嚴格把控食材品質，無添加防腐劑和調味劑的食品，是現代家庭追求優質生活的健康選擇。然而，健康、口味與保鮮的沖突，歷來是食品生產商和消費者的共同困擾，讓其顧此失彼、不得兼備。
而今，隨著科技的發展，這種困擾已經不再是難題。在示范區唐槐產業園區，山西三水河科技有限公司（以下簡稱“三水河”）利用其自主開發的核心技術，實現食品殺菌同時更鎖鮮，保留食材的天然風味和口感，無需調味和防腐劑，助力食品產業新升級。
5月12日，三水河公司董事長杜景東先生接受了記者采訪。
神奇的HPP技術
“食物有營養，細菌也喜歡。”甫一見面，杜景東就笑著給記者上了一堂生動的科普課。他介紹，無論蔬菜水果，還是牛奶、肉制品，都是細菌容易滋長的溫床，因此滅菌工藝是現代食品工業中不可或缺的關鍵環節。“你在超市買到的果汁，并不是真正的果汁，只能算是‘果湯’。”杜景東表示，傳統的高溫消毒法，通過蒸煮等方式將物體加熱到高溫，利用熱量殺死微生物，達到滅菌效果。但加熱處理會讓食品的色香味形發生顯著變化，如導致蛋白質發生變性，空間構像破壞，分子肽鏈松散，并可使各種酶失活，某些蛋白質會因分子間作用而形成凝膠。高溫工藝下的食品還容易發生“非酶褐變”，即由蛋白質、氨基酸等的氨基和糖及脂肪氧化的醛、酮等羰基所發生的反應，使食品發生色變。許多天然食品含有低分子易揮發的香氣物質，會因為加熱揮發而失去香氣。牛奶熱處理有時因所產酸、醛、酮、硫化氫等而產生熱臭味等。“燙熟了果汁，煮壞了維生素。”
而目前廣泛使用的巴氏滅菌法，也是利用病原體耐熱性差的特點，將原料加熱至68至82攝氏度，并保持此溫度15到30分鐘以后急劇冷卻到4至5攝氏度。巴氏滅菌法雖然可殺滅絕大多數細菌，但仍保留了小部分較耐熱的細菌或細菌芽孢。因此，巴氏消毒牛奶要在4攝氏度左右的溫度下保存，且只能保存3至10天，最多16天。有的廠家為了延長保質期，不得不添加防腐劑。“HPP技術，另辟捷徑，利用高壓實現滅菌。”杜景東告訴記者，HPP是英文High Pressure Processing（超高壓工藝）的縮寫。美國物理學家珀西?布里奇曼因發現高靜水壓下蛋白質發生變性、凝固而獲得了1946年諾貝爾物理獎。但直到1990年代，有關HPP裝備、技術和理論的研究才得到了突破與發展。
該公司核心的HPP技術裝備，就是在密閉的超高壓容器內，用水或油等液體作為介質，對軟包裝食品等物料施加以100至1000兆帕的壓力。在超高壓條件下，生物體高分子立體結構中的氫鍵結合、疏水結合、離子結合等非共有結合發生變化，使蛋白質變性，淀粉糊化，酶失活，細胞膜破裂，菌體內成分泄漏，生命活動停止，微生物菌體破壞而死亡。“壓強達到200至300兆帕，病毒滅活；到300至400兆帕，霉菌、酵母菌滅活；到300至600兆帕，細菌、致病菌滅活；800至1000兆帕下，芽孢滅活。殺死所有的細菌、霉菌和酵母菌。”“只提高壓力，不提高溫度。精準打擊細菌病毒，毫不傷及無辜。”HPP設備還有著明顯的優勢，在超高壓冷殺菌過程中，食物中蛋白質的氨基酸的縮氨結合、維生素、香氣成分等低分子化合物作為共有結合，在超高壓下并不會破壞、得以完整地保留。“簡而言之，就是在不損失營養和風味的前提下，實現滅菌。同時做到色澤天然，安全性高，保質期長。”
十年一劍傾力研發
事實上，由于HPP技術具有無與倫比的優越性，世界各國的科學家都在加緊研發裝備、拓展應用，但受冶金工藝、材料制備、控制技術等方面的條件制約，成功者寥寥無幾。在三水河之前，只有美國和西班牙的兩家公司可以生產同類產品。但杜景東為了拿下這個技術高地，帶著他的研發團隊，十年磨一劍，直追國際先進水準，實現了一次又一次的“超車”，終于登峰造極。“一個大氣壓，約0.1兆帕。普通壓力鍋工作時的內壁壓強約0.18兆帕，也就是不到兩個大氣壓；蛟龍號下潛到7000米的深海，意味著要承受700個大氣壓，相當于每平方米承受七千噸的壓力。而我們的設備，核心壓力達到600到1000兆帕，意味著6000到1萬個大氣壓，相當于每平方米承受6萬到10萬噸的壓力。”杜景東打了個形象的比方，“在研發過程中，我們也是把身家性命押在項目上，承受的壓力如同泰山壓頂。”
