超高压技术课件.ppt

超高压技术 李璐 201323104008 一、 超高压技术的介绍 二、超高压技术的应用 ? UHP在食品工业中的应用 ? UHP对食品成分及品质的影响 三、超高压食品的包装设计和加工设备 四、超高压食品加工工艺 五、超高压技术前景展望及开发重点 六、超高压技术进展存在的问题 1、食品超高压技术的定义 食品超高压技术是将包装或无包装的固态或液态食品置于100~1000MPa的高压和一定的温度下处理一段时间，引起食品成分非共价键(氢键、离子键和疏水键等)的破坏或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失活、变性和糊化，并杀死食品中的细菌等微生物，从而达到食品灭菌、保藏和加工的目的。 3、超高压技术作用机理 3.1 对水的作用 3.2 对蛋白质的影响 在超高压下，食品中的小分子(如水分子)之间的距离要缩小，而蛋白质等大分子组成的物质还仍保持球状，这时水分子等小分子就要产生渗透和填充效果，进入并粘附在蛋白质等大分子基团内的氨基酸周围，使蛋白质等的食品中生物大分子链在加工压力下，由超高压降为常压后被拉长，而导致其全部或部分立体结构被破坏，这样便改变了蛋白质的性质(简称为“变性”)。 大多数细菌能够在20～30MPa下生长，能够在高于40～50MPa压力下生长的微生物称耐压微生物。超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能破坏氢键之类弱结合键，使基本生物活性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，使菌体内成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。 其中细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其结构靠氢键和疏水键来保持。在压力作用下，蛋白质在细胞膜内发生变性，抑制了细胞生长所必需的氨基酸。高压增加了细胞膜的通透性，使细胞成分流出，破坏了细胞的功能。 二、超高压技术的应用 超高压食品处理技术 超高压生物处理技术 超高压在石油化工、压力容器和木材的超强化处理技术中的应用 超高压技术在食品中的应用 1、超高压杀菌 超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破坏氢键之类的弱结合键，使基本物性变异，产生蛋白质的压力凝固及酶失活，还能使菌体内成分产生泄露和细胞膜破裂等多种菌体损伤。 （1）改变细胞形态 极高的流体静压会影响细胞的形态，包括细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞壁变厚。上述现象在一定压力下是可逆的，但当压力超过某一点时，便不可逆地使细胞的形态发生变化。 （2）影响细胞生物化学反应 按照化学反应的基本原理，加压有利于促进反应朝向减小体积的方向进行，推迟了增大体积的化学反应，由于许多生物化学反应都会产生体积上的改变，所以加压将对生物化学过程产生影响。 （3）影响细胞内酶活力 高压使酶失活的根本机制是：①改变分子内部结构；②活性部位上构象发生变化。 通过影响微生物体内的酶，进而会对微生物基因机制产生影响，主要表现在由酶参与的DNA复制和转录步骤会因压力过高而中断。 （4）高压对细胞膜的影响 在高压下，细胞膜磷脂分子的横切面减小，细胞膜双层结构的体积随之降低，细胞膜的通透性将被改变。 （5）高压对细胞壁的影响 20～40 MPa的压力能使较大细胞的细胞壁因受力机械断裂而松解，200MPa 的压力下细胞壁遭到破坏。真核微生物一般比原核微生物对压力较为敏感。 1.2.1 压力大小和受压时间 在一定范围内，压力越高，灭菌效果越好。在相同压力下，灭菌时间延长并不一定能提高灭菌效果。 （1）对于非芽孢菌，压力达300~600MPa就可以全部致死 （2）对于芽孢菌并非压力越高越好，杀灭的有效途径是促使孢子发芽（300MPa以下）然后配合高温杀菌或其它协同杀菌作用； 1.2.2 杀菌效果种间差异 不同微生物的耐压性有差别，一般来说，各种微生物的耐压性强弱一次为：革兰氏阳性菌＞革兰氏阴性菌＞真菌。 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。 1.2.3. 温度 由于微生物对温度有敏感性，在低温或高温下，高压对微生物的影响加剧，因此，在低温或高温下对食品进行高压处理具有较常温处理更好的杀菌效果。 大多数微生物在低温下耐压程度降低的原因： ①压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度加剧 ②蛋白质在低温下高压敏感性提高，致使此条件下蛋白质更易变性，菌体细胞膜的结构也更易损伤 低温下高压处理对保持食品品质，尤其是减少热