超高壓技術(shù)在果蔬產(chǎn)品殺菌中的應(yīng)用研究進(jìn)展

王華斌，徐玉霞

(寶雞文理學(xué)院災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 寶雞721013)

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超高壓技術(shù)在果蔬產(chǎn)品殺菌中的應(yīng)用研究進(jìn)展

王華斌，徐玉霞

(寶雞文理學(xué)院災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 寶雞721013)

介紹了超高壓處理的基本原理和主要特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外有關(guān)超高壓滅菌原理及動(dòng)力學(xué)研究的最新進(jìn)展，以及超高壓處理對(duì)果蔬中主要微生物、酶活性、色素、色澤、質(zhì)地、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)活性的影響，并分析了超高壓處理果蔬產(chǎn)品安全性和應(yīng)用前景。

超高壓；滅菌動(dòng)力學(xué)；酶活性；色澤；質(zhì)地；風(fēng)味；營(yíng)養(yǎng)活性

在我國(guó)，通常將壓強(qiáng)超過(guò)100MPa稱(chēng)為超高壓，而在其他國(guó)家或地區(qū)稱(chēng)為高壓。因此，習(xí)慣上將超過(guò)100MPa的壓強(qiáng)稱(chēng)為超高壓。超高壓技術(shù)(ultra high pressure processing，UHPP)可簡(jiǎn)稱(chēng)高壓技術(shù)(high pressure processing，HPP)或靜水壓技術(shù)(high hydrostatic pressure，HHP)。食品超高壓技術(shù)是將食品原材料包裝后置于密閉的超高壓容器中，在靜高壓(常用的壓強(qiáng)范圍在100～1000MPa)和適當(dāng)?shù)臏囟认录庸ひ欢〞r(shí)間，引起食品成分中非共價(jià)鍵(即離子鍵、氫鍵等)的破壞或形成，使食品中的蛋白質(zhì)、酶、淀粉等天然有機(jī)高分子化合物發(fā)生變性、失活和糊化，并殺滅食品中的細(xì)菌等微生物，使食品達(dá)到滅菌、加工和保藏的目的[1]。

超高壓技術(shù)在現(xiàn)代食品工業(yè)中最廣泛的應(yīng)用是果蔬產(chǎn)品的殺菌加工。美國(guó)、日本、法國(guó)等大量果汁飲料廠已開(kāi)始運(yùn)用這項(xiàng)新的食品加工技術(shù)。經(jīng)過(guò)超高壓處理過(guò)的果汁可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)，而殺菌處理后的果汁無(wú)論從風(fēng)味、組成、營(yíng)養(yǎng)成分等都沒(méi)有發(fā)生顯著改變，并且在常溫下可以保持?jǐn)?shù)月之久。因此，對(duì)果汁進(jìn)行超高壓處理可以使果汁原漿保存較長(zhǎng)時(shí)間。從1895年H.Royer發(fā)現(xiàn)超高壓可殺死微生物，至1991年超高壓食品的工業(yè)化生產(chǎn)在日本成為現(xiàn)實(shí)，經(jīng)歷了近百年的過(guò)程，超高壓技術(shù)最有價(jià)值的應(yīng)用之一就是殺滅果汁原漿中的致病菌，從而保證產(chǎn)品的衛(wèi)生和安全。

1 超高壓技術(shù)的基本原理、主要特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)研究

1.1 超高壓技術(shù)的基本原理和主要特點(diǎn)

超高壓技術(shù)主要遵循Chatelier原理和Pascal原理。Chatelier原理是指在加壓的條件下，一些導(dǎo)致化學(xué)平衡系統(tǒng)體積減小的因素將會(huì)加強(qiáng)，包括化學(xué)反應(yīng)、相變，以及某些分子的構(gòu)象發(fā)生變化。增大壓強(qiáng)促進(jìn)分子內(nèi)和分子中氫鍵的形成，減小原子間的距離，破壞離子鍵等相互作用，但其對(duì)共價(jià)鍵影響較小，從而使食品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分得以保留[2]。Pascal原理是指在加壓的條件下，食品中所有分子和原子幾乎同時(shí)受到相同的壓強(qiáng)。因此，超高壓技術(shù)具有均勻和迅速的特點(diǎn)，不受食品大小和形態(tài)的影響。超高壓技術(shù)具有耗能低、污染少的特點(diǎn)，并且可在常溫或低溫下應(yīng)用，也促使組織變性得到新型食品。但超高壓技術(shù)也有不足之處，一次性投入成本較高，難以連續(xù)化生產(chǎn)是一直制約其廣泛應(yīng)用的重要因素。[3]

