高壓食品技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

◎ 高 晗

（廊坊卓冠檢測科技有限公司，河北 廊坊 065000）

防止食物變質(zhì)的方法有很多，比較常見的傳統(tǒng)滅菌方式分為熱處理和添加相關(guān)食品添加劑，這兩種方法實(shí)際上各有其局限性。因此，對于現(xiàn)代社會的飲食需求來說，在追求食品具有營養(yǎng)價值和優(yōu)良風(fēng)味的同時，也要達(dá)到保鮮防腐的效果，高壓食品技術(shù)顯然更加符合這一要求。

1 高壓食品技術(shù)的產(chǎn)出背景及意義

為了使食物在保存和運(yùn)輸?shù)倪^程中不出現(xiàn)腐爛變質(zhì)的情況，通常要對食物或者食材原料進(jìn)行一定的殺菌滅酶處理，主要處理方法有熱處理和添加食用防腐劑兩種。對于熱處理來說，其缺點(diǎn)在于消滅酶或者微生物的同時，還會破壞食物及食材本身的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和風(fēng)味，從而使食物的食用價值降低。而一些添加劑對人體可能存在一定影響和傷害，尤其是在食品安全問題受到廣泛關(guān)注的大背景下，消費(fèi)者對食品及食材原料中的防腐添加劑會很敏感。因此，亟需出現(xiàn)新的食品加工處理技術(shù)。一方面，要保證處理方式健康安全，不存在大量使用食品添加劑或其他化學(xué)物質(zhì)的情況；另一方面，還需要最大程度保留食物本身的營養(yǎng)價值和風(fēng)味。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，人們的生活節(jié)奏變快，對生活質(zhì)量的要求也越來越高，其中便要求食品及相關(guān)的食品加工技術(shù)更加綠色化、天然化，以保證食品的營養(yǎng)衛(wèi)生[1]。

早在19 世紀(jì)末期，高壓滅酶殺菌技術(shù)就被研究并應(yīng)用于牛奶和部分果蔬產(chǎn)品的防腐保鮮中。到了20世紀(jì)，高壓技術(shù)已經(jīng)在食品的生產(chǎn)和銷售中被廣泛應(yīng)用。但是從當(dāng)時的社會生產(chǎn)模式來看，人們的生活節(jié)奏較慢，對于加工類食品的要求不是很高，再加上高壓食品處理在技術(shù)突破上遇到困難，未能被廣泛應(yīng)用于各類食品的生產(chǎn)加工和儲存運(yùn)輸。到了二戰(zhàn)結(jié)束后，由于工業(yè)水平的提高和人們生活節(jié)奏的加快，高壓食品技術(shù)得到了長足發(fā)展，基本具備廣泛商業(yè)化的能力。在果蔬果汁以及相關(guān)的乳制品生產(chǎn)加工中，這一技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。高壓食品技術(shù)的基本原理是以水壓作為壓力傳遞的介質(zhì)，使用100 ～1 000 MPa 的壓力輸送給需要處理的食材物料，從而達(dá)到殺菌滅酶的效果，抑或是利用這一壓力值，使其產(chǎn)生新的性質(zhì)。相較于傳統(tǒng)的高溫殺菌滅酶技術(shù)，高壓食品技術(shù)在相對低溫的環(huán)境下進(jìn)行，對食品食材的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分破壞性小。因此，高壓食品處理技術(shù)受到了許多食品加工企業(yè)的關(guān)注和青睞，隨著社會需求的不斷增加，這一技術(shù)得到了更廣泛的研究和發(fā)展。

2 高壓食品技術(shù)在主要食材方面的應(yīng)用實(shí)例

研究者認(rèn)為，使用高壓食品技術(shù)處理過的牛奶所含有的蛋白質(zhì)及其流變學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生了變化。例如，使用高壓食品技術(shù)處理牛奶后，使凝乳酶在酸性條件下繼續(xù)發(fā)生作用，之后形成的奶酪硬度以及透光性更出色。對于乳制品的加工處理來說，高壓食品技術(shù)還被經(jīng)常用于選擇性地去除乳清中的過敏原，從而使人們可以放心食用。母乳中酪蛋白與清蛋白的比例通常為40:60，而牛乳中的酪蛋白比例更高，通常會達(dá)到80%以上。因此，對于嬰兒來說，需要向牛乳中加入一定比例的濃縮乳清，使其不會發(fā)生排斥或過敏反應(yīng)。由于牛乳清中含有讓嬰兒過敏的乳球蛋白，所以，在高壓食品技術(shù)的處理下，乳清中的球蛋白可以被降解，從而降低對嬰兒的致敏性。因此，高壓食品技術(shù)可以用來控制酶類物質(zhì)的分解，有選擇性地控制食品的一些化學(xué)性質(zhì)，降低對人體產(chǎn)生的不良反應(yīng)，并且最大程度保持食品、食材原有的營養(yǎng)和風(fēng)味[2]。

