超高压技术.pptx

超高压技术陆艾雯1307041一、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在食品工业中的应用 UHP对食品成分及品质的影响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一、超高压技术的介绍 食品食品超高压技术是将包装或无包装的固态或液态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置于1001000MPa的高压和一定的温度下处理一段时间，的高压和一定的温度下处理一段时间，引起食品成分引起食品成分非共价键非共价键(氢键、离子键和疏水键等氢键、离子键和疏水键等)的破坏的破坏或形成，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，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。从而达到食品灭菌、保藏和加工的目的。1、食品超高压技术的定义2、超高压技术的研究进展 美国化学家美国化学家 Bert Hite使用超高压技术杀灭使用超高压技术杀灭牛奶中的微生物以增长其保质期。牛奶中的微生物以增长其保质期。1899年 1914年 美国物理学家美国物理学家 P.W.Briagman 提出了在静水提出了在静水压下蛋白质变性、凝固的报告。由于当时高压下蛋白质变性、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，研究被迫中段未成熟，研究被迫中段1986年 日本京都大学林力丸率先开展高压食品研究日本京都大学林力丸率先开展高压食品研究1990年 日本首次将超高压产品果酱投放市场，其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。业界的高度重视。1992年 在法国召开高压食品专题研讨会；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、切片的研究，推出高压杀菌鹅肝小面饼、橘子汁、切片火腿、牡蛎等。火腿、牡蛎等。我国也开展了食品高压技术的研究我国也开展了食品高压技术的研究,并取得不并取得不少的成果。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超高压技术研制成功了高压西瓜、果肉汁、高压菜高压西瓜、果肉汁、高压菜花花等果蔬新产品等果蔬新产品,使产品在常温下的包装有效期达使产品在常温下的包装有效期达 6 6 个月以上。个月以上。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。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”)。大多数细菌能够在2030MPa下生长，能够在高于4050MPa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。3.3 对微生物的作用二、超高压技术的应用二、超高压技术的应用超高压食品处理技术超高压食品处理技术超高压生物处理技术超高压生物处理技术超高压在石油化工、压力容器和木材的超强化处超高压在石油化工、压力容器和木材的超强化处理技术中的应用理技术中的应用 包括病毒的灭活、中药的提取、疫包括病毒的灭活、中药的提取、疫苗的制取、血浆及血液的病原菌、病毒苗的制取、血浆及血液的病原菌、病毒杀灭和处理杀灭和处理 可使石油化工管道、压力容器抗疲劳寿命大幅度提可使石油化工管道、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。度、高质量的高档木材。超高压技术在食品中的应用超高压技术在食品中的应用 超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破坏坏氢键氢键之类的弱结合键，使基本物性变异，产生之类的弱结合键，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。产生泄露和细胞膜破裂等多种菌体损伤。