超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

劉樹攀

（甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730020）

熱處理技術(shù)是一種傳統(tǒng)的食品加工技術(shù)。在熱處理技術(shù)下，食品中熱敏性的營(yíng)養(yǎng)成分容易被破壞，加重褐變反應(yīng)，不利于食品呈現(xiàn)良好的色澤，同時(shí)食品的品質(zhì)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(shù)具有諸多不足之處。伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，一種新型的食品加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有助于提升食品加工水平，而這種技術(shù)則是超高壓技術(shù)。為強(qiáng)化食品加工效果，有必要認(rèn)真地研究超高壓技術(shù)，構(gòu)建完善的超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用體系，便于指導(dǎo)具體的食品加工活動(dòng)。

1 超高壓技術(shù)的基本原理

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

2 超高壓技術(shù)的作用機(jī)理與特點(diǎn)分析

2.1 作用機(jī)理

為提高對(duì)超高壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)，有必要深入研究該技術(shù)的作用機(jī)理。在超高壓技術(shù)的影響下，基于液體介質(zhì)的作用，物料體積會(huì)被壓縮，而由超高壓所形成的極高靜壓不僅會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，而且會(huì)改變形成生物高分子立體結(jié)構(gòu)的各種非共價(jià)鍵，如疏水鍵、離子鍵、氫鍵等。經(jīng)過(guò)超高壓技術(shù)處理的食品，淀粉會(huì)發(fā)生變性，蛋白質(zhì)會(huì)凝固，微生物會(huì)被殺滅。因此，超高壓技術(shù)會(huì)對(duì)食品中的生物高分子物質(zhì)以及微生物等產(chǎn)生一定的影響，從而實(shí)現(xiàn)食品加工的目的[2]。超高壓技術(shù)處理食品屬于一種物理加工技術(shù)，對(duì)低分子化合物（如風(fēng)味物質(zhì)、色素及維生素等）相對(duì)應(yīng)的共價(jià)鍵不會(huì)造成明顯影響，有助于確保食品的品質(zhì)、色澤、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。隨著社會(huì)發(fā)展，超高壓技術(shù)的發(fā)展水平不斷提升，這對(duì)于提高食品加工水平具有重要意義。基于此，更加需要投入精力認(rèn)真研究超高壓技術(shù)，以此強(qiáng)化超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用效果。

2.2 特點(diǎn)

超高壓技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)如下。①操作簡(jiǎn)單便利，處理時(shí)間短。②技術(shù)處理節(jié)能，極少產(chǎn)生污染。③能夠保留食品本身的色澤、味道、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。④通過(guò)組織變形，能夠獲得新物性食品。超高壓技術(shù)在食品加工中具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在食品加工中，要積極地發(fā)揮超高壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保食品加工水平。

3 超高壓技術(shù)在食品加工中的具體應(yīng)用

3.1 乳品加工

超高壓對(duì)食品中的微生物結(jié)構(gòu)、基因、細(xì)胞等均會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如果在乳品加工中使用超高壓技術(shù)，乳品中的細(xì)菌細(xì)胞膜以及細(xì)胞壁將會(huì)受到破壞。另外，在超高壓的作用下，乳品大分子結(jié)構(gòu)同樣會(huì)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(zhǎng)乳品保存時(shí)間的作用。為殺滅乳品中的細(xì)菌，要科學(xué)控制壓力。通常情況下，在100～600 MPa高壓環(huán)境下，乳品細(xì)菌將會(huì)大幅度下降。隨著壓力的升高，細(xì)菌被殺滅的幾率也會(huì)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(huì)逐漸消除，孢子以及細(xì)菌的消除使乳品的安全性將會(huì)得到有效增強(qiáng)[3]。在傳統(tǒng)食品加工技術(shù)下，乳品容易發(fā)生脂肪上浮現(xiàn)象，這對(duì)于乳品的口感、品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)造成消極影響。通過(guò)將超高壓技術(shù)應(yīng)用在乳品加工中，就可以避免出現(xiàn)該問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，在大于400 MPa高壓環(huán)境下，會(huì)抑制脂肪上浮，從而盡可能地保證脂肪與乳品其余物質(zhì)相融。在應(yīng)用超高壓技術(shù)加工乳品時(shí)，會(huì)出現(xiàn)脂肪氧化反應(yīng)。壓力、時(shí)間、溫度等與乳品脂肪氧化反應(yīng)具有重要的關(guān)系。其中，在加工溫度環(huán)境為 -4 ℃，壓力為200 MPa時(shí)，脂肪氧化反應(yīng)會(huì)與時(shí)間呈現(xiàn)正比關(guān)系。較高的乳品的渾濁度會(huì)影響乳品品質(zhì)，因此在應(yīng)用超高壓技術(shù)加工乳品時(shí)，應(yīng)注重控制乳品渾濁度。而調(diào)整壓力則可以調(diào)整乳品渾濁度。

