超高压杀菌技术
- 格式:doc
- 大小:39.00 KB
- 文档页数:6
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。
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。
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。
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。
食品的超高静压杀菌食品的超高静压(UHP或HHP)处理技术是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其它液体作为传压介质的压力系统中,经100MPa以上的压力处理,以达到杀菌,灭酶和改善食品的功能特性等作用超高压处理通常在室温或较低的温度下进行,在一定高压下食品蛋白质变性、淀粉糊化、酶失活,生命停止活动,细菌等微生物被杀死。
主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品操作控制:1、超高压处理要求非常特殊的设备,如桔子汁可能在压力室内批处理,然后无菌灌装预先消毒的包装内。
2、超高压加工必须考虑微生物的种类、产品特性、理想的过程(巴氏杀菌或商业消毒)和产品销售方式。
3、超高压处理对生长的细菌、酵母和霉菌是非常有效,但芽胞对高压不会失活,而要另外加热或其他一些作用以达杀死的高水平。
设备装置超高压杀菌机设备特点Characteristics超高压杀菌机的杀菌原理是利用超高压破坏霉菌、细菌的组织从而保持食品鲜度。
完全没有加热、添加防腐剂等传统的杀菌方法引起食品营养降低、香味丧失的缺点。
本装置为批量式、加压槽采用连续方式,是一种高效率的大品量生产方式。
技术特点:1、不需加热2、具有广谱杀菌作用3、经处理后的食品,其风味和品质不受影响技术优势:1、能在常温或较低温度下达到杀菌,灭酶的作用,与传统的热处理相比,减少了由于高热处理引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化2、由于传压速度快,均匀,不存在压力梯度,超高压处理不受食品的大小和形状的影响,使得超高压处理过程较为简单3、耗能较少,处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压,而恒压和降压阶段则不需要输入能量杀菌作用的基本原理1.场的作用脉冲电场产生磁场,这种脉冲电场和脉冲磁场交替作用,使细胞膜透性增加,振荡加剧,膜强度减弱,因而膜被破坏,膜内物质容易流出,膜外物质容易渗入,细胞膜的保护作用减弱甚至消失。
2、电离作用电极附近物质电离产生的阴、阳离子与膜内生命物质作用,因而阻断了膜内正常生化反应和新陈代谢过程等的进行;同时,液体介质电离产生O3的强烈氧化作用,能与细胞内物质发生一系列反应。
食品常用杀菌方法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;5微波杀菌:微波杀菌就是将食品经微波处理后,使食品中的微生物丧失活力或死亡,从而达到延长保存期的目的;一方面,当微波进人食品内部时,食品中的极性分子,如水分子等不断改变极性方向,导致食品的温度急剧升高而达到杀菌的效果;另一方面,微波能的非热效应在杀菌中起到了常规物理杀菌所没有的特殊作用,细菌细胞在一定强度微波场作用下,改变了它们的生物性排列组合状态及运动规律,同时吸收微波能升温,使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用,使其空间结构发生变化或破坏,导致蛋白质变性,最终失去生物活性;因此,微波杀菌主要是在微波热效应和非热效应的作用下,使微生物体内的蛋白质和生理活性物质发生变异和破坏,从而导致细胞的死亡;6紫外线杀菌:紫外线的杀菌作用在于促使细胞质的变性;当微生物细胞吸入紫外线后,由于产生光化学作用引起细胞内成分特别是核酸、原浆蛋白等发生化学变化,使细胞质变性;尤其是抑制DNA的复制和细胞分裂,使微生物细胞受伤甚至死灭;波长为250~260 