[笔记]超高压食品灭菌技术

[笔记]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。 2.化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显。 3.超高压杀菌条件易于控制，外界环境的影响较小，而化学试剂杀菌易受水分、温度、pH值、有机环境等的影响，作用效果变化幅度较大。 4.超高压杀菌能更好的保持食品的自然风味，甚至改善食品的高分子物质的构象，如作用于肉类和水产品，提高了肉制品的嫩度和风味;作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最终风味，还可使干酪的产量增加。而化学试剂没有这种作用。 四 超高压杀菌技术的工艺特点: 超高压食品的杀菌设备与一般的高压设备没有本质的差别，只是压力介质不同，一般为水。因为水容易获得、成本低，与气体相比较无爆炸的危险，能耗校通常压力为100-600MPa，当压力超过600MPa以上时，需要采用油作为压力介质。 固态食品和液态食品的处理工艺不同。固态食品如肉、禽、鱼、水果等需装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，进行真空密封包装，以避免压力介质混入，然后置于超高压容器中，进行加压处理。处理工艺是升压 保压 卸压三个过程，通常进料、卸料为不连续方式生产。液态食品如果汁、奶、饮料、酒等，一方面可像固态食品一样用容器由压力介质从外围加压处理。也可以直接以被加工食品取代水作为压力介质，但密封性要求严格，处理工艺为升压 动态保压 卸压三个过程，用第二种方法可进行连续方式生产。 多数生物经100MPa以上加压处理即会死亡。一般情况下，寄生虫的杀灭和其他生物体相近，只要低压处理即可杀死，病毒在稍低的压力即可失活，细菌、霉菌、酵母的营养体在300-400MPa压力下可被杀死，而芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的芽孢对压力比其营养体具有较强的抵抗力，需要更高的压力才会被杀灭。压力处理的时间与压力成反比:压力越高，则处理所需时间越短。另外，超高压杀菌的效果还受温度、食品的组分的影响。 五 超高压食品灭菌技术的应用 自1991年4月日本首次将高压产品果酱投放市场，其独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视。食品超高压处理技术被称为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等，可被应用于所有含液体成分的固态或液态食物，如水果、蔬菜、奶制品、鸡蛋、鱼、肉、禽、果汁、酱油、醋、酒类等。超高压处理技术涉及食品工艺学、微生物学、物理学、传感器、自动化技术等学科，由于设备成本高、投资巨大，目前国内的食品超高压处理技术还处于研究阶段，还没有成熟的超高压灭菌技术投入食品工业生产，但超高压食品极符合21世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。 食品超高压冷杀菌技术研究进展 食品工业中采用的杀菌方法主要有加热杀菌和非加热杀菌两大类。非加热杀菌是指不用热能来杀死微生物，故又称为冷杀菌。热杀菌法比较古老，目前已臻完善。传统的热杀菌法虽然能保证食品在微生物主面的安全，但热能会破坏对热敏感的营养成分，影响食品的质构、色泽和风味。冷杀菌技术虽然起步较晚，但由于消费者要求营养、原法原味的食品的呼声日益高涨，冷杀菌技术受到日益重视并进展很快。冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品的固有营养成分、质构、色泽和新鲜程度。冷杀菌技术近来成为国内外食品科学与工程领域的研究热点。 本文综述了国内外在超高压冷杀菌技术方面的研究进展 1(1 超高压杀菌技术的原理 食品超高压技术(Ultra-High Pressure processing，UHP)简称高压技术(High Hydrostatic Pressure，HHP)或高静水压技术。食品超高压杀菌，即将包装好的食品物料放入流体介质(通常是食用油、甘油、油与水的乳液)中，在100~1000MPa压力下处理一段时间使之达到灭菌要求。