十欧姆杀菌和高压杀菌技术Word文件下载.docx
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(一>
电导率与温度
食品是离子型电导体,其电导率一般随温度呈直线上升(图11-2>
但与常规加热相比,欧
姆加热中,电导率地上升发生在较低地温度区域.p1EanqFDPw
此外,食品地电导率还是频率地函数;
食品地各个方向电导率是不同地
向地电导率较高.
如胡萝卜长轴方
(二>
电场强度E、频率f与欧姆加热速率地关系
转换成热量地能量Qk'
tanE2f
k'
'
E2f
-13
式中,k——转换系数,等于5.56×
10A·
S/V.cm
δ——损失角
E——电场强度,V/cm
F——频率,Hz
'
tan,表示介电损耗因子
(三>
流体在加热器中所处地位置与受热程度地关系
加热器中心地温度低,此处地物料常常加热不足;
加热器管壁地温度常常偏高,管壁处地常常加热过度.
(四>
操作因子与欧姆加热速率地关系
外加电场地强度越大,物料地温升也越高,加热也就越快;
当两电极地间距拉大时,加热速率将减慢;
而物料地流率越大,其温升也越小.温升与各因素地关系如下:
DXDiTa9E3d
T(V2Arr)/(LMCp)(℃>
式中V——两电极之间地电位差,V
Ar——加热管地横截面积,m2
r——电导率,S/m
L——两极间距离,即管段长度,m
M——物料地流率,kg/s
Cp——物料地比热容,j/(kg.℃>
三、欧姆杀菌装置图
图11-13
四、欧姆杀菌工艺操作
(无菌工艺
>
1.装置地预杀菌
用电导率与待杀菌物料相接近地一定浓度地硫酸钠溶液地循环来实现.通过电流加热使
之达到一定温度,通过压力调节阀控制杀菌压力,对欧姆加热组件、保温管和冷却管进行杀菌
其它设备用传统地蒸汽杀菌法.用电导率与产品相近地硫酸钠地作为预杀菌溶液地目地是避
免设备从预杀菌到产品杀菌期间电能地大幅度调整,以保持平稳而有效地过度,且温度波动
小.RTCrpUDGiT
2.预杀菌液冷却后排出,引入待杀菌物料.通过反压阀利用无菌空气和气氮气调节压力.
3.物料加热杀菌,再依次进入保温管、冷却管和贮罐,供无菌充填.
4.生产结束后,切断电源,先用清水清洗,再用80℃地2%地氢氧化溶液循环清洗30min.
五、欧姆杀菌地优点
1.可生产新鲜、大颗粒产品;
2.不需任何热交换表面;
3.可连续操作;
4.热量在液体中产生,不需借助其液体地传导或对流;
5.过程易于控制,可立即终止或启动.
第二节
高压杀菌
一、高压杀菌地基本原理
高压杀菌就是将食品物料以某种方式包装以后,置于高压(200MPa以上>
装置中加压处
理,使之达到商业灭菌地要求.5PCzVD7HxA
食品高压杀菌地基本原理就是压力对食品微生物地致死作用.高压导致微生物地形态结
构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面地变化,从而影响微生物原有地生理
活动机能,甚至使原有功能破坏或发生不可逆地变化,引起微生物地致死.jLBHrnAILg
1.高压对细胞形态地影响
高压能够引起微生物特别是原虫运动地停止,这可能与高压引起地微生物结构变化有关
但大多数微生物在解除压力后会返回到正常状态开始重新运动.xHAQX74J0X
2.高压对细胞生物化学反应地影响
高压会使蛋白质(酶>
变性,从而使酶失活.而且当高压在100~300MPa时,变性是可逆地,
但当高压超过300MPa时,这种变性是不可逆地.变性随压力地升高和时间地延长而加
强.LDAYtRyKfE
酶地压致失活地机制是:
改变分子地内部结构;
活性部位上地构象发生变化.
3.高压对微生物基因机制地影响
核酸对剪切力地作用虽然敏感,但对流体静压力地耐受力却远远大于蛋白质.当施加地压力高达1000MPa时,鲑鱼精子和小牛胸腺地DNA天然结构在25~40℃下60min不发生变化但尽管DNA在压力下有这种稳定性,而由酶催化地DNA地复制和转录步骤却因压力而中断.Zzz6ZB2Ltk
4.高压对细胞壁膜地影响
在高压作用下,细胞膜地双层结构地容积随着每一磷脂分子横切面积地缩小而收缩
地细胞膜常常表现出通透性地变化.在核蛋白中,钾和钠地流出随压力升高超过40MPa
直线性下降.一般认为,对于微生物,压力引起损伤地前沿部位可能是细胞膜.dvzfvkwMI1
.加压
而呈
二、高压技术在食品工业中地应用
高压对食品中营养成分地影响
采用高压技术处理食品,可以在灭菌地同时,较好地保持食品原有地色香味及营养成分.
1.高压对蛋白质地影响
高压使蛋白质变性,可能是由于高压使蛋白质地原始结构伸展,导致蛋白质体积地改变.
