超高压灭菌技术的研究进展论文

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。 通过以上2种作用的联合进行，杀死菌体。 超高压杀菌技术发展概况 19世纪末--Tamman采用300MPa的压力来测定固液相的变化现象，开启了高压技术之门，遂被尊称为"超高压之母"；Bridgman继续这方面的研究，成就非凡，获得了1946年诺贝尔物理奖，并被尊称为"超高压之父"。而关于高静压在食品保藏中的应用研究最早是由Hite（1899）提出的，但他的工作成果并未受到大量重视。此后的几十年间，绝大多数关于高压对完整细胞作用效果的研究报告，多将重点放在自然高压条件下的微生物身上。 从1895年到1965年，共有29种微生物被选作超高压杀菌的对象菌。直到八十年代中后期，高压处理技术在食品中的应用才开始引人注目。1986年，日本京都大学林力丸教授率先发表了用高静压处理食品的报告，引起日本食品工业界、学术界的高度重视。1990年4月，明治屋公司首创的采用高压代替加热杀菌而生产的果酱（High Pressure Jam）投放市场，制品无需热杀菌即可达到一定的保质期，且由于其具有鲜果的色泽、风味和口感而倍受消费者青睐。目前，日本在该领域的研究仍处于世界领先地位。成套的超高压处理设备业已面市。 从1986年起，日本每年都专门召开有关高压技术应用的学术研讨会。欧洲亦在1992年10月于法国召开首次有关高压技术应用于食品工业的会议，欧共体随即贷款资助高压食品开发的多国联合研究计划。美国食品最高学术权威组织IFT在专题报告中，将高压食品开发列入21世纪美国食品工程的主要研究项目。我国的国家食品工业发展计划也将高压杀菌作为九十年代十六项重点开发技术之一。

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果蔬保鲜技术论文篇二 切分果蔬的贮藏保鲜技术研究进展 摘要：指出了近年来人们的消费模式不断发生着变化，促进了速食工业的快速发展，可以直接食用、营养、卫生的新鲜切分果蔬的需求迅速增加。鲜切果蔬除具有新鲜、使用方便等优点外，还具有重要的环境保护效应。鲜切果蔬更好地保持了果蔬的风味和营养，但耐贮性低于完整果蔬。主要阐述了切分果蔬经过加工处理而导致的贮存期缩短等保鲜技术的研究进展。 关键词：切分果蔬;保鲜技术;研究 1 引言 目前在欧洲、美国、日本等发达国家和地区鲜切果蔬已经实现系统化、规范化生产，产品大量进入食品商店和超市。据报道，美国等西方发达国家鲜切果蔬的消费已经占果品、蔬菜消费的1/3。在我国，鲜切果蔬生产刚刚起步，加工规模比较小。我国的鲜切果蔬生产量和品质还不能满足社会发展的需要，主要原因是鲜切果蔬加工工艺和保鲜技术存在问题，价格高，货架期(7d左右)得不到保证，而且对鲜切果蔬的质量没有检测标准。我国是一个水果、蔬菜生产大国，约占世界总产量的l/3，鲜切果蔬生产和技术的落后，不仅影响农民收入水平的提高，还影响我国农业及农村产业结构的战略性调整，因此研究鲜切果蔬的保鲜技术具有重大的经济意义和深远的社会意义。 2 切分果蔬的贮藏保鲜技术 低温保鲜 低温处理能有效地减缓酶和微生物的活动，抑制果蔬呼吸作用，降低各种生化反应的速率，延缓衰老和抑制褐变。