其基本原理就是利用压力对微生物的致死作用，主要通过破坏细胞膜、抑制酶的活性和影响DNA等遗传物质的复制来实现。 1(2 超高压杀菌技术在食品加工中的应用 日本的Meidi-Ya公司于1990年4月生产了第一个高压食品一果酱，之后又有果味酸奶、果冻、色拉和调味料等面市，日本的Pokka和Wakayama公司用半连续高压杀菌方法处理橙法。明治屋食品公司将草莓、猕猴桃、苹果酱软包装后，在室温下以400~600MPa的压力处理10~30min，不仅达到了杀菌的目的，而且促进了果实、砂糖、果胶的胶凝过程和糖液向果肉的渗透，保持了果实原有的色泽、风味、具有新鲜水果的口感，维生素C的保留量也大大提高。日本的松本正等人对5种小菜采用塑料袋真空我装 后以300~400MPa的压力处理，杀死酵母菌，提高了产品的保存性，实现了腌菜向低盐化方向发展。有人将磨碎的鳕鱼肉用塑料袋包装，在300MPa下处理10min，糊状的碎鱼肉在高压下凝胶化成鱼糕状，与加热杀菌的同种鱼肉相比，外观细腻，吃起来富有弹性，有咬头，味也好。对果汁施以400 MPa 10 min的处理，可保持果汁的天然香味，果汁的质量得到提高。1995年角田伸二指出，日本已就与高压杀菌相关的技术对乳制品(乳酸饮料)、鸡蛋、水产类(贝类)、高粘食品(蜂蜜)等进行了广泛的研究。王雪青等对猕猴桃酱进行了高压处理，经高压处理的猕猴桃较传统热处理的酱体色泽翠绿，维生素含量高，而且在700MPa的高压下杀菌，稳定色泽和防止维生素C氧化的作用最佳。Boyton等人将切片芒果真空包装后，于300MPa和600MPa处理后置于3?下贮藏，在贮备藏期间群芒果的风味下降、异味增加，但色泽、质构及其他感官指标基本没有变化，经9周的贮藏后，微生物指标分别为102 CFU/mL和103 CFU/mL压力处理鲜芒果，风味只轻微降低，异味和甜度略有增加。他们将阳桃用同样的方法处理，在600MPa和800MPa压力下处理一段时间后，贮藏在3? 2~4周，将阳桃暴露在空气中后颜色会加深，800MPa压力处理的阳桃，能降低褐变。He等人利用高压进行牡蛎去壳及延长其货架寿命的研究，结果表明压力207~310MPa经不同时间处理后，贮藏在4?以下，27d后，样品的pH只降低0.5，水分含量略有上升，不仅可减少2~3个对数的微生物的数量，且牡蛎有较高的品质。而手工去壳的牡蛎pH下降了2.2，水分含量轻微下降。 1(3 高压技术与其他技术相结合在食品加工中的应用 从目前对高压技术的研究来看，主要是研究在低温范围内的高压技术及应用高压技术与其他技术相结合来处理食品。 Schlueter等人提出用高压冻结和高压解冻的方法来取代现有食品冻结和解冻的方法，生产出高品质的冻藏食品。神田幸忠采用经此方法在,18? 200MPa冻结豆腐在常温下形成的冰晶较普通空气鼓风冻结法形成的冰晶小得多，此豆腐在常温下自然解冻也不会出现普遍冻结法所发生的汁液流失和豆腐变形，保持了豆腐原有的感官品质。Fuchigami等人对不同压力条件下的高压冻结豆腐的质构和品质进行了研究，结果表明在200~400MPa的高压下可有较地改善冻结豆腐的质构。研究高压冻结果蔬时发现，压力和温度对冻结果蔬的品质有明显的影响。 是由于不同压力和温度下冰晶的种类和密度不同所造成的。对胡萝卜和大白菜的研究结果表明在200MPa(液体)，340 MPa(冰?)和400MPa(冰?)条件下冻结时对样品的质地和组织结构没有什么损害，品质较常压下,30?冻结的要好。 Zhao等人研究了影响高压解冻牛肉的条件，得出有效的解冻压力范围为210,280MPa，最低的有效解冻温度为(,24?2)?，且能改善解冻牛肉的品质的结论。有人还比较了高压解冻和常压解冻金枪鱼背肌和鲤鱼肉，发现高压解冻能更好地保证鱼肉的品质。 相关研究表明高压技术和其他技术相结合，更能有效地杀微生物，破坏酶，延长货架寿命。Corwin等人把2 m mol/L的CO2充入橙汁，用500MPa的压力处理，果胶甲酯酶的活性比单独用500MPa的压力的能更进一步地钝化，在500~800MPa下，CO2也同样能显著地降低多酚氧化酶的活性。Park等人进一步利用高压CO2和高压技术相结合的方法处理胡萝卜汁，结果表明4.9MPa二氧化碳和300MPa高静水压结合处理可使需氧菌完全失活，多酚氧化酶、脂肪氧化酶、果胶甲酯酶残留活性分别低于11.3%、8.3%、35.1%，高静水压并不影响胡萝卜汁的浊度和色泽，但这种结俣处理对胡萝卜汁的品质有些影响。