1、超高壓技術(shù)介紹、應(yīng)用和工藝一、 超高壓技術(shù)的介紹二、超高壓技術(shù)的應(yīng)用 UHP在食品工業(yè)中的應(yīng)用 UHP對(duì)食品成分及品質(zhì)的影響三、超高壓食品的包裝設(shè)計(jì)和加工設(shè)備四、超高壓食品加工工藝五、超高壓技術(shù)進(jìn)展存在的問題一、超高壓技術(shù)的介紹 食品超高壓技術(shù)是將包裝或無包裝的固態(tài)或液態(tài)食品置于1001000MPa的高壓和一定的溫度下處理一段時(shí)間，引起食品成分非共價(jià)鍵(氫鍵、離子鍵和疏水鍵等)的破壞或形成，使食品中的酶、蛋白質(zhì)、淀粉等生物高分子物質(zhì)分別失活、變性和糊化，并殺死食品中的細(xì)菌等微生物，從而達(dá)到食品滅菌、保藏和加工的目的。1、食品超高壓技術(shù)的定義2、超高壓技術(shù)的研究進(jìn)展 美國(guó)化學(xué)家 Bert Hit

2、e使用超高壓技術(shù)殺滅牛奶中的微生物以增長(zhǎng)其保質(zhì)期。1899年 1914年 美國(guó)物理學(xué)家 提出了在靜水壓下蛋白質(zhì)變性、凝固的報(bào)告。由于當(dāng)時(shí)高壓裝置制造技術(shù)和加工中食品的包裝材料尚未成熟，研究被迫中段1986年 日本京都大學(xué)林力丸率先開展高壓食品研究1990年 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)界的高度重視。1992年 在法國(guó)召開高壓食品專題研討會(huì)；1993年 法國(guó)、英國(guó)政府也開始資助高壓食品加工的研究，推出高壓殺菌鵝肝小面餅、橘子汁、切片火腿、牡蠣等。 我國(guó)也開展了食品高壓技術(shù)的研究, 并取得不少的成果。中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司五二研究所利用超高壓技術(shù)

3、研制成功了高壓西瓜、果肉汁、高壓菜花等果蔬新產(chǎn)品, 使產(chǎn)品在常溫下的包裝有效期達(dá) 6 個(gè)月以上。3、超高壓技術(shù)作用機(jī)理 3.1 對(duì)水的作用 高壓下水的冰點(diǎn)會(huì)發(fā)生一些改變，200MPa壓力水的冰點(diǎn)為-20左右。通過這種原理，即可以將超高壓技術(shù)用于食品速凍，形成很好的冰晶體結(jié)構(gòu)。 3.2 對(duì)蛋白質(zhì)的影響 在超高壓下，食品中的小分子(如水分子)之間的距離要縮小，而蛋白質(zhì)等大分子組成的物質(zhì)還仍保持球狀，這時(shí)水分子等小分子就要產(chǎn)生滲透和填充效果，進(jìn)入并粘附在蛋白質(zhì)等大分子基團(tuán)內(nèi)的氨基酸周圍，使蛋白質(zhì)等的食品中生物大分子鏈在加工壓力下，由超高壓降為常壓后被拉長(zhǎng)，而導(dǎo)致其全部或部分立體結(jié)構(gòu)被破壞，這樣便改變

4、了蛋白質(zhì)的性質(zhì)(簡(jiǎn)稱為“變性”)。 大多數(shù)細(xì)菌能夠在2030MPa下生長(zhǎng)，能夠在高于4050MPa壓力下生長(zhǎng)的微生物稱耐壓微生物。超高壓產(chǎn)生的極高的靜壓不僅會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，還能破壞氫鍵之類弱結(jié)合鍵，使基本生物活性變異，產(chǎn)生蛋白質(zhì)的壓力凝固及酶的失活，使菌體內(nèi)成分產(chǎn)生泄漏和細(xì)胞膜破裂等多種菌體損傷。 其中細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)靠氫鍵和疏水鍵來保持。在壓力作用下，蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜內(nèi)發(fā)生變性，抑制了細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的氨基酸。高壓增加了細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞成分流出，破壞了細(xì)胞的功能。3.3 對(duì)微生物的作用二、超高壓技術(shù)的應(yīng)用超高壓食品處理技術(shù)超高壓生物處理技術(shù)超高壓在石油化工、壓力容器