1.2 超高壓滅菌的動(dòng)力學(xué)研究

超高壓技術(shù)最早應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，在應(yīng)用于食品工業(yè)時(shí)，還沒(méi)有有一套可行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，國(guó)際食品微生物標(biāo)準(zhǔn)鑒定委員會(huì)(ICMSF)提出“食品安全目標(biāo)”為標(biāo)準(zhǔn)的“等效性”原則，以期望建立起不同食品工藝間的可比性。“等效性”原則是指在所有的食品加工工藝中，都能使食品安全風(fēng)險(xiǎn)降低到一定程度均是效果等同而被認(rèn)可的?！暗刃浴痹瓌t為超高壓滅菌技術(shù)和其他滅菌技術(shù)在食品加工工藝中的推廣提供理論基礎(chǔ)。超高壓滅菌過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)以及由此得到的數(shù)學(xué)模型可用于比較不同的工藝條件對(duì)食品中微生物的滅活效果。值得注意是，微生物經(jīng)過(guò)亞致死條件的超高壓處理后可能會(huì)重新恢復(fù)活性，后期檢測(cè)所使用的培養(yǎng)條件不同，結(jié)果可能也會(huì)存在差異，從而最終影響超高壓滅菌效果的評(píng)價(jià)及模型建立[4]。

Balasubramaniam等[5]在研究超高壓滅菌的動(dòng)力學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，超高壓設(shè)備和樣品的傳熱性也是非常重要的2個(gè)因素。因?yàn)槭褂貌煌某邏涸O(shè)備，在其他因素相同的條件下，獲得的滅菌效果有一定的差異性。他還提出樣品的傳熱可能對(duì)超高壓滅菌會(huì)有影響，但還有待于進(jìn)一步研究。并且他希望能夠完善超高壓滅菌的標(biāo)準(zhǔn)化研究方法。在高溫滅菌時(shí)，絕大多數(shù)微生物的死亡規(guī)律遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，其動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)幾乎成呈直線(xiàn)。然而超高壓滅菌的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)在多數(shù)研究中表明并不是呈直線(xiàn)。無(wú)論是在食品樣品中天然存在的微生物還是專(zhuān)門(mén)接種到食品樣品中的微生物，超高壓滅菌的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)開(kāi)始階段均為“肩形”，表明起初有一定的滯后性；而后期又有拖尾現(xiàn)象，表明少量耐壓菌群的存活。這種滯后和拖尾現(xiàn)象可能是由于食品樣品中原先存在的微生物芽孢在超高壓處理過(guò)程中出現(xiàn)了萌發(fā)或者在超高壓設(shè)備內(nèi)部有殘留微生物。Trujillo等[6]在研究中提出了平方根模型，成功地預(yù)測(cè)了大腸桿菌(E,coli)的超高壓滅菌動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。他還認(rèn)為該模型除了設(shè)備條件外對(duì)滅菌的因素還有4個(gè)，分別為溫度、pH、水分活度(Water activity)和樣品的營(yíng)養(yǎng)組成。

2 超高壓處理對(duì)果蔬中微生物的影響

超高壓處理主要是破壞微生物的細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并抑制DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，從而殺死微生物。微生物的細(xì)胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成，超高壓處理可引起細(xì)胞膜雙分子層的體積減小，從而影響了細(xì)胞膜的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞的破壞和凋亡。

2.1 超高壓對(duì)細(xì)菌的影響

Arroyo等[7]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理不同種類(lèi)的細(xì)菌需要的壓強(qiáng)參數(shù)不同。在350MPa壓強(qiáng)下可殺死絕大多數(shù)革蘭氏陰性菌，而在400MPa壓力還有部分的革蘭氏陽(yáng)性菌存活。Wang等[8]運(yùn)用超高壓處理了分別接種在蘋(píng)果、柑橘、杏子和櫻桃汁中的葡萄球菌、大腸桿菌和腸炎沙門(mén)氏菌，結(jié)果表明在40℃、350MPa壓強(qiáng)的條件下，處理5min均可殺死這些微生物，但無(wú)法殺滅微生物的孢子。

