新兴食品加工技术—高压技术

当微生物受到高压时,会有许多变化发生,如细胞膜中的分子被修饰,影响膜功能和渗透性;主要的酶,包括涉及DNA复制的那些酶,都会失活;一些细胞蛋白变性。压力处理食品物料的微生物稳定性是一个值得考虑的重要因素,因为在商业规模应用时需要精确地预测产品的货架期。高压技术所需的装备尽管20世纪初高压处理就已被应用于诸如陶瓷制模和金属制造等许多工业领域,但是直至20世纪80年代后期,当出现适于食品加工的高压设备时,才开始利用该技术进行食品加工。鸡蛋蛋白在高压下和加热一样容易形成凝胶已成为事实。压煤通常是水,从底端被泵入容器中。一种是处理包装食品的批处理系统,一般由10～50升的压力容器和一个压力源组成。然而,在这两种状态下凝胶形成的本质完全不同,因为化学键破坏和形成的顺序完全不同。然而,最近几年,高压处理技术才真正被应用于食品工业中。有关谷蛋白和大豆蛋白的研究表明,高压加工可以产生一些高品质的新产品。另一方面,压力能诱导芽孢发芽,这样它们就丧失了抵抗热和压力的能力。例如,对于一些微生物,高压处理后仍具有少量的但数目显著的微生物能够生存。20世纪80年代,日本充分展示了超高压在食品加工中的应用。其处理效果与许多因素有关,包括压力的大小、保压时间、微生物种类、处理温度和底物类型等。压力通过压煤、食品迅速均匀地传递。因此,尽管高压在食品保藏领域离商业规模应用还很远,但作为一种食品质构调整的工具,高压技术具有乐观的应用前景。调整食品质构高压可使蛋白质变性,使脂肪凝固并破坏生物膜,它还能改变蛋白质和肌肉的结构,影响淀粉的糊化。包装好的食品被装入高压容器中。在日本市场上可以发现许多超高压食品,包括口味像新鲜水果的果酱、果汁、色拉调味料、即食甜点、葡萄柚和具有“即榨”新鲜风味的橘子汁等。这些结果可能不会使细胞完全失活但会损伤它们。高压微生物失活动力学与热及其他食品加工方法显著不同。在法国,这些果汁也可在市场上看到。另一种是在半连续系统中,液体食品可以直接置入压力容器中。应用于大范围的食品压力杀菌还需要积累大量可靠的数据。在低浓度时,蛋白质将保持溶液状态但具有不同的功能。早在1895年,H.Royer就进行了利用高压处理杀死细菌的研究。高压处理后产品的贮藏条件能决定这些受伤细胞的命运。由于各个方向的压力是相等的,产品外形不会被破坏,处理时间通常相对较短,不超过15分钟。笔者也进行了高压对大豆蛋白影响的研究,高压处理大豆分离蛋白可获得高品质的凝胶。经高压处理,蛋白质系统在高浓度条件下将只形成凝胶。尽管大多数酵母菌和霉菌对这些处理都非常敏感,但还有一些微生物,如Byssochlamysnivea产生的孢子特别耐压。例如,乳清蛋白是非常差的起泡剂,但高压处理β-乳球蛋白(乳清中的一种主要成分)可使其具有更强的表面活性从而改善其起泡稳定性。这需要进一步详细地研究。利用高压技术来保存食品不是一个新的思想。许多研究者研究了大肠杆菌(Escherichiacoli)和李斯特菌(Listeria)损伤动力学和失活机理,其中一些工作包括加压和加热组合的影响。改善乳制品及肉制品质量.。其所利用的压力范围非常广泛,从100～900MPa(相当于1000～9000大气压)均可。加压(400MPa)和加热(60～90℃)组合处理或50～400MPa的压力循环处理都可以杀死大量微生物。300～700MPa的压力能够杀死细菌,但一些细菌一旦形成芽孢就具有更强的耐受力。在1899年,BertHite了利用450MPa或更高压力能延长牛奶的保存期。在美国,高压处理鳄梨占据的市场份额正逐年增加。压力对病原体的影响同加热处理一样,高压技术处理也可使食品腐败微生物失活。如何优化这一过程来获得微生物的安全是当前研究的重要课题。据,最近在美国乔治亚大学安装了这种中试系统,能处理液体或泥状水果产品,使用的压力高达350MPa,流量为15升/分。高压处理食品装备类似于传统的热处理,主要有两种类型的工业装置。一旦达到预定的压力,泵停止工作,关闭阀门,不需继续提供能量就可以保持压力