由于酶活性化学反应的温度系数Q10为2～3，温度每下降10℃，生理生化反应就下降到1/3～1/2，因此，切分材料时在低温下操作，可以将乙烯和呼吸速率的上升及其他劣变的生理代谢减到最低，保存期可大大延长。孙伟、丁宝莲等[1]通过研究马铃薯、胡萝卜、甜椒、萝卜、莴苣、芹菜、甘蓝、大白菜、青花菜、蘑菇、花椰菜、香菇等切割后在10～30℃不同的温度下的呼吸速率发现，切割蔬菜加工场所适应温度应在15℃以下，多数研究认为切分水果在0～5℃条件下贮藏较适合。切割产品加工后在5℃条件下运输和销售，其表面微生物的数量至少可以在10d保持稳定，而在10℃条件下，只能使切割蔬菜表面微生物在3d保持基本稳定，之后就急剧上升。不同果蔬对低温的忍耐力不同，每种果蔬都有其最佳的加工和贮藏温度。 气调保鲜 气调保鲜作为无公害保鲜技术，在国际上倍受重视。水果经预加工后进行气调包装 (modified atmosphere package，MAP) 可以大大延长水果的货架期。MAP 结合冷藏可显著提高切分水果的贮藏质量，延长贮藏期。在贮藏过程中创造一个低O2和高CO2的环境，可降低呼吸，抑制乙烯的产生，延迟切分果蔬的衰老，延长贮藏时间。在降低O2浓度升高CO2浓度的同时，防止嫌气环境的形成，因为这种环境的形成，容易导致水果无氧呼吸产生异味。合适的气体环境可通过适当的包装由果蔬的呼吸作用而获得，也可以人为地改变贮藏环境的气体组成(control atmosphere)。切分果蔬包装内部通常要保持2%～5%O2和5%～10%CO2，以利于保持品质。BAI [2]在研究中发现用具有不同CO2和O2透过率的聚乙烯薄膜密封包装可使切分糙皮甜瓜的保鲜期从不包装时的6d延长到12d，而且品质也优于不包装处理。包装薄膜的厚度和组成成分对保鲜效果也有较大的影响。周涛等[3]发现使用高密度聚乙烯薄膜比使用低密度聚乙烯薄膜包装更能抑制切分茭白的木质化，保持嫩度。王清章等[4]采用010mm和008mm厚的低密度聚乙烯薄膜以及008mm和006mm厚的PA/PE复合薄膜真空包装切分莲藕，结果表明PA/PE能极显著地抑制莲藕的褐变，并能保持较多的营养成分。 涂膜保鲜 涂膜技术将可食性膜涂于切分果蔬表面形成涂层，可保持和改善产品品质。可食性膜可减少水分损失，防止芳香成分挥发;阻止氧气进入，降低水果表面的氧气浓度，提高CO2浓度，进而可抑制呼吸作用，延迟乙烯产生，延缓果蔬的后熟和衰老，有利于贮藏;抑制果蔬的褐变，在成膜剂中加入抗氧化剂、抗褐变剂可以降低切分果蔬的氧化变质与变色。Mei等[5]采用5%的葡萄糖酸钙和乳酸钙的混合物，其中含有的VE，来涂膜处理切分胡萝卜，较好地保持了切分产品的品质和营养成分。 涂膜剂可分为糖类、蛋白质类、复合类。糖类涂膜剂主要包括壳聚糖类、海藻酸钠类、淀粉类及魔芋可食性膜。蛋白质类可分为玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白等。复合型膜是由糖、脂肪、蛋白质等多种物质经过一定的处理而形成的膜。由于它们之间的性质不同和功能上的互补性，所形成的膜有更为理想的性能。彭丽霞等[6]用2%的壳聚糖涂膜处理切分荸荠较好地抑制了褐变。 3 切分果蔬微生物的控制 鲜切果蔬，尤其是切分水果，切分后汁液外渗，其汁液中糖分和其他营养成分含量较高，有利于微生物的生长，很容易导致腐烂。目前，日本、法国等国家对鲜切果蔬产品都制定了严格的微生物控制标推，保证鲜切产品的卫生及质量。 