腌制类食品的超高压处理研究进展

董士楷，张志祥，尚海涛，邵怡嘉，凌建刚*

(1.宁波市惠贞书院，浙江宁波 315016；2.宁波市农业科学研究院，浙江宁波 315040)

腌制是我国早期保存加工食品的一种处理方法，即利用食盐的防腐作用，将食材用盐腌制成食品。腌制可赋予食物良好的色泽、诱人的气味以及独特的风味。传统的腌制方法有干腌法、湿腌法、混合腌法[1]。但传统腌制依赖高盐分、微生物的发酵以及防腐剂来达到防腐的效果。然而，大量摄入微生物发酵产生的亚硝酸盐会对人的健康有害。另外，传统工艺无法促进食盐快速渗透，导致食盐渗透缓慢，进而造成产品的质量、口感不稳定。长时间腌制还容易导致微生物感染、细菌滋生等问题。因此，通过新技术来缩短腌制时间，并达到传统腌制风味是亟待研究的问题。

超高压技术(High Hydrostatic Pressure，HHP)是以水或其他流体作为传导介质，将食品密封于高压处理仓中，保压一段时间，会使大分子物质失活、糊化和变性，从而达到冷杀菌和蛋白质大分子改性等效果。与传统腌制工艺相比，超高压技术安全性高、无污染。由于超高压技术的作用对象是食品中的非共价键，对共价键无破坏作用，故超高压技术能够保留食物固有的感官品质(质地、颜色、外形、生鲜风味、滋味和香气等)以及营养成分(维生素、蛋白质、脂质等)，也可赋予食物新的风味。此外，超高压技术还可影响微生物的新陈代谢，破坏细胞膜，改变微生物遗传机制，从而控制微生物生长繁殖，延长货架期。因此，超高压处理在半调理食品、果蔬汁、果酱、鲜切果蔬、水产品、肉制品、乳制品、冷冻食品和食品解冻等方面都有广泛的应用。

1　超高压腌制的作用

1.1杀菌超高压处理可以破坏细菌的细胞壁、细胞膜，使酶失活，影响遗传物质的稳定性，使蛋白质变性，抑制微生物的生长和繁殖，最终杀死微生物[2-3]。Rubio等[4]将西班牙香肠在500 MPa、5 min条件下进行高压处理。结果显示超高压可以影响微生物的生长，延长产品的贮藏期且不影响香肠的品质。Linton等[5]对在40 ℃条件下，用500 MPa处理真空包装碎鸡肉15 min，样品在贮藏182 d后，细菌的增长仍不显著。Patterson等[6]用400～600 MPa的压力处理蒸煮后真空包装的禽肉，发现经过超高压处理的禽肉在贮藏35 d后未发生腐败，说明超高压确实有很好的灭菌作用。美国力学家Hite发现，经670 MPa的高压作用10 min，微生物总数明显减少[7]。Yuste等[8]和Garriga等[9]在对超高压处理包装后的蒸煮火腿研究中得到了类似的结论。虽然超高压有显著的杀菌效果，但要达到良好的杀菌效果需要较高的压力，耗能大。故可结合其他因素，如温度、pH等辅助超高压杀菌，可以有效降低超高压压力，并达到不错的杀菌效果。

1.2改善口感超高压处理可以显著改善食品口感。日本的Fujichiku公司将腌熏猪肉切片真空包装后放在常温、300 MPa压力条件下高压处理2 h，经高压处理后能够明显加快熏制速度并产生嫩化效果[10-11]。Suzuki等[12]的试验得出，100、150、300 MPa高压处理5 min可以降低肉品的剪切力，提高肉品的嫩度。据Macfane的试验显示，添加2%的食盐溶液的牛肉泥黏结性比添加了更高食盐溶液但无超高压处理的牛肉泥更好[13]。Bery等发现，在牛排加工时使用超高压处理代替食盐，对牛排风味改良作用显著[13]。另有研究表明，经过超高压处理后，猪肉拥有类似火腿般的独特口感，牛腿肉拥有脊肉般的柔软效果[14-15]。另外，超高压处理具有催熟作用，使肌肉成熟过程中呈味物质快速增加[16]。超高压处理可以直接促使呈味物质的增加，从而显著地改善或提高肉制品的风味[17]。

水分对食品多汁饱满的口感起到了关键的作用；硬度，即使物体保持原有形态的内部作用力及其相关性质，也是消费者在食用食物时判断品质好坏的重要指标之一。Ashie等[18]发现，经过超过300 MPa的高压处理会使蓝鱼硬度明显提升。Lakshmanan等[19]将鲑鱼置于150 MPa超高压处理10 min，鲑鱼保水性显著提高。除此之外，200 MPa左右的压力还可以降低肉品的硬度[20]，含盐量为1%的肉品进行150 MPa的超高压处理后保水性显著提高[21]。

