علم غذا

.
 
سیستم های اعمال فشار ایزواستاتیک، در سه شکل سیستم های ایزواستاتیک سرد ایزواستاتیک گرم یا ایزواستاتیک داغ وجود دارند.
 
1-   فشار ایزواستاتیک سرد(cip) : این روش اساسا یک فن شکل دهی است که در صنایع فلزی، سرامیک ،کربن-گرافیک و پلاستیک استفاده می شود. مواد پودر شده در داخل قالب مخصوص (الاستومتر) پر شده، تحت فشار بالا قرار می گیرند. فشار مورد استفاده در دامنه بین 600-500 اتمسفر قرار دارد. فرآیند cip به دو روش کیسه مرطوب و کیسه خشک بکار گرفته می شود. در روش کیسه مرطوب ، قالب در خارج مخرن تحت فشار پر شده و سپس در آن قرار می گیرد. در روش کیسه خشک، قالب در مخزن تحت فشار تثبیت شده است و به وسیله یک الاستومتر از ماده ناقل فشار جدا می گردد . زمان گردش کار در روش کیسه مرطوب چند دقیقه است و در روش کیسه خشک بین60-20 ثانیه می باشد.CIP مناسبترین تکنیک جهت استفاده در صنایع غذایی است .
 
2-   فشار ایزواستاتیک گرم(WIP): این روش نیز یک فن شکل دهی است . فشار ایزواستاتیک در ترکیب با درجه حرارت (بین دمای محیط تا 200 درجه سانتیگراد) بکار می رود . WIP در مواقعی استفاده می وشد که یک واکنش شیمیایی در حین اعمال فشار ، صورت می گیرد.
 
3- فشار ایزواستاتیک داغ(HIP) : این روش به طور عمده در صنایع فلزی و سرامیک بکار می رود. درجه حرارت مورد استفاده 220 درجه سانتیگراد و فشار 4000-1000 اتمسفر است . ماده ناقل فشار گازی مانند آرگون، نیتروژن ، هلیم یا هوا می باشد و به طور مهمول زمان گردش کار بین 12-6 ساعت است.
 
 
اثرات بیولوژیکی فشار بالا
 
مطالعه اثر فشار بر موجودات زنده ، بیولوژی فشار نامیده می شود. به فشارهای بالاتر از فشار اتمسفر، فشار، بالا گفته می شود. فشار بالا تغییرات زیادی در سیستم های بیولوژیکی(مرفولوژیکی، بیوشیمیایی، ژنتیکی) ، غشای سلولس و دیواره سلولی میکروارگانیسم ها به وجود می آورد . به طور کلی باکتری های گرم منفی نسبت به باکتری های گرم مثبت در فشار های پایین تری غیر فعال می شوند.
 
 
استفاده از فشار بالا در فرآوری مواد غذایی
 
از فناوری فشار بالا می توان برای افزایش زمان نگهداری مواد غذایی و تغییر خواص بافتی و حسی آنها استفاده نمود.
از ،فرآوری در فشار بالا می توان برای افزایش زمان نگهداری مواد غذایی، انجادزدایی مواد غذایی منجمد و نگهداری مواد غذایی بودن استفاده از انجماد استفاده نمود. با استفاده از فشارهای مناسب ، میکرووارگانیسم ها، اسپورها و آنزیم های نامطلوب غیر فعال شده و در نتیجه زمان نگهداری مواد غذایی افزایش می یابد . بهتر است انجماد زدایی مواد غذایی منجمد به صورت یکنواحت صورت گیرد که این کار توسط فشار ایزواستاتیک بالا انجام می شود. هنگامیکه غلظت مواد جامد محلول ماده غذایی نظیر کلریدت سدیم و یا قند ها زیاد باشد انجماد زدایی در اثر فشار سریع تر صورت می گیرد.
 
