1、食品保藏原理食品保藏原理第七章第七章 食品的超高壓保藏食品的超高壓保藏 食品超高壓保藏概況食品超高壓保藏概況超高壓保藏的基本原理超高壓保藏的基本原理超高壓食品保藏超高壓食品保藏超高壓處理在食品加工中的應(yīng)用超高壓處理在食品加工中的應(yīng)用內(nèi)容提要內(nèi)容提要7.1 食品超高壓保藏概況食品超高壓保藏概況高壓殺菌技術(shù)是近年來備受各國(guó)重視、廣泛研究的一項(xiàng)高壓殺菌技術(shù)是近年來備受各國(guó)重視、廣泛研究的一項(xiàng)食品高新技術(shù)，由于其獨(dú)特而新穎的方法，簡(jiǎn)單而易行食品高新技術(shù)，由于其獨(dú)特而新穎的方法，簡(jiǎn)單而易行的操作，故引起普遍的關(guān)注。日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)在的操作，故引起普遍的關(guān)注。日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)在高壓食品的研究和開發(fā)

2、方面走在世界前例，高壓食品的研究和開發(fā)方面走在世界前例，19901990年年4 4月月, ,高壓食品首先在日本誕生。目前，在全球范圍內(nèi)，食品高壓食品首先在日本誕生。目前，在全球范圍內(nèi)，食品的安全性問題日益突出，消費(fèi)者要求營(yíng)養(yǎng)、原汁原味的的安全性問題日益突出，消費(fèi)者要求營(yíng)養(yǎng)、原汁原味的食品的呼聲也很高，高壓技術(shù)則能順應(yīng)這一趨勢(shì)。食品的呼聲也很高，高壓技術(shù)則能順應(yīng)這一趨勢(shì)。它不僅能保證食品在微生物方面的安全，而且它不僅能保證食品在微生物方面的安全，而且能較好地保持食品固有的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)能較好地保持食品固有的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、色澤、新鮮程度。利用超高壓可以達(dá)到殺味、色澤、新鮮程度。利用超高

3、壓可以達(dá)到殺菌、滅酶和改善食品品質(zhì)的目的，在一些發(fā)達(dá)菌、滅酶和改善食品品質(zhì)的目的，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，高壓技術(shù)已應(yīng)用于食品的低溫消毒，而國(guó)家，高壓技術(shù)已應(yīng)用于食品的低溫消毒，而且作為殺菌技術(shù)也日趨成熟。且作為殺菌技術(shù)也日趨成熟。7.1 食品超高壓保藏概況食品超高壓保藏概況7.1.1 7.1.1 定義定義超高壓殺菌技術(shù)超高壓殺菌技術(shù)是將密封于彈性容器是將密封于彈性容器中的中的食品置于食品置于水或水或其他液體作為傳壓介質(zhì)的無菌壓力系統(tǒng)中其他液體作為傳壓介質(zhì)的無菌壓力系統(tǒng)中，經(jīng)，經(jīng)100Mpa100Mpa以以上超高壓處理一段時(shí)間，以達(dá)到殺菌、滅酶和改善食品上超高壓處理一段時(shí)間，以達(dá)到殺菌、滅酶和改善食品

4、的功能性質(zhì)等作用。根據(jù)殺菌時(shí)溫度不同，殺菌可分為的功能性質(zhì)等作用。根據(jù)殺菌時(shí)溫度不同，殺菌可分為熱殺菌和冷殺菌。其中冷殺菌又根據(jù)使用手段不同分為熱殺菌和冷殺菌。其中冷殺菌又根據(jù)使用手段不同分為物理殺菌和化學(xué)殺菌。物理殺菌和化學(xué)殺菌。冷殺菌中的物理殺菌是目前殺菌技術(shù)發(fā)展的趨冷殺菌中的物理殺菌是目前殺菌技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。物理殺菌克服了熱殺菌和化學(xué)殺菌的不足勢(shì)。物理殺菌克服了熱殺菌和化學(xué)殺菌的不足之處，是運(yùn)用物理方法，如高壓、場(chǎng)、電子、之處，是運(yùn)用物理方法，如高壓、場(chǎng)、電子、光等的單一作用或兩種以上的共同作用，在低光等的單一作用或兩種以上的共同作用，在低溫或常溫下達(dá)到殺菌的目的。溫或常溫下達(dá)到殺菌的目

5、的。 7.1 食品超高壓保藏概況食品超高壓保藏概況7.1.2 7.1.2 超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)超高壓食品的殺菌設(shè)備與一般的高壓設(shè)備沒有本質(zhì)的差超高壓食品的殺菌設(shè)備與一般的高壓設(shè)備沒有本質(zhì)的差別，只是壓力介質(zhì)不同，一般為水。因?yàn)樗菀撰@得、別，只是壓力介質(zhì)不同，一般為水。因?yàn)樗菀撰@得、成本低，與氣體相比較無爆炸的危險(xiǎn)，能耗小。通常壓成本低，與氣體相比較無爆炸的危險(xiǎn)，能耗小。通常壓力為力為 100100600MPa600MPa，當(dāng)壓力超過，當(dāng)壓力超過600MPa600MPa以上時(shí)，需要采以上時(shí)，需要采用油作為壓力介質(zhì)。用油作為壓力介質(zhì)。7.1.2 7.1.2 超高壓殺菌技

6、術(shù)工藝特點(diǎn)超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)固態(tài)食品和液態(tài)食品的處理工藝不同。固態(tài)食品和液態(tài)食品的處理工藝不同。固態(tài)食品固態(tài)食品如肉、禽、魚、水果等需裝在耐壓、無毒、如肉、禽、魚、水果等需裝在耐壓、無毒、柔韌并能傳遞壓力的軟包裝內(nèi)，進(jìn)行真空密封包裝，柔韌并能傳遞壓力的軟包裝內(nèi)，進(jìn)行真空密封包裝，以避免壓力介質(zhì)混入，然后置于超高壓容器中，進(jìn)行以避免壓力介質(zhì)混入，然后置于超高壓容器中，進(jìn)行加壓處理。處理工藝是升壓加壓處理。處理工藝是升壓保壓保壓卸壓三個(gè)過程，卸壓三個(gè)過程，通常進(jìn)料、卸料為不連續(xù)方式生產(chǎn)。通常進(jìn)料、卸料為不連續(xù)方式生產(chǎn)。7.1.2 7.1.2 超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)液態(tài)食品

7、液態(tài)食品如果汁、奶、飲料、酒等，一方面可像固如果汁、奶、飲料、酒等，一方面可像固態(tài)食品一樣用容器由壓力介質(zhì)從外圍加壓處理。也態(tài)食品一樣用容器由壓力介質(zhì)從外圍加壓處理。也可以直接以被加工食品取代水作為壓力介質(zhì)，但密可以直接以被加工食品取代水作為壓力介質(zhì)，但密封性要求嚴(yán)格，處理工藝為升壓封性要求嚴(yán)格，處理工藝為升壓動(dòng)態(tài)保壓動(dòng)態(tài)保壓卸壓卸壓三個(gè)過程，用第二種方法可進(jìn)行連續(xù)方式生產(chǎn)。三個(gè)過程，用第二種方法可進(jìn)行連續(xù)方式生產(chǎn)。 7.1.2 7.1.2 超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn)一般情況下，寄生蟲的殺滅和其他生物體相近，一般情況下，寄生蟲的殺滅和其他生物體相近，只要低壓處理即可殺死只要低

