超高压技术介绍、应用与工艺
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超高压技术介绍、应用和工艺
我国也开展了食品高压技术的研究, 并取得不 少的成果。中国兵器工业集团公司五二研究所利用 超高压技术研制成功了高压西瓜、果肉汁、高压菜 花等果蔬新产品, 使产品在常温下的包装有效期达 6 个月以上。
超高压技术介绍、应用和工艺
3、超高压技术作用机理
3.1 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，即可以将超高压 技术用于食品速冻，形 成很好的冰晶体结构。
1、食品超高压技术的定义
食品超高压技术是将包装或无包装的固态或液态食品 置于100~1000MPa的高压和一定的温度下处理一段时间， 引起食品成分非共价键(氢键、离子键和疏水键等)的破坏 或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质 分别失活、变性和糊化，并杀死食品中的细菌等微生物， 从而达到食品灭菌、保藏和加工的目的。
1986年 日本京都大学林力丸率先开展高压食品研究
超高压技术介绍、应用和工艺
➢1990年 日本首次将超高压产品果酱投放市场，其 独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企 业界的高度重视。 ➢1992年 在法国召开高压食品专题研讨会； ➢1993年 法国、英国政府也开始资助高压食品加工 的研究，推出高压杀菌鹅肝小面饼、橘子汁、切片 火腿、牡蛎等。
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
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。
（1）对于非芽孢菌，压力达300~600MPa就可以全部致死 （2）对于芽孢菌并非压力越高越好，杀灭的有效途径是促使孢子 发芽（300MPa以下）然后配合高温杀菌或其它协同杀菌作用；
超高压技术介绍、应用和工艺
1.2.2 杀菌效果种间差异
✓ 超高压生物处理技术 的制取、血浆及血液的病原菌、病毒杀
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、高质超高量压的技术高介绍档、木应用材和工。艺
超高压技术在食品中的应用
超高压技术介绍、应用和工艺
（3）影响细胞内酶活力 高压使酶失活的根本机制是：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。
超高压技术介绍、应用和工艺
（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
超高压技术介绍、应用和工艺
3.2 对蛋白质的影响
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，进入并粘附 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(简称为“变性”)。
超高压技术介绍、应用和工艺
2、超高压技术的研究进展
1899年 美国化学家 Bert Hite使用超高压技术杀灭 牛奶中的微生物以增长其保质期。
1914年
美国物理学家 P.W.Briagman 提出了在静水 压下蛋白质变性、凝固的报告。由于当时高 压装置制造技术和加工中食品的包装材料尚 未成熟，研究被迫中段
超高压技术介绍、应用和工艺
（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 。
超高压技术介绍、应用和工艺
一般来讲压力超过300MPa 对蛋白质的变性是不可逆的
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
1.1 超高压杀菌原理
（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。
超高压技术介绍、应用Fra Baidu bibliotek工艺
3.3 对微生物的作用
大多数细菌能够在20～30MPa下生长，能够在高于40～ 50MPa压力下生长的微生物称耐压微生物。超高压产生的极高的 静压不仅会影响细胞的形态，还能破坏氢键之类弱结合键，使基 本生物活性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，使菌体内 成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。
其中细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其结构靠氢键和疏 水键来保持。在压力作用下，蛋白质在细胞膜内发生变性，抑制 了细胞生长所必需的氨基酸。高压增加了细胞膜的通透性，使细 胞成分流出，破坏了细胞的功能。
超高压技术介绍、应用和工艺
二、超高压技术的应用
✓ 超高压食品处理技术
包括病毒的灭活、中药的提取、疫苗
超高压技术介绍、应用和工艺
超高压技术介绍、应用和工艺
一、 超高压技术的介绍 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
超高压技术介绍、应用和工艺
一、超高压技术的介绍
超高压技术介绍、应用和工艺
不同微生物的耐压性有差别，一般来说，各种微生物的耐压性强 弱一次为：革兰氏阳性菌＞革兰氏阴性菌＞真菌。
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
