超高压杀菌原理

食品超高压杀菌技术是以水或其他液体介质为传递压力的媒介物质，加在液体中的压力（100～1000MPa），通过介质，以压力作为能量因子，将放在专门密封超高压容器内的食品，在常温或者低温(低于100℃)下对食品加压，压力达到数百兆帕，从而达到杀菌的目的。高压会影响细胞的形态，如使液泡破裂，从而使形态发生变化，且这种破坏是不可逆的。另外，高压也会引起食品原料及所含微生物主要酶系的失活。一般情况下，当压力超过300MPa后，会对蛋白质造成不可逆的变性。超高压还会破坏细胞膜，通过高压改变细胞膜的通透性，从而抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制来实现杀菌 。

通常情况液体或气体压力在0.1mpa～1.6mpa称为低压，1.6mpa～10mpa称为中压，10～100MPa称为高压，100MPa以上称为超高压.。

超高压技术（Ultra-high Pressure，UHP）或高静压技术（High Hydrostatic Pressure，HHP） 是指在室温或温和加热条件下利用100～1 000 MPa 的压力处理食品，以达到杀菌、钝酶和加工食品的目的。

1. 超高压作用于食品时主要破坏的是非共价键，而对共价键是几乎不起作用的，因此食品中的一些物质如氨基酸、维生素、风味或者香味物质不会被破坏，从而能够保持食品的风味、营养物质；

2. 超高压处理能够增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提高可消化性和降低过敏性；

3. 高压处理的压力可以瞬间均匀的传到食品中心，不受原料大小和形状的限制；

4. 延长食品保藏时间，避免或减少加热处理对食品添加剂的影响，耗能低，对环境无污染；

5. 也可用来改善食品的组织结构或生成新型食品。

1. UHP技术对杀灭芽孢效果似乎不太理想，在绿茶茶汤中接种耐热细菌芽孢后，采用室温和400MPa静水高压处理，不能杀灭这些芽孢。

2. 由于糖和盐对微生物的保护作用，在粘度非常大的高浓度糖溶液中，超高压灭菌效果并不明显。

3. 由于处理过程压力很高，食品中压敏性成分会受到不同程度的破坏。其过高的压力使得能耗增加，对设备要求过高。而且，超高压装置初期投入成本比较高，一般食品工厂不利于工业化推广。

4. 超高压灭菌一般采用水作为为压力介质，当压力超过600MPa时，水会出现临界冰的现象，因而只能使用油等其他物质作为压力介质。

5. 超高压灭菌的效果受多种因素的影响，如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。

1.在肉制品加工中的应用

通过影响肌肉组织的肌原蛋白，高压能提高肉的嫩度，有助于保留僵肉的内在性质，并提高肉质，避免能量的损失，从而代替一些肉制品中用来提高结合力的添加剂。可以减少肉制品的营养损失，延长肉制品货架期。

2.在乳制品加工中的应用

超高压技术能杀灭乳制品中的微生物，改善乳制品的质量，加速奶酪的熟化。

3.在速冻技术中的应用

利用超高压可以使水的冰点下降，加压到200MPa，冷却到-18℃，水仍不结冰。迅速解除压力，就可对食品实现速冻 。

4.在果蔬加工中的应用

超高压加工技术能使果蔬加工产品质量更好、更安全、货架期更长，主要应用于果酱和果汁的加工。

5.在食品保藏中的应用

在超高压环境中,虽然淀粉和蛋白质失去了本来的面目，变得表面发光、质地细腻，但色香味都保持不变。超高压食品不但无菌，保鲜时间长，而且还能提高食品的附加值。

20世纪80年代末, 日本首次制造了高压加工食品试验装置后,才开始利用该技术进行食品加工 。美国、日本等国家在高压加工装置的研制、标准化、及批量生产等方面取得一些成就， 如美国的FLOW公司、Wenger公司、日本的明治屋食品公司等都拥有各自的特色产品。

超高压装置的主要部分是高压容器和加减压装置。高压容器是整个装置的核心。超高压装置的特点是承受的压力高（100MPa-1000MPa），循环载荷次数多（2.5次/h） 。高压容器的设计必须要求容器及密封结构的材质有足够的力学强度，高的断裂韧性，低的回火脆性和时效脆性，一定的抗应力腐蚀及抗腐蚀疲劳性能、高效率；可快装快拆、密封效果好。2100433B

强杀菌、灭菌。 2100433B

该设备的主要部件超高压容器、约束框架均采用先进的钢丝缠绕技术，其在工作时应力分布均匀、结构紧凑体积小、寿命长。并且超高压容器的内套采用高强不锈钢加工制造，适合用水介质增压，耐腐蚀能力强符合食品、医药加工行业的要求。设备制动化程度高，容器的移动与两端盖的开合，均采用电控液驱机构来完成。运动件在油缸的推动下将平稳、准确的执行水平和垂直运动，保证精准的完成每一工步、工位的动作。电器控制系统采用先进的德国西门子可编程控制器（PLC）、WinCC监控，设置自动和手动两种控制方式，切换自如。

已有不少研究报道表明脉冲放电对许多与食品有关的微生物具有较好的杀菌效果，如大肠杆菌(E．coli)、枯草杆菌(B．subtilis)、短乳杆菌(L．brevis)、蜡状芽孢杆菌(B．cerus)、啤酒酵母(S．cerevisiae)、金黄色葡萄球菌(S．aureus)、粪链球菌(S．faecalis)等。脉冲电场要起到杀菌作用的决定因素是电场强度，数值上等于电极间距与所施加电压之比。当电场强度达到某个阈值时，脉冲电场才开始有杀菌作用，此后随电场强度的增大，杀菌作用增强，。不同物料和在不同电场强度下的单位容积能量阈值不同，只有超过能量阈值才有明显的杀菌效果，一般情况下该阈值为50J/mL。