1、超高压杀菌、超高压杀菌（1 1）改变细胞形态改变细胞形态 极高的流体静压会影响细胞的形态，包括细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压力超过某一点时，便不可逆地使细胞的形态发生变化。生变化。1.1 超高压杀菌原理超高压杀菌原理（2 2）影响细胞生物化学反应）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积上的改变，所以加压将对生物化学过程产生影响。响。（3 3）影响细胞内酶活力）影响细胞内酶活力 高压使酶失活的根本机制是：高压使酶失活的根本机制是：改变分子内部改变分子内部结构；结构；活性部位上构象发生变化。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基因机制产生影响，主要表现在由酶参与的DNADNA复复制和转录步骤会因压力过高而中断。制和转录步骤会因压力过高而中断。一般来讲压力超过一般来讲压力超过300MPa对蛋白质的变性是不可逆的对蛋白质的变性是不可逆的（4 4）高压对细胞膜的影响）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。层结构的体积随之降低，细胞膜的通透性将被改变。（5 5）高压对细胞壁的影响）高压对细胞壁的影响 20 2040 MPa40 MPa的压力能使较大细胞的细胞壁因受力机械的压力能使较大细胞的细胞壁因受力机械断裂而松解，断裂而松解，200MPa 200MPa 的压力下细胞壁遭到破坏。真核微生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。物一般比原核微生物对压力较为敏感。1.1.2.12.1 压力大小和受压时间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。时间延长并不一定能提高灭菌效果。（1 1）对于）对于非芽孢菌非芽孢菌，压力达，压力达300600MPa300600MPa就可以全部致死就可以全部致死 （2 2）对于）对于芽孢菌芽孢菌并非压力越高越好，杀灭的有效途径是促使孢子并非压力越高越好，杀灭的有效途径是促使孢子发芽（发芽（300MPa300MPa以下）然后配合高温杀菌或其它协同杀菌作用；以下）然后配合高温杀菌或其它协同杀菌作用；1.2 1.2 影响超高压杀菌的主要因素影响超高压杀菌的主要因素1.1.2.22.2 杀菌效果种间差异杀菌效果种间差异 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：弱一次为：革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌真菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌真菌。处于处于指数生长期指数生长期的微生物比处于的微生物比处于静止生长期静止生长期的微生物对压力反应的微生物对压力反应更敏感。更敏感。1.2.31.2.3.温度温度 由于微生物对温度有敏感性，在低温或高温下，高压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处理更好的杀菌效果。高压处理具有较常温处理更好的杀菌效果。研究发现，研究发现，芽孢菌芽孢菌和和金黄色葡金黄色葡萄球菌萄球菌在在100-400MPa下，其下，其-20-20 的高压杀菌效果较的高压杀菌效果较2020时好。时好。大多数微生物在低温下大多数微生物在低温下耐压程度降低的原因：耐压程度降低的原因：压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度加剧压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度加剧蛋白质在低温下高压敏感性提高，致使此条件下蛋白质更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。成分的破坏较为有利。1.2.4 pH 在压力作用下，在压力作用下，pH pH对微生物生长的影响表现在：对微生物生长的影响表现在：1 1）压力会改变介质的）压力会改变介质的pHpH值，且逐渐缩小微生物生长值，且逐渐缩小微生物生长的的pHpH范围；范围；2 2）在食品允许范围内，改变介质）在食品允许范围内，改变介质pHpH，使微生物生长，使微生物生长环境劣化，也会加速微生物的死亡速率，缩短高压杀菌时环境劣化，也会加速微生物的死亡速率，缩短高压杀菌时间或降低所需压力。