5、和木材的超強(qiáng)化處理技術(shù)中的應(yīng)用 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。超高壓技術(shù)在食品中的應(yīng)用 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。1、超高壓殺菌（1）改變細(xì)胞形態(tài) 極高的流體靜壓會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，包括細(xì)胞外形變長(zhǎng)，胞壁脫離細(xì)胞質(zhì)膜，無膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁變厚。上述現(xiàn)象在一定壓力下是可逆的，但當(dāng)壓力超過某一點(diǎn)時(shí)，便不可逆地使細(xì)胞的形態(tài)

6、發(fā)生變化。1.1 超高壓殺菌原理（2）影響細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng) 按照化學(xué)反應(yīng)的基本原理，加壓有利于促進(jìn)反應(yīng)朝向減小體積的方向進(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)生體積上的改變，所以加壓將對(duì)生物化學(xué)過程產(chǎn)生影響。（3）影響細(xì)胞內(nèi)酶活力 高壓使酶失活的根本機(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。 通過影響微生物體內(nèi)的酶，進(jìn)而會(huì)對(duì)微生物基因機(jī)制產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)在由酶參與的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄步驟會(huì)因壓力過高而中斷。 一般來講壓力超過300MPa對(duì)蛋白質(zhì)的變性是不可逆的（4）高壓對(duì)細(xì)胞膜的影響 在高壓下，細(xì)胞膜磷脂分子的橫切面減小，細(xì)胞膜雙層結(jié)構(gòu)的體積隨之降低，細(xì)胞膜的通透性

7、將被改變。（5）高壓對(duì)細(xì)胞壁的影響 2040 MPa的壓力能使較大細(xì)胞的細(xì)胞壁因受力機(jī)械斷裂而松解，200MPa 的壓力下細(xì)胞壁遭到破壞。真核微生物一般比原核微生物對(duì)壓力較為敏感。1. 壓力大小和受壓時(shí)間 在一定范圍內(nèi)，壓力越高，滅菌效果越好。在相同壓力下，滅菌時(shí)間延長(zhǎng)并不一定能提高滅菌效果。 （1）對(duì)于非芽孢菌，壓力達(dá)300600MPa就可以全部致死 （2）對(duì)于芽孢菌并非壓力越高越好，殺滅的有效途徑是促使孢子發(fā)芽（300MPa以下）然后配合高溫殺菌或其它協(xié)同殺菌作用；1.2 影響超高壓殺菌的主要因素1. 殺菌效果種間差異 不同微生物的耐壓性有差別，一般來說，各種微生物的耐壓性強(qiáng)弱一次為：革蘭

8、氏陽性菌革蘭氏陰性菌真菌。 處于指數(shù)生長(zhǎng)期的微生物比處于靜止生長(zhǎng)期的微生物對(duì)壓力反應(yīng)更敏感。. 溫度 由于微生物對(duì)溫度有敏感性，在低溫或高溫下，高壓對(duì)微生物的影響加劇，因此，在低溫或高溫下對(duì)食品進(jìn)行高壓處理具有較常溫處理更好的殺菌效果。 研究發(fā)現(xiàn)，芽孢菌和金黃色葡萄球菌在100-400MPa下，其-20 的高壓殺菌效果較20時(shí)好。大多數(shù)微生物在低溫下耐壓程度降低的原因：壓力使得低溫下細(xì)胞因冰晶析出而破裂程度加劇蛋白質(zhì)在低溫下高壓敏感性提高，致使此條件下蛋白質(zhì)更易變性，菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)也更易損傷 低溫下高壓處理對(duì)保持食品品質(zhì)，尤其是減少熱敏性成分的破壞較為有利。1.2.4 pH 在壓力作用下，

9、pH對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)在： 1）壓力會(huì)改變介質(zhì)的pH值，且逐漸縮小微生物生長(zhǎng)的pH范圍； 2）在食品允許范圍內(nèi)，改變介質(zhì)pH，使微生物生長(zhǎng)環(huán)境劣化，也會(huì)加速微生物的死亡速率，縮短高壓殺菌時(shí)間或降低所需壓力。1.2.5 水分活度（Aw） 水分活度（Aw）對(duì)滅菌效果影響也很大。低Aw產(chǎn)生細(xì)胞收縮和對(duì)生長(zhǎng)的抑制作用，控制Aw無疑對(duì)高壓殺菌，尤其是固態(tài)和半固態(tài)食品的保藏加工有重要意義。1.2.6 食品本身的組成和添加物 營(yíng)養(yǎng)豐富的環(huán)境中微生物的耐壓性較強(qiáng)，蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類和鹽分對(duì)微生物具有緩沖保護(hù)作用，而且這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加速了微生物的繁殖和自我修復(fù)功能。 食品基質(zhì)含有的添加劑組分對(duì)超高壓滅菌

