文 / 鐘凱

壓力大，食品新科技

文 / 鐘凱

食品殺菌技術(shù)是現(xiàn)代食品工業(yè)最依賴的技術(shù)之一，巴氏殺菌、UHT滅菌、高壓滅菌等等都很常見。今天要講的是另一個技術(shù)，叫做UHP。超高壓加工技術(shù)(Ultra-high pressure processing，簡稱UHP)是當(dāng)前備受各國關(guān)注并廣泛研究的一項食品加工技術(shù)，主要用于冷殺菌。

早在19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超高壓的滅菌作用，但由于設(shè)備昂貴無法進(jìn)入消費領(lǐng)域。上世紀(jì)90年代日本明治屋公司首先將其商業(yè)應(yīng)用，最早是加工果醬，當(dāng)時引起了轟動，被認(rèn)為是新世紀(jì)的食品。

【UHP的原理】

大氣壓大約是0.1兆帕，超高壓滅菌的壓力一般是100～1000兆帕，相當(dāng)于1000～10000個大氣壓，相當(dāng)于一個指甲蓋承受成噸的重量。地球最深的深淵是馬里亞納海溝，那里的壓力差不多是1100個大氣壓，也就是說，U H P可以模擬出100000米海底的壓力。而你在家里用的高壓鍋，大約是2個大氣壓。

超高壓滅菌是以水或其他流體傳導(dǎo)壓力，在強(qiáng)大的壓力下，細(xì)菌的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。比如大腸桿菌在40兆帕壓力下長度會變長5～10倍，導(dǎo)致細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的通透性發(fā)生變化，最終會破裂死亡。超高壓還會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，破壞細(xì)菌體內(nèi)的生物酶，進(jìn)而破壞正常代謝功能以及DNA、RNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。

【UHP的優(yōu)點】

與傳統(tǒng)熱殺菌相比，超高壓技術(shù)有很多優(yōu)點。由于壓力傳導(dǎo)可以瞬間完成，且不受食物的形狀、大小限制，因此它高效、快速、殺菌效果均勻，可簡化食品加工工藝。

食物常常在熱加工面前淡然失色，而超高壓不破壞食物中的天然色素。同時熱殺菌工藝會改變食物的香味成分，而超高壓處理不會有影響。食物中的營養(yǎng)物質(zhì)容易在熱殺菌過程中損失，尤其是維生素類物質(zhì)，而超高壓處理對營養(yǎng)物質(zhì)的保護(hù)十分理想，比如維生素C大約能保留95%左右。超高壓處理能最大限度的保留食物的色澤風(fēng)味和營養(yǎng)，這是它與超高溫滅菌（UHT）相比最大的優(yōu)勢。此外，超高壓處理的能耗更低，且沒有污染排放，更環(huán)保。

【殺死芽孢】

在滅菌領(lǐng)域，最讓人頭疼的是可以產(chǎn)生芽孢的細(xì)菌，比如枯草芽孢桿菌、肉毒芽孢梭菌等。這些細(xì)菌最大的特點是有兩種形態(tài)，一種是活躍的“營養(yǎng)體”，一種是處于休眠狀態(tài)的“芽孢體”。真正難對付的是后者，研究發(fā)現(xiàn)，即使是1200兆帕的超高壓也未必能殺死芽孢。不過它們也有弱點，比如先用一次超高壓處理，然后減壓，芽孢會以為“苦日子過去了”，于是變?yōu)榛钴S的“營養(yǎng)體”。這時再次加超高壓處理就能殺死它了，分段式超高壓或脈沖式超高壓滅菌就是這么來的。此外，超高壓保持一段時間后，通過瞬間減壓，也可以使細(xì)菌漲裂達(dá)到滅菌目的，這最適合液態(tài)飲料的處理。

【食品滅菌應(yīng)用】

超高壓滅菌技術(shù)最適合對果汁飲料、濃縮果汁和果醬等液體的滅菌，此外超高壓處理也在牡蠣、蝦、牛奶、水果和蔬菜的加工中得到研究和應(yīng)用。以酸性果汁為例，引起腐敗變質(zhì)的常常是酵母、霉菌和部分腐敗細(xì)菌，而生命力頑強(qiáng)的芽孢細(xì)菌不喜歡酸性環(huán)境。在400兆帕壓力下處理10分鐘，酸性果汁（PH＜4）可到達(dá)商業(yè)無菌狀態(tài)，即使室溫存放數(shù)個月也無任何腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。

其他研究中，草莓汁、菠蘿汁、桑葚汁、荔枝汁、芒果汁、獼猴桃汁等，一般在300～500兆帕壓力下可以達(dá)到商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)超高壓處理的果汁，其顏色、風(fēng)味、營養(yǎng)成分與未經(jīng)超高壓處理的新鮮果汁幾乎無任何差異。

【其他食品應(yīng)用】

超高壓可用于食物的快速冷凍和解凍，通過改善冰晶形成的過程，可以避免食物口感變差。超高壓處理的肉類變得松軟可口，可以起到一定的嫩化作用。利用超高壓殺死生物酶也是它的一個應(yīng)用方向，很多食物的顏色變化是多酚氧化酶作怪，超高壓處理能極大的抑制這種酶的活性，讓食物的顏色在保存期內(nèi)更穩(wěn)定。

此外，超高壓可以改變蛋白質(zhì)和多糖的凝膠特性，在淀粉類、奶酪等食品中已經(jīng)有一些嘗試性研究?？傊?，這種技術(shù)的潛力還沒有完全被開發(fā)，相信未來會有更多的拓展！

當(dāng)然，這個技術(shù)幾乎不可能用于家庭，成本是主因，再說2個大氣壓的壓力鍋就已經(jīng)讓很多人怕得不行了，你要上個10000大氣壓的“核武器”，還要不要活了。

責(zé)任編輯/鄒佳璇