食品超高壓技術

食品超高壓技術

食品超高壓技術(ultra—high pressure processing 簡稱UHP)是當前備受各國重視、廣泛研究的一項食品高新技術,它可簡稱為高壓技術(High pressure processing,簡稱HPP)或高靜水壓技術(High Hydrostatic process,簡稱HHP)。

技術介紹

所謂“加壓食品”是將食品密封於彈性容器或無菌泵系統中,以水或其它流體作為傳遞壓力的媒介物,在高壓(100MPa以上,常用400~600MPa)下和在常溫或較低溫度下(一般指在100℃以下)作用一段時間,以達到加工保藏的目的,而食品味道、風味和營養價值不受或很少受影響的一種加工方法。

技術發展

關於高靜壓在食品保藏中的套用研究最早是由Bert Hite在1899年提出的,Bert Hite首次發現450MPa的高壓能延長牛奶的保存期,他和他的同事做了大量研究工作,證實了高壓對多種食品及飲料的滅菌效果。從1895年到1965年,共有29種微生物被選作超高壓殺菌的對象菌。直到八十年代中後期,高壓處理技術在食品中的套用才開始引人注目。1986年,日本京都大學林力丸教授率先發表了用高靜壓處理食品的研究報告,引起日本食品工業界、學術界的高度重視1990年4月,明治屋公司首創採用高壓代替加熱殺菌,由此生產的果醬(High Pressure Jam)投放市場,製品無需熱殺菌即可達到一定的保質期,且由於其具有鮮果的色澤、風味和口感而倍受消費者青睞。

加工原理

﹙一﹚、高壓殺菌釜與高壓殺菌:

在加熱殺菌中,有將高壓殺菌釜殺菌食品稱之為高壓殺菌食品,實為誤稱。因為加熱介質的較高溫度與其體系較高壓力密不可分,在加熱殺菌中,只要體系壓力在常規範圍內,其殺菌機制實為“熱致”而非“壓致”。高壓殺菌食品是先將食品原料充填到塑膠等柔軟的容器中,密封后再投入到高壓裝置中加壓處理,在常溫或較低溫度下達到殺菌效果。

﹙二﹚、食品加壓處理的可行性:

食品物系是多成分的分散系,以水或油作為分散介質,它在物系中是連通的,故稱為連續相。根據帕斯卡原理,壓力在這些連續相內部的傳遞是均衡的、瞬時的。水等液體既是分散介質,又是壓力的均衡傳遞介質。

食品加壓處理的可行性,其關鍵在於採用如水之類液體作為傳遞壓力的介質。如果水一旦變成了冰,它便失去了創造體系內部各點壓力均衡的條件。在常溫下,若給水施加高於1000MPa的壓力,其狀態便成為固態(VI狀態的冰)。這一壓力便是實施高壓處理的壓力上限。

﹙三﹚、蛋白質壓力變性的原因:

迄今為止還沒有關於高壓對蛋白質一級結構影響的報導。二級結構是由肽鏈內和肽鏈間的氫鍵維持,一般高壓有利於這一結構的穩定。三級結構是由於二級結構間相互作用而包接在一起形成球形,高壓對三級結構有較大的影響。一些三級結構的球狀蛋白體結合在一起形成四級結構,這一結構靠非共價鍵間的相互作用來維持,對壓力非常敏感。蛋白質的高壓變性起因於加壓後溶液體積減少。高壓下水和蛋白質等的結構都發生變化,水溶液整體體積減小。

﹙1﹚、高壓對液體的壓縮作用,影響微生物原有的生理活動機能,甚至使原有功能破壞或發生不可逆變化。

① 水在高壓下體積只被壓縮14%,隨之而發生的熱量也很少。

蛋白質澱粉原來的構造破壞、發生變性,酶失去機能,細菌也被殺死。

③食品中胺基酸維生素、香氣成分在高壓下不發生變化。

﹙2﹚、高壓可以引起細胞形狀、細胞膜及細胞壁的結構和功能都發生了變化。

①當壓力增加到405MPa時,釀酒酵母的細胞核結構和細胞質中的細胞器基本上已經變形;

②在506MPa下細胞核不能夠再被識別;

③當壓力得到405MPa時,核內物質從細胞中丟失;而當壓力超過405MPa時;核內物質幾乎完全丟失。

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