腌制類食品的超高壓處理研究進展

董士楷，張志祥，尚海濤，邵怡嘉，凌建剛*

(1.寧波市惠貞書院，浙江寧波 315016；2.寧波市農業(yè)科學研究院，浙江寧波 315040)

腌制是我國早期保存加工食品的一種處理方法，即利用食鹽的防腐作用，將食材用鹽腌制成食品。腌制可賦予食物良好的色澤、誘人的氣味以及獨特的風味。傳統(tǒng)的腌制方法有干腌法、濕腌法、混合腌法[1]。但傳統(tǒng)腌制依賴高鹽分、微生物的發(fā)酵以及防腐劑來達到防腐的效果。然而，大量攝入微生物發(fā)酵產生的亞硝酸鹽會對人的健康有害。另外，傳統(tǒng)工藝無法促進食鹽快速滲透，導致食鹽滲透緩慢，進而造成產品的質量、口感不穩(wěn)定。長時間腌制還容易導致微生物感染、細菌滋生等問題。因此，通過新技術來縮短腌制時間，并達到傳統(tǒng)腌制風味是亟待研究的問題。

超高壓技術(High Hydrostatic Pressure，HHP)是以水或其他流體作為傳導介質，將食品密封于高壓處理倉中，保壓一段時間，會使大分子物質失活、糊化和變性，從而達到冷殺菌和蛋白質大分子改性等效果。與傳統(tǒng)腌制工藝相比，超高壓技術安全性高、無污染。由于超高壓技術的作用對象是食品中的非共價鍵，對共價鍵無破壞作用，故超高壓技術能夠保留食物固有的感官品質(質地、顏色、外形、生鮮風味、滋味和香氣等)以及營養(yǎng)成分(維生素、蛋白質、脂質等)，也可賦予食物新的風味。此外，超高壓技術還可影響微生物的新陳代謝，破壞細胞膜，改變微生物遺傳機制，從而控制微生物生長繁殖，延長貨架期。因此，超高壓處理在半調理食品、果蔬汁、果醬、鮮切果蔬、水產品、肉制品、乳制品、冷凍食品和食品解凍等方面都有廣泛的應用。

1　超高壓腌制的作用

1.1殺菌超高壓處理可以破壞細菌的細胞壁、細胞膜，使酶失活，影響遺傳物質的穩(wěn)定性，使蛋白質變性，抑制微生物的生長和繁殖，最終殺死微生物[2-3]。Rubio等[4]將西班牙香腸在500 MPa、5 min條件下進行高壓處理。結果顯示超高壓可以影響微生物的生長，延長產品的貯藏期且不影響香腸的品質。Linton等[5]對在40 ℃條件下，用500 MPa處理真空包裝碎雞肉15 min，樣品在貯藏182 d后，細菌的增長仍不顯著。Patterson等[6]用400～600 MPa的壓力處理蒸煮后真空包裝的禽肉，發(fā)現(xiàn)經過超高壓處理的禽肉在貯藏35 d后未發(fā)生腐敗，說明超高壓確實有很好的滅菌作用。美國力學家Hite發(fā)現(xiàn)，經670 MPa的高壓作用10 min，微生物總數(shù)明顯減少[7]。Yuste等[8]和Garriga等[9]在對超高壓處理包裝后的蒸煮火腿研究中得到了類似的結論。雖然超高壓有顯著的殺菌效果，但要達到良好的殺菌效果需要較高的壓力，耗能大。故可結合其他因素，如溫度、pH等輔助超高壓殺菌，可以有效降低超高壓壓力，并達到不錯的殺菌效果。

