|
超高压技术在食品工业中的应用研究进展
现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2016/4/17 21:26:58 关注：792 评论： 我要投稿
|
|
随着生活水平的提高，人们对食品的消费理念不再仅仅局限于安全卫生，而是对食品的色、香、味、营养成分等各方面提出了更高的要求。超高压技术处理食品不仅能够灭菌，还能最大限度的保持食品的原有功能成分和营养物质，同时还克服了辐照、微波和电磁场等加工技术存在的缺陷，能够节约资源、减少污染。因此，超高压技术在保持食品固有的营养品质、质构、风味、色泽、新鲜程度等方面具有良好的优势。在1899年，美国化学家Ben Hite第1次发现了牛乳经450 MPa的高压处理能延长贮藏期，1986年日本率先完成超高压工业化试验，1989年第1批经超高压加工的果酱上市，目前超高压技术已应用在海洋鱼类的食品加工上。虽然我国的超高压技术在食品加工中的应用仍处于起步阶段，但目前已有企业采用国产的超高压设备与技术加工鲜牡蛎、鲜海参、鲜果汁等食品成功并已上市。这意味着我国在超高压技术装备制造方面已取得突破性进展，这对推动超高压技术在我国食品领域的产业发展具有重要的意义。
1 超高压技术概念
超高压技术(uhra high pressure technology)也叫超高压杀菌技术，是指利用100 MPa以上的压力，在常温或较低温度条件下，使食品中的酶、蛋白质及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法。超高压技术在食品杀菌、加工技术领域具有独特的优点：1）作用均匀、瞬时、高效；2）易控制，操作安全，能耗低，污染少；3）可保持食品固有的营养品质和风味；4）改善生物多聚体的结构，调整食品质构；5）不同压力作用影响性质不同。
2 超高压技术的加工原理
超高压加工食品的原理是：为当食品在超高压状态下时，其中的小分子（如水分子）间的距离会缩小，而食品中的蛋白质等大分子团构成的物质仍保持原状。这时水分子就会产生渗透和填充作用，进入并且粘附在蛋白质等大分子团内部的氨基酸周围，从而改变了蛋白质的性质，当压力下降为常压时，“变性”的大分子链会被拉长，使其部分立体结构遭到破坏。从而使蛋白质凝固、淀粉变性、酶失活或激活，细菌等微生物被杀死，食品的组织结构改善，促成新型食品生成。只作用于非共价键是超高压技术的一个独特性质，因此它对维生素、色素和风昧物质等低分子物质的共价键无明显影响，因此可较好地保持食品原有的营养价值、色泽和天然风味。
3超高压在食品加工中的应用
超高压加工技术不仅可用于食品杀菌、灭酶与质构改善，而且对食品的营养价值、色泽和天然风味也具有独特的保护效果。目前，超高压技术已在肉制品、乳制品、蛋类食品、果蔬制品、水产品加工及有效成分的提取中得到广泛的应用。
3.1 超高压在果蔬加工中的应用
果蔬产品的杀菌是超高压技术在食品加工中最成功的应用。与传统的热力杀菌相比，超高压技术可以在常温或较低温度下达到杀菌、抑酶及改善食品性质的效果，不会破坏果蔬制品的新鲜度和营养成分，符合消费者对果蔬制品营养和风味的要求。
新鲜果汁中富含蛋白质、维生素、氨基酸以及还原糖等营养成分，传统热力杀菌处理会使这些营养成分损失很大，超高压杀菌技术则可以有效地避免果汁中营养成分大量损失。BUtZ等研究了超高压对部分果蔬产品中的抗诱变物质、抗氧化物质、抗坏血酸、类胡萝卜素等的影响，发现超高压一般不会引起风味物质的丢失。王寅等采用超高压对蓝莓汁处理后，发现蓝莓汁的还原糖的含量变化不大，压力为500 MPa时，蓝莓汁V。的保留率可达94.2%。
采用高压技术杀菌不仅可杀死水果中的微生物，还能降低酶的活力。刘兴静等采用超高压处理鲜榨苹果汁，发现压力的升高和保压时间的延长，都会使菌落总数、大肠菌群数显著下降。姜莉等研究了超高压对马铃薯多酚氧化酶和过氧化物酶的影响。压力超过200 MPa时酶的活性下降，压力为400 MPa时，随着时间的延长，多酚氧化酶和过氧化物酶活性都呈下降趋势。
