超高压技术对食品中酶的作用研究进展

超高压处理对乳制品中蛋白质和酶的影响研究进展程凯丽，胡志和*，赵旭飞，贾凌云，肖厚栋，丁新宇（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134）摘 要：超高压（high hydrostatic pressure ，HHP ）处理被认为是最可持续和绿色的技术之一。

HHP 处理能够延长食品货架期，改变牛乳中蛋白质和酶的物理化学性质，提高食品的功能特性、营养特性及感官品质。

本文对HHP 处理引发的牛乳中蛋白质和酶结构及功能的变化进行综述，为HHP 处理在乳制品加工中的应用提供参考。

关键词：乳制品；超高压处理；蛋白质变性；酶活性A Review of the Effect of High Hydrostatic Pressure on Proteins and Enzymes in Dairy ProductsCHENG Kaili, HU Zhihe*, ZHAO Xufei, JIA Lingyun, XIAO Houdong, DING Xinyu(Tianjin Key Laboratory of Food and Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)Abstract: High hydrostatic pressure (HHP) is considered one of the most sustainable and green technologies. HHP can prolong the shelf life of food, change the physical and chemical properties of milk proteins and enzymes, and improve the functions, nutritional characteristics and sensory quality of food. In this paper, the structural and functional changes of proteins and enzymes in milk caused by HHP treatment are reviewed, which provides a rationale for the application of high hydrostatic pressure in dairy products.Keywords: dairy products; high hydrostatic pressure treatment; protein denaturation; enzyme activities DOI:10.15922/ki.jdst.2019.06.007中图分类号：TS252.1 文献标志码：A 文章编号：1671-5187（2019）06-0034-07引文格式：程凯丽, 胡志和, 赵旭飞, 等. 超高压处理对乳制品中蛋白质和酶的影响研究进展[J]. 乳业科学与技术, 2019, 42(6): 34-40. DOI:10.15922/ki.jdst.2019.06.007. CHENG Kaili, HU Zhihe, ZHAO Xufei, et al. A review of the effect of high hydrostatic pressure on proteins and enzymes in dairy products[J]. Journal of Dairy Science and Technology, 2019, 42(6): 34-40. DOI:10.15922/ki.jdst.2019.06.007. 收稿日期：2019-09-26基金项目：天津市科技计划项目（17ZXYENC00130）；天津市高等学校创新团队项目（TD13-5087）第一作者简介：程凯丽（1994—）（ORCID: 0000-0002-1260-5192），女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。

超高压技术在发酵食品加工技术中的应用研究王莹莹发布时间：2021-12-09T05:30:55.077Z 来源：《时代建筑》2021年8月上作者：王莹莹[导读] 超高压技术是一项新型食品加工技术，在发酵食品加工中得到广泛的应用。

王莹莹 211003198301****41摘要：超高压技术是一项新型食品加工技术，在发酵食品加工中得到广泛的应用。

应用超高压技术加工食品可以致微生物死亡，从而影响酶的活性，改变物质之间的相互作用。

基于此，对超高压技术进行简单介绍，分析超高压技术在发酵食品加工技术中的具体应用。

关键词：超高压生产技术；发酵食品；加工技术1.超高压技术概述1.1超高压加工技术的作用机理所谓食品的压力加工, 是指将食品放入液体介质中,加100~1000MPa压力下作用一段时间后,如同加热一样使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失去活性、变性和糊化,同时致死以微生物为主的生物的过程。

超高压加工过程中,食品在液体介质中体积被压缩,超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态,还能使形成生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化,改变其空间结构,使之发生某些不可逆的变化,该过程也可被用来改善食品的组织结构或生成新型食品。

1.2超高压加工技术的特点与传统的热加工技术相比,具有显著的优越性:(1)加压后食品仍保持其原有的生鲜风味和营养成分;(2)加压处理后蛋白质的性状态及淀粉的糊化状态与加热处理亦有所不同,可以期待获得具有新物性的食品;(3)高压处理可以在保持食品原有风味条件下杀菌,这种食品可再经简单加热后食用,从而扩大半调理食品的用途;(4)压力加工可以同热加工组合进行,使食品加工过程多样化;(5)灭菌均匀,操作安全, 且较加热法耗能低;(6)高压处理过程是纯物理过程,有利于未来地球生态环境的保护。

