一、超高壓滅菌與加熱滅菌的區別
超高壓處理是一個冷殺菌過程,可保持食品色、香、味等物理特性,且保質期長久;超高壓處理可改善生物多聚體的結構,調節食品質構;超高壓處理是液體介質短時間內等同壓縮過程,從而使食品滅菌達到均勻、瞬時、高效,且比加熱法耗能低,而加熱滅菌則沒有超高壓滅菌的這些優勢。
二、超高壓技術與傳統的化學處理食品比較
chaogaoyamiejunjishubuxuxiangshipinzhongjiaruhuaxuewuzhi,kefulehuaxueshijiyuweishengwuxibaoneiwuzhizuoyongshengchengdechanwuduirentichanshengdebuliangyingxiang,yebimianleshiwuzhongcanliudehuaxueshijiduirentidefumianzuoyong,congerbaozhengleshiyongdeanquan。
超高壓滅菌條件易於控製,外界環境對其影響較小,而化學試劑殺菌易受水分、溫度、pH 值、有機環境等的影響,作用效果變化幅度較大。
超高壓殺菌能更好地保持食品的自然風味,甚至改善食品高分子物質的構象,作用於肉類和水產品,提高了肉製品的嫩度和風味;作用於原料乳,有利於幹酪的成熟和幹酪的最終風味,還可使幹酪的產量增加,而化學試劑沒有這種作用。
化學試劑使用頻繁,會使菌體產生抗性,殺菌效果減弱,而超高壓滅菌為一次性殺菌,對菌體作用效果明顯。
02、影響超高壓滅菌的主要因素
在zai超chao高gao壓ya滅mie菌jun的de實shi施shi過guo程cheng當dang中zhong,有you很hen多duo量liang需xu要yao相xiang關guan工gong作zuo人ren員yuan仔zai細xi把ba控kong好hao,避bi免mian因yin為wei這zhe些xie因yin素su所suo帶dai來lai的de影ying響xiang使shi滅mie菌jun過guo程cheng失shi敗bai。影ying響xiang超chao高gao壓ya滅mie菌jun的de量liang有you很hen多duo,每mei一yi個ge量liang都dou應ying該gai恰qia到dao好hao處chu。
一、壓力的影響
yibanqingkuangxia,yaliyueda,shiyashijianyuechang,miejundexiaoguojiuyuehao,danzaishijicaozuozhong,weilebaozhengshipindeshiyongjiazhiheyingyangjiazhi,zheyijishudeyaliheshiyashijianjiuyaoyouyidingdexianzhi,zuihaoyaozaibuyingxiangshiwuzhigandeqingkuangxia,qiadaohaochudijinxingmiejun,fangzhiyouyuyaliguoda、施壓時間過長導致食品的口感和營養價值降低。
就jiu拿na生sheng肉rou來lai舉ju例li,如ru果guo在zai滅mie菌jun過guo程cheng中zhong對dui生sheng肉rou的de施shi壓ya時shi間jian過guo長chang或huo壓ya力li過guo大da,那na麼me肉rou的de口kou感gan就jiu會hui受shou到dao影ying響xiang。但dan也ye不bu能neng過guo分fen限xian製zhi壓ya力li的de使shi用yong,有you試shi驗yan表biao明ming,隻zhi有you在zai超chao高gao壓ya下xia食shi品pin上shang的de大da腸chang杆gan菌jun才cai會hui被bei全quan部bu殺sha滅mie,因yin此ci,在zai進jin行xing超chao高gao壓ya滅mie菌jun的de過guo程cheng當dang中zhong,最zui好hao還hai是shi要yao盡jin可ke能neng大da施shi加jia壓ya力li。
二、溫度的影響
除chu了le壓ya力li對dui滅mie菌jun有you很hen大da的de影ying響xiang外wai,溫wen度du也ye是shi一yi個ge很hen大da的de影ying響xiang因yin素su,在zai受shou壓ya時shi,溫wen度du對dui滅mie菌jun的de效xiao果guo有you很hen大da的de影ying響xiang,實shi驗yan表biao明ming,壓ya力li與yu溫wen度du相xiang結jie合he的de殺sha菌jun效xiao果guo比bi單dan純chun靠kao壓ya力li殺sha菌jun的de效xiao果guo要yao好hao得de多duo,280 MPa 的壓力和20 ℃的溫度與150 MPa 和50 ℃的溫度的殺菌效果是相同的,像這樣壓力與溫度相互補助,能夠很好達到二者的平衡點,從而使滅菌的效果更好、更顯著。