1.2改善口感超高壓處理可以顯著改善食品口感。日本的Fujichiku公司將腌熏豬肉切片真空包裝后放在常溫、300 MPa壓力條件下高壓處理2 h，經高壓處理后能夠明顯加快熏制速度并產生嫩化效果[10-11]。Suzuki等[12]的試驗得出，100、150、300 MPa高壓處理5 min可以降低肉品的剪切力，提高肉品的嫩度。據(jù)Macfane的試驗顯示，添加2%的食鹽溶液的牛肉泥黏結性比添加了更高食鹽溶液但無超高壓處理的牛肉泥更好[13]。Bery等發(fā)現(xiàn)，在牛排加工時使用超高壓處理代替食鹽，對牛排風味改良作用顯著[13]。另有研究表明，經過超高壓處理后，豬肉擁有類似火腿般的獨特口感，牛腿肉擁有脊肉般的柔軟效果[14-15]。另外，超高壓處理具有催熟作用，使肌肉成熟過程中呈味物質快速增加[16]。超高壓處理可以直接促使呈味物質的增加，從而顯著地改善或提高肉制品的風味[17]。

水分對食品多汁飽滿的口感起到了關鍵的作用；硬度，即使物體保持原有形態(tài)的內部作用力及其相關性質，也是消費者在食用食物時判斷品質好壞的重要指標之一。Ashie等[18]發(fā)現(xiàn)，經過超過300 MPa的高壓處理會使藍魚硬度明顯提升。Lakshmanan等[19]將鮭魚置于150 MPa超高壓處理10 min，鮭魚保水性顯著提高。除此之外，200 MPa左右的壓力還可以降低肉品的硬度[20]，含鹽量為1%的肉品進行150 MPa的超高壓處理后保水性顯著提高[21]。

超高壓處理對肉的品質有顯著的改善作用，適當?shù)乩贸邏嚎梢蚤_發(fā)出具有特殊口味的食品。在人們對食品品質需求愈來愈高的時代，超高壓技術具有非常廣闊的應用前景。

1.3加快腌制時間傳統(tǒng)腌制技術存在腌制時間長、腌制口感不穩(wěn)定、易感染微生物等缺點。研究發(fā)現(xiàn)，超高壓技術可以有效加快腌制速度，縮短腌制時間。日本的Fujichiku公司在研究超高壓腌制效果時，將腌熏豬肉在300 MPa的壓強下腌制2 h，發(fā)現(xiàn)腌制時間明顯縮短。超高壓可以加快肉制品的腌制速度。Villacis等[22]研究表明，壓力為150 MPa腌制火雞胸肉時15 min就可以完成腌制而常壓腌制需5 h等。他們認為，超高壓破壞了雞肉的細胞膜結構，促進了腌制液成分滲透進雞肉，從而加快了腌制速度。田翔磊[13]研究表明，在200 MPa的壓強下腌制3 d的肌肉的NaCl含量與常壓下腌制4 d的肌肉的NaCl含量相近，并遠高于常壓下腌制3 d的肌肉的NaCl含量。冷雪嬌[16]在研究超高壓處理對雞胸肉腌制效果的影響時，發(fā)現(xiàn)在相同腌制時間內，超高壓腌制出的樣品的NaCl含量明顯高于常壓腌制出的樣品的NaCl含量。但他們還發(fā)現(xiàn)，當壓力過高時，超高壓腌制樣品的NaCl含量低于低壓腌制樣品的NaCl含量。這可能是因為高壓使雞肉細胞內外的滲透壓減小，影響腌制液成分的滲透。超高壓腌制處理可有效加快腌制時間。