(7)具有速冻及不冻冷藏效果。

(8)延长食品保质期。

2.超高压加工在食品中的应用2.1谷物及豆制品长期以来,谷物的加工都要经历很多热过程,并以此来提高消化性和消除过敏反应,但是营养物质的损失较为严重。

第２９卷第１期Ｖ０１．２９Ｎｏ．１农业科学研究ＪｏｕｍａｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ２００８年３月Ｍａｒ．２００８文章编号：１６７３－０７４７（２００８）０１—００９２一０４超高压对食品中酶的影响张海峰１，白杰１’２，刘姗姗１，金文刚１（１．宁夏大学农学院，宁夏银川７５００２１ｌ２．宁夏食品检测中心，宁夏银川７５００２１）摘要：食品中的酶类是导致食品品质降低的重要原因之一．以近几年有关超高压技术在食品中应用的文献为基础，对超高压处理对酶活性的影响进行了综述．在报道超高压钝化酶类物质的基本原理之上，对影响超高压灭酶效果的因素，如温度、压力、时间、加压方式和介质环境等以及超高压对食品中主要酶类物质和酶反应动力学产生的影响作了详尽的阐述，列举了丰富的实例，展望了超高压在食品领域的应用前景和发展方向．关键词：超高压；食品；酶；影响中圈分类号：Ｑ５５文献标志码：Ａ酶的发现和应用可溯源到四千多年之前，酶在食品工业中有着举足轻重的作用，酶制剂的应用日益广泛，无论是原料自身的酶还是加工中添加的酶，如何充分控制和利用好已成为影响产品质量的关键因素之一．所谓超高压（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＨＰＰ）技术是指将软包装或散装的食品放入密封的高强度的施加压力容器中（常以水或矿物油等流体作为传递压力的介质）在高静压（一般１００ＭＰａ以上）条件下处理一定时间，以达到加工保藏的目的［１］．超高压食品加工技术始于１９世纪末，多年来食品高压处理技术主要利用的是高压对微生物的杀灭作用，近年来食品中的酶类在超高压下活性变化的研究越来越受到重视．超高压可以改变酶的物化特性和化学反应速度，从而达到改变酶的反应活性的目的．通过超高压处理可以灭活食品中的酶类物质，有利于食品的色泽、香味及品质的保证．１超高压对酶类的作用机理酶的化学本质是蛋白质，其生物活性产生于活性中心，活性中心是由分子的三维结构产生的．超高压作用可使维持蛋白质三级结构的盐键、疏水键以及氢键等各种次级键被破坏，导致酶蛋白三级结构崩溃，使酶活性中心的氨基酸组成发生改变或丧失活性中心，从而改变其催化活性［２］．蛋白质的二级和三级结构的改变与体积分数的变化有关，因此会受到高压的影响［３］，而蛋白质的一级结构不受高压作用的影响．另有研究表明，虽然酶活力损失在加压时取决于氧气的体积分数，但活性中心的一ＳＨ氧化成为一Ｓ０２或一Ｓ０３是压力失活的主要原因．不同条件下酶的失活情况不同，根据酶活性的损失和恢复，将酶在压力下失活模式分为４类：完全不可逆失活、完全可逆失活、不完全可逆失活和不完全不可逆失活．２影响超高压对酶作用的因素超高压处理改变酶的活性主要与施加压力大小、加压方式、加压时间以及酶的自身因素等联系在一起．２．１压力的影饷压力对酶的作用效果表现在：在较低的压力下，酶的失活是可逆的，有时还会使某些在常压下受到抑制的酶活性增强．而在较高的压力下，酶活性显著下降，且多为不可逆失活［４］．酶激活除了构型变化，主要是由于压力产生的凝聚作用使组织中原来隔离开的酶和基质相互接触，从而引起酶的反应可被压力加速嘲．酶的活性一般随施加压力值的提高先上升后下降，图形呈钟形，并在此过程中存在一个最适合压力．当压力低于这个值，酶就不会失活，当压力超过这个值（在特定时间内），酶失活速度会加速直到永久性不可逆失活．对于一些酶又存在一个最高压力，当压力高于最高压力时，并不会导致额外酶的收稿日期：２００７一０９一０３作者简介：张海峰（１９８１一），男，陕西宝鸡人，硕士研究生，主要从事农畜产品加工与贮藏研究．通信作者：白杰，男。

超高压食品加工技术研究进展作者：左海萍陈晓兰圣志存来源：《食品界》2022年第03期超高压食品加工技术是指以液体作为压力传递介质（通常以水为加压介质），在静高压100-1000MPa和一定温度下处理适当时间，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物分子失活、变性或糊化，以达到灭酶、杀菌和改善食品功能等目的（图1）。

1. 超高压食品加工技术原理及作用特点超高压食品加工技术是一个物理过程，在处理食品时主要遵循两个原理，即帕斯卡原理和勒夏特勒原理。

帕斯卡原理认为，食品高压处理过程中，压力以同一数值沿各个方向传递到介质流体中所有流体质点，使得食品受压均匀，压力传递速度极快，与食品的形状和体积无关，且不存在压力梯度。

勒夏特勒原理是指反应平衡将朝着减小施加于系统的外部作用力影响的方向进行，即超高压处理会使食品成分中发生的理化反应向着最大压缩状态的方向进行，从而食品中反应平衡，反应速率，以及分子构象变化等。

