（农产品加工及贮藏工程专业论文）中温协同瞬变压力对食品微生物和品质的影响研究.pdf

中温协同瞬变压力对食品微生物和品质的影响研究 摘要 食品高静压技术是目前研究的热点技术既能有效灭菌，又能较好的保留 营养成分及色、香、昧等。本研究以食品高压技术产业化为目标，采用中温与 瞬变高压协同加工方法，在低于1 0 0 m p a 压力的范围内，研究了工作压力、进 料温度、p h 值和处理时问等因素对液态食品微生物、多酚氧化酶( p p o ) 、过 氧化物酶( p o d ) 及抗坏血酸( v c ) 的影响，并探索了评价指标与各影响因素问 的相互关系。 ，研究结果表明中温条件下，引入瞬变高压，可明显提高细菌的致死速率。 进料温度3 5 时，1 0 8 0 m p a 压力范围内，2 0 m p a 的杀菌效果最好；2 0 m p a 瞬变压力下，进料温度为3 5 5 5 。c 内，5 5 时的杀菌效果最好；总体上，处理 时间越长，杀菌效果越高，但5 0 m p a 处理2 m i n 后，杀菌效果趋于平稳；p h 值 4 0 时杀菌效果最佳。中温协同瞬变压力处理可激活或钝化p p o ，进料温度为 3 5 时，l o 8 0 m p a 压力范围内，2 0 m p a 和5 0 m p a 的压力可激活p p o 活性 而其它压力可钝化p p o 活性：2 0 m p a 压力下，进料温度3 5 5 5 内，3 5 时 的p p o 钝化能力最大：处理时问延续，2 0 m p a 和5 0 m p a 作用下，p p o 先激活 后失活，而8 0 m p a 时p p o 活性逐渐降低；p h 3 0 时钝化p p o 能力最强。采用 中温协同瞬变压力处理也可使p o d 钝化或激活，进料温度为3 5 时，1 0 4 0 m p a 的压力处理可激活p o d ，而5 0 8 0 m p a 的压力可钝化p o d ；2 0 m p a 压 力下，进料温度3 5 5 5 内，5 5 时的p o d 钝化能力最强：处理时间延长， p o d 活性先升后降；酸性越强，钝化p o d 效果越好。协同处理对抗坏血酸的 影响较小，随压力的增大，进料温度的升高，处理时间的延续，p h 值的降低， v c 保存率均会降低。正交试验表明最佳卿每条件是工作压力8 0 m p a 、进料温 度3 5 、p h 值4 0 、处理时间8 r a i n 。， 关键词：中温协同瞬变压力细菌总数多酚氧化酶过氧化物酶抗坏血酸 。 v v s t u d y o ne f f e c t so fc o m b i n e dm e d i u m t e m p e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r ej e to nf o o dm i c r o o r g a n i s m sa n dq u a l i t y a b s t r a c t h i g hh y d r o s t a t i cp r e s s u r e ( h h p ) ，t h ef o c u si nf o o dp r o c e s s i n gf i e l d ，c a nn o to n l y k i l lf o o d - b o m em i c r o o r g a n i s m s ，b u tb r i n gl e s sd e t r i m e n tt of o o dc o m p o u n d ss u c h a s n u t r i e n t s ，p i g m e n t s ，a n df l a v o r i n ga g e n t s 。e t c t h ep r o c e s s i n g m e t h o do f c o m b i n e dm e d i u mt e m p e r a t u r ea n dh i g h p r e s s u r e i e tw a ss t u d i e dt om a k eh h p j n d u s t r i a j i z a “o n t h ee f f e c t so fp r e s s u r e m a t e r i a 】t e m p e r a t u r e p hv a l u ea n d t r e a t m e n tt i m eo nt h eb a c t e r i a ，p o l y p h e n o l o x i d a s e ( p p o ) ，p e r o x i d a s e ( p o d ) a n d a s c o r b i ca c i dn ，c 1w e r es t u d i e d r e s p e c t i v e l y t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e e s t i m a t i o ni n d e xa n dt h ei n f i u e n c ef a c t o r sw a sd