食品保藏原理与技术超高压杀菌技术在食品中应用

个人资料整理 仅限学习使用新疆农业大学专业文献综述题目: 超高压杀菌技术在食品中的应用姓 名: 全 莉学院: 食品科学与药学学院专业: 食品科学与工程班级: 食科112班学号: 114031226指导教师: 叶强 职称: 副教授20012年12月18日新疆农业大学教务处制超高压杀菌技术在食品中的应用作者：全莉 指导老师：叶强摘要：超高压杀菌作为一种新兴的食品非热处理技术，因具有保持食品固有营养品质、质构、风味、色泽、新鲜程度等优势而成为研究热点。本文系结合多1/6个人资料整理 仅限学习使用篇研究以及应用文章，援引多种观点及实验结果，系统简介超高压杀菌技术在食品加工中的应用，最后了展望超高压杀菌技术的发展前景。 b5E2RGbCAP关键词：超高压杀菌，食品加工，杀菌机理，研究进展与应用，发展前景引言：随着科学技术的发展，目前在众多的食品加工和贮存方法中，食品超高压杀菌处理技术成为一项很有发展前景的食品新技术。1899年，美国西Virginia大学化学家BertHite教授最早将高压技术应用到食品加工中，他报道运用高静水压进行了牛奶、果汁、肉类和各种水果防腐的实验，以后又相继报道了超高压对多种食品和饮料的灭菌影响。但是直到20世纪80年代，随着人们对高质量食品的需求，很多国家才大力开展超高压在食品中的应用和研究，且发展迅速，其中心主要在日本。同时，欧美等其他国家也对此技术进行了相关研究，也取得了不少的成果[2]。如今超高压杀菌技术的研究和运用已成为了一个热点。p1EanqFDPw正文：超高压杀菌技术的杀菌机理超高压杀菌对微生物的致死作用主要是通过破坏其细胞膜和细胞壁，使蛋白质凝固(蛋白质高级结构改变>，抑制酶的活性和遗传物质的复制等实现的。由于高压主要破坏菌体蛋白质中的非共价键，如氢键、二硫键和离子键，对食品成分的共价键的影响很小。这样，一方面可以破坏微生物的活动，另一方面又不会对决定食品质地或风味的分子产生重大的影响。由于超高压处理食品可以在室温甚至低温下进行，是一个纯物理过程，因此对食品的营养成分、天然风味以及色泽的破坏极小，从而生产出高品质的产品。超高压处理的食品无需使用化学防腐剂来获得足够长的保质期，正好迎合了现代人追求天然、低加工食品的消费心理，因而特别受到人们的欢迎。DXDiTa9E3d超高压杀菌效果的影响因素在超高压杀菌过程中，由于食品成分和组织状态十分复杂，因此要根据不同的食品对象采取不同的处理条件。一般情况下，影响超高压杀菌的主要因素有:压力大小、加压时间、加压温度、pH值、水分活度、食品成分、微生物生长阶段和微生物种类等。RTCrpUDGiT2.1 压力大小和加压时间一般说来，在一定范围内，加压时间越长，压力越高，灭菌效果就越好[1]。L.A.Lucore等研究了环境条件对抑制大肠杆菌 O157:H7的作用，用300、500、700MPa压力处理，加压时间较长时，大肠杆菌 O157:H7会被抑制5个数量级[1]。但是，由于每一种微生物都有自身耐受压力的上限值，在该压力下，增加加压的时间对微生物的失活率没有多大影响。而只要达到或超过该压力，增加保压时间，微生物数量减少效果明显，灭菌效果也有一定程度的提高。H.Calik等研究了超高压对牡砺中副溶血弧菌 <Vibrioparahaemolyticus）的作用，用平皿计数法测定了牡蛎加压前后的副溶血弧菌数，最佳条件是500MPa，施压30s，此处理条件能将含菌量从109cfu/ml降至10cfu/ml。如果压力降低，要取得2/6个人资料整理 仅限学习使用同样的效果，则加压时间加长，如将上述压力降至 350MPa，则需要14.5min，才能将含菌量降到10cfu/ml。细菌、霉菌、酵母菌在 300MPa以上就可被杀灭，病毒在较低的压力下也可失去活力。对于芽孢菌，有的在 1000MPa的压力下还可生存。而用低压处理芽孢菌，反而会促进芽孢发芽。 5PCzVD7HxA2.2 加压温度在高温和低温下，高压对于微生物的活性影响都比较敏感。微生物本身就怕高温,因此有高温的协同，高压灭菌效果大大提高。低温下，压力会使得细胞内冰晶析出而破裂的程度加剧，所以低温对高压灭菌有促进作用。对一定浓度的糖溶液，在不同温度下进行高压杀菌，在同样的压力下，杀死同等数量的细菌，则温度高，所需杀菌时间短。因为在一定温度下，微生物中蛋白质、酶等成分均会发生一定程度的变性。