10、影響很大，如添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加劑，將提高加壓殺菌的效果。 生產(chǎn)果醬中，采用高壓殺菌，不僅使果醬中的微生物致死，還可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品品質(zhì)。這方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，該公司采用高壓殺菌技術(shù)生產(chǎn)果醬，如草莓、獼猴桃和蘋果醬。他們采用在室溫下以400-600MPa的壓力對(duì)軟包裝密封果醬處 理10-30min，所得產(chǎn)品保持了新鮮水果的 口味、顏色和風(fēng)味。2、食品的品質(zhì)和風(fēng)味改良與新產(chǎn)品開發(fā) 根據(jù)高壓能改變食品物料的某些物性的原理，進(jìn)行葡萄柚汁的去苦、增加蛋白質(zhì)食品的凝膠特性使肉類變得松軟可口；高壓還可以使食品中有害蛋白質(zhì)、一些酶和毒素失活，保證食品安全性，食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不

11、變。 超高壓可改變冰和脂類可塑性，利用熔點(diǎn)、冰點(diǎn)和沸點(diǎn)的變化，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。2.1 高壓處理脫除熱臭味 高壓處理大豆蛋白提取液，一定條件下（500MPa、10min）蛋白變性，蛋白液黏度增加，穩(wěn)定性提高而乳化能力降低。增加壓力并長(zhǎng)時(shí)間加壓(500MPa、30min)，蛋白液膠凝成豆腐，硬度大于常規(guī)生產(chǎn)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，且對(duì)豆腥味和皂體物的親和性提高，從而降低腥味和苦味。 2.2 高壓處理淀粉 通過高壓處理可以使淀粉變性，常溫下加壓到400500MPa時(shí)，可以使淀粉溶液變成不透明粘稠的糊狀物質(zhì)，同時(shí)還可以提高淀粉中淀粉酶消化性。 通過對(duì)大米的軟化加工，使

12、陳米的品質(zhì)改良，陳米在20吸水潤(rùn)濕后在50300MPa處理10min，再按常規(guī)煮制成飯，其硬度下降、黏度上升、平衡值提高到新米范圍，同時(shí)光澤和香氣也得到改良，還可縮短煮制時(shí)間。2.3、高壓處理胡蘿卜 熱處理胡蘿卜時(shí)，果膠在pH5時(shí)可發(fā)生反式同分異構(gòu)現(xiàn)象，pH2時(shí)則會(huì)水解，而高壓處理則不分解； 熱處理后的胡蘿卜硬度低，而高壓則不改變硬度； 壓力大于200MPa，可增加斷裂應(yīng)力，高壓處理胡蘿卜的總果膠量與加熱3min相同，但隨壓力增加，高甲氧基果膠量減少，低甲氧基果膠量增加。2.4、高壓處理大蒜和茶 大蒜具有特殊氣味和營(yíng)養(yǎng)及殺菌功能，蒜泥在冷藏狀態(tài)下一天就變綠，再過一段時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生刺激性的臭味，不

13、能食用。高壓處理蒜泥，并在5下保存，開始時(shí)變成青綠色，香味減弱，但在冷藏中慢慢恢復(fù)，沒有刺激性氣味，原有的香味保留下來。故而對(duì)蒜泥高壓處理效果較好，可防止變色。 茶飲料加壓處理時(shí)，香氣成分雖稍有減少，但保持有香氣組成的總體平衡，茶中特有的新鮮、清香被保存，高壓處理是茶類飲品殺菌、保香的最適方法。2.5、高壓處理肉的嫩化 與常規(guī)加工方法相比，經(jīng)高壓處理后的肉制品在嫩度、風(fēng)味、色澤等方面均得到改善，同時(shí)也增加了保藏性。例如，對(duì)廉價(jià)質(zhì)粗的牛肉進(jìn)行常溫250MPa處理，結(jié)果得到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min處理雞肉和魚肉，結(jié)果得到類似于輕微烹任的組織狀態(tài)。 高壓嫩化機(jī)理 1）機(jī)械力作用使肌肉

