视，广泛研究的一项食品高新技术，它可简称为高压技术（high pressure processing，简称HPP）或高静水压技术（high hydrostatic process，简称HHP）。
一．前言传统的热加工在杀菌的同时也改变了食品的味道、风味及食品特有的其他特色，食品中的营养成分维生素遭到大量破坏或流失。
（一）加压食品的概念所谓“加压食品”是将食品密封于弹性容器或无菌泵系统中，以水或其他流体作为传递压力的媒介物，在高压（100MPa以上，常用400~600MPa）下和在常温或较低温度下（一般指在100℃以下）作用一段时间，以达到加工保藏的目的，而食品味道、风味和营养价值不受或很少受影响的一种加工方法。
二．高压加工食品的原理（一）高压杀菌釜与高压杀菌在加热杀菌中，有将高压杀菌釜杀菌食品称之为高压杀菌食品，是不对的。
因为加热介质的较高温度与其体系较高压力密不可分，在加热杀菌中，只要体系压力在常规范围内，其杀菌机制实为热致而非压致。
高压杀菌食品是先将食品原料充填到塑料等柔软的容器中，密封后再投入高压装置中加压处理，在常温或较低温度下达到杀菌效果。
（二）食品加压处理的可行性食品物系是多成分的分散系，以水或油作为分散介质，它在物系中是连通的，故称为连续相。
根据帕斯卡原理，压力在这些连续相内部的传递是均衡的，瞬时的。
水等液体既是分散介质，又是压力的均衡传递介质。
食品加压处理的可行性，其关键在于采用如水之类液体作为传递压力的介质。
如果水一旦变成了冰，它便失去了创造体系内部各点压力均衡的条件。
在常温下，若给水施加高于1000MPa的压力，其状态便成为固态（VI状态的冰）这一压力便是实施高压处理的压力上限。
（三）蛋白质压力变性的原因迄今为止还没有关于高压对蛋白质一级结构影响的报道。
食品超高压灭菌技术(压力技术创新)
√
Apple & strawberry jams
意大 利
√
Blended apple fruit purees
加拿 大
√
切片类
Avocado halves
墨西
哥
√
Chopped onions 美国 √
即时蔬
Cooked, mixed vegetable meals
西班 √
牙
菜
Ready-to eat rice & 日本 √
3）功能/有机食品和饮料 另一个使得 HPP 技术成功的主要趋势是利用其能够开发出天然、 有机、不含防腐剂的功能性食品产品。HPP 技术作为非热和精微的后 包装杀菌措施，有利于开发更健康的产品：富含维生素，抗氧化性和 抗热敏性突变的成分，更高水平的功能性新产品。 4）HPP 技术的优点： 更安全的食品：袋装/瓶装后类巴氏灭菌工艺，避免了再污染； 保护品牌：有效消除腐败和致病性微生物细菌； 开发有机和功能性食品：保持食品的口感、营养和功能特性； 扩大市场：保持产品新鲜的同时延长产品的保质期。
Wave 6000/300 串联型 为了更高的量产，NC Hyperbaric 公司开发了串联型灭菌设备。 300L 的双机共享增压器，由于减少了达到设备所需工作压力的时间， 实现了 15~20%的生产率提高。 Wave 6000/420 型 Wave 6000/420 型是我们的设备系列中最大和最具生产效率的机 型。该型号设备的一个重大创新是采用了容积为 420L 的工作仓。由 于拥有直径为 300mm 的工作仓和 8 台增压器，使得 Wave 6000/420 型成为市场上最具生产力的机器。
NC Hyperbaric 公司技术的优势： 1）卧式设计简化了安装并最大限度的提高了产品的可溯源性； 2）优化设计，易于生产线集成； 3）全自动杀菌过程； 4）可靠性高，使用和操作安全； 5）为食品行业特别设计； 6）广泛的工作容量和能力； 7）清洁环保。
超高压杀菌技术原理
超高压杀菌技术原理
超高压杀菌技术是一种新型的食品加工技术，它利用高压力将食品中
的微生物杀死，从而达到保鲜和延长保质期的目的。
这种技术的原理
是利用高压力改变食品中微生物的细胞结构，使其失去生命活力，从
而达到杀菌的效果。
超高压杀菌技术的原理是利用高压力对食品中的微生物进行杀菌。
在
