[三水河]超高压HPP技术通过水压力实现对食品的不加热(或常温)杀菌,消除各种食物中的潜在病原体和食物腐败生物,杀菌迅速且均匀,锁住食品的新鲜外观、口感和营养,同时有效延长保质期,为低温肉制品的发展提供强力的技术支持。
食品超高压HPP加工技术,是当前备受各国重视、广泛研究的一项食品高新技术。日本、美国、欧洲等国在超高压食品的研究和开发方面走在世界前列。超高压处理的特点,超高压处理基本是一个纯物理过程。(1)更好保持食品原风味(色、香、味)和天然营养物;(2)瞬间压缩,作用均匀、时间短、操作安全和能耗低;(3)污染少;无化学添加剂;(4)通过组织变性,得到新物性食品;(5)压力不同作用影响性质不同等。
1 超高压对肉制品中微生物的影响
研究表明,超高压可以导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制及细胞壁膜发生多方面的变化,从而影响微生物原有的生理功能,甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化。普遍认为,超高压损伤微生物的主要部位是细胞膜,加压的细胞膜常表现出通透性的变化。如果细胞膜的通透性过大,将引起细胞死亡。总的来说,超高压对微生物的灭活是超高压对细胞作用的综合结果,而不是抑制或破坏某一特殊细胞结构和功能。
与传统的热处理方法相比,三水河超高压HPP技术属于冷杀菌技术,可以在较低的温度下杀死细菌,延长食品的贮藏期。超高压处理对食品作用均一、迅速,且无体积和形状的限制,对风味物质、色素等小分子物质的天然结构无影响;并可很好地保留食物中的热敏性营养成分、原有的色香味等;并可使酶失活。
影响超高压杀菌效果的因素主要有以下几个方面:1、压力大小和加压时间;2、施压方式;3、处理温度;4、微生物种类;5、食物本身的组成和添加物;6、pH值;7、水分活度。
低温肉制品中营养丰富,易于滋生微生物,其种类主要有霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭状芽孢杆菌、李斯特菌、志贺氏菌、沙门氏菌和产气杆菌等。
2 超高压对肉制品色泽的影响
肉制品的色泽是重要的食用品质之一,其颜色深浅与肌红蛋白含量的多少有关。其中氧合肌红蛋白为鲜红色、肌红蛋白为紫红色、高铁肌红蛋白为褐色,它们相互之间的比例决定着肉的颜色变化。肌红蛋白因氧化而变色的影响因素包括:氧分压、肉组织对氧的消耗、高价离子的浓度、温度、光线、pH、微生物种群以及压力。
压力能导致肉颜色的改变,在通常情况下,经加压处理后肉的颜色会变亮,而红度则会下降。有研究结果表明,高于200 MPa的压力可使碎牛肉的白度升高,使肉的颜色变为灰白色,而300~400 MPa压力作用下白度增加不明显;超高压处理猪肉糜时也观察到类似结果。还有研究表明,10 ℃条件下400~500 MPa的超高压处理牛肉糜10 min,可导致牛肉红度a*降低,肉的颜色变为灰褐色;而且,200~500 MPa的压力处理使得肌红蛋白的总提取量降低,而400~500 MPa的压力处理使得高铁肌红蛋白与氧合肌红蛋白的比例增加。在无氧状态下进行高压处理,肉的红色没有发生变化(即亚铁肌红蛋白没有被氧化),但是肉的白度增加。此外,在低脂肪或高脂肪的肉糜中也观察到了变白和颜色发生褐变的现象。总之,加压处理都造成了肉制品亮度的提高,且亮度的提高随着压力增加而增加。
过高的压力处理可以稳定肉样在贮存过程中的色泽。有研究报道,500 MPa压力处理过的肉样,其L*值、a*值和b*值在贮存中均不发生变化;而350 MPa处理过的肉样在贮存过程中a*值下降,渐变为褐色,直至形成类似于500 MPa处理过的肉样颜色。
经过压力处理肉变色的原因:
(1)压力范围在200~350 MPa之间的变白效果(L值增长),这可能是由于肌红蛋白中的珠蛋白变性或者亚铁血红素被取代或失去所造成的:
(2)压力超过400 MPa时失去红色(a*值减小),这是由于亚铁肌红蛋白氧化而变成高铁肌红蛋白所造成的。以上两个变化的发生更多取决于压力是否超过了发生变化所需的压力阈值,而较少受压力作用时间的影响。
因而,对于红肉来说,在压力处理后进行煮制,随后再供销售或消费(如即食肉制品)是可行的一种选择。而对腌肉或白色肉进行高压处理不会造成严重的变色问题。
3 超高压对肉制品组织结构的影响
各种肌肉遭受高压处理后,会成为很硬和收缩的肉。然而,与未受处理的肉相比,高压处理过的肉在煮制后更嫩,具有更高的水分含量,更低的剪切力值。这主要是由于煮沸时的肉质收缩和汁液损失较少。感官检验也显示,压力处理过的肉质比对照肉样更嫩。压力处理后肉质变嫩表明在加压处理过程中肌肉的肌节结构受损。
研究表明,鲜肉在僵硬发生前受到100~200 MPa的短暂高压处理,对于肉质嫩化显著有效。在温度低于30 ℃时,对僵硬发生后的肉进行100~200 MPa高压处理,嫩度、多汁性和剪切力值并没有改善。另一方面,高压(150 MPa)结合加热(55~60 ℃)对抵抗冷收缩带来的肉质硬化是很有效的。这种嫩化作用是由于肌原纤维结构发生变化所造成的,而不是由结缔组织的变化造成。应用高达500 MPa的压力处理可以在不需附加热处理的情况下使肉质嫩化,但这会改变肉的颜色和外观。因而,高压处理对于肉质嫩化提供了潜在的方法,特别是对于腌肉、白色肉以及即食肉制品,因为在这些情况下肉的颜色变化的缺陷可被忽略。
有学者认为,超高压引起的肌原纤维碎断是由于F-肌动蛋白所组成的细纤维丝的断裂而引起的,而超高压可导致F-肌动蛋白、肌动球蛋白解离出链状的F-肌动蛋白,再由链状解离为球状的G-肌动蛋白,从而使肌原纤维小片化。
4 超高压对肉制品其它品质的影响
(1) 超高压对肉保水性、乳化性、黏结性的影响
生产肉制品时,在原料肉中添加食盐除了具有调味功能外,还赋予了肉制品必要的保水性,乳化性和组织黏结性。这是由于作为肌肉结构蛋白的胶原纤维蛋白在高浓度(0.6~1.0mol/L)食盐溶液中能部分溶解所致。铃木敏郎研究表明,超高压对肌原纤维蛋白质的溶解有促进作用,例如在0.1~0.2 mol/L KCl盐溶液中(相当0.75%~1.5%)常压下肌原纤维蛋白质不溶,若施以超高压即可充分溶解,在食盐溶液中进行高压处理也可得到类似结果。又据Macfarlane报道,添加1%食盐经超高压处理的牛肉泥比添加3%食盐而未经超高压处理的黏结性好。Berry报道制作调味牛排时采用100 MPa超高压处理在不加食盐的情况下仍可制得具有优良组织结构的牛排。这些均表明,超高压处理是开发低盐度新口感食品的有效手段。
(2)超高压对肉食品风味的影响
牛肉经过成熟处理后,肉的味道和因加熟产生的香气会增强, 其呈味和增香的化合物主要由肉中的还原糖、氨基酸和多肽及肌苷等组成,这些化合物大多随着成熟的进行而增多。超高压处理可以促进肉食的成熟,并改良产品的风味。
铃木敦士对牛肉进行加压处理,并测定冷藏条件下牛肉中的风味物质成分,结果表明,经300 MPa压力处理后,牛肉中的苯酚不溶物(PPM)含量最高,且再成熟7 d后PPM含量仍最高,其原因可能是压力破坏了肌肉中溶酶体,使蛋白酶溶出,从而使多量的蛋白质分解为氨基酸和多肽等物质。而且加压处理的牛肉中肌苷酸(IMP)的含量比对照样稍高,当压力达到300 MPa时,得到最大值,随后随压力的增加而下降。
目前利用超高压进行肉食品风味改良的产品有超高压火腿、超高压烤牛肉和超高压鱼糜制品等。
[三水河]科技为客户提供全面的超高压HPP技术支持与咨询服务,为客户持续创造新市场、发掘新机遇。通过新技术强化产品特性,确保满足人们对健康营养食品的新要求,创造并不断延伸新产品增长点。