1、第七章第七章食品殺菌新技術(shù)食品殺菌新技術(shù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容超高溫殺菌超高溫殺菌 高壓殺菌高壓殺菌歐姆殺菌歐姆殺菌第一節(jié)第一節(jié) 超高溫殺菌超高溫殺菌一、基本原理一、基本原理超高溫殺菌是把加熱溫度為超高溫殺菌是把加熱溫度為135-150135-150、加熱、加熱時(shí)間為時(shí)間為2-8s2-8s、加熱后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌要求的殺、加熱后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌要求的殺菌過程叫做超高溫殺菌或者菌過程叫做超高溫殺菌或者UHTUHT殺菌。其基本原理殺菌。其基本原理包括微生物包括微生物熱致死原理熱致死原理和如何最大限度地保持食和如何最大限度地保持食品的品的原有風(fēng)味原有風(fēng)味及品質(zhì)原理。因?yàn)槲⑸飳?duì)高溫的及品質(zhì)原理。因?yàn)槲⑸?/p>

2、對(duì)高溫的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多數(shù)食品成分對(duì)高溫的敏感性，敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多數(shù)食品成分對(duì)高溫的敏感性，故超高溫短時(shí)殺菌，能在很短時(shí)間內(nèi)有效地殺死故超高溫短時(shí)殺菌，能在很短時(shí)間內(nèi)有效地殺死微生物，并較好地保持食品應(yīng)有的品質(zhì)。微生物，并較好地保持食品應(yīng)有的品質(zhì)。二、二、UHTUHT殺菌的微生物致死理論依據(jù)殺菌的微生物致死理論依據(jù) ( (一一) )微生物的耐熱性微生物的耐熱性微生物的耐熱性受到下列因素的影響微生物的耐熱性受到下列因素的影響1.菌種和菌株；菌種和菌株；2.菌齡、培育條件、貯存環(huán)境；菌齡、培育條件、貯存環(huán)境；3.熱處理的介質(zhì)、食品成分如酸度；熱處理的介質(zhì)、食品成分如酸度；4.原始活菌數(shù)；原始活菌數(shù)

3、；5.熱處理溫度和時(shí)間熱處理溫度和時(shí)間(主導(dǎo)因素主導(dǎo)因素)。( (二二) )微生物的致死速率與微生物的致死速率與D值值微生物的熱致死率是加熱溫度和加熱時(shí)間的函數(shù)。微生物的熱致死率是加熱溫度和加熱時(shí)間的函數(shù)。 在一定環(huán)境和溫度下，微生物隨時(shí)間而死亡時(shí)的在一定環(huán)境和溫度下，微生物隨時(shí)間而死亡時(shí)的活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)周期下降的。活菌殘存數(shù)是按指數(shù)遞減或按對(duì)數(shù)周期下降的。細(xì)菌任意時(shí)刻的致死速率可以用它殘存活菌數(shù)下細(xì)菌任意時(shí)刻的致死速率可以用它殘存活菌數(shù)下降一個(gè)對(duì)數(shù)周期所需的時(shí)間來表示，這便是圖中降一個(gè)對(duì)數(shù)周期所需的時(shí)間來表示，這便是圖中D值的概念值的概念。D值是這一直線斜率絕對(duì)值的倒數(shù)，值是

4、這一直線斜率絕對(duì)值的倒數(shù)，即：即： D值反映了細(xì)菌死亡的快慢。值反映了細(xì)菌死亡的快慢。D值越大，細(xì)菌死亡值越大，細(xì)菌死亡的速度越慢，即細(xì)菌的耐熱性越強(qiáng)；反之則死亡的速度越慢，即細(xì)菌的耐熱性越強(qiáng)；反之則死亡速度越快，耐熱性越強(qiáng)。速度越快，耐熱性越強(qiáng)。D值隨其它影響微生物值隨其它影響微生物耐熱性的因素而異，只有在這些因素固定不變的耐熱性的因素而異，只有在這些因素固定不變的條件下，才能穩(wěn)定不變。條件下，才能穩(wěn)定不變。DDCCCB110log10log23斜率（三）微生物的熱力致死時(shí)間與（三）微生物的熱力致死時(shí)間與Z Z值值 熱力致死時(shí)間熱力致死時(shí)間(Thermal Death Time=TDT)表表