کیفیت حسی مواد غذایی
 
بسته به نوع ماده غذایی اعمال فشار سبب ایجاد تغییرات حسی در آن می شود . برای مثال ساختمان داخلی گوجه فرنگی سفت می گردد، بافت فیله مرغ و ماهی مات می شود.و گوشت گوساله قبل از صلابت نعشی ترد می گردد. ار آنجا که گوشت تازه ترد نیست، باید آنرا قبل از ترد شدن به مدت 2 هفته در دمای یخچال نگهداری کرد، اما در صورت فرآوری با فشار زمان تردشدن گوشت تازه تنها 10 دقیقه خواهد بود.
طول سارکومر ماهیچه گاو که تحت فشار قرار گرفته است کوتاه تر بوده،ph و عدد وارنر براتزلر آن نیز کمتر است. تغییرات فیزیکی که در اثر فشار بالا در ماهیچه به وجود می آیند شامل از بین رفتن صفات سارکولمال، اندومیزیال، اتصالات انقباضی، از بین رفتن فضا های میو فیبریلی و بین میوفیبریلی می باشد. در اثر اعمال فشار ، گرانول های نشاسته نا پدید می شوند.میتو کندری ها ی متورم و رتیکولوم سارکوپلاسمی پديدار مي شوند و در بعضي موارد متيوكندري ها پاره مي گددو واكنش متقابل بين اثرات شيميايي و فيزيكي بر بافت ماهيچه اي ، علت اثر تردكنندگي فشار مي بتشد. افزايش فعاليت آنزيم هاي پروتئوليتيك اندوژن ماهيچه در اثر فشار بالا نيز ممكن است در ترد شدن گوشت نقش داشته باشند. فشار بالا ساختمان نشاسته و پروتئين را تغيير مي دهد .
بنابراين برنج را مي توان در مدت چند دقيقه پخت نمود.
آب گريپ فروتي كه با فناوري فشار بالا تهيه شود، فاقد طعم تلخ ليمونين خواهد بود كه در فرآوري متداول حرارتي وجود دارد. اگر ميوه هايي نظير هلو و گلابي به مدت 30 دقيقه در فشار 4100 اتمسفر فرآوري شده اند، حالت استريل خود را به مدت 5 سال حفظ خواهند نمود. طعم آب مركباتي كه بودن پاستوريزه شدن تحت تيمار فشار قرار گرفته اند همانند ميوه تازه بوده و ويتامينC آنها حفظ مي شود . همچنين ، تا 17 ماه قلبليت نگهداري خواهند داشت .
در ژاپن از فرآوري در فشار بالا براي تهيه مربا و سس توت فرنگي و مارلاد پرتقال استفاده مي شود. ظرف پلاستيكي مناسب با مخلوطي از مواد خام شامل ميوه، آب ميوه، شكر و مواد اسيدي پر مي شود و پس از دربندي، به مدت 30-1 دقيقه تحت فشار 6000-4000 اتمسفر قرار مي گيرد. براي تهيه مرباي توت فرنگي از فشار 4000 اتمسفر به مدت 15 دقيقه و براي تهيه پوره ان از فشار 4000 اتمسفر به مدت 10 دقيقه استفاده مي شود. مرباي تهيه شده در فشار بالا برخلاف مرباهايي كه به روش پخت معمولي تهيه مي شوند، طعم و رنگ ميوه تازه را حفظ مي كنند . فشار نظيرروش هاي متداول نگهداري مربا، امكان نفوذ محلول قندي به داخل ميوه را فراهم مي كند .
در حين اعمال فشار، ميوه هايي نظير گلابي و خرمالو نرم، شفاف و شيرين مي شوند.
البته، رنگ ميوه ها و سبزي هايي نضير گلابي، سيب، سيب زميني و سيب زميني شيرين بعد از اعمال فشار بالا تيره مي گردد. رنگ قطاعات گلابي 30 دقيقه بعد از اعمال فشار در 4000 اتمسفر به مدت 10 دقيقه و دماي25 درجه سانتيگراد تيره مي شود. فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز(ppo) در ميوه ها و سبزي هايي كه تحت فشار فرآوري شده اند پنچبرابر ميوه ها و سبزي هاي تازه مي باشد. فعاليتppo با تكرار اعمال فشار افزايش نميابد.
بافت سيب زميني، سبزي هاي ريشه اي و سيب زميني شيرين هنگاميكه در دماي اتاق به مدت 15 دقيقه در معرض فشار 5000 اتمسفر قرار مي گيرند نرم مي شوند. البته، فشار موجب تسريع قهوه اي شدن آنزيمي در سيب زوميني مي گردد.
غير فعال شدنppo بوسيله فشار به نوع محلول، ميوه ويا سبزي بستگي دارد. براي مثالppo در آب يونزدايي شده، آب حاوي يون كلسيم يا آب حاوي دي اكسيد يا آب حاوي اسكيد كربن، در فشار 4000 اتمسفر و دماي 50 درجه سانتيگراد غير فعال نمي شود.ppo در محلول 5/0 درصد و دماي 20 درجه سانتيگراد به مدت 15 دقيقه تحت فشار 4000 اتمسفر قرار بگيرد كاملا غير فعال مي شود.
فشار بالا ممكن است مقدار بنزآلئيد ميوه ها را افزايش دهد. كيفيت طعمي ميوه ها در ارتباط با غلظت افزايش يافته بنزآلئيد مي باشد.
 
