非熱力殺菌食品的安全性

1、網(wǎng)友擔(dān)憂有防腐劑,廠家：在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中我們絕對(duì)不會(huì)添加任何防腐劑,浙大生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院的應(yīng)鐵進(jìn)教授“依照現(xiàn)有的食品加工工藝，讓熟食保質(zhì)期延長(zhǎng)到半年以上是完全可以實(shí)現(xiàn)的”。,動(dòng)車(chē)盒飯包裝標(biāo)注保質(zhì)期6個(gè)月,,,,食品非熱力殺菌是指殺菌過(guò)程中不引起食品本身溫度有較大增加的殺菌方法。有的學(xué)者稱之為冷殺菌。,第一節(jié) 概述,超高壓殺菌（ultra-high pressure processing,UHP）超高壓脈沖電場(chǎng)殺菌h

2、igh-Intensity pulsed electric field sterilization 脈沖強(qiáng)光殺菌 pulse light sterilization 輻射殺菌 Radiation decontamination 紫外殺菌  Ultraviolet sterilization,,第二節(jié) 超高壓食品及其安全性,超高壓殺菌是將食品物料以某種方式包裝以后，放入液體介質(zhì)中，在100（約987個(gè)大氣壓 ）

3、～l 000 MPa壓力下作用一段時(shí)間后，使之達(dá)到滅茵要求。,超高壓殺菌發(fā)展概況,19世紀(jì)末--Tamman采用300MPa的壓力來(lái)測(cè)定固液相的變化現(xiàn)象，開(kāi)啟了高壓技術(shù)之門(mén)，遂被尊稱為"超高壓之母"；Bridgman繼續(xù)這方面的研究，成就非凡，獲得了1946年諾貝爾物理獎(jiǎng)，并被尊稱為"超高壓之父"。而關(guān)于高靜壓在食品保藏中的應(yīng)用研究最早是由Hite（1899）提出的，但他的工作成果并未受到大量重視

4、。,布里奇曼，美國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家，操作主義的創(chuàng)始人。1882年4月21日生于馬薩諸塞州坎布里奇的一個(gè)記者家庭； 1900年就學(xué)于哈佛大學(xué)， 1908年獲博士學(xué)位；1908-1954年執(zhí)教于哈佛大學(xué)；1946年由于發(fā)明超高壓裝置和在高壓物理學(xué)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)獲得第四十六屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，1961年8月20日死于癌癥惡化。,“孩子們?cè)谟啄陼r(shí)代，要是沒(méi)有大好的理智的熏陶，在他們之后的未來(lái)時(shí)代中，將會(huì)自覺(jué)為極大的悲哀?！?Bridgma

5、n,帕斯卡定律，是法國(guó)科學(xué)家帕斯卡提出來(lái)的。這個(gè)定律指出：加在密閉液體任一部分的壓強(qiáng)，必然按其原來(lái)的大小，由液體向各個(gè)方向傳遞。,這一定律是法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家布萊士·帕斯卡首先提出的。這個(gè)定律在生產(chǎn)技術(shù)中有很重要的應(yīng)用，液壓機(jī)就是帕斯卡原理的實(shí)例。,教材P125,從1895年到1965年，共有29種微生物被選作超高壓殺菌的對(duì)象菌。直到八十年代中后期，高壓處理技術(shù)在食品中的應(yīng)用才開(kāi)始引人注目。1986年，日本京都大學(xué)

6、林力丸教授率先發(fā)表了用高靜壓處理食品的報(bào)告，引起日本食品工業(yè)界、學(xué)術(shù)界的高度重視。1990年4月，明治屋公司首創(chuàng)的采用高壓代替加熱殺菌而生產(chǎn)的果醬（High Pressure Jam）投放市場(chǎng)，制品無(wú)需熱殺菌即可達(dá)到一定的保質(zhì)期，且由于其具有鮮果的色澤、風(fēng)味和口感而倍受消費(fèi)者青睞。目前，日本在該領(lǐng)域的研究仍處于世界領(lǐng)先地位。成套的超高壓處理設(shè)備業(yè)已面市。,從1986年起，日本每年都專門(mén)召開(kāi)有關(guān)高壓技術(shù)應(yīng)用的學(xué)術(shù)研討會(huì)。歐洲亦在199