5、示熱力致死溫度保持不變示熱力致死溫度保持不變的條件下，完全殺滅某菌的條件下，完全殺滅某菌種的細(xì)胞或芽孢所必需的種的細(xì)胞或芽孢所必需的最短熱處理時(shí)間。最短熱處理時(shí)間。 微生物熱力致死的時(shí)間隨微生物熱力致死的時(shí)間隨致死溫度而異，兩者的關(guān)致死溫度而異，兩者的關(guān)系曲線稱為熱力致死時(shí)間系曲線稱為熱力致死時(shí)間曲線，圖曲線，圖10-2表達(dá)了不同表達(dá)了不同熱力致死溫度下細(xì)菌芽孢熱力致死溫度下細(xì)菌芽孢的相對(duì)耐熱性。的相對(duì)耐熱性。 Z值表達(dá)了熱致死時(shí)間縮短一個(gè)對(duì)數(shù)周期所要求值表達(dá)了熱致死時(shí)間縮短一個(gè)對(duì)數(shù)周期所要求的熱處理溫度升高的度數(shù)，它在數(shù)值上等于熱力的熱處理溫度升高的度數(shù)，它在數(shù)值上等于熱力致死時(shí)間曲線的直線

6、斜率絕對(duì)值的倒數(shù)。即：致死時(shí)間曲線的直線斜率絕對(duì)值的倒數(shù)。即： 如果某種微生物在如果某種微生物在121時(shí)的時(shí)的TDT值為值為F，則該微，則該微生物在任何殺菌溫度下的生物在任何殺菌溫度下的TDT值可表示為值可表示為ZZZTDTTDTAA/1/ )10log10(log/ ) log(log12斜率ZTFTDT/ )121()(log 熱力遞減致死時(shí)間是在任何特定熱力致死條件下熱力遞減致死時(shí)間是在任何特定熱力致死條件下將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到某一程度如將細(xì)菌或芽孢數(shù)減少到某一程度如10-n時(shí)所需要時(shí)所需要的熱處理時(shí)間。即：的熱處理時(shí)間。即： N值指的是活菌遞減的對(duì)數(shù)周期，也稱遞減指數(shù)值指的是活菌遞減的

7、對(duì)數(shù)周期，也稱遞減指數(shù)nDTRTn （四）微生物的熱力遞減致死時(shí)間（四）微生物的熱力遞減致死時(shí)間nCX101X：細(xì)胞殘存數(shù)；：細(xì)胞殘存數(shù)；C：細(xì)胞原始總數(shù)；：細(xì)胞原始總數(shù)；n：遞減指數(shù)：遞減指數(shù)三、三、UHT殺菌效果殺菌效果 通常，檢驗(yàn)通常，檢驗(yàn)UHTUHT殺菌效果可用某類微生物的殺菌效果可用某類微生物的芽孢作為試驗(yàn)對(duì)象。例如，用芽孢作為試驗(yàn)對(duì)象。例如，用PA3679 PA3679 芽孢，這芽孢，這種芽孢具有極高的種芽孢具有極高的Z Z值（值（Z=35Z=35）若某一）若某一UHTUHT殺菌殺菌工藝要求工藝要求F F值為值為12D12D，處理之后的芽孢總數(shù)就要，處理之后的芽孢總數(shù)就要減少到經(jīng)過

8、減少到經(jīng)過1212個(gè)對(duì)數(shù)期后的值。若原料總的孢個(gè)對(duì)數(shù)期后的值。若原料總的孢子總數(shù)為子總數(shù)為10001000個(gè)個(gè)/ml,/ml,則按圖中的十減九遞減時(shí)則按圖中的十減九遞減時(shí)間曲線，如果間曲線，如果150150所選定的所選定的D D值為值為0.285s(0.285s(殺死殺死90%90%孢子所需的時(shí)間孢子所需的時(shí)間) )，那么全部熱處理時(shí)間就，那么全部熱處理時(shí)間就是是0.2850.28512=3.4s12=3.4s。所以把熱處理溫度。所以把熱處理溫度150 150 和熱處理時(shí)間結(jié)合起來就會(huì)使原始總孢子數(shù)由和熱處理時(shí)間結(jié)合起來就會(huì)使原始總孢子數(shù)由10001000個(gè)個(gè)/ml/ml減少到減少到1 1個(gè)個(gè)