14、肌纖維內(nèi)肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的結(jié)合解離，肌纖維蛋白崩解和解離成小片段，造成肌肉剪切力下降。 2）壓力處理使肌肉中內(nèi)源蛋白酶鈣激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟。2.6、制抗過敏奶粉 高壓可以選擇性除去乳清中的過敏原物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，在一定高壓下，乳清中的球蛋白可被嗜熱菌蛋白酶優(yōu)先分解，從而有選擇地除去-乳球蛋白，制備脫敏原乳清。包括-乳球蛋白、-乳白蛋白及酪蛋白中的-酪蛋白3、超高壓速凍和不凍冷藏 食品（如蔬菜、水果、豆腐）常壓冷凍儲(chǔ)藏時(shí)由于食品中水分在凍結(jié)時(shí)體積膨脹，造成組織細(xì)胞破損，解凍后食品中汁液流失，食品的冷凍損傷嚴(yán)重，給產(chǎn)品的風(fēng)味帶來很大的影響。 高壓凍結(jié)一般先將欲凍結(jié)的食

15、品加壓，達(dá)到一定的壓力后再降溫，實(shí)際處理過程中也可先將傳壓介質(zhì)降低到所需的低溫，然后放入欲凍結(jié)的食品，迅速加壓以縮短高壓維持的時(shí)間，并適于設(shè)備的連續(xù)使用。3.1. 高壓空氣凍結(jié) 在自然對(duì)流條件下，用高壓空氣冷凍食品可有效地提高凍結(jié)速度，縮短冷凍時(shí)間，如高壓凍結(jié)牛肉豬肉的凍結(jié)時(shí)間比常壓冷凍縮短約41-45%，黃瓜和桃縮短50%。 此外，加壓冷凍可減少冷凍過程中食品的干耗量50%以上。3.2. 壓力移動(dòng)凍結(jié) 根據(jù)水在200 MPa壓力下其凍結(jié)點(diǎn)下降到-20以下的原理，把高水分食品物料加壓到200 MPa，同時(shí)冷卻到 -20 ，此溫度迅速消除壓力降至常壓，此時(shí)0成為冰點(diǎn)，而物料的溫度遠(yuǎn)在凍結(jié)點(diǎn)溫度以

16、下，-20 的水呈極不穩(wěn)定的過冷狀態(tài)，進(jìn)而水分瞬間在物料原來位置發(fā)生相態(tài)變化，產(chǎn)生大量極細(xì)微冰晶體且均勻分布于凍品組織中，使物料迅速、均勻的凍結(jié)。3.3 高壓解凍 通過高壓使凍結(jié)食品中的冰結(jié)晶融化，然后再提高融化的食品溫度，使食品的溫度達(dá)到常壓時(shí)的凍結(jié)點(diǎn)之上，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)均一的快速解凍，從而避免常壓外部升溫解凍時(shí)間長(zhǎng)和受熱不均勻而造成的營(yíng)養(yǎng)損失和品質(zhì)變劣的缺點(diǎn)。 3.4. 低溫高壓下的不凍結(jié)儲(chǔ)藏 低溫高壓下的不凍結(jié)儲(chǔ)藏需要控制好壓力和溫度，使處在不凍結(jié)區(qū)域內(nèi)。在0-209.9 MPa 范圍內(nèi)，儲(chǔ)藏的溫度愈低，所對(duì)應(yīng)的壓力就愈高。 不凍結(jié)儲(chǔ)藏過程中食品始終是處在壓力容器中，降溫前首先將欲儲(chǔ)

17、藏的食品加壓，然后在保持壓力的情況下對(duì)食品進(jìn)行冷卻，直至所需的儲(chǔ)藏溫度。 儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)必須是先升溫，然后再降壓。4、在水產(chǎn)品中的應(yīng)用 水產(chǎn)品的加工較為待殊，產(chǎn)品要求具有水產(chǎn)品原有的風(fēng)味、色澤、良好的口感與質(zhì)地。常規(guī)的加熱處理、干制處理均不能滿足要求。研究表明，高壓處理可保持水產(chǎn)品原有的新鮮風(fēng)味。例如在600MPa下處理10min，可使水產(chǎn)品中的酶完全失活，對(duì)甲殼類水產(chǎn)品，其外觀呈紅色，內(nèi)部為白色，并完全呈變性狀態(tài)，細(xì)菌量大大減少，卻仍保持原有生鮮味，這對(duì)喜生食水產(chǎn)制品的消費(fèi)者來說極為重要。 高壓處理還可增大魚肉制品的凝膠性，將魚肉加1及3的食鹽搗潰，然后制成厚的塊狀，在l00-600MPa，0處

