第七章_超高压技术在压力加工中的应用.
食品超高压加工技术
食品超高压加工技术在现代食品工业中，为了满足消费者对于食品安全、营养和品质的追求，各种创新的加工技术不断涌现。
其中，食品超高压加工技术作为一种非热加工技术，正逐渐引起人们的广泛关注。
什么是食品超高压加工技术呢？简单来说，就是将食品置于数千个大气压的高压环境中，在常温或低温下对食品进行处理。
这种技术与传统的热加工方法有着显著的区别。
传统的热加工，如高温杀菌，虽然能够有效地杀灭微生物、延长食品的保质期，但往往会导致食品的营养成分流失、风味改变。
而超高压加工技术则能在很大程度上避免这些问题。
超高压加工技术对食品的影响是多方面的。
首先，在微生物杀灭方面，高压能够破坏微生物的细胞结构，使细胞膜破裂、细胞器受损，从而抑制或杀灭微生物。
对于一些常见的致病菌，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等，超高压处理都能起到很好的杀灭效果。
这为保障食品安全提供了有力的手段。
其次，超高压加工对食品的营养成分影响较小。
维生素、矿物质等营养物质在高压处理下能够较好地保留，与热加工相比，更能保持食品的营养价值。
再者，超高压加工还能改善食品的质构和口感。
例如，对于肉类食品，经过超高压处理后，肉质会变得更加鲜嫩多汁；对于果蔬类食品，能保持其脆嫩的口感，减少汁液的流失。
那么，食品超高压加工技术是如何实现的呢？通常，超高压加工设备包括压力产生系统、加压容器、控制系统等部分。
通过液压或水压等方式产生高压，将食品放入特制的加压容器中进行处理。
处理的时间、压力大小等参数会根据不同的食品和加工要求进行调整。
在实际应用中，超高压加工技术已经在多个领域取得了成果。
在果蔬加工方面，新鲜的水果和蔬菜经过超高压处理后，可以延长其保鲜期，同时保持其原有的色泽、风味和营养。
在肉类加工中，超高压处理能够改善肉的嫩度，提高肉制品的品质。
此外，在水产品加工、乳制品加工等领域，超高压技术也有着广阔的应用前景。
然而，食品超高压加工技术也并非完美无缺。
一方面，超高压设备的成本较高，限制了其在一些中小企业中的广泛应用。
超高压食品HHP
随着人们生活水平的提高，人们对食品的质量及安全性越来越重视，要求营养、原汁原味、具有更长的货架期和新鲜的口味，防腐剂和其他化学添加剂尽可能少用，利用超高压技术加工食品是一个物理过程，它能顺应这一趋势，被誉为“食品工业的一场革命”，引起了人们的高度重视。
利用超高压技术加工食品，有效地克服了传统热加工处理方法带来的种种弊端，较好地保持了物料原有的营养成分，而且加工后的食品口感适宜、色泽鲜艳、保质期较长，而且整个食品加工过程的能量消耗也较传统的加工工艺有着很大程度地降低。
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多种菌体损伤。
超高压杀菌技术及其应用
超高压杀菌技术及其应用定义及原理超高压杀菌技术简称UHP，又称超高压技术，高静压技术，或高压食品加工技术，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。
超高压杀菌技术作为新兴技术应用于食品保藏，主要机理是能够使微生物细胞膜和细胞壁损伤、改变细胞形态、影响细胞内酶活力及细胞内营养物质和废弃物的运输，从而杀死食品中的腐败菌和致病菌；同时，HHP能够有效或部分钝化食品中的内源酶。
该技术的主要优点，首先是作为一种物理方法在不加热或不添加化学防腐剂的条件下杀死致病菌和腐败菌，从而保障食品的安全、延长食品的货架期；其次，HHP作为一种非热加工手段，在杀菌过程中没有温度的剧烈变化，不会破坏共价键，对小分子物质影响较小，能较好的保持食品原有的色、香、味以及功能与营养成份。
细菌结构不同微生物对HHP技术敏感性是不同的，酵母、霉菌容易在较低的压力下被杀灭，细菌营养体则需要较高的压力，而细菌胞子很难杀死。
目前HHP技术主要应用于高酸性食品。
由于高压高温协同效应能够杀死细菌胞子，近年来高压高温工艺研究引起了广泛关注。
最近，美国NCFST成功开发了PATS工艺， PATS工艺与传统高温杀菌工艺相比，大幅缩短杀菌时间，提高了低酸性食品品质。
因此，HHP技术在低酸性食品的应用会不断增加。
超高压技术不仅能杀灭微生物，而且能使淀粉成糊状、蛋白质成胶凝状，获得与加热处理不一样的食品风味。
超高压技术采用液态介质进行处理，易实现杀菌均匀、瞬时、高效。
但是，UHP技术对杀灭芽孢效果似乎不太理想，在绿茶茶汤中接种耐热细菌芽孢后，采用室温和400MPa静水高压处理，不能杀灭这些芽孢。
另一方面，由于糖和盐对微生物的保护作用，在粘度非常大的高浓度糖溶液中，超高压灭菌效果并不明显。
超高压水射流在机械加工中的应用研究
超高压水射流在机械加工中的应用研究随着科技的不断进步，超高压水射流技术作为一种新兴的加工方式，逐渐引起了人们的关注。
它以其独特的优势，在机械加工领域展示出了广阔的应用前景。
本文将对超高压水射流在机械加工中的应用进行探究和研究。
一、超高压水射流技术简介超高压水射流技术是指通过将水经过超高压泵提升到很高的压力，然后通过喷嘴将水流以极高的速度喷射到加工对象表面以达到加工目的的技术。