9、/10/109 9mlml，即，即1 1個(gè)個(gè)/10/106 6L L，這無，這無疑是一個(gè)很嚴(yán)格的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。如果熱處理時(shí)間疑是一個(gè)很嚴(yán)格的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。如果熱處理時(shí)間進(jìn)一步延長到進(jìn)一步延長到4s4s，就有可能達(dá)到，就有可能達(dá)到1 110108 8L L的的UHTUHT殺殺菌產(chǎn)品只有一個(gè)菌產(chǎn)品只有一個(gè)1 1個(gè)殘存孢子的水平。個(gè)殘存孢子的水平。四、四、UHT殺菌的品質(zhì)保證殺菌的品質(zhì)保證措施：控制溫度使褐變時(shí)間與殺菌時(shí)間的距離相距較大，即兩措施：控制溫度使褐變時(shí)間與殺菌時(shí)間的距離相距較大，即兩條線之間的間距條線之間的間距第二節(jié)第二節(jié) UHTUHT瞬時(shí)殺菌的基本過程及設(shè)備瞬時(shí)殺菌的基本過程及設(shè)備 一、一、U

10、HT殺菌的基本方法殺菌的基本方法 間接式間接式(間壁式間壁式)加熱法加熱法 直接混合式加熱法直接混合式加熱法基本方法基本方法 間接式加熱間接式加熱UHT過程是采用高壓蒸汽或高壓水為加熱介質(zhì)，過程是采用高壓蒸汽或高壓水為加熱介質(zhì)，熱量經(jīng)固體換熱壁傳遞給待加熱殺菌的物料。由于加熱介熱量經(jīng)固體換熱壁傳遞給待加熱殺菌的物料。由于加熱介質(zhì)不直接與食品接觸，所以可較好地保持食品原有的風(fēng)味。質(zhì)不直接與食品接觸，所以可較好地保持食品原有的風(fēng)味。 直接式加熱法，一是注入式，即將高壓蒸汽柱射到待殺菌直接式加熱法，一是注入式，即將高壓蒸汽柱射到待殺菌的物料中；二是噴射式，即將待殺菌物料噴射到蒸汽中。的物料中；二是噴

11、射式，即將待殺菌物料噴射到蒸汽中。該法加熱快、時(shí)間短，但蒸汽凈化程度要求高。該法加熱快、時(shí)間短，但蒸汽凈化程度要求高。二、二、UHT瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程 (一一)直接混合式加熱直接混合式加熱UHT瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程 1.基本步驟基本步驟 根據(jù)被處理物料性質(zhì)的不同，根據(jù)被處理物料性質(zhì)的不同，UHT殺菌的工藝流殺菌的工藝流程也不完全相同，但主要的關(guān)鍵步驟相同，即物程也不完全相同，但主要的關(guān)鍵步驟相同，即物料都由泵送至預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入直接蒸汽噴料都由泵送至預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入直接蒸汽噴射殺菌器，殺菌后的物料經(jīng)閃蒸去除部分水分和射殺菌器，殺菌后的物料經(jīng)閃蒸去除部分水分和降

12、低溫度之后進(jìn)入下道工序。下面以消毒牛乳為降低溫度之后進(jìn)入下道工序。下面以消毒牛乳為例介紹一下直接混合式加熱例介紹一下直接混合式加熱UHT過程的若干典型過程的若干典型裝置流程。裝置流程。 下圖為下圖為APY-6000型滅菌乳生產(chǎn)殺菌裝置流程圖。型滅菌乳生產(chǎn)殺菌裝置流程圖。 原料乳由輸送泵原料乳由輸送泵1 1送經(jīng)第一預(yù)熱器送經(jīng)第一預(yù)熱器2 2進(jìn)入第二預(yù)熱進(jìn)入第二預(yù)熱器器 3 3，牛乳升溫至，牛乳升溫至75758080。然后在壓力下由泵。然后在壓力下由泵4 4抽送，經(jīng)調(diào)節(jié)閥抽送，經(jīng)調(diào)節(jié)閥5 5送到直接蒸汽噴射殺菌器送到直接蒸汽噴射殺菌器6 6。在。在該處，向牛乳噴入壓力為該處，向牛乳噴入壓力為1MP