7、2年10月于法國(guó)召開(kāi)首次有關(guān)高壓技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)的會(huì)議，歐共體隨即貸款資助高壓食品開(kāi)發(fā)的多國(guó)聯(lián)合研究計(jì)劃。美國(guó)食品最高學(xué)術(shù)權(quán)威組織IFT（Institute of Food Technologists ）在專題報(bào)告中，將高壓食品開(kāi)發(fā)列入21世紀(jì)美國(guó)食品工程的主要研究項(xiàng)目。我國(guó)的國(guó)家食品工業(yè)發(fā)展計(jì)劃也將高壓殺菌作為九十年代 十六項(xiàng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)之一,超高壓殺菌技術(shù)工藝特點(diǎn) 超高壓食品的殺菌設(shè)備與一般的高壓設(shè)備沒(méi)有本質(zhì)的差別，只

8、是壓力介質(zhì)不同，一般為水。因?yàn)樗菀撰@得、成本低，與氣體相比較無(wú)爆炸的危險(xiǎn)，能耗小。通常壓力為 100～600MPa，當(dāng)壓力超過(guò)600MPa以上時(shí)，需要采用油作為壓力介質(zhì)。,超高壓殺菌特點(diǎn)（優(yōu)勢(shì)）：?溫度升高值很小，能很好保留食品原有風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)和功能成分；?殺菌快速、高效、均勻；?能耗較熱力殺菌法更低；?可提高食品衛(wèi)生安全性；?有利環(huán)保。,固態(tài)食品和液態(tài)食品的處理工藝不同固態(tài)食品如肉、禽、魚(yú)、水果等需裝在耐壓、無(wú)毒、柔韌并

9、能傳遞壓力的軟包裝內(nèi)，進(jìn)行真空密封包裝，以避免壓力介質(zhì)混入，然后置于超高壓容器中，進(jìn)行加壓處理。處理工藝是升壓→保壓→卸壓三個(gè)過(guò)程，通常進(jìn)料、卸料為不連續(xù)方式生產(chǎn)。,液態(tài)食品如果汁、奶、飲料、酒等，一方面可像固態(tài)食品一樣用容器由壓力介質(zhì)從外圍加壓處理。也可以直接以被加工食品取代水作為壓力介質(zhì)，但密封性要求嚴(yán)格，處理工藝為升壓→動(dòng)態(tài)保壓→卸壓三個(gè)過(guò)程，用第二種方法可進(jìn)行連續(xù)方式生產(chǎn)。,食品超高壓保藏的基本原理,高壓保藏的基本原理

10、 超高壓產(chǎn)生的極高的靜壓不僅會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，還能使形成的生物高分子立體結(jié)構(gòu)的氫鍵、離子鍵和疏水鍵等非共價(jià)鍵發(fā)生變化，使蛋白質(zhì)凝固、淀粉等變性，使酶失活或激活，使細(xì)菌、寄生蟲(chóng)、病毒等生物被殺死。,高壓對(duì)微生物的影響1、超高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響當(dāng)細(xì)胞周?chē)牧黧w靜壓達(dá)到一定值時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的氣泡會(huì)破裂，形態(tài)發(fā)生改變，引起微生物死亡。在壓力作用下，細(xì)胞形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，球菌在壓力作用下發(fā)生變形而成為桿狀，細(xì)胞尺寸也會(huì)受壓力的影響，主要是由于

11、壓力的擠壓作用導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。,高壓對(duì)微生物的影響2、超高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響加壓有利于促進(jìn)反應(yīng)向減少體積的方向進(jìn)行，抑制了增大體積的化學(xué)反應(yīng)。由于許多生物化學(xué)反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生體積上的變化，所以加壓將對(duì)生物學(xué)過(guò)程產(chǎn)生影響。,高壓對(duì)微生物的影響3、超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響細(xì)胞膜的主要成分為磷脂和蛋白質(zhì)，超高壓作用下，細(xì)胞膜通透性發(fā)生變化。如果細(xì)胞膜是極其可透的，細(xì)胞便面臨死亡。壓力引起的細(xì)胞膜功能惡化將導(dǎo)致氨基酸攝取受抑

12、制。,超高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響一般來(lái)講，真核微生物比原核微生物對(duì)壓力更為敏感，處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞對(duì)壓力要比處于穩(wěn)定期的細(xì)胞更為敏感，處于穩(wěn)定期的細(xì)胞對(duì)壓力具有較強(qiáng)的抗性，可能是由于處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞分裂速度快、細(xì)胞膜薄，而處于穩(wěn)定期的細(xì)胞分裂速度明顯減慢、細(xì)胞膜厚的緣故。,高壓對(duì)微生物的影響4、超高壓對(duì)微生物芽孢的作用殺滅芽孢是食品保藏中最關(guān)鍵的一環(huán)，它是食品是否徹底滅菌的標(biāo)志。而殺死芽孢也是食品加工和保藏中最難解決的問(wèn)題之一。