2　影響超高壓腌制的因素

2.1溫度溫度的改變可以影響超高壓腌制的殺菌效果，這是由于當溫度升高時，細胞膜脂雙層發(fā)生變性，導致細胞對壓力更加敏感[23]；而且協(xié)同熱處理弱化了分子間作用力，使細胞更難修復因壓力引起的細胞膜孔道[24]。目前，超高壓殺菌主要研究如沃氏葡萄球菌、芽孢桿菌等耐壓菌和如單增李斯特菌等致病菌。馮郁藺[23]研究超高壓腌制鹽水鴨時，將鹽水鴨置于不同的溫度中進行超高壓處理，壓力為300 MPa，保壓時間10 min，結果表明，超高壓協(xié)同溫度處理對沃氏葡萄球菌有極好的抑制作用。孫新生[25]將火腿樣品置于不同溫度中，壓力為600 MPa，保壓時間5 min，處理后置于4 ℃環(huán)境中冷藏，結果顯示，超高壓協(xié)同溫度處理顯著延長了單增李斯特菌在低溫火腿修復生長的延滯期。目前，芽孢桿菌被認為是耐壓性最強的細菌，純粹的超高壓處理難以有效殺滅芽孢桿菌，但研究者發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌對溫度敏感，溫度與超高壓協(xié)同作用對該細菌的抑制效果遠勝于溫度或超高壓單獨處理[23]。在一定的溫度范圍內，相對較高的溫度會導致分子運動加劇，破壞高分子立體結構，進一步影響腌制品的理化性質[26]。超高壓處理對皖西白鵝肉品質影響試驗中設置壓力400 MPa，保壓時間20 min，結果顯示，在40～60 ℃，硬度、咀嚼性數(shù)值隨溫度的增加變化明顯，可能是因為在該溫度范圍內肌原纖維成分變性。該試驗結果與Zamri等[27]研究雞胸脯肉所發(fā)現(xiàn)的在20～50 ℃進行壓力處理能夠引起硬度的增加類似。但也有研究表明，在一定溫度范圍內，超高壓協(xié)同溫度對殺菌效率影響很小。夏遠景等[28]將牡蠣置于不同溫度中進行超高壓處理，壓力為350 MPa，保壓時間為10 min，在40 ℃以后，溫度協(xié)同超高壓處理對殺菌速率的影響沒有存在顯著差異。同時，超高壓協(xié)同溫度處理對食品風味影響較小，不引起食品品質的劣變。超高壓協(xié)同溫度處理在殺菌方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

2.2壓強壓強是影響超高壓腌制的重要因素，壓強的變化對超高壓腌制的效果有顯著影響，其中，超高壓處理對色澤、質構、pH、硫化巴比妥酸(TBA)、保水性等理化指標影響較為顯著。這是因為高壓導致細胞膜受損，增加了細胞膜的滲透性[29]。 同時，超高壓處理會破壞高分子物質空間結構，進而影響腌制品的理化品質。冷雪嬌[16]在研究超高壓腌制對雞胸肉品質的影響時，將肉置于不同的壓力下腌制20 min，結果顯示，超高壓處理顯著(P<0.05)影響腌制的雞胸肉的肉色，150 MPa之前亮度隨壓強增大變化不明顯，150 MPa之后亮度顯著增加，這可能是壓力使蛋白質發(fā)生凝結，也可能是球蛋白發(fā)生變性所致[11]。另外，從150 MPa之后，紅度逐漸減小，這是因為在較高的壓力下亞鐵肌紅蛋白發(fā)生氧化，生成高鐵肌紅蛋白從而使肉變黃褐色[30]，所以，紅度下降，黃度升高。曹瑋[31]將鵝肉置于不同的壓強下進行超高壓處理，處理溫度為20 ℃，保壓時間為20 min，結果顯示，隨著壓力的不斷升高，亮度處于明顯的上升趨勢，而紅度隨著壓力的升高而下降，在400 MPa時變化最為顯著。同時，經過處理后樣品的黃度呈波動性變化。Shigehisa等[32]在研究超高壓對碎牛肉或豬肉漿品質的影響中也得到相似結論。雖然超高壓處理對食品色澤有顯著影響，但過高壓力對食品色澤無顯著影響，且壓力越高，食品熟化現(xiàn)象越顯著。因此，在超高壓處理食品時應選擇合適壓力。另外，低壓處理對細菌有顯著的致傷效果，但難以完全殺滅細菌。要想完全殺滅細菌，則需要極高的壓力，十分耗費能源，因此，可以研究協(xié)同其他因素的殺菌效果，從而降低能耗，提高殺菌效果。