因此，根据不同食品的需求，在对食品各方面的品质没有明显影响的情况下，适当提高温度对高压杀菌有促进作用 [3]。jLBHrnAILg2.3 pH不同微生物对pH值的要求不一样，不同的微生物也各自有最适宜的pH值。每种微生物在其最适生长的pH值范围内时酶活性最高，如果其他条件适合，微生物的生长速率也最高。因此，pH值是影响微生物在受压条件下生存的因素之一。一般的微生物都适合在弱酸性至中性条件下生长。随着环境pH值的不断变化，微生物生长受阻。当超过最适pH值的最高或最低值时，微生物的耐压性降低，将引起微生物的死亡，有利于超高压对微生物的灭活。正是由于酸性环境不利于多数微生物的生长，高浓度的氢离子会引起菌体表面蛋白质和核酸水解，并破坏酶类活性，所以第一代的高压食品大都以酸度较大的果酱、果汁为主。有报道显示，压力会改变介质的pH值，且逐渐减小微生物生长的pH值范围，如在68MPa下，中性磷酸盐缓冲液的pH值将降低0.4个单位。在利用超高压技术加工食品时，应考虑压力与pH值对微生物的影响关系。xHAQX74J0X2.4 水分活度高压对酵母细胞结构的影响产生于细胞膜体系,尤其是细胞核膜。低Aw产生细胞收缩和对生长的抑制作用，从而使更多的细胞在压力中存活下来。因此控制Aw无疑对高压杀菌，尤其是固态和半固态食品的保藏加工有重要意义。LDAYtRyKfE2.5 食物本身的组成高压杀菌技术应用于食品的加工保藏，食品组分是不容忽视的重要因素[4]。在高压下，食品的化学成分对灭菌效果有明显作用。蛋白质、脂类、碳水化合物对微生物有缓冲保护作用，而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能。一般而言，食品中盐和蛋白质的浓度越高，营养成分越丰富，食品中的微生物在高压下的耐压性就越强。食品基质中含有的添加剂组分对超高压杀菌结果影响也很大。这些添加剂不是保护微生物的存在的，如Nisin,乳酸链球菌肽具有破坏革兰氏阳性菌的专一性，是天然的抗菌防腐剂，对人体无害。在利用超高压对食品进行杀菌处理时，适当的考虑使用天然抑菌剂，可以降低处理压力，提高效率。另外，添加脂肪酸酯、蔗糖酯或者乙醇等添加剂，也将3/6个人资料整理 仅限学习使用提高加压杀菌的效果。Zzz6ZB2Ltk2.6 微生物的种类和特性一般地说，处于指数生长期的微生物比处于静止生长期的微生物对压力反应更敏感。革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对压力更具抗性，革兰氏阴性菌的细胞膜结构更复杂而更易受压力等环境条件的影响而发生结构的变化。抱子对压力的抵抗力则更强。芽抱类细菌，同非芽抱类的细菌相比，其耐压性很强,当静压超过100MPa时，许多非芽抱类的细菌都失去活性，但芽抱类细菌则可在高达12MPa的压力下存活。革兰氏阳性菌中的芽抱杆菌属和梭状芽抱杆菌属的芽抱最为耐压。芽抱壳的结构极其致密，使得芽抱类细菌具备了抵抗高压的能力，杀灭芽抱需更高的压力并结合其它处理方式[8]。dvzfvkwMI13超高压对食品中营养成分的影响3.1 对蛋白质的影响超高压会使蛋白质变性 ,这是由于压力使蛋白质原始结构伸展 ,导致蛋白质体积发生改变。无论是热力凝固还是压力凝固 ,蛋白质的消化性都很好 [16]。rqyn14ZNXI3.2 对淀粉的影响超高压可使淀粉改性，压力作为一种能量提供给水分子和淀粉分子,与热处理淀粉糊化的本质一样,也是通过水合作用来实现淀粉的糊化,常温条件下加压到400～600MPa时,可使淀粉糊化而呈不透明的稠糊状物,且吸水量也发生改变。超高压所致完全糊化的玉M淀粉没有类似于热加工淀粉的老化现象,而超高压未完全糊化的玉M淀粉有类似热加工淀粉的老化现象。EmxvxOtOco3.3 对油脂的影响油脂类耐压程度低,常温下加压到100～200兆帕,基本上变成固体,但解除压力后固体仍能恢复到原状。另据研究认为,当压力低于300兆帕时,压力处理对碎猪肉的TBA值影响很小,压力提高后则TBA值成比例得增加。超高压处理对油脂的氧化有一定的影响。实验表明,与热处理相比,加压处理所产生的脂肪氧化增加较小,只有强度很大的高压处理才会产生类似于热处理诱导的脂肪氧化程度[17]。SixE2yXPq53.4 对食品中其他成分的影响超高压处理对食品中的风味物质、维生素、色素及各种小分子物质的天然结构几乎没有任何影响。