i s c u s s e d 、t o o r e s u l t ss h o w e dt h a tc o m b i n e dm e d i u mt e m p e r a t u r ea n dh i g h - p r e s s u r ei e tc o u l d e v i d e n t l yp r o m o t es t e r i l i z a t i o ne f f e c t w i t ht h em a t e r i a lt e m p e r a t u r eo f35 a n d t h ep r e s s u r eo f1 0 8 0 m p a t h ed e a t hr a t ea r r i v e dt h eh i g h e s ta t2 0 m p a g i v e nt h e p r e s s u r eo f2 0 m p a c o m b i n e dw i t ht h et e m p e r a t u r eo f3 5 5 5 c ，t h ef a t a l i t yr e s u l t a t5 5 。cw a st h eb e s t i ns h o r t ，t h e l o n g e rt h et r e a t m e n tt i m e ，t h el e s st h ev i a b l e b a c t e r i a h o w e v e r , t r e a t e df o r2 r a i na t5 0 m p a ，t h es t e r i l i z a t i o nb e c a m es t e a d y t h e s u r v i v o ro fb a c t e r i aw a st h ei e a s ta tp h 4 0 p p oc a nb ea f f e c t e db yt h ec o m b i n a t i o n t r e a t m e n t a t3 5 a n d10 8 0 m p a t h ep r e s s u r eo fb o t h2 0 m p aa n d5 0 m p ac o u l d a c t i v a t ep p o w h i l eo t h e rp r e s s u r e si n a c t i v a t e di t a t2 0 m p a ，t h ei n a c t i v a t i o no f p p ow a st h em o s ts t r i k i n ga t3 5 a st i m ew e n to n t h ep r e s s u r eo f2 0 m p aa n d 5 0 m p am a d ep p oa c t i v a t ea tf i r s ta n di n a c t i v a t el a t e r h o w e v e r , p p ow a sg r a d u a l l y i n a c t i v a t e da t8 0 m p a p p ow a si n a c t i v a t e dm o s te v i d e n t l ya tp h 3 0 c o m b i n a t i o n t r e a t m e n ta l s oa f f e c t e dp o da c t i v i t y t h ep r e s s u r eo f10 4 0 m p ac o u l da c t i v a t e p o d w h i l et h ep r e s s u r eo f5 0 8 0 m p ai n a c t i v a t e di t a t2 0 m p a ，t h ei n a c t i v a t i o n o fp o da t5 5 w a st h em o s tm a r k e d w h e nt h et r e a t m e n tt i m ee x t e n d e d ，p o d a c t i v i t y w a sf i r s tr i s ea n dt h e nd r o p t h ei o w e rt h ep hv a l u e ，t h es t r o n g e rt h e i n a c t i v a t i o no fp o d t h ec o m b i n a t i o nt r e a t m e n tc o u l dl e s sa f f e c ta s c o r b i ca c i d t h e s u r p l u sr a t eo fv c w o u l dl o w e ri nr e s p o n dt ot h ei n c r e a s eo fp r e s s u r e ，t e m p e r a t u r e ， t h et r e a t m e n tt i m ea n