□ 錢其龍 新疆工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校

食品超高壓殺菌技術(shù)及其研究進(jìn)展

□ 錢其龍 新疆工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校

食品超高壓殺菌技術(shù)屬于人類針對食品研究的新技術(shù)，它將研究重心放在對壓力的控制方面，希望從多個角度來探討超高壓殺菌對食品的影響作用，如壓力的大小、加壓時間、方式、溫度、對微生物種類特性、pH值包括食品本身組成添加、水分活度與滅菌控制的影響作用等。本文探討食品超高壓殺菌技術(shù)中這些要素的優(yōu)化研究進(jìn)展過程，以期獲得食品的最佳殺菌效果。

食品超高壓殺菌技術(shù)；壓力；殺菌效果

食品超高壓技術(shù)（ultra-high pressure processing, UHP）是高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新技術(shù)，它也被稱為高靜水壓技術(shù)或高壓技術(shù)。在美國、日本一些發(fā)達(dá)國家中，UHP技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，例如早在1990年，世界上第一份高壓食品就在日本誕生，它在保留食品固有風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)、色澤、新鮮度與營養(yǎng)品質(zhì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了超高壓環(huán)境下的滅菌、滅酶目的，大幅改善了食品的整體品質(zhì)，已成為當(dāng)前健康食品發(fā)展的重要技術(shù)。

1 食品超高壓殺菌技術(shù)的基本原理

UHP技術(shù)的基本原理就是將食品物料以某種技術(shù)要求的包裝方式包裝，并放入到食用油、油水乳液及甘油中，以100～1 000 MPa的壓力作用進(jìn)行指定時間的滅菌過程，以求達(dá)到高壓殺菌目的。它的基本原理就是通過壓力來殺死食品物料中的微生物，破壞它們的細(xì)胞膜，同時限制抑制酶的活性，最終影響食品物料中DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制過程。從科學(xué)角度講，高壓抑菌能促使食品物料中主要酶類發(fā)生變形。例如標(biāo)準(zhǔn)1 00～300 MPa的壓力就會引發(fā)可逆酶變性，但超過300 MPa酶變性將不可逆，此時食品物料中的酶分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，其活性部位也有較大變化，而且食品物料中可能存在的大腸桿菌也會受到誘導(dǎo)、翻譯與轉(zhuǎn)錄影響。所以，利用UHP技術(shù)對食品物料進(jìn)行殺菌，保證食品生產(chǎn)及使用安全已經(jīng)為人類所廣泛認(rèn)可。

2 食品超高壓殺菌技術(shù)的研究進(jìn)展

在研究UHP技術(shù)過程中，人類也發(fā)現(xiàn)了它所涉及的諸多科學(xué)因素，包括壓力大小、加壓時間、施壓方式、處理溫度和微生物種類（包括食品物料本身的添加物、pH值、水分活度等因素）。在UHP技術(shù)的實(shí)施過程中，有必要對這些技術(shù)進(jìn)行深入性研究分析。

2.1 壓力方面

UHP技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就在于控制壓力，例如壓力的大小、加壓時間以及施壓方式等。首先，壓力的大小與加壓時間。在一定加壓范圍內(nèi)，如果UHP所給的壓力越高，它的滅菌效果也就越好。例如在300 MPa以上壓力環(huán)境中，細(xì)菌、霉菌與酵母菌等都會被消滅，這是因?yàn)椴《緯谳^低的氣壓環(huán)境中失去活力。對于非芽孢類微生物，它的施壓范圍要求應(yīng)該控制在300～600 MPa，而像芽孢類微生物的消滅壓力環(huán)境則要提升到1 000 MPa以上。如果對該類微生物的處理環(huán)境為300 MPa以下，則會促進(jìn)其生長發(fā)芽。在壓力控制方面，目前，國外相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域也有深入研究，例如基于高壓處理技術(shù)的菠蘿歐文氏菌的研究，它能夠有效延長食品的保質(zhì)期，高壓壓力越大，殺菌效果就越好。而在美國，針對特定環(huán)境條件下的大腸桿菌抑制研究也逐漸深入，利用UHP高壓處理實(shí)施較長的加壓時間，大腸桿菌就會被抑制5～6個數(shù)量級。例如，在針對鮮牛奶中細(xì)菌行為影響的高壓處理研究過程中，主要檢查鮮牛奶中細(xì)菌的菌落尺寸，然后適當(dāng)增加處理壓力，延長保壓時間，較長的保壓時間能夠提升處理壓力，進(jìn)而使細(xì)菌菌落直徑變小。同理，基于對壓力的控制研究及高壓滅菌的時間把握還在許多食品中有過研究，并取得了一定的研究成果。其次，施壓方式。UHP所提供的高壓滅菌方式主要包括連續(xù)式、半連續(xù)式與間歇式。研究表明，相比于同持續(xù)靜壓，階段性壓力變化處理能夠大幅度減少菠蘿汁中的酵母菌，這就涉及嗜熱脂肪芽孢桿菌的失活狀況，應(yīng)對菠蘿汁采用重復(fù)壓力施壓的處理方式才更有效。具體來講，采用600 MPa壓力，在70～80 ℃的溫度條件下施壓5 min左右，反復(fù)重復(fù)6次，能夠消滅菠蘿汁（106/g）中所有的含嗜熱脂肪芽孢桿菌。同理，利用間歇式加壓處理能力能夠有效抑制食品中的微生物生長。例如，在針對豆?jié){的UHP技術(shù)處理方面，采用間歇式加壓效果就優(yōu)于連續(xù)加壓。對豆?jié){進(jìn)行第一次加壓引發(fā)芽孢菌發(fā)芽，第二次加壓消滅芽孢菌發(fā)芽后所形成的營養(yǎng)細(xì)胞，這種重復(fù)的短時處理在殺滅芽孢菌方面的效果更好，尤其是針對那些容易受到芽孢菌污染的食物殺菌處理方面[1]。

2.2 pH值方面

微生物都擁有適應(yīng)自身生長的pH值范圍，如果給予它們一定的壓力作用，介質(zhì)的pH值就會在極大程度上影響微生物的生命活動，這是因?yàn)閴毫Ω淖兞私橘|(zhì)pH值，即縮小了微生物生長的pH值范圍。例如，在針對啤酒酵母的高壓滅菌過程中，發(fā)現(xiàn)采用常溫高壓處理，如果pH值在7.0時其殺菌效果較差，如果在低溫環(huán)境下，pH值變化則對滅菌效果沒有影響。同理，在利用高壓處理橙汁中的霉菌時，一般pH值選取在2.4～4.5左右時，滅菌效果與pH值變化無關(guān)。所以，滅菌處理某些中性pH值食品過程中，如果只靠UHP技術(shù)處理，可能不會獲得較理想的效果，這一點(diǎn)還有待于深入研究[2]。

3 總結(jié)

UHP超高壓殺菌技術(shù)其內(nèi)容復(fù)雜且所涉及影響因素較多，所以針對特定食品進(jìn)行高壓殺菌處理時，也需要選擇有針對性的殺菌工藝，優(yōu)化殺菌過程。通過大量可靠數(shù)據(jù)積累與使用，確保超高壓環(huán)境下的食品微生物指標(biāo)達(dá)標(biāo)，達(dá)到所希望的處理效果。

[1]邱偉芬,江漢湖.食品超高壓殺菌技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2001(5):81-84.

[2]李雙,王成忠,唐曉璇,等.超高壓技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015(1):15-18.

錢其龍（1980-），男，新疆博樂人，本科，助理講師。研究方向：糧油加工技術(shù)。