超高壓殺菌原理

食品超高壓殺菌技術(shù)是以水或其他液體介質(zhì)為傳遞壓力的媒介物質(zhì)，加在液體中的壓力（100～1000MPa），通過介質(zhì)，以壓力作為能量因子，將放在專門密封超高壓容器內(nèi)的食品，在常溫或者低溫(低于100℃)下對食品加壓，壓力達到數(shù)百兆帕，從而達到殺菌的目的。高壓會影響細胞的形態(tài)，如使液泡破裂，從而使形態(tài)發(fā)生變化，且這種破壞是不可逆的。另外，高壓也會引起食品原料及所含微生物主要酶系的失活。一般情況下，當壓力超過300MPa后，會對蛋白質(zhì)造成不可逆的變性。超高壓還會破壞細胞膜，通過高壓改變細胞膜的通透性，從而抑制酶的活性和DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制來實現(xiàn)殺菌 。

通常情況液體或氣體壓力在0.1mpa～1.6mpa稱為低壓，1.6mpa～10mpa稱為中壓，10～100MPa稱為高壓，100MPa以上稱為超高壓.。

超高壓技術(shù)（Ultra-high Pressure，UHP）或高靜壓技術(shù)（High Hydrostatic Pressure，HHP） 是指在室溫或溫和加熱條件下利用100～1 000 MPa 的壓力處理食品，以達到殺菌、鈍酶和加工食品的目的。

1. 超高壓作用于食品時主要破壞的是非共價鍵，而對共價鍵是幾乎不起作用的，因此食品中的一些物質(zhì)如氨基酸、維生素、風味或者香味物質(zhì)不會被破壞，從而能夠保持食品的風味、營養(yǎng)物質(zhì)；

2. 超高壓處理能夠增加蛋白質(zhì)食品對蛋白酶的敏感度，提高可消化性和降低過敏性；

3. 高壓處理的壓力可以瞬間均勻的傳到食品中心，不受原料大小和形狀的限制；

4. 延長食品保藏時間，避免或減少加熱處理對食品添加劑的影響，耗能低，對環(huán)境無污染；

5. 也可用來改善食品的組織結(jié)構(gòu)或生成新型食品。

1. UHP技術(shù)對殺滅芽孢效果似乎不太理想，在綠茶茶湯中接種耐熱細菌芽孢后，采用室溫和400MPa靜水高壓處理，不能殺滅這些芽孢。

2. 由于糖和鹽對微生物的保護作用，在粘度非常大的高濃度糖溶液中，超高壓滅菌效果并不明顯。

3. 由于處理過程壓力很高，食品中壓敏性成分會受到不同程度的破壞。其過高的壓力使得能耗增加，對設(shè)備要求過高。而且，超高壓裝置初期投入成本比較高，一般食品工廠不利于工業(yè)化推廣。

4. 超高壓滅菌一般采用水作為為壓力介質(zhì)，當壓力超過600MPa時，水會出現(xiàn)臨界冰的現(xiàn)象，因而只能使用油等其他物質(zhì)作為壓力介質(zhì)。

5. 超高壓滅菌的效果受多種因素的影響，如微生物種類、細胞形態(tài)、溫度、時間、壓力大小等。

1.在肉制品加工中的應(yīng)用

通過影響肌肉組織的肌原蛋白，高壓能提高肉的嫩度，有助于保留僵肉的內(nèi)在性質(zhì)，并提高肉質(zhì)，避免能量的損失，從而代替一些肉制品中用來提高結(jié)合力的添加劑。可以減少肉制品的營養(yǎng)損失，延長肉制品貨架期。

2.在乳制品加工中的應(yīng)用

超高壓技術(shù)能殺滅乳制品中的微生物，改善乳制品的質(zhì)量，加速奶酪的熟化。

3.在速凍技術(shù)中的應(yīng)用

利用超高壓可以使水的冰點下降，加壓到200MPa，冷卻到-18℃，水仍不結(jié)冰。迅速解除壓力，就可對食品實現(xiàn)速凍 。

4.在果蔬加工中的應(yīng)用

超高壓加工技術(shù)能使果蔬加工產(chǎn)品質(zhì)量更好、更安全、貨架期更長，主要應(yīng)用于果醬和果汁的加工。

5.在食品保藏中的應(yīng)用

在超高壓環(huán)境中,雖然淀粉和蛋白質(zhì)失去了本來的面目，變得表面發(fā)光、質(zhì)地細膩，但色香味都保持不變。超高壓食品不但無菌，保鮮時間長，而且還能提高食品的附加值。

20世紀80年代末, 日本首次制造了高壓加工食品試驗裝置后,才開始利用該技術(shù)進行食品加工 。美國、日本等國家在高壓加工裝置的研制、標準化、及批量生產(chǎn)等方面取得一些成就， 如美國的FLOW公司、Wenger公司、日本的明治屋食品公司等都擁有各自的特色產(chǎn)品。

超高壓裝置的主要部分是高壓容器和加減壓裝置。高壓容器是整個裝置的核心。超高壓裝置的特點是承受的壓力高（100MPa-1000MPa），循環(huán)載荷次數(shù)多（2.5次/h） 。高壓容器的設(shè)計必須要求容器及密封結(jié)構(gòu)的材質(zhì)有足夠的力學強度，高的斷裂韌性，低的回火脆性和時效脆性，一定的抗應(yīng)力腐蝕及抗腐蝕疲勞性能、高效率；可快裝快拆、密封效果好。2100433B

強殺菌、滅菌。 2100433B

該設(shè)備的主要部件超高壓容器、約束框架均采用先進的鋼絲纏繞技術(shù)，其在工作時應(yīng)力分布均勻、結(jié)構(gòu)緊湊體積小、壽命長。并且超高壓容器的內(nèi)套采用高強不銹鋼加工制造，適合用水介質(zhì)增壓，耐腐蝕能力強符合食品、醫(yī)藥加工行業(yè)的要求。設(shè)備制動化程度高，容器的移動與兩端蓋的開合，均采用電控液驅(qū)機構(gòu)來完成。運動件在油缸的推動下將平穩(wěn)、準確的執(zhí)行水平和垂直運動，保證精準的完成每一工步、工位的動作。電器控制系統(tǒng)采用先進的德國西門子可編程控制器（PLC）、WinCC監(jiān)控，設(shè)置自動和手動兩種控制方式，切換自如。

已有不少研究報道表明脈沖放電對許多與食品有關(guān)的微生物具有較好的殺菌效果，如大腸桿菌(E．coli)、枯草桿菌(B．subtilis)、短乳桿菌(L．brevis)、蠟狀芽孢桿菌(B．cerus)、啤酒酵母(S．cerevisiae)、金黃色葡萄球菌(S．a(chǎn)ureus)、糞鏈球菌(S．faecalis)等。脈沖電場要起到殺菌作用的決定因素是電場強度，數(shù)值上等于電極間距與所施加電壓之比。當電場強度達到某個閾值時，脈沖電場才開始有殺菌作用，此后隨電場強度的增大，殺菌作用增強，。不同物料和在不同電場強度下的單位容積能量閾值不同，只有超過能量閾值才有明顯的殺菌效果，一般情況下該閾值為50J/mL。