Krebbers等人将绿豆用2次脉冲高压处理，经1个月的贮藏后，与常规保藏方法相比，绿豆的硬硬度和维生素C保留较好，且能使99%以上的过氧化物酶失活。 超高压食品灭菌技术 消费者对于食品的要求一般是食用安全、性质稳定、不加添加剂。为了延长食品的保藏时间，需杀死其中大部分或全部的微生物，这种处理方法即杀菌技术。超高压技术90年代有日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，由于它独有的特点和优势将在食品处理工艺中前景广阔。 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(包括电场、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。 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小。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。 超高压灭菌技术与传统灭菌技术的比较 起高压技术与传统的加热处理食品比较，优点在于: * 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。 * 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。 * 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场。 * 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。 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: * 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。 * 化学试剂使用频繁，会使菌体产生抗性，杀菌效果减弱，而超高压灭菌为一次性杀菌，对菌体作用效果明显。 * 超高压杀菌条件易于控制，外界环境的影响较小，而化学试剂杀菌易受水分、温度、pH值、有机环境等的影响，作用效果变化幅度较大。 * 超高压杀菌能更好地保持食品的自然风味，甚至改善食品的高分子物质的构象，如作用于肉类和水产品，提高了肉制品的嫩度和风味;作用于原料乳，有利于干酪的成熟和干酪的最终风味，还可使干酪的产量增加。而化学试剂没有这种作用。 超高压杀菌技术的工艺特点 超高压食品的杀菌设备与一般的高压设备没有本质的差别，只是压力介质不同，一般为水。因为水容易获得、成本低，与气体相比较无爆炸的危险，能耗小。通常压力为 100,600MPa，当压力超过600MPa以上时，需要采用油作为压力介质。 固态食品和液态食品的处理工艺不同。固态食品如肉、禽、鱼、水果等需装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，进行真空密封包装，以避免压力介质混入，然后置于超高压容器中，进行加压处理。处理工艺是升压?保压?卸压三个过程，通常进料、卸料为不连续方式生产。液态食品如果汁、奶、饮料、酒等，一方面可像固态食品一样用容器由压力介质从外围加压处理。也可以直接以被加工食品取代水作为压力介质，但密封性要求严格，处理工艺为升压?动态保压?卸压三个过程，用第二种方法可进行连续方式生产。 多数生物经100MPa以上加压处理即会死亡。一般情况下，寄生虫的杀灭和其他生物体相近，只要低压处理即可杀死，病毒在稍低的压力即可失活，细菌、霉菌、酵母的营养体在300,400MPa压力下可被杀死，而芽抱杆菌属和梭状芽孢杆菌属的芽孢对压力比其营养体具有较强的抵抗力，需要更高的压力才会被杀灭。压力处理的时间与压力成反比;压力越高，则处理所需时间越短。另外，超高压杀菌的效果还受温度、食品的组分的影响。 超高压食品灭菌技术的应用 自1991年4月日本首次将超高压产品果酱投放市场，其独到风味立即引起了发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视。