超高压水射流技术具有以下几个特点：一是加工过程中无化学污染，对环境友好；二是加工时无热影响，不会导致材料变质；三是操作简便，无需大量的设备和大量人力物力投入。
因此，超高压水射流技术得到了广泛的应用和研究。
二、超高压水射流在金属加工中的应用1. 切割超高压水射流切割是指通过将超高压水射流集中到一个细小的水流束上，以高速冲击金属表面并进行切割。
与传统切割方法相比，超高压水射流切割具有速度快、精度高、不产生热影响、不会导致材料变质等优势。
尤其在对薄板、复杂的曲面等进行切割时，超高压水射流切割技术能够发挥出其独特的优势。
2. 表面处理超高压水射流在金属表面处理方面也有广泛的应用。
通过调节超高压水射流的压力和速度等参数，可以达到不同的表面处理效果。
例如，通过控制水射流的压力和角度，可以实现金属表面的去毛刺、清洗、打磨等效果。
超高压水射流表面处理技术具有速度快、精度高、成本低等特点，有着广泛的应用前景。
三、超高压水射流在非金属材料加工中的应用超高压水射流技术不仅在金属加工中有广泛应用，而且在非金属材料加工中也大显身手。
1. 玻璃切割传统的玻璃切割通常需要用到高速旋转的切割工具，容易导致玻璃破碎或者产生裂纹。
而超高压水射流切割技术通过将高压水射流聚焦在狭窄的一点上，以高速冲击玻璃表面，可以实现精确的切割效果，避免了传统切割方法的弊端。
2. 塑料加工超高压水射流在塑料加工中的应用也十分广泛。
通过调节超高压水射流的压力和速度等参数，可以实现对塑料件的高效切割、减薄、整形等加工。
超高压技术在果汁_果酱加工中的应用及前景
超高压技术在果汁、果酱加工中的应用及前景吴晓梅1 潘巨忠2(1丽水学院应用生物工程系,浙江丽水 323000;2宁波市农业科学院) 收稿日期:2005-03-07 超高压技术作为一种食品加工技术的兴起,主要是因为人们对特殊加工食品的需求。
随着人们对其了解的深入,超高压技术在食品工业中的应用也越来越广泛[1]。
2000年我国水果总产量6700万吨,其中苹果、梨等产量已居世界第一;有关专家预测,到2010年,我国水果总产量将近1亿吨,人均占有量将接近或超过世界水平。
随着我国经济发展和人们消费水平的日益提高,对果品深加工的需求越来越大,尤其是对果汁、果酱生产加工技术的要求越来越高。
高压技术是近年来引起广泛关注的“高新技术”之一。
高压处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、减少污染外,最大优越性在于能最好地保持食物的天然色、香、味和营养成分。
1 超高压技术发展史高压技术在食品加工中的应用和研究几乎和现代高压技术的发展同步。
开创现代高压技术研究先河的美国物理学家B ridg men 从1906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。
日本是最先将高压技术运用到食品工业的国家[2],1989年京都大学联合农林水产省和21家食品与机械公司成立了一个特殊组织,进行高压食品的攻关;1990年开发出世界第一种高压食品—果酱[3]。
美国、巴西、韩国和欧洲的许多国家也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的研究,并已开始向市场提供高压食品,法国是第一个将高压食品商业化的欧洲国家。
目前在我国,超高压设备在果汁、果酱加工中的应用研究正在进行,结果令人满意。
2 超高压加工的基本原理高压处理过程中,物料在液体介质中被压缩,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、淀粉等变性、酶失活或激活、细菌等微生物被杀死,可用来改善食品的组织结构或生成新型食品[4,5]。
超高压技术在食品加工中的应用分析
超高压技术在食品加工中的应用分析
□ 孙 美 洽洽食品股份有限公司
摘 要：超高压技术是食品加工生产中的一种新型技术，能够将食品中细菌灭杀掉，有利于提高食品的安全性。相对 于传统高温杀菌方法而言，超高压技术对食品营养造成的破坏相对较小，能够保持食品营养价值与口感价值等。在超高压 技术应用方面，首先需要对这种技术工作原理及技术特点等进行了解，结合实际情况进行食品加工。本文主要对超高压技 术进行介绍，从乳品与发酵食品两方面进行食品加工应用分析。
3 结语
超高压技术是一种非热处理方法， 能够将食品中味道与营养成分保留下 来，满足消费者在食品方面各种追求。 然而超高压技术应用条件较高，食品 加工处理过程比较复杂，且设备价格 比较昂贵。在超高压技术开发应用方 面，虽然相关食品加工企业已经取得 一定研究成果，但与理想效果依然存 在一定差距。因此，食品加工企业必 须加强超高压技术应用探索，通过相 关理论与实际研究提高技术应用水平。 参考文献
活性反应也不相同，操作人员需要将 所有酶都压死。若操作人员不想排净 酶，则需要通过低温保障流通质量。 在利用超高压技术加工食品过程中， 操作人员使用的装备比较沉重，建造 费用相对较多。在超高压装备频繁操 作过程中容易导致压强发生变化，从 而引起高压封闭器损坏。
2 食品加工应用
2.1 乳品加工应用