18、理10min，用流變儀測(cè)凝膠化強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)在400MPa下處理，魚糜的凝膠性最強(qiáng)。5、在肉制品加工方面的應(yīng)用 肉類等經(jīng)高壓處理能殺滅肉類細(xì)菌，包括大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌等，不損壞維生素等營(yíng)養(yǎng)成分及原風(fēng)味，改善肉組織。 例如生豬肉經(jīng)400MPa或600MPa的作用，保持10min，處理后的生豬肉就可以食用。6、控制食品中酶反應(yīng)和滅酶 高壓除了使酶失活外，還可以使某些在常壓下受到抑制的酶激活，提高一些酶的活性。高壓也可以加快某些在常壓下反應(yīng)緩慢甚至不進(jìn)行的反應(yīng)，現(xiàn)在較為成功的是果汁和生酒在保藏期控制因酶而發(fā)生的混濁和品質(zhì)惡化。7、在乳制品方面的應(yīng)用 7.1、高壓對(duì)干酪的影響 最佳處理壓力為30

19、0MPa、30min，可提高乳的凝固特性，增加鮮干酪蛋白質(zhì)含量和持水力，縮短凝固時(shí)間，提高變硬速度和硬度。 7.2、高壓對(duì)酸乳的影響 乳的酸凝結(jié)主要是酪蛋白分子間疏水基作用，高壓處理的牛乳，促進(jìn)酪蛋白的分散、表面積增大，壓力在300MPa以上時(shí)，可防止包裝后酸乳的過度酸化而引起脫水收縮現(xiàn)象8、在烹調(diào)方面的應(yīng)用 加壓后的米用水煮大約5min，就和直接水煮20min的米粒一樣具有米香味。 高壓處理雞蛋，比熱凝膠軟而更富彈性，消化率相當(dāng)或較優(yōu)，維生素和氨基酸沒有損失，保留了雞蛋的自然風(fēng)味，沒有生成其他物質(zhì)，其色澤和未加壓前一樣鮮艷。9、用于保健食品的加工 保健食品一般含有較高的熱敏性營(yíng)養(yǎng)保健成分，高

20、溫加工對(duì)這些營(yíng)養(yǎng)成分的破壞及其明顯。采用超高壓技術(shù)可以大大縮短營(yíng)養(yǎng)成分的提取時(shí)間，由于高壓下分子運(yùn)動(dòng)的加劇，可大大加快反應(yīng)速度，對(duì)提高產(chǎn)品收率也十分有效。同一種保健品，用超高壓技術(shù)加工，比熱加工營(yíng)養(yǎng)成分提高30%。 采用超高壓滅菌處理綠茶，除保留其特有的爽口、清香風(fēng)味，有通透的色澤外，幾乎不會(huì)使品質(zhì)和功能有任何變化。 超高壓技術(shù)用于提取各種貴重原料，如從植物中提取香精，從竹葉中提取黃酮素，從茶葉中提取茶多酚等。超高壓對(duì)食品成分與品質(zhì)的影響1、超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響 超高壓（700 MPa）對(duì)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)無影響，有利于二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但會(huì)破壞其三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。 超高壓迫使蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)伸展

21、，分子從有序而緊密的構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序而松散的構(gòu)造，或發(fā)生變形，活性中心受到破壞，失去生物活性； 高壓破壞蛋白質(zhì)膠體溶液，使蛋白質(zhì)凝集，形成凝膠。 蛋白質(zhì)加熱變性時(shí)，在高溫條件下，蛋白質(zhì)分子混亂形成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，造成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不致密，不均勻，還可能使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到破壞，形成大的空洞，從而形成粗糙的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其凝膠強(qiáng)度。 UHP條件產(chǎn)生的凝膠強(qiáng)度比熱凝膠要高，并且濃稠，柔滑，致密精細(xì)，彈性好，且能保持天然的色澤及香味。但蛋白質(zhì)溶液需達(dá)到一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)才能形成凝膠，且隨溫度、壓力增高而增高。UHP對(duì)生成蛋白質(zhì)凝膠的影響 UHP對(duì)酶活性的影響主要是通過酶與底物的構(gòu)象和性質(zhì)而起作用，對(duì)酶促反應(yīng)可產(chǎn)生兩