dt h ea c i d i t y b ym e a n so fc o m p o s i t ee x p e r i m e n t s ，a no p t i m u m c o n d i t i o nt u r n e do u tt ob et h ec o m b i n a t i o no ft h ep r e s s u r eo f8 0 m p a ，t h em a t e r i a l t e m p e r a t u r e o f35 p h 4 0a n dt h et r e a t m e n tt i m eo f8 m i n k e y w o r d s ：c o m b i n e dm e d i u mt e m p e r a t u r ea n dh i g h p r e s s u r ej e t b a c t e r i a lp o p u l a t i o n p e r o x i d a s e ( p o d ) p 0 1 y p h e n o l o x i a d a s e ( p p o ) a s c o r b i ca c i d ( v c ) 独创性声明 本人声明联呈交的学位论文是本人在导师指导下避 亍致五舅究工传发取缛鲍 研究成果。据我所知，除了文巾特男 j d h 以标注和致谢的地方外，论文中不包禽 茭毽a 飘经发表藏撰写避戆磅岁成栗。也季雹岔麓获缨金l 墨王壁去堂襞其继 激育机构的学位戡证书而使用道的材料。与我同工作过的同志所做的任何贡 黻均己猩论文中终了豫确翁淹弼并表示数诱。 学爱论文捧喾签名：剃莲鸯签字掰期：渺弓年簪嚣2 毽 学位论文版权使用授权书 本攀整论文 睾者宠黛了鳃金塑兰魏塞兰蠢关僳落、夔弱学位论文翡援 跑，有权保留并向国家商关部门或机构滋交论文的复印件和磁盘，允许论文被 逡阗霸谂蠲。本人授投金蠢：薹堑塞雯可戬将攀往论文翡全都藏部分态窨编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 饿论文。 ( 保密的学缱论文焱解密蜃遥用本授权书) 举位论文作者签名：烈进套导师签名：删 攫字只期；鲫弓锋_ 争月狮签字闩斓：刍哄年4 - 月z 口日 学位论义作者毕娩后去辩 工作单位： 遴识趣垃； 电话： 瓣编： 致谢 本论文是在导师陈从贵副教授的悉心指导下完成的。感谢导师近三年来对 我的学习和科研生活的无微不至的关怀和帮助。导师深厚的理论知识和丰富的 实践经验、严谨的治学态度以及敬业精神，使我受益匪浅。在此，向我的导师 表示衷心的感谢! 在论文进行当中，得到了周先汉老师、范远景老师、王武老师、李军红老 师、钟昔阳老师、张莉同学等的热心帮助，向他们表示感谢! 另外，实验室余顺火老师、马道荣老师、方红美老师、陈晓燕老师、邵丽 潆老师在仪器使用方面提供了热情帮助，向他们一并表示感谢! 摄后，向所有关l , 并r 1 支持我的老师、同学干家人致以衷心的感谢! 第一章绪论 1 1 高静压技术的概述 食晶高压加工技术褥食品工程高新技术领域，以矮“冷杀菌”的特点。成 为倍受醐内外关注的颇具发展滋力的加l 工方法。尤其是随着社会经济的发展， 生活水平豹提高，潜费辔越来越注重食品静营养与安念，对箕矫甏、色泽、威 昧等的要求也同益提高，这就对食品加：r _ k 提m 了更商的要求。而传统的杀菌、 炎酶手段多采爝煞处理粒添麴纯学蕊震麓豹方法，热楚理会黪低食鑫翁营葬麓 斌，影响食品的色泽、风味添加化学防腐剂可能对人体造成不利影响，因此 搽须寻求更好的更有发漫潜力黝物理处理方法，如冷冻、微波烟熟法、辐期、 廨用高聪电场、高能磁场以及黼静压技术等，作为替代技术f 。 所谓商静瓜技术( h i g h h y d r o s t a t i cp r e s s u r e ，h h p ) ，就是将密封的食用物 精置于无藩静趣高压容器中，以高压浦或求侔为传递疆力静媒介耱，倍萌超海 滕泵或倍加器的增压作用，在容器内形成高静压( 一般1 0 0 m p a 以上) 并保压 照瑾一敬潜阂，铁瑟实璇霹甥瓣豹杀落灭酶，或使之产生一黧耨豹馒葳瞄引。 高静压技术早期应用于非食品领城，直到1 8 9 9 年，h i t e 才第一个把高静压 掺为募蘩灭酶熬_ 手段寒萋秀究，探索了藏静压在牟奶巍莱蔬傈鳝孛粒律用 4 , 5 1 。 1 9 2 4 年，c r u s s 明确提出高静愿可用于商业上果汁的加工【6 l 。此后，由于受该 技术的缀济性和技术性限制，麓业化废用处于停滞状态，对该技术的研究主髅 墒限于瑗论方面，如高静压对鬣自质、酶的影响等。 随着工业的发展和技术的提高，高静压用于商业的条件已舆备，2 0 世纪8 0 年代离静压研究又重耨必起，酴进行瑗论研究矫，更多豹开始关注萁工盈纯蜜 施1 2 i 。日本在高膳食品加工方而居于国际领先地位，自2 0 世纪9 0 年代起，商 l l 嚣处瑗鹣果汁、栗骜炎产品先惹投簸蠢场，鬏受毒骤。美黧、欧洲等也靼缝 开展了高压食品加工的原理、技术及成用的研究。我国起步较晚，9 0 年代中 期才开娥高压食照热工技术鑫冬磷究，援也取得了可喜遂展。 高静压技术与传统的热处理方法比较，具有许多优势。