食品超高压杀菌技术及其研究进展

□ 钱其龙 新疆工业经济学校

食品超高压杀菌技术及其研究进展

□ 钱其龙 新疆工业经济学校

食品超高压杀菌技术属于人类针对食品研究的新技术，它将研究重心放在对压力的控制方面，希望从多个角度来探讨超高压杀菌对食品的影响作用，如压力的大小、加压时间、方式、温度、对微生物种类特性、pH值包括食品本身组成添加、水分活度与灭菌控制的影响作用等。本文探讨食品超高压杀菌技术中这些要素的优化研究进展过程，以期获得食品的最佳杀菌效果。

食品超高压杀菌技术；压力；杀菌效果

食品超高压技术（ultra-high pressure processing, UHP）是高新产业发展的新技术，它也被称为高静水压技术或高压技术。在美国、日本一些发达国家中，UHP技术已经发展成熟，例如早在1990年，世界上第一份高压食品就在日本诞生，它在保留食品固有风味、质构、色泽、新鲜度与营养品质的基础上，实现了超高压环境下的灭菌、灭酶目的，大幅改善了食品的整体品质，已成为当前健康食品发展的重要技术。

1 食品超高压杀菌技术的基本原理

UHP技术的基本原理就是将食品物料以某种技术要求的包装方式包装，并放入到食用油、油水乳液及甘油中，以100～1 000 MPa的压力作用进行指定时间的灭菌过程，以求达到高压杀菌目的。它的基本原理就是通过压力来杀死食品物料中的微生物，破坏它们的细胞膜，同时限制抑制酶的活性，最终影响食品物料中DNA等遗传物质的复制过程。从科学角度讲，高压抑菌能促使食品物料中主要酶类发生变形。例如标准1 00～300 MPa的压力就会引发可逆酶变性，但超过300 MPa酶变性将不可逆，此时食品物料中的酶分子内部结构遭到破坏，其活性部位也有较大变化，而且食品物料中可能存在的大肠杆菌也会受到诱导、翻译与转录影响。所以，利用UHP技术对食品物料进行杀菌，保证食品生产及使用安全已经为人类所广泛认可。

2 食品超高压杀菌技术的研究进展

在研究UHP技术过程中，人类也发现了它所涉及的诸多科学因素，包括压力大小、加压时间、施压方式、处理温度和微生物种类（包括食品物料本身的添加物、pH值、水分活度等因素）。在UHP技术的实施过程中，有必要对这些技术进行深入性研究分析。

2.1 压力方面

UHP技术的关键点就在于控制压力，例如压力的大小、加压时间以及施压方式等。首先，压力的大小与加压时间。在一定加压范围内，如果UHP所给的压力越高，它的灭菌效果也就越好。例如在300 MPa以上压力环境中，细菌、霉菌与酵母菌等都会被消灭，这是因为病毒会在较低的气压环境中失去活力。对于非芽孢类微生物，它的施压范围要求应该控制在300～600 MPa，而像芽孢类微生物的消灭压力环境则要提升到1 000 MPa以上。如果对该类微生物的处理环境为300 MPa以下，则会促进其生长发芽。在压力控制方面，目前，国外相关专业领域也有深入研究，例如基于高压处理技术的菠萝欧文氏菌的研究，它能够有效延长食品的保质期，高压压力越大，杀菌效果就越好。而在美国，针对特定环境条件下的大肠杆菌抑制研究也逐渐深入，利用UHP高压处理实施较长的加压时间，大肠杆菌就会被抑制5～6个数量级。例如，在针对鲜牛奶中细菌行为影响的高压处理研究过程中，主要检查鲜牛奶中细菌的菌落尺寸，然后适当增加处理压力，延长保压时间，较长的保压时间能够提升处理压力，进而使细菌菌落直径变小。同理，基于对压力的控制研究及高压灭菌的时间把握还在许多食品中有过研究，并取得了一定的研究成果。其次，施压方式。UHP所提供的高压灭菌方式主要包括连续式、半连续式与间歇式。研究表明，相比于同持续静压，阶段性压力变化处理能够大幅度减少菠萝汁中的酵母菌，这就涉及嗜热脂肪芽孢杆菌的失活状况，应对菠萝汁采用重复压力施压的处理方式才更有效。具体来讲，采用600 MPa压力，在70～80 ℃的温度条件下施压5 min左右，反复重复6次，能够消灭菠萝汁（106/g）中所有的含嗜热脂肪芽孢杆菌。同理，利用间歇式加压处理能力能够有效抑制食品中的微生物生长。例如，在针对豆浆的UHP技术处理方面，采用间歇式加压效果就优于连续加压。对豆浆进行第一次加压引发芽孢菌发芽，第二次加压消灭芽孢菌发芽后所形成的营养细胞，这种重复的短时处理在杀灭芽孢菌方面的效果更好，尤其是针对那些容易受到芽孢菌污染的食物杀菌处理方面[1]。

2.2 pH值方面

微生物都拥有适应自身生长的pH值范围，如果给予它们一定的压力作用，介质的pH值就会在极大程度上影响微生物的生命活动，这是因为压力改变了介质pH值，即缩小了微生物生长的pH值范围。例如，在针对啤酒酵母的高压灭菌过程中，发现采用常温高压处理，如果pH值在7.0时其杀菌效果较差，如果在低温环境下，pH值变化则对灭菌效果没有影响。同理，在利用高压处理橙汁中的霉菌时，一般pH值选取在2.4～4.5左右时，灭菌效果与pH值变化无关。所以，灭菌处理某些中性pH值食品过程中，如果只靠UHP技术处理，可能不会获得较理想的效果，这一点还有待于深入研究[2]。

3 总结

UHP超高压杀菌技术其内容复杂且所涉及影响因素较多，所以针对特定食品进行高压杀菌处理时，也需要选择有针对性的杀菌工艺，优化杀菌过程。通过大量可靠数据积累与使用，确保超高压环境下的食品微生物指标达标，达到所希望的处理效果。

[1]邱伟芬,江汉湖.食品超高压杀菌技术及其研究进展[J].食品科学,2001(5):81-84.

[2]李双,王成忠,唐晓璇,等.超高压技术在食品工业中的应用研究进展[J].齐鲁工业大学学报,2015(1):15-18.

钱其龙（1980-），男，新疆博乐人，本科，助理讲师。研究方向：粮油加工技术。