间或降低所需压力。1.2.5 1.2.5 水分活度（水分活度（AwAw）水分活度（水分活度（AwAw）对灭菌效果影响也很大。低）对灭菌效果影响也很大。低AwAw产生细产生细胞收缩和对生长的抑制作用，控制胞收缩和对生长的抑制作用，控制AwAw无疑对高压杀菌，尤无疑对高压杀菌，尤其是其是固态和半固态食品固态和半固态食品的保藏加工有重要意义。的保藏加工有重要意义。1.2.6 1.2.6 食品本身的组成和添加物食品本身的组成和添加物 营养丰富的环境中微生物的耐压性较强，蛋白质、碳营养丰富的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。这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能。食品基质含有的添加剂组分对超高压灭菌影响很大，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。菌的效果。生产果酱中，采用高压杀菌，不仅使果酱中的微生物生产果酱中，采用高压杀菌，不仅使果酱中的微生物致死，还可简化生产工艺，提高产品品质。这方面最成功致死，还可简化生产工艺，提高产品品质。这方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，该公司采用高压杀菌技术的例子是日本明治屋食品公司，该公司采用高压杀菌技术生产果酱，如草莓、猕猴桃和苹果酱。他们采用在室温下生产果酱，如草莓、猕猴桃和苹果酱。他们采用在室温下以以400-600MPa400-600MPa的压力对软包装密封果酱处的压力对软包装密封果酱处 理理10-30min10-30min，所得产品保持了新鲜水果的，所得产品保持了新鲜水果的 口味、颜色和风味。口味、颜色和风味。2、食品的品质和风味改良与新产品开发、食品的品质和风味改良与新产品开发 根据高压能改变食品物料的某些物性的原理，进行根据高压能改变食品物料的某些物性的原理，进行葡葡萄柚汁的去苦萄柚汁的去苦、增加蛋白质食品的凝胶特性增加蛋白质食品的凝胶特性使肉类变得松使肉类变得松软可口；高压还可以使食品中有软可口；高压还可以使食品中有害蛋白质、一些酶和毒素害蛋白质、一些酶和毒素失活失活，保证食品安全性，食品营养价值不变。，保证食品安全性，食品营养价值不变。超高压可超高压可改变冰和脂类可塑性改变冰和脂类可塑性，利用熔点、冰点和沸，利用熔点、冰点和沸点的变化，制造具有不同口感和感官特性的食品，如新型点的变化，制造具有不同口感和感官特性的食品，如新型巧克力、冰淇淋等。巧克力、冰淇淋等。2.1 2.1 高压处理脱除热臭味高压处理脱除热臭味 高压处理高压处理大豆蛋白提取液大豆蛋白提取液，一定条件下（，一定条件下（500MPa、10min）蛋白变性，蛋白液黏度增加，稳定性提高而乳化）蛋白变性，蛋白液黏度增加，稳定性提高而乳化能力降低。增加压力并长时间加压能力降低。增加压力并长时间加压(500MPa、30min)，蛋白，蛋白液胶凝成豆腐，硬度大于常规生产方法生产的产品，且对液胶凝成豆腐，硬度大于常规生产方法生产的产品，且对豆腥味和皂体物的亲和性提高，从而降低腥味和苦味。豆腥味和皂体物的亲和性提高，从而降低腥味和苦味。2.2 2.2 高压处理淀粉高压处理淀粉 通过高压处理可以使淀粉变性，常温下加压到通过高压处理可以使淀粉变性，常温下加压到400500MPa时，可以使淀粉溶液变成不透明粘稠的糊状物质，时，可以使淀粉溶液变成不透明粘稠的糊状物质，同时还可以提高淀粉中淀粉酶消化性。同时还可以提高淀粉中淀粉酶消化性。通过对大米的软化加工，通过对大米的软化加工，使陈米的品质改良使陈米的品质改良，陈米陈米在在20吸水润湿后在吸水润湿后在50300MPa处理处理10min，再按常规，再按常规煮制成饭，其硬度下降、黏度上升、平衡值提高到新米范煮制成饭，其硬度下降、黏度上升、平衡值提高到新米范围，同时光泽和香气也得到改良，还可围，同时光泽和香气也得到改良，还可缩短煮制时间缩短煮制时间。