由于其对食品成分 的作用主要是影响非共价键，敞没有识、香、昧及营养成分的劣变，也不产生 备稀毒惶因子，可以较多缝保留食品舔有的营养，僵闻时氇不会产奎所希望的 幽加热引起的颜色和香气；高静压处理可以保持新鲜食品或发酵食品的原有风 昧，餐可能会袭釜一些锈经韵交往，如蛋自质稻淀耪缀热压鲶瑾嚣鹣袭瑟获态 与热处理完全不同，因而可利用高静压处理生产各种新的食晶素材：由于压力 霹瑷在溅蕊黄到食最豹孛心，赦短翦翊豹楚理，势虽不嚣要缀大熬联力容器， 食品就可以获得均一的处理；另外，高静压技术所消耗的能源比热处理的低【，j 。 高静压技术的应用领域日益广泛，主要用于食品杀菌有利于简化生产工 艺，提高产品品质；高静压技术还可用于选择性地去除蛋白质，如肉制品加工 过程巾副产品m 红蛋白的脱色，特殊蛋f 1 质的脱臭等：商静压技术的一个潜在 应用是改进食品的组织以及物料乳化、搅拌等加工特性【8 。采用高静压技术还 可改良果汁和酒的陈酿风味且有利于果酱产品形成凝胶【9 1 。此外，高静压技 术也可用于提取分离有机物质和控制化学反应方向等m 。 1 2 高静压技术的研究现状与趋势 高静压加工可使食品的品质因子，如营养成分、色泽和风味等，不发生较 大改变，而大多数微生物和酶则受到抑制1 1 ，但杀死细菌芽孢 1 2 1 和钝化某些 酶需要很高的压力1 1 3 1 。所以，单纯高静压加工所需压力过高，所需时间也较长， 如6 8 0 m p a 处理6 0 m i n 只能杀死西红柿中的小部分细菌1 5 l ，从而导致对高压设 备的耐压性要求很高，设备投资较大，操作运转费用偏高连续生产难度大， 生产效率不高，从而使其工业化应用受到限制。因此，寻求高静压与其它处理 方法的结合，降低工作压力，是高压力| 】工食品能够尽快实现商业化的最可能的 途径i i i , i 4 , 1 5 1 。 近年来，许多科学家已经认识到单纯高静压的局限性，开始探索新的方法， 以期降低工作压力，缩短加工时阳j 。因此，高静压技术领域的研究焦点越来越 集中于高静压与其它处理方法的结合，并通过研究取得了一系列的成果。 1 2 1 高静压与温度的结合 温度是微生物生长代谢最重要的外部条件，它对高静压灭菌效果影响很大。 由于微生物对温度极具敏感性，在低温或高温下对食品进行高静压处理具有较 常温下处理更好的杀菌效果。 1 2 1 1 高静压与中温的结合 高静压与中温的结合处理可以生产出更安全的产品 1 6 , 1 7 1 , 适当提高处理温 度对高静压灭菌有促进作用。一定温度下的加压杀菌可以减少加热时间或降低 灭菌所需的温度，同时适当的中温也会减少加压所需的时间和强度，对解决细 菌芽孢的耐热耐压性尤为重要i i 。 研究表明适度加温时，果汁中的酵母菌、霉菌和一般细菌所需致死压力会 下降，枯草杆菌( b a c i l l u ss u b t i l i s ) 等芽孢杆菌的耐热性芽孢，在常温下，其 耐压性很强，即使8 0 0 m p a 以上的压力也很难完全杀死，而在加热至4 5 6 0 c ， 加压至6 0 0 m p a 时即可杀灭。但某些微生物( 如大肠菌) 在4 7 c 、常压下会迅 速死亡，可是加压至4 0 0 m p a 时，在上述温度下反而能生存i l 。h a y a k a w a 等 研究发现在6 0 和7 0 * ( 2 下对嗜热脂肪芽孢杆菌( b a c i l l u ss t e a r o t h e r m o p h i l u s ) 进行加压处理，在4 0 0 8 0 0 m p a 的范围内，压力愈高，杀菌效果愈明显。当压 2 力达到8 0 0 m p a ，在6 0 条件下，加压处理6 0 m i n ，可将嗜热脂肪芽孢杆菌的 数量从初始的1 0 6 个n i l 下降到1 0 2 个m l ，而在室温下，施加同样的压力，菌数 不会发生变化l i ”。k i n u g a s a 等人研究了高静压灭活茶提取物中的微生物时发 现，耐热芽孢杆菌孢子在常温下进行加压处理时，不会被灭活，但在较高的温 度和3 0 0 7 0 0 m p a 压力下会被灭活，彻底灭菌条件为7 0 0 m p a 、7 0 【2 。h i t e 发现经过5 4 0 m p a 、5 2 c 处理l h r 后的肉类，贮存3 个月后还未发生微生物变质 现象【4j 。d o n s l 等发现经3 5 0 m p a 、3 0 处理l m i n 的橘子汁中检测不出酵母菌、 霉菌、乳酸杆菌和链球菌川。l i n t o n 等发现在2 0 或3 0 经5 5 0 m p a 处理5 m i n ， 橘予汁中耐压的埃希氏大肠杆菌( e s c h e r i c h i ac o l i ) 0 1 5 7 ：h 7 至少减少6 个对数 级1 2 2 1 。a l p a s 等研究发现3 4 5 m p a 、5 0 处理5 m i n ，可使金黄色葡萄球菌 ( s t a p h y l o c o c c u s a u r e u s ) 7 6 5 、单核细胞增生李斯特氏菌( l i s t e r i a m o n o c y t o g e n e s ) c a 和o h 2 、埃希氏人肠剃。