nm的紫外线杀菌效果最强;7臭氧杀菌:臭氧是一种在室温和冷冻温度下存在的淡紫色的、有特殊鱼腥味的气体,它在水中部分溶解,且随着温度的降低而溶解度增加;在常温下能自行降解产生大量的自由基,最显著的是氢氧根自由基,因而具有强氧化性的特点;食品杀菌技术按杀除菌方式一般可分为加热杀菌技术、化学药剂杀菌技术、辐射杀菌技术γ-射线、微波、红外线等、过滤除菌法以及加热与其他手段相结合的杀菌技术等;其中食品热力杀菌可分为低温杀菌法巴氏杀菌、高温短时杀菌法和超高温瞬时杀菌法;前两种方法,现今还广泛用在各类罐藏食品、饮料、酒类、药品、乳品的生产中;后一种方法,由于其独特的优点,已发展为一种高新食品杀菌技术; 电阻加热杀菌也叫欧姆杀菌,是一种新型热杀菌方法,它借通入的电流使食品内部产生热量而达到杀菌的目的,是酸性和低酸性食品和带颗粒粒径小于25mm 食品进行连续杀菌的一种新技术;电阻加热已成功地用于各种包含大颗粒的食品和片状食品的杀菌,如马铃薯、胡萝卜、蘑菇、牛肉、鸡肉、片状苹果、菠萝、桃等;臭氧杀菌技术具有高效、快速、安全、便宜等优点,自1785年发现以来,广泛应用于食品加工、运输与贮存及自来水、纯净水生产等领域;辐照杀菌技术利用原子辐射技术进行食品杀菌保鲜;辐照就是利用X射线、γ射线或加速电子射线最为常见的是Co60和Cs137的γ射线对食品的穿透力以达到杀死食品中微生物和虫害的一种冷灭菌消毒方法;微波杀菌具有穿透力强、节约能源、加热效率高、适用范围广等特点,而且微波杀菌便于控制,加热均匀,食品的营养成分及色、香、味在杀菌后仍接近食物的天然品质;微波杀菌目前主要用于肉、鱼、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的杀菌;远红外线杀菌技术远红外加热杀菌不需要传媒,热直接由物体表面渗透到内部,因此不仅可用于一般的粉状和块状食品的杀菌,而且还可用于坚果类食品如咖啡豆、花生和谷物的杀菌与灭霉以及袋装食品的直接杀菌;紫外线杀菌技术广泛用于空气、水及食品表面、食品包装材料、食品加工车间、设备、器具、工作台的灭菌处理;磁力杀菌是把需消毒杀菌的食品放于磁场中,在一定磁场强度作用下,使食品在常温下起到杀菌作用;由于这种杀菌方式不需加热,具有广谱杀菌作用,经处理后的食品,其风味和品质不受影响,主要适用于各种饮料、流质食品、调味品及其他各种包装的固体食品;高压电场脉冲杀菌是将食品置于两个电极间产生的瞬间高压电场中,由于高压电脉冲HEEP能破坏细菌的细胞膜,改变其通透性,从而杀死细胞;可达到商业无菌的要求,特别适用于热敏性食品,具有广阔的应用前景;超声波杀菌技术以酱油为灭菌对象,取得了良好的效果; 脉冲强光杀菌技术是采用强烈白光闪照的方法进行灭菌,该技术由于只处理食品的表面,从而对食品的风味和营养成分影响很小,可用于延长以透明材料包装的食品及新鲜食品的货架期;超高压杀菌技术最大优越性在于它对食品中的风味物质、维生素C、色素等没有影响,营养成分损失很少,特别适用于果汁、果酱类食品的杀菌; 膜过滤除菌技术已在食品、生物制药等工业生产中得到广泛应用,例如生化物质的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等;食品工程中的杀菌技术还很多,如:二氧化氯杀菌技术、氯气杀菌技术、电子灭菌技术、加热与加压并用杀菌技术、加热与化学药剂并用杀菌技术、加热与辐射并用杀菌技术、静电杀菌技术等;这些技术正在得以研究和应用;。
超高压杀菌的原理
超高压杀菌是一种利用高压力作用来灭菌的方法,其原理主要包括以下几点:
1. 高压力破坏菌体结构:当菌体处于高压力环境下,外界施加的高压力会使得菌体内压力增大,导致菌体膜和细胞壁变得脆弱,甚至破裂,从而导致菌体结构的破坏。