研究发现，芽孢菌和金黄色葡 萄球菌在100-400MPa下，其-20 ℃ 的高压杀菌效果较20℃时好。
我国也开展了食品高压技术的研究, 并取得不 少的成果。中国兵器工业集团公司五二研究所利用 超高压技术研制成功了高压西瓜、果肉汁、高压菜 花等果蔬新产品, 使产品在常温下的包装有效期达 6 个月以上。
超高压技术介绍、应用和工艺
3、超高压技术作用机理
3.1 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，即可以将超高压 技术用于食品速冻，形 成很好的冰晶体结构。
1、食品超高压技术的定义
食品超高压技术是将包装或无包装的固态或液态食品 置于100~1000MPa的高压和一定的温度下处理一段时间， 引起食品成分非共价键(氢键、离子键和疏水键等)的破坏 或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质 分别失活、变性和糊化，并杀死食品中的细菌等微生物， 从而达到食品灭菌、保藏和加工的目的。
1986年 日本京都大学林力丸率先开展高压食品研究
超高压技术介绍、应用和工艺
➢1990年 日本首次将超高压产品果酱投放市场，其 独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企 业界的高度重视。 ➢1992年 在法国召开高压食品专题研讨会； ➢1993年 法国、英国政府也开始资助高压食品加工 的研究，推出高压杀菌鹅肝小面饼、橘子汁、切片 火腿、牡蛎等。
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
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。
（1）对于非芽孢菌，压力达300~600MPa就可以全部致死 （2）对于芽孢菌并非压力越高越好，杀灭的有效途径是促使孢子 发芽（300MPa以下）然后配合高温杀菌或其它协同杀菌作用；
超高压技术介绍、应用和工艺
1.2.2 杀菌效果种间差异
✓ 超高压生物处理技术 的制取、血浆及血液的病原菌、病毒杀
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、高质超高量压的技术高介绍档、木应用材和工。艺
超高压技术在食品中的应用
超高压技术介绍、应用和工艺
（3）影响细胞内酶活力 高压使酶失活的根本机制是：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。
超高压技术介绍、应用和工艺
（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
超高压技术介绍、应用和工艺
3.2 对蛋白质的影响
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，进入并粘附 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(简称为“变性”)。
超高压技术介绍、应用和工艺
2、超高压技术的研究进展
1899年 美国化学家 Bert Hite使用超高压技术杀灭 牛奶中的微生物以增长其保质期。
1914年
美国物理学家 P.W.Briagman 提出了在静水 压下蛋白质变性、凝固的报告。由于当时高 压装置制造技术和加工中食品的包装材料尚 未成熟，研究被迫中段
超高压技术介绍、应用和工艺
（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 。
超高压技术介绍、应用和工艺
一般来讲压力超过300MPa 对蛋白质的变性是不可逆的
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
1.1 超高压杀菌原理
（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。
超高压技术介绍、应用Fra Baidu bibliotek工艺
3.3 对微生物的作用
大多数细菌能够在20～30MPa下生长，能够在高于40～ 50MPa压力下生长的微生物称耐压微生物。超高压产生的极高的 静压不仅会影响细胞的形态，还能破坏氢键之类弱结合键，使基 本生物活性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，使菌体内 成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。
其中细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其结构靠氢键和疏 水键来保持。在压力作用下，蛋白质在细胞膜内发生变性，抑制 了细胞生长所必需的氨基酸。高压增加了细胞膜的通透性，使细 胞成分流出，破坏了细胞的功能。
超高压技术介绍、应用和工艺
二、超高压技术的应用
✓ 超高压食品处理技术
包括病毒的灭活、中药的提取、疫苗
超高压技术介绍、应用和工艺
超高压技术介绍、应用和工艺
一、 超高压技术的介绍 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
超高压技术介绍、应用和工艺
一、超高压技术的介绍
超高压技术介绍、应用和工艺
不同微生物的耐压性有差别，一般来说，各种微生物的耐压性强 弱一次为：革兰氏阳性菌＞革兰氏阴性菌＞真菌。
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。
超高压技术介绍、应用和工艺
研究发现，芽孢菌和金黄色葡 萄球菌在100-400MPa下，其-20 ℃ 的高压杀菌效果较20℃时好。