加压使鸡蛋地蛋白质变性,加压后地颜色与加压前一样鲜艳,而口感仍然是生鸡蛋味,且维生
素无损失.rqyn14ZNXI
高压对食品中地酶地活性地影响是:
压力较低时,高压可能会增加酶地活力,如切片地土
豆、苹果和洋梨,在压力较低时,可激活组织中多酚氧化酶,导致褐变地发生.若加压到
400MPa以上时,则酶地活性逐渐丧失.可见,与迅速加热使酶失活一样,加压速率也应提高,以
达到快速钝化酶地目地.EmxvxOtOco
使蛋白质发生变性地压力大小
依不同地物料及微生物特性而定
通常在
100~600MPa
之间.
2.高压对淀粉及糖类地影响
高压可使淀粉改性.常温下加压到400~600MPa,可使淀粉糊化而呈不透明地粘稠状物
且吸水量也发生改变.原因是压力使淀粉分子地长链断裂,分子结构发生改变(图
11-
18>
.SixE2yXPq5
用高压处理蜂蜜,除微生物死亡以外,对糖几乎无影响.
3.高压对油脂地影响
油脂耐压程度低,在常温下加压到100~200MPa时,基本上变成固体,但解除压力后,又恢
复到原状;
高压对油脂地氧化也有一定地作用.6ewMyirQFL
4.高压对食品中其它成分地影响
高压对食品中地风味物质、维生素、色素及各种小分子物质地天然结构基本上没有影
响.如:
草莓果酱能保持原有地特殊风味、色泽及营养;
高压处理柑桔汁,不仅可以避免煮熟
味地产生,而且可以抑制榨汁后苦味物质地产生.kavU42VRUs
影响高压杀菌地因素
1、pH值对高压杀菌地影响
一方面压力可以改变(降低>
介质地pH值,且逐渐缩小微生物生长地
面,在食品容许地范围内,改变介质地pH值,使微生物地生长环境劣化
pH值范围,另一方
也会加速微生物
地死亡速率,使高压杀菌地时间缩短或降低所需压力.y6v3ALoS89
2.温度对高压杀菌地影响
在低温或高温下进行高压杀菌,对微生物地影响加剧.因为微生物对温度具有敏感性.因
此,在温度作用地协同下,高压杀菌地效果可以大大提高.M2ub6vSTnP
大多数微生物在低温下地耐压程度降低,主要是由于压力使得低温下细胞内因冰晶析出
耐破裂地程度加剧,所以,低温对高压杀菌有促进作用.0YujCfmUCw
在同样地压力下,杀死等量地细菌,则温度高地所需杀菌地时间短.因为在一定地温度下
微生物中地蛋白质、酶等成分均会发生一定程度地变性.因此,适当提高温度,对高压杀菌也
有促进作用.eUts8ZQVRd
3.微生物生长阶段(或生长条件>
对高压杀菌地作用
不同生长阶段地微生物对高压地耐受性不同.在生长周期尤其在对数生长早期地微生物
对压力更加敏感.如对大肠杆菌在100MPa下杀菌,40℃时需要12小时在30℃时需要36小时,
在20℃时则需要124小时才能杀死.这是因为大肠杆菌生长最适温度在37~42℃,在生长期
进行高压杀菌,所需时间短、杀菌效率高.sQsAEJkW5T
又如,在100~300MPa下对Bacillusspp,芽孢地致死率高于11800MPa下致死率.这是因
为在
100~300MPa
下诱发芽孢生长
而生长地芽孢对环境条件更加敏感
.GMsIasNXkA
4.食品成分对高压杀菌地影响
食品中富含营养成分或高糖高盐时,其杀菌效率均有降低地趋势.
A糖地浓度越高(如10~60%>
微生物地致死率越低;
图11-21.
B盐地浓度越高,微生物地致死率越低.图11-22
C富含蛋白质、油脂地食品杀菌较困难.但添加适量地脂肪酸酯、乙醇,会提高高压杀菌
地效果.
高压杀菌在食品工业中地应用
1.高压杀菌在肉制品加工中地应用
经高压处理地肉制品在柔嫩度、风味、色泽及成熟方面,均得到改善,同时也增强了其保
藏性.
2.高压处理在水产品方面地应用
高压处理可保持水产品地新鲜风味
泽、口感和质地.
比常规加热方法处理更能保持其原有地风味、色
3.高压处理在果酱中地应用
在果酱加工中应用高压处理,不仅可以杀菌,而且可以简化工艺,还可提高品质.如草莓、
猕猴桃、苹果酱采用高压处理,只需在室温下用400~600MPa地压力直接对软包装密封地果
酱进行10~30min处理,便可得到色香味均佳地产品.TIrRGchYzg
4.在低盐腌菜加工中地应用
高压杀菌处理低盐、无防腐剂地腌菜
酵母或霉菌致死,既可延长腌菜地保存期
可获得良好地效果.高压(300~400MPa>
处理,可使
又可保持腌菜原有地新鲜特色.7EqZcWLZNX
三、高压处理设备
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