8、壓處理即可殺死；病毒在稍低的壓力即可失活病毒在稍低的壓力即可失活；細(xì)菌、霉菌、酵母的營(yíng)養(yǎng)體在細(xì)菌、霉菌、酵母的營(yíng)養(yǎng)體在300300400MPa400MPa壓力壓力下可被殺死；下可被殺死；芽抱菌對(duì)壓力比其營(yíng)養(yǎng)體具有較強(qiáng)的抵抗力，需芽抱菌對(duì)壓力比其營(yíng)養(yǎng)體具有較強(qiáng)的抵抗力，需要更高的壓力才會(huì)被殺滅。要更高的壓力才會(huì)被殺滅。 壓力處理的時(shí)間與壓力成反比；壓力越高，則處壓力處理的時(shí)間與壓力成反比；壓力越高，則處理所需時(shí)間越短。另外，超高壓殺菌的效果還受理所需時(shí)間越短。另外，超高壓殺菌的效果還受溫度、食品的組分的影響。溫度、食品的組分的影響。 7.1 食品超高壓保藏概況食品超高壓保藏概況7.1.3 7.1

9、.3 超高壓技術(shù)的應(yīng)用超高壓技術(shù)的應(yīng)用自自19901990年年4 4月日本首次將超高壓產(chǎn)品果醬投放市場(chǎng)，其月日本首次將超高壓產(chǎn)品果醬投放市場(chǎng)，其獨(dú)到風(fēng)味立即引起了發(fā)達(dá)國(guó)家政府、科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)界獨(dú)到風(fēng)味立即引起了發(fā)達(dá)國(guó)家政府、科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)界的高度重視。食品超高壓處理技術(shù)被稱為的高度重視。食品超高壓處理技術(shù)被稱為“食品工業(yè)的食品工業(yè)的一場(chǎng)革命一場(chǎng)革命”、“當(dāng)今世界十大尖端科技當(dāng)今世界十大尖端科技”等，可被應(yīng)用等，可被應(yīng)用于所有含液體成分的固態(tài)或液態(tài)食物。于所有含液體成分的固態(tài)或液態(tài)食物。高壓食品極符合高壓食品極符合2121世紀(jì)新型食品的簡(jiǎn)便、安世紀(jì)新型食品的簡(jiǎn)便、安全、天然、營(yíng)養(yǎng)的消費(fèi)需求，相信

10、它有著巨全、天然、營(yíng)養(yǎng)的消費(fèi)需求，相信它有著巨大的潛在市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景。大的潛在市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景。7.1.3 7.1.3 超高壓技術(shù)的應(yīng)用超高壓技術(shù)的應(yīng)用目前超高壓處理技術(shù)的應(yīng)用范圍主要包括目前超高壓處理技術(shù)的應(yīng)用范圍主要包括新型高壓食品處理技術(shù)新型高壓食品處理技術(shù)新型高壓生物處理技術(shù)新型高壓生物處理技術(shù)超高壓在石油化工、壓力容器和木材的超強(qiáng)化處理技超高壓在石油化工、壓力容器和木材的超強(qiáng)化處理技術(shù)中的應(yīng)用術(shù)中的應(yīng)用 該技術(shù)最大限度的保持了食品的該技術(shù)最大限度的保持了食品的原有風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)成分，真原有風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)成分，真正使食品達(dá)到了正使食品達(dá)到了“新鮮、鮮活新鮮、鮮活” ” 包

11、括病毒的滅活、中藥的提取、包括病毒的滅活、中藥的提取、疫苗的制取、血漿及血液的病原疫苗的制取、血漿及血液的病原菌、病毒殺滅和處理菌、病毒殺滅和處理 可使石油化工管道、壓力容器抗疲勞壽命大可使石油化工管道、壓力容器抗疲勞壽命大幅度提高，使木材密度、硬度增高，將普通幅度提高，使木材密度、硬度增高，將普通木材改性為高強(qiáng)度、高質(zhì)量的高檔木材。木材改性為高強(qiáng)度、高質(zhì)量的高檔木材。7.2 食品超高壓保藏的基本原理食品超高壓保藏的基本原理食品超高壓技術(shù)食品超高壓技術(shù)（ultra-high pressure processing,UHP）可簡(jiǎn)稱為高壓技術(shù)可簡(jiǎn)稱為高壓技術(shù)(High pressure Proce

12、ssing,HPP)或高或高靜水壓技術(shù)靜水壓技術(shù)(High Hydrostatic Pressure,HHP)，原理就，原理就是壓力對(duì)微生物的致死作用。是壓力對(duì)微生物的致死作用。7.2 食品超高壓保藏的基本原理食品超高壓保藏的基本原理7.2.1 7.2.1 高壓保藏的基本原理高壓保藏的基本原理高壓導(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)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)生不可逆變化。可逆變化。在食品工業(yè)

13、上，高壓殺菌技術(shù)的應(yīng)用旨在利在食品工業(yè)上，高壓殺菌技術(shù)的應(yīng)用旨在利用這一原理，使高壓處理后的食品得以安全用這一原理，使高壓處理后的食品得以安全長(zhǎng)期保存。長(zhǎng)期保存。7.2.1 7.2.1 高壓保藏的基本原理高壓保藏的基本原理高壓對(duì)微生物的影響高壓對(duì)微生物的影響超高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響超高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響當(dāng)細(xì)胞周圍的流體靜壓達(dá)到一定值時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的氣泡當(dāng)細(xì)胞周圍的流體靜壓達(dá)到一定值時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的氣泡會(huì)破裂，形態(tài)發(fā)生改變，引起微生物死亡。在壓力作會(huì)破裂，形態(tài)發(fā)生改變，引起微生物死亡。在壓力作用下，細(xì)胞形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，球菌在壓力作用下發(fā)生用下，細(xì)胞形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，球菌在壓力作用下發(fā)生變形而成為桿狀，細(xì)胞尺

14、寸也會(huì)受壓力的影響，主要變形而成為桿狀，細(xì)胞尺寸也會(huì)受壓力的影響，主要是由于壓力的擠壓作用導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。是由于壓力的擠壓作用導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在壓力作用下，還會(huì)發(fā)生細(xì)胞壁脫離細(xì)胞質(zhì)、在壓力作用下，還會(huì)發(fā)生細(xì)胞壁脫離細(xì)胞質(zhì)、無膜結(jié)構(gòu)胞壁變厚、細(xì)胞漿中海綿狀或網(wǎng)狀結(jié)無膜結(jié)構(gòu)胞壁變厚、細(xì)胞漿中海綿狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光亮區(qū)和核蛋白體數(shù)目減少等變化。構(gòu)的光亮區(qū)和核蛋白體數(shù)目減少等變化。超高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響超高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響這些變化與菌種有關(guān)，有些變化是可逆的，即解除這些變化與菌種有關(guān)，有些變化是可逆的，即解除壓力后會(huì)恢復(fù)到原來正常的狀態(tài)。當(dāng)壓力升高到一壓力后會(huì)恢復(fù)到原來正常的狀態(tài)。

15、當(dāng)壓力升高到一定定 程度時(shí)，此種變性就成為永久的、不可逆的變程度時(shí)，此種變性就成為永久的、不可逆的變性。當(dāng)壓力升高到導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞時(shí)，細(xì)胞質(zhì)會(huì)泄性。當(dāng)壓力升高到導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞時(shí)，細(xì)胞質(zhì)會(huì)泄露從而造成細(xì)胞死亡。露從而造成細(xì)胞死亡。高壓對(duì)微生物的影響高壓對(duì)微生物的影響超高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響超高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響加壓有利于促進(jìn)反應(yīng)向減少體積的方向進(jìn)行，推遲了加壓有利于促進(jìn)反應(yīng)向減少體積的方向進(jìn)行，推遲了增大體積的化學(xué)反應(yīng)。由于許多生物化學(xué)反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)增大體積的化學(xué)反應(yīng)。由于許多生物化學(xué)反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生體積上的變化，所以加壓將對(duì)生物學(xué)過程產(chǎn)生影響生體積上的變化，所以加壓將對(duì)生物學(xué)過程產(chǎn)生影響

