韓 格，秦澤宇，張 歡，孔保華*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030 ）

幾千年來(lái)，食鹽一直被用作肉制品必備的添加成分，是影響肉制品品質(zhì)、感官特性以及保質(zhì)期的關(guān)鍵因素。然而，大量的流行病學(xué)調(diào)查已經(jīng)證實(shí)，鈉鹽攝入量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致血壓升高，增加患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[1]。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)最近發(fā)布的一份報(bào)告顯示，我國(guó)實(shí)際人均鈉鹽攝取量為10.5 g/d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織和《中國(guó)飲食指南》所規(guī)定的5～6 g的每日推薦攝入量。肉和肉類產(chǎn)品約提供每日食鹽總攝入量的16%～25%，肉制品中含鹽量的高低對(duì)人們食鹽的攝入總量有較大的影響。我國(guó)傳統(tǒng)肉制品普遍鹽含量過(guò)高，特別是在腌制肉制品中[2]。例如傳統(tǒng)干腌火腿的含鹽量在6%～12%之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐洲國(guó)家的干腌火腿[3]。高含鹽量很大程度上限制了我國(guó)傳統(tǒng)肉制品的消費(fèi)和食用。因此降低肉制品中的鹽含量成為消費(fèi)者和肉類工業(yè)共同關(guān)注的新問題。然而，貿(mào)然降低鈉鹽添加量或使用鹽替代品會(huì)對(duì)肉制品風(fēng)味和品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。這促使肉類工業(yè)尋找可靠的新技術(shù)來(lái)降低加工肉制品中鹽的含量。

超高壓作為一種新型的非熱能加工技術(shù)，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在肉品微生物滅活、酶的改性、肉品品質(zhì)的改善以及快速冷凍/解凍等方面發(fā)揮著重要作用[4-7]。超高壓處理食品過(guò)程中不會(huì)發(fā)生共價(jià)鍵斷裂，因此化學(xué)變化很小，保留了食物原有的色澤、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分[8]。在美國(guó)和加拿大，超高壓技術(shù)已被批準(zhǔn)用于即食肉制品的低溫消毒，成為肉類加工過(guò)程中熱殺菌的有效替代方法[9]。近年來(lái)，隨著超高壓技術(shù)的迅速發(fā)展，其在開發(fā)更有益于健康的肉制品領(lǐng)域顯示出了巨大潛力。據(jù)報(bào)道，超高壓技術(shù)的使用能夠減少肉制品中食鹽的使用量，改善低鹽肉制品的品質(zhì)，有利于健康低鹽肉制品的開發(fā)[10]，因此受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視。然而關(guān)于超高壓處理技術(shù)對(duì)肉制品減鹽作用的綜述并不多見，因此本文以此為題材，詳細(xì)論述了超高壓技術(shù)降低肉制品中食鹽使用量的作用機(jī)制，并從改善低鹽肉制品保水性、蒸煮損失、咸味、顏色以及微生物安全性5 個(gè)方面，綜述了近10 年超高壓技術(shù)在低鹽肉制品品質(zhì)改良中的應(yīng)用研究進(jìn)展。

1 低鹽肉制品概述

食鹽作為肉制品常用的添加成分，在肉制品中不僅能夠提供特有的咸味、色澤，還能夠通過(guò)增加鹽溶性蛋白的溶解性和凝膠特性，提高肉制品的保水能力、降低蒸煮損失、改善凝膠質(zhì)構(gòu)。此外，NaCl還可以通過(guò)降低水分活度，抑制肉制品貯藏過(guò)程中的微生物生長(zhǎng)[11-13]。由于食鹽在肉制品中具有多重功能，這就給低鹽肉制品及食鹽替代物的開發(fā)提出很大的技術(shù)挑戰(zhàn)，因此急需找到有效的替代方法來(lái)生產(chǎn)高品質(zhì)的低鹽肉制品。