三水河研發團隊有4名教授級高工，6名中級工程師，研發設計人員10余名，專業涵蓋機械設備制造、電氣儀表、過程控制、化工、食品、英語、國際貿易等專業。在研發過程中，杜景東帶著團隊跑遍了全國各類高校、學術交流會和試驗基地，多次參加國外專業展會。在一次次模型建立和推倒重來中，一點一滴地積累數據和經驗。
創新就要超前，就要一步到位。此前工業上生產此類超高壓設備，使用的材料為碳鋼或內襯不銹鋼。為了設備品質的最優化，三水河在材料選用上敢為人先，公司研發的超高壓設備的關鍵部位，均使用不銹鋼材質，不使用任何碳鋼，工作腔材質全部為食品級高強不銹鋼，從而保證加工食品材料的衛生與安全。
6000到1萬個大氣壓下，如果稍微發生壓力泄露，高速噴涌而出的承壓物質，可以讓普通鋼材在其面前變得“不堪一擊”。為此，三水河的超高壓設備獨創了連鎖互鎖機制操作系統，保證所有操作在安全模式下進行，還擁有急停制動系統、斷電卸壓系統等，保證在非正常狀態下設備與人員的安全。
設備造出來了。設備壓強太大，超出了國內所有專業機構的檢測能力范圍?？墒?，沒有專業機構的檢測認證，就不能生產銷售。最終找到了最權威的美國機械工程師協會，2014年6月18日到20日，美國機械工程師協會委派檢測師進行了監督審核和對驗證機的現場檢查，順利通過認證檢查，拿到壓力容器制造授權書。
2014年6月21日，三水河代表團參加2014年美國食品科學技術學會(IFT)年會暨食品科技展覽會，其超高壓設備受到了來自國內外數千人次和數十家廠商的青睞，一舉走紅。實現訂單化生產后，三水河超高壓設備技術、生產和安全穩定的性能、超高的性價比受到了客戶的廣泛關注。
憑借深厚的技術積累，三水河的產品已經達到國際領先。杜景東告訴記者，國內一個用戶曾花兩千多萬元買了臺進口設備，在使用過程中，光廠家派駐的維護人員就有6個人，尚且不能保證全負荷生產。而三水河的同類產品，價格只有不到一千萬元，且在多個場景下實現滿負荷生產，日常維護僅需一人。
依托技術開發下游
“我現在不求多銷售產品，只想著做全產業鏈，拓展更多的應用場景。”談到未來的規劃，杜景東有著另一種打算。
他告訴記者，嬰幼兒消化系統尚未健全，食品一般應保持原味，不宜添加糖、鹽和刺激類調味。而市面上的兒童食品為了追求口感，往往添加糖或其他物質。這種做法會增加嬰幼兒發胖、患齲齒、糖尿病、心血管疾病的風險。因此很多嬰兒食品生產廠家也在尋求生產高品質，高營養，天然、無添加劑食品的生產工藝。HPP技術作為一種非熱滅菌，能夠很好的研發出天然、營養、無防腐劑的食品。保證食品的安全，讓父母更放心，也有利于生產廠家開發出新產品，擴大生產規模，提高收益。
此外，在肉制品加工中，利用HPP技術保壓1至5分鐘，就可以有效殺死肉制品中的乳酸菌、酵母菌、酶菌等腐敗性微生物和李斯特菌、大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌。HPP技術生產的肉制品減緩了酶化作用的速度，可以不使用防腐劑而將冷藏時間延長為原來的2到5倍，還解決了冷凍所造成的口感變差等困擾。
HPP設備還可以作為實驗研究型的應用，將物料放入高壓容器中，通過流體介質施加100到1000兆帕的壓強，以改變生物材料的分子結構，達到預定效果。例如微生物滅活、蛋白質變性、淀粉糊化、細胞破壁、催化反應、加速提取、誘變育種、生物材料的超高壓冷凍無損保藏等等，適用于各大院校、研究所或公司的研發中心來評估市場，開發新產品等。“十年前的今天，是‘5·12汶川特大地震’，讓人記憶猶新，也必須居安思危。”杜景東認為，隨著極端氣候頻繁出現，很難保證平衡的糧食產出，如何有效儲存食品更值得思考。尤其是遭受地震、干旱或暴風雪等自然災害襲擊時，保質期長、易儲存的食品成為人們賴以生存的主要食物。HPP技術不僅能徹底抑制微生物生長，還能保持食品原有口感和新鮮程度，可以用來開發“長壽食品”，尋找令食品永不變質的“長壽秘方”。日常生活中，長壽食品更有節能減排優勢，能源價格日益高漲，依賴冰箱、冷柜儲藏的食品市場前景有限，“長壽食品”未必不是下一個藍海。