16、氫鍵的形成伴隨著容積的減少，所以加壓有利氫鍵的形成伴隨著容積的減少，所以加壓有利于氫鍵的形成；于氫鍵的形成；壓力還會(huì)影響疏水的交互反應(yīng)，壓力還會(huì)影響疏水的交互反應(yīng)，100Mpa時(shí)，疏時(shí)，疏水交互反應(yīng)導(dǎo)致容積增大，超過水交互反應(yīng)導(dǎo)致容積增大，超過100Mpa后，疏后，疏水交互反應(yīng)將伴隨容積的減少。水交互反應(yīng)將伴隨容積的減少。高壓對(duì)微生物的影響高壓對(duì)微生物的影響超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響細(xì)胞膜使胞內(nèi)物質(zhì)與周圍環(huán)境相隔離，起著控制內(nèi)外細(xì)胞膜使胞內(nèi)物質(zhì)與周圍環(huán)境相隔離，起著控制內(nèi)外物質(zhì)的傳輸作用以及呼吸作用。如果細(xì)胞膜是極其可物質(zhì)的傳輸作用以及呼吸作用。如果細(xì)胞膜是極其可透的，細(xì)胞便

17、面臨死亡。細(xì)胞膜的主要成分為磷脂和透的，細(xì)胞便面臨死亡。細(xì)胞膜的主要成分為磷脂和蛋白質(zhì)，超高壓作用下，細(xì)胞膜通透性發(fā)生變化。壓蛋白質(zhì)，超高壓作用下，細(xì)胞膜通透性發(fā)生變化。壓力引起的細(xì)胞膜功能惡化將導(dǎo)致氨基酸攝取受抑制。力引起的細(xì)胞膜功能惡化將導(dǎo)致氨基酸攝取受抑制。超高壓能使較大細(xì)胞的細(xì)胞壁因超過應(yīng)力極限超高壓能使較大細(xì)胞的細(xì)胞壁因超過應(yīng)力極限而發(fā)生機(jī)械斷裂，從而使細(xì)胞松懈。這種作用而發(fā)生機(jī)械斷裂，從而使細(xì)胞松懈。這種作用對(duì)真菌來說是主要的影響因素。對(duì)真菌來說是主要的影響因素。超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響一般來講，真核微生物比原核微生物對(duì)壓力更為敏一般來講，真核微生物比原核微生物

18、對(duì)壓力更為敏感，處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞對(duì)壓力要比處于穩(wěn)定期感，處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞對(duì)壓力要比處于穩(wěn)定期的細(xì)胞更為敏感，處于穩(wěn)定期的細(xì)胞對(duì)壓力具有較的細(xì)胞更為敏感，處于穩(wěn)定期的細(xì)胞對(duì)壓力具有較強(qiáng)的抗性，可能是由于處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞分裂強(qiáng)的抗性，可能是由于處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞分裂速度快、細(xì)胞膜薄，而處于穩(wěn)定期的細(xì)胞分裂速度速度快、細(xì)胞膜薄，而處于穩(wěn)定期的細(xì)胞分裂速度明顯減慢、細(xì)胞膜厚的緣故。明顯減慢、細(xì)胞膜厚的緣故。高壓對(duì)微生物的影響高壓對(duì)微生物的影響超高壓對(duì)微生物芽孢的作用超高壓對(duì)微生物芽孢的作用殺滅芽孢是食品保藏中最關(guān)鍵的一環(huán)，它是食品是否殺滅芽孢是食品保藏中最關(guān)鍵的一環(huán)，它是食品是否徹底滅菌

19、的標(biāo)志。而殺死芽孢也是食品加工和保藏中徹底滅菌的標(biāo)志。而殺死芽孢也是食品加工和保藏中最難解決的問題之一。研究發(fā)現(xiàn)，芽孢的耐壓性和耐最難解決的問題之一。研究發(fā)現(xiàn)，芽孢的耐壓性和耐熱性之間沒有任何確定的關(guān)系，一般認(rèn)為，對(duì)于低酸熱性之間沒有任何確定的關(guān)系，一般認(rèn)為，對(duì)于低酸性食品，除非壓力超過性食品，除非壓力超過800MPa800MPa，否則，高壓處理必須，否則，高壓處理必須與熱處理結(jié)合才能有效殺滅芽孢。與熱處理結(jié)合才能有效殺滅芽孢。細(xì)菌芽孢可被高于細(xì)菌芽孢可被高于1000MPa的壓力直接殺死，的壓力直接殺死，但如此高的壓力不適宜直接應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中但如此高的壓力不適宜直接應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中超高壓對(duì)微

20、生物芽孢的作用超高壓對(duì)微生物芽孢的作用有研究表明，有研究表明，芽孢開始發(fā)芽是芽孢壓力滅活的先決條芽孢開始發(fā)芽是芽孢壓力滅活的先決條件。件。只有芽孢發(fā)芽生成營(yíng)養(yǎng)體，才有可能被超高壓鈍只有芽孢發(fā)芽生成營(yíng)養(yǎng)體，才有可能被超高壓鈍化。因此，對(duì)芽孢的滅菌可采用兩次處理：第一次采化。因此，對(duì)芽孢的滅菌可采用兩次處理：第一次采用較低壓力促使芽孢發(fā)芽或者活化芽孢，第二次則以用較低壓力促使芽孢發(fā)芽或者活化芽孢，第二次則以較高壓力使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞和發(fā)芽的芽孢失活。較高壓力使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞和發(fā)芽的芽孢失活。3737下，大多數(shù)芽孢壓力處理后的萌發(fā)時(shí)間在下，大多數(shù)芽孢壓力處理后的萌發(fā)時(shí)間在1h1h之內(nèi)。芽孢經(jīng)高壓處理后，不僅其自身

21、的耐之內(nèi)。芽孢經(jīng)高壓處理后，不僅其自身的耐壓性有可能增強(qiáng)，而且對(duì)其他殺菌方法的抵抗壓性有可能增強(qiáng)，而且對(duì)其他殺菌方法的抵抗力也會(huì)提高，這樣會(huì)使有效殺滅芽孢的條件變力也會(huì)提高，這樣會(huì)使有效殺滅芽孢的條件變得更為苛刻。得更為苛刻。高壓對(duì)微生物的影響高壓對(duì)微生物的影響超高壓對(duì)微生物體內(nèi)酶的影響超高壓對(duì)微生物體內(nèi)酶的影響壓力對(duì)微生物的抑制作用還可能由于壓力引起主要酶壓力對(duì)微生物的抑制作用還可能由于壓力引起主要酶系的失活。酶的壓致失活的根本機(jī)制是：改變分子內(nèi)系的失活。酶的壓致失活的根本機(jī)制是：改變分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)；活性部位上構(gòu)象發(fā)生變化；部結(jié)構(gòu)；活性部位上構(gòu)象發(fā)生變化；由于壓力對(duì)同一細(xì)胞內(nèi)部的不同酶促反應(yīng)所

22、產(chǎn)生的影由于壓力對(duì)同一細(xì)胞內(nèi)部的不同酶促反應(yīng)所產(chǎn)生的影響不同，因此，在有關(guān)機(jī)制問題上可能引起混淆。響不同，因此，在有關(guān)機(jī)制問題上可能引起混淆。7.2.1 7.2.1 高壓保藏的基本原理高壓保藏的基本原理高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，超高壓對(duì)酶蛋白的結(jié)構(gòu)的酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，超高壓對(duì)酶蛋白的結(jié)構(gòu)的改變或破壞肯定會(huì)影響到酶的活性。酶活性的影響改變或破壞肯定會(huì)影響到酶的活性。酶活性的影響因素主要有壓力、時(shí)間、加壓方式、溫度、因素主要有壓力、時(shí)間、加壓方式、溫度、PHPH、介、介質(zhì)。不同種類酶對(duì)高壓有不同的反應(yīng)。質(zhì)。不同種類酶對(duì)高壓有不同的反應(yīng)。高壓對(duì)食品中酶的影響高