減少肉制品中鹽含量的主要策略是使用鈉鹽替代品[14]，目前正在研究使用鈣、鉀、鎂、多肽、氨基酸和磷酸鹽等部分替代鈉鹽，并已將其應(yīng)用于干腌火腿和其他肉制品中[15-18]。然而，可用于減少肉制品中鹽含量的替代品非常有限，并且這些替代品的加入可能會(huì)對(duì)感官和其他品質(zhì)特征產(chǎn)生負(fù)面影響[19]。另外隨著人們對(duì)清潔標(biāo)簽產(chǎn)品越來(lái)越感興趣，需要探究是否可以在不添加任何替代品的情況下減少肉制品中鹽的使用量。鑒于此，研究者們致力于研究開發(fā)新的加工技術(shù)，現(xiàn)有的研究結(jié)果已顯示，超高壓技術(shù)的應(yīng)用可以起到與食鹽類似的作用方式，作用于肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP），改善肌肉蛋白質(zhì)的功能特性[20-21]，提高鹽的分配效率[22]，抑制微生物的活性[23]，并進(jìn)一步提高肉制品的保水性，降低蒸煮損失，改善咸味以及延長(zhǎng)貨架期。因此可以結(jié)合超高壓處理技術(shù)，減少肉制品中鈉鹽的使用量，為更健康且高品質(zhì)的低鹽肉制品的開發(fā)提供可能。

2 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品品質(zhì)改良的研究

總地來(lái)說(shuō)，食鹽在肉制品中具有提高保水性、降低蒸煮損失、改善感官以及延長(zhǎng)貨架期等作用。因此，任何涉及肉制品減鹽的策略，都應(yīng)對(duì)其感官品質(zhì)、理化特性和微生物安全性進(jìn)行徹底分析。近年來(lái)，超高壓處理被認(rèn)為是減少肉制品中食鹽使用量的一種有效方法。超高壓技術(shù)的應(yīng)用改善了低鹽肉制品的品質(zhì)，包括產(chǎn)品的持水能力和咸味等品質(zhì)，并對(duì)微生物有很好的抑制作用。因此，超高壓技術(shù)的應(yīng)用對(duì)高品質(zhì)的低鹽肉制品開發(fā)提供了方向。

2.1 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品保水性的影響

肉品保水性對(duì)其食用品質(zhì)有很大的影響，是肉品質(zhì)評(píng)定時(shí)的重要指標(biāo)。近年來(lái)，一些研究探討了超高壓處理在提高低鹽肉制品保水能力方面的積極作用。Tintchev等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，超高壓處理會(huì)降低低鹽法蘭克福香腸的水分損失，其中壓力在600 MPa時(shí)差異顯著。這表明超高壓處理可以提高低鹽香腸的保水性。此外，Zhang Ziye等[25]利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究了不同超高壓強(qiáng)度處理對(duì)雞胸肉中水分分布的影響。隨著超高壓強(qiáng)度的增加，T2b的比例從0.44%增加到1.21%，這表明經(jīng)過(guò)超高壓處理的雞胸肉中結(jié)合水比例增加。T21比例從82.32%增加到92.13%，T22比例從17.24%降低至6.67%，表明更多的游離水隨著超高壓強(qiáng)度的增加轉(zhuǎn)移為結(jié)合水或不易流動(dòng)水，使雞胸肉的保水性提高。Yang Huijuan等[26]利用超高壓處理低鹽乳化型香腸也得到了類似的結(jié)論。也有一些研究報(bào)道了超高壓處理對(duì)肉保水性的負(fù)面影響，Kim等[27]觀察到在400～500 MPa的高壓處理下，牛半腱肌的持水量減少8%～12%，Marcos等[28]認(rèn)為導(dǎo)致肉保水性降低的主要原因是超高壓處理誘導(dǎo)了肌漿蛋白變性和沉淀。Sikes等[29]的研究了超高壓處理對(duì)含鹽0%、0.5%、1.0%、2.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）肉糜保水性的影響，結(jié)果表明，在超高壓處理下，含鹽1.0%的低鹽肉糜保水性顯著提高，但并不能提高不含鹽肉糜的保水性。所以肉品中保水性的變化可能是鈉鹽與超高壓處理協(xié)同作用的結(jié)果。