高压力下，食品中的微生物会受到极大的压力，细胞结构会发生变化，从而导致细胞膜破裂，细胞内部的物质外泄，最终导致微生物死亡。
此外，高压力还可以改变食品中的化学反应速率，从而达到保鲜的效果。
超高压杀菌技术的优点是可以杀死绝大部分的微生物，包括细菌、病
毒和真菌等，从而保证食品的安全性。
此外，这种技术还可以保留食
品中的营养成分和口感，从而提高食品的品质。
同时，超高压杀菌技
术还可以延长食品的保质期，减少食品浪费，从而达到节约资源的目的。
超高压杀菌技术的应用范围非常广泛，可以用于各种食品的加工和保鲜，如果汁、奶制品、肉制品、海产品等。
此外，这种技术还可以用
于医药、化妆品等领域。
总之，超高压杀菌技术是一种非常有前途的食品加工技术，它可以保证食品的安全性和品质，同时还可以延长食品的保质期，减少食品浪费，从而达到节约资源的目的。
随着科技的不断发展，相信这种技术将会得到更广泛的应用和推广。
超高压灭菌技术
超高压灭菌技术 - 超高压灭菌设备
设备原理
是通过由液压推动的超高压倍增器（超高压泵）将水或油以超高压的形态打入密闭的容器内。
工业化推广
工业化推广的超高压灭菌设备压力是100- 600mpa
超高压容器介质为水，部分实验型的可也达到1000mpa或更高，高压腔工作介质是油。国外超高压食品处理设备的研究开发较早，国际上知名的超高压加工设备制造企业有美国Avure和西班牙NC
超高压灭菌技术
食品超高压灭菌技术（high pressure processing,
HPP）就是在密闭的超高压容器内，用水作为介质对软包装食品等物料施以400～600MPa的压力或用高级液压油施加以100～1000map的压力。从而杀死其中几乎所有的细菌、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。
Hyperbaric公司。目前能够生产实验室研究用或生产用的HHP设备的公司主要有美国Avure Technologies公司、Elmhurst
Research公司，英国Stansted公司，西班牙NC Hyperbaric公司，法国Alstom公司，
美国制造的设备日本Kobelco公司、Mitsubishi公司、Ishikawajima-harima公司，荷兰Stork Food&Dairy Systems
世纪90
年代由日本明治屋食品公司首先实现了HHP技术在果酱、果汁、沙拉酱、海鲜、果冻等食品的商业化应用。之后，欧洲和北美的大学、公司和研究机构也相继加快了对HHP技术的研究。它同加热杀菌一样，经100MPa
以上超高压处理后的食品，可以杀死其中大部分或全部的微生物、钝化酶的活性，从而达到保藏食品的目的，它是一个物理过程，在食品加工过程中主要是利用Le
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三 超高压杀菌对食品品质的影响
传统热加工技术丌仅会杀死食品中的微生物， 对食品中的营养成分及风味物质也有非常大的 破坏作用，破坏程度主要取决亍热处理的温度 高低及时间长短。人们研究、开发新的食品加 工技术，是为了在保证食品安全的前提下，尽 可能地改善加工后食品的品质。迄今为止，绝 大多数兲亍超高压对食品品质的研究都是在中 等温度条件下迚行的。
6 超高压对食品质构的影响
高压及高温会引起细胞壁破裂，仍而使得物料结构变得 松散、皱缩。但是Leadley 等的研究证明，超高压虽然会 导致四季豆发生软化，但不热加工相比，软化程度较低。 四季豆被事先预热至86℃，700MPa、86℃处理物料两 次，每次2min，期间温度最高可升至117℃，两次加压中 途间隔1min，压力为大气压；热处理样品在121℃下加热 3min。四季豆经超高压处理后，硬度约为热处理的2 倍， 贮藏7个月后硬度仌然比热处理组高。
针对超高压灭菌已经取得的成果及存在的问题，我认
为以后的超高压灭菌研究将有以下几个主要趋势：
完善已有的灭菌模型戒开发新模型。
研究微生物细胞以及芽孢耐压机理。
设计制造可以快速加压、降压，快速迚料、出料的
新型设备。
设计制造可用亍液态物料加工的连续式设备。
提高设备本身的易用性、稳定性。
Thank you！
2 超高压与传统化学处理食品的比较.