日本學(xué)者在利用高壓食品技術(shù)制備魚醬的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在室溫狀態(tài)下，高壓可以使魚肉原料本身的內(nèi)源性蛋白酶的活性降低。因此，使用高壓食品技術(shù)制作的魚醬在視覺感官方面要優(yōu)于普通魚醬，其色澤呈現(xiàn)半透明狀，且不易變形，抗剪變形和剪切應(yīng)力均有顯著提高。因此，高壓食品技術(shù)已經(jīng)廣泛用于魚醬的加工制作。

在新鮮果蔬等菜品的加工領(lǐng)域，使用熱加工或蒸汽漂燙的方法在過去是比較常見的，這類方法成本較低，且可以有效殺滅果蔬表面的微生物以及鈍化酶等物質(zhì)，從而方便食材的儲存與運(yùn)輸。但是使用熱力對食物表面進(jìn)行殺菌處理會降低食物的營養(yǎng)價值和風(fēng)味口感，對于消費(fèi)者來說體驗(yàn)感較差。德國相關(guān)技術(shù)研究人員用高壓食品技術(shù)處理過土豆丁，發(fā)現(xiàn)這一方法不僅可以有效殺滅寄生于土豆內(nèi)的微生物和有害酶，還可以弱化其組織結(jié)構(gòu)，鉀作為土豆的重要營養(yǎng)元素，流失和滲出減少了近20%，而維生素C 的存有量居然保持在90%以上。因此，對土豆、胡蘿卜等可以進(jìn)行脫水處理的蔬菜干來說，高壓食品處理技術(shù)可以有效保留其本身的營養(yǎng)成分，并使其最大限度地接近原料和出產(chǎn)時的光澤[3]。

在利用高壓食品技術(shù)處理蛋類食品時，蛋類表現(xiàn)出蛋白質(zhì)變性膠凝。簡單說就是變得更加有彈性，口感更好，更適合于人體的吸收和消化。其所富含的維生素和氨基酸基本沒有受到破壞和減少，并且保留了原有風(fēng)味。

使用高壓食品技術(shù)處理牛肉有助于肉質(zhì)的嫩化，因?yàn)樵诟邏禾幚淼沫h(huán)境下，牛肉的剪切值降低，因而變得口感更加鮮嫩。相關(guān)原理對雞肉、魚肉等肉質(zhì)的變化和處理也同樣適用。

在對豆制品以及大豆提取液進(jìn)行處理時，使用高壓食品處理技術(shù)可以改變大豆蛋白的性質(zhì)，且增加蛋白液的黏度，從而使其乳化活性和穩(wěn)定性得以提高，漿液和豆制品的質(zhì)感更加均勻，且可以在一定程度上降低乳化能力，更易于成型和保存。當(dāng)壓力超過500 MPa，且持續(xù)時間達(dá)到30 min 以上時，可以使大豆蛋白液的凝膠成豆腐狀，且硬度和塊狀化超過常規(guī)豆制品的制作效果。高壓處理方法還可以在一定程度上減輕豆腥味和豆苦味，使食用口感更好，更受消費(fèi)者喜愛。

3 高壓食品技術(shù)特點(diǎn)及總結(jié)

根據(jù)高壓食品技術(shù)的各種應(yīng)用實(shí)例可以得出，高壓食品處理技術(shù)可以滿足人們對食品加工的需求。隨著工業(yè)化以及相關(guān)食品技術(shù)的不斷進(jìn)步，高壓食品處理技術(shù)的發(fā)展將會出現(xiàn)更多可能性。早在20 世紀(jì)80年代，日本科學(xué)家林力丸教授就曾倡導(dǎo)擴(kuò)大這一食品處理技術(shù)的應(yīng)用范圍。與此同時，在世界主要國家該食品處理技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注。20 世紀(jì)90 年代，法國開始加速推動相關(guān)高壓食品處理技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。在美國的食品市場中，使用高壓食品處理技術(shù)后的果醬、果汁，以及其他肉乳制品的品牌和數(shù)量已經(jīng)非常普遍。分析目前世界各國對高壓食品處理技術(shù)在各種食材，以及相關(guān)領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用實(shí)例，我們總結(jié)了一些關(guān)于高壓食品技術(shù)改變食材原本屬性以及相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)的案例。