13、研究發(fā)現(xiàn)，芽孢的耐壓性和耐熱性之間沒(méi)有任何確定的關(guān)系，一般認(rèn)為，對(duì)于低酸性食品，除非壓力超過(guò)800MPa，否則，高壓處理必須與熱處理結(jié)合才能有效殺滅芽孢。,細(xì)菌芽孢可被高于1000MPa的壓力直接殺死，但如此高的壓力不適宜直接應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中,超高壓對(duì)微生物芽孢的作用有研究表明，芽孢開(kāi)始發(fā)芽是芽孢壓力滅活的先決條件。只有芽孢發(fā)芽生成營(yíng)養(yǎng)體，才有可能被超高壓鈍化。因此，對(duì)芽孢的滅菌可采用兩次處理：第一次采用較低壓力促使芽孢發(fā)芽或者活化芽

14、孢，第二次則以較高壓力使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞和發(fā)芽的芽孢失活。,高壓對(duì)微生物的影響5、超高壓對(duì)微生物體內(nèi)酶的影響壓力對(duì)微生物的抑制作用還可能由于壓力引起主要酶系的失活。酶的壓致失活的根本機(jī)制是：改變分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)；活性部位上構(gòu)象發(fā)生變化；由于壓力對(duì)同一細(xì)胞內(nèi)部的不同酶促反應(yīng)所產(chǎn)生的影響不同，因此，在有關(guān)機(jī)制問(wèn)題上可能引起混淆。,不同種類(lèi)酶對(duì)高壓有不同的反應(yīng)。,高壓對(duì)食品中酶的影響 酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，超高壓對(duì)酶蛋白的結(jié)構(gòu)的改變或破壞肯

15、定會(huì)影響到酶的活性。酶活性的影響因素主要有壓力、時(shí)間、加壓方式、溫度、pH、介質(zhì)。不同種類(lèi)酶對(duì)高壓有不同的反應(yīng)。,一般來(lái)說(shuō)，較低壓力下，酶的失活是可逆的，有時(shí)還會(huì)活性增強(qiáng)，而在較高壓力下，酶活明顯下降，且為不可逆失活。,1、多酚氧化酶多酚氧化酶廣泛存在于各種植物中，主要影響保鮮、冷凍、干制和罐藏等過(guò)程中產(chǎn)品的顏色變化。傳統(tǒng)加工中主要采用熱處理或化學(xué)處理的方法使食品中的多酚氧化酶失活。在低壓條件下，有增強(qiáng)酶活力的效果；加壓到400MPa

16、以上，則酶很快失活。,薔薇科懸鉤子屬植物,高壓對(duì)食品中酶的影響2、果膠酶果膠酶是植物中廣泛存在的另一大類(lèi)酶，包括能催化果膠解聚的果膠裂解酶和催化果膠分子中的酯水解的果膠酯酶。隨果汁濃度增大，其中果膠酯酶受壓力鈍化的程度降低，但pH及有機(jī)酸的種類(lèi)對(duì)壓力作用影響不大。,在300和400MPa壓力下處理10min后，果汁中的果膠酯酶并未完全失活，但在正常貯運(yùn)條件下失活的酶沒(méi)有再生。,高壓對(duì)食品中酶的影響3、纖維素酶纖維素酶主要作用于纖

17、維素及其衍生出來(lái)的產(chǎn)物，使植物性食品中的維生素增溶和糖化。研究發(fā)現(xiàn)，纖維素酶的活性隨著壓力的升高而增強(qiáng)，并在400MPa達(dá)到最大值。此時(shí)酶活力是常壓下酶活力的1.7倍。300MPa時(shí)的酶活力也可達(dá)到常壓時(shí)的1.5倍。,高壓對(duì)食品中酶的影響4、過(guò)氧化物酶過(guò)氧化物酶屬于最耐熱的酶類(lèi)，在果蔬加工中常被用作熱處理是否足夠的指標(biāo)。將過(guò)氧化物酶配制的緩沖液進(jìn)行超高壓處理，發(fā)現(xiàn)它的耐壓性也是很高的。pH對(duì)過(guò)氧化物酶活性有顯著影響。,中性環(huán)境下，

18、60℃，600MPa處理10min，過(guò)氧化物酶的殘存活力仍高達(dá)90%；當(dāng)pH從7變到9，酶活性減少了90%。鑒于過(guò)氧化物酶的高耐壓性，可以建議選擇其作為低酸性食品超高壓滅酶效果的指示酶,過(guò)氧化物酶在200MPa以前，隨著壓力升高，梨汁中過(guò)氧化物酶的活性與未處理的對(duì)照樣酶活性相比沒(méi)有下降，反而升高；在200MPa時(shí)，相對(duì)活性達(dá)到最大值131%；200MPa以后，過(guò)氧化物酶活性隨著壓力升高而下降。400MPa時(shí)相對(duì)活性為87%，500MP