超高压处理对肉的品质有显著的改善作用，适当地利用超高压可以开发出具有特殊口味的食品。在人们对食品品质需求愈来愈高的时代，超高压技术具有非常广阔的应用前景。

1.3加快腌制时间传统腌制技术存在腌制时间长、腌制口感不稳定、易感染微生物等缺点。研究发现，超高压技术可以有效加快腌制速度，缩短腌制时间。日本的Fujichiku公司在研究超高压腌制效果时，将腌熏猪肉在300 MPa的压强下腌制2 h，发现腌制时间明显缩短。超高压可以加快肉制品的腌制速度。Villacis等[22]研究表明，压力为150 MPa腌制火鸡胸肉时15 min就可以完成腌制而常压腌制需5 h等。他们认为，超高压破坏了鸡肉的细胞膜结构，促进了腌制液成分渗透进鸡肉，从而加快了腌制速度。田翔磊[13]研究表明，在200 MPa的压强下腌制3 d的肌肉的NaCl含量与常压下腌制4 d的肌肉的NaCl含量相近，并远高于常压下腌制3 d的肌肉的NaCl含量。冷雪娇[16]在研究超高压处理对鸡胸肉腌制效果的影响时，发现在相同腌制时间内，超高压腌制出的样品的NaCl含量明显高于常压腌制出的样品的NaCl含量。但他们还发现，当压力过高时，超高压腌制样品的NaCl含量低于低压腌制样品的NaCl含量。这可能是因为高压使鸡肉细胞内外的渗透压减小，影响腌制液成分的渗透。超高压腌制处理可有效加快腌制时间。

2　影响超高压腌制的因素

2.1温度温度的改变可以影响超高压腌制的杀菌效果，这是由于当温度升高时，细胞膜脂双层发生变性，导致细胞对压力更加敏感[23]；而且协同热处理弱化了分子间作用力，使细胞更难修复因压力引起的细胞膜孔道[24]。目前，超高压杀菌主要研究如沃氏葡萄球菌、芽孢杆菌等耐压菌和如单增李斯特菌等致病菌。冯郁蔺[23]研究超高压腌制盐水鸭时，将盐水鸭置于不同的温度中进行超高压处理，压力为300 MPa，保压时间10 min，结果表明，超高压协同温度处理对沃氏葡萄球菌有极好的抑制作用。孙新生[25]将火腿样品置于不同温度中，压力为600 MPa，保压时间5 min，处理后置于4 ℃环境中冷藏，结果显示，超高压协同温度处理显著延长了单增李斯特菌在低温火腿修复生长的延滞期。目前，芽孢杆菌被认为是耐压性最强的细菌，纯粹的超高压处理难以有效杀灭芽孢杆菌，但研究者发现芽孢杆菌对温度敏感，温度与超高压协同作用对该细菌的抑制效果远胜于温度或超高压单独处理[23]。在一定的温度范围内，相对较高的温度会导致分子运动加剧，破坏高分子立体结构，进一步影响腌制品的理化性质[26]。超高压处理对皖西白鹅肉品质影响试验中设置压力400 MPa，保压时间20 min，结果显示，在40～60 ℃，硬度、咀嚼性数值随温度的增加变化明显，可能是因为在该温度范围内肌原纤维成分变性。该试验结果与Zamri等[27]研究鸡胸脯肉所发现的在20～50 ℃进行压力处理能够引起硬度的增加类似。但也有研究表明，在一定温度范围内，超高压协同温度对杀菌效率影响很小。夏远景等[28]将牡蛎置于不同温度中进行超高压处理，压力为350 MPa，保压时间为10 min，在40 ℃以后，温度协同超高压处理对杀菌速率的影响没有存在显著差异。同时，超高压协同温度处理对食品风味影响较小，不引起食品品质的劣变。超高压协同温度处理在杀菌方面体现出明显的优势。

2.2压强压强是影响超高压腌制的重要因素，压强的变化对超高压腌制的效果有显著影响，其中，超高压处理对色泽、质构、pH、硫化巴比妥酸(TBA)、保水性等理化指标影响较为显著。这是因为高压导致细胞膜受损，增加了细胞膜的渗透性[29]。 同时，超高压处理会破坏高分子物质空间结构，进而影响腌制品的理化品质。冷雪娇[16]在研究超高压腌制对鸡胸肉品质的影响时，将肉置于不同的压力下腌制20 min，结果显示，超高压处理显著(P<0.05)影响腌制的鸡胸肉的肉色，150 MPa之前亮度随压强增大变化不明显，150 MPa之后亮度显著增加，这可能是压力使蛋白质发生凝结，也可能是球蛋白发生变性所致[11]。另外，从150 MPa之后，红度逐渐减小，这是因为在较高的压力下亚铁肌红蛋白发生氧化，生成高铁肌红蛋白从而使肉变黄褐色[30]，所以，红度下降，黄度升高。曹玮[31]将鹅肉置于不同的压强下进行超高压处理，处理温度为20 ℃，保压时间为20 min，结果显示，随着压力的不断升高，亮度处于明显的上升趋势，而红度随着压力的升高而下降，在400 MPa时变化最为显著。同时，经过处理后样品的黄度呈波动性变化。Shigehisa等[32]在研究超高压对碎牛肉或猪肉浆品质的影响中也得到相似结论。虽然超高压处理对食品色泽有显著影响，但过高压力对食品色泽无显著影响，且压力越高，食品熟化现象越显著。因此，在超高压处理食品时应选择合适压力。另外，低压处理对细菌有显著的致伤效果，但难以完全杀灭细菌。要想完全杀灭细菌，则需要极高的压力，十分耗费能源，因此，可以研究协同其他因素的杀菌效果，从而降低能耗，提高杀菌效果。