ژلاتينه شدن پروتئين ها
 
چنانچه زرده تخم مرغ در دماي 25 درجه سانتيگراد به مدت 30 دقيقه در معرض فشار 4000 اتمسفر قرار گيرد. ژل تشكيل مي شود. فشار 5000 اتمسفر سفيده تخم مرغ را تا حدي منعقد و مات مي كندو فشار 6000 ژلاتينه شدن كامل آن م يگردد. ژل هاي سفيده تخم مرغ كه در اثر فشار تشكيل مي شوند داراي طعم طبيعي بوده و ويتامين ها و اسيدهاي آمينه آنها تخريب نمي شوند و در مقايسه با ژل هاي حاصل از حرارت ، آسانتر هضم مي گردد. اين ژل ها رنگ اوليه زرده يا سفيده را حفظ مي كنند و در مقايسه با ژل هاي حاصل از حرارت، نرم، براق، و چسبنده هستند. چسبندگي ژل با افزايش فشار (علي رغم افزايش قدرت آن )كاهش مي يابد. البته قئرت سخت ترين ژلي كه در اثر فشار(5000 اتمسفر) تشكيل مي شود يك ششم قدرت ژلي است كه در اثر حرارت شكل مي گيرد. حالت صمغي ژل ها حاصل از فشار6000و7000 اتمسفر توليد مي شوند بدون اينكه شكسته شوند به راحتي تغيير شكل مي يابد . پيوستگي ژل هاي حاصل از فشار با افزايش فشار مورد استفاده افزايش مي يابد. نمودار هاي نيرو- تغيير شكل ژل هاي زرده و سفيده تخم مرغ كه در اثر فشار يا  حرارت تشكيل شده اند .
تخم مرغ آب پز داراي طعم گوگردي بوده و در حين پخت در آن لايزينوآلانين تشكيل مي شود، در حاليكه تخم مرغ هايي كه تحت فشار قرار مي گيرند فاقد طعم گورگردي بوده و عاري از لايزينوآلانين مي باشند. لايزينوآلانين يك شبكه سه بعدي در روده باريك تشكيل مي دهد و از فعاليت آنزيم هاي پروتئوليتيك جلوگيري مي كند. از اينرو دسترسي بدن انسان به اسيد هاي آمينه ضروري كاهش مي يابد. فرآوري تخم مرغ با فشار بر ريبوفلاوين، اسيدفوليك و يا تيامين اثر نمي گذارد ولي آب پز كردن اين ويتامين ها را تجزيه مي كند.
نقطه ذوب ژل هاي كارگينان، اوآلبومين و پورتئين سويا با افزايش فشار به طور خطي كاهش مي يابد و اين نشان مي دهد كه پايداري ژل هاي تشكيل شده در فشار بالا كم است . نقطه ذوب ژل هاي آگارز و ژلاتين با ازدياد فشار افزايش مي يابد.
در ژاپن براي تحريك ژل هاي شدن سوريمي با پايه ماهي پولاك ساردين، اسكيپ جك و تونا از فشار هيدروستاتيك 4000 اتمسفر استفاده مي شود. سوريمي با پايه اسكوئيد از طريق قرار دادن پروئين استخراج شده ماهيچه در فشار 6000 اتمسفر تهيه مي شود . خواص حسي ژل هاي سوريمي تشكيل شده با حرارت است . از ژله اي كردن مي توان براي متصل كردن ماهيچه هاي كوچك با فيله ماهي ، قيمه كردن گوشت ماهي يا استخوان گيري گوشت و شكل دهي سوريمي به صورت آنالوگ هاي فرآورده هاي دريايي استفاده نمود. امكان توليد ژل هاي مناسب همزمان با استريل نمودن تجاري در دماي صفر درجه سانتيگراد از زمينه هاي پژوهش بسيار جالب در صنعت سوريمي مي باشد.
 