13、a1MPa的蒸汽，牛乳瞬間的蒸汽，牛乳瞬間升溫至升溫至150150。在保溫管中保持這一溫度。在保溫管中保持這一溫度2 2、4s4s時(shí)時(shí)間，然后進(jìn)入真空膨脹罐間，然后進(jìn)入真空膨脹罐9 9中閃蒸，使牛乳溫度急中閃蒸，使牛乳溫度急劇冷卻到劇冷卻到7777左右。熱的蒸汽由水冷凝器左右。熱的蒸汽由水冷凝器1818冷凝，冷凝，真空泵真空泵2121使真空罐始終保持一定的真空度。真空使真空罐始終保持一定的真空度。真空罐內(nèi)部汽化時(shí)，噴入牛乳的蒸汽也部分連同閃蒸罐內(nèi)部汽化時(shí)，噴入牛乳的蒸汽也部分連同閃蒸的蒸汽一起從真空罐中排出，同時(shí)帶增可能存在的蒸汽一起從真空罐中排出，同時(shí)帶增可能存在于牛乳中的一些臭味。另外，從

14、真空罐排出的熱于牛乳中的一些臭味。另外，從真空罐排出的熱蒸汽中的一部分進(jìn)入管式熱交換的第一預(yù)熱器蒸汽中的一部分進(jìn)入管式熱交換的第一預(yù)熱器2 2中中用來預(yù)熱原料。用來預(yù)熱原料。UHT瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（一）瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（一）板式換熱器板式換熱器UHT瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（二）瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（二）直蒸汽殺菌器直蒸汽殺菌器( (二二) )間接加熱間接加熱UHTUHT瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程瞬時(shí)殺菌設(shè)備流程間接式加熱間接式加熱UHT瞬時(shí)殺菌瞬時(shí)殺菌是通過間壁式換熱器來實(shí)是通過間壁式換熱器來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)的。間接式殺菌器間接式殺菌器UHT瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（三）瞬時(shí)殺菌關(guān)鍵設(shè)備（三）第三節(jié)第三節(jié) 歐姆殺菌歐姆殺菌 一

15、、歐姆殺菌的基本原理一、歐姆殺菌的基本原理1、概念：歐姆殺菌是借助通入電流使食品內(nèi)部產(chǎn)、概念：歐姆殺菌是借助通入電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量達(dá)到殺菌目的的一種殺菌方法。生熱量達(dá)到殺菌目的的一種殺菌方法。2、原理：所用電流為、原理：所用電流為50-60Hz的低頻交流電。根據(jù)的低頻交流電。根據(jù)Joule定律，在被加熱食品內(nèi)部的任一點(diǎn)，通入定律，在被加熱食品內(nèi)部的任一點(diǎn)，通入電流所產(chǎn)生的熱量為電流所產(chǎn)生的熱量為Q=K（gradV.gradV）式中：式中：Q某點(diǎn)處的單位加熱功率，某點(diǎn)處的單位加熱功率，(W/m)K某點(diǎn)處的電導(dǎo)率某點(diǎn)處的電導(dǎo)率(S/m)。 S電導(dǎo)單位西門子，它等于電阻歐姆的倒電導(dǎo)單位西門子，它