3.2 發(fā)酵食品加工

超高壓技術(shù)影響大分子結(jié)構(gòu)，使得大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。其中，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化。例如，在大于300 MPa的高壓環(huán)境下，蛋白質(zhì)分子中氫鍵會(huì)逐漸斷裂。當(dāng)前，應(yīng)用了超高壓技術(shù)處理酸奶酪，使大分子蛋白質(zhì)進(jìn)行分解，形成小顆粒蛋白質(zhì)，極大提高了奶酪凝膠的強(qiáng)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(zhì)的溶解性會(huì)在高壓環(huán)境下發(fā)生變化。使用超高壓技術(shù)可以暴露出蛋白內(nèi)部疏水與極性基團(tuán)，加大蛋白質(zhì)表面電荷分布與水化作用，使蛋白質(zhì)的溶解性增強(qiáng)。如果能夠增強(qiáng)發(fā)酵食品的溶解性，就容易保證發(fā)酵水平。為實(shí)現(xiàn)該目的，可以將超高壓技術(shù)應(yīng)用在發(fā)酵食品加工中。在發(fā)酵食品加工中，要善于應(yīng)用超高壓技術(shù)，沉淀發(fā)酵食品中的雜質(zhì)，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(shù)對(duì)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(jīng)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(shù)處理肉制品。不同的肉制品適應(yīng)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(duì)價(jià)廉質(zhì)粗的牛肉，可以在常溫狀態(tài)下對(duì)其應(yīng)用250 MPa的高壓進(jìn)行處理，確保牛肉的嫩度，滿足消費(fèi)者對(duì)牛肉的口感需求[4]。另外，在300 MPa的高壓環(huán)境下，對(duì)魚、雞肉進(jìn)行持續(xù)10 min的處理就可以確保該肉質(zhì)獲得輕微烹飪相似的組織狀態(tài)。食品加工廠應(yīng)結(jié)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(zhì)量。

3.4 水產(chǎn)品加工

在對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行加工后，要保證水產(chǎn)品的色澤、質(zhì)地、風(fēng)味等。如果應(yīng)用傳統(tǒng)的食品加工技術(shù)，則難以滿足該要求。通過(guò)將超高壓技術(shù)應(yīng)用在水產(chǎn)品加工中，就可以實(shí)現(xiàn)以上要求。所以，有必要加大超高壓技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用力度。為確保水產(chǎn)品加工效果，有必要結(jié)合水產(chǎn)品類型，采取合適的超高壓加工方法。①針對(duì)魚類產(chǎn)品，要做好滅蟲、滅菌、滅酶與改良魚糜工作，提高魚類產(chǎn)品的安全性以及品質(zhì)[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(shù)的發(fā)展，國(guó)外學(xué)者積極研究了超高壓技術(shù)在魚類加工中的應(yīng)用。CHUNG等[6]經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用超高壓技術(shù)制作魚糜，能夠顯著提高魚糜的張力值、強(qiáng)度以及透明度，從而提高魚糜品質(zhì)。因此，他們提倡“食品加工廠使用超高壓技術(shù)加工魚糜”。伴隨著研究的深入，CHUNG等還提出了更好地增強(qiáng)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(zhì)，并在400 MPa高壓環(huán)境下，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)10 min的操作，可以確保魚糜口感，從而滿足消費(fèi)者對(duì)魚糜口感的需求。②針對(duì)貝類產(chǎn)品，要做好貝類產(chǎn)品的脫殼工作，保證脫殼率。若在 241 MPa高壓環(huán)境下，對(duì)牡蠣產(chǎn)品進(jìn)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(duì)牡蠣產(chǎn)品進(jìn)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(chǎn)品脫殼率高，并且用時(shí)短，但其也存在弊端，即牡蠣的顏色以及外觀則會(huì)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(shí)確保脫殼效果。而在壓力80 MPa、時(shí)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(duì)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(zhì)。若應(yīng)用傳統(tǒng)的海參保藏技術(shù)，容易導(dǎo)致海參流失營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響海參的品質(zhì)。為此，食品加工廠應(yīng)選擇合適的海參保藏技術(shù)。而在海參保藏中使用超高壓技術(shù)就容易保證海參品質(zhì)，避免海參流失營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，可以將超高壓技術(shù)應(yīng)用在海參保藏中。為強(qiáng)化海參保藏效果，需要在加工時(shí)將壓強(qiáng)控制在450～500 MPa，同時(shí)將時(shí)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(huì)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(shù)，確保果汁與果醬的色澤、口感。在對(duì)果汁與果醬進(jìn)行處理時(shí)，要注重控制壓力以及處理時(shí)間。以柑橘類果汁產(chǎn)品為例，在100～600 MPa高壓環(huán)境下，對(duì)其進(jìn)行持續(xù)10 min的處理，則可降低酵母菌、細(xì)菌總數(shù)，殺滅細(xì)菌[9]。而在600 MPa的高壓環(huán)境下，與低溫加熱相結(jié)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(chǎn)品，但產(chǎn)品的味道并沒(méi)有發(fā)生變化。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超高壓技術(shù)處于一種非熱處理方式，對(duì)于提升食品安全性，保證食品品質(zhì)，增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)食品的滿意度等具有重要的意義。所以，超高壓技術(shù)受到了相關(guān)人士的關(guān)注。從目前現(xiàn)狀來(lái)看，諸多食品廠應(yīng)用超高壓技術(shù)加工食品，以此實(shí)現(xiàn)食品加工目標(biāo)。為強(qiáng)化食品加工效果，一定要重視研究以及把控超高壓技術(shù)，掌握超高壓技術(shù)應(yīng)用技巧，了解超高壓技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)。同時(shí)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(rèn)識(shí)到超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用價(jià)值，加大超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用力度，有效完成食品加工任務(wù)。