在 超 高 压 技 术 应 用 过 程 中， 因 为 食品处于超高压环境内，所以食品中 微生物结构、基因与细胞等都会发生 一定变化。这种技术能够对乳品中的 细菌细胞膜及细胞壁造成破坏，从而 对细菌产生抑制作用。其中细胞通透 性可能会因为超高压环境影响而发生 变化，导致乳品中大分子结构出现变 化，使乳品中酶的活性逐渐下降，从 而加快微生物死亡。当超高压环境下 压力没有达到灭菌要求时，便无法对 乳品中细菌产生抑制作用。牛乳中细 菌 能 够 在 100 MPa 至 600 MPa 高 压 环 境 下 出 现 明 显 下 降 现 象， 乳 品 中 孢 子 能 够 在 600 MPa 环 境 下 逐 渐 消 除。因此，在乳品加工应用方面，超 高压技术能够将食品中孢子与细菌消 除掉，有利于提升乳品安全。在乳品 加工处理方面，脂肪上浮属于常见问 题，这种问题可以通过超高压技术解 决掉。因为超高压环境下压力变化能 够影响到乳品脂肪上浮形象，当压力 大于 400 MPa 之后便会对脂肪上浮产 生抑制作用。乳品中脂肪氧化反应和 压力、时间、温度等存在一定联系， 当 食 品 加 工 环 境 温 度 达 到 -4 ℃， 压 力达到 200 MPa 时，脂肪氧化便会和 时间呈现出正比关系。另外，超高压 技术能够对乳品浊度产生影响，技术 人员可以通过压力调整使食品中浊度 下降。
超高压技术及其在食品工业中的应用
Ｗ ＡＮＧ Ｊａ Ｉ ａ ｈ ｉ ．ｋ ｎ ｕ ｎ Ｙ
（ ．ｉｎ ｇｉ ｔ ｌ ｃ ｎｅ Ｔｃｎｌ ｙＣｔｇ Ｃｌｇ １ Ｊ ｉＡ ｒｕ ａ Ｓｉ ｃ 棚 ｅｈｏ ｇ ｏ ｅ ｏｅｅｆＭｅ ａｉ ｌ ｎｉ ｅｎ ，ｄｎ１２ ０ ， ｈｚ； ｌ ｃ ｒ ｅ ｏ ｅ ｌ ｌ ｏ ｃ ｎ ａ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ Ｊ ｉ ３ １１ Ｃ ｂ ｈ ｃ ｅｉ ａ ２ Ｊｉ ｇｉ ｔ ｉ ｃ ａｄＴｃｎｌ ｄ ｇ ＣＲ ｅｆＦ ｏ ｃｎｅ ｉｎ１２０ ，Ｃ ｂ ．ｉｎ ｒ ｕ ｄ Ｓｅ ｅ ｎ ｅ ｏ ｇ Ｃ ￣ ｅ ｏ ｏｄＳｉ ，Ｊｉ ３ １ １ ｈｍ） ｌ Ａ ｃｒ ｃ ｎ ｈ ｏ ｙ ｏ ｅ ｃ ｌ
传统 加 热 处 理 是 食 品 加 工 中 的最 重 要 方 法 ，
２ 超 高 压 技 术 原 理
所 谓食 品 的压 力 加 工 ， 指 将 食 品 放 人 液 体 是
介质 中 ， １０～１Ｏ０ Ｐ 压 力 下 作 用 一 段 时 问 加 ０ ０ Ｍ ａ
但是 ， 常产 生 一 些 副作 用 。例 如 破 坏 维 生 素 等 主
维普资讯
第 １ ７卷 第 ２期 ２０ ０ ８年 ６月
吉 林农 业科 技 学院学 报 Ｊｕ ａ ｏ ｌ ｇｉ ｌ ｒｌ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｅｅ ｏｒ ｌ ｆ ｉｎＡ ｒ ｕｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄＴ ｃｎｌ ｙＣ ｌｇ ｎ Ｊｉ ｃｕ ｅ ａ ｏ ｌ
要营养 成 分 、 素 变 化 、 生 异 味 等 。长 期 以来 ， 色 产 人们不 断探 索新 的工 艺 方 法 ， 以减 少这 些 副 作用 。 随着现 代高压 物 理 学 的诞 生 和发 展 ， 国外 于 ２ Ｏ世
后 ， 同加 热一 样 使 食 品 中 的 酶 、 白质 、 如 蛋 淀粉 等
食品加工超高压技术在肉制品加工中的应用
食品加工超高压技术在肉制品加工中的应用食品加工技术一直在不断发展和创新，为了提高食品的安全性和品质，人们不断寻求新的方法和技术。
在肉制品加工领域，超高压技术逐渐受到了人们的关注和应用。
本文将介绍食品加工超高压技术在肉制品加工中的应用，并深入探讨其优势和局限性。
一、超高压技术的基本原理超高压技术是利用高压物理效应对食品进行处理的一种技术。
通过增加食品的压力，达到改变食品内部结构的目的，从而达到灭菌、杀菌、保鲜和改善食品质量的效果。
超高压技术的基本原理是通过施加高于常压的压力，使食品中的细菌、酵母、霉菌等微生物失去生长和繁殖的能力，从而达到杀灭微生物的效果。
二、超高压技术在肉制品加工中的应用1. 杀菌灭菌：超高压技术可以同时杀灭食品中的各种细菌，包括致病菌、腐败菌和变质菌等。
在肉制品加工中，尤其是肉类制品，经过超高压处理后，可以有效地杀灭各种致病菌，提高产品的安全性。
2. 去除细菌毒素：在肉制品加工过程中，容易产生一些细菌毒素，对人体健康有害。
超高压技术可以破坏细菌产生毒素的结构，从而降低食品的毒性。
3. 保鲜延长保质期：超高压技术可以改变食品中的微生物、酶和食品组织的结构，抑制微生物的生长和食品的酸败，从而延长食品的保质期。
在肉制品加工中，超高压技术可以有效地保持肉制品的新鲜度和口感。
三、超高压技术的优势和局限性1. 优势(1) 快速高效：超高压技术处理时间短，处理效果好，能够在短时间内达到灭菌和去除细菌毒素的效果。
(2) 保留食品的营养成分：相较于传统的热处理方法，超高压技术能够更好地保留食品中的维生素、蛋白质和其他营养成分。
(3) 不改变食品的质地和口感：超高压技术在杀菌的同时，不会对食品的质地和口感产生明显影响。