果汁的感官品质包括颜色、香气、滋味等方面。超高压杀菌属于冷杀菌技术，其操作过程在常温下进行，并且超高压只作用于非共价键，不影响共价键，因而能较好保持果汁原有的口感、风味及色泽。林怡等将杨梅鲜果经过超高压处理后，样品的颜色没有显著变化，汁水流失的速率与鲜果硬度减小的速率和未处理的对照组相比明显降低。
3.2超高压在肉制品加工中的应用
采用超高压技术处理肉制品，可以有效改善肉制品的柔嫩度、风味、色泽和成熟度等特性，同时还可以延长肉制品的货架期。
肉的嫩度反映肉的质地和食用品质，是指肉在食用时口感的老嫩，它是消费者评价肉质优劣的常用指标。
为研究超高压处理对南京盐水鸭品质指标和货架期的变化规律，沈旭娇等以不同压力分别处理真空包装盐水鸭胸脯肉。并在4℃贮藏条件下，每周对超高压处理样品的颜色、感官指标、pH值、脂肪氧化程度及微生物总数进行测定。结果表明经超高压处理的南京盐水鸭的滋味风味、色泽、结构质地都与未经处理的产品无明显变化。并且超高压处理能够有效抑制南京盐水鸭中的微生物，延长产品的货架期。
3.3超高压在水产品加工中应用
水产品的加工要求具有水产品原有的风味、色泽、口感及质地。常用的干制处理、热处理都不能满足要求。而超高压处理后的水产品可较好的保持原有的新鲜风味。
胡庆兰等采用超高压处理鱿鱼片，对处理后的鲥鱼色泽、组织、口感进行感官评价和权重分析，并利用模糊数学综合评价法对超高压处理的样品进行综合评分，结果表明，在300 MPa的条件下，鱿鱼片弹性最好，剪切力最低，白度值最高，品质达到最优。
欧仕益等Do]采用超高压处理鲜虾仁，研究了不同压力及保压时间的杀菌效果以及对产品质构的影响。结果表明，压力是影响杀菌效果的主要因素。当压力为500 MPa时具有最佳灭菌效果。与高温灭菌相比，超高压灭菌能更好地保持虾仁的硬度、弹性和咀嚼性。
3.4超高压在酒类加工中应用
酒类生产中酒的自然陈化是个既耗时、能耗又大的处理过程。而超高压技术对酒的催陈可起到重要作用。
申圣丹等用超高压射流处理新酒，并与常压(0.1 MPa)下的新酒对比。结果随着压力的上升，酒中的总酸、电导率、乳酸乙酯增加，异戊醇／异丁醇等都有所变化，总的趋势是朝酒陈化方向变化。这充分说明超高压射流技术对白酒的催陈具有十分显著的效果。
此外，超高压技术在啤酒中还具有良好的杀菌作用。刘睿颖等采用超高压射流设备对新鲜未经灭菌的啤酒进行灭菌处理，分析压力对灭菌效果的影响。结果表明：超高压射流对啤酒中主要的腐败菌一乳酸菌具有很好的杀菌作用，而且随着射流压力的增大，其杀菌效果也不断增加，当压力超过150 MPa时，啤酒中的乳酸菌可以被完全杀灭。3.5超高压在蛋制品加工中的应用将600 MPa的压力作用于鸡蛋时，鸡蛋虽然是冷的，却已经凝固。与煮熟的鸡蛋比较，经超高压处理的鸡蛋味道非常鲜美，蛋黄为鲜黄色并具有较好的弹性。研究表明超高压处理的蛋白质变性凝胶，比加热凝胶软而且更有弹性，消化率较高，此外，氨基酸和维生素也没有损失，保留了鸡蛋的自然风味，不会生成其他物质。
夏远景等用超高压对液体蛋进行处理。研究表明，随着压力和保压时间的增加，液体蛋中细菌致死率逐渐增大。在压力为400 MPa、保压时间为20 min时，蛋液的初始细菌总数由13 100 cfu/mL降到31 cfu/mL，完全符合国家鸡蛋卫生标准细菌总数的要求。通过感官评价，室温下，密封在消毒培养皿中未经处理的液体蛋10 d后便已发霉、变质，而经过300 MPa、保压10 min处理的液体蛋在30 d以后依然新鲜如初。
3.6超高压在乳制品加工中应用
热处理是现代乳制品生产中最常见的加工处理方法。它虽能杀灭乳品中部分或全部的微生物，破坏酶类，延长产品的保质期。但是同时也会给产品带来不利的一面，而超高压技术既能够保证乳品在微生物方面的安全，又可以较好地保持乳品固有的营养品质、风味和色泽。
酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质，超高压处理使酪蛋白胶粒直径变小，乳蛋白表面暴露的疏水性基团增加，引起乳清蛋白变性，使其凝块。胡志和等对酪蛋白用超高压进行处理，结果表明：超高压处理能够明显改善酪蛋白的加工特性，其黏度、持水性、溶解性、乳化性均有较大幅度的提高，在400 MPa时效果最好。通过对超高压处理的牛奶和经单一的巴氏杀菌的牛奶生产的两种奶酪进行对比，发现经超高压处理之后生产的奶酪持水性更强，货架期远远高于传统的杀菌方法。
3.7超高压技术在有效成分提取中的应用
与传统的提取方法相比，超高压技术在有效成分提取方面具有提取时间短、提取得率高、能耗低的优点。超高压提取可在常温下进行，避免了因热效应引起的有效成分结构变化、损失以及生理活性的降低。
目前，超高压技术已在多糖类成分、黄酮类成分、皂苷类成分、生物碱类成分、萜类及挥发油、酚类及易氧化成分、有机酸类成分等的提取中得到了应用。
岳亚楠等用响应面优化超高压法提取苹果渣中的多酚，并在相同实验条件下对比超高压法与传统提取方法的苹果渣多酚得率，结果表明，超高压提取的苹果渣多酚得率比其他常用提取方法高出10%以上，且提取率高、环境污染小、安全性高。
4结语
超高压技术是21世纪尖端科技之一，被称为当前科技热点，是食品工业的一场革命。超高压食品较好的保持了原有的色、香、味以及营养成分，这一优点正好迎合了现代人类崇尚自然，追求天然、低加工食品的消费心理，符合当前绿色食品的要求。但超高压技术也存在不足之处，如超高压设备投资成本高、设备密封和强度要求高、设备耗材寿命短。超高压技术的基本理论体系、标准有待完善，超高压杀菌条件要求严格，其主要限制因素还需进一步研究。除此之外，超高压处理后食品组分的变化以及各组分相互作用的关系尚不明确。我国在高压技术方面仍处于起步阶段，与世界先进水平相比，还有较大的差距，与国内市场要求也不相适应，为此，我国应加快超高压技术的研究和应用。
李双，王成忠，唐晓璇，王晓华，周 晓（齐鲁工业大学食品与生物工程学院）
|
|
|
| 文章来源：齐鲁工业大学学报 文章作者：李双 王成忠 唐晓璇 王晓华 周晓 文章编辑：现代畜牧网 |
| 【进入社区】【进入专栏】【推荐朋友】【收藏此页】【大 中 小】【打印此文】【关闭窗口】 |
|
|
| 发表评论 (当前没有登录 [点击登录]) |
|
|
信息发布注意事项：
为维护网上公共秩序和社会稳定，请您自觉遵守以下条款：
一、不得利用本站危害国家安全、泄露国家秘密，不得侵犯国家社会集体的和公民的合法权益，不得利用本站制作、复制和传播下列信息：[查看详细]
（一）煽动抗拒、破坏宪法和法律、行政法规实施的；
（二）煽动颠覆国家政权，推翻社会主义制度的；
（三）煽动分裂国家、破坏国家统一的；
（四）煽动民族仇恨、民族歧视，破坏民族团结的；
（五）捏造或者歪曲事实，散布谣言，扰乱社会秩序的；
（六）宣扬封建迷信、淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖、教唆犯罪的；
（七）公然侮辱他人或者捏造事实诽谤他人的，或者进行其他恶意攻击的；
（八）损害国家机关信誉的；
（九）其他违反宪法和法律行政法规的；
（十）进行商业广告行为的。
二、互相尊重，对自己的言论和行为负责。
三、本网站不允许发布以下信息，网站编辑有权直接删除：[查看详细]
（一）、重复(恶意灌水)发布的信息；
（二）、在本栏目内发布例如供求信息、代理招商、会展、求职招聘等含有广告宣传性质、不符合网站栏目的信息内容；
（三）、与本网站主体定位不相关的信息等等。
四、本网站有权删除或锁定违反以上条款的会员账号以及该账号发布的所有信息。对情节恶劣的，本网将向相关机构举报及追究其法律责任！
五、对于违反上述条款的，本网将对该会员账号永久封禁。由此给该会员带来的损失由其全部承担！ |
|
|
| 声明：本网刊登的文章仅代表作者个人观点，文章内容仅供参考，并不构成投资建议，据此操作，风险自担。如果转载文章涉嫌侵犯您的著作权，或者转载出处出现错误，请及时联系文章编辑进行修正，电话：010-65283357。本网原创文章，转载请注明出处及作者。感谢您的支持和理解！ |
|