表1 影響超高壓殺菌效果的因素

03、超高壓滅菌設備的市場應用
食品超高壓滅菌保鮮設備的主要部分是超高壓容器和加壓裝置(高壓泵和增壓器等),其次是一些輔助設施等。其主體部分有立式和臥式之分,實驗型設備采用立式的較多,生產型設備大多是臥式。
設備要求具有如下的技術特點:第一,能產生並承受要求的超高壓(100 MPa~600 MPa),能保證安全性,有較長的使用壽命和循環載荷次數多;第二,設備的衛生條件要求較高,與食品接觸的部分應使用優質不鏽鋼,傳壓介質為純淨水;第三,設備生產時間短、效率高、操作費用低。
一、國外食品超高壓技術設備狀況
日本是超高壓滅菌技術發展較快的國家,三菱重工已有實驗用和生產用設備供應市場,設備型號為MFE 係列。美國、英國、西班牙、法國和瑞典等也實現了超高壓設備的商品化,但這些設備價格比較昂貴,影響了該項技術設備的推廣使用。
目前能夠實現商業化的超高壓設備公司主要有美國的Avure Technologies 公司、英國的Stansted 公司、西班牙的NCHyperbaric 公司、法國阿爾斯通(Alstom)公司、美國艾爾姆霍斯研究(Elmhurst Research Inc) 公司、日本的神戶鋼鐵(Kobelco) 公司、荷蘭的斯多克食品與乳製品(StorkFood&Dairy Sys-tems B.V.)公司、瑞典的ABB 公司和德國的Uhde 公司等。
其中,美國和西班牙公司的設備應用於生產,其他公司以實驗為主。西班牙NC 公司是歐洲最大的超高壓設備生產商,生產的設備中單筒大規格為600 MPa、420 L,容器結構全部是纏繞式。美國Avure Technologies 公司超高壓設備也是纏繞式筒體,最大設備為600 MPa、525 L 和400 MPa、687 L。
二、國內食品超高壓技術設備狀況
目前,國內超高壓滅菌設備的相關企業主要有山西三水銀河科技有限公司、天津市華泰森淼生物工程技術有限公司、包頭科發高壓科技有限責任公司、北京速原中天科技股份公司及溫州貝諾機械有限公司等。其相關產品的技術性能如工作壓力為600 MPa,填充率達60%以上,循環時間小於8 min,產能約3 000 kg/h。這5 家企業中,天津市華泰森淼生物工程技術有限公司偏重開發實驗型產品,其他幾家開發的是生產型設備,均已實現商業化生產。
04、超高壓滅菌技術在食品行業中的應用

一、超高壓滅菌技術在肉類加工中的應用
(一)超高壓滅菌技術的殺菌作用
肉rou類lei是shi烹peng飪ren食shi品pin當dang中zhong非fei常chang受shou人ren們men喜xi愛ai的de一yi大da類lei,無wu論lun是shi紅hong肉rou還hai是shi白bai肉rou,肉rou中zhong都dou含han有you豐feng富fu的de營ying養yang物wu質zhi。超chao高gao壓ya技ji術shu針zhen對dui肉rou類lei的de加jia工gong操cao作zuo,主zhu要yao集ji中zhong在zai殺sha菌jun和he嫩nen化hua這zhe兩liang方fang麵mian。
超高壓殺菌技術是一種比較溫和的提高食物安全性的一種手段,可以用來預防熟食類肉產品的二次汙染,比如:燒雞、香腸、火腿、裏脊、發酵香腸、醃yan製zhi肉rou製zhi品pin以yi及ji原yuan料liao生sheng肉rou等deng。其qi實shi現xian殺sha菌jun的de手shou段duan一yi方fang麵mian是shi破po壞huai其qi物wu理li結jie構gou,致zhi死si微wei生sheng物wu,另ling一yi種zhong邱qiu偉wei芬fen等deng認ren為wei其qi殺sha菌jun原yuan理li是shi壓ya力li通tong過guo影ying響xiangDNA 等遺傳物質的複製,進而影響一係列微生物生理活動(抑製酶活性)最後致死。
肖華誌等通過研究發現,超高壓技術可以有效消滅生豬肉中的大腸杆菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌,其中在600MPa 壓力下經20min 處理時殺菌效果最好。
傅玉穎等同樣以豬肉為載體,證明了超高壓殺菌技術對細菌具有抑製效果,結果顯示革蘭氏陰性菌和酵母菌在400MPa 左右的壓力下基本不能存活,當壓力升高至600 Mpa,革蘭氏陽性菌才會致死;如果是孢子類細菌,則要利用更大壓力。
但段旭昌等通過研究發現革蘭氏陽性菌存活能力極強,殺菌後殘存數量較多。
此外,Lerasle 等認為超高壓殺菌技術可以作為化學防腐劑一種替代物, 比如替代食物中添加的乳酸鹽。