23、壓對(duì)食品中酶的影響多酚氧化酶多酚氧化酶多酚氧化酶廣泛存在于各種植物中，主要影響保鮮、冷多酚氧化酶廣泛存在于各種植物中，主要影響保鮮、冷凍、干制和罐藏等過程中產(chǎn)品的顏色變化。傳統(tǒng)加工中凍、干制和罐藏等過程中產(chǎn)品的顏色變化。傳統(tǒng)加工中主要采用熱處理或化學(xué)處理的方法使食品中的多酚氧化主要采用熱處理或化學(xué)處理的方法使食品中的多酚氧化酶失活。在低壓條件下，有增強(qiáng)酶活力的效果；加壓到酶失活。在低壓條件下，有增強(qiáng)酶活力的效果；加壓到400MPa400MPa以上，則酶很快失活。以上，則酶很快失活。一般來說，較低壓力下，酶的失活是可逆的，有一般來說，較低壓力下，酶的失活是可逆的，有時(shí)還會(huì)活性增強(qiáng)，而在較高壓力下

24、，酶活明顯下時(shí)還會(huì)活性增強(qiáng)，而在較高壓力下，酶活明顯下降，且為不可逆失活。降，且為不可逆失活。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響果膠酶果膠酶果膠酶是植物中廣泛存在的另一大類酶，包括能催化果果膠酶是植物中廣泛存在的另一大類酶，包括能催化果膠解聚的果膠裂解酶和催化果膠分子中的酯水解的果膠膠解聚的果膠裂解酶和催化果膠分子中的酯水解的果膠酯酶。隨果汁濃度增大，其中果膠酯酶受壓力鈍化的程酯酶。隨果汁濃度增大，其中果膠酯酶受壓力鈍化的程度降低，但度降低，但PHPH及有機(jī)酸的種類對(duì)壓力作用影響不大。及有機(jī)酸的種類對(duì)壓力作用影響不大。在在300和和400MPa壓力下處理壓力下處理10min后，果汁中的后

25、，果汁中的果膠酯酶并未完全失活，但在正常貯運(yùn)條件下失果膠酯酶并未完全失活，但在正常貯運(yùn)條件下失活的酶沒有再生。活的酶沒有再生。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響纖維素酶纖維素酶纖維素酶主要作用于纖維素及其衍生出來的產(chǎn)物，使纖維素酶主要作用于纖維素及其衍生出來的產(chǎn)物，使植物性食品中的維生素增溶和糖化。研究發(fā)現(xiàn)，纖維植物性食品中的維生素增溶和糖化。研究發(fā)現(xiàn)，纖維素酶的活性隨著壓力的升高而增強(qiáng)，并在素酶的活性隨著壓力的升高而增強(qiáng)，并在400MPa達(dá)到達(dá)到最大值。此時(shí)酶活力是常壓下酶活力的最大值。此時(shí)酶活力是常壓下酶活力的1.7倍。倍。300MPa時(shí)的酶活力也可達(dá)到常壓時(shí)的時(shí)的酶活力也可達(dá)到常壓

26、時(shí)的1.5倍。倍。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響過氧化物酶過氧化物酶過氧化物酶屬于最耐熱的酶類，在果蔬加工中常被用過氧化物酶屬于最耐熱的酶類，在果蔬加工中常被用作熱處理是否足夠的指標(biāo)。將過氧化物酶配制的緩沖作熱處理是否足夠的指標(biāo)。將過氧化物酶配制的緩沖液進(jìn)行超高壓處理，發(fā)現(xiàn)它的耐壓性也是很高的。如液進(jìn)行超高壓處理，發(fā)現(xiàn)它的耐壓性也是很高的。如果將緩沖液換成食品基質(zhì)，則過氧化物酶的耐壓性更果將緩沖液換成食品基質(zhì)，則過氧化物酶的耐壓性更高。高。PH對(duì)過氧化物酶活性有顯著影響。對(duì)過氧化物酶活性有顯著影響。中性環(huán)境下，中性環(huán)境下，6060，600MPa600MPa處理處理10min10min

27、，過氧化物，過氧化物酶的殘存活力仍高達(dá)酶的殘存活力仍高達(dá)90%90%；當(dāng)；當(dāng)PHPH從從7 7變到變到9 9，酶活性，酶活性減少了減少了90%90%。鑒于過氧化物酶的高耐壓性，可以建。鑒于過氧化物酶的高耐壓性，可以建議選擇其作為低酸性食品超高壓滅酶效果的指示酶議選擇其作為低酸性食品超高壓滅酶效果的指示酶過氧化物酶過氧化物酶在在200200MPaMPa以前，隨著壓力升高，梨汁中過氧化物酶的以前，隨著壓力升高，梨汁中過氧化物酶的活性與未處理的對(duì)照樣酶活性相比沒有下降，反而升活性與未處理的對(duì)照樣酶活性相比沒有下降，反而升高；在高；在200MPa200MPa時(shí)，相對(duì)活性達(dá)到最大值時(shí)，相對(duì)活性達(dá)到最大值

28、131%131%；200MPa200MPa以后，過氧化物酶活性隨著壓力升高而下降以后，過氧化物酶活性隨著壓力升高而下降。400MPaMPa時(shí)相對(duì)活性為時(shí)相對(duì)活性為87%87%，500MPa500MPa時(shí)相對(duì)活性時(shí)相對(duì)活性75%75%。低壓下酶的構(gòu)象沒有太大變化，沒有失去活力；壓低壓下酶的構(gòu)象沒有太大變化，沒有失去活力；壓力促使酶從附著而被束縛的狀態(tài)中解離出來，提高力促使酶從附著而被束縛的狀態(tài)中解離出來，提高了酶的活性；此外，梨汁中尚未被破碎細(xì)胞，在壓了酶的活性；此外，梨汁中尚未被破碎細(xì)胞，在壓力作用下細(xì)胞膜被損壞，使細(xì)胞內(nèi)部過氧化物酶泄力作用下細(xì)胞膜被損壞，使細(xì)胞內(nèi)部過氧化物酶泄露出來，導(dǎo)致酶

29、活性比對(duì)照樣還高。露出來，導(dǎo)致酶活性比對(duì)照樣還高。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響蛋白酶蛋白酶蛋白酶是食品工業(yè)中最重要的一類酶，在干酪生產(chǎn)、蛋白酶是食品工業(yè)中最重要的一類酶，在干酪生產(chǎn)、肉類嫩化和蛋白質(zhì)改性中都大量地使用。超高壓對(duì)蛋肉類嫩化和蛋白質(zhì)改性中都大量地使用。超高壓對(duì)蛋白酶類的影響不同于對(duì)微生物的作用，它既可能鈍化白酶類的影響不同于對(duì)微生物的作用，它既可能鈍化酶的活性，在一定范圍內(nèi)也能使酶的活力增強(qiáng)。酶的活性，在一定范圍內(nèi)也能使酶的活力增強(qiáng)。研究者檢測(cè)了在超高壓下牛肉中蛋白酶的活力，研究者檢測(cè)了在超高壓下牛肉中蛋白酶的活力，發(fā)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在400MPa400MPa或或500MPa5

