温等静压（WIP）的作用机制依赖于施加均匀的静水压力而非热量。 该系统通过将包装好的奶酪浸入密封容器中的传压介质中，并施加通常在 400 至 600 MPa 之间的超高压力来运行。这种力从所有方向瞬时且均匀地作用，通过物理破坏微生物的细胞结构来使其失活。
核心要点： WIP 技术利用等静压原理，通过机械性破坏细菌细胞的完整性来对奶酪进行灭菌。通过用液压能替代热能，这种方法可以有效消除像“单核细胞增生李斯特氏菌”这样的病原体，同时保留奶酪原有的质地和营养成分。
作用的物理机制
要理解 WIP 在高压处理（HPP）过程中如何运作，有必要了解设备如何将力施加到产品上。
传压介质的作用
该过程首先将包装好的奶酪放入压力机高压室内的液体介质中。这种介质至关重要，因为它确保了压力是 静水压力。与机械挤压不同，力通过流体施加，确保没有会压扁或变形奶酪的剪切力。
瞬时且均匀的施加
一旦容器密封，压力机就会将压力提高到极端水平（高达 600 MPa）。该机制的一个关键特征是压力 瞬时且均匀地 作用于整个产品。奶酪的每个部分，从表面到中心，在同一时刻都承受着相同的压力。
对微生物的生物学影响
对奶酪使用 WIP 的主要目标是灭活病原体。该机制通过微观层面的结构破坏来实现这一点。
细胞膜完整性的破坏
强烈的压力会对微生物的生物结构造成物理攻击。具体来说，它会针对细菌的 细胞膜完整性。对于像“单核细胞增生李斯特氏菌”这样的病原体，压力会诱导细菌细胞质膜形成 微孔。
改变渗透性和酶活性
当微孔形成时，细胞膜的渗透性会有效地改变，导致细胞失去调节进出物质的能力。同时，压力会破坏 蛋白质结构和代谢酶活性。这种多方面的攻击使得微生物失活，而无需进行热变性（烹饪）。
关键工艺变量
虽然概念很简单，但执行需要精确度以确保食品安全。
精确的压力控制
工艺的有效性取决于施加压力的确切量。设备必须维持目标范围，通常是 400 MPa 或更高，以确保细菌细胞的结构破坏。
保持时间的重要性
除了压力，恒定的保持时间 是一个基本变量。必须在特定持续时间内保持压力，以确保对病原体的损害是不可逆的。
理解权衡
虽然 WIP 是食品安全的一个强大工具，但必须理解该机制固有的生物学限制。
致命性损伤与亚致命性损伤
如果参数不是最优的，该机制并不总是能保证细胞立即死亡。细菌可能会遭受 亚致命性损伤，即细胞受伤但未被摧毁。
细菌恢复的风险
如果压力不足或保持时间太短，膜的损伤可能是可修复的。关于 动态恢复过程 的研究表明，细菌有时可以修复膜微孔。因此，该工艺严重依赖于严格遵守经过验证的压力和时间参数，以防止病原体恢复。
为您的目标做出正确的选择
在实施温等静压进行奶酪生产时，请考虑您在安全和质量方面的具体目标。
- 如果您的主要关注点是病原体控制： 确保您的设备能够持续维持 400-600 MPa 的压力，以诱导像“李斯特氏菌”这样的耐药细菌形成不可逆的微孔。
- 如果您的主要关注点是产品质量： 利用压力的等静特性，在不产生热处理相关的质地降解的情况下处理奶酪。
总结： 温等静压通过使用均匀的超高压力机械性破坏细菌膜，提供了一种非热灭菌解决方案，需要精确控制以确保损伤是致命性的而非暂时的。
总结表：
| 机制特征 | 描述 | 对奶酪的影响 |
|---|---|---|
| 压力介质 | 基于液体的静水压力传递 | 防止产品挤压或变形 |
| 力施加 | 瞬时且均匀（400-600 MPa） | 确保核心区域的一致灭菌 |
| 生物作用 | 细胞膜形成微孔 | 灭活“李斯特氏菌”等病原体 |
| 热处理特性 | 非热/低热能 | 保留原始风味和营养成分 |
| 关键变量 | 精确的压力和保持时间 | 防止细菌恢复和修复 |
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参考文献
- Jonathan Hnosko, Stephanie Clark. High-pressure processing inactivates Listeria innocua yet compromises Queso Fresco crumbling properties. DOI: 10.3168/jds.2011-5028
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