2. 局限性(1) 适应性差：超高压技术对不同食品的适应性不一样，需要根据具体的食品类型和工艺参数进行优化。
(2) 能耗较高：相较于传统的食品加工方法，超高压技术需要消耗更多的能源。
超高压技术在酒类生产中的应用研究
超高压技术在酒类生产中的应用研究摘要：超高压技术是将100~1000MPa压力施加在物料上保持一定的时间，从而起到杀菌、催陈等作用，是食品和酒类常用的物理加工方法，和传统加工方法相比，超高压技术无需添加任何添加剂，对物料不会造成影响，可保证物料原有的营养和色香味。
基于此，本文结合理论实践，先分析了超高压技术的机理，然后分析了超高压技术在酒类生产中的作用，并提出超高压技术在啤酒生产中的具体应用，希望对我国酒类生产事业的发展有一定参考及帮助。
关键词：超高压技术；酒类生产；杀菌；催陈引言：超高压技术具有独特的物理性能，被广泛应用在酒类生产和食品加工中。
在1994年超高压技术被首次应用在酿酒中，到2002年超高压技术开始被广泛应用在酒类工业化生产中，发展至今，在啤酒、葡萄酒、白酒、黄酒等酒类生产的应用非常广泛。
基于此，开展超高压技术在酒类生产中应用的研究就显得尤为必要。
1 超高压技术的机理超高压技术应用到食品、酒类生产中，可起到杀菌和抑菌的作用。
独特的物理性能，不但会影响细胞的存在形态，还能破坏氢键，促使一些基础物质发生变异，致使蛋白质在超高压力的作用下发生凝固，促使酶失去活性，破坏菌体细胞膜，从而达到杀菌、抑菌的效果【1】。
在酒类生产中科学合理的应用超高压技术，不但可以提升酒类品质，而且可作用在非共价键上，但不会破坏共价键，对酒类原有的色、香、味及一些营养成分并不会造成破坏和影响，保证酒类的原汁原味。
2 超高压技术在酒类生产中起到的作用2.1催陈超高压技术催陈的过程为：将酒类放到密闭的容器中，压入100~1000MPa之前的气体或者液体，并保持一定的时间，达到设定好的压力之后，压入的气体或者液体保持不变，从而降低新酒的表面张力，保持新酒的内部稳定性接近陈酒。
此外，超高压技术还能对新酒进行一定的挤压，降低新酒分子之间的距离，促使乙醇分子、水分子等进行重新排列，为乙醇分子、水分子重新排列提供动能，实现相互之间氢键的缔合。
关于超高压技术和其在食品工业中的应用思考
关于超高压技术和其在食品工业中的应用思考作者：强刘博来源：《理论与创新》2020年第15期【摘; 要】新时期下，随着我国科学技术的发展进步，超高压技术作为一种较为先进的技术，其在各行各业中的应用也逐渐广泛，将其应用在食品工业中，可以有效提高食品生产的水平和质量，应用价值较高。
基于此，文章就超高压技术的概述以及在食品工业中的应用进行了思考，希望对发挥超高压技术的作用，促进我国食品工业的整体发展有所启示和帮助。
【关键词】超高压技术;食品工业;应用引言我国在食品加工上，传统的加工技术主要是热处理技术，其在实际的处理过程中很容易破坏食品中的热敏性的营养成分，同时，加工过程也会使褐变反应加剧，影响食品原有的色泽，食品中的一些挥发性的风味物质也会因加热而有所损失。
因此，在最近几年，食品加工行业也开始加强技术投入，研究新的食品加工技术，超高压技术就是其中的一种，将超高压技术应用在食品加工过程中，可以有效的降低能源消耗，同时还可以保证食品在微生物方面的安全，进而保证食品的品质、风味以及新鲜程度等。
因此，相关食品加工企业需要加强对超高压技术的资金投入，将其应用在食品加工的各个方面，最终提升生产水平。
1.超高压技术的概述1.1超高压技术的几种主要类型（1）折叠超高静压技术。
折叠超高静压技术是超高压技术中一种，其在实际的技术应用过程中，可以在相对较长时间内保持一个高压强的状态。
相对较长时间指的是有足够的时间，可以将压缩过程中所产生的热量利用热传导的方式实现和周围环境的温度平衡。
从这个角度上进行分析，折叠超高静压技术的使用是一个等温压缩的过程。
（2）折叠超高压水射流技术。
折叠超高压水射流技术在实际的技术应用过程中，普通水会经过一个超高压加压器，然后可以将水进行加压，一般情况下，可以将水加压到4000 bar （60000psi），然后可以使用一个细小的喷嘴，形成一道每秒达915公尺（约音速的三倍）的水箭，利用此水剪可以对很多金属物质，例如纸类、纤维、海绵等物质进行表面处理和切割操作。
第七章_超高压技术在压力加工中的应用
1
主要内容
高压科学的重要意义
高压科学与技术的发展
2
高压科学的重要意义
1. 高压科学的定义：
研究物质（尤其是凝聚态物质）在高压及超高压
条件下的结构、状态、性质及其变化规律的科学。
由于高压的产生及高压下各种结构、状态及性质的
检测需要发展相应特殊的、精巧的、专门的实验技术和
方法，因此，它被规划为一门学科，称为高压科学与技
超高压物理研究的历史
1941年，BrБайду номын сангаасdgman开始高压金刚石的合成实验 。
Coes 首次合成出了科石英 (Coesite) 及其它硅酸盐矿物。柯石 英是SiO2的高密度相，即高压相。
