超高压食品杀菌工艺及设备的设计
超高压杀菌
超高压装置的主要部分是高压容器和加减压装置。高压容器是整个装置的核心。超高压装置的特点是承受的 压力高（100MPa-1000MPa），循环载荷次数多（2.5次/h） 。高压容器的设计必须要求容器及密封结构的材质 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抗腐蚀疲劳性能、高效率； 可快装快拆、密封效果好。
定义
定义
通常情况液体或气体压力在0.1mpa～1.6mpa称为低压，1.6mpa～10mpa称为中压，10～100MPa称为高压， 100MPa以上称为超高压.。
超高压技术（Ultra-high Pressure，UHP）或高静压技术（High Hydrostatic Pressure，HHP）是指在 室温或温和加热条件下利用100～1 000 MPa的压力处理食品，以达到杀菌、钝酶和加工食品的目的。
超高压杀菌
食品工业术语
01 定义
03 应用
目录
02 原理 04 设备
基本信息
超高压杀菌技术（ultra—high pressure processing ）简称UHP，又称超高压技术（ultra-high pressure, UHP），高静压技术（high hydrostatic pressure, HHP），或高压食品加工技术（high pressure processing, HPP）。超高压杀菌技术应用广泛，已经深入到了我们食品工业的许多行业。
应用
应用
超高压食品工艺设计流程
超高压食品工艺设计流程英文回答：Designing a process for ultra-high pressure food processing involves several steps to ensure the safety and quality of the final product. Here is a step-by-step guideto the process:1. Research and Development: The first step in the design process is to conduct thorough research on the food product and its specific requirements for processing. This includes studying the microbial safety, nutritional aspects, and sensory properties of the food. For example, if I am designing a process for high pressure processing of fruit juices, I would research the optimal pressure and time required to achieve the desired microbial reduction while preserving the flavor and nutrients.2. Equipment Selection: Once the research is complete, the next step is to select the appropriate equipment forhigh pressure processing. There are different types of equipment available, such as batch systems and continuous systems. I would consider factors like production capacity, cost, and maintenance requirements before choosing the equipment. For instance, if I am designing a process for high pressure processing of seafood, I might opt for a continuous system that can handle large volumes efficiently.3. Process Design: After selecting the equipment, the next step is to design the process parameters. Thisinvolves determining the pressure and temperature conditions, as well as the processing time required for the food product. It is essential to consider the specific characteristics of the food, such as its composition and structure, to ensure optimal processing. For example, if I am designing a process for high pressure processing of deli meats, I would consider the fat content, texture, and color changes that may occur under high pressure.4. Validation and Optimization: Once the process is designed, it