19、a時(shí)相對(duì)活性75%。,低壓下酶的構(gòu)象沒(méi)有太大變化，沒(méi)有失去活力；壓力促使酶從附著而被束縛的狀態(tài)中解離出來(lái)，提高了酶的活性；此外，梨汁中尚未被破碎細(xì)胞，在壓力作用下細(xì)胞膜被損壞，使細(xì)胞內(nèi)部過(guò)氧化物酶泄露出來(lái)，導(dǎo)致酶活性比對(duì)照樣還高。,高壓對(duì)食品中酶的影響5、蛋白酶蛋白酶是食品工業(yè)中最重要的一類(lèi)酶，在干酪生產(chǎn)、肉類(lèi)嫩化和蛋白質(zhì)改性中都大量地使用。超高壓對(duì)蛋白酶類(lèi)的影響不同于對(duì)微生物的作用，它既可能鈍化酶的活性，在一定范圍內(nèi)也能使酶的活力

20、增強(qiáng)。,研究者檢測(cè)了在超高壓下牛肉中蛋白酶的活力，發(fā)現(xiàn)在400MPa或500MPa的壓力下氨肽酶和羧肽酶完全失活；在400MPa或更高壓力條件下，酸性蛋白酶的活力幾乎不受影響，中性蛋白酶的活性也僅受輕微影響。,高壓對(duì)食品中酶的影響6、脂酶脂酶主要分解脂肪產(chǎn)生游離脂肪酸，通常所說(shuō)的水解酸敗就是脂酶引起的。室溫、600MPa、10min的處理可使脂酶的活力降低40%；若升溫升壓，則700MPa、45℃處理10min就可完全鈍化脂酶。,類(lèi)

21、似一些過(guò)氧花物酶和葡萄糖氧化酶，脂酶的高壓失活速率也符合一級(jí)反應(yīng)方程，可表示為： A = A0 e(-kt)。 其中，A和A0分別代表殘存酶活和初始酶活， t表示加壓時(shí)間，k為失活系數(shù)。 這樣就可以根據(jù)k值及殘存酶活來(lái)確定對(duì)象酶耐壓性。無(wú)疑為高壓酶處理工藝的量化提供了有利條件。,高壓對(duì)食品中酶的影響7、溶菌酶溶菌酶是一種具有防腐性能的酶制劑，它能降低細(xì)菌芽孢的抗熱性，對(duì)延長(zhǎng)制品的貨

22、架期起有效作用。一般酶類(lèi)在數(shù)千大氣壓的作用下將失去活性，但溶菌酶在600MPa的壓力下也不會(huì)完全失活。在食品中添加溶菌酶后進(jìn)行超高壓殺菌處理，不僅能較完整地保存營(yíng)養(yǎng)成分，而且有很好的殺菌效果。,高壓對(duì)食品中酶的影響8、固定化酶固定化酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。將酶固定在水不溶性的載體上進(jìn)行加壓處理，其對(duì)壓力的敏感性低于溶解態(tài)的酶。溶解態(tài)的胰蛋白酶鈍化溫度是50℃，而固定化后鈍化溫度升至60℃，同時(shí)穩(wěn)定性也隨壓力升高而增強(qiáng)了。,超高

23、壓技術(shù)處理食品的特點(diǎn)超高壓技術(shù)進(jìn)行食品加工具有的獨(dú)特之處在于它不會(huì)使食品的溫度升高，而只是作用于非共價(jià)鍵，共價(jià)鍵基本不被破壞，所以食品原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分影響較小。食品加工過(guò)程中，由于自身酶的存在，產(chǎn)生變色變味變質(zhì)使其品質(zhì)受到很大影響，通過(guò)超高壓處理能夠激活或滅活這些酶，有利于食品的品質(zhì)。,與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于1、超高壓處理不會(huì)使食品色、香、味等物理特性發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生異味，加壓后食品仍保持原有的生鮮風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)

24、成分；2、超高壓處理后，蛋白質(zhì)的變性及淀粉的糊化狀態(tài)與加熱處理有所不同，從而獲得新型物性的食品；,與傳統(tǒng)的加熱處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于3、超高壓處理可以保持食品的原有風(fēng)味，為冷殺菌，這種食品可簡(jiǎn)單加熱后食用，從而擴(kuò)大半成品食品的市場(chǎng)；4、超高壓處理是液體介質(zhì)短時(shí)間內(nèi)等同壓縮過(guò)程，從而使食品滅菌達(dá)到均勻、瞬時(shí)、高效，且比加熱法耗能低 。,與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于1、不需向食品中加入化學(xué)物質(zhì)，克服了化學(xué)試劑與微生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)