1955年，美国通用电气公司的Bundy, Hall, Strong, Wentof等 人，及瑞典 ASEA 公司的研究人员首次合成出人造金刚石。 Wentof合成了硬度仅次于金刚石的超硬材料立方氮化硼 (BN)。 哈佛大学于 1933年启动地球物理科学方面的一项研究计划， 1952年Birch发表了“地球内部的弹性和组成”的论文。 美国 Carnegie 地球物理实验室创立于 1907 年，设计了最初的 高压釜，奠定了水热合成法的基础，研究了高温高压下的相 平衡、花岗岩的形成机理。
Block等人发现了红宝石荧光R线随压力而发生线性位移的现象， 可利用该现象标定相当高的压力。 21
压力的历史发展
Mao, Bell: 172GPa (1978)
Bell, Mao: 185GPa (1979) Bell, Xu et.al.: 280GPa (1986)
Xu, Mao et.al.: 550GPa (1986)
（2）在化学反应过程中，压力能够有效的调制反应物与生成物的Gibbs 自由能，从而改变化学反应的方向，获得所期望的产物； MeN Me+1/2 N2 MeN C3N4、BCN
超高压技术在果蔬加工中大有可为
超高压技术在果蔬加工中大有可为作者：廖小军来源：《农业工程技术·农产品加工》2009年第09期食品加工过程中面临的质量安全问题主要包括色泽、香气、滋味、质构、营养、功能和安全七个变化。
长期以来，热杀菌技术因为经济有效、能够保证食品安全而广泛应用于食品加工中，但是热杀菌会导致食品的颜色变化、香气破坏、滋味改变、营养损失、质构变化、功能降低等质量变化，使产品失去原有的新鲜度、营养与功能。
随着人们消费意识的增强和生活水平的提高，传统的食品热加工方法已经不能充分满足人们对食品高品质的要求。
因此，提高加工食品的品质，有效防止食品加工过程中质量安全的七个变化，满足消费者对高品质食品日益增长的消费需求，是食品加工领域的重要课题。
与传统热杀菌技术相比，非热加工技术具有杀菌温度低、能较好的保留食品原有的品质、对环境污染小等优点，引起了研究者的广泛关注。
高静压技术(high hydrostatic pressure，HHP)，又称高压加工技术(highpressure processing，HPP)或超高压技术(ultra-high pressure，UHP)，作为装备、工艺与理论日益成熟的非热加工技术，商业化应用脚步不断加快。
1，高静压技术商业应用HHP技术在美国、日本、德国、法国、澳大利亚等国家得到了稳定的发展，其中日本是将HHP技术最早进行商业应用的国家。
20世纪90年代，日本明治公司首先实现了HHP技术在果酱中的加工生产，成功开启了HHP商业化应用之门，使高压成为一种可行的商业加工手段。
2000年，日本成功地推出了采用HHP技术加工的方便米饭，该高压米饭方便、口感好，且充分地保留米粒原有的营养成分，当年9月进入市场后第一年的销售额就达到了13亿日元，2005年达到23亿日元。
目前高静压加工的米饭已经是日本最热销的HHP食品，已成为HHP技术产业化最为成功的标志。
此外，HHP技术还广泛应用于水果制品和奶制品。
超高压技术及其在食品中的应用
一． 超高压技术的概念、发展历史
1、超高压技术的概念 2、发展历史
1、超高压技术的概念
一般所说的超高压(简称高压)，指的是超 过100兆帕(约为987个大气压)以上的压力。 所谓超高压技术(简称高压技术)，是指应 用超高压(1OOMpa-lOOOMpa)作用于待处理物 质使之发生改变的过程。
2、发展历史
超高压杀菌技术是新型杀菌技术。热消毒或灭菌，可 以使微生物失活并使其数量比原来明显减少，然而食 品的味道和营养也被严重地破坏了。使用超高压技术 时，温度没有升高。因此，保持食品原来的特性，没 有热加工的副作用，前景是可喜的。将食品物料以某 种方式包装以后，置于超高压(200兆帕以上)装置中 加压处理，使之达到灭菌的目的。高压导致微生物的 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， 甚至使原有的功能破坏或发生不可逆的变化。
特 点：
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。
①瞬间压缩、作用均匀、时间短、操作安 全和耗能低； ② 污染少(热、化学)； ⑧ 更好保持食品的原风味(色、香、味)和 天然营养(如维生素C等)； ④ 通过组织变性，得到新物性食品； ⑤ 压力不同作用影响性质不同。
3、超高压对微生物芽孢壳的作用
杀灭芽孢是食品保藏中最关键的一环，它是食品是否彻底灭 菌的标志，而杀死芽孢也是食品加工和保藏中最难解决的问 题之一。细菌芽孢可被高于lO00mPa的压力直接杀死，但如 此高的压力不适宜直接应用在实际生产中，这是因为超高压 设备的承压能力越大，设备重量增加的越大。如容积为2OL， 承压为600mPa的超高压设备，重量超过100t，如采用线圈结 构，重量可减轻，但承压能力也随之下降。因此考虑这些， 我们认为lO00mPa以上超高压设备应用于实际生产中，无论 在生产工艺上还是在经济方面都是不适宜的，这就需要我们 重新寻找新的工艺设计。
食品工程中的创新技术超高压处理在食品加工中的应用