2.32.3、高压处理胡萝卜、高压处理胡萝卜 热处理胡萝卜时，果胶在热处理胡萝卜时，果胶在pH5时可发生反式同分异时可发生反式同分异构现象，构现象，pH2时则会水解，而时则会水解，而高压处理则不分解高压处理则不分解；热处理后的胡萝卜硬度低，而热处理后的胡萝卜硬度低，而高压则不改变硬度高压则不改变硬度；压力大于压力大于200MPa，可增加断裂应力，高压处理胡萝，可增加断裂应力，高压处理胡萝卜的卜的总果胶量与加热总果胶量与加热3min相同相同，但随压力增加，高甲氧基，但随压力增加，高甲氧基果胶量减少，低甲氧基果胶量增加。果胶量减少，低甲氧基果胶量增加。2.42.4、高压处理大蒜和茶、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，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，并在不能食用。高压处理蒜泥，并在55下保存，开始时变成下保存，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，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。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。压处理是茶类饮品杀菌、保香的最适方法。2.52.5、高压处理肉的嫩化、高压处理肉的嫩化 与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在嫩与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在嫩度、风味、色泽等方面均得到改善，同时也增加了保藏性。度、风味、色泽等方面均得到改善，同时也增加了保藏性。例如，对廉价质粗的牛肉进行常温例如，对廉价质粗的牛肉进行常温250MPa处理，结果得处理，结果得到嫩化的牛肉制品。到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min处理鸡肉和鱼肉，结处理鸡肉和鱼肉，结果得到类似于轻微烹任的组织状态。果得到类似于轻微烹任的组织状态。高压嫩化机理高压嫩化机理 1 1）机械力作用使肌肉肌纤维内）机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋白肌动蛋白和肌球蛋白的的结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，造成肌肉剪结合解离，肌纤维蛋白崩解和解离成小片段，造成肌肉剪切力下降。切力下降。2 2）压力处理使肌肉中）压力处理使肌肉中内源蛋白酶内源蛋白酶钙激活酶的活钙激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟。性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟。2.62.6、制抗过敏奶粉、制抗过敏奶粉 高压可以选择性除去乳清中的高压可以选择性除去乳清中的过敏原物质过敏原物质，研究发，研究发现，在一定高压下，乳清中的球蛋白可被嗜热菌蛋白酶优现，在一定高压下，乳清中的球蛋白可被嗜热菌蛋白酶优先分解，从而有选择地除去先分解，从而有选择地除去-乳球蛋白，制备脱敏原乳乳球蛋白，制备脱敏原乳清。清。包括包括-乳球蛋白、乳球蛋白、-乳白乳白蛋白及酪蛋白中的蛋白及酪蛋白中的-酪蛋白酪蛋白3、超高压速冻和不冻冷藏 食品（如蔬菜、水果、豆腐）常压冷冻储藏时由于食食品（如蔬菜、水果、豆腐）常压冷冻储藏时由于食品中水分在冻结时体积膨胀，造成组织细胞破损，解冻后品中水分在冻结时体积膨胀，造成组织细胞破损，解冻后食品中汁液流失，食品的冷冻损伤严重，给产品的风味带食品中汁液流失，食品的冷冻损伤严重，给产品的风味带来很大的影响。来很大的影响。高压冻结一般先将欲冻结的食品加压，达到一定的压高压冻结一般先将欲冻结的食品加压，达到一定的压力后再降温，实际处理过程中也可先将传压介质降低到所力后再降温，实际处理过程中也可先将传压介质降低到所需的低温，然后放入欲冻结的食品，迅速加压以缩短高压需的低温，然后放入欲冻结的食品，迅速加压以缩短高压维持的时间，并适于设备的连续使用。维持的时间，并适于设备的连续使用。3.3.1.1.