食品超高压处理技术被称为"食品工业的一场革命"、"当今世界十大尖端科技"等，可被应用于所有含液体成分的固态或液态食物，如水果、蔬菜、奶制品、鸡蛋、鱼、肉、禽、果汁。酱油、醋、酒类等。超高压处理技术涉及食品工艺学、微生物学、物理学、传感器、自动化技术等学科，由于设备成本高、投资巨大，目前国内的食品超高压处理技术还处于研究阶段，还没有成熟的超高压灭菌技术投入食品工业生产，但超高压食品极符合21世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。 超高压生物处理技术的医学应用 贾培起 一、概述 1899年，美国化学家Bert Hite首次发现450Mpa超高压条件下，能延长牛乳保质期。1914年Bridgman发现蛋白质在700Mpa条件下能够凝固。但是由于当时工艺技术和相关设备条件，超高压生物处理技术没有得到实际应用。 1989年日本京都大学林力丸先生在科隆召开的第五次国际食品工学学术会议上发表了“高压在食品加工储存中的应用一设想及发展趋势”学术 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ，引起各国学者的强烈反映，从而揭开了超高压生物处理技术产业化的序幕。 最初，在食品工业中应用超高压低温灭菌技术延长食品保质期如果汁、果酱、牛乳及鱼肉制品等。与热力灭菌比较，它不仅保持了食品原有的生鲜风味、颜色、营养成分和生理活性成分，而且能耗降低了80%以上。该项技术被列为二十一世纪的十大尖端科技之一，被认为是一次工业革命。 超高压生物处理这一新兴技术，引起国际的广泛关注。1992年日本和欧洲共同举办了“加压食品和高压生物工程”国际学术会议，1995年11月在日本京都召开了第一届“超高压食品”国际学术会议。尔后96、97、98连续召开国际学术会议。2000年召开了第一届“超高压生物科学与技术”会议后，2002、2004又召开就第二、三届会议。超高压技术的应用，从食品扩大到生物科学、医药等领域;从工艺研究发展到基础科学研究。 超高压产品方面，除了大量的超高压低温灭菌的食品推向市场外，开始向医药、保健、生命科学第方面延伸。日、美、英等发达国家还应用该技术研制军用食品。1994年日本宇航员向井千秋带着超高压处理的果羹在太空食用。美国国防部支持了某大学的超高压技术产品的开发，并为宇航局订购了一批超高压食品‘ 超高压生物处理技术在医学方面的应用日显突出，迄今为止已有大量的成果证明该项技术在灭活病毒、制取疫苗、血浆处理、生物制药、中药提取、人体器官储藏等方面有着广泛的应用前景。 我国对该项技术进行过大量的报道和介绍。以大专院校食品工程系为主流的学者们分别对果汁、奶品、鱼肉之类的食品进行过超高压低温灭菌的工艺研究，但至今仍没有一种超高压加工的食品推向市场，也没有超高压加工设备可资使用。特别是在医学方面还处于空白阶段。 我公司目前已研制成功超高压生物处理实验机，并已开始研制大容量生产用超高压生物处理设备，除对食品、饮料低温灭菌进行了大量的试验外，还对病毒灭活、疫苗制取和血浆处理进行研究并取得了成果，该项目已列入科技部863 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。 二、超高压生物处理的基本原理 在超高压条件下，生物体高分子立体结构中的氢键结合、疏水结合、离子结合等非共有结合发生变化，使蛋白质变性，淀粉糊化，酶失活，细胞膜破裂，菌体内成分泄漏生命活动停止，微生物菌体破坏而死亡，蛋白质的氨基酸的缩氨结合、维生素、香气成分等低分子化合物是共有结合，在超高压状态下不会破坏，得以完整地保留。 根据这个原理，一般情况下200~300Mpa病毒灭活;300~400 Mpa霉菌、酵母菌灭活;300~600 Mpa细菌、致病菌灭活;800~1000 Mpa芽孢灭活;低压下酶活性增强，超过400 Mpa酶失活。400 Mpa以上蛋白质三、四级结构破坏，发生不可逆变性;400~600 Mpa淀粉氢键断裂并糊化。 三、超高压灭菌 细胞壁和细胞膜是细菌细胞的主要结构，它的变化会影响细胞的功能，并最终导致死亡。实验结果表明，超高压条件下细胞结构发生一系列变化，几种不同的原因使细菌致死。 (1)菌体形态发生变化 在高压条件下菌体形态发生改变。例如:埃希氏大肠杆菌的长度在常压下为1~2μm，而在40MPa压力下变长，达到10-100μm，从而对细胞膜，细胞壁造成破坏影响。 (2)细胞结构被破坏 Osumi研究了双形热带念珠菌的细胞结构及骨架变化，发现200 Mpa的压力下，细胞壁被破坏，并显微结构发生变化，线粒体的嵴受到不同程度损伤，核膜孔张开并且被破坏。 Lsaacs通过测定大肠杆菌细胞质的渗透液浓度，证明细胞膜透性发生了变化。随着压力的增大和时间的延长，使渗透液浓度上升。 Paul通过实验证明菌体受到高压后细胞膜破裂，细胞内物质丢失，导致死亡。例如金黄色葡萄球属，经700 Mpa处理后，Fe++和Mg++泄漏量增大21和14.4倍。假单胞杆菌属和粪链球菌属Mg++的泄漏量分别增大11.5和20倍。通常情况胆盐是不能进入细胞外膜的，Nacl也不能渗透到细胞内膜，但受压后，胆盐和Nacl都可进入细胞内引起细胞损伤。 实践表明20~40 Mpa的压力能使较大的细胞壁因受应力发生机械断裂而松懈，200 Mpa压力下细胞壁遭到破坏。 (3)蛋白质变性 研究发现，在超高压条件下，细菌的压力-----温度稳定曲线特征与蛋白质相似，据此推断蛋白质变性是细菌灭活的原因之一。也有研究认为细胞膜或细胞膜上的的蛋白质及蛋白复合物是细菌被灭活的靶位。 (4)DNA受损 Paul利用电镜观察超高压对大肠杆菌DNA的影响，认为达到一定程度的超高压使原本分开的遗传物质和核酸内切酶结合在一起，导致核酸破坏，是细胞致死的原因之一。 5)酶失活( 没有酶的存在细菌是无法存活的。酶受到高压作用分子内部结构破坏，活性部位上构象变化，产生不可逆失活，也是细胞的死亡主要原因之一。 不同的细菌其细胞结构不同，对压力的敏感程度也不相同，表一列出了乳液中不同菌体在不同压力下灭活的条件。 加压条件 结果 微生物名 压力/MPa 时间/min 温度/? 杀菌 大肠杆菌 200 20 -20 杀菌 大肠杆菌 400 10 25 杀菌 大肠杆菌 300 30 40 杀菌 金黄葡萄球菌 600 10 25 大部分死灭 金黄色葡萄球菌 290 10 25 杀菌 短乳杆菌 400 10 25 杀菌 巨大芽孢杆菌(芽孢) 300 20 60 杀菌 多粘芽孢杆菌(芽孢) 300 20 60 杀菌 枯草杆菌(芽孢) 450 20 60 杀菌 蜡状芽孢杆菌(芽孢) 600 40 60 杀菌 巴雷利沙门氏菌 200 20 -20 杀菌 副溶血孤菌 200 20 -20 杀菌 乳链球菌 200 20 -20 杀菌 嗜酸乳杆菌 200 20 -20 杀菌 产朊假丝酵母 400 10 25 杀菌 铜绿假单胞菌 300 10 25 杀菌 鼠伤寒沙门氏菌 300 10 25 杀菌 低发酵度酿酒酵母 300 20 -20 杀菌 粪链球菌 600 10 25 杀菌 米曲霉 200 60 40 杀菌 白假丝酵母 200 180 40 杀菌 牛乳中的芽孢杆菌 500 30 35 大部分死灭 伤寒沙门氏菌 600 840 --- 杀菌 乳链球菌 340-408 60 20-25 杀菌 产气气杆菌 204-306 60 20-25 杀菌 粘质沙雷氏菌 578-680 5 --- 杀菌 荧光假单胞菌 204-306 60 20-25 杀菌 炭疽杆菌(营养体) 97 10 25 杀菌 嗜热脂肪芽孢杆菌(芽孢) 200 1440 40 大部分死灭 四、病毒灭活 病毒是传染病中最重要的致病微生物，用科学的方法灭活病毒对制取疫苗，处理血浆都有十分重要的意义。 超高压对病毒包膜有强大的破坏作用，它使毒株的蛋白外漏，导致逆转录酶失活，从而失去传染性。 ) 国外对超高压杀灭病毒进行大量研究，并取得了很多成果。1992年Silva，用超高压对泡状口炎病毒(VSV 进行研究;Nakagami对单纯疱疹病毒(HSV-1)和人巨细胞病毒(HCMV);1995年Jukilwicz对猿免疫缺陷病毒， 1997年Pontes对猿轮状病毒，1996年Shigehisa对人免疫缺陷病毒(HIV-1)进行超高压灭活试验研究，均得出肯定的结论。 病毒的超高压灭活是因为膜结构内部非共价链结合被破坏，膜衣壳蛋白亚单位之间解体，这种解体在卸压后可逆性重组，但由于病毒颗粒蛋白成分的复杂性，这种重组不能恢复如初，而且膜衣壳蛋白空间结构发生变化，引起膜构象转换，生物活性改变，病毒颗粒丧失感染性。由于超高压不会破坏共价键，作为抗原的单个亚单位未被破坏，故其免疫原性未改变。 