3.1 超高压食品的安全性

项目3高新技术对食品安全的影响§3.1超高压食品的安全性1“福祸相依”，拒绝将科技凌驾于国家食品安全的行为；“洪范八政，食为政首。”要确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中一、超高压食品相关概念定义食品非热力杀菌：食品在杀菌过程中不引起食品本身温度有较大增加的杀菌方法。常用方法：辐照杀菌、超高压杀菌、高压脉冲电场杀菌、电磁场杀菌。非热力杀菌目的：保持食品感官品质和营养品质，尤其是保留食品中的热敏性成分，如香气、维生素、色泽、不饱和脂肪酸和其他非营养功能成分。杀死食品中的致病菌、腐败菌、保证食品安全性。二、食品超高压技术定义

食品超高压技术指将软包装或散装的食品放入密封的、高强度的高压容器中，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压（100~1000MPa），在常温或较低温度（低于100℃）下维持一定时间后，达到杀菌、物料改性、产生新的组织结构、改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度的一种加工方法。三、

超高压设备特点（1）超高压食品加工装置的特点：承受压力高(150—600MPa)循环载荷次数多(连续工作，通常为2.5次／h)容器及密封结构材料要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腐蚀疲劳性能、效率性。（2）食品加压装置：高压容器-核心、容积一般为l-100L、加压减压系统四、超高压保藏技术的原理（1）超高压保藏技术的基本原理物质结构发生变化：液体（水）在超高压作用下被压缩，而受压食品介质中的蛋白质、淀粉、酶等产生压力变性而被压缩，高分子立体结构中非共价键结合部分（氢键、离子键和疏水键）等被破坏。结果：食品中的蛋白质呈凝固状变性、淀粉呈胶凝状糊化、酶失活、微生物死亡，或使之产生一些新物性和改变物料某些理化反应速度，故可长期保存而不变质。四、超高压保藏技术的原理（2）超高压杀菌的原理1）改变细胞形态细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞壁变厚。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。四、超高压保藏技术的原理2）影响细胞生物化学反应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。（2）超高压杀菌的原理四、超高压保藏技术的原理3）影响细胞内酶活力

压力超过300MPa对蛋白质的变性将是不可逆的

酶的高压失活机制：

①改变分子内部结构；

②活性部位上构象发生变化。由酶参与的DNA复制和转录步骤会因压力过高而中断，导致微生物死亡。（2）超高压杀菌的原理四、超高压保藏技术的原理4）高压对细胞膜的影响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

20~40MPa的压力能使较大细胞的细胞壁因受应力机械断裂而松解，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更敏感。（2）超高压杀菌的原理五、超高压技术处理食品的优势（1）营养成分受影响小只对高分子物质中非共价键结合产生影响，对食品中维生素等营养成分和风味物质没有任何影响，最大限度地保持了其原有的营养成分，并容易被人体消化吸收。（2）产生新的组织结构，不会产生异味超高压会消除传统的热加工所致的变色、发黄及加热过程出现的不愉快异味，如热臭等弊端。五、超高压技术处理食品的优势（3）能源的利用率高纯物理过程，瞬间压缩，作用均匀，操作安全卫生，无工业“三废”，耗能低，有利于生态环境的保护和可持续发展战略的推进。超高压甜点食品五、超高压技术处理食品的优势（4）超高压技术应用范围广泛：

食品的杀菌植物蛋白的组织化

淀粉的糊化肉类品质的改善

动物蛋白的变性处理

乳产品的加工处理

食品高压速冻酒类的催陈六、影响超高压杀菌效果的主要因素（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，灭菌效果也有一定程度的提高。六、影响超高压杀菌效果的主要因素（2）施压方式连续式、半连续式、间歇式。阶段性压力变化处理杀菌效果较好对于易受芽孢菌污染的食物用超高压多次重复短时处理，杀灭芽孢效果好。六、影响超高压杀菌效果的主要因素（3）微生物的种类