2.2 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品蒸煮損失的影響

鹽在肉制品中可與肌肉中的蛋白質(zhì)作用，增加肉與水的結(jié)合力，因此一般肉制品中鹽含量的降低會(huì)使蒸煮損失增加，導(dǎo)致較低的產(chǎn)量和感官品質(zhì)，進(jìn)一步影響產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值和消費(fèi)者的可接受性水平[30]。有學(xué)者研究了鹽的含量和超高壓處理對(duì)肉制品蒸煮損失的影響，指出超高壓技術(shù)的應(yīng)用明顯降低了高鹽水平的使用，同時(shí)保持了更好的品質(zhì)特性。Crehan等[31]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，低鹽法蘭克福香腸在150 MPa超高壓處理下，蒸煮損失顯著降低，并最終增加了產(chǎn)品的烹飪產(chǎn)率。O’Flynn等[32]報(bào)道，在未經(jīng)超高壓處理的情況下，將早餐香腸的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)從2.5%降低到0.5%，導(dǎo)致烹飪損失增加了15.78%～21.51%，而在5 min、150 MPa高壓處理后，可以減少低鹽早餐香腸的烹飪損失，同時(shí)該作者指出，在不影響香腸傳統(tǒng)的感官和品質(zhì)特性的情況下，高壓處理可以將早餐香腸的鹽含量降低至1.5%。除此之外，超高壓的這種作用也在牛肉中得到報(bào)道，Morton等[33]研究表明，在175 MPa、3 min的超高壓處理下牛肉的烹飪損失顯著降低。上述研究表明，超高壓處理技術(shù)顯著減少了低鹽肉制品的蒸煮損失。

2.3 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品咸味的影響

咸味是腌制肉制品最重要的味覺指標(biāo)之一。研究表明，超高壓處理可以改善低鹽肉制品的風(fēng)味品質(zhì)并提高咸味。Fulladosa等[34]研究了超高壓處理對(duì)低鹽干燥火腿感官特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管NaCl含量不受加壓影響，但經(jīng)過(guò)600 MPa的超高壓處理，干燥火腿中的咸味顯著增加，除此之外，其鮮味和甜味風(fēng)味也得到了顯著的提升。這與Clariana[35]和Patterson[36]等報(bào)道的結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)600 MPa高壓處理的干腌火腿的咸味高于未經(jīng)高壓處理組。因此，超高壓技術(shù)可以作為有效替代品降低肉制品中的鹽使用量。

2.4 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品顏色的影響

食鹽在肉制品中具有穩(wěn)定顏色的作用，降低食鹽添加量，會(huì)導(dǎo)致肉制品色澤的改變。近年來(lái)，超高壓處理對(duì)低鹽肉制品顏色的影響已有所研究。馬漢軍等[37]研究了室溫下不同高壓（200、400、600、800 MPa）處理對(duì)碎牛肉顏色影響，實(shí)驗(yàn)表明，隨著壓強(qiáng)增大，L*值增加、a*值降低、b*值維持不變，肌肉逐漸失去紅色變?yōu)樽厣?。Ha[38]和Orlien[39]等的研究也得到了類似的結(jié)論。O’Flynn等[32]將早餐香腸中食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)從初始的2.5%降低至1.5%以下時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，未經(jīng)高壓處理組的L*值顯著降低、a*值顯著增加、b*值無(wú)明顯變化，而150 MPa的高壓處理使低鹽肉制品的L*值上升、a*值降低，肉逐漸失去紅色變?yōu)樽厣?。此外，冷雪嬌等[40]研究發(fā)現(xiàn)，不超過(guò)150 MPa的高壓處理對(duì)肉色影響較小。這些研究表明，超高壓處理對(duì)低鹽肉制品顏色沒有明顯的改善作用，甚至?xí)?duì)肉制品顏色產(chǎn)生不良影響。