2.3時間時間是影響超高壓腌制殺菌效果的重要因素。隨著超高壓處理時間的延長，殺菌效果也明顯加強[13]。田祥磊[13]將肌肉置于400 MPa下處理不同時間，隨著超高壓處理時間的增加，肌肉的菌落總數(shù)明顯減少，但在15 min以后，菌落總數(shù)變化不明顯。孫新生[25]將低溫火腿在400 MPa、20 ℃下超高壓處理不同時間，一定時間內時間越長，超高壓對單增李斯特菌的抑制效果越強，但超過15 min后，時間對單增李斯特菌的殺滅效果影響不顯著。另外，超高壓處理的時間影響食品保水性。冷雪嬌[16]將雞胸肉做不同時間的超高壓處理，隨著超高壓處理時間的延長，壓力作用使肌原纖維蛋白發(fā)生變性，導致蛋白的持水力下降。Villacis等[22]研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理能影響腌制時食品成分的擴散，壓力和保持時間影響NaCl和水分的擴散，研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理火雞胸肉時，隨著腌制時間的延長，雞胸肉水分含量下降，這可能是因為低鹽腌制液腌制雞胸肉時，肌肉吸水膨脹，使蛋白的持水性提高[33]。瞬間的超高壓處理會提高蛋白的保水性，然而隨著超高壓處理時間的延長，鹽溶性蛋白的溶出，蛋白發(fā)生變性，導致蛋白質保水性下降。另外，在超高壓腌制的過程中，雞肉水分流失，導致雞肉出品率降低[16]。因此，在超高壓處理食品時應選擇合適時間。

3　超高壓腌制的局限性

超高壓作為新興技術，也存在著一定的局限性。現(xiàn)在已知的明顯缺點為超高壓處理會促進脂肪氧化。原理是高壓處理會導致肌紅蛋白變性并釋放出金屬離子，從而促進脂肪氧化[2]。脂肪氧化能破壞肉制品的風味，是肉制品變質的重要原因之一[16]。高壓處理能顯著影響鵝肉TBA指標變化，60 ℃時數(shù)值顯著增大，說明此溫度下400 MPa超高壓處理會導致鵝肉脂肪氧化速率加快[31]。Cheah等[34]用超高壓處理肉糜發(fā)現(xiàn)，當壓力高于300 MPa時TBA值略微提高；當壓力為800 MPa時，TBA值顯著提高(P<0.05)。研究認為，高于300～400 MPa的壓力能夠導致還肌紅蛋白轉變?yōu)樽冃缘母哞F肌紅蛋白，同時釋放三價鐵離子，加快脂肪氧化的進程。但也有研究認為，超高壓下脂肪氧化與肌紅蛋白的氧化無關，而與細胞膜的破壞有關[35]。添加劑的添加可一定程度緩解此類問題。研究表明，使用部分添加劑可顯著減慢脂肪氧化速率。郭向瑩[26]在雞肉腸中添加了維生素E后，發(fā)現(xiàn)在儲存期內，雞肉腸TBA在超高壓處理600 MPa后與超高壓處理400 MPa無顯著差異。為減小超高壓處理對樣品品質的影響，可在超高壓處理前，在樣品中添加如維生素E等抗氧化劑，減少脂肪氧化對樣品品質的影響。另外，超高壓處理會降低腌制品出品率并影響腌制肉品嫩度。冷雪嬌[16]研究發(fā)現(xiàn)，150 MPa壓強處理雞胸肉時，雞肉水分流失明顯，在300 MPa時，雞肉水分流失不明顯。原因是瞬間的超高壓處理會提高蛋白的保水性，然而隨著超高壓處理時間的延長，鹽溶性蛋白的溶出，蛋白發(fā)生變性，導致蛋白質保水性下降，腌制品失水，同時嫩度降低。控制腌制時間可在一定程度上減小此類問題對腌制品的影響。因此，在超高壓腌制時要控制好腌制時間的長短。