needs to be validated to ensure its effectiveness in achieving the desired objectives. Thisinvolves conducting trials with different parameters and analyzing the results. For instance, I might conduct a series of experiments to determine the optimal pressure and time for high pressure processing of dairy products like yogurt. The results would then be analyzed to optimize the process parameters for maximum microbial reduction and product quality.5. Implementation and Monitoring: After validation and optimization, the designed process is ready for implementation. It is crucial to monitor the process continuously to ensure its consistency and effectiveness. Regular testing of the final product for microbial safety and quality is also necessary. For example, if I am designing a process for high pressure processing of ready-to-eat meals, I would regularly sample the products for microbial testing and sensory evaluation to ensure they meet the desired standards.中文回答：超高压食品工艺的设计流程包括以下几个步骤，以确保最终产品的安全和质量。
超高压灭菌技术
超高压灭菌技术在食品机械中的现状分析1、超高压灭菌技术的概念超高压灭菌技术（ultra—high pressure processing ）简称UHP，又称超高压技术（ultra-high pressure, UHP），高静压技术（high hydrostatic pressure , HHP），或高压食品加工技术（high pressure processing, HPP）。
食品超高压技术是指将软包装或散装的食品放入密封的、高强度的施加压力容器中，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压（100~1000 MPa），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。
2、超高灭菌设备的原理2．1 超高压灭菌技术的基本原理液体（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，生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部分（氢键、离子键和疏水键等相互作用），即物质结构发生变化，其结果是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料改性和改变物料某些理化反应速度，故可长期保存而不变质（1）改变细胞形态极高的流体静压会影响细胞的形态，包括细胞外形变长，胞壁脱离细胞质膜，无膜结构细胞壁变厚。
上述现象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（2）影响细胞生物化学反应按照化学反应的基本原理，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（3）影响细胞内酶活力高压还会引起主要酶系的失活，一般来讲压力超过300MPa对蛋白质的变性将是不可逆的，酶的高压失活的根本机制是：①改变分子内部结构；②活性部位上构象发生变化通过影响微生物体内的酶，进而会对微生物基因机制产生影响，主要表现在由酶参与的DNA复制和转录步骤会因压力过高而中断（4）高压对细胞膜的影响在高压下，细胞膜磷脂分子的横切面减小，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20~40 MPa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。
超高压杀菌技术
三 超高压杀菌对食品品质的影响
传统热加工技术丌仅会杀死食品中的微生物， 对食品中的营养成分及风味物质也有非常大的 破坏作用，破坏程度主要取决亍热处理的温度 高低及时间长短。人们研究、开发新的食品加 工技术，是为了在保证食品安全的前提下，尽 可能地改善加工后食品的品质。迄今为止，绝 大多数兲亍超高压对食品品质的研究都是在中 等温度条件下迚行的。
6 超高压对食品质构的影响
高压及高温会引起细胞壁破裂，仍而使得物料结构变得 松散、皱缩。但是Leadley 等的研究证明，超高压虽然会 导致四季豆发生软化，但不热加工相比，软化程度较低。 四季豆被事先预热至86℃，700MPa、86℃处理物料两 次，每次2min，期间温度最高可升至117℃，两次加压中 途间隔1min，压力为大气压；热处理样品在121℃下加热 3min。四季豆经超高压处理后，硬度约为热处理的2 倍， 贮藏7个月后硬度仌然比热处理组高。