鲜切果蔬防止微生物生长主要是控制水分活度(aw)和酸度(pH值)，应用防腐剂及低温冷藏等栅栏因子。蔬菜上的微生物主要是细菌，霉菌、酵母菌数量较少;水果上除有一定细菌外，霉菌、酵母菌数量相对较多。不同种类的蔬菜和水果上的微生物群落差别很大。果蔬上常见的细菌有欧文氏菌属、假单孢菌属、黄单孢菌属(Xanthomonas)、棒杆菌属(Corynebacterium)、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属等，尤以欧文氏菌属、假单孢菌属常见。欧文氏菌属、某些假单孢菌 (如边缘单孢菌，Pseudomonas marginalis)、芽孢杆菌以及梭状芽孢杆菌可以引起果蔬发生细菌性软化腐烂。这些细菌可分泌果胶酶，分解果胶，使蔬菜组织软化;有时有水渗出，并产生臭气。 化学防腐剂 醋酸、苯甲酸、次氯酸钠、山梨酸及其盐类、H2O2等可有效抑制微生物生长繁殖，有效控制那些在低温下仍能生长的腐败菌和致病菌。在生产上，常在清洗液中加入防腐剂，进行清洗处理。陈胜民[7]使用次氯酸钠、双氧水及氯化钙分别处理切分莴苣，其中100mg/kgNaClO浸泡3min的贮藏效果最好。但是使用次氯酸钠一般来说只有一个星期的保鲜期，若想获得更长的保鲜期，则要配合使用其他防腐剂如山梨酸钾等。鲜切蔬菜组织的pH值一般为～，正适合于各种腐败菌的生长，加入适当的醋酸、柠檬酸和乳酸等，可降低果蔬组织的pH值，抑制微生物的生长繁殖。但是，过多的酸会破坏果蔬本身的风味。 生物防腐剂 生物防腐剂是指来自植物、动物、微生物中的一类抗菌物质。由于鲜切果蔬为即食产品，化学防腐剂的应用受到一定限制，因此来自生物的天然防腐剂的研究和应用，便日益受到重视。近年来，经过大量的研究发现，乳酸菌的代谢物细菌素或类细菌素，能有效地抑制鲜切果蔬中嗜水气单胞菌和单核李氏杆菌等有害微生物的生长。Vescovo等[8]成功地应用乳酸菌保存生菜色拉。由于生物防腐剂的防治成本高和防治效果较单一，目前的应用受到较大的限制。 物理方法 近年来采用辐照、臭氧、超声波、紫外照射、超高压、脉冲电场和脉冲磁场来控制切分果蔬中的微生物研究取得了较大的进展。这些物理方法与传统的热处理相比，温度变化小，既不使产品发生显著的化学变化，也不会产生异味，既可保持产品的营养成分，又可保持产品的新鲜感和良好风味，近年来在生产上得到较广泛的应用。高翔等[9]采用辐照鲜切西洋芹，结果表明辐照剂量为1kGy可有效控制微生物繁殖，使细菌数降低2个数量级;霉菌和酵母菌降低一个数量级;大肠菌群未检出;同时大大抑制酶活力，多酚氧化酶的活力较对照降低60个单位;各项营养指标良好，贮藏至第6d，Vc含量高于对照15%;感官品质优良。但采用辐照方法来保鲜切分果蔬时应注意：由于不同的果蔬具有不同的辐照耐受性，当辐照剂量超过一定值，会造成细胞膜的损伤。 紫外照射也能较好地控制切分果蔬微生物，对细菌、霉菌、酵母、病毒等各类微生物都有显著的杀灭作用。紫外线不仅可以杀灭果蔬表面的微生物，同时紫外线还可以诱导切分果蔬产生一些次生代谢物质，这些次生代谢物质有抑菌的作用，从而延长切分果蔬的保鲜期。超高压杀菌是将食品物料以某种方式包装以后，放入液体介质中，在100～1000MPa压力下作用一段时间后，使之达到灭菌的要求，其基本原理就是压力对微生物的致死作用。