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钟凯
食品杀菌技术是现代食品工业最依赖的技术之一,巴氏杀菌、UHT 灭菌、高压灭菌等等都很常见.今天要讲的是另一个技术,叫做UHP.超高压加工技术(Ultra-highpressure processing,简称UHP) 是当前备受各国关注并广泛研究的一项食品加工技术,主要用于冷杀菌.
早在19世纪末至20世纪初,科学家就已经发现超高压的灭菌作用,但由于设备昂贵无法进入消费领域.上世纪90年代日本明治屋公司首先将其商业应用,最早是加工果酱,当时引起了轰动,被认为是新世纪的食品.
【UHP 的原理】
大气压大约是0.1兆帕,超高压灭菌的压力一般是100～1000兆帕,相当于1000～10000个大气压,相当于一个指甲盖承受成吨的重量.地球最深的深渊是马里亚纳海沟,那里的压力差不多是1100个大气压,也就是说,U H P可以模拟出100000米海底的压力.而你在家里用的高压锅,大约是2个大气压.
超高压灭菌是以水或其他流体传导压力,在强大的压力下, 细菌的微观结构发生变化.比如大肠杆菌在40兆帕压力下长度会变长5～10倍,导致细胞壁、细胞膜的通透性发生变化,最终会破裂死亡.超高压还会导致蛋白质结构的变化,破坏细菌体内的生物酶,进而破坏正常代谢功能以及D N A、R N A等遗传物质的复制,导致细菌的死亡.
【UHP 的优点】
与传统热杀菌相比,超高压技术有很多优点.由于压力传导可以瞬间完成,且不受食物的形状、大小限制,因此它高效、快速、杀菌效果均匀,可简化食品加工工艺.
食物常常在热加工面前淡然失色,而超高压不破坏食物中的天然色素.同时热杀菌工艺会改变食物的香味成分,而超高压处理不会有影响.食物中的营养物质容易在热杀菌过程中损失,尤其是维生素类物质,而超高压处理对营养物质的保护十分理想,比如维生素C大约能保留95%左右.超高压处理能最大限度的保留食物的色泽风味和营养,这是它与超高温灭菌（UHT）相比最大的优势.此外,超高压处理的能耗更低,且没有污染排放,更环保.
【杀死芽孢】
在灭菌领域,最让人头疼的是可以产生芽孢的细菌,比如枯草芽孢杆菌、肉毒芽孢梭菌等.这些细菌最大的特点是有两种形态,一种是活跃的“营养体”,一种是处于休眠状态的“芽孢体”.真正难对付的是后者, 研究发现, 即使是1200兆帕的超高压也未必能杀死芽孢.不过它们也有弱点,比如先用一次超高压处理,然后减压,芽孢会以为“苦日子过去了” , 于是变为活跃的“营养体”.这时再次加超高压处理就能杀死它了,分段式超高压或脉冲式超高压灭菌就是这么来的.此外,超高压保持一段时间后, 通过瞬间减压,也可以使细菌涨裂达到灭菌目的,这最适合液态饮料的处理.
【食品灭菌应用】
超高压灭菌技术最适合对果汁饮料、浓缩果汁和果酱等液体的灭菌,此外超高压处理也在牡蛎、虾、牛奶、水果和蔬菜的加工中得到研究和应用.以酸性果汁为例,引起腐败变质的常常是酵母、霉菌和部分腐败细菌,而生命力顽强的芽孢细菌不喜欢酸性环境.在400兆帕压力下处理10分钟,酸性果汁（PH<4）可到达商业无菌状态,即使室温存放数个月也无任何腐败变质现象.
其他研究中,草莓汁、菠萝汁、桑葚汁、荔枝汁、芒果汁、猕猴桃汁等,一般在300～500兆帕压力下可以达到商业无菌标准.经超高压处理的果汁,其颜色、风味、营养成分与未经超高压处理的新鲜果汁几乎无任何差异.
【其他食品应用】
超高压可用于食物的快速冷冻和解冻,通过改善冰晶形成的过程,可以避免食物口感变差.超高压处理的肉类变得松软可口,可以起到一定的嫩化作用.利用超高压杀死生物酶也是它的一个应用方向,很多食物的颜色变化是多酚氧化酶作怪,超高压处理能极大的抑制这种酶的活性,让食物的颜色在保存期内更稳定.
此外,超高压可以改变蛋白质和多糖的凝胶特性,在淀粉类、奶酪等食品中已经有一些尝试性研究.总之,这种技术的潜力还没有完全被开发,相信未来会有更多的拓展！
当然,这个技术几乎不可能用于家庭,成本是主因,再说2个大气压的压力锅就已经让很多人怕得不行了,你要上个10000大气压的“”,还要不要活了.
责任编辑/邹佳璇
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