25、作用生成的產(chǎn)物對(duì)人體產(chǎn)生的不良影響，也避免了食物中殘留的化學(xué)試劑對(duì)人體的負(fù)面作用，保證了食用的安全；2、化學(xué)試劑使用頻繁，會(huì)使菌體產(chǎn)生抗性，殺菌效果減弱，而超高壓滅菌為一次性殺菌，對(duì)菌體作用效果明顯；,與傳統(tǒng)的化學(xué)處理食品比較，優(yōu)點(diǎn)在于3、超高壓殺菌條件易于控制，外界環(huán)境的影響較小，而化學(xué)試劑殺菌易受水分、溫度、pH值、有機(jī)環(huán)境等的影響，作用效果變化幅度較大；4、超高壓殺菌能更好地保持食品的自然風(fēng)味，甚至改善食品的高分子物質(zhì)的構(gòu)象

26、。,超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響1、超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響蛋白質(zhì)一般具有4級(jí)結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中除以共價(jià)鍵結(jié)合為主外，還有離子鍵、氫鍵、疏水鍵結(jié)合和雙硫鍵等較弱的結(jié)合蛋白質(zhì)經(jīng)超高壓處理后，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響；對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定作用；對(duì)三四級(jí)結(jié)構(gòu)影響很大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。,超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響可以是可逆的，也可以是不可逆的。一般在100-200MPa下，蛋白質(zhì)的變性是可逆的，當(dāng)壓力超過(guò)300MPa時(shí)，蛋白質(zhì)的變性是不可逆的，即蛋白

27、質(zhì)永久變性。,超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響2、超高壓對(duì)碳水化合物的影響超高壓可使淀粉改性，常溫下加壓到400-600MPa，淀粉分子會(huì)發(fā)生糊化而呈不透明的粘稠糊狀物，且吸水量也發(fā)生變化。原因是壓力使淀粉分子的長(zhǎng)鏈斷裂，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉含水量是決定超高壓影響大小的關(guān)鍵因素，超高壓可以提高淀粉糊化溫度，增強(qiáng)淀粉酶對(duì)淀粉的敏感性。,馬鈴薯淀粉對(duì)超高壓具有較強(qiáng)的抵抗力，而小麥及玉米淀粉易受超高壓影響。,超高壓殺菌對(duì)食品成分的影

28、響3、超高壓對(duì)脂肪的影響超高壓對(duì)脂類(lèi)的影響是可逆的。油脂類(lèi)耐壓程度較低，常溫下加壓100-200MPa，基本上變成固體，但解除壓力后固體仍能恢復(fù)到原狀。另外，超高壓處理對(duì)油脂的氧化有一定影響。Tanaka等人研究沙丁魚(yú)和脫脂肉混合物在108MPa、5℃條件下，過(guò)氧化值隨高壓處理時(shí)間延長(zhǎng)而迅速增加；但沒(méi)有脫脂肉條件下，其過(guò)氧化值最小。,超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響4、超高壓對(duì)維生素的影響采用超高壓技術(shù)，對(duì)添加含有大量維生素的液態(tài)功能

29、食品，具有較好的保護(hù)作用。研究表明，果蔬中的維生素c、維生素A、維生素B1、B2、維生素E和葉酸受壓力的影響較小。經(jīng)超高壓處理的草莓醬，能保留 95%的維生素C，維生素C 的殘留量是熱力加工草莓醬的1.7 倍。經(jīng)200—500Mpa 處理的河套蜜瓜汁、西瓜汁、橙汁、黃瓜汁、草莓汁的維生素C的平均保留率均達(dá)到95%以上。,超高壓殺菌對(duì)食品成分的影響超高壓對(duì)色素的影響色素成分的保留率已經(jīng)成為產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)功能性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。功能性

30、色素在加工過(guò)程中，易受光、氧、輻照和熱力的作用而發(fā)生降解，導(dǎo)致其穩(wěn)定性和功能性降低，甚至產(chǎn)生一些異味成分，影響產(chǎn)品的感官質(zhì)量。采用超高壓技術(shù)處理，食品中的功能性色素能夠避免氧、光和熱的作用，因而色素的穩(wěn)定性好、保留率和生物效價(jià)高。,影響超高壓殺菌的影響因素有以下幾種,1、壓力大小和加壓力時(shí)間2、加壓溫度3、pH值4、水分活度5、食品組分6、施壓方式7、微生物的種類(lèi),例：,壓力處理的時(shí)間與壓力成反比；壓力越高，則處理所需時(shí)間越