日本一家公司，在25℃条件下，使用606×108Pa，在20min内可将土豆色拉上的芽孢菌全部杀死。超声波杀菌近年来也得到了应用，超声波杀菌单独使用不能取得较好的杀菌效果，它可以和其他的杀菌 措施 结合使用可取得较好的效果。目前，一般用超声波来清洗切分果蔬。脉冲电场和脉冲磁场杀菌机理尚未完全清楚，但是用它杀菌所用的时间较短，可取得较好的杀菌效果。 4 切分果蔬的品质变化 切分产品褐变及软化 鲜切果蔬发生的褐变和白化在生产上主要采用酶的抑制剂和抗氧化剂来控制酚氧化酶的活性，或降低氧浓度，来抑制酶促褐变。传统上采用的化学物质有亚硫酸钠盐、柠檬酸等，近年又研究发现醋酸锌、氯化钙、异抗坏血酸及其钠盐、L-半胱氨酸、4-取代基间苯二酚等对于酶促反应的控制具有显著效果。国外对土豆切片、苹果切片、鲜切杨桃片的研究表明结合使用多种褐变抑制剂对褐变的控制效果更好。 硬度下降及组织透明化 潘勇贵等[10]对切分菠萝进行研究发现切分菠萝硬度快速下降，其机理可能是伤乙烯和伤呼吸加快果蔬组织的衰老进程，尤其是跃变型果实，伤乙烯和伤呼吸诱导一些与成熟相关酶类的活性，如果胶酶、纤维素酶、脂酶、过氧化物酶等活性，从而使组织细胞崩溃，果肉软化;切分导致的细胞破裂，使细胞降解酶被激活，或与底物接触机会增加，使细胞破坏所致;微生物的入侵分泌果胶酶、纤维素酶等破坏果蔬组织。组织透明化在切分哈密瓜上的表现尤为严重。哈密瓜切分后，如切分时的温度过高，或切分的工艺不正确，切分后哈密瓜片会在几小时之内出现透明化，透明率可达到整个切分瓜片的60%。 2013年3月 绿 色 科 技 第3期5 结语 在生产过程中对果蔬进行整理、清洗、切分等操作，果蔬不再以完整状态而存在，从而引起一系列的生理生化变化，这些变化将会影响切分果蔬的质量，进而影响切分产品的安全性和货架期，因而切分果蔬的生理生化变化研究受到广泛重视，有待于进一步地深入研究。 参考文献： [1] 孙 伟，丁宝莲，虞冠军，等.半加工切割蔬菜生产的生理和品质保持问题[J].上海农业学报，1999，15(4)：80～83. 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面对一些讨厌的昆虫，很多人的第一反应是将它们踩死或捏死，那么对于有害的细菌，同样的手段能否将其消灭呢？正像昆虫会被踩死一样，细菌也可以被压死。只不过压死细菌所需要的压强远非人力所能产生，对于介质也有更高的要求。通常情况下，液体或气体压力在（兆帕）—称为低压，—10Mpa称为中压，10Mpa—100MPa称为高压，100MPa以上则称为超高压。当压强达到100MPa时，细菌的细胞膜会被损坏，但这种损伤只是暂时的。随着压强的继续增大，越来越多损坏的细胞膜将被彻底破坏。“压死”细菌，通常需要300Mpa—400Mpa的压强，在这种压强条件下，绝大部分细菌的细胞膜会被永久性破坏，最后死亡。同时，看似光滑的平面介质上存在的缝隙对于细菌来说可能是巨大的，足够体积微小的细菌安全躲避。因此想要靠超高压来杀菌，还需要借助水或油等介质，将压强传递到细菌表面。事实上，借助超高压“压死”细菌的方式已应用于食品灭菌中。超高压灭菌技术由日本明治屋食品公司首创，具体方法是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中, 经超高压处理一段时间，从而达到灭菌的目的。