菌( e s c h e r i c h i a c o l i ) 0 1 5 7 ：h 79 3 3 和9 3 1 、肠炎沙门氏菌( s a l m o n e l l ae n t e r i t i d i s ) f d a 减少超过8 个数量级【2 。 m i l l s 研究发现4 0 0 m p a 、6 0 处理3 0 m i n 会提高杀灭生芽孢梭状芽孢杆菌 ( c l o s t r i d i u ms p o r o g e n e s ) 的效率1 2 “。王琴等研究发现对于嗜热脂肪芽孢秆菌 的芽孢，适当的热处理( 4 5 、2 0 m i n ) 有助于高静压灭菌作用，两者协同作 用的效果要优于单一方法处理，且预热处理结合高静压的灭菌作用要强于后续 热处理与高静压的协同作用1 1 ”。 h o r i e 等人发现，鲜草莓中分离出的平滑假丝酵母( c a n d i d ap a r a p s i l o s i s ) 和热带假丝酵母的耐性要高于存活在草莓酱中的啤酒酵母( s a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a e ) ，配合3 4 3 5 的温度对平滑假丝酵母进行加压处理，可将初始数 量为1 0 6 c f u g 的该酵母菌迅速灭活，而所用时间远远低于单纯使用压力的时 刚2 0 。f u r u k a w a 等研究发现低于4 0 m p a 的高静压与最佳温度结合可有效抑制 嗜热脂肪芽孢杆菌i f o1 2 5 5 0 的芽孢，并且失活程度与处理温度成正比”a 对 于o 0 6 7 mp h 7 0 磷酸缓冲溶液中的该芽孢，9 5 。c 的温度与高静压杀菌效果晟 好。9 5 c 下，压力为1 0 m p a 时，p d 值( 一定高静压处理下，菌落总数减少一 个对数周期所需时问单位：m i n ) 为4 4 4 2 m i r a 压力5 0 m p a 时，p d 值为1 6 4 2 m i n ： 压力为lo o m p a 时，p d 值为6 4 7 2 m i n l 2 6 1 。w i l s o n 发现低达o 1 4 m p a 的压力和 8 2 1 0 3 的温度结合可有效杀灭密封容器中低酸性食品中的细菌。在 o 3 4 m p a 、1 0 0 下革兰氏阳性芽孢菌的d 值为2 8 0 m i n ，而1 3 6 m p a 、1 0 0 c 下，d 值为2 2 m i n 【2 7 1 。k r i s t e i n 等研究高静压与温度协同处理接合酵母菌 ( z v 卫o s a c c h a r o m y e e sb a i l i i ) 时发现，在压力1 2 0 3 2 0 m p a 、温度一5 4 5 c 的范 围内，恒温条件下，压力升高，失活速率加快；一定压力条件下，温度1 0 2 0 范围内，失活速率最低，高于2 0 或低于i o 。c ，则失活速率均有不同程度的 提高0 2 8 1 。 衣笠仁研究发现7 0 0 m p a 、7 0 。c 即能杀死绿茶中的耐热性芽孢，并能保持 绿茶原有色泽，防止褐变发生，香气成分稍有减少，但保持着香气组成的总体 平衡，茶中特有的新鲜、清香被保存i ”。g a u c h e r o n 等在研究压力和温度对脱脂 乳蛋白质的影响时发现在不同温度( 4 、2 0 、4 0 ( 2 ) 条件下，虽然随压力( o 4 5 0 m p a ) 的升高，乳酪蛋白胶粒的直径总体呈下降趋势，但下降的过程存在着 较大的差异，4 c 时，当压力达2 5 0 m p a 时，酪蛋白胶粒的平均直径已有明显下 降，而在4 0 ，0 2 5 0 m p a 范围内，胶粒的平均直径还略有升高，在4 5 0 6 0 0 m p a 范围内，温度的影响几乎不存在，同2 0 ( 2 时一样，颗粒直径不再发生 明显的变化1 2 。l 6 p e z f a n d i f i o 等研究了压力和温度结合的脱水收缩作用对牛 奶的生化特征的影响。与2 5 加压棚比，1 0 0 4 0 0 m p a 的压力和高于4 0 * ( 2 的 温度的结合不会改善牛奶的干酪制造的性质。加压时温度增加到4 0 c 会延迟凝 结时间，削弱凝胶力，但与2 5 加压相比，凝乳中蛋白质和水分残留会发生改 变。高于4 0 的温度与压力的结合对凝结不利，甚至会阻碍牛奶的凝结1 3 0 1 。 t a u s c h e r 对不同高静压在7 0 c 对菠菜匀浆的影响的研究表明叶绿素极其稳 定”“。b u t z 等对经6 0 0 m p a 、7 5 处理的绞碎的花椰菜的研究也得出了相似的 结果1 3 2 1 。2 5 时土豆、玉米和小麦淀粉经过高静压处理后，不影响它们对淀粉 酶的敏感性：而在4 5 或5 0 经高静压处理后，可以提高它们对淀粉酶的敏感 性从而提高淀粉酶的消化。 v a nd e nb r o e c k 等对5 r a mp h 3 7 的柠檬酸缓冲溶液中的桔子果胶酯酶 ( p e c t i n e s t e r a s e ，p e ) 的研究发现经0 1 9 0 0 m p a 、1 5 6 0 处理2 0 2 2 0 m i n ， 桔子果胶酯酶不会完全失活。