(二)超高壓滅菌技術的其他作用
除滅菌方麵的應用以外,超高壓技術還可以用於嫩化、改變肌肉凝膠性、gaibianroudepinzhiyuyanse。yanjiufaxian,jingguoyalichulihou,roudexianhongyansehuibianruohuozengqiang,zhengtihuibianliang。juedingroudeyanseqiangdudeguanjianwuzhishijihongdanbaihanliang,roudeyansehuisuizhejihongdanbaiheyanghejihongdanbaibilidebianhuaerbianhua。gaoyakeyiqidaorousegaishandezuoyong,danyidingshizaiyigeheshidefanweinei。
馬漢軍等研究,隨著壓力上升亮度 L* 值上升,色度 a* 值下降。在嫩度方麵,最早於1973 年Macfarlane首次提出牛肉會在高壓下增加嫩度。
常海軍通過試驗證明,超高壓會導致牛半腱肌肉的剪切力逐漸下降,當超高壓處理時間達到20min 時,嫩化作用最為顯著。
白豔紅得出結論與上述相同,區別是她的試驗原料為牛肉和羊肉兩種。
二、超高壓技術在果蔬產品中的應用
超高壓技術在果蔬產品處理上有很大的優越性。目前日本和美國等國家已經有商品化的超高壓果醬、果汁產品上市。許秀舉等對花萊柿罐頭進行200~500 MPa的超高壓處理,結果顯示,維生素C的保留率能達到95%以上,遠遠高於常規的熱加工食品處理技術。
目前市麵上銷售的番茄汁因熱處理使得維生素C損失,趙斌等在400 MPa水平處理番茄汁15 min,其維生素C保留率約為93.6%,番茄紅素保留率約為95.4%。
zengqingmeidengyanjiulebutongdeshuipingdechaogaoyaduilizhiduofenyanghuahuoxingdeyingxiang,jieguobiaoming,suizheyalidezengjia,lizhiduofenyanghuahuoxingchengxianxianzengjiahoujiangdidequshi,dangyalizai500 MPa時,多酚氧化活性下降到73%。
Rodrigo等研究發現土豆中的脂肪氧化酶隨著壓力的增加也呈現先增加後降低的規律,可在壓力500 MPa時完全失去活性,脂肪氧化酶的失活會抑製食品加工貯藏過程中的脂肪氧化,減少不良風味的形成。
一般認為,在蔬菜的加工過程中,葉綠素的降解是其色澤退化的根本原因。何易雯等係統研究了獼猴桃汁中葉綠素在不同保持壓力、時間和溫度下葉綠素的保留率,結果表明,葉綠素的保留同壓力保持呈正相關,在350 MPa以上時,葉綠素的保留率可達到76%以上,這可能與滅活了顏色變化的酶促反應有關。
劉興辰等比較了超高壓(600 MPa/10 min)和高溫短時殺菌(110 ℃/8.6 s)在胡蘿卜汁加工中的優劣,2 種方式均可降低總胡蘿卜素的含量,但超高壓處理的胡蘿卜素總量高於高溫短時殺菌,在總酚保留、減弱褐變方麵優於高溫短時殺菌。
超高壓技術對果蔬製品保質期的影響是果蔬加工企業關注的焦點,主要集中於產品微生物安全性和貯藏時間。
薑斌等分別研究了超高壓處理對於鮮榨蘋果汁和鮮榨胡蘿卜果汁的影響,蘋果汁在高壓400 MPa處理15 min後,4 ℃下可以貯藏7 天;鮮榨胡蘿卜汁經過400 MPa、45 min超高壓處理後,貯藏特性較差,在4 ℃條件下僅能貯藏3 天。這可能與兩者的pH值有關,蘋果汁的pH值為3.79,胡蘿卜汁的pH值為6.59,說明超高壓技術在酸性果蔬產品中的優勢更大。
三、超高壓滅菌技術在水產品中的應用
(一)超高壓滅菌技術對水產品的滅菌作用
延長水產品的保鮮期是拓展銷售的必要基礎,而超高壓技術在水產品上的應用也為這個行業的發展提供了更多可能。OHSHIMA最早將超高壓滅菌技術應用在水產品中,他處理金槍魚參數為450 MPa、15 min,然而處理後並未達到商業無菌標準,所以儲藏運輸仍要通過冷藏的方式。
Karim 等利用此技術處理鯡魚(400MPa、15 min、7℃),將貨架期延長了13 天;
Erkan 等處理紅鰹(300 MPa、5 min、4℃),將貨架期延長了3 天;
Ojagh 等處理鮭魚(300 MPa、10 min) 並配合使用明膠木質素膜在7℃條件下將貨架期延長了13天。依據大量數據總結結論,當超高壓壓力達到300MPa及以上時,處於室溫狀態下的大部分水產品中的微生物都會致死;與此相反,處於300MPa 以下,時間短於3min,基本不會對微生物產生影響。
(二)超高壓滅菌技術對水產品的脫殼應用
