物理学基本原理认为，加压和加热是自然界中存在的能独立改变物质状态的特有两种方式。用高压加工食品，早在1914年，美国物理学家P.W.布利兹曼就报告了在静水压下卵白变成硬的凝胶状和蛋白质变性等现象。但在很长时间里，并没有人把这种技术应用到食品行业的研究领域中，直到90年代日本才首次将超高压产品—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。至今在欧洲已举行了多次高压加工技术的国际学术研讨会，食品超高压加工技术被称为“食品工业的一场革命”及“当今世界十大尖端科技”等。而目前，我国生产的饮料采用超高压杀菌技术研究处于起步阶段，还没有成熟的超高压杀菌技术可投入饮料行业的生产中，但国内一些研究人员已参与国际合作研究并跟踪这一高新技术的发展。

1　超高压食品的优点

　　到目前为止，几乎所有的研究都表明，超高压食品不仅具有传统热加工食品的功能，而且具有独特的优点，主要表现在：

　　1） 超高压处理饮料等不会使维生素、色素、香气等低分子物质发生变化或产生异臭物，加压后饮料仍保持“原汁原味”—生鲜风味、天然色泽和营养成分。

　　2） 超高压杀菌处理后，蛋白质的变性状态及淀粉的糊化状态与加热处理也有所不同，可以期待获得具有新物性的食品。

　　3） 超高压杀菌处理可以在保持食品原有风味条件下“冷杀菌”，这种食品可再经简单加热后食用，从而扩大半调理食品的用途。

　　4） 高压加工可以同热加工组合进行，使食品加工过程多样化，能开发出各种未来新食品及加工工艺。

　　5） 超高压杀菌处理是液体介质短时间内等同压缩过程，从而实现杀菌的均匀、瞬时、高效性，且较加热法耗能低。

　　而超高压杀菌技术的主要作用是，延长食品味道鲜美的时间，提高食品保藏的货架期，阻碍微生物对食品的污染，这为开发21世纪高质量的食品开辟了最新的途径！

加热杀菌与超高压杀菌的比较

2　超高压杀菌机理

　　超高压杀菌技术是指加100 MPa以上的压力处理后，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等高分子物质分别失去活性、变性，同时致死以细菌为主的微生物的过程。

　　在国内外，关于超高压杀菌技术的研究已经比较深，且发表的的文章已很多，但是至今没有一种明确的定义对超高压杀菌技术进行宏观导向。超高压杀菌技术大体上可分为两类：超高压静态杀菌与超高压动态杀菌。

　　超高压静态杀菌，是指将食品置于超高压处理室中，以水或其它液体为加压介质，当升压结束后，在设定的最高压力点处静态保持一定的时间，使维持微生物生命活动的蛋白质等高分子物质变性失活而起到食品杀菌的目的。由于超高压容器造价昂贵此种杀菌技术适合小批量固、液体食品饮料生产。

　　超高压动态杀菌：是指直接将食品加压到预定的压力点，然后通过瞬态卸压或梯度减压等连续性作业方式，使加压渗透到微生物体内的水等外界物质膨化破碎菌体而达到快速高效杀菌的效果。该杀菌技术只适合液体食品，但易实现产业化。

3　超高压饮料的杀菌工艺路线

　　超高压饮料的杀菌设备与一般的化工高压气体处理设备有很大差别。加压处理时，液体的膨胀系数小，危险性较低；而气体的膨胀系数很大，危险性高。一般采用水为压力介质，因为水成本低，来源广阔，与气体比较无爆破性危险，能耗也低。通常，压力在500 MPa以下时，可以用水作为加压介质；但当压力超过500 MPa时，由于水存在加压结晶等问题而选用油性压力介质。

　　饮料按照其组织形态，主要分为固体饮料和液体饮料两大类，不同形态饮料宜选用不同杀菌工艺；以下主要探讨液体饮料的超高压杀菌技术。

3.1　饮料的超高压静态杀菌工艺

　　首先，将饮料装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，并进行真空密封包装（以避免压力介质混入），或直接将高压腔设计为内外两层，内层为可收缩的挠性内胆，外层为承受高压不可变形容器。杀菌前先将控制系统按预设的值进行调节，超高压饮料因品种、物性等存在差异，因此，其最佳处理工艺也可能会出现一定程度的差异。饮料的超高压静态杀菌一般处理工艺是：升压→保压→卸压，杀菌是通过10 min左右的保压来实现，因此被称为超高压静态杀菌方式；最高压力值的大小、保压时间均可以预先设定，由调控系统来实现。这种方式通常为不连续式，但可以设计几个高压腔互相协调，可以实现半连续化生产。

3.2　饮料的超高压动态杀菌工艺

　　被加工的饮料本身是液体，如果汁、啤酒、茶饮料等，可以直接以加工物料取代水等压力介质，实现进料卸料的连续化生产，但须对设备进行预杀菌。其处理的核心工艺比静态的处理方式简洁：升压→动态卸压。但该处理工艺的动态卸压与静态杀菌方式的卸压有所不同，它是通过瞬时卸压，或梯度减压，或变载荷式加减压方式来实现杀死细菌等微生物的目的。动态杀菌装备的超高压腔卸压阀处必须设定一个压力控制装置，即可按设定值卸压排料，从而实现动态连续化作业。从目前的研究成果看，超高压对液体饮料、果汁等的杀菌方式研究较多，若实现动态的超高压杀菌，将会有更高的实用性价值。为了提高工效，降低成本，连续化作业的动态超高压杀菌设备尚有待开发、完善。