超高压杀菌利弊分析研究.docx

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超高压杀菌利弊分析研究

摘要

摘要：

高压杀菌近些年被广泛的应用在食物生产加工的过程中，并且取得了一定的成就。

它主要采用高压的方式，将食物类对于人体产生危害的细菌进行杀死，从而更好的保证食品的安全性。

超高压杀菌对于食物生产来说是至关重要的。

针对于此对于该课题进行了相关的研究，本文首先对于超高压杀菌技术进行概述，分析了超高压杀菌的作用。

然后在进行分析超高压杀菌在食品工业上的应用进行分析，在本文的最后阐述了超高压杀菌技术在食品工业中的应用前景。

关键词：

超高压杀菌食品生产应用

ABSTRACT

ABSTRACT：

Inrecentyears,high-pressuresterilizationhasbeenwidelyusedintheprocessoffoodproductionandprocessing,andhasmadesomeachievements.ItmainlyUSESthehighpressureway,willthefoodkindproducestheharmbacteriumtothehumanbodytocarryonthekilling,thusbetterguaranteesthefoodsafety.Ultrahighpressuresterilizationisessentialforfoodproduction.Inviewofthisforthistopictocarryonthecorrelationresearch,thispaperfirstcarriesontheoutlinetotheultrahighpressuresterilizationtechnology,analyzedtheultrahighpressuresterilizationfunction.Thenintheanalysisoftheapplicationofultra-highpressuresterilizationinthefoodindustryforanalysis,inthispaperattheendoftheapplicationofultra-highpressuresterilizationtechnologyinthefoodindustryprospects.

KEYWORDS:

Applicationofultra-highpressuresterilizationinfoodproduction

1引言

食品超高压杀菌技术这些年被广泛的应用在食品生产的过程中，通过采用这种技术对于食品进行加工，能够更好的对一些市民进行处理，减少了细菌对于食品造成的损害，加大了食品的安全性。

并且通过这种方式能够更好的降低化学污染，减少资源的浪费。

所以将在食品生产过程中是至关重要的。

通过采用这种技术，能够更好的保证食品的营养成分，减少了食品的营养成分的流失。

使得食品的色泽更加鲜艳，保质期将延长，提高了食品的安全性。

目前，食品安全性问题日益突出，而消费者要求食品安全、营养、原汁原味。

现在常用的高温热力保鲜处理技术，尽管技术设备成熟，却会导致食品中生物活性物质失活、各种风味和营养物质损失。

如在水果中含有多种醇、醛、酸等热敏性风味和其它热敏性营养物质，高温处理则会导致产品分层、色泽暗淡、产生不良气味，难以让消费者接受，给希望生产高质量产品的企业增加了技术难度，甚至无法生产。

