超高压技术在食品加工中的应用与研究进展

工艺以及对小麦、玉米、绿豆、藕、木薯、甘薯、土豆 热处理 可 使 多 酚 氧 化 酶 钝 化 。果 胶 甲 基 酯 酶 会 使
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热 橘汁中产生絮状不稳定物， 由于其来源不同， 耐压
点 性也有所不同。Ａ Ｃ Ｐｏｌｙｄｅｒａ 等（ ２００４） 研究希腊脐 论 橙 果 汁 中 的 果 胶 甲 基 酯 酶 时 发 现 ， ５００ ＭＰａ 处 理 坛 １５ ｍｉｎ 该酶基本被钝化， 而且在贮藏与运输过程
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ－ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ （ ＵＨＰ） ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍａｙ ｉｎａｃｔｉｖａｔｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｍｉｓｍｓ， ｉｎｆｌｕ－ ｅｎｃｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， ｍｏｄｉｆｉｅｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｔｏ ｒｅｖｉｅｗ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐ－ ｍｅｎｔ ｏｆ ＵＨＰ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｓｏｍｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ＵＨＰ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ａｌｓｏ ｂｅ ｍｅｎ－ ｔｉｏｎｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａ－ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ； ｆｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ； ｐｒｏｓｐｅｃｔ
励 建 荣 等（ ２００６） 指 出 ， 酶 的 化 学 本 质 是 蛋 白
并已有了一定规模的工业化生产。目前， 国外超高 质， 其活性产生于活性中心， 高压可破坏酶蛋白的
压技术已在果酱（ 草莓酱、猕猴桃酱、苹果酱等） 、果 ３ 级结构， 从而使酶的活性发生变化。食品制品、 的过氧化物酶可使蔬菜在贮藏过程中产生不良风
热 点
超高压技术在食品加工中
论
坛
的应用与研究进展
张 英 １， 白 杰 １， ２ ， 张海峰 １ ， 王换玉 ３
（ １．宁夏大学农学院， 银川 ７５００２１； ２．宁夏食品检测中心， 银川 ７５０００１； ３．包头科发高压科技有限责任公司， 内蒙古 ０１４０３０）
摘 要： 应用超高压技术加工食品可以致死微生物， 影响酶的活性， 改变物质间的相互作用。对超 高压技术发展的历史与现状及其在食品加工中的应用与研究进展作一阐述， 并对超高压技术的 发展前景进行了展望。 关键词： 超高压技术； 食品工业； 应用； 前景
源，谷物可减少心脏病及一些肠胃癌和呼吸道疾病 还可以直接生产新产品， 例如， 经 ４００ ＭＰａ或６００ ＭＰａ
保持被加工食 物 天 然 的 色 、香 、味 及 营 养 成 分 ， 同 时又能有效地克服传统的热加工方式处理食品 所带来的种种缺陷， 给食品加工业注入了新的活 力。超高压技术与传统的热处理相比， 可以保留更 多的营养成分， 减少热敏成分的损失， 并且不会产 生热处理所带来的蒸煮味， 因此能够更好地保持 食品原有的性状与风味［１］。
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ａｄｖａｎｃｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｌｔｒａ Ｈ ｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｓｔｏｒａｇｅ ＆ Ｐｒｏｃｅｓｓ
２００８ 年第 ５ 期
保鲜
与
加工
（ 总第 ４８ 期）
ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇ１， ＢＡＩ Ｊｉｅ１，２， ＺＨＡＮＧ Ｈａｉ－ ｆｅｎｇ１， ＷＡＮＧ Ｈｕａｎ－ ｙｕ３
鱼糜鱼糕、鱼肉制品、牛肉制品、甲壳类水产品等开 展系列研究［２］， 并取得了可喜的研究成果。
味， 但因其来源不同， 耐压性也有所不同 。Ｂ Ｋｒｅｂ－ ｂｅｒｓ 等（ ２００２） 对绿豆进行研究发现， ５００ ＭＰａ 处理
我国超高压技术在食品加工中的应用虽然处 １ ｍｉｎ， 过氧化物酶活力下降２０％ ， 在 ９００ ＭＰａ 下 处
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ ＮｉｎｇＸｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｉｎｇｘｉａ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｆｏｏｄ ，Ｙｉｎｃｈｕａ ７５０００１， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｂａｏｔｏｕ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｎｅｉｍｅｎｇｇｕ ０１４０３０， Ｃｈｉｎａ）