超高压食品加工技术的最大特点是纯物理过程，瞬间将压力均匀地传到食品的中心，操作安全、耗能低、無“三废”污染，有利于生态环境可持续发展。

超高压技术是在常温或较低的温度下进行，不会对食品产生热损伤，而且只破坏形成大分子立体结构的非共价键（氢键、离子键、疏水键和水合作用等），而对形成小分子物质（如色素、维生素等）的共价键几乎没有影响，同时能够激活或灭活食品中自身存在的酶，提高食品品质。

因此，超高压处理既可以保留天然风味、色泽以及原有的营养价值，又可以杀死微生物、钝化酶，延长食品的货架期。

超高压处理技术与传统热处理技术相比较，其特点如表1所示：2. 超高压技术对食品的影响2.1 超高压技术对食品中蛋白质和酶的影响压力对蛋白质的影响是超高压研究中的一个重要组成部分。

超高压作用下蛋白质的分子体积被压缩变小，改变分子非共价键，引起蛋白质的解聚、分子结构伸展等变化，从而影响蛋白质的溶解性、乳化性、凝胶性、起泡性等性质。

低于800MPa的压力会造成蛋白质分子的空间结构的改变，其中四级结构最为敏感，三级结构次之，二级结构则改变较小;高于800MPa，蛋白质分子的一级结构也会受到影响。

超高压加工对食品酶催化特性的影响张瑜;缪铭;江波;张涛【摘要】作为新兴的非热加工前沿技术,超高压食品加工已成为现代健康食品制造领域的研究热点.文中简要介绍了超高压对食品酶的影响机制及国内外研究状况,并综述了近年来超高压加工条件下不同食品酶催化特性的研究进展,展望了其发展前景.%As a novel non-thermal processing technology, high pressure processing( HPP) has been a study hotspot of manufacturing field that develop the modern healthy nutritional foods. This study briefly introduces the influence mechanisms of HPP upon the enzymes and basic research at home and abroad in resent years, and reviews the process of the catalytic characteristics of various food enzymes under the treatment of high pressure, and finally forecastes the development prospect.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2011(037)003【总页数】6页(P130-135)【关键词】超高压加工;食品酶;催化机制;激活;钝化【作者】张瑜;缪铭;江波;张涛【作者单位】江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122【正文语种】中文近年来,随着社会的发展与科技的进步,消费者对现代食品的质量与品质要求越来越高。

超高压对食品中的酶的影响
林淑英;孔保华
【期刊名称】《食品与机械》
【年(卷),期】1999(000)005
【摘要】综述了超高压技术在国内外的最新研究成果及动态,其中着重谈到了超高压技术对于酶的灭活及激活作用,并对过氧化氢酶、多酚氧合酶、果胶甲基酯酶、脂肪氧合酶、纤维素酶、木瓜蛋白酶等的超高压作用结果作了评述.
【总页数】2页(P30-31)
【作者】林淑英;孔保华
【作者单位】东北农业大学食品学院,150030,哈尔滨;东北农业大学食品学
院,150030,哈尔滨
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.超高压加工对食品酶催化特性的影响 [J], 张瑜;缪铭;江波;张涛
2.超高压对食品中酶的影响 [J], 张海峰;白杰;刘姗姗;金文刚
3.超高压技术对食品微生物及酶的影响 [J], 罗玉鸿
4.超高压技术对食品中的微生物和酶的影响 [J], 吕滨
5.超高压技术对食品中的微生物和酶的影响 [J], 李振林;许秀举
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超高压技术(High Pressure Processing,HPP)是一种非热加工技术，可以通过高压来杀灭微生物和抑制酶的活性，从而延长食品的保鲜期。

超高压技术在谷物和豆类加工中的应用主要有以下几点:
1.杀灭微生物:HPP技术可以有效杀灭食品中的致病菌和其它有害微生物，提高食品的安全性。

2.抑制酶的活性:HPP技术可以通过高压来抑制酶的活性，从而防止食品变质和变色。

3.保持食品营养成分:HPP技术是非热加工技术，可以最大程度地保持食品的营养成分。

4.扩大应用范围:HPP技术可以用于各种谷物和豆类的加工，如米饭、面粉、豆类等。

例如，在米
饭加工中，HPP技术可以用来杀灭贮存中的细菌，延长保鲜期，改善口感，并且可以保持米饭的营养成分。

在豆类加工中，HPP技术可以用来杀灭微生物，防止豆类变质，并且可以保持豆类的营养成分。

5.节省能源:相比传统的高温热处理，HPP技术使用的是高压而非高温，在一定程度上节省了能源的
使用。

总的来说，超高压技术在谷物和豆类加工中具有重要的应用前景，可以提高食品的安全性和品质，延长保鲜期，并且可以保持食品的营养成分。

超髙压—酶法制备小麦抗性淀粉及性质、应用研究超高压（High Pressure）酶法是一种目前在食品加工中被广泛研究和应用的技术，其主要通过应用高压力和酶联合作用，改善和提高食品性质和功能，实现食品的高质量和高附加值。