2.5 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品微生物安全性的影響

由于食鹽的抑菌特性，當(dāng)肉制品中的鹽含量減少時(shí)，其安全性和保質(zhì)期可能會(huì)受到影響。相關(guān)研究報(bào)道，超高壓處理可以在室溫下滅活肉品中的致病微生物，延長(zhǎng)肉品的貨架期，并減少高溫處理引起的對(duì)熱敏肉類產(chǎn)品成分的損害。超高壓已廣泛應(yīng)用于改善包裝前/后即食肉制品的微生物安全性和貨架期，并成功抑制了大腸桿菌O157:H7、沙門氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌等有害病原體的生長(zhǎng)，以及各種肉類產(chǎn)品中如酵母、假單胞菌、乳酸菌等腐敗微生物[41-43]。最近的一些研究集中調(diào)查了超高壓處理對(duì)不同低鹽肉制品中各種腐敗和病原微生物的滅活作用（表1）。這些研究揭示了超高壓技術(shù)在低鹽肉類產(chǎn)品中對(duì)于微生物抑制的重要性，同時(shí)為貨架期穩(wěn)定的低鹽肉制品的開發(fā)提供了有效途徑。

表1 超高壓處理對(duì)不同低鹽肉制品微生物的抑制作用Table 1 Effect of ultra high pressure treatment on microbial inactivation of different low-salt meat products

然而，不同微生物對(duì)壓力的敏感性不同，其中革蘭氏陰性菌最為敏感，而細(xì)菌孢子是抗性最強(qiáng)的。孢子對(duì)壓力的高抵抗性一直是該技術(shù)在冷藏食品中應(yīng)用的限制因素。近年來(lái)，高壓和高溫的智能結(jié)合已經(jīng)演變?yōu)槭称分形⑸锿耆种频囊粋€(gè)重要研究方向。研究證明，在低溫或中等溫度下耐壓的細(xì)菌孢子經(jīng)食品的高溫輔助壓力處理后可完全失活[50]。Ramaswamy等[51]利用827 MPa超高壓和75 ℃高溫對(duì)梭狀芽孢桿菌PA 3679的孢子進(jìn)行滅活，結(jié)果表明，超高壓處理與高溫相結(jié)合能夠抑制菌體濃度大于5.5（lg（CFU/g））的梭狀芽孢桿菌PA 3679孢子，并且具有比熱處理更高的效率。由此可見，高溫輔助壓力處理對(duì)細(xì)菌孢子的抑制具有顯著的效果。

3 超高壓技術(shù)對(duì)低鹽肉制品的降鹽機(jī)制研究

3.1 提高肌肉蛋白質(zhì)的溶解性

肉中的主要蛋白質(zhì)MP是鹽溶性蛋白質(zhì)，可以溶于一定離子強(qiáng)度的鹽溶液中。食鹽使用量少，達(dá)不到一定的離子強(qiáng)度，反而會(huì)降低其溶解性。近年來(lái)，超高壓處理技術(shù)在改善肌肉蛋白質(zhì)功能特性方面發(fā)揮著重要的作用，高壓通過(guò)改變肌原纖維的結(jié)構(gòu)成分增加MP的溶解性。Marcos等[52]研究發(fā)現(xiàn)肌肉在20 ℃條件下，經(jīng)0.1～200 MPa高壓處理后，MP溶解度隨著壓力的增大而逐漸增大，這可能是因?yàn)榧∪獾鞍踪|(zhì)的適度變性，使親水基團(tuán)暴露，導(dǎo)致溶解度的上升。

圖1 超高壓處理對(duì)肌原纖維蛋白SDS-PAGE條帶的影響[53]Fig. 1 Effect of ultra high pressure treatment on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis bands of MP[53]

