金澤林

一、高壓電場技術

作為非熱加工處理技術的一種，高壓電場技術在處理過程中不會產生熱性效應，因此更多的被應用在熱敏性食品的加工方面。在食品加工過程中，加熱與制冷兩個過程中會包含產品和空氣間的能量傳遞，需要較高的風量與風速以及專屬的環(huán)境溫度，同時也需要大量的能源，而高壓電場技術可以在低能耗的情形下將熱量傳遞的性能提高，大大縮減加工處理的時間，從而減少生產成本。同時，高壓電場技術還具備工作效率較高、污染全無、不會影響到食品品質等優(yōu)勢，可用于給食物殺菌、干燥食品物料、提高食品的生物活性等。

1.對食品組分的影響。①脂質。研究發(fā)現，高壓電場技術會引發(fā)脂肪酸或油脂發(fā)生改變，對脂質的氧化也會產生影響。例如在利用高壓脈沖電場處理花生油時，經其處理過后的油脂在保存時期的氧化速率和酸敗產物都在降低；當電場強度在40KV/cm以上時，更利于留存脂質中的不飽和脂肪酸與營養(yǎng)成分。但因為脂質氧化過程復雜性較高，高壓脈沖電場對其的影響尚待深入研究。②蛋白質。高壓電場技術可以對蛋白質基因團間的靜電作用造成影響，繼而將蛋白質的結構與功能完全改變，但不會對蛋白質的整體造成明顯影響。某研究學者利用高壓脈沖電場技術預處理油菜籽時發(fā)現，經過處理后的油菜籽蛋白在持水與乳化能力、溶解度、起泡性等方面的能力均有明顯提升，且蛋白質的部分結構被改變，主要是二級和三級結構。③其他成分。高壓電場技術會對食品中的碳水化合物、維生素等產生較大影響，比如某研究專家發(fā)現利用高壓脈沖電場技術處理脫脂牛乳時，牛乳中的乳糖數量不會被影響，而實驗桃汁牛乳復合飲品時，其中的維生素穩(wěn)定性有明顯提高。

2.在食品加工中的應用。①食品殺菌。高壓電場技術主要是利用高壓電穿透細胞膜使細胞膜崩解而死亡的機理進行殺菌，一般應用于液體或半固體食品的滅菌保鮮，比如牛乳與果汁混合的復合性飲品。研究發(fā)現，在利用高壓電場技術對牛乳與果汁混合的飲品殺菌時，溫度、電場強度、脈沖數都會對殺菌效果造成影響。比如藍莓汁，在電場強度與處理時間逐漸增加后，脈沖電場對藍莓汁中存在的大腸桿菌的消滅效果也在逐漸加強，而藍莓汁的色澤、味道及營養(yǎng)價值并未受到影響。②物料干燥。常規(guī)的食品物料干燥包括空氣干燥與冷凍干燥，效果均會受到空氣流速與空氣濕度的影響，但空氣流速的增加是有限制的，食品若長期在高溫環(huán)境中暴露也會質變，且增加空氣濕度與流速也會增加能耗，增高成本。而高壓電場技術能夠借助不均勻的高壓電場產生的離子風沖擊物料表面，使物料表面與內部的蒸發(fā)和移動加快，繼而加快物料的干燥速度，同時也能保持物料的色澤與營養(yǎng)價值。此外，相關專家研究證實，在不同的電場條件下，干燥速度和效率會有較大差異。③輔助食品冷凍。常規(guī)的冷凍方式容易形成大體積的冰晶、損傷食品的細胞結構，且凍結速度和效率都比較差，易導致食品品質下降。高壓電場技術能夠減少冷凍時間和冰晶尺寸，更大程度上維持食品品質，目前主要應用于肉類的輔助冷凍。④輔助食品解凍。傳統(tǒng)的空氣解凍與水解凍都會使食品的營養(yǎng)成分下降或造成一定的污染等，而高壓電場技術能夠以高速、低能耗的方式解凍食品，且營養(yǎng)成分不會下降很多，最大程度上維持食品的新鮮度，目前主要應用于肉類和蔬菜類的解凍。⑤輔助提取食品的生物活性物質。高壓電場技術可以利用細胞膜穿孔理論，將在細胞質中提取生物分子的傳質過程加強，繼而輔助提取生物活性物質。比如在利用高壓電場技術進行水果榨汁實驗時，水果中對人體有益的多酚有所增加。

二、高壓均質技術

高壓均質是一種適合用于流體物料的連續(xù)化非熱加工技術，其在處理物料時，會讓物料先達到預設壓力，再經過均質閥處理后從出料口流出。在高壓均質過程中，物料會以高速被均質閥縫隙進行劇烈的剪切、碰撞、加熱等多種反應，進而被加工成非常細微穩(wěn)定的液態(tài)。比如牛乳、果汁、飲料等液態(tài)食品均可以利用高壓均質技術，提升其感官品質與營養(yǎng)吸收率。而在均質機的技術、設備更新后出現的超高壓均質技術，可以有效滅殺微生物類、菌類，最大限度地保留食品原有品質，更受到人們的喜愛，拓展了在蛋白改性及多糖改性方面的應用。

高壓均質技術在食品加工中的作用主要是抑制微生物、改性蛋白質及改性多糖。①抑制微生物。高壓均質技術可以有效抑制革蘭氏菌、大腸桿菌、霉菌、酵母菌、芽孢的生長，其中革蘭氏陰性菌比起革蘭氏陽性菌更容易被消滅；大腸桿菌非常容易被消滅；霉菌與酵母菌的耐高壓能力在革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌之間；芽孢則需要加高均質閥溫度來提升滅殺效果。②改性蛋白質。高壓均質技術可以利用機械作用使蛋白質的粒徑不斷縮小至亞微米級范圍，在溶解性增加的同時降解性不發(fā)生改變，而且蛋白質溶液的粘度也不會因為高壓均質作用發(fā)生變化。③改性多糖。多糖聚合物在經高壓均質技術處理后，分子量會出現減少，溶液的流動性增高，更顯示出牛頓流體特征。高壓均質會使其內部的微觀結構改變，在機械作用下讓脂質微粒嵌入殼聚糖基質中并與之緊密結合，在壓力逐漸增加的同時，會使其彈性系數下降、機械強度增加。

三、動態(tài)高壓微射流技術

動態(tài)微射流技術是高壓均質技術的衍生技術，集傳輸、混合、超微粉碎、加壓、增溫、膨化等操作于一體，經過高頻振蕩、高速碰撞、瞬時壓降及氣穴作用等改性物料，更多用于生產比價穩(wěn)定的乳狀液。

動態(tài)微射流技術主要應用在改變食品的多糖結構上，可以先行打斷較長的分子鏈條，讓多糖降解；繼而改變微粒的力度與分子聚集狀態(tài)，使其結構發(fā)生改變；這樣一來，多糖結構中的理化性質與生物活性也會被改變。但動態(tài)微射流技術目前剛開始應用在多糖提取與結構改善上，尚無深入研究，仍需更進一步研發(fā)。（通訊作者 金太花）？