很高压技术在蔬菜加工中应用

导读：很高压技术(Ultra High Pressure，UHP)是21世纪食品加工技术领域的一次革命。很高压能破坏食品高分子的氢键、离子键、盐键，对共价键影响很小。经很高压处理的食品基本能保持原有的色泽、香气和维生素等成分，符合现代食品“天然、营养、卫生、安全”的发展方向，满足消费者崇尚“天然、健康”食品的需求。

近年来，人们对食品新鲜度的要求越来越高，希望食品在加工过程中能保持原有的新鲜度，因此诞生了少加工的理念，推动了对非热加工技术的研究与开发。鲜切蔬菜很高压保鲜就是在常温或较低温度条件下，对鲜切蔬菜进行100 MPa以上的高压处理，能使营养成分得到很好的保持，并具有较长的贮藏期。美国、日本、法国等很多对该项技术都很重视，在很高压蔬菜加工与保鲜方面做了大量研究工作，并取得了的研究成果，而我国在很高压蔬菜加工方面则刚刚起步。

l UHP加工的基本原理与特点

UHP食品加工是在常温条件下，对食品原料施00-1 000 MPa的流体静压力。当食品原料受到高压作用时，在常压下达到的平衡(、相平衡以及分子结构等因高压作用而发生新的变化)，从而达到、物料改性和改变食品的某些理化反应速率的效果。但UHP只对非共价键产生影响，而共价键对UHP不敏感，故UHP仅影响到高分子成分，不影响小分子物质如维生素、色素、香料等。由于UHP可以使蛋白质变性、酶失活、死亡而不破坏食品的营养成分、色泽及风味，可以达到食品、贮藏保鲜目的，甚至还可使食品的风味得到改良，改善食品组织结构或生成新型食品。

UHP加工基本上是一种物理过程，其主要特点：(1)瞬间压缩，作用均匀，效果迅速，操作安全且耗能低;(2)污染少;(3)更好地保持食品色、香、味及营养素;(4)通过组织变性而得到新型食品;(5)压力不同，作用性质不同。

UHP食品加工设备按操作方式可分为间歇式、连续式两种。①间歇式UHP加工系统适用于经过包装后食品的处理，操作过程是将产品装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，然后放入UHP容器内并密封好;启动UHP泵，先将容器内的空气排出，然后升高到所需的压力，并在此压力下保持的时间。缓慢打开控制UHP回路的阀门卸除压力，取出UHP加工后的产品。UHP容器的放置可以是垂直的、水平的或倾斜的。②连续式UHP加工系统，按料液充填、升压、保压、降压、排液顺序循环运行处理。连续式UHP加工装置由多台UHP容器组成一个UHP加工系统，错开循环时间即可实现全系统连续生产，连续系统必须处理液体食品，例如果汁、奶、饮料等，处理后的液体从UHP加工装置经无菌排料口排到无菌中间贮藏罐内。

2 UHP技术在蔬菜加工中的应用

与UHP技术在果酱、果汁、饮料、乳制品等加工方面相比，UHP技术用于蔬菜产品上还比较少。目前，国外学者对UHP技术对西红柿、马铃薯、胡萝卜等贮藏性能与组织结构变化进行了研究。

2.1 UHP对蔬菜中酶的影响

在蔬菜加工及贮藏过程中，由于酶的存在，常常会造成蔬菜品质劣化，如变色、变味以及变质等，所以灭酶对于蔬菜保鲜很重要。UHP可引起蛋白质变性，故可使酶受到不同程度的破坏。 Arroyo(1996)通过对菠菜、番茄、莴苣等蔬菜的研究表明，400 MPa(30 min)可使耐热力很高的过氧化物酶(POD)失活。但是，单纯使用高压方法使酶完全失活比较困难，若结合温度等其他方法可以取得良好的效果。Cano(1997)指出，230 MPa高压条件下仅使POD失活25%，而同样压力下结合35℃加热可使其失活率达60%。研究表明，采用间歇重复式加压方法，同时结合温度的变化，可以取得较理想的灭酶效果。

韩永斌等(2005)研究发现，山药泥中多酚氧化酶(PPO)适作用温度为35℃。压力400 MPa、温度20 ℃时，Pp0活性有一个高峰值，当压力大于或小于400 MPa，PPO活性均明显减弱，600 MPa时PPO活性弱。曾庆梅等(2005)试验结果表明， f1)在处理温度40℃、保压时间10 min及酶溶液 pH 7.0条件下，压力对酶活力有显著影响;采用100 MPa左右的低压处理时，酶活力会反常升高;大于400 MPa处理时，酶活力下降趋势缓慢。(2)在处理压力500 MPa、保压时间10 min、酶溶液pH 7.0条件下，在40℃以下温度范围内，酶活力下降趋势缓慢;40℃以上，酶活力随温度升高而迅速下降。

