畢業(yè)論文--超高壓滅菌技術(shù)的研究進(jìn)展(編輯修改稿)
2025-02-12 19:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)的各個(gè)部分。因此，干燥食品、粉狀食品或粒狀食品不宜采用超高壓處理。 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(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞壁有一定的影響。在壓力作用下，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(duì)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～ 40MPa 時(shí)，細(xì)胞壁會(huì)發(fā)生機(jī)械性斷裂而松懈；當(dāng)壓力為 200MPa 時(shí)，細(xì)胞壁會(huì)因遭到破壞而導(dǎo)致微生物的細(xì)胞死亡 [5]。超高壓可以破壞非共價(jià)鍵，如破壞氫鍵之類(lèi)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(lèi)的變性。一般說(shuō)來(lái)，超過(guò) 300MPa 壓力引起酶類(lèi)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)的破壞和活性部位上構(gòu)象的變化。由于高壓處理時(shí)料溫隨著加壓 (卸壓 )而升高 (降低 )，一般高壓處理每增加 100MPa 壓力，溫度升高 2～4℃ ，故近年來(lái)也認(rèn)為超高壓對(duì)微生物的致死作用是壓縮熱和高壓聯(lián)合作用的結(jié)果。 1 3 影響超高壓 滅 菌的因素 超高壓殺菌效果與處理溫度、壓力大小、加壓時(shí)間、施壓方式、微生物種類(lèi)、食物本身的組成及添加物、 pH 值和水分活度等許多因素有關(guān) [6]。 溫度的影響 溫度是微生物生長(zhǎng)代謝重要的外部條件 ,受壓時(shí)的溫度對(duì)滅菌效果有顯著影響。在高溫和低溫下，高壓對(duì)于微生物的活性影響都比較敏感。 高溫對(duì)高壓滅菌的影響 微 生物本身就怕高溫，因此有高溫的協(xié)同，高壓滅菌效果大大提高。菌有促進(jìn)作用。對(duì)一定濃度的糖溶液，在不同溫度下 進(jìn)行高壓殺菌，在同樣的壓力下，殺死同等數(shù)量的細(xì)菌，則溫度高，所需殺菌時(shí)間短。因?yàn)樵谝欢囟认?，微生物中蛋白質(zhì)、酶等成分均會(huì)發(fā)生一定程度的變性。因此，根據(jù)不同食品的需求，在對(duì)食品各方面的品質(zhì)沒(méi)有明顯影響的情況下，適當(dāng)提高溫度對(duì)高壓殺菌有促進(jìn)作用。 Hayakawa 報(bào)道 ,當(dāng)壓力達(dá)到 800MPa ,施壓時(shí)間 60 min,在 60℃ 條件下 ,可將嗜熱芽孢桿菌的數(shù)量從初始的 106 個(gè) /mL下降到 102 個(gè) /mL,而室溫下 ,施加同樣的壓力 ,菌數(shù)沒(méi)有變化 [7]。 低溫對(duì)高壓滅菌的影響 低溫下高壓處理也具有較常溫下高壓處理更好的殺菌效果。因?yàn)?0℃ 以下壓力使細(xì)胞因冰晶析出而破裂的程度加劇 ,蛋白質(zhì)對(duì)高壓敏感性提高 ,更易變性 ,而且發(fā)現(xiàn)低溫下菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)更易損傷。日本科研人員研究了低溫高壓對(duì) 16 種微生物的殺滅效果發(fā)現(xiàn) ,除芽孢菌和金黃色葡萄球菌外 ,大多數(shù)的微生物在 20℃ 下的高壓殺菌效果較 20℃ 下要好。所以低溫對(duì)高壓滅菌有促進(jìn)作用 [8]。 壓力和時(shí)間的影響 相同壓力下 ,滅菌效果隨滅菌時(shí)間的延長(zhǎng)也有一定程度的提高。一定范 圍內(nèi) ,壓力越高滅菌效果越好。處于指數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌細(xì)胞比處于靜止期 的細(xì)菌細(xì)胞對(duì)壓力更敏感，容易受高壓致死。微生物 的營(yíng)養(yǎng)體耐壓差，而其芽孢耐壓強(qiáng)。多數(shù)微生物經(jīng) 100MPa 以上壓力處理即被殺滅。如大腸桿菌經(jīng) 30min， 300MPa 處理可被完全殺死，芽孢桿菌 (牛乳中 )經(jīng) 10min， 680MPa處理大部分被殺死。當(dāng)壓力達(dá) 300MPa 以上時(shí)，酵母、霉菌、病毒和大多數(shù) 細(xì)菌就會(huì)全部死亡。 Mitsumasa Yasumoto 等研究了 100～ 600MPa 壓力對(duì)番茄汁中凝結(jié)芽孢桿菌和酵母菌的滅菌效果 ,找出了保壓時(shí)間和施壓大 小的關(guān)系 [9]。對(duì)于凝結(jié)芽孢桿菌 :Z=512152LogX(5≤X≤100)。對(duì)于酵母菌 :Z=354104LogX。式中 :X 為保壓時(shí)間 (從開(kāi)始到微生物數(shù)開(kāi)始減少的時(shí)間 )，單位為 min； Z 為壓力，單位為 MPa。 食品成分和添加物的影響 食品的成分構(gòu)成非常復(fù)雜，其對(duì)超高壓滅菌的影響也非常復(fù)雜。超高壓條件下 ,食品自身化學(xué)成分或添加物對(duì)滅菌效果有明顯的影響。當(dāng)食品中富含營(yíng)養(yǎng)成分或高鹽、高糖時(shí)，其殺菌速率均有減慢的趨勢(shì)。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)、脂類(lèi)、碳水化合物對(duì)微生物有緩沖保護(hù)作用 ,能加速微生物的繁殖和自我修復(fù)功 能。超高壓結(jié)合抗菌劑能加速細(xì)菌活細(xì)胞的死亡率或抑制細(xì)菌細(xì)胞的繁殖。將降低加壓殺菌的效果。 Kanjiro T
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