超高壓殺菌

超高壓殺菌

超高壓殺菌技術(ultra—high pressure processing )簡稱UHP,又稱超高壓技術(ultra-high pressure, UHP),高靜壓技術(high hydrostatic pressure , HHP),或高壓食品加工技術(high pressure processing, HPP)。超高壓殺菌技術套用廣泛,已經深入到了我們食品工業的許多行業。

基本介紹

  • 中文名:超高壓滅菌
  • 外文名:ultra—high pressure processing
  • 簡稱:UHP
  • 套用:食品工業
定義,原理,優點,缺點,套用,設備,

定義

通常情況液體或氣體壓力在0.1mpa~1.6mpa稱為低壓,1.6mpa~10mpa稱為中壓,10~100MPa稱為高壓,100MPa以上稱為超高壓.。
超高壓技術(Ultra-high Pressure,UHP)或高靜壓技術(High Hydrostatic Pressure,HHP) 是指在室溫或溫和加熱條件下利用100~1 000 MPa 的壓力處理食品,以達到殺菌、鈍酶和加工食品的目的。

原理

食品超高壓殺菌技術是以水或其他液體介質為傳遞壓力的媒介物質,加在液體中的壓力(100~1000MPa),通過介質,以壓力作為能量因子,將放在專門密封超高壓容器內的食品,在常溫或者低溫(低於100℃)下對食品加壓,壓力達到數百兆帕,從而達到殺菌的目的。高壓會影響細胞的形態,如使液泡破裂,從而使形態發生變化,且這種破壞是不可逆的。另外,高壓也會引起食品原料及所含微生物主要酶系的失活。一般情況下,當壓力超過300MPa後,會對蛋白質造成不可逆的變性。超高壓還會破壞細胞膜,通過高壓改變細胞膜的通透性,從而抑制酶的活性和DNA等遺傳物質的複製來實現殺菌。

優點

  1. 超高壓作用於食品時主要破壞的是非共價鍵,而對共價鍵是幾乎不起作用的,因此食品中的一些物質如胺基酸、維生素、風味或者香味物質不會被破壞,從而能夠保持食品的風味、營養物質;
  2. 超高壓處理能夠增加蛋白質食品對蛋白酶的敏感度,提高可消化性和降低過敏性;
  3. 高壓處理的壓力可以瞬間均勻的傳到食品中心,不受原料大小和形狀的限制;
  4. 延長食品保藏時間,避免或減少加熱處理對食品添加劑的影響,耗能低,對環境無污染;
  5. 也可用來改善食品的組織結構或生成新型食品。

缺點

  1. UHP技術對殺滅芽孢效果似乎不太理想,在綠茶茶湯中接種耐熱細菌芽孢後,採用室溫和400MPa靜水高壓處理,不能殺滅這些芽孢。
  2. 由於糖和鹽對微生物的保護作用,在粘度非常大的高濃度糖溶液中,超高壓滅菌效果並不明顯。
  3. 由於處理過程壓力很高,食品中壓敏性成分會受到不同程度的破壞。其過高的壓力使得能耗增加,對設備要求過高。而且,超高壓裝置初期投入成本比較高,一般食品工廠不利於工業化推廣。
  4. 超高壓滅菌一般採用水作為為壓力介質,當壓力超過600MPa時,水會出現臨界凍的現象,因而只能使用油等其他物質作為壓力介質。
  5. 超高壓滅菌的效果受多種因素的影響,如微生物種類、細胞形態、溫度、時間、壓力大小等。

套用

1.在肉製品加工中的套用
通過影響肌肉組織的肌原蛋白,高壓能提高肉的嫩度,有助於保留僵肉的內在性質,並提高肉質,避免能量的損失,從而代替一些肉製品中用來提高結合力的添加劑。可以減少肉製品的營養損失,延長肉製品貨架期。
2.在乳製品加工中的套用
超高壓技術能殺滅乳製品中的微生物,改善乳製品的質量,加速乳酪的熟化。
3.在速凍技術中的套用
利用超高壓可以使水的冰點下降,加壓到200MPa,冷卻到-18℃,水仍不結冰。迅速解除壓力,就可對食品實現速凍。
4.在果蔬加工中的套用
超高壓加工技術能使果蔬加工產品質量更好、更安全、貨架期更長,目前主要套用於果醬和果汁的加工。
5.在食品保藏中的套用
在超高壓環境中,雖然澱粉和蛋白質失去了本來的面目,變得表面發光、質地細膩,但色香味都保持不變。超高壓食品不但無菌,保鮮時間長,而且還能提高食品的附加值。

設備

20世紀80年代末, 日本首次製造了高壓加工食品試驗裝置後,才開始利用該技術進行食品加工。目前美國、日本等國家在高壓加工裝置的研製、標準化、及批量生產等方面取得一些成就, 如美國的FLOW公司、Wenger公司、日本的明治屋食品公司等都擁有各自的特色產品。
超高壓裝置的主要部分是高壓容器和加減壓裝置。高壓容器是整個裝置的核心。超高壓裝置的特點是承受的壓力高(100MPa-1000MPa),循環載荷次數多(2.5次/h)。高壓容器的設計必須要求容器及密封結構的材質有足夠的力學強度,高的斷裂韌性,低的回火脆性和時效脆性,一定的抗應力腐蝕及抗腐蝕疲勞性能、高效率;可快裝快拆、密封效果好。

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