2. 活性物质的失活:高压力会使得菌体内部的酶活性发生改变,原本能够促进生物反应的酶被失活或失去活性,使得菌体无法进行正常的代谢和生长。
3. DNA和RNA的损伤:高压力还可以直接作用于菌体的遗传物质,如DNA和RNA,使其发生断裂、交联或降解等损伤,从而阻碍了菌体的遗传信息传递和蛋白质合成。
4. 蛋白质的变性:高压力会改变菌体内的蛋白质结构,使其发生变性,失去原有的三维空间结构,从而影响了蛋白质的功能和活性。
通过上述机制的作用,超高压杀菌能够有效地对各种微生物进行杀灭,包括细菌、真菌、病毒等,达到食品、饮品及医疗器械等领域的消毒和灭菌效果。
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。
果汁超高压加工技术的现状与展望刘正青 13720284摘要:超高压加工技术是一项具有广阔应用前景的食品冷杀菌技术。
该文综述了超高压加工技术对果汁中微生物、酶和产品品质的影响,以及超高压杀菌设备的现状。
在分析各超高压处理效果影响因素的基础上,提出下一步研究的方法与方向,并对其发展前景进行了展望。
关键词:超高压;果汁;杀茵;灭酶食品工业是整个工业中与国计民生关系最重的大产业,是世界各国销售额最大的产业之一。
随着世界人口的不断增加和人类文明的发展,人类对食品的需求量越来越大,对食品的品质要求也越来越高。
然而由于食品卫生质量低下,食源性疾病严重影响人们的健康,食品安全问题十分严重。
据联合国世界卫生组织(WHO)统计,每年世界人口死亡约5000万人,其中因食源性疾病死亡人数约为1500万人,是全球人类的首位死亡原因;另外,据统计,全世界收获农产品的1/3在到达消费者之前就因腐败和虫害而损失;我国也不例外,每年粮食损失约在10%左右,油类在20%左右,肉食品的损失是30%左右,水果年损失量达15%~20%,此外一些名贵的中草药土特产品以及出口商品损失也十分严重,不仅造成了巨大的经济损失,还影响了市场供应。
由于各种条件的限制,目前食品带菌严重,全世界80%的人口还不得不食用这样的食品,致使疾病蔓延相当严重,微生物病原菌及生物毒素己严重的威胁全球人类的健康,导致了近年来广泛的、严重的食源性疾病时有暴发。
因此,如何使食品不受病原微生物及昆虫的破坏,减少化学污染,为人类提供更好的农产品和食品,保护人类的健康,一直是食品业的一个难题。
为解决这些问题,一是从生产入手,二是从贮藏、保鲜等方面寻求途径。
传统的食品保藏方法,如加热、冷藏、化学处理等有效的方法很多,但能耗大、存在化学药剂和添加剂的残留、污染环境及导致食品品质改变等,促使人们在不断探索食品贮藏保鲜的新方法、新技术。
食品超高压技术就是一种应运而生的绿色加工新技术。
1 果汁超高压加工技术的发展概况超高加工技术(ultra—high pressure processing,UHP)是将100—1000MPa的静态液体压力施加于食品、生物制品等物料上并保持一定的时间,起到杀菌灭酶等作用。
食品超高压加工技术属于一种纯物理的冷加工技术,与传统的热加工技术相比,具有其显著优点:(1)处理过程为液体介质的瞬间压缩过程,灭菌均匀,效率高、耗能低;(2)属于冷加工技术,因此不会破坏食品中原有的营养、风味、色泽等有效成分;(3)可以在保持食品原有风味条件下“冷杀菌”,经简单加热后再食用,扩大半调理食品的用途;(4)改善某些食品物料的内部组织结构,有可能获得具有新物性的食品[1]。
超高压是一项共性加工技术,应用范围广。
超高压食品处理技术是超高压技术应用的一个重要分支,是在超高压技术上发展起来的。
最早于19世纪末H.Royer(1895)、Bert H.Hite(1899)等人就利用高压杀死牛奶、果汁、蔬菜汁中的微生物[2-3]。
而公认开创现代超高压技术研究先河的是美国物理学家P.W.Bridgman(1946年因超高压研究获得诺贝尔物理学奖)[4]。