超高压技术在日本的成功应用， 很快引起了 菌， 可避免一般高温杀菌所带来的不良影响。
德、美、英、法等欧美国家及韩国的高度重视， 先后
投资对高压食品的加工原理、方法、技术细节及应 ３ 超高压技术对酶的影响
用 前 景 进 行 了 广 泛 而 深 入 的 研 究 。美 国 已 将 超 高 压
技术列为 ２１ 世纪食品加工、包装的主要研究项目，
国也有很多该领域研究人员较早地应用超高压技 （ ２００４） 在研究了超高压对梨汁中多酚氧化酶活力
术 进 行 食 品 加 工 的 研 究 ， 叶 怀 义（ ２００３） 就 超 高 压 的 影 响 中 发 现 ， 在 ５０ ℃条 件 下 ３００ ＭＰａ 处 理 １０
对微生物、酶的灭活机理， 果肉饮料和果酱的加工 ｍｉｎ 多酚氧化酶被激活， 而 ５００ ＭＰａ 并结合适当的
ｔｏｎｉｏ 等（ ２００２） 还对牛乳中 ５ 种常见的致病菌进行 研究， 得出 ５ 种菌的耐压率依次为金黄色葡萄球菌＞ 乳杆菌＞李斯特氏菌＞大肠杆菌＞荧光假单胞菌， 同 时还发现， 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在低温条
中不会复活。Ｃ Ｍ Ｓｈｏｏｋ 等（ ２００１） 对番茄中的果胶 件下比常温更耐压。通过与热处理的牛奶相比， 高
中图分类号： ＴＳ２０５ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ ６２２１（ ２００８） ０５－ ００１８－ ０４
食品超高压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 般在 １００ ＭＰａ 压力以上） 条件下处理一定时间， 以 达 到 贮 藏 保 鲜 食 品 的 目 的 。当 食 品 在 液 体 介 质中 体积被压缩后形成高分子物质立体结构的氢键、 离子键、疏水键等非共价键即发生变化， 结果导致 蛋白质变性、淀粉糊 化 、酶 失 去 活 性 、微 生 物 等 被 杀死。但在此过程中， 对构成蛋白质等高分子物 质 及 维 生 素 、色 素 和 分 味 物 质 等 低 分 子 物 质 的 共价 键无影响。因此， 该技术的优越性就在于能最好 地
揭开了高压理论（ 超高压技术） 应用于食品加工业 生物化学反应， 同时使细胞膜和细胞壁被破坏， 从
的序幕。目前， 日本在超高压食品加工方面仍居于 而影响 微 生 物 原 有 的 生 理 活 性 机 能 ， 甚 至 发 生 不
国 际 领 先 地 位 ， 已 拥 有 大 量 的 食 品 超 高 压 处 理 实 可逆变化［３］。林淑英等（ ２００３） 介绍了超高压处理对 第 ８ 卷第 ５ 期
（ ５００ ＭＰａ） 下蛋白质变性凝固、７００ ＭＰａ 形成凝胶 取得了预期试验效果， 获得了超高 压 保 鲜 果 汁 和
的现象。这 是 超 高 压 技 术 应 用 于 食 品 加 工 的 理 论 超 高 压 催 陈 酒 类 技 术 。潘 见 等（ ２００４） 对 草 莓 汁 、
雏形。但是限于当时的各方面条件， 这些研究成果 西瓜汁等做了大量的试验， 获得了很多有价值的
术。１９８６ 年日本京都大学的林力丸教授率先开展 进行了大量的研究。据报道， 目前已有企业 采 用 国
了高压加 工 食 品 的 试 验 ， 并 引 起 了 日 本 加 工 业 界 产 超 高 压 设 备 与 技 术 加 工 鲜 海 参 、鲜 牡 蛎 、鲜 果
的浓厚兴趣， 掀起了（ 超） 高 压 技 术 在 食 品 中 的 应 汁及水 果 等 食 品 并 已 成 功 上 市 。这 标 志 着 我 国 在
于起步阶段， 但很多学者已致力于这方面的研究， 理 １０ ｍｉｎ 其 活 力 下 降 ８０％。多酚氧化酶是导致食
国家高度 重 视 这 一 技 术 ， 已 有 多 项 课 题 被 列 入 国 物褐变与腐败的主要原因， 而且非常耐压， 在 ８００～
家 ８６３ 计划、农业跨越计划及科技攻关等领域。我 ９００ ＭＰａ 压 力 下 才 能 使 其 活 力 减 弱 。曾 庆 梅 等
甲基酯酶进行高压处理， 发现 ４００～６００ ＭＰａ 处理 ５ 压没有破坏共价键。
ｍｉｎ 时，被检测的果胶甲基酯酶活性有所上升， ８００ ４．３ 超高压技术在肉制品中的应用
ＭＰａ 处理 ５ ｍｉｎ 后活性也仅仅下降了 ３０％。
超高压技术应用于肉制品可提高其保水性、
乳 化 性 、黏 结 性 等 。Ｍａｃｆａｒｌａｎ（２００３）报 道 ， 添 加 １％
目 前 ， 超 高 压 技 术 已 被 应 用 于 果 汁 、果 酱 、肉 制品、乳制品、海产品、谷类及豆类的加工中。
１ 超高压技术的发展历史与现状
作者简介： 张 英（１９８５—） 女 ， 汉 族 ， 宁 夏 人 ， 在 读 硕 士 研 究生， 主要从事农产品加工与贮藏研究工作．
早在 １８９９ 年， 美国化学家 Ｂｅｒｔ Ｈｉｔｅ 就首次发 现了 ４５０ ＭＰａ 的 高 压 能 延 长 牛 乳 的 贮 藏 期 ， 以 后
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相继有很多报道证实了高压对各种食品和饮料的 杀菌效果。公认的开创现代高压技术先河的是美国 物理学家 Ｐ Ｗ Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ（ １９４６ 年获得诺贝尔物理 学 奖） 。Ｐ Ｗ Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ 在 １９１４ 年 发 现 在 静 水 压
等淀粉的糊化特性影响进行了详细研究， 励建荣 热 等（ １９９９） 对橙子、草莓、西瓜、黄瓜、猪肉、牛肉、草鱼、 点 河 虾 、鸡 蛋 等 超 高 压 处 理 后 的 灭 菌 效 果 、营 养 品 论 质、风味以及超高压催陈黄酒进行了一系列研究 ， 坛