نحوه ژله اي شدن در اثر فشار با ژله اي شدن حرارتي متفاوت است . ژله اي شدن ناشي از فشار با ژله اي شدن حرارتي متفاوت است . ژله اي شدن ناشي از فشار مربوط به كاهش حجم محلول پروتئين است . از طرف ديگر به كار بردن حرارت حركت پروتئين را شديد مي كند كه در نتيجه موجب تخريب پيوند هاي غيركووالانسي، دناتوراسيون و تشكيل يك شبكه تصادفي مي شود. آرايش مجدد مولكول هاي آب اطراف باقيمانده هاي اسيد آمينه اي در ژل هاي حاصل از فشار در مقايسه با ژل هاي مات حاصل از حرارت هاي بالا ، موجب شفاف و براق شدن ژل هاي مي شود.
 
بهبود كيفيت و خواص عمل كنندگي
 
پيوندهاي كووالانسي تحت تاثير فشار دست نخورده باقي مي مانند، ولي پيوند هاي غير كوالانسي مي شكنند. فشار قابليت هضم پذيري پروتئين هاي گوشت را افزايش مي دهد .
ارزش بيولو»يكي ظاهري پروتئين و نسبت كارآيي پروتئين گوشت فرآوري شده در فشار معادل مقادير مربوط به پروتئين هاي گوشت ترد شده فشار اتمسفر مي باشد.
معمولا سيستم هاي آنزيمي سبزي ها در اثر بلانچينگ آبي، شمارش كلي محيط به علت توليد پساب با BOD بالا را نام برد . بلانچينگ آبي، شمارش كلي ميكروارگانيسم ها را تا سه سيكل لگاريتمي كاهش مي دهد، در حاليكه كاهش شمارش كلي ميكروارگانيسم ها در فشار بسيار بالا(UHP) معمولا چهار سيكل لگاريتمي است .
در حين بلانچ كردن سيب زميني با آب داغ، نشت پتاسيم افزايش مي يابد .
بيشترين اتلاف پتاسيم زماني رخ مي دهد كه سيب زميني ها در آب غوطه ور شوند . نشت يون هاي پتاسيم با افزايش دماي آب كاهش مي يابد ، اما در محلول كلريد كاسيم با افزايش دما زياد مي شود. با استفاده از تيمارUHP مي توان ضمن جلو گيري از نشت مواد معدني و تجمع پاب، به تمام اهداف بلانچينگ آبي نيز دست يافت.از آنجا كه در تيمار فشار بالا نسبت به بلانچينگ آبي آب كمتري مصرف مي شود، پساب كمتري نيز توليد مي گردد. با استفاده از فشار بالا مي توان مواد غذايي بسته بندي شده در خلاء را نيز فرآوري كرد.
از تركيب فشار بالا و اثر بازدارندگي دي اكسيد كربن مي توان براي استريل كردن ادويه ها و سبزي هاي تازه و خشك شده به روش انجمادي استفاده نمود. اگر ادويه ها خشك باشند ميكروارگانيسم هاغير فعال نمي شوند حضور رطوبت براي عمل ضد ميكروبيدي اكسيد كربن ضروري است . تماس دي اسكيد كربن با ادويه ها در فشار 55 اتمسفر و دماي45 درجه سانتيگراد به مدت دو ساعت ، ميكروارگانيسم هاي موجود در پيازچه، آويشن، جعفري و نعناع تازه را غير فعال مي كند. آروما و طعم آويشن ، نعناعو پيازچه بعد از تيمار با فشار تشديد مي شود.