如何解决强热敏性食品处理中营养成分损失、色香味变化严重等问题，寻找既能杀菌钝化酶、处理温度又低的食品保鲜加工方法。

截止到目前为止，国内外有关的学者对于超高压杀菌的研究比较匮乏，所以将超高压杀菌应用在食物生产的过程中缺乏一定的理论上的借鉴。

针对于此，对于该课题进行了相关的研究。

希望本文的研究结果能够将超高压杀菌技术更好的在食品工业上进行应用。

2超高压杀菌技术概述

2.1超高压杀菌技术概念

超高压杀菌技术简称UHP，是一种通过超高压进行杀菌的技术，被广泛的应用在食品工业生产中，并且取得了一定的成就[1]。

食品超高压杀菌技术主要是通过水进行传递压力，通过这种方式对于细菌进行灭杀，从而能够更好的保障食品的安全性。

在进行超高压灭菌的过程中，将食品放入专门密封的超高压容器内，这时就可以对食品进行加压，由于细菌受到压力从而使得细胞膜破裂，从而导致细菌死亡。

当压力超过300MPa会对于蛋白质造成一定的损坏，具有一定的不可逆性。

在高压环境下会改变细菌的细胞膜的通透性，破坏细菌的细胞膜，通过这种方式进行对于食物中的细菌进行杀菌[2]。

2.2超高压技术杀菌机理及特点

超高压杀菌主要是利用在高压的环境下，改变细菌细胞膜的通透性，使细菌的细胞膜破裂，并且使细菌的酶活性失去活性，从而达到杀菌的目的[3]。

超高压杀菌过程主要遵循平衡原理和帕斯卡原理。

这个原理主要是化学反应，通过高压的方式来改变细菌的内部结构，从而达到杀菌的目的。

但对于食品进行超高压杀菌处理过程中。

随着压力不断的增大，就会导致这个平衡系统逐渐的减小，里面内的分子结构也不断的减小。

压力增加到一定程度下就会形成氢键，这样减少了分子与分子之间的距离。

在分子与分子狩猎的过程中，会将这些压力传递到食品中，从而避免了热处理过程中导致食品损坏现象的发生，更好的达到了杀菌的目的[5]。

超高压杀菌技术具有以下特点：

主要通过对于液体进行压缩来达到灭菌的目的，这样能够不伤害食品内的营养物质，从而保证食品的安全性。

再将食物进行高压处理中，随着压力不断的增大，可以固定在一定的压力值，保证压力不变，这样有助于对于细菌进行杀害，减少能量的消耗，从而降低杀菌的成本。

在进行对于食品中细菌进行超高压杀菌的过程中，主要是在低温的环境进行实施的。

巴氏杀菌有显著的不同。

这样有利于对于食品中的营养物质进行保护，是食品的风味而不会发生改变。

可以根据细菌的特性采用一定的压力值进行杀菌，操作起来十分的简单方便，很容易进行工业化生产。

所以超高压杀菌技术在食品生产过程中具有广泛的应用前景，并且有一定的发展优势[6]。

2.3超高压杀菌影响因素

2.3.1施压数值与恒压时间

施加的压力以及恒压的时间对于杀菌的效果具有一定的影响的作用，通过相关的研究表明。

当压力达到600MPa时，开始对于细菌进行杀害，并且持续的时间越长细菌会逐渐的减少。

杀菌压力达到300MPa时，这是食品内的细菌会被完全杀死，即使食品类相关的病毒也会失去一定的活性。

非芽抱类微生物的细胞也会在强压下破裂，不能够完成正常的生命活动。

当压力达到1000MPa时对于细菌是没有损害的，所以在进行食品进行灭菌过程中，应该对于食品类的细菌进行分析，合理的设定施加的压力以及恒压的时间是至关重要的，这样才能够更好的达到灭菌的目的。

2.3.2介质温度

温度是影响微生物生长代谢的重要环境因素之一，通过这一因素，可以更好的对于细菌进行灭杀。

通过相关的研究表明，细菌在较低的环境下回到这希望脸破了，使得其已经死亡。

并且对于高压更加的敏感，很容易导致细菌蛋白质发生变性，从而达到灭菌的目的。

所以在对于食品细菌进行灭杀的过程中，应该处于低温高压的环境中，这样有利于保证食品的品质，并且达到灭菌的目的。

截止到目前为止，最常见的一种超高压杀菌方式是中温协同杀菌[9]。

2.3.3酸碱环境

酸碱环境对于微生物的生长繁殖具有一定的影响作用，每种微生物在生长的过程中都有适合自身生长的PH范围。

微生物长时间在酸性环境下就会导致蛋白质进行水解，细菌体内相关的酶类活性大大的下降，不利于微生物进行生长以及繁殖。

针对于这一特性，细菌在高压的环境下，所生存的PH环境也会随之发生改变，水质PH范围不断的缩小。

会引起大量的微生物死亡，缩短了杀菌的时间，提高了杀菌的速度。

姜斌等人研究了超高压对鲜榨果蔬汁的杀菌效果，通过采用超高压杀菌的方式，能够更好的缩小PH的范围，加大了杀菌的效果[11]。

2.3.4微生物类别

那种微生物对于压力的承受范围是不同的，如果微生物承受的压力范围较小，说明该微生物压力敏感性较高。

这对于食品内的细菌进行虐杀的过程中，应该考虑到每种微生物的压力敏感性，这样才能够更好的对于细菌进行灭杀。

经过相关研究表明：

革兰氏阳性菌耐压性较高远远高于革兰氏阴性菌，革兰氏阴性菌这种细菌耐药性较低，并且耐压性要低于一些孝母菌以及霉菌。

但是那样性远远高于非芽抱类的细菌。

酵母菌属于真核生物，有一层非常完整的细胞壁，这样可以使项目建成受一定的压力。

革兰氏阳性菌细胞壁较厚，肚聚糖含量高，网络结构紧密，而革兰氏阴性菌肤聚糖层很薄，高压作用时细胞壁受到损伤更容易，一旦细胞壁受到损害，很容易使得细菌的细胞破裂，从而达到杀菌的目的。

所以对于食品内的细菌进行灭杀的过程中应该充分的考虑到细菌的耐压性，这样才能够更好的对于细菌进行灭杀，减少了能量的输出。

其次，细菌在不同成长时期对于压力的反应也就不同，所以针对这一特性，可以更好的对于微生物进行灭杀。

胡长利研究发现，压力550MPa，处理60s时，沙门菌和大肠杆菌0157:

