刘春梅
内蒙古鄂尔多斯市东胜区食品药品监督管理局017000
[摘要]：阐述了超高压技术的作用机理及特点,介绍了超高压灭菌技术的应用以及目前超高压加工技术存在的问题,并对其研究前景进行了展望。
[关键词]：超高压；应用；前景
超高压属于一项纯物理冷加工技术,它主要是利用高压下介质(一般为水)的高挤压作用、高渗透及卸压时的膨胀作用,杀灭食品中的微生物、钝化酶或使其部分失活、使蛋白质变性、使淀粉糊化或部分糊化,从而避免热加工的破坏作用,达到延长食品的贮藏期、保持食品原有的营养成分与风味、提高食品的食用品质的目的。目前，该技术已被应用到谷物、豆制品、乳品、肉类以及果蔬制品等的加工中。
1超高压技术概述
1.1超高压加工技术的作用机理
所谓食品的压力加工,是指将食品放入液体介质中,加100~1000MPa压力下作用一段时间后,如同加热一样使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失去活性、变性和糊化,同时致死以微生物为主的生物的过程[1]。超高压加工过程中,食品在液体介质中体积被压缩,超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态,还能使形成生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化,改变其空间结构,使之发生某些不可逆的变化,该过程也可被用来改善食品的组织结构或生成新型食品[2]。
1.2超高压加工技术的特点
与传统的热加工技术相比,具有显著的优越性[1]:(1)加压后食品仍保持其原有的生鲜风味和营养成分;(2)加压处理后蛋白质的性状态及淀粉的糊化状态与加热处理亦有所不同,可以期待获得具有新物性的食品;(3)高压处理可以在保持食品原有风味条件下杀菌,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)压力加工可以同热加工组合进行,使食品加工过程多样化;(5)灭菌均匀,操作安全,且较加热法耗能低;(6)高压处理过程是纯物理过程,有利于未来地球生态环境的保护。(7)具有速冻及不冻冷藏效果[3]。(8)延长食品保质期。
2超高压加工在食品中的应用
2.1谷物及豆制品
长期以来,谷物的加工都要经历很多热过程,并以此来提高消化性和消除过敏反应,但是营养物质的损失较为严重。YEstradaGiron等利用超高压技术对谷物及豆类的研究表明,该技术可消除谷物中的抗营养因素,从而保存了制品的质量及营养成分。超高压处理过程中过敏蛋白溶解,尤为突出的是7S球蛋白。然而在压力处理过程中色泽、形状等没有发生明显的变化。Apichartsrangkoon等[4]研究了在压力200-800MPa、温度20-60℃、处理时间20-60min下对谷朊粉面团性质的影响，发现超高压处理增大了谷朊粉面团的硬度和弹性。当温度为20℃和40℃，压力为800MPa，时间为50min时，谷朊粉蛋白双硫键交联增大，蛋白结构发生显著改变。
2.2肉制品
许多研究人员采用超高压技术对肉类制品进行加工处理，发现与常规加工方法相比，经高压处理后的肉制品在柔嫩度、风味、色泽及成熟度方面均得到改善，同时也增加了贮藏性，并可防止产品的二次污染。目前日本、韩国、欧洲国家与地区均采用超高压处理食品，尤其日本高压处理的牛肉质地鲜嫩并富有弹性，出口欧美很受欢迎。
高压解冻是高压技术在食品工业中应用的一个新领域，目前研究不多，但已有的报道显示:高压解冻可缩短解冻时间，提高食品质量[5]。研究发现肉在高压下解冻只需常压下1/3的时间，牛肉在高压下解冻滴水损失减少，对感官品质无不良影响。
2.3果汁和果酱