Nakagami曾报告，超高压可显著降低病毒颗粒对正常细胞的吸附能力，使其丧失感染性。 总之超高压可以通过多种机制灭死病毒，但由于200-300MPa压力，不足以引起病毒基因组的改变，故不会引起可遗传基因的变异。 五、制取疫苗 传统的制取疫苗工艺，多采用热力法和化学方法，灭活病毒。化学方法中选择灭活剂是疫苗制备的关键技术之一。甲醛是应用最早，也是最广的灭活剂。 甲醛灭活病毒往往使病毒粒子表面的蛋白抗原受损，从而影响疫苗的免疫原性。另外，甲醛是对人体有毒副作用的化学试剂。人体接种甲醛处理的疫苗，往往产生局部，甚至于全身的反应。尽管纯化技术有很大提高，儿童使用时仍会出现不良反应。 为了减少不良反应，研究了多种裂解剂，生产裂解疫苗。尔后在此基础上又研制出病毒亚单位和表面抗原疫苗。实践中发现这些疫苗虽然不良反应有所减少，但免疫原性都不如纯化的全病毒粒疫苗。尽管又研制出一些佐剂提高免疫效果，但其操作更加复杂，同时仍存在副作用。 超高压灭病毒制取疫苗是一种物理方法，不存在甲醛和其它化学试剂的毒副作用，也简化了提纯操作工艺。超高压灭病毒能保留病毒完整颗粒，并使其丧失感染性，而免疫原性不变，是一种安全、可靠、便捷的方法。它生产周期短，总成本低，因此这种方法具有广谱性，特别适用于变异快、变种多的病毒。 据报道，用超高压灭活的流感病毒所引超的中和抗体效价比用甲醛灭活的病毒所引起的中和抗体效价高5-10%。 六、血浆处理 许多疾病如乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病都是通过血液传播的。所以制备不含病原体的血液及其制品是非常重要的。虽然人们试图通过抗体筛选、药物净化等手段保持血液制品的非感染性，但往往由于某些病毒的抗体不能及时出现，以及病毒基因突变等逃避机制，使之目的无法达到。而超高压技术能杀死血浆中包括突变株在内的所有病毒，且不影响血浆中的主要成分，表现出巨大优势。 目前已有多种方法对血浆及血液制品的病毒进行灭活处理，如:巴斯德法、S/D法、亚甲兰光照法等。这些方法都有一定缺陷。巴斯德法加热处理会使蛋白质变性，需加入稳定剂。S/D法、亚甲兰光照法只对具有脂质包膜的病毒，如HBV、HCV、HIV等有效，而对非脂质包膜病毒如HAV无效。而且在给病人输注前必须将灭活剂彻底清除。过滤法处理过程缓慢，价格昂贵，并且只对高纯度血浆制品有效。应该指出以上采用的方法都有降低血液及血液制品中蛋白质治疗功能的可能性。 如前所述，超高压杀灭血液中的病毒是十分有效的，而且能充分保留抗原。同时进行超高压工艺处理时只要压力、温度、时间和加压方式选择合理，能充分保护血液中的有效成分。实验证明对血浆用400Mpa在25?高压处理10分钟后，对一些血浆蛋白质的生物活性没有影响，如凝血因子?和,-球蛋白的回收率为100%，抗凝血酶?的回收率为92.2%。凝血因子?是比较脆弱的成分，降低工作压力，改变加压方式，可使得到较好的保护。实验表明，交替加压400MPa后，血浆免疫球蛋白IgG、IgM和凝血因子?的回收率可达到104%、89%和80%。 超高压处理血浆是一个物理过程，无化学品加入，无交叉感染，对致病微生物有广谱灭活效果，加压和卸压都是即时的便于操作，对血液制品活性成分无明显损伤，可成批处理样品，有利于大规模生产因此具有很好的应用前景。 七、生物制药和中药提取 越来越多的用生物制取的药物和制剂都带有生物物质特征，明显地带有活性和热敏性，如发酵、酶、细胞、基因工程等产品。超高压能在低温条件下灭活病毒和细菌，而充分保留它的活性。 中药和保健品的原料多来自天然的动植物，其有效成分很多是热敏的。超高压提取有诸多优点。?、可以使用多种溶剂，提取不同溶解特性的有效成分;?、提取物不发生变性，生物学活性高;?、提取得率或收率最高，例如淫羊藿总黄铜的提取率是回流提取的1.56倍，是超临界CO2萃取的1.99倍;?、提取液中杂质含量底，例如提取淫羊藿总黄酮时不含叶绿素，后续分离纯化简单、方便;?、提取时间短，是回流的2,，CO2萃取的1,; ,。?、设备投资与常规设备大致相同，但运行费用是蒸煮设备的10-20 八、人体器官的无损冷藏保存 超高压辅助冷冻技术能有效地保存人体组织如细胞、角膜、皮肤、血浆、移植器官，甚至达到无损冷藏。 综上所述，超高压生物处理技术在医学医药领域将发挥重大的作用，其技术应用，产业化和商业化前景是不可估量的。