Shao Ying等[53]對(duì)高壓處理克氏原螯蝦中提取的MP進(jìn)行了十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析（圖1），發(fā)現(xiàn)在28 ℃條件下，與未經(jīng)高壓處理的對(duì)照相比，克氏原螯蝦在100 MPa下處理時(shí)幾乎所有MP條帶強(qiáng)度都明顯增加。據(jù)推測(cè)，低水平的高壓處理（100 MPa）引起肌原纖維膨脹，最終導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)斷裂并分解成短絲。溶劑使這些較小的改性結(jié)構(gòu)可及性增加，導(dǎo)致肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白和一些其他蛋白質(zhì)的溶解性增加。隨著壓力增加到300 MPa以上，MP的主要譜帶強(qiáng)度下降并逐漸消失，說(shuō)明過(guò)高的壓力處理可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)進(jìn)一步變性和展開，或在更高的壓力下與其他蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)多聚體，造成蛋白質(zhì)溶解度降低。這些研究表明，一定壓力范圍內(nèi)的超高壓處理可以促進(jìn)肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白以及其他蛋白質(zhì)的增溶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了不再完全依賴使用食鹽便可以提高M(jìn)P的溶解性。

3.2 改善肌肉蛋白質(zhì)的凝膠性

在肌肉蛋白中肌球蛋白對(duì)凝膠起著重要作用，肌球蛋白分子的頭部區(qū)域?qū)Τ邏禾幚硎褂玫膲毫κ置舾衃54]。肌球蛋白在50 MPa時(shí)開始展開，壓力超過(guò)200 MPa時(shí)，疏水性基團(tuán)和埋藏的巰基暴露是肌球蛋白聚集體形成的先決條件。展開的蛋白相互聚集交聯(lián)形成不溶性大分子凝膠體。這種凝膠基體能保持大量的水分，進(jìn)而有助于低鹽肉制品的保水能力提高和質(zhì)構(gòu)的改善[55-56]。

Zhang Ziye等[57]利用掃描電子顯微鏡觀察凝膠的微觀結(jié)構(gòu)（圖2），在28 ℃條件下，未加壓處理的MP的凝膠網(wǎng)絡(luò)雜亂不規(guī)則且具有較小的致密性，經(jīng)過(guò)100 MPa處理，隨著蛋白質(zhì)之間的相互聚集，樣品的凝膠網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出規(guī)則且致密的絲狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)高壓進(jìn)一步增加到200 MPa時(shí)，MP凝膠網(wǎng)絡(luò)更加致密和均勻，呈現(xiàn)典型的“蜂窩”狀結(jié)構(gòu)。這種凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有益于增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度，另外可以束縛和保留更多的水分，從而增強(qiáng)凝膠保水性。正如Gudbjornsdottir等[58]的報(bào)道，肌原纖維之間的有效空間隨著壓力的增加而增加。但當(dāng)壓力達(dá)到300 MPa甚至更高時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)孔徑越來(lái)越大且不均勻。這時(shí)的凝膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)水分的束縛變?nèi)?，凝膠保水性降低且凝膠強(qiáng)度降低。由此可知，200 MPa高壓處理對(duì)MP凝膠保水性和凝膠硬度有顯著的增強(qiáng)作用。

圖2 超高壓處理對(duì)肌原纖維蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響（2 000×）[57]Fig. 2 Effect of ultra high pressure treatment on microstructure of MP (2 000 ×)[57]

