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1基本介紹

大分子結構示意圖

  大分子結構示意圖

chāo gāo yā
一般認為壓強超過100Mpa就是超高壓,在超高壓條件下,生物體高分子立體結構中的氫鍵結合、疏水結合、離子結合等非共有結合發生變化,使蛋白質變性,澱粉糊化,酶失活,細胞膜破裂,菌體內成分泄漏,生命活動停止,微生物菌體破壞而死亡。蛋白質的氨基酸的縮氨結合、維生素、香氣成分等低分子化合物是共有結合,在超高壓下不會破壞、得以完整地保留。
根據這個原理,一般情況下200-300Mpa病毒滅活;300-400 Mpa黴菌、酵母菌滅活;300-600 Mpa細菌、致病菌滅活;800-1000 Mpa芽孢滅活;低壓下酶活性增強,超過400 Mpa酶失活;400 Mpa以上蛋白質三、四級結構破壞,發生不可逆變性;400-600 Mpa澱粉氫鍵斷裂,並糊化。

2工作原理

超高壓生物處理的對象必須是富含水份的,並藉助流體介質如水、油等進行壓力傳遞。據帕斯卡定律,靜止的理想的液體,它的壓力傳遞具有以下三個基本性質:
微生物超高壓處理前

  微生物超高壓處理前

·液壓力總是垂直於任何受作用的表面。
·液體中各點的壓力在所有的方向上都相等。
·在密閉的容器中,加在靜液體的一部分上的壓力,以相等的強度傳給流體的所有其它部分。
將被處理物料放入封閉的容器中施加液體壓力,則它在各個方向都承受相同的工作壓力,所以稱為等靜壓。

3形成原因

根據帕斯卡定律,流體作用在平面上的力P等於液體壓強p與承壓有效工作面積F的乘積,即P=pF。當組成如圖的系統時,則有
p2=p1 D2/d2
即小腔的工作壓力p2,將大腔p1的壓力放大了D2/d2倍。當P1為30Mpa,D為300cm2,d為60cm2,則p2可以產生750Mpa的超高壓。
微生物超高壓處理后

  微生物超高壓處理后

四、超高壓條件下水的性質
一般情況下,水被看作為不可壓縮的。但是,超高壓條件下水的性質發生了變化,水分子距離縮小,密度增大,體積被壓縮,溫度升高,粘度增加,PH值降低。
水在超高壓作用下各參數變化曲線(PH,溫度,體積,密度)
超高壓的作用瞬時地、均勻地貫穿食品的所有部分,而不依賴它的尺寸、形狀和食品成分。也不取決於包裝的尺寸、形狀和成分。超高壓處理時,壓縮的能量將提高介質或食品的溫度,每100MPA大約升高3℃,這取決於食品的成分。例如食品中含有大量脂肪的奶油、乾酪等,溫度升的更高些。如果沒有加熱損失或保壓時沒有從壓力容器外壁得到熱量,釋壓時食品將恢復到原有的溫度。
在強制壓力的作用下,食品的體積減小,釋壓時發生相等的膨脹。因此,用於超高壓處理食品的包裝必須是柔性的,能適應壓縮時體積的變化,並且能恢復原狀,同時要求密封完好無損。

4低溫處理

與高溫處理相比,超高壓低溫處理節省能源效果非常明顯。從理論上分析,100L水加熱到90℃需要熱量293*105J,100L水
國內生產的超高壓設備

  國內生產的超高壓設備

加壓到400 Mpa耗能僅為18.84*105J。兩者都可以滅菌,但後者能源消耗僅為前者的1/15。實際運行時扣除各種因素的影響,至少節能80%以上。
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