2.2 超高壓對(duì)細(xì)菌孢子的影響

細(xì)菌孢子不僅有耐熱耐輻射性，而且耐壓性也很強(qiáng)。在室溫下甚至能夠在1000MPa壓強(qiáng)下存活。細(xì)菌孢子可以在50～300MPa的壓強(qiáng)下發(fā)芽，發(fā)芽后的孢子在中等溫度和壓強(qiáng)下大部分都可被殺死[9]。Lee等[10]采用超高壓結(jié)合熱處理技術(shù)對(duì)蘋(píng)果汁中酸土芽孢桿菌進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)，在207MPa、45℃條件下處理10min或在71℃條件下處理1min，樣品中活的孢子數(shù)量可降低3.5個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。Ananta等[11]將超高壓處理技術(shù)運(yùn)用在接種有嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子的青花菜泥上，結(jié)果表明，超高壓處理對(duì)微生物的致死效應(yīng)除了與壓強(qiáng)大小、處理時(shí)間、處理溫度、介質(zhì)性質(zhì)等因素外，還與微生物的種類(lèi)、微生物生長(zhǎng)發(fā)育的階段等因素有關(guān)。

2.3 超高壓對(duì)霉菌和酵母菌的影響

霉菌和酵母菌均可使果蔬腐敗變質(zhì)，甚至有些霉菌還會(huì)產(chǎn)生毒素，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題。Ogawa等[12]運(yùn)用超高壓處技術(shù)對(duì)溫州蜜橘汁中霉菌和酵母菌進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，在一定壓強(qiáng)下，果汁濃度與超高壓殺菌效果成反比。在350～400MPa壓強(qiáng)下，在常溫下，果汁中霉菌和酵母菌的數(shù)量降低了5個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。Shimada等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在<400MPa，25℃的條件下處理10min，酵母菌細(xì)胞外部形態(tài)發(fā)生了輕微變化；當(dāng)壓強(qiáng)增大到400～600MPa時(shí)，酵母菌細(xì)胞的線(xiàn)粒體和細(xì)胞質(zhì)均發(fā)生了變化；在200MPa、-20℃的條件下，處理3h后，細(xì)胞核膜幾乎完全消失。

3 超高壓處理對(duì)果蔬品質(zhì)的影響

傳統(tǒng)巴氏滅菌技術(shù)和超高溫滅菌技術(shù)對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)有較大的破壞作用，破壞程度與熱處理的溫度及時(shí)間有關(guān)。而絕大多數(shù)有關(guān)超高壓處理均是在中低溫度條件下進(jìn)行的。超高壓處理對(duì)果蔬品質(zhì)的影響主要包括酶活性、色素、色澤、風(fēng)味、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)活性、食品安全7個(gè)方面。

3.1 超高壓處理對(duì)果蔬中酶活性的影響

在果蔬加工中往往需要抑制酶的活性以保證產(chǎn)品質(zhì)量。在超高壓下，酶的分子結(jié)構(gòu)和分子中心構(gòu)象往往會(huì)發(fā)生變化進(jìn)而失活。多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)、脂肪氧合酶(LOX)、果膠酯酶(PE)均與果蔬的品質(zhì)密切相關(guān)。

3.1.1 多酚氧化酶(PPO)

PPO(EC 1.14.18.1)容易引發(fā)酶促褐變。程建軍[14]在200～600MPa、60℃條件下處理10～20min能將新鮮荔枝PPO的相對(duì)活性降至20%以下，但相同條件下處理荔枝果醬，其PPO的相對(duì)活性仍可保持在40%～60%。曾慶紅[15]在800MPa、18～22℃條件下處理15min后，碭山梨汁的PPO相對(duì)活性仍然保持在70%以上；然而在相同的溫度和時(shí)間下，600MPa壓強(qiáng)會(huì)使草莓PPO的完全鈍化。說(shuō)明超高壓處理不同果蔬，其PPO的活性變化差異性較大。

3.1.2 過(guò)氧化物酶(POD)