16、等于電阻歐姆的倒數(shù)數(shù) gradV為任一點(diǎn)處的電位梯度，為任一點(diǎn)處的電位梯度，V/m2)( VK 二、影響歐姆殺菌的因素二、影響歐姆殺菌的因素(一一)電導(dǎo)率與溫度電導(dǎo)率與溫度食品是離子型電導(dǎo)食品是離子型電導(dǎo)體，其電導(dǎo)率一般隨體，其電導(dǎo)率一般隨溫度呈直線上升溫度呈直線上升(圖圖11-2)，但與常規(guī)加熱相，但與常規(guī)加熱相比，歐姆加熱中，電比，歐姆加熱中，電導(dǎo)率的上升發(fā)生在較導(dǎo)率的上升發(fā)生在較低的溫度區(qū)域。低的溫度區(qū)域。此外，食品的電導(dǎo)率還是頻率的函數(shù)；食品的各個(gè)方向電此外，食品的電導(dǎo)率還是頻率的函數(shù)；食品的各個(gè)方向電導(dǎo)率是不同的，如胡蘿卜長軸方向的電導(dǎo)率較高。導(dǎo)率是不同的，如胡蘿卜長軸方向的電導(dǎo)率較

17、高。(二二)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E、頻率、頻率f與歐姆加熱速率的關(guān)系與歐姆加熱速率的關(guān)系轉(zhuǎn)換成熱量的能量轉(zhuǎn)換成熱量的能量式中，式中，k轉(zhuǎn)換系數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù),等于等于5.5610-13AS/V.cm 介電常數(shù)介電常數(shù)損失角損失角E電場強(qiáng)度，電場強(qiáng)度，V/cmF頻率，頻率，Hz表示介電損耗因子表示介電損耗因子fEkQ2tanfEk2 ,tan 表示介電損耗因子表示介電損耗因子(三三)流體在加熱器中所處的位置與受熱程度的關(guān)系流體在加熱器中所處的位置與受熱程度的關(guān)系加熱器中心的溫度低，此處的物料常常加熱不足；加熱器中心的溫度低，此處的物料常常加熱不足；加熱器管壁的溫度常常偏高，管壁處的常常加熱加熱器管壁的溫度

18、常常偏高，管壁處的常常加熱過度。過度。(四四)操作因子與歐姆加熱速率的關(guān)系操作因子與歐姆加熱速率的關(guān)系外加電場的強(qiáng)度越大，物料的溫升也越高，加熱外加電場的強(qiáng)度越大，物料的溫升也越高，加熱也就越快；當(dāng)兩電極的間距拉大時(shí)，加熱速率將也就越快；當(dāng)兩電極的間距拉大時(shí)，加熱速率將減慢；而物料的流率越大，其溫升也越小。溫升減慢；而物料的流率越大，其溫升也越小。溫升與各因素的關(guān)系如下：與各因素的關(guān)系如下： ()式中式中V兩電極之間的電位差，兩電極之間的電位差，V Ar加熱管的橫截面積，加熱管的橫截面積，m2 r電導(dǎo)率，電導(dǎo)率，S/m L兩極間距離，即管段長度，兩極間距離，即管段長度，m M物料的流率，物料的

19、流率，kg/s Cp物料的比熱容，物料的比熱容，J/(kg.)/()(2CpMLrArVT 第四節(jié)第四節(jié) 歐姆殺菌過程及設(shè)備歐姆殺菌過程及設(shè)備 一、歐姆殺菌工藝操作一、歐姆殺菌工藝操作( (無菌工藝無菌工藝) )1.裝置的預(yù)殺菌裝置的預(yù)殺菌用電導(dǎo)率與待殺菌物料相接近的一定濃度的硫酸鈉用電導(dǎo)率與待殺菌物料相接近的一定濃度的硫酸鈉溶液的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。通過電流加熱使之達(dá)到一定溶液的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。通過電流加熱使之達(dá)到一定溫度，通過壓力調(diào)節(jié)閥控制殺菌壓力，對(duì)歐姆加溫度，通過壓力調(diào)節(jié)閥控制殺菌壓力，對(duì)歐姆加熱組件、保溫管和冷卻管進(jìn)行殺菌。其它設(shè)備用熱組件、保溫管和冷卻管進(jìn)行殺菌。其它設(shè)備用傳統(tǒng)的蒸汽殺菌法。用

