董立超+姚博+慈軍鵬

食品超高壓技術簡稱UHP是當前備受各國重視、廣泛研究的一項食品高新技術。它只作用于食品成分的非共價鍵，從而保證共價鍵的完好無損，對保持食品原有品質非常有益，它能夠改變食品的凝固點、熔點、濃度等物理性質和改善食品的組成狀態(tài)以及結構屬性等。在食品工業(yè)上，利用高壓滅菌技術使食品得以安全長期保存。本文著重討論超高壓殺菌技術及其在食品中應用的研究進展。

超高壓殺菌技術

食品超高壓殺菌的原理。食品超高壓殺菌，即將包裝好的食品物料放入流體介質中，在100～1000MPa壓力下處理一段時間使之達到滅菌要求。其基本原理就是利用壓力對微生物的致死作用，主要通過破壞細胞膜、抑制酶的活性和影響DNA等遺傳物質的復制來實現。極高的靜壓會改變細胞的形態(tài)，包括細胞外形變長，胞壁脫離細胞質膜，無膜結構細胞壁變厚。高壓對細胞膜、細胞壁都有影響。20-40MPa的壓力能使較大的細胞因受應力作用細胞壁機械斷裂而松解；200MPa的壓力下，細胞壁遭到破壞；300-400MPa下，微生物的核膜和線粒體外膜受到破壞，加壓的細胞膜常常表現出通透性的變化，壓力引起的細胞膜功能劣化導致氨基酸攝取受到抑制。隨著壓力的增大，微生物數量急劇下降。

超高壓滅菌技術分類。可分為兩類：超高壓靜態(tài)滅菌與超高壓動態(tài)滅菌。前者是指將食品置于超高壓處理室中，以水或其他液體為加壓介質，當升壓結束后，在設定的最高點處靜態(tài)保持一定的時間，使維持微生物生命活動的蛋白質等高分子物質變性失活，從而起到滅菌的目的。由于超高壓容器造價昂貴，此種滅菌技術適合小批量固體或液體食品飲料生產。而后者是指直接將食品加壓到預定的壓力點，然后通過瞬態(tài)卸壓或梯度減壓等連續(xù)性作業(yè)方式，使加壓滲透到微生物體內的水或其他物質膨化致使菌體破碎，從而達到快速、高效的滅菌效果，該滅菌技術只適合液體食品，而且容易實現產業(yè)化。

超高壓滅菌技術影響因素。在超高壓殺菌過程中，由于食品成分和組織狀態(tài)十分復雜，因此要根據不同的食品對象采取不同的處理條件。影響超高壓殺菌的主要因素有：壓力大小、加壓時間、加壓溫度、pH、水分活度、食品成分、微生物生長階段和微生物種類等。

（1）壓力：一般壓力越高，加壓時間越長，滅菌效果越好，但應用中壓力和加壓時間有一定的使用上限。

（2）溫度：受壓時的溫度對滅菌效果有明顯影響。

（3）Ph值：影響在常溫域加壓時影響不明顯，而在低溫域加壓時有明顯影響。在低Ph值和高Ph值環(huán)境下，都有助于殺死微生物。

（4）水分活度：水分活度（Aw）對高壓殺菌效果影響也很大。低水分活度產生細胞收縮和對生長的抑制作用，從而使更多的細胞在壓力中存活下來等。

超高壓殺菌技術在食品中的應用

在酒類產品加工中的應用。超高壓技術還可用于酒的生產，生酒（ 生啤酒、生果酒等）經約 400MPa 的超高壓處理， 將酒中的所有酵母菌及其他部分菌類殺死， 從而得到具生酒風味， 且能長期保存的超高壓生酒產品。超高壓技術用于催陳黃酒的研究表明，黃酒經高壓處理后色澤和風味不變，酸度基本不變，揮發(fā)酯含量提高 20%左右，呈苦、澀味的氨基酸比例下降，呈甜、鮮味的氨基酸比例上升，使得黃酒味更加鮮甜、醇和、爽口，醇香更加濃郁。

在肉制品加工中的應用。在常溫下，對肉制品進行超高壓滅菌，革蘭氏陰性細菌和酵母菌在 400MPa 左右的壓力下基本滅活，革蘭氏陽性細菌則需 600MPa 壓力可基本滅活，但孢子類細菌則較難滅菌。對豬肉和牛肉進行400MPa，20min 的超高壓處理，發(fā)現他們的嫩度、風味、色澤及成熟度方面均得到改善。

在果蔬產品加工中的應用。超高壓技術在食品工業(yè)中最成功的應用就是用于果蔬產品的滅菌。在生產果醬中，采用超高壓技術不僅使水果中的微生物殺死，而且還可簡化生產工藝提高產品品質。采用室溫下以 400MPa～600MPa 的壓力對軟包裝果醬處理10min～30min，所得產品具有良好的新鮮口味、顏色和風味。

在奶類產品加工中的應用。超高壓殺菌處理乳制品與傳統(tǒng)的加熱殺菌乳制品比較，可以大程度的保留食品內的營養(yǎng)成分和原有風味，且殺菌時間較短， 不產生毒性物質。但由于有些技術還不完善，如果用高壓技術取代熱處理尚需做進一步的研究。研究證實， 100MPa～600MPa 的高壓作用 5min～10min 可以使奶中的細菌和酵母菌減少直至殺滅，但孢子對壓力有一定的耐受性，需要更高的壓力，配合溫度處理則可實現完全滅菌。

在水產品加工中的應用。水產品加工不同于其他食品，不僅要求保持水產品原有的風味、色澤，還要具有良好的口感和質地。常規(guī)加熱處理不能滿足水產品加工的要求。采用超高壓技術對水產品加工處理可保持產品原有的色、香、味。同時，高壓處理還可增大魚肉的凝膠性。同時，超高壓技術也用在制作魚醬中，其產品的感觀評價優(yōu)于普通魚醬。

在其他方面的應用。超高壓在速凍、高壓解凍和不凍冷藏方面也有良好的應用。蔬菜、水果、豆腐、瓊脂凝膠等水分含量多的食品在凍結時，會產生很大的冷凍損傷，解凍后汁液流失嚴重，給產品風味帶來不良影響，這是因為一般的凍結是在常壓下進行的，食品中的水分在凍結時體積膨脹，從而產生凝膠并組織破壞。利用高壓條件下冰點下降和壓力瞬間傳遞的原理可實現食品物料的快速冷凍，避免了物料組織的變性和破壞，真正實現了速凍。

目前超高壓技術處理食品存在的問題

由于超高壓是基于對食品主成分水的壓縮效果，它是利用丁帕斯卡定律，因此對于不適合這一定律的干燥食品、粉狀或粒狀食品，不能采用超高壓處理技術；由于超高壓下食物的體積會縮小，故只能用軟材料包裝；一些產芽孢的細菌，特別是低酸性食品中的肉毒梭菌，需要的壓力更高。在我國，超高壓食品的工業(yè)化僅僅有十余年的歷史，雖然還有些問題需要解決，但其加工食品時所具有的優(yōu)點仍是其他技術所不能代替的。我們應抓住機遇，加快超高壓技術的研究和應用，將有利于我國食品的開發(fā)和產值增值，提高我國在國際食品加工業(yè)中的地位。

隨著現代科技的發(fā)展，超高壓殺菌技術有效的保持了食品原有的色、香、味和營養(yǎng)成分，減少了化學添加劑的使用，延長了食品保質期，相信不久的將來此技術將廣泛的應用于各種食品的生產加工。endprint