超高压处理对食品及其材料的影响

论高压处理对食品及其包装材料的影响

机械工程学院包装工程

陈丽君0403080113

【关键词】：超高压处理超高压食品包装材料阻隔性能机械性能

【Keyword】:High pressure processing, Pressure food, Packaging materials, Barrier properties, Mechanical properties

【摘要】：超高压杀菌处理对食品品质的影响较小，能较好地保持食品原来的营养和风味。本文阐述了食品超高压技术的工艺，杀菌机理及影响因素，论述了超高压处理对食品质量的影响，以及对包装材料的机械性能、阻隔性能、物质迁移等的影响，展望了超高压处理对食品包装材料和食品本身的影响。

【Abstract】：Ultra-high pressure sterilization process has less impact on food quality, so it can better maintain the original nutrition and flavor. This paper describes the ultra-high pressure technology, sterilization mechanism and influencing factors, and it also discusses high pressure processing effects on food quality, as well as packaging materials, mechanical properties, barrier properties, the material impact of migration and the end of this paper looks forward to the high pressure treatment on the food packaging materials and food themselves.

【引言】：

食品贮存技术越来越受到人们的重视，一些行之有效的方法，如风干法、冷冻法、罐头封装法等，都会使食品的鲜味受到不同程度的损害。现在出现了一种具有划时代意义的食品保存技术，就是超高压加工法，加工的食品为超高压食品。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。

超高压处理跟传统的食品加热处理相比，在食品的性能和质量上有着独特的优势。这也是该技术近些年越来越被人们重视和广泛应用的原因之一。

但是，对于超高压杀菌处理对食品包装材料的影响研究却不多见。食品包装材料性能及结构的改变会影响食品的质量安全以及货架期。为改善包装材料的性能，生产商往往会添加一些添加剂，如塑料包装材料中可能添加了各种功能型助剂，他们经过一定的加工程序如辐射、高压处理等之后，必然会对食品包装的性能产生一定的影响，有些食品包装甚至会发生化学成分的迁移。因此，对经超高压处理的食品包装材料进行安全性能评价，即超高压处理对食品包装材料安全性能的影响研究，是超高压杀菌技术应用的前提保障。

一、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。超高压食品就是用超高压加工法加工的食品。这种技术就是把食品置于数千个大气压之中，在不损害食品材料本质的情况下对其进行调合、加工、杀菌。虽然淀粉和蛋白质失去了本来的面目，变得表面发光、质地细腻，但色香味都不失原有风味。用这种技术加工的超高压食品不但无菌，保鲜时间长，而且还能使食品增添附加价值，成为人们理想的食品。

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。

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。

(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。

(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、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。