20、電導(dǎo)率與產(chǎn)品相近的硫酸傳統(tǒng)的蒸汽殺菌法。用電導(dǎo)率與產(chǎn)品相近的硫酸鈉的作為預(yù)殺菌溶液的目的是避免設(shè)備從預(yù)殺菌鈉的作為預(yù)殺菌溶液的目的是避免設(shè)備從預(yù)殺菌到產(chǎn)品殺菌期間電能的大幅度調(diào)整，以保持平穩(wěn)到產(chǎn)品殺菌期間電能的大幅度調(diào)整，以保持平穩(wěn)而有效地過度，且溫度波動(dòng)小。而有效地過度，且溫度波動(dòng)小。2.預(yù)殺菌液冷卻后排出，引入待殺菌物料。通過反預(yù)殺菌液冷卻后排出，引入待殺菌物料。通過反壓閥利用無菌空氣和氣氮?dú)庹{(diào)節(jié)壓力。壓閥利用無菌空氣和氣氮?dú)庹{(diào)節(jié)壓力。3.物料加熱殺菌，再依次進(jìn)入保溫管、冷卻管和貯物料加熱殺菌，再依次進(jìn)入保溫管、冷卻管和貯罐，供無菌充填。罐，供無菌充填。4.生產(chǎn)結(jié)束后，切斷電源，先用清水清

21、洗，再用生產(chǎn)結(jié)束后，切斷電源，先用清水清洗，再用80的的2%的氫氧化溶液循環(huán)清洗的氫氧化溶液循環(huán)清洗30min。二、歐姆殺菌的優(yōu)點(diǎn)二、歐姆殺菌的優(yōu)點(diǎn)1.1.可生產(chǎn)新鮮、大顆粒產(chǎn)品；可生產(chǎn)新鮮、大顆粒產(chǎn)品；2.2.不需任何熱交換表面；不需任何熱交換表面；3.3.可連續(xù)操作；可連續(xù)操作；4.4.熱量在液體中產(chǎn)生，不需借助其液體的傳導(dǎo)或?qū)α鳎粺崃吭谝后w中產(chǎn)生，不需借助其液體的傳導(dǎo)或?qū)α鳎?.5.過程易于控制，可立即終止或啟動(dòng)。過程易于控制，可立即終止或啟動(dòng)。第五節(jié)第五節(jié) 高壓殺菌高壓殺菌一、高壓殺菌的基本原理一、高壓殺菌的基本原理高壓殺菌就是將食品物料以某種方式包裝以后，置于高壓殺菌就是將食品物料以

22、某種方式包裝以后，置于高壓高壓(200MPa(200MPa以上以上) )裝置中加壓處理，使之達(dá)到商業(yè)滅菌的裝置中加壓處理，使之達(dá)到商業(yè)滅菌的要求。要求。食品高壓殺菌的基本原理就是壓力對(duì)食品微生物的致食品高壓殺菌的基本原理就是壓力對(duì)食品微生物的致死作用。高壓導(dǎo)致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基死作用。高壓導(dǎo)致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基因機(jī)制以及細(xì)胞壁膜發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物因機(jī)制以及細(xì)胞壁膜發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動(dòng)機(jī)能，甚至使原有功能破壞或發(fā)生不可逆原有的生理活動(dòng)機(jī)能，甚至使原有功能破壞或發(fā)生不可逆的變化，引起微生物的致死。的變化，引起微生物的致死。1.

23、1.高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響高壓能夠引起微生物特別是原蟲運(yùn)動(dòng)的停止，這可能高壓能夠引起微生物特別是原蟲運(yùn)動(dòng)的停止，這可能與高壓引起的微生物結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。但大多數(shù)微生物在解與高壓引起的微生物結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。但大多數(shù)微生物在解除壓力后會(huì)返回到正常狀態(tài)開始重新運(yùn)動(dòng)。除壓力后會(huì)返回到正常狀態(tài)開始重新運(yùn)動(dòng)。2.2.高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響高壓會(huì)使蛋白質(zhì)高壓會(huì)使蛋白質(zhì)( (酶酶) )變性，從而使酶失活。而且當(dāng)高壓在變性，從而使酶失活。而且當(dāng)高壓在100100300MPa300MPa時(shí)，變性是可逆的，但當(dāng)高壓超過時(shí)，變性是可逆的，但當(dāng)高壓超過300MPa300M