针对超高压灭菌已经取得的成果及存在的问题，我认
为以后的超高压灭菌研究将有以下几个主要趋势：
完善已有的灭菌模型戒开发新模型。
研究微生物细胞以及芽孢耐压机理。
设计制造可以快速加压、降压，快速迚料、出料的
新型设备。
设计制造可用亍液态物料加工的连续式设备。
提高设备本身的易用性、稳定性。
Thank you！
2 超高压与传统化学处理食品的比较.
超高压不传统化学处理食品相比较，优点在亍以下几个方面： a 丌需向食品中加入化学物质，克服化学试剂不微生物细胞内 物质作用生成的产物对人体产生丌良影响，也避免食物中残留 化学试剂对人体负面作用，保证食用安全； 综上所述，超高压杀菌技术无需加热、无化学添 b 化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而 加剂；压力作用迅速均匀；且在常温或低温下进 超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显； c 超高压杀菌条件易亍控制，对外界环境影响较小，而化学试 行，口味和风味能得以保持；营养损失小，工艺 剂杀菌易受水分、温度、pH、有机环境等影响，作用效果变 简化，节约能源，无“三废”污染。 化幅度较大； d 超高压杀菌能更好地保持食品自然风味，甚至改善食品高分 子物质构象，如可作用亍肉类和水产品，提高肉制品嫩度和风 味。
超高压食品灭菌技术
超高压食品灭菌技术根据杀菌时温度不同，杀菌可分为热杀菌和冷杀菌。
其中冷杀菌又根据使用手段不同分为物理杀菌和化学杀菌。
冷杀菌中的物理杀菌是目前杀菌技术发展的趋势。
物理杀菌克服了热杀菌和化学杀菌的不足之处，是运用物理方法，如高压、场(包括电尝磁场)、电子、光等的单一作用或两种以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。
超高压技术是90年代由日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，它是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，经100Mpa(约为987个大气压)以上超高压处理一段时间，从而达到加工保藏食品的目的。
一超高压技术处理食品的特点：超高压技术进行食品加工具有的独特之处在于它不会使食品的温度升高，而只是作用于非共价键，共价键基本不被破坏，所以食品原有的色、香、味及营养成分影响较校在食品加工过程中，新鲜食品或发酵食品由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，这些酶为食品品质酶如过氧化氢酶、多酚氧化酶、果胶甲基质酶、脂肪氧化酶、纤维素酶等，通过超高压处理能够激活或灭活这些酶，有利于食品的品质。
超高压处理可防止微生物对食品的污染，延长食品的保藏时间，延长食品味道鲜美的时间。
二超高压技术与传统的加热处理食品比较优点在于：1.超高压处理不会使食品色、香、味等物理特性发生变化，不会产生异味，加压后食品仍保持原有的生鲜风味和营养成分，例如，经过超高压处理的草莓酱可保留95%的氨基酸，在口感和风味上明显超过加热处理的果酱。
2.超高压处理后，蛋白质的变性及淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而获得新型物性的食品。
3.超高压处理可以保持食品的原有风味，为冷杀菌，这种食品可简单加热后食用，从而扩大半成品食品的市常4.超高压处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而使食品灭菌达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低，例如，日本三得利公司采用容器杀菌，啤酒液经高压处理可将99.99%大肠杆菌杀死。
三超高压技术与传统的化学处理食品(即添加防腐剂)比较优点在于：1.不需向食品中加入化学物质，克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成的产物对人体产生的不良影响，也避免了食物中残留的化学试剂对人体的负面作用，保证了食用的安全。
食品超高压技术 (2)
高压容器和加压装置（高压 泵和增压器等），其次是一
些辅助设施，包括加热或冷
却系统、监测和控制系统及
加压 设备
高压 容器
物料的输入输出装置等。
超高压处理设备的要求
（1）超高压处理设备应能产生并承受要求的超高压 （100~1000 MPa），保证安全性，有较长的使用寿 命，循环载荷次数多；
→封口→高压处理→检测
果酱：果实→砂糖→果胶→混合→灌装、密封
→加压→成品
六、食品超高压的杀菌工艺
超高压杀菌属于冷杀菌，主要作用方式是破坏 氢键之类的弱结合键，使基本物性变异，产生 蛋白质的压力凝固及酶失活，还能使菌体内成 分产生泄露和细胞膜破裂等多种菌体损伤。
邱伟芬.食品超高压杀菌技术及其研究进展.食品科学,2001
二、超高压处理的原理
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， 生物物质的高分子立体结构中非共价键结合部分发生
变化，即物质结构发生变化，其结果是食品中的蛋白
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料改性和改变物料某些 理化反应速度，故可长期保存而不变质。
1、采用超高压处理可使酱油呈鲜艳的深红褐 色； 2、可避免香气成分损失或产生异味； 3、有利于保持酸味，突出鲜味； 4、超高压杀菌效应是非在位的； 5、可减少或避免使用防腐剂，保证了食用的 安全性。