超高压技术在食品工业中最成功的应用就是用于果蔬产品的灭菌。在生产果酱中,采用超高压技术不仅使水果中的微生物杀死,而且还可简化生产工艺提高产品品质[6]。日本明治屋食品公司采用超高压技术生产果酱,如草莓酱、苹果酱等。他们采用室温下以400MPa-600MPa的压力对软包装果酱处理10min-30min,所得产品具有良好的新鲜口味、颜色和风味。日本、美国等一些国家也纷纷开发超高压技术用于生产果蔬汁。
2.4水产品
超高压技术在鱼类加工中的应用主要表现在灭酶、灭菌、灭虫和鱼糜制品质构的改良方面[7]。此外，还可用作鱼皮、鱼鳞提胶的辅助手段。谢慧明等[8]研究了小龙虾的超高压杀菌技术，考察了不同温度和保压时间协同超高压对金黄色葡萄球菌的作用效果，建立了金黄色葡萄球菌超高压杀菌模型，并利用对数据进行了相关分析。得出的淡水小龙虾超高压处理的优化条件是压力>343.23MPa，温度>550C，时间>10min,经过这种条件处理的产品，可以使其中的金黄色葡萄球菌含量达到进出口卫生标准的要求。
2.5速冻技术
蔬菜、水果、豆腐、琼脂凝胶等水分含量多的食品在冻结时，会产生很大的冷冻损伤(组织损伤)，解冻后汁液流失严重，给产品风味带来不良影响，这是因为一般的冻结是在常压下进行的，食品中的水分在冻结时体积膨胀，从而产生凝胶并组织破坏。利用超高压可以得到0℃以下的不结冰的低温水，加压到200MPA，冷却到-18℃，水仍不结冰，把此种状态下不结冰的食品迅速解除压力，就可对食品实现速冻，所形成的冰晶体也很细微，如速冻豆腐的组织十分良好，这种冷冻方法可称为高压冷冻(high-pressure-freezing)，这样速冻的食品可以显著改善其汁液的流失。高压冷冻处理后，有的物料产生硬化现象，如豆腐、魔芋；有的产生软化现象，如白菜，凝胶等，其冷冻耐性也不相同，一般认为这主要是物料的含水量及成份不同所引起的[9]。
2.6酒类催陈
超高压处理对酒中高级醇类、有机酸类、酯类和醛酮类物质的含量均有影响。用超高压技术处理的新鲜干红葡萄酒折光率没有改变,而酒的沸点、相对密度、氧化还原电位、电导率、总酸含量均有所变化。超高压处理对葡萄酒有催陈作用,经20℃、300MPa条件下处理2h,酒的口感与风味最佳,压力高于500MPa将破坏葡萄酒的风味[10]。超高压处理技术对山楂酒也有明显的催陈作用,将400MPa超高压处理的产品与对照样品比较,酒体陈香明显加强,口感柔和协调,更加饱满[11]。
2.7乳制品
超高压处理使酪蛋白胶粒直径变小，乳蛋白表面暴露的疏水性基团增加，引起乳清蛋白变性，进人凝块，从而使干酪产量增加，尤其是使其保水性增强。超高压处理对脱脂牛乳杀菌作用明显，杀菌效应在压力撤除后仍存在，并且超离心沉淀物水化大，戮度增加，最佳压力一时间组合是420MPa-10min。利用超高压还可以大大加速奶油中的结晶速度和提高酸乳产品的质量[12]。
3存在问题及前景
目前超高压技术处理食品存在的问题由于超高压是基于对食品主成分水的压缩效果,它是利用丁帕斯卡定律,因此对于不适合这一定律的干燥食品、粉状或粒状食品,不能采用超高压处理技术；由于超高压下食物的体积会缩小，故只能用软材料包装；一些产芽孢的细菌,特别是低酸性食品中的肉毒梭菌,需要的压力更高；超高压设备造价高[13]。
虽然超高压加工技术还存在一些应用问题，但是作为一种新兴的食品处理技术，已经显示出了其独特的技术优势，例如：杀菌均匀、瞬时、高效；能保持食品原有性质，延长保藏时间；操作安全、耗能低、无污染等。随着研究的深入和技术的进步，超高压食品处理技术的发展和应用前景将会更加广阔。
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