超高压技术在食品中的应用

超高压技术在食品加工中的应用

【摘要】超高压技术(Ultra high pressure，UHP)是目前国际上最热门的食品加工技术之一，本文综述了超高压技术在肉品加工、水果加工、蔬菜加工、食品保藏中的应用．以及目前超高压技术存在的问题及展望。

【关键词】超高压；食品；应用；前景

【Abstract】Ultra high pressure technology is one of the most popular methods in food process．the application of ultra high pressure technology in meat processing,fruits processing，vegetables processing，and food storage was introduced．Putting forward present problems and the prospect of UHP in food industry were also mentioned．

【Key words】Ultra high pressure；Food；Application；Prospect

一、前言

随着人们生活水平的提高，人们对食品的质量及安全性越来越重视，要求营养高、原汁原味、具有更长的货架期和新鲜的口味，防腐剂和其它化学添加剂尽可能少用，利用超高压技术加工食品是一个物理过程，它能顺应这一趋势，被誉为“食品工业的一场革命”“当前七大科技热点”、“二十一世纪十大尖端科技”，引起了人们的高度重视。利用超高压技术加工食品，有效地克服了传统热加工处理方法带来的种种弊端，较好地保持了物料原有的营养成分，而且加工后的食品口感适宜、色泽鲜艳、保质期较长，而且整个食品加工过程的能量消耗也较传统的加工工艺有着很大程度地降低。

二、超高压灭菌的机理

微生物的生命活动受许多环境条件的影响，而食品加工业大多使用改变环境温度的热力杀菌法，但高效的热力杀菌常会使食品产生热臭，还有热敏性营养成分损失、变色及其他难以克服的变异现象。而超高压杀菌就完全不同，我们知道微生物的热力失活，是由于细胞膜构造变化（损伤）、酶的失活、蛋白质的变性、DNA直接和间接的损伤等主要原因而引起。超高压能破坏蛋白质氢键、二硫键和离子键的结合，蛋白质一级结构遭受破坏，使其基本物性发生变异，产生蛋白质的压力凝固及酶的失活，超高压还能使菌体内的成分产生泄漏和细胞

膜破裂等多种菌体损伤［1］，所以超高压在常温下具有微生物灭活的作用。例如对于胶凝乳蛋白酶原溶液，常压下加热到约 45 ℃，可产生80% 以上的热变性，而常温（25℃）下加压到 400MPa ,有80% 的蛋白质产生压力变性（凝固）[2］；再如，把大肠杆菌、埃希氏杆菌用生理盐水制成悬浊液（约 108 个/ml），加压处理后，溶液易发泡，且产生明显沉淀。薄层色谱法分析，有香芹酮和磷脂质存在；高速液相色谱分析，在 260nm 处有强吸收峰，可以确认为是核酸类物引起的，且不仅仅是染色体。另外,不同的高压对微生物的致死作用不同，而同一高压对不同菌类的致死率也不相同。

三、影响超高压杀菌的因素

3．1温度

超高压作用下，低温或高温能提高灭菌效果。果汁在适当温度下加压可以降低酵母菌霉菌的致死压力。枯草杆菌的孢子在800MPa下也很难被完全杀死，但在45℃-60℃时，600MPa即可杀灭．高压热处理会由于压力作用而放大。如控制好温度。则可减少加工时间和压力。某些微生物如大肠杆菌在加压至400MPa时，反而能生存。此时在低温高压下处理，杀菌效果会增强[3]。当菌悬液的水相出现冰品，细胞受到机械损伤，又受到压力作用，杀菌效果增强，蛋白质在低温高压下敏感性增强，容易变性。酶活力较弱。并且在低温下有利于保持食品的风味及营养[4] 。

3．2 pH值

第一代高压食品以酸性食品，如果酱果汁为主。高浓度的氢离子可引起菌体表面蛋白质和核酸水解，破坏酶类水解。压力会改变介质的pH值，并逐渐缩小微生物生长的pH值范围，在68MPa下，中性磷酸盐缓冲液的pH值将降低四个单位。在食品允许范围内，改变介质pH值，使微生物生长环境劣化，也会加速微生物的死亡速率，缩短灭菌时间[5]。

3．3水分活度

水分活度对灭菌效果影响很大。较高水活度下，高压可使微生物细胞减少两个数量级。高压对细胞结构的影响产生子细胞膜体系，尤其是细胞核膜。而低水活度产生细胞收缩作用，使细胞在压力中存活下来。当水活度低于O．88时，基质对微生物有明显的保护作用。根据研究表明，水活度对超高压的杀菌效果影响较大，对于固体与半固体的超高压杀菌，考虑水活度的影响十分重要[6]。

3．4食品组分

食品组分是影响高压杀菌的重要因素。在高浓度蛋白质，高脂肪，高碳水化合物的食品体系中微生物的耐压性增高．比如在果汁中含糖量越高，加压杀菌的效果就越差。鸡肉培养基中的沙门氏菌暴、露在340MPa加压90分钟仍不能完全灭菌。主要是由于脂肪蛋白等大分子有机物具有缓冲保护作用，而且这些营养物质加速了微生物的繁殖和自我修复功能，但高价的金属离子对高压的杀菌效果影响不大。所以应该在加压杀菌时注意食品组分对微生物的保护作用[7]．

四、超高压灭菌在食品中的应用

4.1超高压技术在肉品加工中的应用

目前，超高压在肉类加工中的应用研究主要集中于两个方面：一是改善制品的嫩度，因为嫩度是肉类最重要的品质指标；其次是在保持制品品质的基础上延长制品的贮藏期。高压处理对肉类各种成分的影响随处理温度、压力值、时间、肌肉种类和所处的不同状态等而存在很大差异。随着研究的深入，人们主要关注于高压处理对肉类成分的影响及其与肉类品质变化的关系[8.9.10]。各种肌肉遭受高压处理后，会成为很硬和收缩的肉。然而，与未受处理的肉相比，高压处理过的肉在煮制后更嫩，具有更高的水分含量，更低的剪切力值。这主要是由于煮沸时的肉质收缩和汁液损失较少。感官检验也显示，压力处理过的肉质比对照肉样更嫩。压力处理后肉质变嫩表明在加压处理过程中肌肉的节结构受