超高压加工技术不仅可用于食品杀菌,灭酶与质构改善等,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,超高压技术在果蔬制品、肉制品、乳制品、蛋类食品、水产品加工及有效成分提取中已得到广泛的应用。

1.超高压在果蔬加工中的应用

超高压技术在食品加工中最成功的应用是果蔬产品的杀菌。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。

新鲜果汁中含有丰富的维生素、蛋白质、氨基酸以及还原糖等营养成分,这些营养成分经过传统热力杀菌处理后损失很大,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,通常情况下超高压不会引起风味物质的损失。王寅等采用200~500 MPa高压分别对蓝莓汁处理5~15 min后,发现高压处理后,蓝莓汁的还原糖的含量变化不大,压力为500 MPa时,蓝莓汁的Vc保留率可达94.2%。

采用高压技术杀菌不仅使水果中的微生物致死,还可使酶活力降低。刘兴静等采用超高压处理鲜榨苹果汁,随着处理压力升高和保压时间延长,菌落总数,大肠菌群数均显著下降。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,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,其操作过程是在常温下进行,并且超高压只作用于非共价键,而不影响共价键,因而能较好保持果汁固有的口感、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与未处理的对照组相比明显降低。

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。

肉的嫩度指肉在食用时口感的老嫩,反映肉的质地和食用品质,是消费者评价肉质优劣的常用指标。高海燕等采用超高压对鹅肉进行嫩化处理,发现超高压可使其失水率降低,持水率提高,明显增加了鹅肉的嫩度。

为研究超高压处理对南京盐水鸭货架期和品质指标的变化规律,沈旭娇等以200 MPa和400 MPa的压力分别在20℃、30℃、40℃条件下对真空包装盐水鸭胸脯肉进行10 min处理。4℃贮藏条件下,每周对超高压处理样品中的微生物总数、pH值、脂肪氧化程度、颜色及感官指标进行测定,结果表明超高压处理能够有效抑制南京盐水鸭中的微生物,从而有效地延长产品的货架期。而且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。

3.超高压在水产品加工中的应用

水产品的加工比较特殊,要求具有水产品原有的风味、色泽,良好的口感与质地。常用的热处理、干制处理均不能满足要求。而经超高压处理的水产品,可较好地保持原有的新鲜风味。

胡庆兰等采用超高压处理鱿鱼片,对处理后的鱿鱼色泽、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。

欧仕益等以虾为试验原料,采用不同压力和保压时间处理鲜虾仁,研究了超高压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,具有最佳灭菌效果。与沸水中灭菌和高温灭菌相比,超高压灭菌对对虾质构的影响最小,能较好地保持虾仁的硬度、咀嚼性和弹性。

4.超高压在酒类加工中的应用(www.daowen.com)

酒类生产中酒的自然陈化是一个既耗时、又能耗大的处理过程。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,以总酸、电导率、异戊醇/异丁醇、四大酯为指标与常压(0.1 MPa)下的新酒对比,并将各酒样存放1个月,检测各项指标用以对比。结果随着压力的上升,总酸、电导率、乳酸乙酯增加,异戊醇/异丁醇等均有所变化,总的变化趋势是朝酒陈化方向变化。充分说明超高压射流技术对白酒的催陈作用显著。

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水射流设备对新鲜未经灭菌的啤酒清酒进行灭菌处理,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—乳酸菌具有很好的杀菌作用,而且随着射流压力的增大,其杀菌效力也不断增大,当压力控制在150 MPa以上时,可以将啤酒中的乳酸菌完全杀灭。

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,蛋虽然是冷的,但却已经凝固。与加热煮熟的鸡蛋相比,这种蛋的味道非常鲜美,蛋黄呈鲜黄色且富有弹性。研究表明超高压处理使蛋白质变性的凝胶,比加热凝胶软且更富弹性,消化率较好。此外,氨基酸和维生素没有损失,保留了鸡蛋的自然风味,不会生成其他物质。

夏远景等对液体蛋超高压处理后细菌致死率与处理压力、保压时间的关系做了研究。结果表明,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;压力为440 MPa,保压20 min时,细菌致死率为99.90%。压力为400 MPa,保压20 min的蛋液细菌总数由初始13100 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。经感官评定,室温下,密封于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30 d后依然新鲜如初。

6.超高压在乳制品加工中的应用

热处理是在现代乳制品生产中最常见的加工处理方法。它虽然能杀灭乳品中部分(主要是病原菌和腐败菌)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,而超高压技术不仅能够保证乳制品在微生物方面的安全性,而且还能较好地保持乳制品固有的营养品质、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,使其进入凝块。胡志和等对酪蛋白用超高压进行处理,结果表明:经超高压处理的酪蛋白能够明显改善其加工特性,其乳化性、黏度、溶解性、持水性均有较大幅度的提高。在400 MPa时其乳化性、黏度、溶解性、持水性最好。Anna Zamora等通过对比用超高压处理的牛奶和经单一巴氏杀菌的牛奶生产的奶酪的不同,发现经超高压处理之后,奶酪的持水性更强,货架期明显高于传统的杀菌方法。

7.超高压在有效成分提取中的应用

超高压技术在有效成分提取方面与传统提取方法相比具有提取时间短,提取得率高,能耗低的优点。超高压提取有效成分可以在室温条件下进行,故不会因热效应而使有效成分的活性降低。

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超声波法、微波辅助提取法、超临界提取法等常用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提取方法高出10%以上,且提取率高,环境污染小,安全性高。