POD(EC 1.11.1.7)對(duì)果蔬的風(fēng)味會(huì)造成不良影響。Quaglia等[16]在900MPa、室溫條件下處理綠豆10min后，其POD的活性只有原來(lái)的12%，若在600MPa并結(jié)合熱處理可促使其POD的鈍化。Garcia-Palazon等[17]在800MPa、室溫的條件下處理草莓15min后，其POD的活性仍可保持在60%以上。Fang等[18]在400MPa以上壓強(qiáng)并結(jié)合熱處理可促進(jìn)獼猴桃POD的鈍化，但延長(zhǎng)了15min的處理時(shí)間，POD的活性變化并不顯著。

3.1.3 脂肪氧合酶(LOX)

LOX(EC 1.13.1.13)能破壞果蔬中的脂肪酸，從而影響產(chǎn)品的風(fēng)味和色澤。Hendrickx等[19]研究發(fā)現(xiàn)超高壓對(duì)綠豆LOX的耐壓性隨著酶濃度的增大而增強(qiáng)，而隨著pH(9.0～5.4)的降低而減弱。Rodrigo等[20]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓強(qiáng)小于400MPa、20℃的條件下處理土豆，其LOX的活性反而增強(qiáng)，而在550MPa壓強(qiáng)下處理12min能將LOX完全鈍化。Wang等[8]研究了超高壓結(jié)合熱處理技術(shù)對(duì)大豆粗提物中的LOX的影響，發(fā)現(xiàn)在恒溫下，隨著壓強(qiáng)的增加，LOX的鈍化速率常數(shù)隨之增大。

3.1.4 果膠酯酶(PE)

PE(EC 3.1.1.11)會(huì)影響到果蔬的穩(wěn)定性和質(zhì)地。PE耐熱性較強(qiáng)，即使在80～95℃仍能保持部分活性。Guiavarc等[21]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力在0.1～300MPa、溫度≥58℃時(shí)對(duì)白葡萄柚的PE的鈍化具有拮抗效應(yīng)。Balogh等[22]分別采用超高壓處理和熱處理胡蘿卜塊、胡蘿卜汁，發(fā)現(xiàn)這2種處理方式均可使樣品的PE鈍化。然而胡蘿卜果塊比胡蘿卜汁中的PE無(wú)論從耐壓性還是耐熱性都更加顯著。

3.2 超高壓處理對(duì)果蔬色素的影響

果蔬色素主要包括葉綠素、花青素、類(lèi)胡蘿卜素等。這些色素不僅使果蔬鮮艷的色澤，而且還具有一定的生理活性功能。在光、熱、氧氣和酸等作用下，這些色素容易發(fā)生化學(xué)變化，引起果蔬變色。

3.2.1 超高壓處理對(duì)葉綠素的影響

綠色果蔬經(jīng)熱燙和高溫殺菌處理后往往會(huì)造成葉綠素的損失，其主要原因是熱和酸會(huì)促使葉綠素向焦脫鎂葉綠素轉(zhuǎn)化。Butz等[23]采用600MPa、25℃條件處理青花菜泥10～40min后，葉綠素a和葉綠素b的得率均有提高，其中在20min時(shí)達(dá)到最大；在相同的壓強(qiáng)和時(shí)間條件下，溫度控制在75℃時(shí)，葉綠素b的得率略有降低，但葉綠素a的得率幾乎沒(méi)有變化。Van等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在常壓和高壓條件下青花菜汁葉綠素的降解均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，100℃條件下處理37min后總?cè)~綠素降解了90%。

3.2.2 超高壓處理對(duì)花青素的影響

花青素是果蔬中水溶性色素之一，多存在于細(xì)胞液中。Zabetakis等[25]在200～800MPa、室溫環(huán)境下處理草莓15min，再將樣品分別置于4、20、30℃條件下貯藏9d，發(fā)現(xiàn)在800MPa處理后于4℃貯藏花青素的損失率最低；Suthanthangjai等[26]在同樣條件下處理并貯藏樹(shù)莓，經(jīng)200、800MPa處理后貯藏9d花青素的保留率依然較高。