温度升高，失活速率增大。然而，在高温( t 5 7 ) 与较低压力( p 3 0 0 m p a ) 结合处理时，压力与温度之间有明显的反协 同作用【”】。对西红柿的研究发现，经低压和较高温度( 5 9 6 0 ) 结合处理后， 果胶甲酯酶会被激活 3 4 1 。 列草莓酱的研究发现，在2 0 经低 ：3 0 0 m p a 的压力处理1 5 m i n 时，过氧 化物酶( p e r o x i d a s e ，p o d ) 活性失活程度增强，在3 0 0 m p a 以上，其活性稍微 增加。在4 5 以上5 0 4 0 0 m p a 的压力下过氧化物酶活性均降低。橘子汁在室 温下经低于4 0 0 m p a 的压力加工1 5 m i n 时，过氧化物酶活性不断降低；而在3 2 6 0 。c 时的高静压处理则会导致橘子汁中过氧化物酶活性增加d ”。b u t z 等发现 6 0 0 m p a 、2 5 和5 0 处理1 0 m i n 均可使过氧化物酶完全失活u 圳。压力( 0 1 9 0 0 m p a ) 和温度( 2 5 7 7 5 ) 的结合对鳄梨多酚氧化酶( p o l y p h e n o l o x i a d a s e ， p p o ) 影响的研究结果表明，室温下约8 0 0 9 0 0 m p a 的压力可抑制其活性，而 低于2 5 0 m p a 的压力和高于6 2 5 的温度具有反协同作用口。m a c d o n a l d 等对 香蕉中的多酚氧化酶和过氧化物酶的研究发现，压力( 7 0 1 1 0 m p a ) 、温度( 5 0 7 0 ( 2 ) 和处理时间f 5 2 5 m i n ) 的联合处理可有效抑制这两种酶的活性。当压力、 温度和保压时间都完全增加时，多酚氧化酶和过氧化物酶失活程度增加。三种 处理手段的结合对多酚氧化酶活性的影响较小，其残余活力仍高达9 8 9 ，而 对过氧化物酶的活性影响较大，其残余活力只有2 3 8 口7 】。 大豆脂肪氧合酶( l i p o x y g e n a s e ，l o x ) 在室温时是最耐压的，温度的升 高和降低都会增强失活效果。经过对压力( 0 6 5 0 m p a ) 和温度( 1 0 6 5 ) 的6 0 种组合对大豆脂肪氧合酶压力一温度动力学的研究发现，在1 0 4 0 下脂 肪氧合酶不耐压，而在4 0 6 0 下它对压力的敏感性会大大减弱【”l 。 1 2 1 2 高静压与低温的结合 低温对高静压杀菌的促进效果引人注同，因为低温下高静压处理对保持食 品品质，尤其是减少热敏性成分的破坏较为有利。 高桥等人对包括几种常见致病菌和耐热芽孢菌在内的1 6 种微生物在低温 ( 一2 0 ) 下的超高压杀菌效果进行了测定，结果发现非芽孢菌中，除了芽孢菌 和金黄色葡萄球菌外，大多数的微生物在一2 0 的杀菌效果较常温下( 2 0 ) 的 好。特别是在2 0 0 m p a 下2 0 。c 时，微生物死亡数仅为l 2 次方，但在2 0 下 却几乎全部死亡。但低温对耐压性强的枯草芽孢杆菌和生芽孢梭状芽孢杆菌的 超高压杀菌效果无明显的影响【j 1 ”】。阮征对嗜热脂肪芽孢杆菌的研究也显示出 类似的结果【3 8 1 。对酵母菌的研究发现，低温。f 只需要不太高的压力即可达到常 温下较高静压力才能取得的杀菌效果【i ”。h a y a k a w a 等发现2 0 c 高静压杀菌可 有效杀死酵母菌( s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e 和z y g o s a c c h a r o m y c e sr o u x i i ) 、细菌 ( l a c t o b a c i l l u sb r e v i s 和e s c h e r i c h i ac o l i ) 和霉菌( a s p e r g i l l u sn i g e r 和 a s p e r g i l l u so r y z a e ) f 3 引。 低温高静压加工食品可以很好的保持食品的品质。神田幸忠采用高静压冻 结方法在18 、2 0 0 m p a 冻结豆腐，结果豆腐中所形成的冰结晶较普通空气鼓 风冻结法的小很多，此豆腐在常温下自然解冻也不会出现普通冻结法所产生的 汁液流失和豆腐变形，保持了豆腐原有的感官品质。f u c h i g a m i 等人对不同压 力条件对高静压冻结豆腐品质和质构的影响进行研究，结果表明在2 0 0 4 0 0 m p a 的高静压可有效地改善冻结豆腐的质构。在进一步研究高静压冻结果 蔬时发现，压力和温度条件对冻结果蔬的品质有明显的影响。对胡萝h 和大白 菜的试验结果显示，在2 0 0 m p a 、3 4 0 m p a 和4 0 0 m p a 条件下冻结时，对样品的 质地和组织结构没有什么损害，而在1 0 0 m p a 和7 0 0 m p a 条件下冻结时，对样 品的质地和组织结构有一定损害，但在高静压下冻结样品的品质均较在常压下 3 0 。c 冻结样品的品质好【1 0 1 。 