31、短。,。,例：,。,例：,各類(lèi)微生物對(duì)超高壓的敏感性一般情況下，寄生蟲(chóng)的殺滅和其他生物體相近，只要低壓處理即可殺死；病毒在稍低的壓力即可失活；細(xì)菌、霉菌、酵母的營(yíng)養(yǎng)體在300～400MPa壓力下可被殺死；芽抱菌對(duì)壓力比其營(yíng)養(yǎng)體具有較強(qiáng)的抵抗力，需要更高的壓力才會(huì)被殺滅。,超高壓處理在食品中的應(yīng)用,超高壓處理在肉制品中的應(yīng)用許多研究人員采用高壓技術(shù)對(duì)肉類(lèi)制品進(jìn)行加工處理，發(fā)現(xiàn)與常規(guī)加工方法相比，經(jīng)高壓處理后的肉制品在嫩度、風(fēng)味、

32、色澤等方面均得到改善，同時(shí)也增加了保藏性。例如，對(duì)廉價(jià)質(zhì)粗的牛肉進(jìn)行常溫250MPa處理，結(jié)果得到嫩化的牛肉制品。300MPa，10min處理雞肉和魚(yú)肉，結(jié)果得到類(lèi)似于輕微烹任的組織狀態(tài)等。,超高壓處理在食品中的應(yīng)用,超高壓處理在水產(chǎn)品中的應(yīng)用水產(chǎn)品的加工較為特殊，產(chǎn)品要求具有水產(chǎn)品原有的風(fēng)味、色澤、良好的口感與質(zhì)地。常規(guī)的加熱處理、干制處理均不能滿足要求。研究表明，高壓處理可保持水產(chǎn)品原有的新鮮風(fēng)味。,在600MPa下處理10min

33、，可使水產(chǎn)品中的酶完全失活，對(duì)甲殼類(lèi)水產(chǎn)品，其外觀呈紅色，內(nèi)部為白色，并完全呈變性狀態(tài)，細(xì)菌量大大減少，卻仍保持原有生鮮味，這對(duì)喜生食水產(chǎn)制品的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)極為重要。高壓處理還可增大魚(yú)肉制品的凝膠性，將魚(yú)肉加1％及3％的食鹽搗潰，然后制成2.5cm厚的塊狀，在l00-600MPa，0℃處理10min，用流變儀測(cè)凝膠化強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)在400MPa下處理，魚(yú)糜的凝膠性最強(qiáng)。,超高壓處理在果醬中的應(yīng)用生產(chǎn)果醬中，采用高壓殺菌，不僅使果醬中的微生物

34、致死，還可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品品質(zhì)。這方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，該公司采用高壓殺菌技術(shù)生產(chǎn)果醬，如草莓、獼猴桃和蘋(píng)果醬。他們采用在室溫下以400-600MPa的壓力對(duì)軟包裝密封果醬處理10-30min，所得產(chǎn)品保持了新鮮水果的口味、顏色和風(fēng)味,超高壓處理在其他方面的應(yīng)用由于腌菜向低鹽化發(fā)展，化學(xué)防腐劑的使用也越來(lái)越不受歡迎。因此，對(duì)低鹽、無(wú)防腐劑的腌菜制品,高壓殺菌更顯示出其優(yōu)越性。高壓(300-400MPa)處理時(shí)，可

35、使酵母或霉菌致死。既提高了腌菜的保存期又保持了原有的生鮮特色。,超高壓能破壞高分子的氫鍵、離子鍵、鹽鍵，但對(duì)共價(jià)鍵影響很小，尤其是對(duì)食品中的小分子色素、維生素、氨基酸、多肽、果酸、果糖、呈香物質(zhì)和果蔬抗誘變活性成分等物質(zhì)的破壞作用較小。經(jīng)超高壓處理的功能食品，能較好地保持功能因子的活性和產(chǎn)品的原有風(fēng)味。,超高壓殺菌食品安全性評(píng)價(jià),。,1990-2007年發(fā)表的超高壓技術(shù)研究論文,第二節(jié) 輻照食品的安全性,食品輻照加工的定義

36、 以原子能射線作為能量對(duì)食品原料或食品進(jìn)行輻照殺菌、殺蟲(chóng)、抑芽、延遲后熟等處理，使其在一定的貯藏條件下能保持食品品質(zhì)的一種物理性的加工方法。,一、簡(jiǎn)介,輻照滅菌的原理 在輻照過(guò)程中，伽瑪射線穿透輻照貨箱內(nèi)的貨物，作用于微生物，直接或間接破壞微生物的核糖核酸、蛋白質(zhì)和酶，從而殺死微生物，起到消毒滅菌的作用。 輻照對(duì)食品的作用分為初級(jí)作用和次級(jí)作用，初級(jí)作用是微生物細(xì)胞間質(zhì)受高能電子射線照射后發(fā)生的電離作