3.2.3 超高壓處理對(duì)類(lèi)胡蘿卜素的影響

類(lèi)胡蘿卜素具有清除自由基、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤等功效。胡蘿卜、柑橘和西紅柿等果蔬是類(lèi)胡蘿卜素的良好來(lái)源。Butz等[27]采用超高壓處理橙汁、檸檬汁和胡蘿卜混合果汁后發(fā)現(xiàn)，類(lèi)胡蘿卜素的含量略有提高；但在相同條件下馬鈴薯類(lèi)胡蘿卜素的含量略有降低。De Ancos等[28]在350MPa、30～60℃環(huán)境下處理橙汁2.5～15min后，發(fā)現(xiàn)類(lèi)胡蘿卜素的含量增加了20%～43%。De Ancos等[29]運(yùn)用超高壓技術(shù)處理西紅柿，并對(duì)其類(lèi)胡蘿卜素組成和含量進(jìn)行了分析：各種類(lèi)胡蘿卜素單體的含量發(fā)生了不同的變化，總類(lèi)胡蘿卜素的保留率為89%～120%。超高壓處理可能改變了植物細(xì)胞的通透性，被阻隔色素成分得以釋放溶出，因此超高壓處理后類(lèi)胡蘿卜素含量提高。

3.3 超高壓對(duì)食品色澤的影響

果蔬的色澤容易發(fā)生變化?；贑IE Lab顏色空間是評(píng)價(jià)色澤的一種重要方法，其中L表示明度值、a表示紅綠值、b表示黃藍(lán)值。Phunchaisri等[30]在200～600MPa、20℃條件下分別處理新鮮荔枝和荔枝果醬10min后發(fā)現(xiàn)，其L、a、b值均發(fā)生了變化。新鮮荔枝的L值在400MPa時(shí)處理后最大，而a值則隨著壓強(qiáng)增加而降低，b值在600MPa處理時(shí)最大。荔枝果醬的L值隨著壓強(qiáng)增加而增大；但a值與壓強(qiáng)成反比，b值在200MPa處理時(shí)最大。

3.4 超高壓處理對(duì)果蔬風(fēng)味的影響

果蔬香氣物質(zhì)主要包括萜、醇、醛和酯類(lèi)。Zabetakis等[31]在200～800MPa、室溫環(huán)境下處理草莓15min，并于4、20、30℃貯藏24h后，發(fā)現(xiàn)在400MPa處理后酸的保留率最高，800MPa處理后醇的保留率最高，200MPa和800MPa處理后酮的保留效果更好。Dalmadi等[32]分別運(yùn)用超高壓和熱處理對(duì)樹(shù)莓、草莓、黑醋栗果泥，再電子鼻測(cè)定其揮發(fā)性物質(zhì)，并通過(guò)混淆矩陣區(qū)別分析，發(fā)現(xiàn)熱處理對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的影響更為顯著。洋蔥的風(fēng)味的改良也可用超高壓技術(shù)處理，可降低二丙基硫化物等辛辣物質(zhì)的含量，增加二烯丙基二硫化物和3，4-二甲基異噻酚的濃度并呈現(xiàn)烹飪過(guò)的氣味。果蔬風(fēng)味往往與酶促反應(yīng)等因素有關(guān)，超高壓處理能夠影響酶的活性，促進(jìn)底物、離子和酶等從細(xì)胞內(nèi)部釋放出來(lái)，最終對(duì)果蔬的風(fēng)味產(chǎn)生間接影響[33]。

3.5 超高壓處理對(duì)果蔬質(zhì)地的影響

果蔬的質(zhì)地主要由初生細(xì)胞壁和胞間層的結(jié)構(gòu)決定，正是由于包埋于多糖和蛋白中的纖維素網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才導(dǎo)致細(xì)胞壁擁有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。Préstamo等[34]運(yùn)用超高壓處理對(duì)花椰菜和菠菜葉片進(jìn)行處理，再用冷凍斷裂和掃描電鏡觀察其變化。超微結(jié)構(gòu)顯示經(jīng)超高壓處理后菠菜葉的薄壁組織消失、空穴形成。這是由于超高壓處理改變了原有細(xì)胞的通透性，促進(jìn)了水分和代謝物質(zhì)的揮發(fā)；經(jīng)超高壓處理的花椰菜結(jié)構(gòu)卻依然牢固，因而花椰菜比菠菜更適宜超高壓處理。Yen等[35]分別運(yùn)用超高壓處理和熱處理番石榴汁，發(fā)現(xiàn)95℃的環(huán)境下處理5min后果汁的黏度和濁度均有變化，而在500MPa，25℃的環(huán)境下處理，黏度和濁度變化并不顯著。通過(guò)掃描電鏡進(jìn)一步觀察表明，熱處理促進(jìn)了混濁物質(zhì)的混凝聚沉，而超高壓處理則沒(méi)有這種變化。

