超高壓技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-11-23 10:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1000MPa的壓力。從而殺死其中幾乎所有的 細(xì)菌 、 霉菌 和 酵母菌 ，而且不會像高溫殺菌那樣造成營養(yǎng)成分破壞和風(fēng)味變化。 根據(jù)目前的研究發(fā)現(xiàn)，超高壓滅菌的機(jī)制與破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，抑制酶的活性和 DNA 等遺傳物質(zhì)有關(guān)，高壓對細(xì)胞膜和細(xì)胞壁有一定的影響。在 3 壓力作用下，細(xì)胞膜的磷脂雙層結(jié)構(gòu)的容積隨著每一磷脂分子橫切面積的縮小而收縮。加壓對細(xì)胞膜常常表現(xiàn)出通透性的變化和氨基酸攝取的受阻。當(dāng)壓力為20～ 40 MPa 時，細(xì)胞壁會發(fā)生機(jī)械性斷裂而松懈；當(dāng)壓力為 200 MPa 時，細(xì)胞壁會因遭到破壞而導(dǎo)致微生物的細(xì)胞死亡 [1]。超高壓可以破壞非共價鍵 ， 如破壞氫鍵之類弱結(jié)合鍵，使基本物性變異，產(chǎn)生蛋白質(zhì)的壓力凝固及酶的失活，高壓抑菌是由于主要酶類的變性。一般說來，超過 300 MPa 壓力引起酶類的變性是不可逆的，酶失活的主要原因是高壓引起的酶分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞和活性部位構(gòu)象的變化 [2]。由于高壓處理時料溫隨著加壓 (卸壓 ) 而升高 (降低 )， 一般高壓處理每增加 100 MPa 壓力 ， 溫度升高 2～ 4 ℃ ， 故近年來也認(rèn)為超高壓對微生物的致 死作用是壓縮熱和高壓聯(lián)合作用的結(jié)果 [3]。在超高壓滅菌過程中，滅菌效果受到壓力大小、加壓時間、施壓方式、處理溫度、微生物種類、食物本身的組成及添加物、 pH 值和水分活度等許多因素的影響。 3 超高壓技術(shù) 對食品中微生物的影響 潘慶梅等 [4]對西瓜汁的超高壓殺菌研究表明 ， 在處理溫度為 30 ℃和保壓時間為 10 min 的條件下 ， 大部分微生物在 300 MPa 下處理時即可殺滅 ， 耐受壓力超過 300 MPa 的微生物數(shù)量不多。處理壓力為 400 MPa ，同樣保壓 10 min 時 ，西瓜汁中菌落總數(shù)從 12 000 cfu/mL 減少到 46 cfu/mL，在 30 ℃，處理壓力達(dá)到或超過 400 MPa 時 ， 西瓜汁中微生物含量達(dá)到國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。為了增強(qiáng)高壓殺菌效果，實驗中還采用了脈動施壓的方式對西瓜汁進(jìn)行超高壓殺菌處理，即以加壓 — 保壓 (10 min) — 卸壓 — 停頓 (5 min)為一個高壓處理循環(huán) ， 對處理西瓜汁樣品進(jìn)行多次循環(huán)高壓處理，在處理溫度為 30 ℃的條件下 ， 發(fā)現(xiàn)隨著脈動施壓次數(shù)的增加 ， 微生物存活量減少 ， 但微生物存活量減少值與循環(huán)次數(shù)之間不是線性關(guān)系。田曉琴等 [5]研究了超高壓對鮮牛 奶殺菌效果，影響超高壓處理鮮牛奶殺菌效果的主次因素依次為 :處理壓力 處理時間。超高壓處理鮮牛奶的最優(yōu)處理工藝操作參數(shù)是 :500 MPa 下處理 30 min，鮮牛奶中的細(xì)菌總數(shù)最少 ， 殺菌效果最好。潘見等 [6]的研究發(fā)現(xiàn)在溫度為 29 ℃下，草莓汁中大腸菌群對壓力非常敏感，壓力為 350 MPa，保壓 3 min 即可全部殺滅；霉菌和酵母菌較大腸菌群耐壓，壓力為 350 MPa，保壓 10 min，可全部殺滅；果汁中雖含多種耐壓菌，但經(jīng) 500 MPa，保壓 15 min 處理，菌落總數(shù)還可降至 30 cfu/mL，達(dá)到了國家食 4 品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求 。 4 超高壓對食品中酶的影響 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其生物活性與其三維結(jié)構(gòu)有關(guān)。酶的生物活性產(chǎn)生于活性中心 ， 活性中心是由分子的三維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的 ， 即使是一個微小的變化也能導(dǎo)致活力的喪失 ， 并改變酶的功能性質(zhì) [7]。超高壓處理也是通過影響酶蛋白的三級結(jié)構(gòu)來影響其催化活性。由于蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是形成酶活性中心的基礎(chǔ)，高壓作用導(dǎo)致三級結(jié)構(gòu)崩潰時，使酶活性中心的氨基酸組成發(fā)生改變或喪失活性中心，從而改變其催化活性。而在較低壓力值下時酶活的上升則被認(rèn)為是壓力產(chǎn)生的凝聚作用，完整的組織中酶和基質(zhì)經(jīng)常被隔離，而較 低的壓力可以破壞這種隔離，使酶與基質(zhì)相接觸，加速酶促反應(yīng) [8]。超高壓影響酶活性的因素主要與壓力及處理時間、體系溫度、體系 Ph、介質(zhì)成分和酶的種類有關(guān) [9]。 超高壓對過氧化物酶的影響 過氧化物酶通常被認(rèn)為是食品熱處理中酶滅活的指示酶 ， 。曾慶梅等 [10]研究了超高壓處理對碭山梨汁中過氧化物酶活性的影響 ， 比較了不同試驗壓力、處理溫度、保壓時間及 Ph 處理對酶活性的影響。實驗結(jié)果表明 ， 在處理溫度為50 ℃、保壓時間為 10 min 和梨汁 Ph為 5 的條件下 ， 300 MPa 以下壓力范圍內(nèi)高壓處理 時， 酶活性增 加；大于 300 MPa 時酶的活性隨壓力增大而下
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