24、Pa時(shí)，這種變性是不可時(shí)，這種變性是不可逆的。變性隨壓力的升高和時(shí)間的延長而加強(qiáng)。逆的。變性隨壓力的升高和時(shí)間的延長而加強(qiáng)。酶的壓致失活的機(jī)制是：改變分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；活性部位上的構(gòu)象發(fā)酶的壓致失活的機(jī)制是：改變分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；活性部位上的構(gòu)象發(fā)生變化。生變化。3.3.高壓對(duì)微生物基因機(jī)制的影響高壓對(duì)微生物基因機(jī)制的影響核酸對(duì)剪切力的作用雖然敏感，但對(duì)流體靜壓力的耐受力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于核酸對(duì)剪切力的作用雖然敏感，但對(duì)流體靜壓力的耐受力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蛋白質(zhì)。當(dāng)施加的壓力高達(dá)蛋白質(zhì)。當(dāng)施加的壓力高達(dá)1000MPa1000MPa時(shí)，鮭魚精子和小牛胸腺的時(shí)，鮭魚精子和小牛胸腺的DNADNA天天然結(jié)構(gòu)在然結(jié)構(gòu)在25

25、254040下下60min60min不發(fā)生變化。但盡管不發(fā)生變化。但盡管DNADNA在壓力下有這種穩(wěn)在壓力下有這種穩(wěn)定性，而由酶催化的定性，而由酶催化的DNADNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄步驟卻因壓力而中斷。的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄步驟卻因壓力而中斷。4.4.高壓對(duì)細(xì)胞壁膜的影響高壓對(duì)細(xì)胞壁膜的影響在高壓作用下，細(xì)胞膜的雙層結(jié)構(gòu)的容積隨著每一磷脂分子橫切面積在高壓作用下，細(xì)胞膜的雙層結(jié)構(gòu)的容積隨著每一磷脂分子橫切面積的縮小而收縮。加壓的細(xì)胞膜常常表現(xiàn)出通透性的變化。在核蛋白中，的縮小而收縮。加壓的細(xì)胞膜常常表現(xiàn)出通透性的變化。在核蛋白中，鉀和鈉的流出隨壓力升高超過鉀和鈉的流出隨壓力升高超過40MPa40MPa而呈直線

26、性下降。一般認(rèn)為，對(duì)而呈直線性下降。一般認(rèn)為，對(duì)于微生物，壓力引起損傷的前沿部位可能是細(xì)胞膜。于微生物，壓力引起損傷的前沿部位可能是細(xì)胞膜。 二、高壓對(duì)食品中營養(yǎng)成分的影響二、高壓對(duì)食品中營養(yǎng)成分的影響1.高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響高壓使蛋白質(zhì)變性，可能是由于高壓使蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)伸展，高壓使蛋白質(zhì)變性，可能是由于高壓使蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)伸展，導(dǎo)致蛋白質(zhì)體積的改變。加壓使雞蛋的蛋白質(zhì)變性，加壓后的顏色與導(dǎo)致蛋白質(zhì)體積的改變。加壓使雞蛋的蛋白質(zhì)變性，加壓后的顏色與加壓前一樣鮮艷，而口感仍然是生雞蛋味，且維生素?zé)o損失。加壓前一樣鮮艷，而口感仍然是生雞蛋味，且維生素?zé)o損失。高壓對(duì)食品中的酶的

27、活性的影響是：壓力較低時(shí)，高壓可能會(huì)高壓對(duì)食品中的酶的活性的影響是：壓力較低時(shí)，高壓可能會(huì)增加酶的活力，如切片的土豆、蘋果和洋梨，在壓力較低時(shí)，可激活增加酶的活力，如切片的土豆、蘋果和洋梨，在壓力較低時(shí)，可激活組織中多酚氧化酶，導(dǎo)致褐變的發(fā)生。若加壓到組織中多酚氧化酶，導(dǎo)致褐變的發(fā)生。若加壓到400MPa以上時(shí)，則以上時(shí)，則酶的活性逐漸喪失。可見，與迅速加熱使酶失活一樣，加壓速率也應(yīng)酶的活性逐漸喪失。可見，與迅速加熱使酶失活一樣，加壓速率也應(yīng)提高，以達(dá)到快速鈍化酶的目的。提高，以達(dá)到快速鈍化酶的目的。使蛋白質(zhì)發(fā)生變性的壓力大小，依不同的物料及微生物特性而使蛋白質(zhì)發(fā)生變性的壓力大小，依不同的物料