3.6 超高壓處理對(duì)果蔬營(yíng)養(yǎng)活性的影響

果蔬不僅含有豐富的多種維生素，同時(shí)還富含多酚類(lèi)物質(zhì)和異硫氰酸鹽等營(yíng)養(yǎng)活性成分。這些成分往往具有一定的生理活性功能，有益于人類(lèi)的健康。由于超高壓處理對(duì)共價(jià)鍵幾乎無(wú)影響，因而可以有效地保留這些營(yíng)養(yǎng)活性成分。

3.6.1 超高壓處理對(duì)果蔬維生素的影響

超高壓處理對(duì)果蔬中水溶性維生素的影響研究較多，對(duì)果蔬中脂溶性維生素的影響研究相對(duì)較少。Van等[36]將超高壓結(jié)合中溫處理橙汁，發(fā)現(xiàn)Vc的含量幾乎不變。Sancho等[37]在400MPa、20℃條件下處理草莓沙司30min后發(fā)現(xiàn)，Vc的保留率達(dá)88.7%。Sancho等還對(duì)Vc、硫胺素和吡哆醛等水溶性維生素的耐壓性進(jìn)行了模型研究，發(fā)現(xiàn)在200～400MPa、室溫處理30min后Vc的保留率為87.8%～89.9%、硫胺素的保留率是101.8%～102.4%、吡哆醛的保留率在99.4%～99.9%。Kubel等[38]對(duì)超高壓處理維生素A和維生素A醋酸酯的醇溶液動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明兩者的含量幾乎沒(méi)有變化。

3.6.2 超高壓處理對(duì)果蔬酚類(lèi)物質(zhì)的影響

蘋(píng)果和柑橘等果蔬中含有豐富的酚類(lèi)物質(zhì)。Baron等[39]在200～400MPa、室溫下處理混濁蘋(píng)果汁5～10min后發(fā)現(xiàn)，羥基肉桂酸保留率在94.3%～116.0%、雙氫查耳酮的保留率為95.3%～123.0%、兒茶素保留率為29.7%～292.3%、原花青素的保留率為120.3%～169.6%。Sanchez等[40]在100～400MPa、30～60℃的條件下處理橙汁1～5min，結(jié)果顯示總黃酮的含量略有提高，且冷藏10d后總黃酮含量依然沒(méi)有發(fā)生顯著變化。

3.6.3 超高壓處理對(duì)果蔬異硫氰酸鹽的影響

十字花科植物如甘藍(lán)、青花菜、花椰菜和辣根等富含硫代葡萄糖甙及其分解產(chǎn)物異硫氰酸酯，這些物質(zhì)具有一定的抗氧化抗腫瘤的功效。Butz等[41]在200～600MPa、25℃的環(huán)境下處理異硫氰酸鹽水溶液40min后，發(fā)現(xiàn)其含量幾乎不變；但在75℃時(shí)處理40min，異硫氰酸鹽的含量隨著壓強(qiáng)的增大而降低。在同樣溫度下處理青花菜勻漿，采用超高壓處理，異硫氰酸鹽得率提高。Tríska等[42]比較了超高壓、冷凍和巴氏殺菌處理包心菜、紅甘藍(lán)、青花菜、花椰菜、抱子甘藍(lán)的菜汁，發(fā)現(xiàn)青花菜汁經(jīng)超高壓處理后異硫氰酸鹽含量較高，其他蔬菜汁經(jīng)冷凍處理后異硫氰酸鹽含量較高。

