超高壓技術(ultra high pressure,HUP)是世界食品加工業的一項高新技術。超高壓能膊淮食品高分子的氫鍵、離子鍵、鹽鍵,對共價鍵影響很小。一般指在100MPa以上的壓力在常溫或較低溫度下對食品物料進行處理,達到殺菌、改變酶活等。
為了復合現代食品“天然、營養、衛生、安全”對的發展方向,為了避免果蔬飲料生產工藝中對營養成分的破壞,近年來,人們希望食品加工過程中能保持原有的新鮮度,因此推動了超高壓技術的不斷發展。
食品超高壓殺菌,是將食品物料密封于彈性材料或置于無菌壓力系統中,在100MPa~1000MPa壓力下作用一段時間后,使之達到無菌要求。高壓導致微生物的形態結構,生物化學反應、基因機制及細胞壁膜發生多方面的變化,從而影響微生物原有的生理活動機能。
1.1破壞細胞膜通透性
超高壓處理可破壞細胞膜結構,導致細胞膜通透性發生變化,進而使得細胞質流失,導致微生物死亡。超高壓處理(345MPa、5min、5℃)可以改變腸膜明串珠菌(L.mesenteroides)細胞壁結構以及細胞膜的通透性,從而降低細胞膜兩側的電位梯度,導致細菌無法合成ATP,進而激活細胞內的自溶酶使細胞壁發生降解。Gaenzle等利用熒光染色技術對超高壓引起的大腸桿菌膜破裂現像進行了研究,發現可逆的細胞膜破損發生的速度較快,與壓力大小關系密切,而不可逆的膜損傷則與處理時間長短有關。
1.2 破壞細胞膜結合蛋白
Ritz 等研究了鼠傷寒沙門氏菌(S.typhimurium)細胞膜在超高壓作用下的性狀變化。電泳圖譜顯示未經超高壓處理的外層細胞膜蛋白含有3 種主要蛋白和12種次要蛋白,但經過超高壓處理的外層細胞膜蛋白只能觀察到2 種次要蛋白。據此筆者認為超高壓對膜蛋白有破壞作用,而且提出研究不同條件下(pH值、aw) 細胞膜蛋白對壓力的穩定性有助于進一步推廣超高壓殺菌技術。