为避免一般冻藏食品中水分的冻结和解冻所造成的不良影响，在低温高静 压下的不冻结贮藏也就特别受到关注。大出昭夫i ：t 较了冷藏、冻藏和不冻结贮 藏鲤鱼的情况，发现尽管在一1 5 。c 和1 8 。c 不冻结贮藏鱼肉中a t p 的降解较一1 8 冻藏的快，但i m p 和h x r 的生成量在5 0 天内相差不大，均较在5 下冷藏 的情况好很多。对经上述不同条件贮藏后的鸡肉样品继续在5 c 下冷藏的研究 显示，在此冷藏过程中，经1 8 冻藏的样品中i m p 的含量迅速下降，表明冻 结和解冻过程对样品的细胞结构影响颇大。研究还显示5 下冷藏和1 8 c 冻藏 的样品均出现明显的汁液流失现象，除了5 下冷藏的样品外，在1 5 c 和一1 8 不冻结贮藏样品的k 值也有明显增加，说明在不冻结贮藏条件下降解酶仍在 起一定的作用。肉类和水果的不冻结贮藏可以保持其原有的风味和品质【】0 1 。 高静压技术还可用于高压解冻，不仅能缩短解冻时间，而且还能改善解冻 食品的品质。人们比较了高压解冻和常压解冻金枪鱼背肌和鲤鱼肉，发现高压 解冻能更好地保证鱼肉的品质。对草莓等水果进行糖渍时，高压解冻可以作为 一种预处理方法来增加水果对精的吸收。 酶是影响食品品质的重要因素，研究发现低温下，酶对高静压的敏感性有 所提高，但不同的酶的变化情况不同。i n d r a w a t i 等人对经低温高静压( 1 4 0 0 m p a ，一2 2 0 ) 处理后酶的灭活情况进行了研究，与常压下的冻结过程比 较后发现：过氧化物酶、多酚氧化酶、枯草杆菌淀粉酶( b s a ) 无不可逆失活： 果胶甲酯酶( p e c t i nm e t h y le s t e r a s e ，p m e ) 有轻微的可逆失活( 8 0 9 2 的活 性保留) ；脂肪氧合酶在大范围内可逆失活( 只有3 - - 5 5 的活性保留) ，而常 温下典型的1 8 c 冻结只能造成1 0 的脂肪氧合酶活性下降【i 。t o s h i h i k o 研究 了羧肽酶y ( c a r b o x y p e p t i d a s ey ) 的高静压低温失活情况。0 1 m p a 的压力和 低温处理，该酶活化。高于2 0 0 m p a 的压力和低于5 c 的温度同时作用，该酶 可逆失活：当压力高于3 0 0 m p a 时，会不可逆失活1 4 。 1 2 2 高静压与酸度的结合 每种微生物都有适应其生长的p h 范围，在压力作用下，介质的p h 值会影 响微生物的生命活动。p a n d y a 等研究了高静压、热和中酸性对酵母菌的影响， 结果表明3 0 4 m p a 、2 5 、p h 4 0 处理1 0 m i n ，s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e 和 z y g o s a c c h a r o m y - c e s b a i l i i 的初浓度都减少8 个对数级1 4 1 。m a c k e y 等发现 3 0 0 m p a 、2 3 处理1 0 m i n ，p h 值从7 1 降到5 3 ，l i s t e r i am o m o c y t o g e n e s 的存 活数量随之减少1 8 个对数级1 42 1 。a l p a s 等研究发现，3 4 5 m p a 、4 5 、p h 4 5 处理5 m i n ，可使s t a p h y l o c o c c u s a u r e u s7 6 5 、l i s t e r i am o n o c y t o g e n e sc a 和o h z 、 e s c h e r i c h i ac o l i0 15 7 ：h 79 3 3 和9 3 l 、s a l m o n e l l ae n t e r i t i d i sf d a 完全死亡( 原 料活菌数均为8 个对数级以上) ，杀菌效果明显优于同等条件p h 6 5 的情况睇“。 s t e w a r t 等研究发现3 5 3 m p a 、4 56 c 处理1 0 r a i n ，在p h 4 0 比在p h 6 0 的缓冲溶 液中的l i s t e r i am o m o c y t o g e n e sc a 存活数量还少3 个对数级”。在1 0 0 m p a 和 6 0 0 m p a ，4 0 ( 2 下，p h 范围为3 - - 8 ，枯草杆菌芽孢失活率达8 0 ”l i n t o n 等 还发现高静压处理可显著地提高e s c h e r i c h i a c o l i0 15 7 ：h 7 对酸的敏感性，加速 了随后冷藏时细胞的死亡率【2 2 】。王琴等研究发现在p h 3 6 7 6 之间，p h 越低， 高静压对嗜热脂肪芽孢杆菌杀菌效果越好；但在高静压条件下，p h 值为3 6 、 4 6 、5 6 、6 6 时，p h 的变化对啤酒酵母的灭菌作用却无显著促进作用一。