30、00MPa的壓力下氨肽酶和羧肽酶的壓力下氨肽酶和羧肽酶完全失活；在完全失活；在400MPa400MPa或更高壓力條件下，酸性蛋或更高壓力條件下，酸性蛋白酶的活力幾乎不受影響，中性蛋白酶的活性也白酶的活力幾乎不受影響，中性蛋白酶的活性也僅受輕微影響。僅受輕微影響。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響脂酶脂酶脂酶主要分解脂肪產(chǎn)生游離脂肪酸，通常所說的水解脂酶主要分解脂肪產(chǎn)生游離脂肪酸，通常所說的水解酸敗就是脂酶引起的。室溫、酸敗就是脂酶引起的。室溫、600600MPaMPa、10min10min的處理可的處理可使脂酶的活力降低使脂酶的活力降低40%40%；若升溫升壓，則；若升溫升壓，則700M

31、Pa700MPa、4545處理處理10min10min就可完全鈍化脂酶。就可完全鈍化脂酶。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響溶菌酶溶菌酶溶菌酶是一種具有防腐性能的酶制劑，它能降低細(xì)菌溶菌酶是一種具有防腐性能的酶制劑，它能降低細(xì)菌芽孢的抗熱性，對(duì)延長(zhǎng)制品的貨架期起有效作用芽孢的抗熱性，對(duì)延長(zhǎng)制品的貨架期起有效作用。一。一般酶類在數(shù)千大氣壓的作用下將失去活性，但溶菌酶般酶類在數(shù)千大氣壓的作用下將失去活性，但溶菌酶在在600MPa600MPa的壓力下也不會(huì)完全失活。在食品中添加溶的壓力下也不會(huì)完全失活。在食品中添加溶菌酶后進(jìn)行超高壓殺菌處理，不僅能較完整地保存營(yíng)菌酶后進(jìn)行超高壓殺菌處理，不僅能

32、較完整地保存營(yíng)養(yǎng)成分，而且有很好的殺菌效果。養(yǎng)成分，而且有很好的殺菌效果。高壓對(duì)食品中酶的影響高壓對(duì)食品中酶的影響固定化酶固定化酶固定化酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛固定化酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。將酶固定。將酶固定在水不溶性的載體上進(jìn)行加壓處理，其對(duì)壓力的敏在水不溶性的載體上進(jìn)行加壓處理，其對(duì)壓力的敏感性低于溶解態(tài)的酶。溶解態(tài)的胰蛋白酶鈍化溫度感性低于溶解態(tài)的酶。溶解態(tài)的胰蛋白酶鈍化溫度是是5050，而固定化后鈍化溫度升至，而固定化后鈍化溫度升至6060，同時(shí)穩(wěn)定，同時(shí)穩(wěn)定性也隨壓力升高而增強(qiáng)了。性也隨壓力升高而增強(qiáng)了。7.2 食品超高壓保藏的基本原理食品超高壓保藏的基本原理7.2.2 7

33、.2.2 超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)進(jìn)行食品加工具有的獨(dú)特之處在于它不會(huì)超高壓技術(shù)進(jìn)行食品加工具有的獨(dú)特之處在于它不會(huì)使食品的溫度升高，而只是作用于非共價(jià)鍵，共價(jià)鍵使食品的溫度升高，而只是作用于非共價(jià)鍵，共價(jià)鍵基本不被破壞，所以食品原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成基本不被破壞，所以食品原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分影響較小。食品加工過程中，由于自身酶的存在，分影響較小。食品加工過程中，由于自身酶的存在，產(chǎn)生變色變味變質(zhì)使其品質(zhì)受到很大影響，通過超高產(chǎn)生變色變味變質(zhì)使其品質(zhì)受到很大影響，通過超高壓處理能夠激活或滅活這些酶，有利于食品的品質(zhì)。壓處理能夠激活或滅活這些酶，有利于食

34、品的品質(zhì)。超高壓處理可防止微生物對(duì)食品的污染，延長(zhǎng)超高壓處理可防止微生物對(duì)食品的污染，延長(zhǎng)食品的保藏時(shí)間，延長(zhǎng)食品味道鮮美的時(shí)間。食品的保藏時(shí)間，延長(zhǎng)食品味道鮮美的時(shí)間。 7.2.2 7.2.2 超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)常溫下達(dá)到殺菌、滅酶的作用；常溫下達(dá)到殺菌、滅酶的作用；傳壓速度快、均勻，不存在壓力梯度和死角；傳壓速度快、均勻，不存在壓力梯度和死角；整個(gè)過程耗能少；整個(gè)過程耗能少；不存在爆炸的危險(xiǎn)。不存在爆炸的危險(xiǎn)。7.2.2 7.2.2 超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于超高壓處理不

35、會(huì)使食品色、香、味等物理特性發(fā)生超高壓處理不會(huì)使食品色、香、味等物理特性發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生異味，加壓后食品仍保持原有的生鮮變化，不會(huì)產(chǎn)生異味，加壓后食品仍保持原有的生鮮風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分；超高壓處理后，蛋白質(zhì)的變性及淀粉的糊化狀態(tài)與超高壓處理后，蛋白質(zhì)的變性及淀粉的糊化狀態(tài)與加熱處理有所不同，從而獲得新型物性的食品；加熱處理有所不同，從而獲得新型物性的食品；與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于超高壓處理可以保持食品的原有風(fēng)味，為冷殺菌，超高壓處理可以保持食品的原有風(fēng)味，為冷殺菌，這種食品可簡(jiǎn)單加熱后食用，從而擴(kuò)大半成品食品的這種食品可簡(jiǎn)單加熱后食用，從

36、而擴(kuò)大半成品食品的市場(chǎng)市場(chǎng)；超高壓處理是液體介質(zhì)短時(shí)間內(nèi)等同壓縮過程，從超高壓處理是液體介質(zhì)短時(shí)間內(nèi)等同壓縮過程，從而使食品滅菌達(dá)到均勻、瞬時(shí)、高效，且比加熱法耗而使食品滅菌達(dá)到均勻、瞬時(shí)、高效，且比加熱法耗能低能低 。7.2.2 7.2.2 超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于不需向食品中加入化學(xué)物質(zhì)，克服了化學(xué)試劑與微不需向食品中加入化學(xué)物質(zhì)，克服了化學(xué)試劑與微生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)作用生成的產(chǎn)物對(duì)人體產(chǎn)生的不良影生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)作用生成的產(chǎn)物對(duì)人體產(chǎn)生的不良影響，也避免了食物中殘留的化學(xué)試劑對(duì)人體的負(fù)面作響，也避免了食

37、物中殘留的化學(xué)試劑對(duì)人體的負(fù)面作用，保證了食用的安全用，保證了食用的安全；化學(xué)試劑使用頻繁，會(huì)使菌體產(chǎn)生抗性，殺菌效果化學(xué)試劑使用頻繁，會(huì)使菌體產(chǎn)生抗性，殺菌效果減弱，而超高壓滅菌為一次性殺菌，對(duì)菌體作用效果減弱，而超高壓滅菌為一次性殺菌，對(duì)菌體作用效果明顯；明顯；與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于超高壓殺菌條件易于控制，外界環(huán)境的影響較小，超高壓殺菌條件易于控制，外界環(huán)境的影響較小，而化學(xué)試劑殺菌易受水分、溫度、而化學(xué)試劑殺菌易受水分、溫度、pHpH值、有機(jī)環(huán)境等值、有機(jī)環(huán)境等的影響，作用效果變化幅度較大；的影響，作用效果變化幅度較大；超高壓殺菌能更好地保持

38、食品的自然風(fēng)味，甚至改超高壓殺菌能更好地保持食品的自然風(fēng)味，甚至改善食品的高分子物質(zhì)的構(gòu)象。善食品的高分子物質(zhì)的構(gòu)象。7.2 食品超高壓保藏的基本原理食品超高壓保藏的基本原理7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓技術(shù)進(jìn)行食品加工具有的獨(dú)特之處在于它不會(huì)超高壓技術(shù)進(jìn)行食品加工具有的獨(dú)特之處在于它不會(huì)使食品的溫度升高，而只是作用于非共價(jià)鍵，共價(jià)鍵使食品的溫度升高，而只是作用于非共價(jià)鍵，共價(jià)鍵基本不被破壞，所以食品原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成基本不被破壞，所以食品原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分影響較小。食品加工過程中，由于自身酶的存在，分影響較小。食品加工過程中，