3.6.4 超高壓處理對(duì)果蔬抗氧化活性的影響

果蔬抗氧化活性主要與其生理活性成分的變化密切相關(guān)。Mcinerney等[43]通過(guò)亞鐵還原能力實(shí)驗(yàn)(FRAP)評(píng)價(jià)了采用不同壓強(qiáng)(400MPa和600MPa)在室溫下處理2min分別對(duì)胡蘿卜、綠豆和花椰菜抗氧化活性的影響。結(jié)果顯示，經(jīng)400MPa壓力處理后胡蘿卜、綠豆和花椰菜的FRAP值分別為對(duì)照的79.0%、125.5%和84.7%；而在600MPa壓力下胡蘿卜、綠豆和花椰菜的FRAP分別為對(duì)照的102.6%、192.8%和92.7%。Indrawati等[44]采用TEAC方法評(píng)價(jià)了100～800MPa、30～65℃的環(huán)境分別對(duì)橙汁和胡蘿卜汁抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，經(jīng)超高壓處理后橙汁的TEAC值降低，而胡蘿卜汁的TEAC值增加；并且在一定溫度下，隨著壓強(qiáng)增加，橙汁的抗氧化活性降低。經(jīng)超高壓處理后果蔬的營(yíng)養(yǎng)活性發(fā)生變化，主要是因?yàn)橐恍I(yíng)養(yǎng)活性成分容易受到多種因素影響而被破壞。另外，超高壓可以通過(guò)影響酶等有機(jī)高分子物質(zhì)而間接影響小分子化合物。此外，超高壓處理還可能導(dǎo)致細(xì)胞壁和細(xì)胞膜發(fā)生破壞，增加通透性，促使有效成分溶出。從大量試驗(yàn)結(jié)果可以看出，與熱處理相比，超高壓處理能夠更加有效地保留主要營(yíng)養(yǎng)的活性成分[45]。

3.7 超高壓處理對(duì)果蔬產(chǎn)品安全性的影響

超高壓食品的安全性相關(guān)研究在國(guó)內(nèi)外的報(bào)道較少。為了更加客觀全面地認(rèn)識(shí)和使用該技術(shù)，進(jìn)行安全性評(píng)估顯得尤為重要。食品的安全性評(píng)估通常包括生物性、化學(xué)性、毒理學(xué)、變應(yīng)原性[46]。Iwasaki等[47]通過(guò)危害性分析、關(guān)鍵點(diǎn)控制以及體外抗突變活性等方法評(píng)價(jià)了蘋(píng)果、胡蘿卜、番茄等幾種超高壓果蔬汁的安全性。超高壓果蔬產(chǎn)品屬于新型食品，變應(yīng)原性是評(píng)價(jià)新型食品安全性的關(guān)鍵組成部分。而進(jìn)行熱處理后蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性，降低了某些食品的變應(yīng)原性，但變性后的蛋白質(zhì)可能產(chǎn)生新的抗原位點(diǎn)。超高壓處理能夠影響樣品中的氫鍵、離子鍵及疏水性相互作用，改變酶的活性和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。因此，有必要研究超高壓果蔬產(chǎn)品潛在的變應(yīng)原性。

4 結(jié)語(yǔ)

在20世紀(jì)70年代中期，我國(guó)對(duì)超高壓食品的研究逐步展開(kāi)，但由于科研力量有限，超高壓技術(shù)在我國(guó)進(jìn)展緩慢，生產(chǎn)的設(shè)備性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同等設(shè)備，這都制約了我國(guó)超高壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。雖然種種研究表明采用超高壓技術(shù)處理的食品多項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于熱力殺菌的食品，但超高壓的設(shè)備價(jià)格偏高。我國(guó)目前雖能生產(chǎn)超高壓的設(shè)備，但多用于工程力學(xué)試驗(yàn)，并不適合食品加工及連續(xù)化生產(chǎn)，這使得這項(xiàng)新技術(shù)離真正商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段距離。超高壓技術(shù)問(wèn)世了一個(gè)多世紀(jì)，而真正用于食品工業(yè)僅十余年時(shí)間。隨著科技的進(jìn)步和研究的進(jìn)一步深入及投入的加大，這項(xiàng)新技術(shù)將會(huì)展現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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2016-07-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (41071359)；寶雞文理學(xué)院院級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目(ZK12067)。

王華斌(1979-)，男，碩士，講師，主要從事植物資源開(kāi)發(fā)與利用與生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究， huaxue77@sina.cn。

TS255.3

A

1673-1409(2016)27-0061-07

[引著格式]王華斌，徐玉霞.超高壓技術(shù)在果蔬產(chǎn)品殺菌中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016，13(27)：61～67.