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高壓在食品方面的應用

2020-10-24
在分析高壓對物質某些物理性質物質結構和生化反應等多方面 影響的基礎上,系統扼要地介紹日本關高壓在食品方而 應用的研究進展。并提出 高壓必將成為21世紀嶄新的食品加工方法。

自 古 以 來 加熱 是 食 品 調 理、加 工、滅菌 等的 秉要 手 段,魚 有 產生 熱臭、變 異 等 缺點,但無法 褲代。! 9 8 7年 日 本京都 大 學 州、執 副教 授 川首 先 倡 導 在 食 品 方 面 采 用 非熱. 佰壓( 1 0 0 一1 0 0 o M P a ) 加 工方法,可 有效地 保 留 自然風味 避免熱 變 異,這 正 是 食 品 業 界長 期追求 的 目 標。近年來 在高 壓滅 菌 滅 酶,新 型 食 品 開 發 和 高 壓 速凍 等 方 面 取 得 了 初步 成果,發 展 前 景 良 好,也逐漸 為 世 界 各 國 的 關 注。1 9 9 0 年 日 本 明 治 屋 公司采 用 高 壓 代 替 加熱生產的 3 種 果 醬 首 開 商 業銷 售,1 9 9 1 年 又 有沙司、調味 汁、飲 料 等十 多種高 壓 食 品 面 世,并受 到 美 食家 的 贊賞。下面就 食 品 高 壓加 工原理、應用、裝備 和 展 望 四 方 面 作 概要闡 述。
1食 品 高 壓 加工的 基 本 原 理加 壓( 包括 真 空 ) 用于 食 品加 工 由來 已 久,如真 空 蒸發、真 空干 燥,常 壓 至 兒 個 大 氣 壓的蒸 餾、過濾,幾 十 氣 壓 的擠 出 膨 化、超 臨界浸出 和 兒 百 氣 壓 的均 質、壓 力噴霧 等。以 Ll 種種 主要 是把 壓 力 當 作力推動過 程加 速 或 利 用 其改 變汽 液 相平衡 提 高分離效 率。而 林 氏 倡 導 的高壓達 兒 千 氣 壓 在數量 級 卜 要高得 多,對 物 質 的 影響也有 了 某 些 質變,概 括為 如下 兒方 面:

1.1高 壓 會 改 變 液 態 物質某些物理 性質:
通 常壓 力 下 可 認 為液 體 不 l[ J 壓 縮,壓 力對液 體 密度、冰 點 兒 乎沒有 影 響,壓 縮熱 也 可忽略。然而 水 加壓 至2 0 0 M P a其 冰 點 降 至 一2 0`C,室 溫水 加 至1 0 O M pa體 積 減 小1 9 %,3 0 ℃ 的 水快 速 力 11 至刁 0 0 M a P時 會 產 生 2 ]`c的溫升,… …。可 見 高 壓對液 態 物質某 些 物 理 性質的 影 響 與常 壓、中 壓不同。
1.2高 壓 會 改 變 某 些 生 物高 分 子 物質的 空 間結 構( 或稱 構 象 eo n f o r m a t i o n):例如 蛋 白質,在強熱 作 用 卜 分 子 激烈運 動 份 至 共 價結 合 的 破 壞或新結 合 的 生 成,破 壞 了蛋 自質 的一 級結構使基本物 性 變 異。而 高 壓 僅引發氫 鍵 之 類 弱 結合的 變 化,使 分 子 空 間結 構 變 化 而無 損 基 本 物性 川。由此 可 見,高 壓 可在 保 留 食 品 原 有 生 鮮 風味 和 營養,不 產 生 異物的 情 況 下 使 蛋 白 質、淀粉 之 類高 分 子 物 質 形成 不 同于 熱法所產 生 的 凝膠 或 凝 固 物。這 就 為 滅 菌 滅 酶 和 新 型 食 品的 開發 提 供 r 新 手段。
1.3高 壓 會 改 變 某 些 生 化反應 的 速 度 和 平 衡:據 化 學反 應熱力學 和 動力學原理 知 道,壓 力對反 應 速 度的 影 響 是由壓力對 反 應 物 系濃度 影 響所 致;對液相 反 應而 言,只 因 高 壓 下 液體 密度會 有 明顯增 大,故高 壓 有 助 反 應 加 速。對 體 積變小 的可 逆 反 應,; 高 壓 將使 反應 更 趨 完 全。