H7的致死级数分别为6.83和4.45，处理革兰氏阳性菌时1.28和1.32李氏特菌和金黄色葡萄球菌[7]。

2.5超高压杀菌的作用

2.5.1对微生物的杀灭作用

超高压杀菌能够对于食品类的细菌进行灭杀，并且不影响食品的营养物质，提高了食品的安全性，被广泛的应用在食品生产过程中。

超高压杀菌主要的原理是通过高压来抑制微生物的生长，从而对于微生物达到一定的抑制作用。

由于微生物具有一定的细胞结构，主要是通过基因转录表达进行繁殖的。

细菌在高压的环境下很容易导致细胞破裂，细菌类的蛋白质结构发生改变，从而抑制细菌的生长以及达到杀菌的目的。

所以对于超高压杀菌技术进行相关的研究是至关重要的。

[13]。

截止到目前为止，超高压技术被广泛的应用在食品灭菌中，并且已经取得了一定的成就，同样也得到了相关科学家的广泛的认可。

刘杨铭在研究超高压（600MPa，400C，4min）处理的脐橙汁与巴氏杀菌的脐橙汁比较发现，经过超高压杀菌后的橙汁储存的时间比较长，并且成之类的细菌较少。

所储存的时间是原来的1.49倍。

在80度进行测试，储存时间延长到了原来的2.12倍，并且橙汁所含的营养物质没有发生改变。

采用超高压杀菌技术要比热巴氏杀菌的橙汁保存的时间要长，并且效果更加的显著[8]。

王晓雯等在用400MPa的压强处理腰果梨汁3min时发现:

自然菌群无法检出，并且在40C的条件下贮藏八周，腰果梨汁中仍未检测出菌落总数[9]。

高辰哲在超高压处理的韩国泡菜的研究中发现300MPa，5min即可完全杀灭酵母菌，400MPa，10min杀菌后的泡菜在200动勺环境下贮藏4周，其菌落总数小于103CFU/mL。

所以超高压技术对食品在贮藏期间微生物的抑制效果良好[10]。

2.5.2超高压技术对食品中酶的作用

酶从本质来说是一种蛋白质，它具有一定的催化的功效，然而在高压的环境下，酶分子结构会发生改变。

蛋白质的三级结构对酶活性的保持具有关键性的作用。

超高压处理会影响维持蛋白质分子三级结构的氢键、疏水键、离子键等次级键，使酶活中心的氨基酸构造发生转变，很可能造成蛋白的活性结构部位发生位移，从而使酶的活性发生变化酶的活性不会随着超高压压强的升高而出现规律性的升高或者下降，如超高压对过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）的影响。

夏远景等在研究超高压对橙汁中过氧化物酶的影响时发现二在低于200MPa压力范围内，过氧化物酶的活性随着压强的升高而上升;当超高压压力超过200MPa时[16]，酶活随着压强的升高而下降。

Fang等在研究超高压对弥胡桃过氧化物酶的影响时发现:

在超高压压力超过4L10MPa时，对过氧化物酶的钝化作用随着压强的升高而加强，继续延长超高压处理时间，其酶活并没有发生显著变化。

超高压激活酶的原因主要有以下三个方面:

（1）在高压环境下，酶的分子结构会发生改变，从而使酶失去活性，不利于微生物进行正常的生理活动，从而导致微生物死亡。

（2）在高压的环境下蛋白质会产生分解，使酶分子部位暴露，这样能够降低微生物的活性。

（3）在超高压的环境下能够更好的把酶分子进行释放出来，使酶分子从抑制状态转变为活性态，这时候酶分子具有一定的催化活性。

3超高压杀菌在食品工业上的应用

3.1超高压杀菌在果汁饮料生产中的应用

超高压杀菌技术被广泛的应用在果汁饮料生产过程中，这样可以对于果汁中所存在的细菌进行杀菌，从而保证了果汁饮料的安全性。

通过对原果汁饮料进行超高压杀菌，能够保证我知道颜色以及营养。

高辰哲对柑桔类果汁（PHZ.5-3.7）经过5-10min加压灭菌，经过超高压杀菌以后，果汁内的细菌大大的减少。

当加压到6以后，所有的的细菌都已经被杀死。

但是经过超高压杀菌后的果汁所含有的营养成分却没有改变[12]。

综上所述，超高压杀菌技术在果汁饮料生产过程中进行应用，能够更好的保证果汁饮料的安全性，并且不改变其所含有的营养成分。

超高压杀菌生产果汁饮料的工艺流程如下所示：

（1）将果汁进行榨汁处理。

（2）在果汁加入一定量的砂糖以及果胶进行混合搅拌。

（3）采用超高压杀菌技术进行对于果汁进行处理。

（4）得到成品的果汁。

3.2超高压杀菌技术在水产品保鲜的应用

水产品还有很多对于人体有伤害的细菌，并且这些细菌也可以加快水产品的损害，不利于水产品进行保鲜，所以对于水产品进行杀菌是至关重要的。

微生物细菌一般存在鱼鳃以及与鱼肠内。

尤其淡水鱼、温水鱼体内所含有的细菌较多。

通过采用超高压杀菌技术，能够更好的对渔业水产品体内的细菌进行杀害，从而能够更好的对于水产品进行保鲜。

细菌在20~40MPa的高压环境下，细胞壁会破裂导致死亡[13]。

超高压，灭菌技术能够有效的杀死水产品中危害的细菌，食水产品不必添加保鲜剂能够保存很长的时间，降低了水产品经营者的经营成本，更加保证了水产品的质量，给消费者带来更加安全的水产品。