39、由于自身酶的存在，產(chǎn)生變色變味變質(zhì)使其品質(zhì)受到很大影響，通過超高產(chǎn)生變色變味變質(zhì)使其品質(zhì)受到很大影響，通過超高壓處理能夠激活或滅活這些酶，有利于食品的品質(zhì)。壓處理能夠激活或滅活這些酶，有利于食品的品質(zhì)。超高壓處理可防止微生物對(duì)食品的污染，延長(zhǎng)超高壓處理可防止微生物對(duì)食品的污染，延長(zhǎng)食品的保藏時(shí)間，延長(zhǎng)食品味道鮮美的時(shí)間。食品的保藏時(shí)間，延長(zhǎng)食品味道鮮美的時(shí)間。 7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓下水的特性變化超高壓下水的特性變化水是多數(shù)食品的主要成分，也是超高壓加工時(shí)的傳壓水是多數(shù)食品的主要成分，也是超高壓加工時(shí)的傳壓介質(zhì)。超高壓下水的特性直接影

40、響到食品的超高壓處介質(zhì)。超高壓下水的特性直接影響到食品的超高壓處理結(jié)果。超高壓下水的凍結(jié)點(diǎn)均較常壓下的低，但不理結(jié)果。超高壓下水的凍結(jié)點(diǎn)均較常壓下的低，但不同壓力范圍，凍結(jié)點(diǎn)的變化規(guī)律不同，形成冰的密度同壓力范圍，凍結(jié)點(diǎn)的變化規(guī)律不同，形成冰的密度也不同。也不同。200MPa200MPa以下時(shí)，隨著壓力增大，水的凍結(jié)點(diǎn)以下時(shí)，隨著壓力增大，水的凍結(jié)點(diǎn)降低；降低； 200MPa200MPa以上，隨著壓力增大，凍結(jié)點(diǎn)升高。以上，隨著壓力增大，凍結(jié)點(diǎn)升高。超高壓下水發(fā)生體積收縮的變化，影響超高壓下超高壓下水發(fā)生體積收縮的變化，影響超高壓下食品中的水分和作為傳壓介質(zhì)的水的特性變化。食品中的水分和作為傳

41、壓介質(zhì)的水的特性變化。 超高壓下水的特性變化超高壓下水的特性變化超高壓處理過程中，升壓會(huì)發(fā)生水的溫度升高，而降超高壓處理過程中，升壓會(huì)發(fā)生水的溫度升高，而降壓過程會(huì)發(fā)生水的溫度降低。水的傳熱特性和比熱容壓過程會(huì)發(fā)生水的溫度降低。水的傳熱特性和比熱容等也發(fā)生了變化，這些變化都會(huì)影響到超高壓處理過等也發(fā)生了變化，這些變化都會(huì)影響到超高壓處理過程中食品特性的變化。程中食品特性的變化。不同冰的密度不同冰的密度7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響蛋白質(zhì)一般具有蛋白質(zhì)一般具有4 4級(jí)結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中除以共級(jí)結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)

42、的結(jié)構(gòu)中除以共價(jià)鍵結(jié)合為主外，還有離子鍵、氫鍵、疏水鍵結(jié)合價(jià)鍵結(jié)合為主外，還有離子鍵、氫鍵、疏水鍵結(jié)合和雙硫鍵等較弱的結(jié)合和雙硫鍵等較弱的結(jié)合蛋白質(zhì)經(jīng)超高壓處理后，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)沒有影蛋白質(zhì)經(jīng)超高壓處理后，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)沒有影響；對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定作用；對(duì)三四級(jí)結(jié)構(gòu)影響很響；對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定作用；對(duì)三四級(jí)結(jié)構(gòu)影響很大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響可以是可逆的，也可以是超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響可以是可逆的，也可以是不可逆的。一般在不可逆的。一般在100-200MPa100-200MPa下，蛋白質(zhì)的變性下，蛋白質(zhì)的變性是可逆的，當(dāng)壓力超過是可逆的，當(dāng)壓力超過300MPa時(shí)

43、，蛋白質(zhì)的變時(shí)，蛋白質(zhì)的變性是不可逆的，即蛋白質(zhì)永久變性性是不可逆的，即蛋白質(zhì)永久變性。 超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響超高壓引起的蛋白質(zhì)變性與熱變性相似，即產(chǎn)生蛋超高壓引起的蛋白質(zhì)變性與熱變性相似，即產(chǎn)生蛋白質(zhì)的凝固或凝膠，但超高壓產(chǎn)生的凝膠，其色澤白質(zhì)的凝固或凝膠，但超高壓產(chǎn)生的凝膠，其色澤與風(fēng)味明顯優(yōu)于熱變性。通過壓力形成的凝膠比熱與風(fēng)味明顯優(yōu)于熱變性。通過壓力形成的凝膠比熱凝膠能保持其天然的顏色和香味，并且濃稠、柔滑凝膠能保持其天然的顏色和香味，并且濃稠、柔滑和柔軟，彈性也比熱凝膠好，且凝膠的硬度隨壓力和柔軟，彈性也比熱凝膠好，且凝膠的硬度隨壓力增加而增大，黏度則隨壓力增大而

44、降低。增加而增大，黏度則隨壓力增大而降低。研究表明，通過超高壓和通過加熱所獲得的凝膠研究表明，通過超高壓和通過加熱所獲得的凝膠的形成機(jī)制不同，可能是因?yàn)槌邏核鸬淖兊男纬蓹C(jī)制不同，可能是因?yàn)槌邏核鸬淖冃允怯捎谑杷I和離子鍵被破壞以及蛋白質(zhì)的伸性是由于疏水鍵和離子鍵被破壞以及蛋白質(zhì)的伸展所致；相反，加熱所引起的變性則是共價(jià)鍵的展所致；相反，加熱所引起的變性則是共價(jià)鍵的形成和破壞所致，從而導(dǎo)致了香味的變化。形成和破壞所致，從而導(dǎo)致了香味的變化。 7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)碳水化合物的影響超高壓對(duì)碳水化合物的影響超高壓可使淀粉改性，

45、常溫下加壓到超高壓可使淀粉改性，常溫下加壓到400-600MPa400-600MPa，淀粉分子會(huì)發(fā)生糊化而呈不透明的粘稠糊狀物，且淀粉分子會(huì)發(fā)生糊化而呈不透明的粘稠糊狀物，且吸水量也發(fā)生變化。原因是壓力使淀粉分子的長(zhǎng)鏈吸水量也發(fā)生變化。原因是壓力使淀粉分子的長(zhǎng)鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉含水量斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉含水量是決定超高壓影響大小的關(guān)鍵因素，超高壓可以提是決定超高壓影響大小的關(guān)鍵因素，超高壓可以提高淀粉糊化溫度，增強(qiáng)淀粉酶對(duì)淀粉的敏感性。高淀粉糊化溫度，增強(qiáng)淀粉酶對(duì)淀粉的敏感性。馬鈴薯淀粉對(duì)超高壓具有較強(qiáng)的抵抗力，而小麥馬鈴薯淀粉對(duì)超高壓具有較強(qiáng)的抵抗力，