超chao高gao壓ya滅mie菌jun技ji術shu處chu理li後hou的de水shui產chan品pin,脫tuo殼ke方fang便bian,與yu傳chuan統tong操cao作zuo方fang法fa相xiang比bi,有you效xiao提ti升sheng了le工gong作zuo效xiao率lv,提ti高gao出chu品pin率lv,降jiang低di工gong作zuo時shi間jian,節jie約yue勞lao動dong力li,是shi目mu前qian非fei常chang受shou歡huan迎ying的de脫tuo殼ke手shou段duan之zhi一yi,也ye是shi唯wei一yi一yi個ge適shi合he工gong業ye化hua高gao效xiao脫tuo殼ke的de技ji術shu。經jing過guo超chao高gao壓ya技ji術shu處chu理li後hou,貝bei類lei三san級ji結jie構gou發fa生sheng改gai變bian,其qi黏nian連lian蛋dan白bai變bian性xing,進jin而er使shi貝bei肉rou等deng殼ke內nei肉rou直zhi接jie脫tuo落luo。
王敏利用此技術處理貽貝(300MPa、2min),貽貝完全脫殼,且貝肉完整,品相極佳;當條件改變(400MPa、5min),發現貝肉質構特性明顯改變,咀嚼性、彈性、硬度均有提高。
賈瑩等由試驗得出結論,蝦姑脫殼在350-400MPa、8min 的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)效(xiao)果(guo)最(zui)佳(jia),較(jiao)傳(chuan)統(tong)脫(tuo)殼(ke)技(ji)術(shu)在(zai)拖(tuo)課(ke)時(shi)間(jian)與(yu)出(chu)品(pin)率(lv)上(shang)都(dou)有(you)大(da)大(da)提(ti)升(sheng),且(qie)處(chu)理(li)後(hou)的(de)嚇(xia)人(ren)色(se)澤(ze)明(ming)亮(liang),顏(yan)色(se)嫩(nen)白(bai),持(chi)水(shui)效(xiao)果(guo)好(hao)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian)超(chao)高(gao)壓(ya)技(ji)術(shu)在(zai)水(shui)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong)方(fang)麵(mian)大(da)有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)。
雖sui然ran超chao高gao壓ya滅mie菌jun保bao鮮xian技ji術shu在zai實shi際ji應ying用yong中zhong還hai存cun在zai一yi些xie不bu足zu,但dan其qi處chu理li食shi品pin時shi所suo具ju有you的de優you點dian仍reng是shi其qi他ta技ji術shu所suo不bu能neng代dai替ti的de。隨sui著zhe超chao高gao壓ya技ji術shu開kai發fa研yan究jiu和he應ying用yong的de進jin一yi步bu深shen入ru,其qi成cheng本ben將jiang不bu斷duan降jiang低di,連lian續xu化hua生sheng產chan問wen題ti也ye會hui逐zhu漸jian解jie決jue,其qi在zai食shi品pin工gong業ye中zhong的de應ying用yong也ye會hui更geng加jia廣guang泛fan。
引用資料:
[1]胡靜,王猛,周文利,沈夢琪,齡南。超高壓技術在食品工業中的應用[J].中國乳業,2020(08):63-66.DOI:10.16172/j.cnki.114768.2020.08.017.
[2]侯養全。超高壓食品滅菌技術研究進展與應用[J].山西科技,2018,33(01):106-108.
[3]畢樂飛,辛波。超高壓滅菌技術在食品加工的研究進展[J].食品安全導刊,2017(12):126-127.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2017.12.093.
[4]彭子寧。超高壓滅菌技術在食品加工中的應用[J].中國食品工業,2022(22):63-67.
[5]鎖冠文,周春麗*,蘇偉,胡雪雁。 超高壓在果蔬、肉類、乳製品保鮮中的應用。 《食品工業》2021 年第42卷第 6 期。
來源:食品夥伴網食品研發創新服務中心,轉載請注明來源。
提醒:文章僅供參考,如有不當,歡迎留言指正;讀者不應該在缺乏具體的專業建議的情況下,擅自根據文章內容采取行動,因此導致的損失,本運營方不負責;如文章涉及侵權,請聯係我刪除或支付稿酬。


手機版