با بكارگيري فشار بالا مي توان مواد غذايي منجمد را سريع تر ار زوش هاي متداول انجماد زدايي كرد . 2 كيليو گرم گوشت منجمد گاو در فشار 2000 اتمسفر طي مدت 80 دقيقه انجمادزدايي مي شود اما اين فرآيند در فشار اتمسفر 7 ساعت طول مي كشد . طعم و ظرفيت اتصال به آب گوشت گاو انجمادزدايي شده با فشارع مشابه طعم و ظرفيت اتصال به آب گوشتي است كه در رطوبت پايين و دماي 5 درجه سانتيگراد انجمادزدايي شده است . سطح گوشت گاو انجمادزدايي شده با فشار كمي تغيير رنگ مي يابد . اگر گوشتي پس از 20 دقيقه اعمال فشار در فشار 2000  اتمسفر و دماي 20 درجه سانتيگراد، در دماي 3 درجه سانتيگراد نگهداري گردد پس از 2 روز فاسد مي شود. چنانچه از فشار 3000 اتمسفر استفاده شود، فساد گوشت پس از 6 روز و در فشار 4500-4000 اتمسفر بعد از 13-6 روز آغاز مي گردد. البته، اگر گوشت بعد از يك ساعت تيمار با فشار 5400 اتمسفر و دماي 25 درجه سانتيگراد در دماي يخچال نگهداري شود دچار فساد ميكروبي نخواهد شد.
اگر شير در فشار 8200 اتمسفر و دماي 13 درجه سانتيگراد به مدت 40 ثانيه تا 83 دقيقه قرار گيرد بار ميكروبي اوليه آن (106 سلول در هر ميلي ليتر) تا 95/99 درصد كاهش مي يابد.
ژلاتينه شدن شامل تغيير حالت گرانول هاي نشاسته از حالت كريستالي انكسار مضاعف به حالت متورم و بدون انكسار مضاعف مي باشند.نشاسته را مي توان با استفاده از فشار يا حرارت ژلاتينه نمود. فشاري كه در آن نشاسته ژلاتينه مي شود به منبع نشاسته بستگي دارد.افزايش دما يا فشار فرآيند ژلاتينه شدن كه اين افزايش به ازاي هر 1000 اتمسفر 5-3 درجه سانتيگراد است . فشار بالاتر از 1500 اتمسفر دماي ژلاتينه شدن را بيش از اين افزايش نمي دهد . اثر فشار بالا بر ژلاتينه شدن در نتيجه پايدار شدن را بيش از اين افزايش نمي دهد . اثر فشار بالا بر ژلاتينه شدن در نتيجه پايدار پيوند هاي هيدروژني است كه گرانول هاي نشاسته را در حالت اوليه حفظ مي كنند.
تغييرات در نشاسته هاي ژلاتينه شده با فشار طي نگهداري در سرما آهسته تر از تغييرات ژل هاي حرارتي آن بوجود مي آيند. تيمار حرارتي سبب تخريب ساختمان طبيعي نشاسته در حين ژلاتينه شدن مي شود. نگهداري دماهاي پايين تا حدودي ساختمان طبيعي نشاسته را بز سازي مي كند. اعمال فشار بدون تخريب ساختمان گرانولي نشاسته موجب تورم آن مي شود.
فشار بالا موجب باز شدن مولكول هاي پروتئيني مي گردد. خواص كاري پروتئين ها در اثر باز شدن تغيير مي كند.از جمله اين تغييرات مي توان به تغيير در خواص كف كنندگي، امولسيون كنندگي، ژل شوندگي و ظرفيت اتصال به آب پروتئين ها اشاره كرد .
چنانچه باز شدن مولكول پروتئين هاي مواد غذايي در اثر فشار به طرز كنترل شده اي انجام شود، ممكن است سبب بهبود خواص كاري آنها گردد. بهبود خواص كاري آنها گردد. بهبود خواص امولسيون كنندگي پروتئين هايي كه تحت فشار قرار گرفته اند به ph بستگي دارد.پايداري امولسيون كنندگي پروتئين هايي كه تحت فشار قرار گرفته اند به ph معادل 5/12 ، فشار6000 اتمسفر و دماي 25 درجه سانتيگراد زياد مي باشد .
فعاليت امولسيون كنندگي نيز كم مي شود. البته ، خواص امولسيون كنندگي كازئين گاوي در اثر فشار چندان بهبود نميابد. تفاوت در رفتار پروتئين ها ممكن است مربوط به اختلاف پل هاي s-s در مولكولي آنها باشد.
 