例如,在生产草莓果酱时,超高压处理可保持原果的独特风味、色泽及营养。在柑橘类果汁的生产中,加压处理对其营养价值与感官质量无影响,可以避免加热后产生的异味,同时还可抑制榨汁后果汁中苦味物质的生成,使果汁保持原果实风味。6ewMyirQFL4研究进展与应用目前，国外已将高压杀菌用于肉、蛋、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、果汁、矿泉水、啤酒、罐头、茶叶、咖啡等食品的加工中。kavU42VRUs4/6个人资料整理 仅限学习使用超高压杀菌技术最适合于果汁饮料、浓缩果汁和果酱等液体的杀菌。超高压处理过的果汁,其颜色、风味、营养与未经加压处理的新鲜果汁几乎无任何差别。日本专家对柑桔类果汁(PH2.5-3.7>经100-600MPa、5-10min加压灭菌，实验研究结果表明:细菌、酵母菌和霉菌总数均随压力增大而减少，酵母菌和霉菌及无芽抱细菌可以被完全杀死，但仍有棒杆菌、枯草杆菌等能形成耐热性强的芽抱而有残留。但如果加压至600MPa再结合适当的低温加热(47-57℃>，则可以达到完全灭菌。超高压杀菌后的果汁其风味、化学组成成分均没有发生变化[5]。y6v3ALoS89超高压杀菌处理乳制品与传统的加热杀菌乳制品比较，可以很大程度的保留食品内的营养成分和原有风味，且杀菌时间较短，不产生毒性物质。但由于有些技术还不完善，如果用高压技术取代热处理尚需做进一步的研究 [11]。M2ub6vSTnP结论：超高压杀菌技术在国内外已经日渐成熟，从在我国的应用来看，也从各个方面取得了进展。超高压食品处理技术已历经几十年的发展，引起了人们的广泛重视。超高压技术具有传统热加工处理技术无法比拟的优势。美国已将超高压食品列为21世纪食品加工、包装的主要研究工程，并正在逐步形成工业化。由于超高压杀菌技术处理过的食品，没有化学变化，故不产生副作用，食品的色、香、味均优于传统方法加工的食品，杀菌效果也比食品烹煮和热力杀菌更好，所以在世界各地颇受欢迎。在科学技术日新月异的时代，抓住机遇，加快超高压技术的研究和应用，对我国参与国际竞争有着极为重要的意义。我相信，超高压杀菌技术今后将越来越成熟，越来越多的应用于食品加工行业，为我国食品工业注入强大的活力,其必将是一道闪电，迅速使我国食品加工行业又好又快发展。0YujCfmUCw参考文献：皮晓娟,李亮,刘雄.超高压杀菌技术研究进展[J].肉类研究,2018(12>:9-13.魏静,解新安.食品超高压杀菌研究进展[J].食品工业科技,2009,30(6>:363-366.eUts8ZQVRd林向阳,陈金海,郑丹丹等.超高压杀菌技术在食品中的应用[J].农产品加工,2005(1>:9-12.sQsAEJkW5T励建荣,夏道宗.食品超高压杀菌技术[J].广州食品工业科技,2002,18(3>:45-47.[5]陈海军,李杏元.超高压杀菌技术在果汁饮料生产中的应用 [N].黄冈职业技术学院学报,2003,5(2>:81-86.GMsIasNXkA[6]曹明菊,郑晓燕,陈丽华.超高压杀菌技术在果汁生产中应用的研究进展 [J].综述与述评,2007,10(12>:7-10.TIrRGchYzg[7]黄琴,贺稚非,龚霄等.超高压灭菌技术及其在食品工业中的应用 [J].四川食品与发酵,2008,44(3>:46-49.7EqZcWLZNX[8]邱伟芬,江汉湖.食品超高压杀菌技术及其研究进展 [J].食品科学 ,2001,22(5>:81-5/6个人资料整理 仅限学习使用83.lzq7IGf02E[9]王进,李汴生 ,张微.超高压对果蔬制品品质影响研究进展 [J].食品研究与开发 ,2018,33(3>:214-218.zvpgeqJ1hk[10]金德海.超高压技术对肉类产品的影响 [J].肉类工业,2018,(2>:52-54.乔长最,贾士儒,王瑞等.超高压杀菌技术对牛乳品质的影响[J].食品科学,2009,30(1>:50-53.NrpoJac3v1[12]吴万贵,董卫,孙向彬等.常温超高压杀菌技术在哈密瓜汁中的应用研究 [N].石河子大学学报,2004,22(2>:132-134.1nowfTG4KI[13]陈贺庆,潘思轶,王可兴.超高压处理对鲜橙汁中果胶酶及过氧化物酶活性的影响 [J].食品科学,2018,32(15>:54-57.fjnFLDa5Zo[14]姬华,陈艳,刘秀梅等