28、及微生物特性而定，通常在定，通常在100600MPa之間。之間。2.高壓對(duì)淀粉及糖類的影響高壓對(duì)淀粉及糖類的影響高壓可使淀粉改性。常溫下加壓到高壓可使淀粉改性。常溫下加壓到400600MPa，可使淀粉糊，可使淀粉糊化而呈不透明的粘稠狀物，且吸水量也發(fā)生改變。原因是壓力使淀粉化而呈不透明的粘稠狀物，且吸水量也發(fā)生改變。原因是壓力使淀粉分子的長鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變分子的長鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變(圖圖11-18)。用高壓處理蜂蜜，除。用高壓處理蜂蜜，除微生物死亡以外，對(duì)糖幾乎無影響。微生物死亡以外，對(duì)糖幾乎無影響。3.3.高壓對(duì)油脂的影響高壓對(duì)油脂的影響油脂耐壓程度低，在常溫下加壓到油脂耐壓程

29、度低，在常溫下加壓到100100200MPa200MPa時(shí)，基本上變成固體，但解除壓力后，又時(shí)，基本上變成固體，但解除壓力后，又恢復(fù)到原狀；高壓對(duì)油脂的氧化也有一定的作用。恢復(fù)到原狀；高壓對(duì)油脂的氧化也有一定的作用。4.4.高壓對(duì)食品中其它成分的影響高壓對(duì)食品中其它成分的影響高壓對(duì)食品中的風(fēng)味物質(zhì)、維生素、色素及高壓對(duì)食品中的風(fēng)味物質(zhì)、維生素、色素及各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)基本上沒有影響。如：各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)基本上沒有影響。如：草莓果醬能保持原有的特殊風(fēng)味、色澤及營養(yǎng)；草莓果醬能保持原有的特殊風(fēng)味、色澤及營養(yǎng)；高壓處理柑桔汁，不僅可以避免煮熟味的產(chǎn)生，高壓處理柑桔汁，不僅可以避免煮熟味

30、的產(chǎn)生，而且可以抑制榨汁后苦味物質(zhì)的產(chǎn)生。而且可以抑制榨汁后苦味物質(zhì)的產(chǎn)生。三、影響高壓殺菌的因素三、影響高壓殺菌的因素1.pH值對(duì)高壓殺菌的影響值對(duì)高壓殺菌的影響一方面壓力可以改變一方面壓力可以改變(降低降低)介質(zhì)的介質(zhì)的pH值，且逐漸縮小微生物生值，且逐漸縮小微生物生長的長的pH值范圍，另一方面，在食品容許的范圍內(nèi)，改變介質(zhì)的值范圍，另一方面，在食品容許的范圍內(nèi)，改變介質(zhì)的pH值，使微生物的生長環(huán)境劣化，也會(huì)加速微生物的死亡速率，使高值，使微生物的生長環(huán)境劣化，也會(huì)加速微生物的死亡速率，使高壓殺菌的時(shí)間縮短或降低所需壓力。壓殺菌的時(shí)間縮短或降低所需壓力。2.溫度對(duì)高壓殺菌的影響溫度對(duì)高壓殺菌的影響在低溫或高溫下進(jìn)行高壓殺菌，對(duì)微生物的影響加劇。因?yàn)槲⒃诘蜏鼗蚋邷叵逻M(jìn)行高壓殺菌，對(duì)微生物的影響加劇。因?yàn)槲⑸飳?duì)溫度具有敏感性。因此，在溫度作用的協(xié)同下，高壓殺菌的生物對(duì)溫度具有敏感性。因此，在溫度作用的協(xié)同下，高壓殺菌的效果可以大大提高。