超高静压过程中的传热分析及热压协同对食品中酶的钝化效果研究

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超高静压处理过程中由于不同的传压介质具有不同的压致升温特性，升压后高压腔体中食品和介质的温度会发生变化。食品、传压介质和高压腔体壁之间由于温度差的推动会发生热传递，因此，超高静压处理过程中虽然腔体内压力均匀一致，但由于温度的变化，实际作用效果可能并不完全一致。所以分析超高静压处理过程中的热传递和热分布对准确控制处理效果非常重要。单纯依靠压力杀灭和钝化耐压的微生物和酶的效果不大，采用热压协同处理可提高对耐压微生物和酶的破坏效果，此时明确处理过程中的热效应显得更为重要。本文尝试对超高静压处理过程中的传热及热压协同对食品中酶的钝化效果进行分析研究。在超高静压处理过程中，由于机械能转化为压缩能和热能，流体会产生热增溢现象，即压致升温现象。压致升温导致介质在超高静压处理过程中不仅受压力的作用，而且还受温度的作用，不同介质的压致升温特性不一样，处理过程中的热损失不一样，导致处理过程的热历程也不一样。实验中通过测定降压后介质的温度变化并和绝热压缩情况下介质的压致升温值比较，测定了橄榄油和水作为传压介质在初温分别为20℃、60℃和80℃，压力为O.1MPa～600MPa条件下的温度变化历程。结果显示橄榄油的压致升温值比水大。压力越大，介质初温越高，处理过程中的热效应也越大。压致升温导致了传压介质与高压腔体之间、传压介质与食品之间产生了温度差，因此会发生热传递，传压介质向高压腔体的热传递导致介质的温度降低(热损失)。实验中利用自制的聚四氟乙烯传压套筒作为内衬保温材料，比较了有套筒和无套筒时处理过程中的热损失，结果显示，在传压介质初温为20℃时，600MPa压力下的套筒的热损失减小30％左右，而且套筒的保温效果随施加压力的增大而增大，表明传压套筒具有比较好的保温效果。超高静压处理过程中的热损失和传压介质内的热对流会导致高压腔内介质的温度分布不均。实验通过测定传压套筒内不同位置的温度，了解热分布的情况。结果显示传压套筒内由上到下、由内到外呈现由高到底的温度梯度。当套筒内部80℃水放置20min后套筒内上、下两层中心点问的温度差有9.8℃。套筒内的最低温度点在靠近底部的中心轴上。实验研究了超高静压协同热处理过程中热、压对钝化过氧化物酶和多酚氧化酶的贡献。对于这两种酶而言，700MPa的压力对其活性的降低程度并不是很大(过氧化物酶的残存酶活为89.7％，多酚氧化酶的残存酶活为85.3％)，单纯利用压力来对酶进行钝化并不是有效的方法。热压协同对过氧化物酶和多酚氧化酶时的钝化规律相似。温度在热压协同钝化酶活性中起关键的作用，必须使得传压介质的初温达到一定值(对于水而言，初温要达到50℃)时，热、压的协同作用的效果才会比较理想(中温50℃协同600MPa压力处理时过氧化物酶的残存酶活为55.3％，多酚氧化酶的残存酶活为47.6％)。

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作者
叶久东;
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作者单位

华南理工大学;

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授予单位华南理工大学;
学科食品科学
授予学位硕士
导师姓名李汴生;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类食品工程学、食品工艺学;
关键词
超高静压; 传热分析; 热压; 协同; 食品; 处理过程; 传压介质; 温度差; 套筒; 压力; 过氧化物酶; 多酚氧化酶; 热损失; 高压腔; 热传递; 钝化; 腔体; 温度变化; 实验; 升温特性;

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