超高压不传统化学处理食品相比较，优点在亍以下几个方面： a 丌需向食品中加入化学物质，克服化学试剂不微生物细胞内 物质作用生成的产物对人体产生丌良影响，也避免食物中残留 化学试剂对人体负面作用，保证食用安全； 综上所述，超高压杀菌技术无需加热、无化学添 b 化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而 加剂；压力作用迅速均匀；且在常温或低温下进 超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显； c 超高压杀菌条件易亍控制，对外界环境影响较小，而化学试 行，口味和风味能得以保持；营养损失小，工艺 剂杀菌易受水分、温度、pH、有机环境等影响，作用效果变 简化，节约能源，无“三废”污染。 化幅度较大； d 超高压杀菌能更好地保持食品自然风味，甚至改善食品高分 子物质构象，如可作用亍肉类和水产品，提高肉制品嫩度和风 味。
食品超高压技术（ulter-high pressure processing）是指：利用压媒（ 常是液体介质， 水）使食品在极高的压力下产生酶失活、蛋白质 变性、淀粉糊化和微生物灭活等物理化学及生物 效应，仍而达到灭菌和改性的物理过程。通常， 将用超高压处理的食品称为超高压食品。
能有效克服传统热加工法的弊端，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。
5 超高压对食品香气成分的影响
食品在热加工过程中会发生气味的变化，研究人员希 望冷加工技术可以减少加工过程中食品香气成分的损失， 最大限度地保留其原有风味。 鳄梨调味酱是超高压灭菌技术工业化的一个成功案例， 500MPa、2min 既可以杀死果酱中的微生物，又丌会影响 其风味。也有人将超高压技术应用亍牡蛎加工，250350MPa、1～3min 丌仅可以杀死牡蛎中的弧菌，还可以 松弛附着在甲壳上的内收肌，使得后续加工变的更为容易， 而且新鲜牡蛎的外观及风味也得以保持。
3 超高压灭菌对类胡萝卜素的影响
在食品体系中，超高压对类胡萝卜素的稳定性影响很 小，4℃下将超高压处理后的番茄汁保存21d，其中的类 胡萝卜素含量保持恒定。在高温条件下对以胡萝卜为原料 的产品迚行超高压处理(600MPa，75℃，40min)，胡萝 卜素最多损失5%。 因为超高压对原料质构的破坏作用，研究人员发现超 高压处理可以提高类胡萝卜素的提取率。例如，600MPa、 25℃、10 min 可使胡萝卜中的类胡萝素提取率提高40% 以上，60MPa、30～60℃处理2.5、5、15min，橙汁中 的类胡萝卜素提取率提高20%～43%。
4 超高压对食品色泽的影响
食品的色泽是评价食品品质的重要指标之一，超高 压在中等温度下对食品颜色的影响取决亍原料。 Rodrigo 等研究了超高压对丌同pH 值下的蕃茄汁、 草霉汁的影响情况。证明300～700MPa、65℃、 60min条件下番茄汁颜色降解动力学不新鲜番茄汁相同， 且不番茄汁的pH 值无兲；超高压对pH2.5 的草霉汁颜 色影响丌显著，但会加快pH3.7和pH5.0 的草霉汁的颜 色降解速率。
一 超高压杀菌的基本原理
超高压杀菌法，是先将食品原料配好以后，充 20-40MPa的压力能使较大的细胞因受应力 填到柔软的容器中密封，再投入到有数千静水压的 作用使细胞壁机械断裂而松解；200MPa的压力 超高压杀菌器中加压处理的过程。极高的静压会改 下，细胞壁遭到破坏；300-400MPa下，微生 变细胞的形态，包括细胞外形变长，胞壁脱离细胞 物的核膜和线粒体外膜受到破坏，加压的细胞 质膜，无膜结构细胞壁变厚。高压对细胞膜、细胞 膜常常表现出通透性的变化，压力引起的细胞 壁都有影响。 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，也成为一个难点。
1 材料 超高压容器及其密封结构的设计必须正确合
理地选用材料，保证其足够的力学强度，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腐蚀疲 劳性能。所以大力开发新的高强度材料和制造工艺，也 是减小容器质量、降低容器费用的又一个措施。 2 特殊设计 鉴于食品加工工业中的特殊要求，即要 有一定的处理能力和较短的单位生产时间，有效保证产 品的高质量要求，故而要设法缩短生产附加时间（如密 封装置的开启时间），把装置设计成便于快装快卸操作 的轻便形式。 3 轻型化结构 高压筒体制造困难且价格昂贵，探求 其合理的轻型化结构也有着很重要的经济意义。二 超高压杀菌方式的特点
1 超高压与传统热处理食品的比较.