高压空气冻结高压空气冻结 在自然对流条件下，用高压空气冷冻食品可有效地提在自然对流条件下，用高压空气冷冻食品可有效地提高冻结速度，缩短冷冻时间，如高压冻结牛肉猪肉的冻结高冻结速度，缩短冷冻时间，如高压冻结牛肉猪肉的冻结时间比常压冷冻缩短约时间比常压冷冻缩短约41-45%41-45%，黄瓜和桃缩短，黄瓜和桃缩短50%50%。此外，加压冷冻可减少冷冻过程中食品的干耗量此外，加压冷冻可减少冷冻过程中食品的干耗量50%50%以上。以上。3.3.2.2.压力移动冻结压力移动冻结 根据水在根据水在200 MPa200 MPa压力下其冻结点下降到压力下其冻结点下降到-20-20以下的以下的原理，把高水分食品物料加压到原理，把高水分食品物料加压到200 MPa200 MPa，同时冷却到，同时冷却到 -20-20，此温度迅速消除压力降至常压，此时，此温度迅速消除压力降至常压，此时00成为冰成为冰点，而物料的温度远在冻结点温度以下，点，而物料的温度远在冻结点温度以下，-20-20 的水呈极的水呈极不稳定的过冷状态，进而水分瞬间在物料原来位置发生相不稳定的过冷状态，进而水分瞬间在物料原来位置发生相态变化，产生大量极细微冰晶体且均匀分布于冻品组织中，态变化，产生大量极细微冰晶体且均匀分布于冻品组织中，使物料迅速、均匀的冻结。使物料迅速、均匀的冻结。3.3.3 3 高压解冻高压解冻 通过高压使冻结食品中的冰结晶融化，然后再提高融通过高压使冻结食品中的冰结晶融化，然后再提高融化的食品温度，使食品的温度达到常压时的冻结点之上，化的食品温度，使食品的温度达到常压时的冻结点之上，可以在短时间内实现均一的快速解冻，从而避免常压外部可以在短时间内实现均一的快速解冻，从而避免常压外部升温解冻时间长和受热不均匀而造成的营养损失和品质变升温解冻时间长和受热不均匀而造成的营养损失和品质变劣的缺点。劣的缺点。3.3.4.4.低温高压下的不冻结储藏低温高压下的不冻结储藏 低温高压下的不冻结储藏需要控制好压力和温度，使处低温高压下的不冻结储藏需要控制好压力和温度，使处在不冻结区域内。在在不冻结区域内。在0-209.9 MPa 范围内，储藏的温度愈低，范围内，储藏的温度愈低，所对应的压力就愈高。所对应的压力就愈高。不冻结储藏过程中食品始终是处在压力容器中，降温前不冻结储藏过程中食品始终是处在压力容器中，降温前首先将欲储藏的食品加压，然后在保持压力的情况下对食首先将欲储藏的食品加压，然后在保持压力的情况下对食品进行冷却，直至所需的储藏温度。品进行冷却，直至所需的储藏温度。储藏结束时必须是先升温，然后再降压。储藏结束时必须是先升温，然后再降压。4 4、在水产品中的应用、在水产品中的应用 水产品的加工较为待殊，产品要求具有水产品原有水产品的加工较为待殊，产品要求具有水产品原有的风味、色泽、良好的口感与质地。常规的加热处理、干的风味、色泽、良好的口感与质地。常规的加热处理、干制处理均不能满足要求。研究表明，高压处理可保持水产制处理均不能满足要求。研究表明，高压处理可保持水产品原有的新鲜风味。例如在品原有的新鲜风味。例如在600MPa下处理下处理10min，可使水，可使水产品中的酶完全失活，对甲壳类水产品，其外观呈红色，产品中的酶完全失活，对甲壳类水产品，其外观呈红色，内部为白色，并完全呈变性状态，细菌量大大减少，却仍内部为白色，并完全呈变性状态，细菌量大大减少，却仍保持原有生鲜味，这对喜生食水产制品的消费者来说极为保持原有生鲜味，这对喜生食水产制品的消费者来说极为重要。重要。高压处理还可增大鱼肉制品的凝胶性，将鱼高压处理还可增大鱼肉制品的凝胶性，将鱼肉加肉加1及及3的食盐捣溃，然后制成的食盐捣溃，然后制成2.5cm厚的块厚的块状，在状，在l00-600MPa，0处理处理10min，用流变仪测，用流变仪测凝胶化强度，发现在凝胶化强度，发现在400MPa下处理，鱼糜的凝胶下处理，鱼糜的凝胶性最强。性最强。5、在肉制品加工方面的应用、在肉制品加工方面的应用 肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，包括大肠杆菌、肉类等经高压处理能杀灭肉类细菌，包括大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌等，不损坏维生素等营养成分及原风沙门氏菌、葡萄球菌等，不损坏维生素等营养成分及原风味，改善肉组织。味，改善肉组织。