22、種結(jié)果: 1）抑制：UHP對(duì)維持酶蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵（鹽鍵，氫鍵、疏水鍵等）的破壞，導(dǎo)致酶活中心改變或喪失，而失活。2）促進(jìn)：在較低壓力下酶活性的上升被認(rèn)為是壓力產(chǎn)生的凝聚作用，完整的組織中酶與底物常常被隔離，而較低的壓力可破壞這種隔離，使酶與底物相接觸，加速酶促發(fā)應(yīng)。2、超高壓對(duì)食品中酶的影響 在常溫下把淀粉加壓到400-600MPa，并保持一定的作用時(shí)間后，淀粉顆粒將會(huì)： 溶脹分裂； 晶體結(jié)構(gòu)遭到某種程度的破壞； 內(nèi)部有序態(tài)分子間的氫鍵斷裂，分散成無序的狀態(tài)，即淀粉糊化為-淀粉。（三）超高壓對(duì)淀粉的影響 與熱處理相比，超高壓對(duì)淀粉的作用特點(diǎn)為： 1）高壓使淀粉粒膨脹卻不破裂； 2）超高

23、壓所致完全糊化的淀粉無老化現(xiàn)象，而超高壓所致的未完全糊化的淀粉有老化現(xiàn)象； 3）高壓處理可提高淀粉對(duì)淀粉酶的敏感性及膠凝溫度，從而提高淀粉的消化率 4）低于700 MPa的壓力時(shí)淀粉不會(huì)產(chǎn)生類似熱加工的變色。 高壓對(duì)脂類的影響是可逆的，室溫下呈液態(tài)的脂肪在高壓下（100-200MPa）基本可固化，發(fā)生相變結(jié)晶，促使更稠、更穩(wěn)定的脂類晶體形成，不過解壓后仍會(huì)復(fù)原，只是對(duì)油脂的氧化有一定的影響。 Aw在范圍時(shí)，UHP使油脂氧化速度加快。金屬離子可能有促進(jìn)作用。Aw不在上述范圍，結(jié)果相反。且溫度對(duì)該氧化速度有影響。4、超高壓對(duì)脂類的影響 對(duì)果蔬原料在預(yù)定的壓力時(shí)間條件下處理后發(fā)現(xiàn)，還原型維生素C含量

24、與其中所含F(xiàn)e3+和Cu2+有關(guān)： Fe3+對(duì)于維生素C的降解起著重要作用，在高壓下會(huì)更加明顯；Cu2+的存在，在高壓下會(huì)激活銅酶，銅酶是維生素C降解的重要酶類之一。 此外，在高壓作用下，氧化型維生素C可能會(huì)轉(zhuǎn)變成還原型維生素C；總體來看，可以認(rèn)為高壓處理對(duì)維生素C的影響很小。5、超高壓對(duì)維生素的影響 研究表明，在一般的加熱處理或熱力殺菌后，食品中維生素C的保留率不到40%，及時(shí)擠壓加工過程也只是有大約70%的維生素C被保留，而超高壓食品加工是在常溫或較低溫度下進(jìn)行的，它對(duì)維生素C的保留率高達(dá)96%以上，從而將營(yíng)養(yǎng)成分的損失程度降到了最低。 食品中的風(fēng)味物質(zhì)、色素及各種小分子物質(zhì)結(jié)合狀態(tài)為共價(jià)

25、鍵的形式，故而高壓處理過程對(duì)其幾乎沒有任何影響。 食品的黏度、均勻性及結(jié)構(gòu)等特性對(duì)高壓較為敏感，但這些變化往往是有益的。6、超高壓對(duì)風(fēng)味物質(zhì)、色素等的影響7、高壓對(duì)感官的影響 經(jīng)高壓處理后果汁果醬的風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均保持較好。8、超高壓對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響 高壓使化學(xué)反應(yīng)向體積減小的方向移動(dòng)，改變某些生化反應(yīng)的速度和平衡，使系統(tǒng)一些組分發(fā)生量變以致質(zhì)變，從而影響食品的品質(zhì)。小結(jié) 與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于：1）營(yíng)養(yǎng)成分受影響小超高壓處理的范圍只對(duì)生物高分子物質(zhì)立體結(jié)構(gòu)中非共價(jià)鍵結(jié)合產(chǎn)生影響，因此對(duì)食品中維生素等營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)沒有任何影響，最大限度地保持了其原有的營(yíng)養(yǎng)成分，并容易被人體消化