2.高 壓 在食 品 方 面 的 應 用

2 1高 壓滅 菌:加 熱 滅 菌 具 有 高 效、經 濟等 優點 被 廣 泛采 用,但 產 生 的 熱 臭、芳 香 損 失、部分 變 異 等 缺點 也 難 子 克 服。其 它如 化學藥 物滅菌、紫 外線 滅 菌、精密 濾 除菌 等 方法 由 于 食品 衛 生 限 制、或 產 品 風 味受 損、或 應 用 范 圍 太窄、或技 術 經 濟 等 原 因 也 未 能 廣 泛 采用。高 壓 物理學 家Br i d g m a n1 9 1、4 年首 先指 出,蛋 白質的 加壓 凝 固既 導 至 酶變性 失 活,又 殺 滅 了 生 物 和 微生 物。所 以 非熱高 壓 滅菌 早 為 世人 矚 日。但 是大多 數研 究 只 是 在 單 純培養基 上 進 行,對 食 品 這樣 組 成 復雜 的 對象試 驗 尚 少,現 就 近 年來 的 研究舉 例介 紹如 F:
2.1.1液 體 食 品 的 高 壓 滅菌:小 川浩 史等 閣 分別 對 柑桔類果 汁( p H2.5 一 3.7 )經1 0 0 一6 0 0M a P、5 一 1 0 m i n的 高壓 滅 菌 試 驗,結 果 是 一 般細 菌 和 酵母、霉 菌 數均 隨加壓而減 少 直 至 酵 母、霉 菌完 全 殺 滅,但 仍 有部分枯 草 桿 菌 之 類 囚形成 耐熱 性 強 的 飽 子 而 殘 留。若 加 壓 至6 0 0M Pa再 結 合 適 當 加 溫( 47 一 5 7C )則 可 實現完 全 滅菌處理 后、果 汁 風 味、組成成 分 均 未 見 變 化。試 驗指 出 柑桔類果 汁 呈 酸 性p H < 花·( ),酵母、霉 菌、乳酸 菌 等是 其變質 腐 敗的 主 因,而耐 熱 性 強 的 抱 子在 此條 件 下 受 到 抑 制 難 以 繁殖,因 此 采 用 高 壓 滅 菌 最 合 適。建 議 采 用4 0 0M a P、1 0m i n為 宜,這 樣 在 室 溫下 保藏期 可 達數月 至 一 年 半。此外,與果 汁同p H值 的 西 點、調味 汁 等采 用 高 仄 滅 菌 也 是 合 適 的。而低酸 性 液體 食 品則 采 用 高 壓 結 合適 當 加 溫 吏 可取。
2.1.2肉 類 及 其 它 食 品 的高 壓 滅 菌:對 多種 動物 性 食 品 高壓處 理 的 結果 是,魚 肉 加 壓 4 5 0 M a P仍 不能完 全 滅菌,但可 延 長 保 存 期。不過 高 壓 會導至 生魚 肉 蛋 自質 白濁化 和 食 感 改 變,
所 以 對生 魚 片 是 不 宜 的。對 畜肉 如 豬 肉糜經6 0 0M Pa、2 0m in 處 理,滅 菌 達 4 級( 即殘 留 菌 數減 至 1 /1 04) 以上。

試驗表 明,高 壓 對 具有 耐熱菌的豆豉 無 滅菌 作 用,而對p H5.2,含 食 鹽0.2 % 的 馬 鈴 薯沙拉 經6 0 0 M P a、2 0 m i n,滅 菌 達 4 級 以 上, 經1 0`C 密 封 保存 試 驗 1 個 月 未 出現 菌 落,色 澤 風 味與 處 理前 無 異。由 此 可 見,由 于 成分、濃 度p H 不 同,所處 溫度 和 所攜帶 菌 種 各 異,高 壓 對不同 食 品 的滅 菌 效果 有 顯 著 差別。在 不影 響 產. 鉆 質 量的 情況 ,高 壓 與 適 當 加溫 相結 合 既 可提 高滅 菌效率,降低 處理壓力,又 能 獲 得 非 熱滅菌的 效 果

2.2風 味 改 良和 新 產 品 的 開 發例
1 :果汁 風 味改 良 一 一 高 壓 處 理( 葡萄袖 又 名 朱柒 ) 汁。葡萄 袖榨 汁后 苦味逐 漸 增 強,曾用 樹脂 吸 附、日一 環糊 精包接酶 處 理 等 力一 法,均有 某 些效果,但也 損 害 天 然芳香 和風 味。
通 常 認為該苦 味 系 柑 桔類 果汁 的袖 成 和 檸檬 貳。六 鹿靖 矜 川 首 先 根 據 高 壓 能 改 變某 些物 性 的原理,試驗采 用 榨汁 后 迅 迷 進行1 2 0M a P以 上、兒 m i n高壓 處理,結果 發現 高 壓 對檸檬 成周圍物 質 產生 影 響了 苦 味 的 產 生,成 功 地解決 了 長 期 困 擾柑桔 產 業 界的 一 大難題,現 已 形成6 O O L 壓時 處 理果汁的 生 產 能 力。

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