不同生长期的微生物对高压的反应不同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

G+比G-对压力更具抗性

G+芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的芽孢最为耐压肉毒梭状芽孢杆菌芽孢是目前已知的最为耐压的微生物之一六、影响超高压杀菌效果的主要因素G+菌超高压杀菌的指示菌：非致病性的李斯特菌G-菌超高压杀菌的指示菌：大肠杆菌超高压保鲜的牡蛎二、超高压食品的安全性病毒的耐压性

为杀灭有害细菌而选择的压力条件（如400MPa）基本上能满足灭活大多数人类病毒的要求

病毒超高压杀菌指示菌：噬菌体（如大肠杆菌噬菌体）寄生虫的耐压性

寄生虫的耐压性比细菌差

六、影响超高压杀菌效果的主要因素（4）温度在低温或高温下会加强高压的杀菌效果。

大多数微生物在低温下耐压程度降低：

①压力使得低温下细胞因冰晶析出而破裂程度加剧②蛋白质在低温下更易变性，菌体细胞膜的结构也更易损伤

研究发现，除芽孢菌和金黄色葡萄球菌外，大多数

微生物在-20℃以下的高压杀菌效果较20℃时好

六、影响超高压杀菌效果的主要因素在不同温度-压力组合下酵母菌死亡速率的等高线六、影响超高压杀菌效果的主要因素（5）pH

pH是影响微生物在受压条件下生长的主要因素之一

酸性条件下微生物的耐压性较差对酵母菌类而言，采用超高压处理时pH值并不是重要的因素。（6）水分活度（Aw）

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。六、影响超高压杀菌效果的主要因素（7）食品本身的组成和添加物

营养丰富环境中微生物的耐压性较强，蛋白质、碳水化合物、脂类和盐分对微生物具有缓冲保护作用，而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能。食品基质含有的添加剂组分对超高压灭菌影响很大，如添加脂肪酸酯、蔗糖酯或乙醇等添加剂，将提高加压杀菌的效果。二、超高压食品的安全性1）超高压对蛋白质的影响压力导致：

①盐键及至少部分疏水键的破坏②氢键在某种程度上得到加强高压破坏蛋白质胶体溶液，使蛋白质凝集，形成凝胶。蛋白质经过超高压处理，不论在色泽、光泽、风味、透明度上都取得了良好特性，同时在硬度、弹性上也具有很好的特性。超高压可用于蛋白质的化学修饰以产生新的功能。6、超高压对食品成分与品质的影响（1）超高压对食品基本成分的影响七、超高压对食品成分与品质的影响2）超高压对食品中酶的影响酶受到高压作用后，使肽键分子伸展成不规则的线形多肽，使其活性部位不复存在，导致了酶的失活。利用高压处理可使果蔬中一些酶被激活或失活，对于食品的色泽、香味及品质都有很大的提高。

（1）超高压对食品基本成分的影响七、超高压对食品成分与品质的影响3）超高压对淀粉的影响

提高淀粉的消化率；

超高压可以提高各种淀粉的胶凝温度。超高压可改善陈米的品质：陈米在20℃吸水润湿后在50～300MPa处理10min，再按常规煮制成饭，其硬度下降、黏度上升、平衡值提高到新米范围，同时光泽和香气也得到改良，还可缩短煮制时间。（1）超高压对食品基本成分的影响七、超高压对食品成分与品质的影响4）超高压对脂类的影响

高压对脂类的影响是可逆的

室温下，呈液态的脂肪在高压下（100~200MPa）基本可固化，发生相变结晶，促使更稠、更稳定的脂类晶体形成；不过解压后仍会复原，只是对油脂的氧化有一定的影响（1）超高压对食品基本成分的影响七、超高压对食品成分与品质的影响（1）超高压对食品基本成分的影响5）超高压对维生素的影响

Fe3+对于ＶC的降解起着重要作用，在高压下会更加明显．