食品工程中的创新技术超高压处理在食品加工中的应用食品工程中的创新技术—超高压处理在食品加工中的应用超高压处理技术（High Pressure Processing，HPP）作为一种新兴的食品加工技术，近年来在食品工程领域引起了广泛关注。
本文将探讨超高压处理在食品加工中的应用，以及其对食品品质、安全性和营养价值的影响。
一、超高压处理技术简介超高压处理技术是一种利用高压力对食品进行处理的方法，通常在300-900兆帕（MPa）的压力下进行。
食品在超高压下受到的压力作用会导致其细胞结构的改变，从而影响食品的物理性质、微生物质量和化学反应速率。
超高压处理方法相对于传统的热处理或化学处理方法来说，更为温和，可以更好地保留食品的原有口感、色泽和营养成分。
二、超高压处理在食品工程中的应用1.保鲜食品的加工超高压处理被广泛应用于保鲜食品的加工，如果汁、乳制品、肉类等。
通过超高压处理，可以杀灭食品中的细菌、病毒和酵母，从而延长食品的保质期。
相比传统的热处理方法，超高压处理不会破坏食品的营养成分和风味，同时也不会产生有害的化学物质。
2.果蔬产品的加工超高压处理在果蔬产品中的应用尤为显著。
通过超高压处理，可以促进果蔬中的酶活性，延缓其褐变和腐烂的速度，从而保持果蔬的新鲜质感和口感。
另外，超高压处理还可以通过降低果蔬中的微生物数量，减少果蔬在存储和运输过程中的污染和变质。
3.海产品的加工超高压处理在海产品的加工中也发挥了重要作用。
海产品往往易受到细菌和寄生虫的污染，而传统的处理方法往往会影响海产品的口感和风味。
超高压处理可以在杀灭海产品中的病原体的同时，保持其嫩滑的口感和鲜美的风味。
三、超高压处理对食品的影响1.改善食品的安全性超高压处理能够彻底杀灭食品中的病菌和寄生虫，降低食品中的微生物数量，从而减少食品因微生物污染而引发的食源性疾病的风险。
此外，超高压处理还可以杀灭食品中的酵母和霉菌，延长食品的保质期。
2.保留食品的营养价值超高压处理可以在保证食品安全的同时，最大程度地保留食品中的营养成分。
超高压技术在食品加工中的应用
超高压技术在食品加工中的应用摘要]：阐述了超高压技术的作用机理及特点, 介绍了超高压灭菌技术的应用以及目前超高压加工技术存在的问题,并对其研究前景进行了展望。
[关键词]：超高压；应用；前景超高压属于一项纯物理冷加工技术,它主要是利用高压下介质 (一般为水)的高挤压作用、高渗透及卸压时的膨胀作用,杀灭食品中的微生物、钝化酶或使其部分失活、使蛋白质变性、使淀粉糊化或部分糊化,从而避免热加工的破坏作用,达到延长食品的贮藏期、保持食品原有的营养成分与风味、提高食品的食用品质的目的。
目前，该技术已被应用到谷物、豆制品、乳品、肉类以及果蔬制品等的加工中。
1 超高压技术概述1.1 超高压加工技术的作用机理所谓食品的压力加工, 是指将食品放入液体介质中, 加 100~1000MPa 压力下作用一段时间后,如同加热一样使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失去活性、变性和糊化,同时致死以微生物为主的生物的过程[1]。
超高压加工过程中,食品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,改变其空间结构,使之发生某些不可逆的变化,该过程也可被用来改善食品的组织结构或生成新型食品[2]。
1.2 超高压加工技术的特点与传统的热加工技术相比,具有显著的优越性[1]:(1)加压后食品仍保持其原有的生鲜风味和营养成分;(2)加压处理后蛋白质的性状态及淀粉的糊化状态与加热处理亦有所不同,可以期待获得具有新物性的食品;(3)高压处理可以在保持食品原有风味条件下杀菌,这种食品可再经简单加热后食用,从而扩大半调理食品的用途;(4)压力加工可以同热加工组合进行,使食品加工过程多样化;(5)灭菌均匀,操作安全, 且较加热法耗能低;(6)高压处理过程是纯物理过程,有利于未来地球生态环境的保护。
(7)具有速冻及不冻冷藏效果[3]。
(8)延长食品保质期。
超高压技术在食品工业中的应用
超高压技术在食品工业中的应用研究进展摘要：超高压技术是食品加工领域的高新技术之一，不仅可用于食品杀菌、灭酶与质构改善等，而且对食品的营养价值、色泽和天然风味也具有独特的保护效果。
本文综述了超高压技术概念及其加工原理，重点介绍了超高压技术在食品加工应用领域的进展。
关键词：超高压技术食品加工进展Application Research Progress of Ultra High Pressure in Food IndustryLi Shuang, Wang Chengzhong, Tang Xiaoxuan(Food and biological engineering college. Qilu University of Technology, Jinan 250353, China) Abstract: Ultra-high pressure(UHP) technology is one of the high and new technology in the field of food processing. It not only can be used in food sterilization, enzyme