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食品超高压杀菌技术的应用

来源:/news/125.html发布时间:2018-05-17

食品超高压杀菌技术的应用

超高压杀菌技术的先进性是高压、低温灭菌,对食品进行处理后,不但具备高效杀菌性,而且能完好保留食品固有的营养品质、质构、风味、色泽、新鲜。保质时间长,无需使用任何化学防腐剂来获得足够长的保质期,从而取代传统高温热力杀菌方法,目前在全球范围内,食品的安全性问题日益突出,消费者要求营养、原汁原味的食品的呼声越来越高,因而特别受到人们的欢迎。

1、超高压杀菌技术的原理
食品超高压灭菌技术的原理就是在密闭的超高压容器内,用水作为介质对软包装食品等物料施以300~600MPa的压力,从而杀死其中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌,起到对微生物的致死作用,破坏其细胞膜和细胞壁,使蛋白质凝固,抑制酶的活性和遗传物的复制,从而影响微生物原有的生理活动机能,是一个纯物理过程,而且不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化,因此对食品的营养成分、天然风味以及色泽的破坏极小,使用超高压处理后的食品,能够得到长期安全的保存。

2、超高压杀菌的特点及在处理食品加工中的应用
在超高压杀菌过程中,由于食品成分和组织状态十分复杂,因此要根据不同的食品对象采取不同的处理条件。超高压杀菌技术作为新兴技术应用于食品保藏,主要原理是能够使微生物细胞膜和细胞壁损伤、改变细胞形态、影响细胞内酶活力及细胞内营养物质和废弃物的运输,从而杀死食品中的腐败菌和致病菌;同时,超高压杀菌技术能够有效或部分钝化食品中的内源酶。该技术的主要优点,首先是作为一种物理方法在不加热或不添加化学防腐剂的条件下杀死致病菌和腐败菌,从而保障食品的安全、延长食品的货架期;其次,超高压杀菌技术作为一种非热加工手段,在杀菌过程中没有温度的剧烈变化,不会破坏共价键,对小分子物质影响较小,能较好的保持食品原有的色、香、味以及功能与营养成份。一般情况下,影响超高压杀菌的主要因素有:压力大小、加压时间、加压温度、pH值、水分活度、食品成分、微生物生长阶段和微生物种类等。

2.1压力大小和加压时间
一般说来,在一定范围内,加压时间越长,压力越高,灭菌效果就越好。用300、500、600MPa压力处理,加压时间较长时,大肠杆菌会被抑制5个数量级。但是,由于每一种微生物都有自身耐受压力的上限值,在该压力下,增加加压的时间对微生物的失活率没有多大影响。而只要达到或超过该压力,增加保压时间,微生物数量减少效果明显,灭菌效果也有一定程度的提高。超高压对牡砺中副溶血弧菌的作用,用平皿计数法测定了牡蛎加压前后的副溶血弧菌数,最佳条件是500MPa,施压30s,此处理条件能将含菌量从109cfu/ml降至10cfu/ml。如果压力降低,要取得同样的效果,则加压时间加长,如将上述压力降至350MPa,则需要14.5min,才能将含菌量降到10cfu/ml。细菌、霉菌、酵母菌在300MPa以上就可被杀灭,病毒在较低的压力下也可失去活力。PATS工艺与传统高温杀菌工艺相比,大幅缩短杀菌时间,提高了低酸性食品品质。因此,超高压杀菌技术在低酸性食品的应用会不断增加。 超高压技术不仅能杀灭微生物,而且能使淀粉成糊状、蛋白质成胶凝状,获得与加热处理不一样的食品风味。超高压技术采用液态介质进行处理,易实现杀菌均匀、瞬时、高效。

2.2加压温度
在高温和低温下,高压对于微生物的活性影响都比较敏感。微生物本身就怕高温,因此有高温的协同,高压灭菌效果大大提高。低温下,压力会使得细胞内冰晶析出而破裂的程度加剧,所以低温对高压灭菌有促进作用。对一定浓度的糖溶液,在不同温度下进行高压杀菌,在同样的压力下,杀死同等数量的细菌,则温度高,所需杀菌时间短。因为在一定温度下,微生物中蛋白质、酶等成分均会发生一定程度的变性。因此,根据不同食品的需求,在对食品各方面的品质没有明显影响的情况下,适当提高温度对高压杀菌有促进作用。

2.3 pH
不同微生物对pH值的要求不一样,不同的微生物也各自有最适宜的pH值。每种微生物在其最适生长的pH值范围内时酶活性最高,如果其他条件适合,微生物的生长速率也最高。因此,pH值是影响微生物在受压条件下生存的因素之一。一般的微生物都适合在弱酸性至中性条件下生长。随着环境pH值的不断变化,微生物生长受阻。当超过最适pH值的最高或最低值时,微生物的耐压性降低,将引起微生物的死亡,有利于超高压对微生物的灭活。正是由于酸性环境不利于多数微生物的生长,高浓度的氢离子会引起菌体表面蛋白质和核酸水解,并破坏酶类活性,所以第一代的高压食品大都以酸度较大的果酱、果汁为主。有报道显示,压力会改变介质的pH值,且逐渐减小微生物生长的pH值范围,如在68MPa下,中性磷酸盐缓冲液的pH值将降低0.4个单位。在利用超高压技术加工食品时,应考虑压力与pH值对微生物的影响关系。

2.4水分活度
高压对酵母细胞结构的影响产生于细胞膜体系,尤其是细胞核膜。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。因此控制Aw无疑对高压杀菌,尤其是固态和半固态食品的保藏加工有重要意义。

2.5食物本身的组成
高压杀菌技术应用于食品的加工保藏,食品组分是不容忽视的重要因素。在高压下,食品的化学成分对灭菌效果有明显作用。蛋白质、脂类、碳水化合物对微生物有缓冲保护作用,而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能。一般而言,食品中盐和蛋白质的浓度越高,营养成分越丰富,食品中的微生物在高压下的耐压性就越强。食品基质中含有的添加剂组分对超高压杀菌结果影响也很大。这些添加剂不是保护微生物的存在的,乳酸链球菌肽具有破坏革兰氏阳性菌的专一性,是天然的抗菌防腐剂,对人体无害。在利用超高压对食品进行杀菌处理时,适当的考虑使用天然抑菌剂,可以降低处理压力,提高效率。另外,添加脂肪酸酯、蔗糖酯或者乙醇等添加剂,也将提高加压杀菌的效果。超高压灭菌一般采用水作为为压力介质,当压力超过600MPa时,水会出现临界冰的现象,因而只能使用油等其他物质作为压力介质。超高压灭菌的效果受多种因素的影响,如微生物种类、细胞形态、温度、时间、压力大小等。

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