3.1 破壞鍵能較低的氫鍵

部分氫鍵被破壞會使食物本身的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)受到影響和破壞，物理性質(zhì)也會隨之發(fā)生改變，三四級蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中只會被保留最低結(jié)構(gòu)。分子的組織和運(yùn)動由原先的規(guī)律且緊密有序變?yōu)闊o序結(jié)構(gòu)，從而內(nèi)部會變得更加松散，抑或是形態(tài)發(fā)生改變，可塑性增強(qiáng)。由于高壓環(huán)境會使食材的生物活性物質(zhì)被殺死。對于蛋白質(zhì)而言，通常在高壓環(huán)境下會發(fā)生凝聚現(xiàn)象，從而呈現(xiàn)凝膠狀。對于傳統(tǒng)食品加工方式中的熱加工來說，高壓環(huán)境下的蛋白質(zhì)變性有別于高溫環(huán)境下發(fā)生的變性。從基本的展現(xiàn)方式上看，蒸煮后的食品相較于高壓食品處理技術(shù)后的食品，其在透明性以及光澤上明顯遜于后者，而高壓環(huán)境通常又會使食材內(nèi)部的緊致度變得更加松軟。

3.2 滅酶原理

高壓食品處理技術(shù)的滅酶原理是依靠食物中的酶對高壓環(huán)境的敏感性，在壓力中其結(jié)構(gòu)組織會受到破壞和形變，失去其本身的化學(xué)活性。因此，在盡量減少破壞食材本身營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的前提下，可以達(dá)到滅酶除菌的效果。

3.3 破壞微生物生存環(huán)境

雖然微生物的耐壓性各有不同，但在不同的酸堿度環(huán)境中，微生物的耐壓性也會各有不同。從微生物耐高壓性的排序看，革蘭氏陽性菌和陰性菌的耐高壓性最強(qiáng)。微生物的耐高壓性與其抗高溫性呈正比，食品中含有的微生物耐高溫性和耐壓力性通常較弱。由于不同食品食材的營養(yǎng)物質(zhì)和物理屬性不同，其能夠給微生物和細(xì)菌提供的寄生環(huán)境也不同。食物的酸堿性和營養(yǎng)物質(zhì)的豐富度會決定微生物的耐高壓性，營養(yǎng)物質(zhì)越豐富的食物，微生物和細(xì)菌的耐高壓性越強(qiáng)，而在酸性環(huán)境中，其耐高壓性又會變?nèi)酢?/p>

3.4 破壞淀粉結(jié)構(gòu)

淀粉受破壞程度通常會與壓力值、時間和濕度有關(guān)。高壓環(huán)境會使淀粉酶更加敏感，更適合于人體的吸收。對于一些富含谷物類淀粉的食品，例如土豆、小麥、玉米等，其淀粉會在高壓環(huán)境下被糊化，區(qū)別于加熱的糊化效果，高壓環(huán)境下的淀粉糊化不會使淀粉粒過度膨脹以致破裂。

3.5 減小食品的體積

高壓導(dǎo)致食品的體積發(fā)生變化，因而致使生化反應(yīng)的速度以及平衡性遭到破壞，從而影響食品的品質(zhì)[4]。

4 高壓食品技術(shù)的應(yīng)用前景

在我國東部沿海地區(qū)，漫長的海岸線，水產(chǎn)品資源極其豐富，海洋捕撈和運(yùn)輸儲存的量極大。這些優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品能極大地滿足市場對于新鮮食材的需求，而相關(guān)食材加工及生產(chǎn)商家對殺菌滅酶以及相關(guān)的保鮮技術(shù)顯得尤為重要。因此，更加安全健康的高壓食品處理技術(shù)將會為我國的食品加工企業(yè)注入新的活力。我國是肉類產(chǎn)品的消費(fèi)大國，因此，在未來的商品市場上，將有更多使用高壓食品處理技術(shù)的水資源產(chǎn)品及畜牧業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入廣大消費(fèi)者的餐桌視野中。

我國作為中草藥生產(chǎn)和食用的第一大國，中藥制品以及相關(guān)保健品的滅菌和滅酶處理需要最大程度上保留活性成分，盡量避免使用熱加工，如部分富含維生素、黃酮等活性物質(zhì)的中草藥。因此，高壓食品處理技術(shù)在中草藥生產(chǎn)加工中的作用得以凸顯。采用高壓食品處理技術(shù)的中草藥，能夠最大程度發(fā)揮原有的自然活性，從而提高人體對中草藥中滋補(bǔ)物質(zhì)的吸收率[5]。

5 結(jié)論

社會的發(fā)展使人們對食品健康及食品營養(yǎng)的追求越來越高，因?yàn)楦邏菏称诽幚砑夹g(shù)可以最大程度保留食品本身的風(fēng)味和營養(yǎng)元素，所以，應(yīng)用前景十分廣闊。隨著高壓食品處理技術(shù)的日趨完善，其商用化程度不斷提高，食品高壓技術(shù)未來將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。