三、超高压处理食品的特点
1、营养成分损失小； 2、产生新的组织结构，获得新型食品； 3、超高压杀菌可以保持食品原有的风味； 4、利用超高压处理技术，原料的利用率高；
5、灭菌均匀、高效、瞬时，耗能低；
超高压食品灭菌技术
超高压食品灭菌技术根据杀菌时温度不同，杀菌可分为热杀菌和冷杀菌。
其中冷杀菌又根据使用手段不同分为物理杀菌和化学杀菌。
冷杀菌中的物理杀菌是目前杀菌技术发展的趋势。
物理杀菌克服了热杀菌和化学杀菌的不足之处，是运用物理方法，如高压、场(包括电尝磁场)、电子、光等的单一作用或两种以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。
超高压技术是90年代由日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，它是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，经100Mpa(约为987个大气压)以上超高压处理一段时间，从而达到加工保藏食品的目的。
一超高压技术处理食品的特点：超高压技术进行食品加工具有的独特之处在于它不会使食品的温度升高，而只是作用于非共价键，共价键基本不被破坏，所以食品原有的色、香、味及营养成分影响较校在食品加工过程中，新鲜食品或发酵食品由于自身酶的存在，产生变色变味变质使其品质受到很大影响，这些酶为食品品质酶如过氧化氢酶、多酚氧化酶、果胶甲基质酶、脂肪氧化酶、纤维素酶等，通过超高压处理能够激活或灭活这些酶，有利于食品的品质。
超高压处理可防止微生物对食品的污染，延长食品的保藏时间，延长食品味道鲜美的时间。
二超高压技术与传统的加热处理食品比较优点在于：1.超高压处理不会使食品色、香、味等物理特性发生变化，不会产生异味，加压后食品仍保持原有的生鲜风味和营养成分，例如，经过超高压处理的草莓酱可保留95%的氨基酸，在口感和风味上明显超过加热处理的果酱。
2.超高压处理后，蛋白质的变性及淀粉的糊化状态与加热处理有所不同，从而获得新型物性的食品。
3.超高压处理可以保持食品的原有风味，为冷杀菌，这种食品可简单加热后食用，从而扩大半成品食品的市常4.超高压处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而使食品灭菌达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低，例如，日本三得利公司采用容器杀菌，啤酒液经高压处理可将99.99%大肠杆菌杀死。
三超高压技术与传统的化学处理食品(即添加防腐剂)比较优点在于：1.不需向食品中加入化学物质，克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成的产物对人体产生的不良影响，也避免了食物中残留的化学试剂对人体的负面作用，保证了食用的安全。
食品超高压技术
6、超高压杀菌对牛乳中营养成分的影响
由表6可知,巴氏灭菌处理过程中明显遭到破坏的营养成分有苏氨酸、VA、 VC、VE、VB1、VB2等,其中苏氨酸、VA、VC在超高压处理中受到的破坏明 显要比巴氏杀菌小的多,特别是苏氨酸和VA几乎完全被保留下来，可见超 高压灭菌对其破坏要比巴氏灭菌小。
结论：
• 通过对鲜牛乳、巴氏杀菌乳和超高压杀菌乳中总蛋白、氨 基酸、矿物质等营养成分含量的分析,发现超高压杀菌方 式对牛乳中各种营养成分破坏程度小,更接近鲜牛乳的营
2、保压时间对牛乳中细菌灭活的影响
由表2知,在600MPa压力下,随着保压时间的延长,细菌 残留总数逐渐减少。与巴氏杀菌相比,加压时间等于或 大于15min时,细菌的残留总数均少于巴氏处理后的残 留菌数。
3、连续杀菌与交变杀菌的比较
由表3知,在600MPa下,不论是连续式加压还是交变式加压方 式的杀菌效果都明显优于巴氏杀菌效果；加压总时间相同的 情况下,交变杀菌方式优于连续杀菌方式的杀菌效果,而且交 变次数越多杀菌效果越好;对于不同加压时间(20min和25min) 而言,相同加压方式的杀菌效果差别不大。
食品超高压技术
主要内容：
• • • • • 一、概念 二、杀菌机理 三、优点 四、超高压杀菌工艺 五、在牛乳加工中的应用
一、概念
• 食品超高压技术（ultra high pressure，UHP），就是将食 品物料以柔性材料包装后，放入液体介质中，100~1000 MPa压力范围，常温或较低温度下处理一定时间，对食品
三、优点
• 超高压处理基本是一个纯物理过程，超高压处理的特点： • (1) 更好保持食品原风味(色、香、味) 和天然营养物; • (2) 瞬间压缩, 作用均匀、时间短、操作安全和能耗低; • (3) 污染少、无化学添加剂; • (4) 通过组织变性, 得到新物性食品; • (5) 压力不同作用影响性质不同等。
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万方数据
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超高压食品杀菌工艺及设备的设计
作者：潘见， 张文成， 陈从贵， Pan Jian， Zhang Wencheng， Chen Songgui
作者单位：合肥工业大学生物机电研究所,230069
刊名：
食品与机械
英文刊名：FOOD AND MACHINERY
年，卷(期)：1999(5)
被引用次数：14次
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14.曾庆梅.潘见.谢慧明.杨毅.徐惠群西瓜汁的超高压杀菌效果研究[期刊论文]-高压物理学报 2004(1)
本文链接：/Periodical_spyjj199905022.aspx。