高壓技術(shù)及其在食品加工中的應(yīng)用

廖凱 沈選舉

摘 要：超高壓技術(shù)是對(duì)現(xiàn)代食品進(jìn)行加工的一項(xiàng)高新技術(shù)，其在速凍食品、乳制品、果蔬以及蛋白質(zhì)有關(guān)食品加工當(dāng)中擁有廣泛應(yīng)用。因?yàn)槌邏哼@項(xiàng)技術(shù)能夠殺滅食品當(dāng)中的致病菌，對(duì)污染因素進(jìn)行消除，所以其在食品加工當(dāng)中得到廣泛運(yùn)用。我國(guó)在一些珍貴的中藥材以及用冷加工替代熱加工處理食品方面進(jìn)行研究。如今，借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行藥材加工也許屬于最佳處理方法。而加快對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究，能夠提升我國(guó)在國(guó)際食品市場(chǎng)當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)以及實(shí)力。

關(guān)鍵詞：食品化工;超高壓技術(shù)

引言

隨著物質(zhì)水平和安全意識(shí)的提高，人們對(duì)食品的需求不再僅僅是用來(lái)果腹，還要求健康和營(yíng)養(yǎng)，傳統(tǒng)的高溫殺菌的加工方式因其嚴(yán)重破壞了食品的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)，已逐漸地不被廣大消費(fèi)者接受，一些盡可能少地破壞食品營(yíng)養(yǎng)成分的殺菌工藝正越來(lái)越受到青睞。目前最常用的方法是巴氏殺菌法與輻照滅菌。巴氏殺菌又分為低溫長(zhǎng)時(shí)間巴氏殺菌和短時(shí)高溫巴氏殺菌，工藝參數(shù)分別為63℃左右處理30min和72～75℃處理15s。由于低溫長(zhǎng)時(shí)間巴氏殺菌耗時(shí)耗能，而短時(shí)高溫巴氏殺菌工藝較難控制，另外，巴氏殺菌會(huì)對(duì)食品的色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味造成不良影響，還會(huì)降低食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。輻照滅菌雖然能很大程度的保證食品的色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味，但也能引入更危險(xiǎn)的食品安全隱患，難以被廣大消費(fèi)者接受。超高壓加工技術(shù)是近年來(lái)被廣泛研究的一種新的加工技術(shù)。該技術(shù)能在常溫或較低溫度下，使食品中的酶失活、蛋白質(zhì)變性和淀粉糊化等，殺滅食品中微生物的同時(shí)最大程度地保留了食品天然風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并可能使食品產(chǎn)生一些新的質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)。這種技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)際社會(huì)引起了廣泛關(guān)注，并取得了不少成果。

1 超高壓加工技術(shù)簡(jiǎn)介

超高壓加工技術(shù)，簡(jiǎn)稱高壓技術(shù)，它是指將食品物料置于彈性材料包裝中，常以水或其他流體作為傳壓介質(zhì)，在100MPa以上的壓力下進(jìn)行處理，從而使食品達(dá)到殺菌、滅酶甚至改性等目的的加工技術(shù)。其應(yīng)用到食品加工中的原理是基于食品物料中的生物大分子如蛋白質(zhì)、淀粉、DNA和RNA等在超高壓的環(huán)境下，被擠壓，體積逐漸減小，致使分子中的氫鍵、硫氫鍵、水化結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化或破壞，從而引起蛋白質(zhì)變性、酶失活、淀粉糊化、DNA和RNA構(gòu)象發(fā)生改變甚至斷裂，最終導(dǎo)致生命活動(dòng)停止。而瞬變高壓技術(shù)應(yīng)用到食品加工的原理是基于高壓泵對(duì)食品物料瞬時(shí)增壓和卸壓作用，致使食品微生物疲勞破壞，從而達(dá)到殺菌、滅酶、改性等目的。

2 食品加工中超高壓這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 加工蛋白質(zhì)有關(guān)產(chǎn)品期間的應(yīng)用

如果對(duì)禽蛋進(jìn)行熱處理，會(huì)使禽蛋營(yíng)養(yǎng)出現(xiàn)損失。如今，各國(guó)在處理禽蛋時(shí)，全部存在上限溫度，中國(guó)是2.5min，63℃，而美國(guó)是3.5min，60℃。通過(guò)熱處理之后，禽蛋整體保質(zhì)期非常短，如果處于2℃條件之下，則可保存12天。如果處于9℃條件之下，則可保存15天。但如果借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行處理，通過(guò)15min，20℃，450MPa的處理，液體蛋可在4℃這個(gè)條件下放置30天。