destruction and the quality and structure improvement, but also protecting nutritional value of food, color and natural flavor .This paper reviews the concept and processing principle of ultra-high pressure technology,mainly introduces the progress of the application of the ultra-high pressure technology in food processing field .keywords: Ultra- high pressure technology; Food processing; Latest progress随着生活水平的提高，人们对食品质量的要求不再仅仅局限于安全卫生，对食品的色、香、味、营养成分等也提出了更高的要求，超高压技术在这方面具有突出的优势。
超高压技术介绍、应用和工艺
2.4、高压处理大蒜和茶
大蒜具有特殊气味和营养及杀菌功能，蒜泥在冷藏状态 下一天就变绿，再过一段时间就会产生刺激性的臭味，不 能食用。高压处理蒜泥，并在5℃下保存，开始时变成青 绿色，香味减弱，但在冷藏中慢慢恢复，没有刺激性气味 ，原有的香味保留下来。故而对蒜泥高压处理效果较好， 可防止变色。
茶饮料加压处理时，香气成分虽稍有减少，但保持有 香气组成的总体平衡，茶中特有的新鲜、清香被保存，高 压处理是茶类饮品杀菌、保香的最适方法。
灭和处理
✓ 超高压在石油化工、压力容器和木材的超强化处 理技术中的应用
可使石油化工管道、压力容器抗疲劳寿命大幅度提 高，使木材密度、硬度增高，将普通木材改性为高强 度、高质量的高档木材。
超高压技术在食品中的应用
1、超高压杀菌
超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破坏 氢键之类的弱结合键，使基本物性变异，产生蛋 白质的压力凝固及酶失活，还能使菌体内成分产 生泄露和细胞膜破裂等多种菌体损伤。
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。
1.2 影响超高压杀菌的主要因素
1.2.1 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 时间延长并不一定能提高灭菌效果。
超高压技术介绍、应用和工艺
一、 超高压技术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ介绍 二、超高压技术的应用
UHP在食品工业中的应用 UHP对食品成分及品质的影响
三、超高压食品的包装设计和加工设备 四、超高压食品加工工艺 五、超高压技术进展存在的问题
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术。
3
（1）压力的单位 Pa (帕斯卡)是国际压力单位 (＝1N/m2 ) 1MPa＝106 Pa，1GPa＝109 Pa bar (巴)是常用压力单位 (=106dyn/cm2) atm (大气压)称为标准大气压 =1.013×105 Pa 1bar＝105Pa＝0.9869atm 1bar≈1atm 10kbar=1GPa
1946年，Bridgman获诺贝尔物理奖——对高压物理的突出贡献。
1959年，金刚石对顶砧（DAC）时代。 1965年，Van Valkenburg在DAC中引入了钻孔的金属片
1972年，Forman，Piermarini， Barnett，Block测试了高压下红宝 石荧光。
0
π/a
2π/a
-2π/a
-π/a
0
π/a
2π/a
12
(a)
(b)
H2分子在高压下的原子化
b1 . +
a1
. +
d
. +
d
. +
-
A1
A2
a2
-
B1
B2
b2
D
两个H2分子在靠近的过程中，
当D>>d，电子a1,a2受A1，A2质子的作用，形成分子；
随着D逐渐减小，电子a1,a2受B1，B2质子的作用组建增强； 当D~d时，四个电子都受到四个质子的强烈作用，形成原子晶体，类似金 属的状态。
（2）在化学反应过程中，压力能够有效的调制反应物与生成物的Gibbs 自由能，从而改变化学反应的方向，获得所期望的产物； MeN Me+1/2 N2 MeN C3N4、BCN
9
例3. 在高压作用下，物质会发生结构形态的改变；原为液 态的物质会凝固结晶；原为晶态的物质可能发生晶体结 构或电子结构的变化，在很高压力下，半导体、绝缘体 甚至一些分子固体都可能进入金属态。 金属氢的研究是这个方面一个典型的例子
（2）高压：12（15）kbar < P < 50 kbar 超高压：P > 5 GPa （3）不同领域对“高压”的含义理解 传统生物学：~100-102 bar 深海火山口细 菌： 102-103 bar 分子生物学： 102-103 bar 化学 102-103 bar （水热溶剂热） 材料科学 物理学： 100-102 GPa