سايرموارد
 
از فشار بالا مي توان براي بهبود راندمان استخراج متابوليت هاي مهمي نظير مواد طعم دهنده و يا رنگدانه ها در دماي محيط استفاده نمود. براي مثال، با استفاده از فشار مي توان رنگدانه آمارانتين رااز سلول ها چنو پوديوم روبروم استخراج كرد. اعمال فشار 2500 اتمسفر به مدت 10 دقيقه موجب مي شود تا 99 درصد رنگدانه به داخل محيط كشت آزاد شود.
از فشار بالا مي توان براي بهبود پروتئوليز انتخابي پروتئين ها استفاده كرد. براي مثال: بتالاكتوگلولين پس از قرار گرفتن در فشار 2000 اتمسفر به طور انتخابي توسط ترمولايزين هضم مي شود ، در حالي كه آنفالاكتالبومين دست نخوردذه باقي مي ماند. حذف انتخابي بتالا كتوگلوبولين از آب پنير شير گاو و بدن حفظ آلفالاكتالبومين آن در صنعت توليد شير اصلاح شده نوزادان از كنسانتره آب پنير اهميت دارد.
حضور باكتري هاي تشكيل دهنده هسته هاي انجماد ميزان سرما زدگي محصولات گياهي در دما هاي پايين را تشديد مي كند. پژوهشگران زيادي مشغول پژوهش در رابطه با دست يابي به روش هاي جلو گيري از فعاليت اين باكتري ها هستند . سلول باكتري هاي تشكيل دهنده هسته هاي انجماد در اثر فشار بيش از 3000 اتمسفر غير فعال مي شود.
نقطه ذوب تري گليسريد ها با افزايش فشار زياد مي شود . ليپيد ها در دماي اتاق به صورت مايع هستند و در اثر ازدياد فشار كريستاله مي شوند . فشار بالا تشكيل كريستال هاي پايدار و سنگين را تحريك مي كنند. كريستال هاي b بجايB و كريستال هاي B    بجاي كريستال هايA تشكيل مي شود.
هيدروليز اسيدي پروتئين ها دز فشار بالا تشديد مي شود ، در حالي كه هيدروليز نشاسته ذرت و صمغ لوبياي اقاقيا تحت تاثير فشار قرار نمي گيرد . فشار بالا از انجام واكنش هاي ميلارد توسط گزيلوز لايزن، گزيلوز بتا آلانين يا گلو تارالدئيد بتا آلانين جلو گيري ميكند.
فشار 4000-1000 اتمسفر در دماي 20-4 درجه سانتيگراد به مدت 30 دقيقه ليپاز گوشت ساردين را غير فعال مي كند با غير فعال شدن ليپاز از تجمع اسيد هاي چرب آزاد كه در ايجاد طعم هاي نامطلوب دخالت دارند جلو گيري مي شود .رنگدانه هاي نظير كاروتنئيد ها ، كلروفيل ها و آنتو سيانين ها نسبت به تغييرات در اعمال فشار مقاوم هستند. البته، ميوگلوبين نسبت به فشار حساس است و از اين رو گوشتي كه تحت فشار قرار گرفته است رنگ قرمز روشن خود را از دست مي دهد

توضيحات:

دهه
اخير تکنيک هاي غير فعال کردن ميکروارگانيسم ها مواد غذايي بدون استفاده
از روش هاي حرارتي از تحقيقات صادر شده اصلي در صنايع غذايي مي باشد که
علت آن کاهش تقاضاي مشتري ناشي از عدم کيفيت مواد غذايي، توليدات غذايي
باکيفيت تازه و يک زمان ماند قابل قبول و غيره مي باشد. از پايه گذاران
تکنولوژي غير فعال سازي ميکروارگانيسم ها مواد غذايي براي مثال مي توان به
روش هاي فرآوري فشار بالا (HPP) ، ميدان هاي الکتريکي پالسي،پالس هاي نوري
شديد،تشعشع،مواد شيميايي،مواد بيوشيميايي نام برد. فراوري فشار بالا
تکنولوژي است که بوسيله آن بر روي محصول فشار هيدرواستاتيک (>200MPa)
تحت پريود خاصي اعمال مي شود. شمار غذاهايي که متحمل فرآوري فشار بالا مي
شود زياد مي باشد، شامل گستره زيادي از توليدات گوشتي ( گوشت پخته و
نپخته)، ماهي و وعده هاي غذايي آماده مثل ميوه و سبزيجات و آبميوه ها مي
شود. براي انجام فراوري فشار بالا، طراحي تجهيزات فشار بالا که داراي
ظرفيت کافي کارکردن سيکلي در خط توليد هستند لازم مي باشد. محصول فشار
بالا درون مخزن قادر به پاستوريزه کردن حجم عظيمي از محصولات مي باشد. آب
واسطه و منتقل کننده فشار مي باشد که بوسيله آن قبل از شروع پروسس محصولات
بايد پکيج شوند توسط ظرف هاي قابل انعطاف که مقاوم به تغيير شکل هاي
کوچک(از جنس کوپليمر اتيلن وينيل الکل و پلي وينيل الکل) که در هنگام کار
رخ مي دهند مي باشد.

شرح فرآيند طرز کار مخزن فشار بالا در اين سيستم ابتدا ماده غذايي در يک ظرف استريل پر مي شود وپس از محکم شدن درب آن در مخزن فشار قرار مي گيرد تا فشار مورد نظر اعمال گردد. لفافي که براي بسته بندي مواد غذايي فرآوري شده در فشار بالا توصيه مي شود کوپليمر اتيلن وينيل الکل و پلي وينيل الکل مي باشد. از آنجا که فشار اعمال شده يکنواخت است،بسته بندي تغيير شکل پيدا نمي کند. پس از آنکه مخزن از مواد غذايي بسته بندي شده پر شد ودرب آن مسدود گرديد ماده ناقل به داخل آن تزريق مي شود. دراغلب سيستمهاي متداول ماده ناقل فشار آب مي باشد که به منظور ايجاد حالت لغزندگي وضدخورندگي آن را با مقدار کمي روغن مخلوط مي کنند. شکل زير، دياگرام پروسه فراوري فشار بالا مواد غذايي:

اساس استفاده از فشارهاي بالا در فرآوري مواد غذايي متراکم نمودن آب اطراف آنها مي باشد. ابتدا مخزن به وسيله پمپي با فشار کم پر و هوا گيري مي شود سپس مخزن توسط يک تشديد کننده فشار (Intensifier ) تا فشار کاري فرايند مورد نظر (1000-10000 اتمسفر) بالا مي رود. شکل زير ساختار داخلي يک تشديد کننده فشار:

در دماي اتاق حجم آب در فشار 1000 اتمسفر تا 4%، در فشار 2000 اتمسفر تا 7%، درفشار4000 اتمسفر تا 11.5%و در فشار 6000 اتمسفر تا 15% کاهش مي يابد.از آنجا که متراکم کردن مايعات تغييرات حجمي کمي در آنها ايجاد مي کند، خطرات ناشي از مخازن فشار بالايي که در آنها از آب استفاده مي شود کمتر از مخازني است که در آنها از گاز متراکم استفاده مي گردد. در اين روش ماده غذايي به مدت مشخصي تحت فشار بالا قرار مي گيرد. زمان نگهداري ماده غذايي در مخزن تحت فشار به نوع ماده غذايي و درجه حرارت فرآيند بستگي دارد. در پايان زمان فرآوري،فشار داخل مخزن حذف مي شود تا مواد فرآوري شده خارج گردند. سپس بخش ديگري از ماده غذايي در مخزن فشار قرار مي گيرد واين چرخه تکرار مي گردد. شکل زير نمايي از پمپ اصلي و تشديد کننده فشار:

اثر فرآيند HPP بر مواد غذايي مختلف: ميوه ها: HPP مي تواند رنگ طبيعي وشفاف،خصوصيات بافت وطعم طبيعي ميوه ها را براي مدت طولاني حفظ کند.استفاده صحيح ودقيق اين روش امکان فرآوري بسياري از فراورده هاي ميوه اي تازه را فراهم مي کند، مانند قطعه هاي ميوه در آبميوه ، ژل ميوه اي.آب گريپ فروتي که با اين روش تهيه شود، فاقد طعم تلخ ليمونين خواهدبود که در فرآوري متداول حرارتي وجود دارد. اگر ميوه هايي نظير هلو و گلابي به مدت 30 دقيقه در فشار 4100 اتمسفر فرآوري شوند، حالت استريل خود را تا 5 سال حفظ خواهند نمود. طعم آب مرکباتي که بدون پاستوريزه شدن تحت تيمار فشار قرار گرفته اند همانند ميوه تازه بوده و ويتامين C آنها حفظ مي شود و تا 17 ماه قابليت نگهداري دارند. در ژاپن از فرآوري در فشار بالا براي تهيه مربا و سس توت فرنگي و مارلاد پرتقال استفاده مي شود. ظرف پلاستيكي مناسب با مخلوطي از مواد خام شامل ميوه، آب ميوه، شكر و مواد اسيدي پر مي شود و پس از دربندي، به مدت 30-1 دقيقه تحت فشار 6000-4000 اتمسفر قرار مي گيرد. براي تهيه مرباي توت فرنگي از فشار 4000 اتمسفر به مدت 15 دقيقه و براي تهيه پوره ان از فشار 4000 اتمسفر به مدت 10 دقيقه استفاده مي شود. مرباي تهيه شده در فشار بالا برخلاف مرباهايي كه به روش پخت معمولي تهيه مي شوند، طعم و رنگ ميوه تازه را حفظ مي كنند . فشار نظيرروش هاي متداول نگهداري مربا، امكان نفوذ محلول قندي به داخل ميوه را فراهم مي كند . در حين اعمال فشار، ميوه هايي نظير گلابي و خرمالو نرم، شفاف و شيرين مي شوند. البته، رنگ ميوه ها و سبزي هايي نضير گلابي، سيب، سيب زميني و سيب زميني شيرين بعد از اعمال فشار بالا تيره مي گردد. رنگ قطاعات گلابي 30 دقيقه بعد از اعمال فشار در 4000 اتمسفر به مدت 10 دقيقه و دماي25 درجه سانتيگراد تيره مي شود.

فرآورده هاي گوشتي: اگر چه HPP در غيرفعال کردن باکتريهاي مسموميت زا مانند Listeria ،Salmonella و E.coli اثر قابل ملاحظه اي دارد،تاکنون صنعت گوشت در زمينه کاربرد HPP وسعت چنداني نيافته است. استفاده از HPP هزينه بالايي دارد ، همچنين HPP روي خواص حسي گوشت اثرگذار است واغلب باعث تسريع دناتوراسيون پروتينهاي گوشت مي شود. با اين وجود استفاده از HPP در غذاهاي آماده گوشتي مثل همبرگر وسالامي و غذاهاي دريايي موفقيت آميز بوده است.

فرآورده هاي لبني: فرآيند HPP،علاوه بر هزينه زيادي که دارد،در مورد تأمين سلامت فرآورده لبني قابل رقابت با فرآيند حرارتي نيست. HPP بيشتر در فرآوري پنير،اصلاح حالت کف کنندگي،امولسيفيه کردن و اصلاح خصوصيات ژله اي شدن پروتينهاي شير استفاده مي شود. در انتها براي ارزيابي فناوري فشار بالا مي توان گفت؛ مزيت عمده اين روش غير فعال شدن آنزيمها بدون تخريب مواد مغذي و تغيير طعم وبافت مواد غذايي مي باشد،همچنين همراه با برخي اثرات مطلوب مي باشد. واز محدوديت هاي آن،مشکل فني نصب لوله هاي مقاوم به فشار بسيار بالا ،نياز به سرمايه گذاري بالا و عدم کفايت اين روش براي غير فعال کردن برخي اسپورها مي باشد.