2.2 UHP对蔬菜中的影响

UHP技术处理被认为是一种新的冷方式，可应用于食品保鲜l 5l。不同的对压力具有不同的抗性，细胞**与所采用压力大小有直接关系,500-700 MPa能杀死、酵母和霉菌的营养细胞，但孢子具有更强的抗性同。 UHP处理可能会引起形态、细胞膜、细胞壁、生物和遗传物质的改变。细胞膜变化可能是压力引起死亡主要的原因之一嘲，高压对有抑制或致死作用，通常各种的耐压性强弱依次为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、，而芽孢较营养细胞的耐压性高，一般耐高温的耐高压的能力也较强。Arroyo等(1997)对莴苣和番茄的研究表明，300 MPa条件下可以导致各种出现相当数量的死亡;革兰氏阴性菌和霉菌则需350 MPa的压力;革兰氏阳性菌在400 MPa条件下尚不能完全被杀死。孢子性耐压力很高，有的甚至可耐受1 000 MPa以上的压力。不过大量研究证明，针对不同种类的孢子，高压结合适宜的温度、水分活度及pH值，可以取得较理想的效果。Rovere等(1996)指出，所有的孢子在1 000 MPa,50～60℃条件下可全部灭活。可见，UHP效果还是比较有效的。UHP处理后蔬菜中的均有不同程度的失活，对于大多数来讲，在300-400 MPa压力条件下基本可以灭活。但压力并不能使全部失活。大肠杆菌、酵母菌和霉菌对压力较敏感，在400 MPa以上压力或保压时间在15 min以上均无检出。

2.3 UHP对蔬菜感官特性的影响

蔬菜感官特性包括色、香、味、质地等指标。大量试验研究证明，绿色蔬菜经UHP处理后，其感官特性变化因蔬菜种类而异，少数蔬菜品种有轻微变化，多数变化较小或无变化。Arroyo(1997)研究指出，在350 MPa或更高压力条件下，某些蔬菜外观如同熟化。莴苣、菠菜(300 MPa)，番茄、花椰菜、芦笋、洋葱(350-400 MPa)质地保持很好，只是番茄皮被部分剥掉。在蔬菜颜色方面，莴苣和菠菜(300 MPa)，花椰菜(350 MPa)开始发生轻微褐变，而芦笋、番茄和洋葱颜色保持不变。上述各种蔬菜的风味、新鲜度均无变化。Prestamo(1998)在对 UHP处理后的菠菜与花椰菜上研究发现，菠菜微观结构变化较大，且叶子营养成分损失较严重，而花椰菜变化很小。Eshtiaghi(1994)对胡萝卜片及马铃薯块的研究表明，高压处理后样品的质地与原样几乎完全一样，也没有发现明显的颜色变化。可见，不同蔬菜品种对UHP的反应也存在差异。搞清感官特性变化机理，将是今后UHP蔬菜保鲜所要解决的关键性技术问题之一。肖丽霞等(2005)研究UHP处理绿竹笋结果表明，升压速度100 MPa/min，终压力500 MPa，压箱内温度20-22℃，加压介质为油。升压后在500 MPa压力下维持时间(8 min)能起到冷的作用。徐树来(2003)研究发现，番茄组织对压力抵抗能力相对较弱，但在400 MPa以下、保压时间低于20 min的情况下，番茄细胞变化很小。而压力高于400 MPa、保压时间很过20 min时，UHP处理使番茄组织遭到了程度的破坏。UHP处理对芹菜组织的影响很小，即便是在600 MPa，保压时间长达25 min时，芹菜纤维细胞横断面组织仍无影响，只是纵断面产生了一些变化。UHP处理对胡萝卜组织的影响很小，只有在压力很过600 MPa时才对细胞产生一些影响，而延长保压时间对胡萝卜组织的影响也不显著。

2.4 UHP对蔬菜营养成分及货架期的影响

蔬菜经UHP处理可很好地保持产品营养及风味，这已在包括蔬菜在内的多种高压食品中获得验证。Estiaghi等(1993)对UHP马铃薯块的研究表明，维生素C的保存率大于90%。徐树来(2003)研究发现：番茄，工作压力500 MPa，保压时间5 min，或工作压力300 MPa，保压时间15 min;芹菜，工作压力400 MPa，保压时间15 min，或工作压力600 MPa，保压时间5 min，并于85℃下漂烫2 min;胡萝卜，工作压力550 MPa，保压时间5 min。上述这些蔬菜品种经UHP处理后在常温条件下贮藏期可长达3个月。

小编点评：目前，我国UHP技术在蔬菜加工中的应用刚刚起步，与发达相比还有较大的差距。随着 UHP工业化生产技术、设备的开发，以及加工机理与理论方面研究的不断深入，将进一步完善蔬菜 UHP加工理论体系在蔬菜加工、保鲜等方面的应用。UHP技术作为一种新兴的蔬菜加工处理技术，已经显示出其的优势，例如，均匀、瞬时、效果;能保持食品原有性质，延长贮藏时间，操作安全、耗能低、无污染等。UHP技术处理在蔬菜加