自1906年开始,他对固体压缩性,熔化现象,力学性质,相变,电阻变化等宏观物理行为的超高压效应进行系统研究,并于1912年报告了超高压下水的状态图,确立了超高压物理学;1914年提出蛋白质在500MPa下凝固,在700MPa下变成硬的凝胶状的现象[5],这些先期成果为超高压应用到食品加工领域奠定了基础。
1924年,Cruss在他的书中明确指出高压可用于商业果汁的加工[6]。
由于当时工业制冷技术的发展,家庭冷藏技术迅速普及,在很长时间里,并没有人把超高压技术应用到食品行业的研究领域中。
直到20世纪80年代日本学者才把超高压处理技术作为解决加热处理难以解决的食品加工上。
并于1990年由明治屋食品公司首次研究生产出世界第一种高压处理食品(果酱)[7]。
随后法国“即榨”新鲜风味橘子汁于1995年作为加压食品进行商业销售。
高压食品以其独特的杀菌、灭酶效果和热灭菌所不具有的优势引起人们更大的兴趣,高压作为加工手段在多种食品物料上被广泛研究。
目前,超高压食品加工技术受到世界各国重视,研究应用范围已经不断扩大。
从超高压加工技术研究伊始便主要用于食品的保存,超高压杀菌技术一直是该类研究的主旨,与保鲜处理相关的主要因素有:杀菌、灭酶和品质三方面;此外超高压研究是随着超高压设备技术瓶颈的突破而蓬勃发展。
由于当前的研究内容必须建立在现有的超高压设备能力和实验检测水平的基础上,因此做好超高压技术的杀菌、灭酶、产品品质和设备等方面的研究综述,将有助于超高压加工技术下一步研究工作的开展。
2 超高压果汁杀菌研究现状超高压杀菌的基本原理就是压力对微生物的致死作用。
高压可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,甚至使原有功能被破坏或者发生不可逆转的变化,导致微生物死亡[8]。
近来有关超高压杀菌的研究较多,品种涉及到橙汁、苹果汁、番茄汁、西瓜汁、梨汁、哈密瓜汁等[9-15]。
现有研究表明果汁超高压灭菌的效果与压力大小、保压时间、果汁含菌量、微生物种类、物料pH值、处理温度等诸多因素有关。
目前超高压灭菌的突出问题在于耐压性细菌芽孢的杀灭问题,即部分芽孢在1200MPa下仍能存活[16]。
为此,超高压与温度、pH值、超声波等协同灭菌的处理方法在各种物料中进行试验研究,并取得了较好的效果[17]。
由于超高压处理腔中高压密封性的要求,外界的协同措施难以实现,因此选择较好的超高压协同技术仍然是近几年的研究方向。
此外针对不同果汁原料特性开展的产业应用研究较少,也少有各种果汁在超高压处理下灭菌效果的基础性研究。
因此采用不同的工艺参数(压力、处理时间、温度等)处理水果汁,研究超高压对其中细菌总数、霉菌、酵母菌等微生物的杀菌效果,建立微生物致死的动力学模型,是超高压灭菌研究中不可或缺的基础内容之一。
3 超高压果汁灭酶研究现状酶是一种生物催化剂,能够高效率地催化各种生物化学反应,超高压处理对酶活性的影响主要表现在对酶蛋白三级结构的影响上。
已有研究表明超高压处理可以破坏维持蛋白质三结构的次级键,破坏蛋白质的空间结构,从而使蛋白酶失去生物活性[18]。
在超高压灭菌研究的同时,也进行了许多灭酶的试验研究[19-21]。
与超高压灭菌效果的影响因素相类似,超高压灭酶效果同样与压力大小、保压时阎、果汁含酶量、酶的种类、物料pH值、处理温度、酶活性抑制剂等诸多因素有关[22]。
超高压处理酶还有其特殊性,即超高压处理除了能够使酶失去活性,也可以使某些在常压下受抑制的酶激活,从而增加酶的活性[23]。
几种酶的耐压性由强到弱依次为:过氧化物酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、磷酸醋酶、脂酶、果胶醋酶、乳过氧化物酶和脂肪氧化酶。
过氧化酶具有最强的耐压性,经600MPa压力,60℃处理30min后仍可保持90%的活性。
鉴于超高压灭酶处理也有单压力难以实现理想灭酶效果的缺陷,新技术协同超高压处理仍然是其解决的方法之一。