P
物质 科学
X
T
8
例1. 高温高压（HPHT）技术是合成新材料的有效手段， 表明高压科学研究成果具有重大的实际应用价值和技术 价值。
（1）有些物质，在高温高压下通过相变形成的新结构能以亚稳态长期保 存在常温常压（RTP）下，利用这一点可以获得新的人工合成材料； 石墨 高温高压 金刚石
六方h-BN
立方C-BN
I、对金属氢的研究热潮起源于对其超导特性的预言； (1) 超导转变温度的同位素效应的启示 Tc∞1/M1/2 (2) 1968年，Cornell大学的Aschcroft教授的理论研究指出，金属氢可能是 一种室温超导体。
(3) 这一点也可以以电-声子耦合机制推断：声子的重量（晶格粒子的有 效质量）越轻，越容易与电子发生相互作用及能量交换，即耦合增强， 从而提高超导转变温度。
3. 高压相变：其变化机制和微观过程是高压物理 学研究的极为丰富的探索领域
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总之，利用X射线衍射（XRD）、中子衍射 、核磁共振（NMR）光谱、穆斯堡尔、拉曼散 射、布里渊散射、红外光谱（IR）、荧光光谱以 及超声测量等测试手段，研究物质的力、热、电 等性质在高压下的变化及其规律。
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1. 高压技术发展的历史回顾
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内容：
1. 高压实验技术：包括高压的产生与测定，高压 下各种物化性质的仪器分析。 2. 凝聚态物质的状态方程（EOS）：是指在一定 的客观条件下物质的能量或体积与其所处温度 、压力的关系。它表征了物质的基本热力学性 质，反映了组成物质的分子或原子相互作用的 信息，是高压物理物理关心的基本问题之一。
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对金属氢的研究主要围绕以下几个问题：
1. 金属化机制 2. 在金属化过程中一系列特定点的确定 3. 结构 4. 超导电性 5. 磁性 6. 稳定性与可利用性 7. 含H金属化合物的对应研究LiH、MgH2、Ni2H …...
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3. 本学科的特点及内容
特点： 1. 边缘学科，与材料科学、地学、天体物 理学、化学、生物等相结合。 造成缺点：目前为止还没有一套规范、统 一、完备的教材。 2. 与技术的结合非常密切：与高能物理、 同步辐射技术 3. 理论与实验结合，思考与操作相结合， 强调动手能力
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例1. 压力P是与温度T同样重要的热力学参数
压力与温度、组分是任何体系的三个独立物理参 量，压力的作用是任何其它手段无法代替的 压力可改变物质内部的各种相互作用，改变物质 的结构和性质 出现高密度态和新的高压相，在百万巴下每种物 质平均出现5个相变 在高压下以新的基态存在，出现了异于周期表的 新价态，产生奇异的化学反应 对于验证理论模型和发展新理论提供有效的手段
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（4）高压物理学： 研究凝聚态物质在高压这一极端条件下 的力、热、光、电等物理性质及状态的 变化规律的学科。 （5）高压下，物理学与化学在很大程度上 是密不可分的，物质的电子状态，能带 结构的改变必然引起其化学性质的变化， 而物质的高压相变本身就是复杂的物理化学过程。
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2. 压力的效应 是指在压力的作用下，物质的结构和性质 发生改变的现象。 在压力的作用下，物质的状态、晶格结构 和电子结构发生变化，有些还会以新的高压 相存在着，这些高压相可能具有新的优异性 能。
超高压条件
1
主要内容
高压科学的重要意义
高压科学与技术的发展
2
高压科学的重要意义
1. 高压科学的定义：
研究物质（尤其是凝聚态物质）在高压及超高压
条件下的结构、状态、性质及其变化规律的科学。
由于高压的产生及高压下各种结构、状态及性质的
检测需要发展相应特殊的、精巧的、专门的实验技术和
方法，因此，它被规划为一门学科，称为高压科学与技
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II、金属氢：固态氢金属化的可能机制
(1) 能带重叠机制
σ1s * 1s 1s
H2 分子
σ1s
σ1s * 晶体 σ1s 空带 满带
σ1s *
受压 σ1s
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(2) 由分子晶体转变为原子晶体（类似于Peierls相变）
以一维体系为例
a
(a)
分子晶体 原子晶体
(b)
E
E
Δ Eg
-2π/a
-π/a