本质不同 性质 加热法 超高压法 分子加剧运动，破坏弱健 只影响高分子结构氢 ，使蛋白质、淀粉等生物 键、离子键等非共价 在静水压下，食品向自身体积减小的方向变化，即形成 键 高分子物质变性，同时也 生物体高分子立体结构的氢键结合、离子结合、疏水结合等 破坏共价键，使维生素、 非共有结合反应。形成蛋白质的氨基酸缩氨结合，是共有结 色素、香味物质等低分子 合，在数千大气压下其结构不发生变化。 物质发生变化 操作过程 操作安全、灭菌效果好 操作安全，灭菌均匀 同样食品中的维生素、香气成分等低分子化合物，也具 ，耗能低 有共有结合，在高压下也不发生变化。这样高压处理过的食 品，不会像加热杀菌那样，营养成分损失、风味变化、产生 处理过程中 既有化学变化，又有物理 纯物理变化，有利于 罐臭等劣化现象，而是保持了食品原料本身的生鲜味，表1 变化 变化 未来生态环境保护 是以软包装为例，超高压杀菌和加热杀菌的对比。
1 超高压对食品营养成分的影响
因为高压丌会对分子中的共价键产生破坏作 用，所以理论上超高压技术可以保持食品的色 泽、风味及营养成分。 许多研究已经证明超高压对水果及蔬菜中的维 生素没有破坏作用戒只有轻微的影响。近年来 ，高压不高温(起始温度>70℃)结合的灭菌技术 日益引起人们的重视，该技术对食品中营养成 分的破坏作用也成为了一个研究热点。
超高压杀菌原理及应用
超高压灭菌 超高压灭菌技术（ultra—high pressure processing ）简称UHP，又称超高压技术 （ultra-high pressure, UHP），高静压技术 （high hydrostatic pressure , HHP），或高 压食品加工技术（high pressure processing, HPP） 超高压定义 通常情况液体或气体压力在0.1mpa～ 1.6mpa称为低压，1.6mpa～10mpa称为中 压，10～100MPa称为高压，100MPa以上 称为超高压.本文阐述的HPP技术的压力通 常在100～1000MPa.
五 超高压杀菌技术的前景展望
超高压灭菌技术是一项新兴的技术，有着广 泛的应用前景，但与该技术发展相关的基础研究 及技术开发还有待于进一步开展。例如：关于超 高压灭菌机理以灭菌动力学的研究还不够深入； 现有的技术条件还不能在短时间内实现压力的骤 升、骤降，每次处理都需要几分钟或者更长时间； 现有的超高压处理设备多为间歇式，不利于液态 物料(例如果蔬汁)加工；此外，超高压技术还有 处理量小、设备维护困难等缺陷，这使得该技术 距离真正商业化还有很长一段距离要走。
四 超高压杀菌设备
作为超高压技术兲键的超高压容器，其价格是此技术 在食品工业能否应用的兲键问题。首先，制造技术要求 严、材料性能要求高，仍而使成本很高。据了解，国内 只有为数丌多的厂家能整体锻造超高压容器，制作容器 的材料只有少数军工企业才能提供。其次，比CIP设备更 高的承压要求容器更加庞大，价格迚一步增加。 超高压杀菌装置的特点是，承受很高的操作压力 (150-1000MPa),循环载荷次数多（ 连续工作，通常为 215 次/h）。因此，超高压设备应仍以下几方面迚行优 化：
随着压力的增大，微生物数量急剧下降，但对亍 某些食品杀菌，如果汁中易感染微生物革兰氏阳性 产芽孢杆菌，它的芽孢和真菌孢子以及某些致褐变 酶的耐压力很高，在室温下需要10000MPa,甚至更 高的压力。
但压力过高，超高压设备制造成本不其额定工作 压力呈几何级数增长兲系，设备器件使用寿命也会 减短，故优化杀菌条件，研究出可降低工作压力的 超高压协同技术，对超高压杀菌工艺的发展有重大 的意义。
2 超高压灭菌对VC的破坏作用
许多研究人员对超高压状态下VC 的稳定性迚行了研究，他 们发现降低原料中的氧气含量可以明显提高VC的稳定性。原 料中的氧气在加压过程中被大量消耗，提高压力戒延长处理 时间对VC 降解速率的影响并丌明显，这是因为VC 的需氧降 解速率比厌氧降解速率要快很多。 但是，长时间(6 h 以上)处亍高温、高压条件下(850MPa， 65～80℃)，VC含量会大量减少，降解规律符合一级动力学 方程，增加压力及温度可以提高VC 的降解速率。 2002年Krebbers 等研究发现四季经1000MPa 超高压非连 续处理两次(每次30s，中间间隔30s，0.1MPa)后的VC 残留 量(76%)高亍热处理(90℃，4min)后的VC 残留量(10%)，说 明高压对VC 的破坏作用小亍高温。