例如生猪肉经例如生猪肉经400MPa或或600MPa的作用，保持的作用，保持10min，处理后的生猪肉就可以食用。，处理后的生猪肉就可以食用。6、控制食品中酶反应和灭酶、控制食品中酶反应和灭酶 高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下受到抑高压除了使酶失活外，还可以使某些在常压下受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性。高压也可以加快某些在制的酶激活，提高一些酶的活性。高压也可以加快某些在常压下反应缓慢甚至不进行的反应，现在较为成功的是果常压下反应缓慢甚至不进行的反应，现在较为成功的是果汁和生酒在保藏期控制因酶而发生的混浊和品质恶化。汁和生酒在保藏期控制因酶而发生的混浊和品质恶化。7、在乳制品方面的应用、在乳制品方面的应用 7.1 7.1、高压对干酪的影响、高压对干酪的影响 最佳处理压力为最佳处理压力为300MPa、30min，可提高乳的凝固，可提高乳的凝固特性，增加鲜干酪蛋白质含量和持水力，缩短凝固时间，特性，增加鲜干酪蛋白质含量和持水力，缩短凝固时间，提高变硬速度和硬度。提高变硬速度和硬度。7.2 7.2、高压对酸乳的影响、高压对酸乳的影响 乳的酸凝结主要是酪蛋白分子间疏水基作用，高压处乳的酸凝结主要是酪蛋白分子间疏水基作用，高压处理的牛乳，促进酪蛋白的分散、表面积增大，压力在理的牛乳，促进酪蛋白的分散、表面积增大，压力在300MPa以上时，可防止包装后酸乳的过度酸化而引起脱以上时，可防止包装后酸乳的过度酸化而引起脱水收缩现象水收缩现象8、在烹调方面的应用、在烹调方面的应用 加压后的米用水煮大约加压后的米用水煮大约5min5min，就和直接水煮，就和直接水煮20min20min的的米粒一样具有米香味。米粒一样具有米香味。高压处理鸡蛋，比热凝胶软而更富弹性，消化率相当高压处理鸡蛋，比热凝胶软而更富弹性，消化率相当或较优，维生素和氨基酸没有损失，保留了鸡蛋的自然风或较优，维生素和氨基酸没有损失，保留了鸡蛋的自然风味，没有生成其他物质，其色泽和未加压前一样鲜艳。味，没有生成其他物质，其色泽和未加压前一样鲜艳。9、用于保健食品的加工、用于保健食品的加工 保健食品一般含有较高的热敏性营养保健成分，高温保健食品一般含有较高的热敏性营养保健成分，高温加工对这些营养成分的破坏及其明显。采用超高压技术可加工对这些营养成分的破坏及其明显。采用超高压技术可以大大以大大缩短营养成分的提取时间缩短营养成分的提取时间，由于高压下分子运动的，由于高压下分子运动的加剧，可大大加快反应速度，对加剧，可大大加快反应速度，对提高产品收率提高产品收率也十分有效。也十分有效。同一种保健品，用超高压技术加工，比热加工营养成分提同一种保健品，用超高压技术加工，比热加工营养成分提高高30%30%。采用超高压灭菌处理绿茶，除保留其特有的爽口、清采用超高压灭菌处理绿茶，除保留其特有的爽口、清香风味，有通透的色泽外，几乎不会使品质和功能有任何香风味，有通透的色泽外，几乎不会使品质和功能有任何变化。变化。超高压技术用于提取各种贵重原料，如从植物中提取超高压技术用于提取各种贵重原料，如从植物中提取香精，从竹叶中提取黄酮素，从茶叶中提取茶多酚等。香精，从竹叶中提取黄酮素，从茶叶中提取茶多酚等。超高压对食品成分超高压对食品成分与品质的影响与品质的影响1、超高压对蛋白质的影响、超高压对蛋白质的影响 超高压（超高压（700 MPa700 MPa）对蛋白质一级结构无影响，有）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。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；心受到破坏，失去生物活性；高压破坏蛋白质胶体溶液，使蛋白质凝集，形成高压破坏蛋白质胶体溶液，使蛋白质凝集，形成凝胶凝胶。蛋白质加热变性时，在蛋白质加热变性时，在高温条件下，蛋白质分子混乱形高温条件下，蛋白质分子混乱形成团状结构，造成凝胶网状结构不致密，不均匀，还可能使成团状结构，造成凝胶网状结构不致密，不均匀，还可能使网络结构受到破坏，形成大的空洞，从而形成粗糙的网络结网络结构受到破坏，形成大的空洞，从而形成粗糙的网络结构，进而影响其凝胶强度。构，进而影响其凝胶强度。