4　結語

超高壓腌制受多種因素影響，其中腌制時間、超高壓壓強和腌制溫度等因素對超高壓腌制效果的影響較為明顯。多種因素協(xié)同處理效果比單因素處理效果好，多種因素協(xié)同處理對產品本身品質的影響比單因素處理小。超高壓腌制應用范圍廣，可普遍應用于腌制食品的殺菌處理、加快腌制食品的腌制速度、改善腌制食品口味等方面。超高壓腌制技術的市場前景好，在市場上有較大的應用價值。超高壓腌制技術還有待發(fā)展，如研究超高壓腌制對腌制品品質影響的機理；超高壓腌制處理對果蔬品質的影響；超高壓腌制處理如何影響亞硝酸鹽的產生；評價超高壓腌制品的新型標準；如何協(xié)同處理提高超高壓腌制對部分耐壓細菌的殺滅效果等。

[1] 周光宏.肉品加工學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2009.

[2] CHEFTEL J C，CULIOLI J.Effects of high pressure on meat：A review[J].Meat science，1997，46(3)：211-236.

[3] MURCHIE L W，CRUZ-ROMERO M，KERRY J P，et al.High pressure processing of shellfish：A review of microbiological and other quality aspects[J].Innovative food science & emerging technologies，2005，6(3)：257-270.

[4] RUBIO B，MARTNEZ B，GARCA-CANCHN M D，et al.The effects of high pressure treatment and of storage periods on quality of vacuum-packed"salchichón"made of raw material enriched in monounsaturated and polyunsaturated fatty acids[J].Innovative food science & emerging technologies，2007，8(2)：180-187.

[5] LINTON M，MCCLEMENTS J M J，PATTERSON M F.Changes in the microbiological quality of vacuum-packaged，minced chicken treated with high hydrostatic pressure[J].Innovative food science & emerging technologies，2004，5(2)：151-159.

[6] PATTERSON M F，MCKAY A M，CONNOLLY M，et al.Effect of high pressure on the microbiological quality of cooked chicken during storage at normal and abuse refrigeration temperatures[J].Food microbiology，2010，27(2)：266-273.

[7] HITE B H.The effect of pressure in the preservation of milk：A preliminary report[M].Morgantown，W.V.：West Virginia Agricultural Experiment Station，1899.

[8] YUSTE J，PLA R，CAPELLAS M，et al.High-pressure processing applied to cooked sausages：Bacterial populations during chilled storage[J].Journal of food protection，2000，63(8)：1093-1099.

[9] GARRIGA M，GRBOL N，AYMERICH M T，et al.Microbial inactivation after high-pressure processing at 600 MPa in commercial meat products over its shelf life[J].Innovative food science & emerging technologies，2004，5(4)：451-457.

[10] NOSE M,YAMAGISHI S,HATTORI M.High hydrostatic pressure effects on the texture of meat and meat products[C]//BALNY C,HAYASHI R,HEREMANS K,et al.High pressure and biotechnology.Paris:Coll.INSERM,1992:224,321.

[11] NOSE M,YAMAGISHI S,HATTORI M.High hydrostatic pressure effects on?lipid oxidation in minced pork[C]//HAYASHI R,KUNUGI S,SHIMADA S,et al.High pressure bioscience.Kyoto:San-Ei Pub,1994:272.

[12] SUZUKI A，WATANABE M，IKEUCHI Y，et al.Effects of high-pressure treatment on the ultrastructure and thermal behaviour of beef intramuscular collagen[J].Meat science，1993，35(1)：17-25.

[13] 田祥磊.超高壓處理對肌肉品質的影響[D].天津：天津科技大學，2012：19-52.

[14] DEFAYE A，LEDWARD D A.Release of iron from beef，liber soy flour and spinach on high pressure treatment[M]//LUDVING H.High pressure bioscience and biotechnology.Heidelberg：Springer Publ，1999：33-35.

[15] WROLSTAD R E，ACREE T E，DECKER E A，et al.Current protocols in food analytical chemistry[M].New Jersey，USA：John Wiley & Sons，Inc，2001：2，4.