2.2 加工果蔬產(chǎn)品期間的應(yīng)用

借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)果蔬產(chǎn)品進(jìn)行處理，能夠給果蔬殺菌。在對(duì)果蔬產(chǎn)品進(jìn)行加工期間，一般都使用著熱力殺菌這種方式。這種方法可以對(duì)食品具有的保質(zhì)期進(jìn)行延長(zhǎng)，對(duì)食品安全加以保障。然而，高溫會(huì)對(duì)果蔬當(dāng)中的營(yíng)養(yǎng)組織進(jìn)行破壞，同時(shí)對(duì)果蔬具有的新鮮度進(jìn)行破壞，不少熱敏性的食品經(jīng)過(guò)熱力殺菌之后風(fēng)味會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)事物口感造成影響。研究證實(shí)，果蔬之中的維生素C以及葉酸在高壓條件之下不會(huì)受到影響。借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)草莓醬進(jìn)行殺菌處理，其中維生素C是之前含量的95%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于熱力加工最終處理結(jié)果。由于微生物類別、施壓時(shí)間、壓力、溫度和環(huán)境眾多因素影響，一般情況之下，時(shí)間越長(zhǎng)、壓力越大，殺菌效果就越好。

2.3 加工乳制品期間的應(yīng)用

眾所周知，乳制品當(dāng)中包含豐富營(yíng)養(yǎng)，然而熱力殺菌通常會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分出現(xiàn)流失。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，在30MPa，14℃條件之下，借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)新鮮牛奶實(shí)施15分鐘的處理，會(huì)將99.5%的細(xì)菌殺死，這比國(guó)內(nèi)消毒牛奶現(xiàn)有衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)低很多。在生鮮牛奶之中，酪蛋白膠顆粒能在超高壓狀態(tài)下縮小直徑，乳蛋白外表面疏水性質(zhì)的基因團(tuán)便會(huì)增加暴露。伴隨疏水性質(zhì)的基因團(tuán)逐漸暴露，會(huì)使乳清蛋白發(fā)生質(zhì)變，凝聚成塊，從而增加干酪產(chǎn)量。

2.4 加工肉制品期間的應(yīng)用

借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)肉制品進(jìn)行包裝，可以對(duì)肉質(zhì)出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象加以預(yù)防，使得肉制品色澤、成分、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、風(fēng)味都保持一種最佳狀態(tài)，可以對(duì)肉制品當(dāng)中的酵母菌和大腸桿菌進(jìn)行有效控制，進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在常溫下，借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)肉制品進(jìn)行處理，可以產(chǎn)生一種輕微烹飪這一組織狀態(tài)，提升肉質(zhì)的保水率以及彈性。如今，日本經(jīng)常借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)牛肉進(jìn)行處理，以此來(lái)增加牛肉具有的鮮嫩以及彈性。在高壓這一條件之下，水的冰點(diǎn)會(huì)發(fā)生明顯下降，在200MPa，-20℃這個(gè)條件之下，水依然不會(huì)結(jié)成冰。借助這個(gè)原理，借助超高壓這項(xiàng)技術(shù)對(duì)冷凍食品進(jìn)行封裝，包裝袋當(dāng)中的食品即便在低溫下依然不會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，其會(huì)保持原來(lái)形態(tài)。而且，高壓還可以在短時(shí)間之內(nèi)把處于冷凍狀態(tài)的肉制品進(jìn)行解凍。

3 當(dāng)前超高壓這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)和問(wèn)題

截至目前，超高壓這項(xiàng)技術(shù)在食品加工領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷大約10年的時(shí)間。經(jīng)過(guò)超高壓這項(xiàng)技術(shù)處理之后，食品便會(huì)處在收縮狀態(tài)，因此對(duì)于高壓食品所用包裝材料具體要求十分苛刻。而且食品當(dāng)中酶的活性也不同，因此進(jìn)行高壓處理期間必須充分對(duì)食品中的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮，直到食品中所有的酶全部失去活性為止。但是，超高壓這項(xiàng)技術(shù)是在較大壓強(qiáng)下實(shí)施的，這對(duì)裝置材料有著較高要求，必須使用耐高壓金屬材料，這樣就讓裝置變得非常笨重，同時(shí)基建費(fèi)用也變得非常高，而且裝置在進(jìn)行反復(fù)加壓減壓工作期間很容易受到損傷，這都增加了食品公司的成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

盡管超高壓這項(xiàng)技術(shù)在1914年人們就開(kāi)始著手研究，然而這項(xiàng)技術(shù)在最近幾年才在食品加工當(dāng)中得以應(yīng)用。日本在食品加工當(dāng)中對(duì)超高壓這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)先于其他國(guó)家，其在果醬、豆腐、布丁等食品加工期間運(yùn)用超高壓這項(xiàng)技術(shù)，使這些食品口感良好，很受人們歡迎。除了日本以外，歐洲各國(guó)、巴西、韓國(guó)以及美國(guó)都先后在食品加工期間對(duì)這項(xiàng)技術(shù)加以應(yīng)用，逐漸給市場(chǎng)提供各類高壓食品。本文通過(guò)概述食品加工之中超高壓這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，簡(jiǎn)要分析如今超高壓這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)和問(wèn)題，以期對(duì)食品化工當(dāng)中的超高壓這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展有借鑒作用。

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