46、而小麥及玉米淀粉易受超高壓影響。及玉米淀粉易受超高壓影響。 7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)脂肪的影響超高壓對(duì)脂肪的影響超高壓對(duì)脂類的影響是可逆的。油脂類耐壓程度較超高壓對(duì)脂類的影響是可逆的。油脂類耐壓程度較低，常溫下加壓低，常溫下加壓100-200MPa100-200MPa，基本上變成固體，但，基本上變成固體，但解除壓力后固體仍能恢復(fù)到原狀。另外，超高壓處解除壓力后固體仍能恢復(fù)到原狀。另外，超高壓處理對(duì)油脂的氧化有一定影響。理對(duì)油脂的氧化有一定影響。TanakaTanaka等人研究沙丁等人研究沙丁魚和脫脂肉混合物在魚和脫脂肉混合物在108M

47、Pa108MPa、55條件下，過氧化條件下，過氧化值隨高壓處理時(shí)間延長(zhǎng)而迅速增加；但沒有脫脂肉值隨高壓處理時(shí)間延長(zhǎng)而迅速增加；但沒有脫脂肉條件下，其過氧化值最小條件下，其過氧化值最小這種現(xiàn)象的原因可能是：金屬離子促進(jìn)超高壓魚這種現(xiàn)象的原因可能是：金屬離子促進(jìn)超高壓魚肉脂肪的自動(dòng)氧化；超高壓處理后脂肪氧化是受肉脂肪的自動(dòng)氧化；超高壓處理后脂肪氧化是受肉中變性蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)作用影響。肉中變性蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)作用影響。 7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)維生素的影響超高壓對(duì)維生素的影響采用超高壓技術(shù)，對(duì)添加含有大量維生素的液態(tài)功能食采用超高壓技術(shù)，對(duì)添加含

48、有大量維生素的液態(tài)功能食品，具有較好的保護(hù)作用。研究表明，果蔬中的維生素品，具有較好的保護(hù)作用。研究表明，果蔬中的維生素c c、維生素、維生素A A、維生素、維生素B1B1、B2B2、維生素、維生素E E和葉酸受壓力的和葉酸受壓力的影響較小。經(jīng)超高壓處理的草莓醬，能保留影響較小。經(jīng)超高壓處理的草莓醬，能保留 95%95%的維生的維生素素C C，維生素，維生素C C 的殘留量是熱力加工草莓醬的的殘留量是熱力加工草莓醬的1.7 1.7 倍。倍。經(jīng)經(jīng)200500Mpa 200500Mpa 處理的河套蜜瓜汁、西瓜汁、橙汁、黃處理的河套蜜瓜汁、西瓜汁、橙汁、黃瓜汁、草莓汁的維生素瓜汁、草莓汁的維生素C

49、C的平均保留率均達(dá)到的平均保留率均達(dá)到95%95%以上。以上。 7.2.3 7.2.3 超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)色素的影響超高壓對(duì)色素的影響色素成分的保留率已經(jīng)成為產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)功能性色素成分的保留率已經(jīng)成為產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)功能性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。功能性色素在加工過程中，評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。功能性色素在加工過程中，易受光、氧、輻照和熱力的作用而發(fā)生降解，導(dǎo)致易受光、氧、輻照和熱力的作用而發(fā)生降解，導(dǎo)致其穩(wěn)定性和功能性降低，甚至產(chǎn)生一些異味成分，其穩(wěn)定性和功能性降低，甚至產(chǎn)生一些異味成分，影響產(chǎn)品影響產(chǎn)品 的感官質(zhì)量。采用超高壓技術(shù)處理，食品的感官質(zhì)量。采用超

50、高壓技術(shù)處理，食品中的功能性色素能夠避免氧、光和熱的作用，因而中的功能性色素能夠避免氧、光和熱的作用，因而色素的穩(wěn)定性好、保留率和生物效價(jià)高。色素的穩(wěn)定性好、保留率和生物效價(jià)高。 超高壓處理能較大限度地保留食品中的功能色素成超高壓處理能較大限度地保留食品中的功能色素成分，又能在不降低色素含量的情況下產(chǎn)生更多的同分，又能在不降低色素含量的情況下產(chǎn)生更多的同分異構(gòu)體，從而改善色素的功能性和理化特性。分異構(gòu)體，從而改善色素的功能性和理化特性。7.3 食品超高壓保藏食品超高壓保藏7 7.3.1 .3.1 超高壓保質(zhì)貯藏超高壓保質(zhì)貯藏超高壓保質(zhì)貯藏的機(jī)制主要是超高壓使食品中的酶失超高壓保質(zhì)貯藏的機(jī)制主要

51、是超高壓使食品中的酶失活，食品在沒有微生物情況下的變化主要來自食品中活，食品在沒有微生物情況下的變化主要來自食品中各組分之間的生化反應(yīng)，這些生化反應(yīng)絕大多數(shù)需要各組分之間的生化反應(yīng)，這些生化反應(yīng)絕大多數(shù)需要在酶的參與下進(jìn)行。超高壓處理可使酶失活，酶促反在酶的參與下進(jìn)行。超高壓處理可使酶失活，酶促反應(yīng)速度降低或停止，達(dá)到提高食品保藏期的目的。應(yīng)速度降低或停止，達(dá)到提高食品保藏期的目的。7 7.3.1 .3.1 超高壓保質(zhì)貯藏超高壓保質(zhì)貯藏食品其他組分分子在經(jīng)過一定的超高壓作用后，也會(huì)食品其他組分分子在經(jīng)過一定的超高壓作用后，也會(huì)發(fā)生一些不可逆變化。經(jīng)超高壓加工的食品可以延長(zhǎng)發(fā)生一些不可逆變化。經(jīng)

52、超高壓加工的食品可以延長(zhǎng)保存期，同時(shí)又彌補(bǔ)了冷凍保藏引起的色澤變化、失保存期，同時(shí)又彌補(bǔ)了冷凍保藏引起的色澤變化、失去彈性等不足。去彈性等不足。經(jīng)超高壓加工的食品無經(jīng)超高壓加工的食品無“回生回生”現(xiàn)象，便于食品的保現(xiàn)象，便于食品的保質(zhì)貯藏。傳統(tǒng)熱加工處理后的谷物食品中糊化的淀粉質(zhì)貯藏。傳統(tǒng)熱加工處理后的谷物食品中糊化的淀粉在保存期內(nèi)會(huì)慢慢失水而老化，而超高壓處理后的食在保存期內(nèi)會(huì)慢慢失水而老化，而超高壓處理后的食品中淀粉屬于壓致糊化，不存在老化現(xiàn)象。品中淀粉屬于壓致糊化，不存在老化現(xiàn)象。7.3 食品超高壓保藏食品超高壓保藏7 7.3.2 .3.2 超高壓殺菌超高壓殺菌超高壓殺菌屬于冷殺菌，主要

53、作用方式是破壞氫鍵之超高壓殺菌屬于冷殺菌，主要作用方式是破壞氫鍵之類的弱結(jié)合鍵，使基本物性變異，產(chǎn)生蛋白質(zhì)的壓力類的弱結(jié)合鍵，使基本物性變異，產(chǎn)生蛋白質(zhì)的壓力凝固及酶失活，還能使菌體內(nèi)成分產(chǎn)生泄露和細(xì)胞膜凝固及酶失活，還能使菌體內(nèi)成分產(chǎn)生泄露和細(xì)胞膜破裂等多種菌體損傷。破裂等多種菌體損傷。7 7.3.2 .3.2 超高壓殺菌超高壓殺菌超高壓殺菌方式超高壓殺菌方式超壓殺菌分超高壓靜態(tài)殺菌和動(dòng)態(tài)殺菌兩類，超高超壓殺菌分超高壓靜態(tài)殺菌和動(dòng)態(tài)殺菌兩類，超高壓靜態(tài)殺菌就是將食品加壓到一定壓力后維持一段壓靜態(tài)殺菌就是將食品加壓到一定壓力后維持一段時(shí)間，使維持微生物生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)等高分子物時(shí)間，使維持微生