3.3 增強(qiáng)肉制品的咸味感知

超高壓處理可以增加肉制品的咸味感，而這種咸味的增加并不是高壓處理影響了鹽的含量，研究表明，超高壓處理的肉制品咸味增加是一種感官現(xiàn)象[59]。高壓處理可以代替鈉鹽改善肌肉蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，Na+與蛋白質(zhì)之間的相互作用減弱，使一部分與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的Na+得到釋放、被味覺系統(tǒng)感知，進(jìn)而使得咸味感增強(qiáng)[35]。Picouet等[22]從分子角度和超微結(jié)構(gòu)解釋了這種咸味增加的現(xiàn)象，其在20 ℃條件下，利用23Na核磁共振弛豫值來(lái)確定鈉的遷移率，用透射電子顯微鏡分析了600 MPa下干燥火腿肌肉組織超微結(jié)構(gòu)的變化。實(shí)驗(yàn)表明，超高壓處理促使與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的Na+相對(duì)減少，一小部分Na+從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái)。通過(guò)透射電子顯微鏡觀察到在600 MPa高壓下肌原纖維超微結(jié)構(gòu)變?yōu)楦鼰o(wú)序的狀態(tài)。蛋白質(zhì)核心疏水性膨脹以及通過(guò)破壞其三級(jí)結(jié)構(gòu)而形成熔球態(tài)，最終導(dǎo)致與蛋白緊密結(jié)合的Na+的釋放[60]。因此，少量的Na+被“釋放”到干腌火腿的水相中，從而增加產(chǎn)品中“游離”Na+的總量，使得咸味感覺更明顯?；谶@種自然增加咸味的原理，超高壓技術(shù)作為低鹽肉制品降鹽的新方法是非常有吸引力的。

3.4 影響肉制品的顏色

肉的顏色與氧合肌紅蛋白（鮮紅色）、肌紅蛋白（紫紅色）和高鐵肌紅蛋白（棕色）3 種蛋白的比例有關(guān)。肉顏色的穩(wěn)定性是由肌紅蛋白中鐵離子的價(jià)態(tài)和與O2結(jié)合的位置所決定的。壓力在一定條件下會(huì)誘導(dǎo)肉的顏色變化。由于肌原纖維蛋白的變性，加壓導(dǎo)致肉表面的亮度增加。變性蛋白質(zhì)更容易聚集促進(jìn)肉表面的顏色變化，從而增加反射光的量，這表現(xiàn)為使肉的表面顏色亮度增加的效果[39]。超高壓處理后肉的紅度減少歸因于肌紅蛋白變性和血紅素置換或釋放以及鮮紅色的氧合肌紅蛋白（Fe2+）氧化成棕色的高鐵肌紅蛋白（Fe3+）[61]?？傊?，壓力引起的顏色變化是由于肌紅蛋白分子的改變和肌肉結(jié)構(gòu)的變化。

3.5 抑制肉制品中微生物生長(zhǎng)

圖3 超高壓處理對(duì)微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物成分的影響Fig. 3 Effect of ultra high pressure treatment on microbial cell structures and biomolecules