UHP条件产生的凝胶强度比热凝胶要高，并且浓稠，条件产生的凝胶强度比热凝胶要高，并且浓稠，柔滑，致密精细，弹性好，且能保持天然的色泽及香味。但柔滑，致密精细，弹性好，且能保持天然的色泽及香味。但蛋白质溶液需达到一定的质量分数才能形成凝胶，且随温度、蛋白质溶液需达到一定的质量分数才能形成凝胶，且随温度、压力增高而增高。压力增高而增高。UHP对对生成蛋白质凝胶的影响生成蛋白质凝胶的影响 UHP对酶活性的影响主要是通过酶与底物的构象和性质对酶活性的影响主要是通过酶与底物的构象和性质而起作用，对酶促反应可产生而起作用，对酶促反应可产生两种结果两种结果:1 1）抑制）抑制：UHP对维持酶蛋白质空间结构的次级键（盐键，氢键、疏水键对维持酶蛋白质空间结构的次级键（盐键，氢键、疏水键等）的破坏，导致酶活中心改变或丧失，而失活。等）的破坏，导致酶活中心改变或丧失，而失活。2 2）促进）促进：在较低压力下酶活性的上升被认为是压力产生的凝聚作用，完：在较低压力下酶活性的上升被认为是压力产生的凝聚作用，完整的组织中酶与底物常常被隔离，而较低的压力可破坏这种隔离，使酶整的组织中酶与底物常常被隔离，而较低的压力可破坏这种隔离，使酶与底物相接触，加速酶促发应。与底物相接触，加速酶促发应。2、超高压对食品中酶的影响、超高压对食品中酶的影响 在常温下把淀粉加压到在常温下把淀粉加压到400-600MPa400-600MPa，并保持并保持一定的作用时间后，淀粉颗粒将会：一定的作用时间后，淀粉颗粒将会：溶胀分裂；溶胀分裂；晶体结构遭到某种程度的破坏；晶体结构遭到某种程度的破坏；内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的状态，即淀粉糊化为序的状态，即淀粉糊化为-淀粉。淀粉。（三）超高压对淀粉的影响（三）超高压对淀粉的影响 与热处理相比，与热处理相比，超高压对淀粉的作用特点超高压对淀粉的作用特点为：为：1 1）高压使淀粉粒膨胀却不破裂；）高压使淀粉粒膨胀却不破裂；2 2）超高压所致完全糊化的淀粉无老化现象，而超高压）超高压所致完全糊化的淀粉无老化现象，而超高压所致的未完全糊化的淀粉有老化现象；所致的未完全糊化的淀粉有老化现象；3 3）高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性及胶凝温度，）高压处理可提高淀粉对淀粉酶的敏感性及胶凝温度，从而提高淀粉的消化率从而提高淀粉的消化率 4 4）低于）低于700 MPa700 MPa的压力时淀粉不会产生类似热加工的的压力时淀粉不会产生类似热加工的变色。变色。高压对脂类的影响是可逆的，室温下呈液态的脂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（肪在高压下（100-200MPa100-200MPa）基本可固化，发生）基本可固化，发生相变结晶，促相变结晶，促使更稠、更稳定的脂类晶体形成使更稠、更稳定的脂类晶体形成，不过解压后仍会复原，只，不过解压后仍会复原，只是对油脂的氧化有一定的影响。是对油脂的氧化有一定的影响。Aw Aw在在0.400.550.400.55范围时，范围时，UHPUHP使油脂氧化速度加快。使油脂氧化速度加快。金属离子可能有促进作用。金属离子可能有促进作用。AwAw不在上述范围，结果相反。且不在上述范围，结果相反。且温度对该氧化速度有影响。温度对该氧化速度有影响。4、超高压对脂类的影响、超高压对脂类的影响 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，还原型维生素原型维生素C C含量与其中所含含量与其中所含FeFe3+3+和和CuCu2+2+有关：有关：Fe Fe3+3+对于维生素对于维生素C C的降解起着重要作用，在高压下会更加的降解起着重要作用，在高压下会更加明显；明显；CuCu2+2+的存在，在高压下会激活铜酶，铜酶是维生素的存在，在高压下会激活铜酶，铜酶是维生素C C降降解的重要酶类之一。解的重要酶类之一。此外，在高压作用下，氧化型维生素此外，在高压作用下，氧化型维生素C C可能会转变成还可能会转变成还原型维生素原型维生素C C；总体来看，可以认为；总体来看，可以认为高压处理对维生素高压处理对维生素C C的影的影响很小。响很小。