54、物生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)失活而達(dá)到殺菌目的。動(dòng)態(tài)殺菌是通過瞬態(tài)加壓質(zhì)失活而達(dá)到殺菌目的。動(dòng)態(tài)殺菌是通過瞬態(tài)加壓和卸壓的方式，使微生物體內(nèi)的水等物質(zhì)膨脹或收和卸壓的方式，使微生物體內(nèi)的水等物質(zhì)膨脹或收縮，破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)來達(dá)到快速殺菌的效果。縮，破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)來達(dá)到快速殺菌的效果。超高壓殺菌方式超高壓殺菌方式當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)經(jīng)超高壓處理后，疏水結(jié)合及離子結(jié)合會(huì)因當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)經(jīng)超高壓處理后，疏水結(jié)合及離子結(jié)合會(huì)因弱結(jié)合而被切斷，于是立體構(gòu)造崩潰而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變?nèi)踅Y(jié)合而被切斷，于是立體構(gòu)造崩潰而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。凡是以較弱的結(jié)合構(gòu)成的生物體大分子或細(xì)胞都性。凡是以較弱的結(jié)合構(gòu)成的生物體大分子或細(xì)胞都會(huì)受

55、到超高壓的影響，生物體的生命活動(dòng)就會(huì)受到影會(huì)受到超高壓的影響，生物體的生命活動(dòng)就會(huì)受到影響甚至停止。超高壓下微生物體內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)的改變及響甚至停止。超高壓下微生物體內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)的改變及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化是超高壓殺菌的基本原因。細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化是超高壓殺菌的基本原因。7 7.3.2 .3.2 超高壓殺菌超高壓殺菌影響超高壓殺菌的因素影響超高壓殺菌的因素超高壓殺菌過程中，不同食品物料往往采用不同的超高壓殺菌過程中，不同食品物料往往采用不同的殺菌條件。這主要是由于不同的原料有不同的成分殺菌條件。這主要是由于不同的原料有不同的成分及組織狀態(tài)，從而使微生物所處的環(huán)境不同，因而及組織狀態(tài)，從而使微生物所處的環(huán)境不同

56、，因而耐壓程度也不同。耐壓程度也不同。影響超高壓殺菌的因素影響超高壓殺菌的因素壓力壓力酵母菌、霉菌的耐壓性比細(xì)菌中的革蘭氏陰性菌的耐酵母菌、霉菌的耐壓性比細(xì)菌中的革蘭氏陰性菌的耐壓性低，而革蘭氏陰性菌的耐壓性又較陽性菌低，病壓性低，而革蘭氏陰性菌的耐壓性又較陽性菌低，病毒也可在不太高的壓力下滅活。芽孢較營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐毒也可在不太高的壓力下滅活。芽孢較營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐壓性強(qiáng)，尤其是革蘭氏陽性菌中的芽孢桿菌屬和梭狀壓性強(qiáng)，尤其是革蘭氏陽性菌中的芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬的芽孢最耐壓，通常，殺死耐壓性的芽孢芽孢桿菌屬的芽孢最耐壓，通常，殺死耐壓性的芽孢需要更高的壓力或結(jié)合其他處理形式。需要更高的壓力或結(jié)合

57、其他處理形式。對(duì)于芽孢桿菌屬的芽孢，其耐壓性與菌體的生長(zhǎng)溫對(duì)于芽孢桿菌屬的芽孢，其耐壓性與菌體的生長(zhǎng)溫度呈正比關(guān)系，耐熱性強(qiáng)的芽孢耐壓性高。度呈正比關(guān)系，耐熱性強(qiáng)的芽孢耐壓性高。壓力壓力微生物的耐壓性或菌體死亡速度的快慢可以用指數(shù)微生物的耐壓性或菌體死亡速度的快慢可以用指數(shù)減菌時(shí)間減菌時(shí)間D D值或死亡速率常數(shù)值或死亡速率常數(shù)k k值來表示。值來表示。D D值定義值定義為微生物（或芽孢）的活菌數(shù)減少為微生物（或芽孢）的活菌數(shù)減少90%90%所需要時(shí)間所需要時(shí)間（minmin）, ,但此時(shí)的但此時(shí)的D D值或值或k k值應(yīng)表明壓力值，也應(yīng)說值應(yīng)表明壓力值，也應(yīng)說明其適應(yīng)的溫度范圍。明其適應(yīng)的溫度

58、范圍。影響超高壓殺菌的因素影響超高壓殺菌的因素溫度溫度溫度是微生物生長(zhǎng)代謝最重要的外部條件，它對(duì)超溫度是微生物生長(zhǎng)代謝最重要的外部條件，它對(duì)超高壓處理的效果影響很大。在超高壓下，低溫和高高壓處理的效果影響很大。在超高壓下，低溫和高溫對(duì)微生物有影響，而且會(huì)加劇超高壓對(duì)微生物的溫對(duì)微生物有影響，而且會(huì)加劇超高壓對(duì)微生物的影響。主要是由于微生物對(duì)溫度的敏感性，在溫度影響。主要是由于微生物對(duì)溫度的敏感性，在溫度的協(xié)同下，超高壓殺菌效果有很大的提高。的協(xié)同下，超高壓殺菌效果有很大的提高。溫度溫度低溫下低溫下，微生物的耐壓程度降低，主要是由于壓力，微生物的耐壓程度降低，主要是由于壓力使得低溫下微生物細(xì)胞內(nèi)

59、因冰晶析出而破裂的程度使得低溫下微生物細(xì)胞內(nèi)因冰晶析出而破裂的程度加劇，同時(shí)，細(xì)胞蛋白質(zhì)在低溫下對(duì)超高壓的敏感加劇，同時(shí)，細(xì)胞蛋白質(zhì)在低溫下對(duì)超高壓的敏感性提高，更容易變性，因此，低溫對(duì)超高壓殺菌有性提高，更容易變性，因此，低溫對(duì)超高壓殺菌有促進(jìn)作用。同時(shí)，低溫下的超高壓處理對(duì)保持食品促進(jìn)作用。同時(shí)，低溫下的超高壓處理對(duì)保持食品品質(zhì)，尤其是減少熱敏性成分的破壞更為有利。品質(zhì)，尤其是減少熱敏性成分的破壞更為有利。溫度溫度同樣的壓力下，殺死同等數(shù)量的細(xì)菌，溫度越高則所需同樣的壓力下，殺死同等數(shù)量的細(xì)菌，溫度越高則所需殺菌時(shí)間越短。這是因?yàn)樵谝欢囟认拢⑸镏械牡皻⒕鷷r(shí)間越短。這是因?yàn)樵谝欢囟认?/p>

60、，微生物中的蛋白質(zhì)、酶等均會(huì)發(fā)生一定程度的變性，適當(dāng)提高溫度對(duì)白質(zhì)、酶等均會(huì)發(fā)生一定程度的變性，適當(dāng)提高溫度對(duì)超高壓殺菌也有促進(jìn)作用。壓力和溫度是決定超高壓殺超高壓殺菌也有促進(jìn)作用。壓力和溫度是決定超高壓殺菌效果的最主要的兩個(gè)因素。所有物質(zhì)在壓縮過程中都菌效果的最主要的兩個(gè)因素。所有物質(zhì)在壓縮過程中都會(huì)發(fā)生溫度變化，溫度隨著壓力升高而升高，但相對(duì)于會(huì)發(fā)生溫度變化，溫度隨著壓力升高而升高，但相對(duì)于熱殺菌而言，高靜壓產(chǎn)生的溫度可以忽略。熱殺菌而言，高靜壓產(chǎn)生的溫度可以忽略。但當(dāng)采用超高壓和溫度同時(shí)作用時(shí)，溫度也成為但當(dāng)采用超高壓和溫度同時(shí)作用時(shí)，溫度也成為處理過程中必須控制的關(guān)鍵因素。由于物料與傳