超高壓技術在食品加工中的應用

劉樹攀

（甘肅農業(yè)職業(yè)技術學院，甘肅蘭州 730020）

熱處理技術是一種傳統(tǒng)的食品加工技術。在熱處理技術下，食品中熱敏性的營養(yǎng)成分容易被破壞，加重褐變反應，不利于食品呈現(xiàn)良好的色澤，同時食品的品質也容易受到不良影響。由此可見，傳統(tǒng)熱處理食品加工技術具有諸多不足之處。伴隨著科學技術的快速發(fā)展，一種新型的食品加工技術應運而生，有助于提升食品加工水平，而這種技術則是超高壓技術。為強化食品加工效果，有必要認真地研究超高壓技術，構建完善的超高壓技術在食品加工中的應用體系，便于指導具體的食品加工活動。

1 超高壓技術的基本原理

超高壓技術指的是把食品原料以充填的方式置入柔軟的容器中進行密封，再對食品進行高壓處理（100～1 000 MPa），使食品中的生物高分子物質（如淀粉、蛋白質等）變性、失活、糊化，并且還會殺滅食品中微生物的食品加工技術[1]。由此可見，超高壓技術在保證食品安全、品質等方面發(fā)揮著重要作用。

2 超高壓技術的作用機理與特點分析

2.1 作用機理

為提高對超高壓技術的認識，有必要深入研究該技術的作用機理。在超高壓技術的影響下，基于液體介質的作用，物料體積會被壓縮，而由超高壓所形成的極高靜壓不僅會影響細胞的形態(tài)，而且會改變形成生物高分子立體結構的各種非共價鍵，如疏水鍵、離子鍵、氫鍵等。經過超高壓技術處理的食品，淀粉會發(fā)生變性，蛋白質會凝固，微生物會被殺滅。因此，超高壓技術會對食品中的生物高分子物質以及微生物等產生一定的影響，從而實現(xiàn)食品加工的目的[2]。超高壓技術處理食品屬于一種物理加工技術，對低分子化合物（如風味物質、色素及維生素等）相對應的共價鍵不會造成明顯影響，有助于確保食品的品質、色澤、營養(yǎng)價值。隨著社會發(fā)展，超高壓技術的發(fā)展水平不斷提升，這對于提高食品加工水平具有重要意義?；诖?，更加需要投入精力認真研究超高壓技術，以此強化超高壓技術在食品加工中的應用效果。

2.2 特點

超高壓技術的應用特點如下。①操作簡單便利，處理時間短。②技術處理節(jié)能，極少產生污染。③能夠保留食品本身的色澤、味道、營養(yǎng)物質等。④通過組織變形，能夠獲得新物性食品。超高壓技術在食品加工中具有應用優(yōu)勢。在食品加工中，要積極地發(fā)揮超高壓技術優(yōu)勢，確保食品加工水平。

3 超高壓技術在食品加工中的具體應用

3.1 乳品加工

超高壓對食品中的微生物結構、基因、細胞等均會產生一定的影響。如果在乳品加工中使用超高壓技術，乳品中的細菌細胞膜以及細胞壁將會受到破壞。另外，在超高壓的作用下，乳品大分子結構同樣會發(fā)生變化，能夠影響酶的活性，加快微生物死亡速度，從而起到殺菌，延長乳品保存時間的作用。為殺滅乳品中的細菌，要科學控制壓力。通常情況下，在100～600 MPa高壓環(huán)境下，乳品細菌將會大幅度下降。隨著壓力的升高，細菌被殺滅的幾率也會隨之加大。一般而言，在600 MPa高壓環(huán)境下，乳品中的孢子則會逐漸消除，孢子以及細菌的消除使乳品的安全性將會得到有效增強[3]。在傳統(tǒng)食品加工技術下，乳品容易發(fā)生脂肪上浮現(xiàn)象，這對于乳品的口感、品質、營養(yǎng)價值會造成消極影響。通過將超高壓技術應用在乳品加工中，就可以避免出現(xiàn)該問題。研究發(fā)現(xiàn)，在大于400 MPa高壓環(huán)境下，會抑制脂肪上浮，從而盡可能地保證脂肪與乳品其余物質相融。在應用超高壓技術加工乳品時，會出現(xiàn)脂肪氧化反應。壓力、時間、溫度等與乳品脂肪氧化反應具有重要的關系。其中，在加工溫度環(huán)境為 -4 ℃，壓力為200 MPa時，脂肪氧化反應會與時間呈現(xiàn)正比關系。較高的乳品的渾濁度會影響乳品品質，因此在應用超高壓技術加工乳品時，應注重控制乳品渾濁度。而調整壓力則可以調整乳品渾濁度。

3.2 發(fā)酵食品加工

超高壓技術影響大分子結構，使得大分子結構發(fā)生不良變化。其中，會導致蛋白質分子結構出現(xiàn)變化。例如，在大于300 MPa的高壓環(huán)境下，蛋白質分子中氫鍵會逐漸斷裂。當前，應用了超高壓技術處理酸奶酪，使大分子蛋白質進行分解，形成小顆粒蛋白質，極大提高了奶酪凝膠的強度，保證了發(fā)酵食品消化速度。在這種情況下，食品的口感得到了很大程度地提升。另外，蛋白質的溶解性會在高壓環(huán)境下發(fā)生變化。使用超高壓技術可以暴露出蛋白內部疏水與極性基團，加大蛋白質表面電荷分布與水化作用，使蛋白質的溶解性增強。如果能夠增強發(fā)酵食品的溶解性，就容易保證發(fā)酵水平。為實現(xiàn)該目的，可以將超高壓技術應用在發(fā)酵食品加工中。在發(fā)酵食品加工中，要善于應用超高壓技術，沉淀發(fā)酵食品中的雜質，從而確保發(fā)酵效果，便于人體消化、吸收。由此可見，超高壓技術對于提升發(fā)酵食品加工水平具有重要作用。