w u y t a c k 等对高静压杀灭枯草杆菌芽孢的研究发现，如果先降低原料口h 值，使之呈酸 性，那么高静压协同中温处理只能获得有限的灭菌效果( 3 6 个对数级) ；而 若以4 0 、6 0 0 m p a 压力对原料进行预处理，再把处理后的料液口h 值降至3 0 ， 然后用4 0 、1 0 0 m p a 压力进行处理，可使枯草杆菌芽孢全部失活【1 5 。 在低p h 下压力引起多酚氧化酶失活加快【4 5 。e s h t i a g h i & k n o r r 发现用 0 5 柠檬酸溶液浸泡后p h 值从6 1 降到5 0 的马铃薯块茎，经4 0 0 m p a 压力处 理1 5 m i n 后，其p p o 完全失活 4 6 1 。l 6 p e z m a l o 等对鳄梨汁的研究发现高静压 处理和初始p h 值显著影响p p o 活性，而在3 4 5 m p a 和5 1 7 m p a 下处理时间的 影响不显著( 4 ”。v a nd e nb r o e c k 等对桔予果胶酯酶失活情况研究后发现酸度可 以增强压力和温度的协同灭酶作用口 。木瓜蛋白酶( p a p a i n ) 在磷酸盐( p h 5 0 、 6 8 ) 和t r i s ( p h 6 8 ) 缓冲液中随压力的升高而逐渐被灭活，但在所有体系中，直 到6 0 0 m p a 时压力才对其起一定作用，而且与温度无关。在8 0 0 m p a 时发现酶 活力的损失较大，并且在6 0 时比2 0 条件下失活率更大【4 ”。西红柿中的果 胶甲酯酶对压力有较强的抗性，但其压力稳定性随p h 值的降低而降低口“。 1 2 3 高静压与添加剂的结合 添加剂的使用也会影响高静压杀菌灭酶的效果。微生物种类不同，水分活 度对微生物生命活力的影响程度有届著差异，但总体上来说，降低水分活度会减 弱杀菌效果。f u r u k a w a 等发现添加葡萄糖、n a c i 、乙醇等物质将会使b a c i l l u s s t e a r o l h e r m o 口h i i u s 的p d 值增加。6 0 m p a 、9 5 下，若添加2 0 乙醇，会使p d 值从7 5 2 m i n 分别增加到8 6 2 m i n ；添加葡萄糖、n a c i 、乙醇等物质后，杀死 1 0 6c f u m lb a c i l l u ss t e a r o t h e r m o p h i l u s 芽孢需4 2 0 5 4 0 m i n 【2 6 j 。a d e g o k e 研究了 高静压和单萜( m o n o t e r p e n e s ) 的联合作用对啤酒酵母的作用。如果不使用压 力，3 0 0 “g l m l 、6 0 0 “g m l 的单萜对啤酒酵母无效果，但】2 5 0 “m l 的单萜有 明显的效果。如果使用18 0 0 k g c m 2 的压力，2 0 0 t lg m l 、4 0 0 ug m l 的单萜能使 啤酒酵母抑制3 个数量级【4 。 采用抑菌剂和超高静压协同作用在低抑菌剂浓度时较为明显，而且不同的 抑菌剂混合使用时又有增效作用3 8 1 。k a r a t z a s 研究发现高静压与香芹酚( c a r v a c r 。i ) 的复合作用在较低的温度下对l i s t e r i am o n o c y t o g e n e s s c o t ta 杀菌效果明显p a m o r g a n 等研究发现高静压与l a c t i c i n3 1 4 7 的复合作用对s t a p h y l o c o c c u s a u r e u s a t c c6 5 3 8 和l i s t e r i ai n n o c u ad p c1 7 7 0 具有明显的杀菌效果 5 1 1 。g a r c i a g r a e l l s 等研究发现天然抗菌剂缩氨酸溶解酵素( p e p t i d e sl y s o z y m e ) 和尼生素( n i s i n ) 与高静压复合处理可有效杀灭牛奶中的大肠杆菌p “。 多元醇类对蛋白质在高静压下的稳定性具有一定的保护作用。d u m a y 等报 道5 的蔗糖可以降低0 5 b 乳球蛋白在高静压下的展丌程度5 3 。张和平等在 研究不同浓度的蔗糖对牛免疫球蛋白在商静压下的保护作用时，发现5 0 的蔗 糖对牛免疫球蛋白在高静，rf 的变性失活有很好的抵制作用1 5 4 1 。 p r 6 s t a m o 等将苹果切成1 5 c m 的方块，浸入3 0 w v 蔗糖与不同浓度抗坏 血酸( v c ) 的混合溶液r h 密封后霜：5 h4 0 0 m p a 处理3 0 m i n 后发现，高静 压与抗坏血酸的联合处理可有效抑制鲜切苹果的褐变程度，同时减少微生物数 量：添加2 0 m m 抗坏血酸处理的节果存5 条什下冷藏2 个月后无褐色产生f 5 5 1 。 v a nd e nb r o e c k 等对室温时在o 5 、l 、1 5 mc a c l 2 溶液中c a 2 + 对桔子果胶酯酶 压力失活性的影响研究后发现，在低摩尔浓度( 0 5m 和1 0 m ) 时压力失活增 加，而在1 5 mc a c l 2 溶液中，情况相反。另外，有c a 2 + 时比无c a 2 + 时，失活速 率常数的压力