26、吸收，同時(shí)超高壓殺菌為冷殺菌，這種食品可簡(jiǎn)單加熱后食用，這一特點(diǎn)正好迎合了現(xiàn)代人類返璞歸真、崇尚自然、追求天然、低加工食品的消費(fèi)心理。 對(duì)超高壓處理的豆?jié){凝膠特性的研究發(fā)現(xiàn)，高壓處理會(huì)使豆?jié){中蛋白質(zhì)顆粒解聚變小，從而更便于人體的消化吸收。 超高壓處理的草莓醬可保留95%的氨基酸，在口感和風(fēng)味上明顯超過加熱處理的果醬。 2）產(chǎn)生新的組織結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生異味超高壓處理可改變食品物質(zhì)性質(zhì)，改善食品高分子物質(zhì)的構(gòu)象，獲得新型物性的食品，特別是蛋白質(zhì)的變性及淀粉的糊化狀態(tài)與加熱處理有所不同，從而獲得各種新的食品素材，如作用于肉類和水產(chǎn)品，提高了肉制品的嫩度和風(fēng)味；作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最終

27、風(fēng)味，還可使干酪的產(chǎn)量增加。 超高壓會(huì)使食品組分間的美拉德反應(yīng)速度減緩，多酚反應(yīng)速度加快；而食品的黏度均勻性及結(jié)構(gòu)等特性變化較為敏感，這在很大程度上改變了食品的口感及感官特性，消除了傳統(tǒng)的熱加工引起共價(jià)鍵的形成或破壞所致的變色、發(fā)黃及加熱過程出現(xiàn)的不愉快異味，如熱臭等弊端。并且在人們加熱食用時(shí)，會(huì)獲得高質(zhì)量原有風(fēng)味的食物，從而可以獲取具有新物質(zhì)性質(zhì)的食品。 3）利用超高壓處理技術(shù)，原料的利用率高超高壓處理過程是一個(gè)純物理過程，液體介質(zhì)短時(shí)間內(nèi)等同壓縮，壓力可以在瞬間傳到食品的中心，壓力傳遞均勻，處理均一性好，從而使食品滅菌達(dá)到均勻、瞬時(shí)、高效，且比加熱法耗能低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也低，操作安全衛(wèi)生，無工

28、業(yè)“三廢”，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)。 4）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)面作用，保證了食用的安全。此外化學(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)菌體作用效果明顯； 5）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、pH值、有機(jī)環(huán)境等的影響，作用效果變化幅度較大； 6）經(jīng)過超高壓處理的食品無“回生”現(xiàn)象 以食品中的淀粉為例，傳統(tǒng)的熱加工或蒸煮加工方法，處理后的谷物淀粉經(jīng)糊化后，在保存期內(nèi)，會(huì)慢慢失水，淀粉分子間會(huì)

29、重新形成氫鍵而相互結(jié)合在一起，由糊化后的無序分子排布轉(zhuǎn)臺(tái)重新變?yōu)橛行虻姆肿优挪紶顟B(tài)，即-淀粉化（即俗稱的“回生”現(xiàn)象） 超高壓處理后的食品中的淀粉屬于壓致糊化，不存在熱致糊化后的老化、“回生”現(xiàn)象。與此同時(shí)，食品中的其他組分的分子在經(jīng)一定的高壓作用之后，也同樣會(huì)發(fā)生一些不可逆的變化。 7）超高壓食品加工技術(shù)適用范圍廣，具有很好的開發(fā)推廣前景 超高壓技術(shù)不僅被應(yīng)用于各種食品的殺菌，而且在植物蛋白的組織化、淀粉的糊化、肉類品質(zhì)的改善、動(dòng)物蛋白的變性處理、乳產(chǎn)品的加工處理以及發(fā)酵工業(yè)中酒類的催陳等領(lǐng)域均已有了成功而廣泛的應(yīng)用，并以其獨(dú)特的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)在食品各領(lǐng)域中保持了良好的發(fā)展勢(shì)頭。三、超高壓食品的包