在小麦加工中，超高压酶法也被用于制备小麦抗性淀粉，并进行性质和应用方面的研究。

小麦抗性淀粉是指在消化道中不能被酶解吸收的淀粉，它类似于膳食纤维，对人体健康有着重要的作用。

具有改善血糖控制、调节体重、促进肠道健康等诸多益处，因此备受关注。

传统方法制备小麦抗性淀粉需要使用化学方法，存在着环境污染和营养损失等问题。

而超高压酶法作为一种绿色环保的新技术，为小麦抗性淀粉的制备提供了新的途径。

超高压酶法制备小麦抗性淀粉的具体步骤如下：首先，将小麦粉或小麦淀粉与适宜酶一起溶解在适宜的溶液中，形成淀粉-酶体系；然后，将该体系置于高压容器中，通入相应的压力；最后，通过控制时间和温度等条件，使淀粉分解酶在高压条件下与小麦淀粉发生反应，形成小麦抗性淀粉。

研究表明，经过超高压酶法制备的小麦抗性淀粉在性质方面具有一定的改变。

首先，其结构更加紧密，分子大小更为均匀，对于消化酶的作用难以渗透到淀粉颗粒的内部，从而增强了抗性淀粉的抵抗力。

其次，经过超高压处理后，小麦抗性淀粉的形态也发生了一定的变化，呈现出不同的结晶形态，从而影响了其肠道内的降解速度和消化性能。

另外，小麦抗性淀粉的糊化特性也得到了一定的改善，例如，其胶化温度和胶化能力增加等。

此外，超高压酶法制备的小麦抗性淀粉的应用研究也非常广泛。

首先，将其应用于食品加工中，可以用来制备高纤维、高抗性淀粉的面包、饼干等产品，增加食品的营养价值。

其次，还可以将其用于功能性食品的开发中，如低血糖指数食品、减肥食品等，满足不同人群的不同需求。

此外，还可以将其应用于医学领域，用于研制治疗糖尿病、肥胖症等疾病的药物。

综上所述，超高压酶法制备小麦抗性淀粉具有诸多优点，如无污染、高效率、绿色环保等，可以提高小麦的附加值和利用率。

食品中超高压处理对酶活性的影响研究酶是生物体内一种非常重要的催化剂，能够加速化学反应的发生，使得许多生化过程能够在体内迅速进行。

酶在食品工业中起着至关重要的作用，从酿酒、面包、奶酪到果酱等各种食品的制作过程中都需要酶的参与。

然而，酶易受外界环境条件的影响而失活，这给食品加工带来了一定的挑战。

为了延长食品的保质期和改善品质，食品科学家们开始研究酶的保鲜技术，其中超高压处理技术被广泛探究。

本文旨在探讨食品中超高压处理对酶活性的影响，以及其在食品加工中的应用前景。

超高压处理是一种将食品置于高压条件下进行的技术，通过增加压力来改变酶催化反应发生的条件。

超高压处理通常使用静态高压和脉冲高压两种方式，前者使用较低的压力长时间作用于食品，后者则是瞬间施加高压。

无论是静态高压还是脉冲高压，都能够在一定程度上影响酶的活性。

研究表明，超高压处理对不同种类的酶活性有不同的影响。

一些研究发现，超高压处理能够抑制某些酶的活性，使其在催化反应中失去作用。

这是因为超高压处理能够改变酶分子的构象，从而影响其活性位点的形状和位置，导致酶活性的降低。

然而，也有研究发现，超高压处理可以激活某些酶，使其活性增强。

这可能是由于高压可以改变酶中的分子间相互作用，进而促使酶分子更好地与底物结合，加快反应速率。

超高压处理对酶活性的影响还与压力的大小和处理时间有关。

一般认为，较低的压力和较短的处理时间对酶的活性影响较小，而较高的压力和较长的处理时间则可能导致酶的失活。

因此，在应用超高压处理技术时，需要根据具体的酶和食品类型选择适宜的处理参数。

超高压处理技术在食品加工中具有广阔的应用前景。

首先，超高压处理可以用于保鲜食品。

通过抑制食品中的酶活性，可以减缓其自然变质的速度，从而延长食品的保质期。

例如，应用超高压处理技术可以延缓果汁中酶的活性，从而防止果汁的褐变和营养物质的丢失。

其次，超高压处理还可以改善食品的品质和口感。

通过激活或抑制酶活性，可以使得食品在加工过程中更好地保持其天然的颜色、口感和营养成分。