2.3时间时间是影响超高压腌制杀菌效果的重要因素。随着超高压处理时间的延长，杀菌效果也明显加强[13]。田祥磊[13]将肌肉置于400 MPa下处理不同时间，随着超高压处理时间的增加，肌肉的菌落总数明显减少，但在15 min以后，菌落总数变化不明显。孙新生[25]将低温火腿在400 MPa、20 ℃下超高压处理不同时间，一定时间内时间越长，超高压对单增李斯特菌的抑制效果越强，但超过15 min后，时间对单增李斯特菌的杀灭效果影响不显著。另外，超高压处理的时间影响食品保水性。冷雪娇[16]将鸡胸肉做不同时间的超高压处理，随着超高压处理时间的延长，压力作用使肌原纤维蛋白发生变性，导致蛋白的持水力下降。Villacis等[22]研究发现，超高压处理能影响腌制时食品成分的扩散，压力和保持时间影响NaCl和水分的扩散，研究发现超高压处理火鸡胸肉时，随着腌制时间的延长，鸡胸肉水分含量下降，这可能是因为低盐腌制液腌制鸡胸肉时，肌肉吸水膨胀，使蛋白的持水性提高[33]。瞬间的超高压处理会提高蛋白的保水性，然而随着超高压处理时间的延长，盐溶性蛋白的溶出，蛋白发生变性，导致蛋白质保水性下降。另外，在超高压腌制的过程中，鸡肉水分流失，导致鸡肉出品率降低[16]。因此，在超高压处理食品时应选择合适时间。

3　超高压腌制的局限性

超高压作为新兴技术，也存在着一定的局限性。现在已知的明显缺点为超高压处理会促进脂肪氧化。原理是高压处理会导致肌红蛋白变性并释放出金属离子，从而促进脂肪氧化[2]。脂肪氧化能破坏肉制品的风味，是肉制品变质的重要原因之一[16]。高压处理能显著影响鹅肉TBA指标变化，60 ℃时数值显著增大，说明此温度下400 MPa超高压处理会导致鹅肉脂肪氧化速率加快[31]。Cheah等[34]用超高压处理肉糜发现，当压力高于300 MPa时TBA值略微提高；当压力为800 MPa时，TBA值显著提高(P<0.05)。研究认为，高于300～400 MPa的压力能够导致还肌红蛋白转变为变性的高铁肌红蛋白，同时释放三价铁离子，加快脂肪氧化的进程。但也有研究认为，超高压下脂肪氧化与肌红蛋白的氧化无关，而与细胞膜的破坏有关[35]。添加剂的添加可一定程度缓解此类问题。研究表明，使用部分添加剂可显著减慢脂肪氧化速率。郭向莹[26]在鸡肉肠中添加了维生素E后，发现在储存期内，鸡肉肠TBA在超高压处理600 MPa后与超高压处理400 MPa无显著差异。为减小超高压处理对样品品质的影响，可在超高压处理前，在样品中添加如维生素E等抗氧化剂，减少脂肪氧化对样品品质的影响。另外，超高压处理会降低腌制品出品率并影响腌制肉品嫩度。冷雪娇[16]研究发现，150 MPa压强处理鸡胸肉时，鸡肉水分流失明显，在300 MPa时，鸡肉水分流失不明显。原因是瞬间的超高压处理会提高蛋白的保水性，然而随着超高压处理时间的延长，盐溶性蛋白的溶出，蛋白发生变性，导致蛋白质保水性下降，腌制品失水，同时嫩度降低。控制腌制时间可在一定程度上减小此类问题对腌制品的影响。因此，在超高压腌制时要控制好腌制时间的长短。

4　结语

超高压腌制受多种因素影响，其中腌制时间、超高压压强和腌制温度等因素对超高压腌制效果的影响较为明显。多种因素协同处理效果比单因素处理效果好，多种因素协同处理对产品本身品质的影响比单因素处理小。超高压腌制应用范围广，可普遍应用于腌制食品的杀菌处理、加快腌制食品的腌制速度、改善腌制食品口味等方面。超高压腌制技术的市场前景好，在市场上有较大的应用价值。超高压腌制技术还有待发展，如研究超高压腌制对腌制品品质影响的机理；超高压腌制处理对果蔬品质的影响；超高压腌制处理如何影响亚硝酸盐的产生；评价超高压腌制品的新型标准；如何协同处理提高超高压腌制对部分耐压细菌的杀灭效果等。

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