37、用和化學(xué)作用，次級(jí)作用是水分經(jīng)輻射，發(fā)生電離作用而產(chǎn)生各種游離基和過(guò)氧化氫，再與細(xì)胞內(nèi)其它物質(zhì)作用。這兩種作用會(huì)阻礙微生物細(xì)胞內(nèi)的一切活動(dòng)，從而導(dǎo)致微生物細(xì)胞死亡。,與傳統(tǒng)食品加工技術(shù)相比，食品輻照加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、殺死微生物的效果明顯；2、放射性輻照的穿透力強(qiáng)、均勻；3、產(chǎn)生的熱量極少，可保護(hù)原料食品的特性；4、沒(méi)有非食品成分的殘留；5、可對(duì)包裝好的食品進(jìn)行殺菌；6、節(jié)省能源。,食品輻照的歷史 1895年 倫

38、琴發(fā)現(xiàn)X射線 1896年 發(fā)現(xiàn)X射線的殺菌作用 1943年 美國(guó)用射線對(duì)漢堡處理研究，拉開(kāi)序幕 之后，食品輻照加工發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段 ：,20世紀(jì)50～60年代 食品輻照技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)階段 各國(guó)廣泛研究20世紀(jì)70～80年代 輻照食品的安全衛(wèi)生和可行性論證 1976 FAO/IAEA/WHO:食品輻照過(guò)程是一種物理過(guò)程，正如熱加工和冷藏一樣

39、。 1980 FAO/IAEA/WHO: 任何食品當(dāng)其總體平均吸收劑量不超過(guò)10kGy時(shí)沒(méi)有毒理學(xué)危險(xiǎn)，同時(shí)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)上也是安全的。 1983 頒布食品輻照通用標(biāo)準(zhǔn)20世紀(jì)90年代至今 工業(yè)規(guī)模和商業(yè)化階段 1999 10kGy以上的劑量輻照食品，也不存在安全性問(wèn)題 2001 WHO在食品安全計(jì)劃中積極推薦、推廣輻照食品計(jì)劃,

40、食品輻照的歷史,輻照源Co-60,Cs-137等放射性核素產(chǎn)生的γ射線加速器產(chǎn)生的5MeV或5MeV以下的X射線加速器產(chǎn)生的10MeV或10MeV以下的電子束輻照劑量食品輻照總吸收劑量不大于10kGy。戈瑞（Gray，簡(jiǎn)稱Gy）（輻照劑量D(Gy)＝E/m，即每千克物體內(nèi)所吸收的劑量。）工藝劑量：大于達(dá)到輻射效果的最小劑量，小于不影響食品品質(zhì)的最大劑量。。,食品輻照加工的原理,射線輻照，使物品中的害蟲(chóng)、病菌、微生物的細(xì)胞

41、損傷或致死。實(shí)現(xiàn)保鮮或消毒。低劑量輻照，使植物農(nóng)產(chǎn)品造成輕微生理?yè)p傷或改變，延遲發(fā)芽和衰老，或是催熟。,二、輻照食品安全性評(píng)價(jià)（一）食品營(yíng)養(yǎng)成份對(duì)輻照的敏感性1、蛋白質(zhì)和氨基酸 輻照過(guò)多，會(huì)使蛋白質(zhì)發(fā)生變性、降解；有些氨基酸經(jīng)輻照后會(huì)損失，如：谷氨酸和絲氨酸。2、糖類(lèi) 糖類(lèi)對(duì)輻照不敏感，但大劑量會(huì)引起糖類(lèi)氧化和降解。,研究 60Co-γ射線輻照預(yù)處理甘薯淀粉的晶體結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)變化, 結(jié)果表明：當(dāng)預(yù)處理劑

42、量超過(guò)620 kGy時(shí),γ射線對(duì)甘薯淀粉晶體結(jié)構(gòu)有較大的破壞作用，并有新的官能團(tuán)生成；在小于300 kGy輻照劑量范圍內(nèi)，甘薯淀粉中羧基含量隨輻照劑量的增加而增加；輻照預(yù)處理可改善甘薯淀粉水溶性，還原糖隨輻照劑量的增加而增加，pH值隨輻照劑量的增加而下降，而淀粉的特性粘度隨著輻照劑量的增大,前期下降后期升高,最后趨于平穩(wěn)。,3、脂類(lèi) 輻照對(duì)食品中的脂肪酸，尤其是不飽和脂肪酸有一定的破壞作用，但與其它加工方法相比這種損失是較小的。