食鹽的另外一個(gè)主要作用就是對(duì)微生物生長(zhǎng)有一定的抑制作用，而超高壓處理對(duì)微生物生長(zhǎng)也有很好的抑制作用。圖3為超高壓處理對(duì)微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生物成分的影響，圖中A～D左邊是未經(jīng)過(guò)高壓處理試樣中微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的狀態(tài)，右邊是經(jīng)過(guò)高壓處理的狀態(tài)。超高壓對(duì)微生物的抑制作用是通過(guò)多靶標(biāo)的方式，包括引起微生物細(xì)胞膜的相變、細(xì)胞壁的破裂、核糖體亞基的解離、蛋白質(zhì)的修飾（如變性和凝膠的形成）以及酶的激活和失活[36]。因此，超高壓引起的細(xì)胞死亡是細(xì)胞不同部位損傷共同作用的結(jié)果[62]。當(dāng)施加高壓時(shí)，分子體積的變化會(huì)引起一系列化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程。這種體積的壓縮對(duì)抑制微生物有明顯效果[63]。細(xì)胞膜是對(duì)壓力最敏感的細(xì)胞成分，被認(rèn)為是超高壓處理引起微生物死亡的主要靶點(diǎn)。因此，微生物死亡的主要原因是高壓處理破壞了細(xì)胞膜的滲透性和完整性，引起細(xì)胞形態(tài)改變，從而引起細(xì)胞壁破裂，最終導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)泄漏造成細(xì)胞死亡[64]。然而細(xì)胞膜的損壞并不足以解釋高壓處理的抑菌機(jī)制，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的增加，膜結(jié)合的蛋白質(zhì)變性展開，膜脂質(zhì)通過(guò)改變其構(gòu)象和堆積方式來(lái)適應(yīng)體積的壓縮，導(dǎo)致細(xì)胞膜磷脂雙分子層流動(dòng)性降低，進(jìn)而影響細(xì)胞膜功能[65-66]。另外，蛋白質(zhì)，特別是多聚體蛋白質(zhì)是細(xì)胞中最具壓力敏感性的生物大分子，與脂質(zhì)類似，通過(guò)改變其構(gòu)象適應(yīng)壓縮時(shí)的體積變化，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)的喪失，多聚體蛋白質(zhì)解離為蛋白質(zhì)單體[67]。由于蛋白質(zhì)的變性和關(guān)鍵酶的失活在一定程度上導(dǎo)致了微生物的失活[68]。研究表明，將壓力增加至300 MPa或更高時(shí)，可能會(huì)引起酶的不可逆變性，使負(fù)責(zé)合成ATP和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pH值的F0F1-ATP酶失活，并從細(xì)胞膜上脫落，導(dǎo)致ATP合成不足以及細(xì)胞內(nèi)pH值失衡，最終導(dǎo)致微生物的破損或死亡[69]。高壓處理微生物失活的另一個(gè)重要的靶點(diǎn)是核糖體，通常，超高壓引起微生物核糖體中的亞基解離，限制細(xì)胞活力，并抑制微生物蛋白質(zhì)合成來(lái)降低細(xì)胞蛋白質(zhì)含量，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[70]。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著人們生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者越來(lái)越注重食品的安全、營(yíng)養(yǎng)和健康問題。超高壓處理作為一種新型的非熱能加工技術(shù)，在加工食品過(guò)程中不會(huì)造成共價(jià)鍵斷裂，化學(xué)變化很小，因此保留了食物原有的色澤、風(fēng)味、質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)成分。此外，超高壓技術(shù)可有效降低肉制品中鹽的使用量，在無(wú)其他替代物條件下最大程度改善了肉的保水性、蒸煮損失、咸味和微生物安全性等品質(zhì)，符合消費(fèi)者對(duì)安全、健康肉類產(chǎn)品的需求，更符合當(dāng)前清潔標(biāo)簽產(chǎn)品的要求，技術(shù)和產(chǎn)品的市場(chǎng)前景廣闊。與此同時(shí)，該技術(shù)在低鹽肉制品研發(fā)中也存在著一些局限性。首先，大多數(shù)超高壓加工食品需要在冷藏條件下貯存和運(yùn)輸，以保持其感官品質(zhì)，并且可能需要無(wú)菌包裝條件，結(jié)果導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。其次，超高壓加工中使用的包裝必須具有至少15%的可壓縮性，因此只有塑料類包裝材料適用于超高壓加工食品。另外，超高壓處理是以待處理產(chǎn)品的類型、操作條件的差異而分批進(jìn)行的，不能將其應(yīng)用于高速生產(chǎn)線。因此，制造商和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)共同評(píng)估超高壓處理食品的生產(chǎn)條件，以實(shí)現(xiàn)降低成本、快速生產(chǎn)。

我國(guó)是世界上肉制品生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)，超高壓技術(shù)在低鹽肉制品研發(fā)方面具有極大的發(fā)展前景，可為新產(chǎn)品的開發(fā)提供新思路。但該技術(shù)的應(yīng)用仍處于基礎(chǔ)研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化和商品化。在今后的研究中，除了應(yīng)繼續(xù)開展超高壓技術(shù)在食鹽的其他功能性方面的替代作用以及降低超高壓負(fù)面效應(yīng)方面的研究之外，還應(yīng)重點(diǎn)研制和開發(fā)針對(duì)低鹽肉制品降鹽的專用型超高壓設(shè)備。