30、裝設(shè)計(jì) 高壓下只能用軟材料包裝，在高壓處理技術(shù)中，對(duì)包裝材料不要求其具有耐熱性，但其氣密性一定要好。 對(duì)包裝材料的要求：（1）能夠傳遞壓力（2）在高壓下不被破壞（3）能防止高壓介質(zhì)的滲入螺旋式玻璃瓶聚酯瓶馬口鐵罐復(fù)合蒸煮袋超高壓技術(shù)加工設(shè)備加壓設(shè)備高壓容器超高壓裝置的主要部分是超高壓容器和加壓裝置（高壓泵和增壓器等），其次是一些輔助設(shè)施，包括加熱或冷卻系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)及物料的輸入輸出裝置等。（1）超高壓處理設(shè)備應(yīng)能產(chǎn)生并承受要求的超高壓（100-1000 MPa），保證安全性，有較長(zhǎng)的使用壽命，循環(huán)載荷次數(shù)多；（2）設(shè)備的衛(wèi)生條件要求較高，和食品接觸的部分應(yīng)用不銹鋼，傳壓介質(zhì)最好采用水；（

31、3）設(shè)備有一定的處理能力，生產(chǎn)附加時(shí)間短，效率高；（4）設(shè)備應(yīng)價(jià)格便宜，操作費(fèi)用低超高壓處理設(shè)備的特點(diǎn)和要求： 超高壓容器 超高壓容器通常為圓筒形，高壓容器內(nèi)介質(zhì)（壓媒）一般為飲用水，最理想的介質(zhì)為黏度不能太高的油，一般以變壓器油與煤油按3:1比例混合，既有一定黏度，對(duì)機(jī)器有用潤(rùn)滑作用，否則對(duì)活塞的磨損比較大。 用于對(duì)食品等物料的處理時(shí)，傳壓介質(zhì)可用水，當(dāng)超高壓設(shè)備的壓力為100-600MPa時(shí)，一般可用水作為傳壓介質(zhì)；但當(dāng)壓力超過600MPa以上時(shí)，一般宜采用油性傳壓介質(zhì)。 加壓裝置 加壓裝置主要指超高壓泵和增壓器，超高壓泵一般為電動(dòng)液壓泵，由柱塞泵、控制閥、油箱、電機(jī)和儀表等組合成的一個(gè)獨(dú)

32、立的液壓動(dòng)力裝置。 增壓器為傳壓和增壓的裝置，它通過低壓大直徑活塞驅(qū)動(dòng)高壓小直徑活塞，將壓力（強(qiáng)）提高。有些超高壓泵系統(tǒng)本身就帶有增壓器。 加壓系統(tǒng)還包括管路、接頭、閥門和過濾器等超高壓處理設(shè)備的種類按照加壓方式分類1）內(nèi)部加壓式 靠高壓容器內(nèi)活塞直接壓縮壓媒產(chǎn)生高壓。 根據(jù)加壓缸與超高壓容器連接的形式又分為一體型和分體型，前者的加壓缸與超高壓容器連成一體，后者則分開，通過活塞相連，活塞兼具超高壓容器一端端頭的功能。 分體型內(nèi)部加壓式超高靜壓裝置的上部為超高壓容器，多用高強(qiáng)度不銹鋼制造。超高壓容器與加壓缸配合工作，在加壓缸中活塞向上運(yùn)動(dòng)的沖程中，活塞將容器中的介質(zhì)壓縮，產(chǎn)生超高壓，使物料受到超

33、高靜壓作用；在活塞向下運(yùn)動(dòng)的沖程中，減壓卸料。（2）外部加壓式 超高壓容器和加壓裝置分離，可用超加壓泵和增壓器產(chǎn)生高壓介質(zhì)，并通過高壓配管將高壓介質(zhì)送至超高壓容器。 按照處理過程和操作方式1）間歇式超高壓設(shè)備 大多數(shù)的超高壓設(shè)備為間歇式，可處理液態(tài)、固態(tài)和不同大小形狀的物料. 間歇式超高壓處理先將經(jīng)過包裝的物料裝進(jìn)容器內(nèi)，然后將該容器放入超高壓容中，關(guān)閉容器在超高壓處理之前應(yīng)排除容器內(nèi)的空氣升壓到操作壓力，恒壓一定時(shí)間卸壓和取出物料超高壓處理包裝好的食品時(shí)，殘留的空氣一般不會(huì)影響微生物的殺菌動(dòng)力學(xué)和殺菌效果，但殘留空氣會(huì)增加升壓時(shí)間2）半連續(xù)式超高壓設(shè)備(液態(tài)物料如果汁） 物料首先通過低壓食品泵泵入超高壓容器內(nèi)，高壓泵將高壓飲用水注入超高壓容器內(nèi)，推動(dòng)自由活塞對(duì)物料進(jìn)行