影响超高压杀菌效果的因素有哪些？

日期：2021-06-09

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超高压HPP技术是非热杀菌技术中商业化应用较为成功的一种杀菌技术，它是指用柔性材料将食品进行包装后，以水或者其它液体介质为媒介传递压力，使食品在常温或者温度下经100-1000 MPa的高压处理一段时间，从而达到灭菌、钝酶、改善食品品质以及延长食品货架期的新型杀菌技术，而对于大部分食品来说，300-600 MPa的超高压处理即可灭活霉菌、酵母菌以及绝大多数食源性病原菌。

在商业化的食品超高压加工中，由于获得良好的杀菌效果是该技术产业应用的必要条件，因此很多研究集中在超高压杀菌条件的优化。影响超高压杀菌效果的因素有很多，如处理温度、压力、保压时间等。

1、处理温度

环境温度是微生物生长代谢的重要外部条件之一，温度条件的设置显著影响超高压杀菌的效果。有学者发现，室温（15-30℃）条件下微生物对压力具有最大抗性，对食物进行高压处理并结合温度的控制（高于或低于温）能够提高其表面或内部微生物的高压敏感性，从而可以在较低压力下迅速完成杀菌过程。通常300-400 MPa下，微生物的膜结构（如线粒体外膜、核膜及细胞膜）遭到破坏，通透性变化，同时低温或高温会影响微生物细胞内生物大分子间的疏水作用、范德华力和氢键等作用，微生物细胞内正常代谢活动被破坏。通过超高压技术予以适当温度控制，将有助于提高其杀菌效果。

[三水河•力德福]超高压处理过程示意图

2、压力和保压时间

在一定范围内，超高压灭菌效果与压力和保压时间成正比。

大量研究表明，压力越高，杀菌效果越好。大部分食品在经600MPa的压力处理后，均能达到很好的杀菌效果。此外，杀菌效果与保压时间呈正相关，同等压力条件下，保压时间越长，杀菌效果越好。

3、微生物种类及其生长状态

不同种微生物的耐压性差异较大，同一种属微生物的不同菌株之间也有一定差异。通常情况下，微生物结构越复杂，对压力越为敏感，原核生物通常比真核生物有更强的耐压能力。

图片来源：http://www.fhw88.com/html/3222.html

细菌整个生长周期包括调整期、对数期、稳定期及衰亡期，总体而言处于稳定期的细菌具有更强的耐压性，有报道称在高压条件下，处于稳定期的大肠杆菌和单核细胞增多性李斯特菌可分别合成Rpos和SigB蛋白，这属于细菌的应激反应，有助于其抵抗不良环境，从而使表现出一定的耐压性。

4、微生物的生存环境

微生物的生存环境也会影响超高压的杀菌效果。首先，每种微生物都有其最适的生长PH范围，不同PH条件下微生物的耐压性不同，有研究认为在酸性环境下对微生物进行超高压处理可获得更好的杀菌效果，其次，微生物的培养基质也会影响超高压杀菌效果。比起非营养型基质，营养型基质中的微生物更耐压。这主要是由于营养基质中多含蛋白质、碳水化合物以及脂类等物质，在压力传递过程中这些物质可对微生物起到缓冲保护作用，提高其抗压性。基质中存在的盐离子也会对微生物起到保护作用。

5、超高压升/卸压过程对杀菌效果的影响

超高压杀菌是一个非常复杂的过程，既与超高压设备、工艺流程、环境条件等有关，又涉及具体的食品体系、食品中天然微生物群落等。除此之外，超高压的升压和卸压过程中不同参数的设置也会对杀菌效果产生显著影响，在今后的超高压杀菌的研究或实际应用中需注意升/卸压参数的设定。