43、4、維生素 在所有食品成份中，維生素對(duì)輻照最為敏感，且脂溶性維生素較水溶性維生素對(duì)輻照敏感 。 但維生素會(huì)受到其他化學(xué)成份的保護(hù)，輻照食品維生素的損失不至于對(duì)人的生理功能和營(yíng)養(yǎng)狀況造成任何影響。,（二）輻照食品的安全性評(píng)價(jià),輻照食品的衛(wèi)生安全性包括5個(gè)方面：（1）輻照食品有無(wú)殘留放射性；（2）輻照食品的營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生；（3）輻照食品有無(wú)病原菌；（4）輻照食品有無(wú)產(chǎn)生毒性；（5）輻照食品有無(wú)致畸、致癌及致突變

44、效應(yīng)。,1、毒理學(xué)評(píng)價(jià) 1980年FAO/IAEA/WHO輻照食品評(píng)價(jià)小組認(rèn)為：在輻照劑量小于10kGy的前提下，輻照不會(huì)引起任何物理學(xué)危害，無(wú)須做毒理學(xué)檢驗(yàn)。對(duì)大于10kGy劑量的食品新品種則必須向衛(wèi)生部提出申請(qǐng)，并提供感官、營(yíng)養(yǎng)、毒理等指標(biāo)。2、用輻射化學(xué)的方法評(píng)價(jià) 1980-1997年WHO組織專家采用輻射化學(xué)的方法，對(duì)10kGy以上輻照食品的安全性評(píng)價(jià)，得出了不存在安全性問(wèn)題的結(jié)論。,輻照食品易產(chǎn)生一

45、些異味成分，如鮮橙汁輻照后生成了有異味的二甲基二硫醚和二甲基三硫醚；含有不飽和脂肪酸的肉制品經(jīng)輻照會(huì)產(chǎn)生特有的血腥味和焦油味。,食品輻射殺菌的目的不同，采用的輻射劑量也不同，完全殺菌的輻照劑量為25~50kGy，其目的是殺死除芽孢桿菌以外的所有微生物。消毒殺菌的輻射劑量為1~10kGy，其目的是殺死食品中不產(chǎn)芽孢的病原體和減少微生物污染，延長(zhǎng)保藏期?？傊?，對(duì)于不同的微生物，需要控制不同的輻射劑量和電子能量。,輻照生物效應(yīng)的劑量,食品

46、輻照的應(yīng)用,高鵬等使用3、5、10kGy的60Coγ射線輻照軟罐頭包裝鳳爪，分別在貯存0、30、60、90d時(shí)檢測(cè)樣品中的菌落總數(shù)。結(jié)果表明：貯藏90d后,輻照組的菌落總數(shù)分別為6.1×103、1.4×103、765 CFU/g，在整個(gè)貯存期間均低于對(duì)照組。高鵬，適當(dāng)輻照可延長(zhǎng)軟罐頭包裝鳳爪貨架期，《中國(guó)家禽》 2011，33（13）： 71-71,馮敏，2011,蔡育升，2008,主要國(guó)家及國(guó)際食品法典委員會(huì)（C

47、AC）輻照食品法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)比較,日本北海道的土豆輻照設(shè)施是世界上較早的商業(yè)化運(yùn)行的輻照設(shè)施，但日本在1972年批準(zhǔn)土豆輻照抑制發(fā)芽外。一直沒(méi)有批準(zhǔn)其他食品的輻照處理。,歐盟有關(guān)食品輻照的指令有兩個(gè)，即“離子照射處理的食品”的框架指令1999／2／EC和執(zhí)行指令1999／3／EC。第一個(gè)指令規(guī)定了實(shí)施輻照處理的總體概念和技術(shù)要求，輻照食品的標(biāo)示和輻照設(shè)施的授權(quán)的有關(guān)要求。第二個(gè)指令規(guī)定在歐盟允許輻照的食品，目前只允許輻照處理藥草、香料和植物調(diào)

48、味料一類(lèi)物質(zhì)。,日本、歐盟等西方國(guó)家仍對(duì)輻照食品的進(jìn)口采取禁止或限制政策。,輻照標(biāo)準(zhǔn)· GB14891.8-1997  輻照豆類(lèi)、谷類(lèi)及其制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)· GB14891.7-1997  輻照冷凍包裝畜禽肉類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) · GB14891.5-1997  輻照新鮮水果、蔬菜類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)· GB14891.4-1997 

49、0;輻照香辛料類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) · GB14891.3-1997  輻照干果果脯類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)· GB14891.1-1997  輻照熟畜禽肉類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)· GB14891.9-1994  輻照薯干酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) · GB14891.6-1994  輻照豬肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) · GB14891.2-1994 &#