而采用不同的工艺参数(压力、处理时间、温度等)处理果汁,研究超高压对其中主要内源酶一多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、果胶甲酯酶(pectin methyl esterase,PME)、脂氧合酶(1ypoxygenase,LOX)活性的影响,建立酶失活的动力学模型等基础研究也是超高压加工技术的发展方向。
4 超高压果汁加工品质研究现状近年来关于超高压果汁加工品质的研究较多,涉及到色泽、质构、风味、营养成分等方面[24-32]。
研究大都表明,果汁经过超高压处理后,不仅保藏期可延长到半年以上,而且与热加工方法比较,其天然的营养成分、风味以及颜色的褐变等破坏程度很小,这显示出超高压加工在果汁加工中的潜在优势。
但是,对于不同的果汁,超高压加工对其品质的影响也有所不同。
因此,采用专业的感官评价人员,对比各种超高压果汁与热杀菌制品在色泽、质构、风味以及综合评价等各方面的差异,全面评价超高压果汁的感官品质仍是超高压技术应用研究的重要基础工作之一。
5 超高压杀菌设备开发现状尽管20世纪初,高压处理技术就已被应用于诸如金属制造和陶瓷工业,但直到20世纪80年代末,日本首次制造了高压加工食品试验装置后,才开始利用该技术进行食品加工。
目前美国、日本等国家在高压加工装置的研制、标准化、及批量生产等方面取得一些成就,如美国的FLOW公司、Wenge r公司、日本的明治屋食品公司等都拥有各自的特色产品。
国外超高压食品加工设备装置的处理能力达275MPa、24.6kg/min连续化生产。
而我国超高压食品加工设备的主要生产商内蒙某企业,其最高工作压力在800MPa的设备容积只有15 L,最高工作压力在600MPa的设备容积也只有500L。
当前由于超高压实验技术多采用静态高压杀菌,以油作为加压介质(国外超高压装置压媒是水),高压材质投入大,设备重,生产能力十分有限,工作生产成本高,难以完成优化连续生产,使得高压技术的产品化推广应用难度很大。
但是,随着超高压设备制造技术的突破,连续化生产将是必然,降低设备运行成本后,超高压加工技术的产业发展潜力无限。
6 总结与展望目前,全球应用超高压技术加工各种食品的公司或企业达到65家以上。
2008年全球的超高压食品产量已经超过20万吨,市场销售额达到了20亿美元。
日本越后制果公司超高压食品销售额达到23亿。
我国超高压研究与产业应用刚起步,超高压整体应用研究与产业应用落后于美国等西方发达国家,开展超高压技术的产业应用研究迫在眉睫。
随着果品加工中超高压技术杀菌、钝酶以及对品质影响的基础性研究的深入、超高压加工设备的工业化,以及与产业化的超高压果品加工工艺相配套的原料减菌、褐变控制、质构调控、风味保存、包材老化等关键技术的研究熟化,超高压技术在果品加工业中的产业化推广应用会更加广阔。
参考文献:[1]黄丽.食品超高压加工技术研究进展[J].广东农工商职业技术学院学报,2008,24(2):4—6.[2]张铁鹰.利用高压技术对柑桔类果汁杀菌[J].食品工业科技,1992(3):47—51.[3]陈寿鹏.高压在食品方面的应用[J].食品科学,1994(3):3—7.[4]Bridgman P W.The coagulation of albumen by pressure [J].Journal of BiologicalChemistry,1914,(19):511—512.[5]李勇.超高压致死微生物的研究进展[J].微生物学通报,1995,22(4):243—245.[6]Cruss W V.Commercial Fruit and Vegetable Products [M].New York:McGraw—Hill Book Co.Inc,1924.[7]邱伟芬,江汉湖.食品超高压杀菌技术及其研究进展[J].食品科学,2001,22(5):81—84.[8]徐怀德,王云阳.食品杀菌新技术[M].北京:科学技术文献出版社。