5、超高压对维生素的影响、超高压对维生素的影响 研究表明，在一般的研究表明，在一般的加热处理或热力杀菌加热处理或热力杀菌后，食品中后，食品中维生素维生素C的保留率不到的保留率不到40%，及时挤压加工过程也只是有，及时挤压加工过程也只是有大约大约70%的维生素的维生素C被保留，而超高压食品加工是在常温被保留，而超高压食品加工是在常温或较低温度下进行的，它对维生素或较低温度下进行的，它对维生素C C的保留率高达的保留率高达96%以以上，从而将营养成分的损失程度降到了最低。上，从而将营养成分的损失程度降到了最低。食品中的食品中的风味物质、色素及各种小分子物质风味物质、色素及各种小分子物质结结合状态为共价键的形式，故而高压处理过程对其几合状态为共价键的形式，故而高压处理过程对其几乎没有任何影响。乎没有任何影响。食品的食品的黏度、均匀性及结构黏度、均匀性及结构等特性对高压较为敏等特性对高压较为敏感，但这些变化往往是有益的。感，但这些变化往往是有益的。6、超高压对风味物质、色素等的影响、超高压对风味物质、色素等的影响7、高压对感官的影响、高压对感官的影响 经高压处理后果汁果酱的风味与营养物质经高压处理后果汁果酱的风味与营养物质均保持较好。均保持较好。8、超高压对化学反应的影响、超高压对化学反应的影响 高压使化学反应向体积减小的方向移动，改高压使化学反应向体积减小的方向移动，改变某些生化反应的速度和平衡，使系统一些组分变某些生化反应的速度和平衡，使系统一些组分发生量变以致质变，从而影响食品的品质。发生量变以致质变，从而影响食品的品质。小结小结 与传统的加热处理食品比较，优点在于：与传统的加热处理食品比较，优点在于：1 1）营养成分受影响小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，同时超高压杀菌为冷杀菌，成分，并容易被人体消化吸收，同时超高压杀菌为冷杀菌，这种食品可简单加热后食用，这种食品可简单加热后食用，这一特点正好迎合了现代人这一特点正好迎合了现代人类返璞归真、崇尚自然、追求天然、低加工食品的消费心类返璞归真、崇尚自然、追求天然、低加工食品的消费心理。理。对超高压处理的对超高压处理的豆浆豆浆凝胶特性的研究发现，凝胶特性的研究发现，高压处理会使豆浆中蛋白质颗粒解聚变小，从而高压处理会使豆浆中蛋白质颗粒解聚变小，从而更便于人体的消化吸收。更便于人体的消化吸收。超高压处理的超高压处理的草莓酱草莓酱可保留可保留95%95%的氨基酸，在的氨基酸，在口感和风味上明显超过加热处理的果酱。口感和风味上明显超过加热处理的果酱。2 2）产生新的组织结构，不会产生异味产生新的组织结构，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，特别是蛋白质的变性及质的构象，获得新型物性的食品，特别是蛋白质的变性及淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而获得各种新的获得各种新的食品素材食品素材，如作用于肉类和水产品，提高了肉制品的嫩度，如作用于肉类和水产品，提高了肉制品的嫩度和风味；作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最终和风味；作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最终风味，还可使干酪的产量增加。风味，还可使干酪的产量增加。超高压会使食品组分间的超高压会使食品组分间的美拉德反应速度减缓，多美拉德反应速度减缓，多酚反应速度加快酚反应速度加快；而食品的黏度均匀性及结构等特性变化；而食品的黏度均匀性及结构等特性变化较为敏感，这在很大程度上改变了食品的口感及感官特性，较为敏感，这在很大程度上改变了食品的口感及感官特性，消除了传统的热加工引起共价键的形成或破坏所致的消除了传统的热加工引起共价键的形成或破坏所致的变色、变色、发黄及加热过程出现的不愉快异味发黄及加热过程出现的不愉快异味，如热臭等弊端。并且，如热臭等弊端。并且在人们加热食用时，会获得高质量原有风味的食物，从而在人们加热食用时，会获得高质量原有风味的食物，从而可以获取具有新物质性质的食品。可以获取具有新物质性质的食品。3 3）利用超高压处理技术，）利用超高压处理技术，原料的利用率高原料的利用率高超高压处理过程是一个纯物理过程，液体介质短时间超高压处理过程是一个纯物理过程，液体介质短时间内等同压缩，压