[16] 冷雪嬌.超高壓處理對雞胸肉腌制效果的研究[D].合肥：安徽農業(yè)大學，2013：29-37.

[17] 陸紅佳，鄭龍輝.超高壓技術在肉品加工中的應用[J].肉類研究，2010(11)：24-28.

[18] ASHIE I N A，SIMPSON B K.Application of high hydrostatic pressure to control enzyme related fresh seafood texture deterioration[J].Food research international，1996，29(5/6)：569-575.

[19] LAKSHMANAN R，PARKINSON J A，PIGGOTT J R.High-pressure processing and water-holding capacity of fresh and cold-smoked salmon(Salmosalar)[J].LWT-Food Science and Technology，2007，40(3)：544-551.

[20] CANTO A C V C S，LIMA B R C C，CRUZ A G，et al.Effect of high hydrostatic pressure on the color and texture parameters of refrigerated Caiman(Caimancrocodilusyacare)tail meat[J].Meat science，2012，91(3)：255-260.

[21] SIKES A L，TOBIN A B，TUME R K.Use of high pressure to reduce cook loss and improve texture of low-salt beef sausage batters[J].Innovative food science and emerging technologies，2009，10(4)：405-412.

[22] VILLACIS M F，RASTOGI N K，BALASUBRAMANIAM V M.Effect of high pressure on moisture and NaCl diffusion into rutkey breast[J].LWT-Food Science and Technology，2008，41(5)：836-844.

[23] 馮郁藺.超高壓處理對鹽水鴨中微生物的鈍化作用[D].南京：南京農業(yè)大學，2014：37-61.

[24] RUSSELL N J.Bacterial membranes：The effects of chill storage and food processing.An overview[J].International journal of food microbiology，2002，79(1/2)：27-34.

[25] 孫新生.超高壓處理對低溫火腿中單增李斯特菌鈍化作用研究[D].合肥：安徽農業(yè)大學，2012：31-43.

[26] 郭向瑩.超高壓處理對低溫雞肉早餐腸脂肪氧化及揮發(fā)性醛類風味物質的影響[D].南京：南京農業(yè)大學，2013：17-29.

[27] ZAMRI A I，LEDWARD D A，F(xiàn)RAZIER R A.Effect of combined heat and high-pressure treatments on the texture of chicken breast muscle(pectoralis fundus)[J].Journal of agricultural and food chemistry，2006，54(8)：2992-2996.

[28] 夏遠景，陳淑花，薛路舟，等.超高壓處理牡蠣滅菌實驗研究及人工神經網絡模擬[J].現(xiàn)代食品科技，2009，25(5)：530-533.

[30] MARCOS B，KERRY J P，MULLEN A M.High pressure induced changes on sarcoplasmic protein fraction and quality indicators[J].Meat science，2010，85(1)：115-120.

[31] 曹瑋.超高壓處理對皖西白鵝食用品質的影響及在其產品中的應用[D].合肥：安徽農業(yè)大學，2015：12-31.

[32] SHIGEHISA T，OHMORI T，SAITO A，et al.Effect of higy hydrostatic pressure oncharacteristics of pork slurries and inctication of microorganisms associated with meatand meat products[J].Imemational journal of food microbiology，1991，12：207-216.

[33] THORARINSDOTTIR K A，ARASON S，GEIRSDOTTIR M，et al.Chandes in myofibrillar proteins during processing of salted cod(Gadusmorhua)as determined by electrophoresis and differential scanning calroimetry[J].Food chemistry，2002，77(3)：377-385.

[34] CHEAH P B，LEDWARD D A.High pressure effects on lipid oxidation in minced pork[J].Meat science，1994，43(2)：123-134.

[35] ORLIEN V，HANSEN E，SKIBSTED L H，et al.Lipid oxidation in high-pressure processed chicken breast muscle during chill storage：Critical working pressure in relation to oxidation mechanism[J].European food research and technology，2000，211(2)：99-104.