3.3 肉制品加工

肉制品是人們經常食用的食品。為提高肉制品加工水平，保證肉制品的口感、色澤以及食用安全性，有必要積極食用超高壓技術處理肉制品。不同的肉制品適應的處理溫度以及壓力存在差異，所以要合理控制溫度以及壓力。針對價廉質粗的牛肉，可以在常溫狀態(tài)下對其應用250 MPa的高壓進行處理，確保牛肉的嫩度，滿足消費者對牛肉的口感需求[4]。另外，在300 MPa的高壓環(huán)境下，對魚、雞肉進行持續(xù)10 min的處理就可以確保該肉質獲得輕微烹飪相似的組織狀態(tài)。食品加工廠應結合肉制品類型、加工制作目的等，控制高壓加工條件，從而保證肉制品加工質量。

3.4 水產品加工

在對水產品進行加工后，要保證水產品的色澤、質地、風味等。如果應用傳統(tǒng)的食品加工技術，則難以滿足該要求。通過將超高壓技術應用在水產品加工中，就可以實現(xiàn)以上要求。所以，有必要加大超高壓技術在水產品加工中的應用力度。為確保水產品加工效果，有必要結合水產品類型，采取合適的超高壓加工方法。①針對魚類產品，要做好滅蟲、滅菌、滅酶與改良魚糜工作，提高魚類產品的安全性以及品質[5]。其中，在大于350 MPa的高壓環(huán)境下處理魚漿，可起到殺菌的作用。隨著超高壓技術的發(fā)展，國外學者積極研究了超高壓技術在魚類加工中的應用。CHUNG等[6]經過實踐研究發(fā)現(xiàn)，應用超高壓技術制作魚糜，能夠顯著提高魚糜的張力值、強度以及透明度，從而提高魚糜品質。因此，他們提倡“食品加工廠使用超高壓技術加工魚糜”。伴隨著研究的深入，CHUNG等還提出了更好地增強魚糜口感的加工方案。其中，可以用乙烯袋包裹魚糜，將水作為介質，并在400 MPa高壓環(huán)境下，對產品進行持續(xù)10 min的操作，可以確保魚糜口感，從而滿足消費者對魚糜口感的需求。②針對貝類產品，要做好貝類產品的脫殼工作，保證脫殼率。若在 241 MPa高壓環(huán)境下，對牡蠣產品進行持續(xù)2 min的操作，就可以保證88%左右的脫殼率。如果在 310 MPa高壓環(huán)境下，對牡蠣產品進行操作，就可以保證100%的脫殼率。雖然在310 MPa高壓環(huán)境下，牡蠣產品脫殼率高，并且用時短，但其也存在弊端，即牡蠣的顏色以及外觀則會受到影響。所以，要做好控制壓力，以便在提升托脫殼率的同時確保脫殼效果。而在壓力80 MPa、時間5 min、溫度40 ℃下處理牡蠣，不僅可以保證100%的脫殼率，而且可以確保牡蠣外觀[7]。③針對海參保藏，食品加工廠需要做好海參的保藏工作，確保海參品質。若應用傳統(tǒng)的海參保藏技術，容易導致海參流失營養(yǎng)物質，影響海參的品質。為此，食品加工廠應選擇合適的海參保藏技術。而在海參保藏中使用超高壓技術就容易保證海參品質，避免海參流失營養(yǎng)物質。因此，可以將超高壓技術應用在海參保藏中。為強化海參保藏效果，需要在加工時將壓強控制在450～500 MPa，同時將時間控制在20 min，而溫度則控制為4 ℃。在這種情況下，就容易提升海參保藏 水平[8]。

3.5 果汁與果醬加工

在食品加工中，會涉及果汁與果醬的處理。為提高果汁與果醬處理水平，可以使用超高壓技術，確保果汁與果醬的色澤、口感。在對果汁與果醬進行處理時，要注重控制壓力以及處理時間。以柑橘類果汁產品為例，在100～600 MPa高壓環(huán)境下，對其進行持續(xù)10 min的處理，則可降低酵母菌、細菌總數(shù)，殺滅細菌[9]。而在600 MPa的高壓環(huán)境下，與低溫加熱相結合，可以保證100%的滅菌率[10]。雖然在一定的高壓以及溫度下處理了產品，但產品的味道并沒有發(fā)生變化。

4 結語

綜上所述，超高壓技術處于一種非熱處理方式，對于提升食品安全性，保證食品品質，增強消費者對食品的滿意度等具有重要的意義。所以，超高壓技術受到了相關人士的關注。從目前現(xiàn)狀來看，諸多食品廠應用超高壓技術加工食品，以此實現(xiàn)食品加工目標。為強化食品加工效果，一定要重視研究以及把控超高壓技術，掌握超高壓技術應用技巧，了解超高壓技術應用注意事項。同時要根據(jù)不同的食品類型，采取合理的食品加工策略。總而言之，要認識到超高壓技術在食品加工中的應用價值，加大超高壓技術在食品加工中的應用力度，有效完成食品加工任務。