3.3超高压杀菌技术在肉制品保鲜的应用

肉制品进行储存的过程中会存在很多的细菌，加快了肉制品的腐坏，不利于肉制品进行保鲜。

肉制品在加工的过程中，为了延长保鲜的时间，一般采用真空包装，这样就大大的增加了肉制品生产的成本。

然而通过超高压灭菌技术，能够有效的杀死肉制品内的细菌，并且有效的抑制有害细菌的生长，延长了肉制品的保存时间，降低了肉制品加工的成本。

超高压杀菌技术是一种新型的杀菌技术，能够有效的杀死肉制品中的细菌，并且不改变肉制品的营养成分。

一般将肉制品保存在350或450MPa，2℃条件下持续增加处理15min，通过对于肉制品进行高温处理，能够有效的延缓细菌生长的速度，并且对于细菌进行损坏，有利于肉制品进行长时间的保存[14]。

3.4超高压杀菌技术在乳品中的应用

在超高压的环境下会使乳制品中的蛋白质以及多糖的结构发生改变，从而达到杀菌的目的。

在这一乳制品进行热处理的过程中，虽然对于蛋白质以及多糖也有一定的影响，但是影响的效果不够显著。

乳制品在进行保存的过程中，很容易产生大量的细菌，加快了乳制品损坏。

所以对于乳制品进行杀菌是至关重要的，这样有助于延长乳制品保存的时间，提高了乳制品的安全性。

为了更好的对于乳制品进行杀菌，所采用超高压杀菌技术。

通过采用这种技术能够有效的杀死乳制品内的腐败菌，并且保留有有益菌，经过超高压杀菌技术处理过的乳制品，就可以在市场上进行销售，延长了乳制品的保质期[15]。

恒天然公司运用超高压处理技术，在保留活性和品质的前提下，成功地实现了生物活性成分在功能食品和饮料中的应用并取得了多项专利。

首次将超高压杀菌技术应用在乳制品的生产中，并且将这种技术应用在其他的领域，例如在保健食品、饮料、食品保鲜等领域，从而更好的保障食品的品质以及质量。

4.超高压杀菌技术在食品工业中的应用前景

截止到目前为止，超高压杀菌技术在我国刚处于起步阶段，并没有得到广泛的应用。

主要是将超高压杀菌技术应用在食物生产过程中的灭菌。

广泛的应用在果汁饮料生产中、水产品保鲜、肉制品保鲜、乳制品生产过程中。

并且取得了一定的成绩[16]。

通过对于本文的研究，超高压杀菌技术在未来可以在以下几方面得到发展：

（1）超高压灭菌技术特色产品进行加工，这样能够保证食品保鲜的时间，提高了食品的安全性。

同样也可以对一些水果进行加工，可以使水果保存的时间更加长久。

（2）超高压灭菌技术用于消毒杀菌。

通过采用这种方式，能够改变食品中的蛋白质，从而达到杀菌消毒的效果。

但是能够更好的保证食品原有的营养，所以在食品领域进行应用具有广大的前景。

（3）超高压技术用于提取各种贵重原料。

能够对于植物那个香精进行提取，缩短了提取相应的时间，加快了对于植物资源的利用率。

（4）超高压灭菌技术可以对一些食品进行膨化，这样使生产出来的食品更加的松软，从而改变食品内部的结构，更加满足消费者的需求。

综上所述，超高压灭菌技术在食品工业发展过程中起着至关重要的作用，具有广阔的应用前景。

谢辞

一开始我对论文是一点也不了解，通过这几个月论文的书写以及更改，我学到了很多。

在写作的期间，出现了论文前后文献不对应、格式不对等问题，不过在老师一次次耐心的指导下最后完成了这篇论文。

刚开始对论文的构思不够了解，通过在知网上进行查阅大量的资料并且对于这些资料的数据进行总结和分析，使我对该论文的具体的写作方法和构思有所了解。

特别是要感谢我的指导老师，写论文这段时间总是不厌其烦地对我加以指导，给了我很大的帮助，孜孜不倦的给我指导论文，直至我顺利的完成论文的写作，在这里我对我的老师表示由衷的感谢。

同时，在完成论文写作的过程中我将理论知识融入到现实的实践中去，让我将自己学会的知识能够学以致用，并获得成就。

但是由于时间不足，论文本身还有一定的研究的不足，需要我以后进行更深层次的研究、完善。

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