沂年来，随着消费者对食品安全性和品质的要求日渐提高，传统的食品热处理方法深渐暴露出应 的不足，人们开始寻找可以代替传统食品热处理方法的新技术。而超高压技术作为一种新的食品非热 加工技术正日益引起人们的关注。静态高压技术(high hydrostatic pressure processing,HHP)又称为 食品超高压技术(ultra-high pressure processing.UHP),是指将食品放入夜体介质（通常是水）中， 经1O0MP阳以上的压力处理，在常温甚至更低的温度下对食品进行杀菌、灭酶、改善食品功能特性 等，由于处理过程中使用的压力不足以破坏共价键，因此对食品香气、色泽和感官品质影响不大。 自从1895年Royer首次报道超高压（高压、超高压是相对的，一般认为1O0MPa以上压力 为超高压)可以杀死细菌，Hite和Coworkers报道了高压对牛奶具有保藏作用以来，高压在食品科 技领域应用的研究报道日益增多山，但主要局限于在食品杀茵和加工过程中的应用，而且还多处于 理论或实验室研究阶段。随着人们认识的提高，高压被逐步应用于生物学领域并逐渐形成一门新的 学科-高压生物技术，主要包括对深海生物、生物物化性质、嗜极菌蛋白质和高压生物技术应用等的 研究2] 微生物是影响食品质量的一个主要的因素，要改进食品质量，就要使食品中的微生物失去活 性，高压是一种很好的方法。在高压的作用下，微生物会发生根大的变化，首先细胞壁在高压的挤 压下破裂，细脑膜的分子结构发生改变，从而影响膜的透过性和功能。其次是一些关键的酶，包括 与DNA复制相关的酶，会丧失活性，同时它还会使、一些细胞的蛋白质变性，影响了微生物原有的生 理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化，导致微生物死亡。用高压使微生物失活，需 要考虑很多因素，包括微生物的种类和数量、压力作用的时间、温度以及微生物所处的环境等。 食品的贮藏过程中有微生物引起的腐败，酶解反应，以及日光、氧等引起的化学变化等致使品 质降低。食品用超高压处理时，细菌、霉菌、酵母菌均可被杀死，酶的活性受抑制或者失活，因而 防止食品变质，也不会有加热法带来的变色、变味，以及冷冻法引起的食品中细胞组织破坏等。 在葡萄酒的生产中，由于葡萄酒在储存时会产生柠檬油引起苦味，美国一家公司与日本企业合 作采用超高压对萄萄酒进行处理，有效的抑制了萄萄酒中柠惊油的产生，消除了酒中的苦味3]。超 高压用于酒类的杀菌处理，达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低，例如日本三得利公司采用 高压技术处理啤酒，可将99.99%大肠杆菌杀死，且啤酒的口感风味几乎不变[) 超高压处理的食品早己在市场中出现。日本利用超高压技术进行商业化草莓汁、桃汁、番茄 汁、胡萝卜汁、果酱等的生产。目前正在研究开发新的应用领域，试图用于泡菜、鱼酱等传统食 品。1990年日本的美地亚食品厂首先应用超高压食品加工技术生产果酱，后来又应用于水果酸奶 果冻、水果酱和水果沙司。最近的一个日本专利描述了利用高压技术来改善可感知的水果风味 的“新鲜度”。这个过程是加入少量的水果汁到水果香料中，然后在冷冻温度和室温之间于100P ~400MPa处理到30分钟。 食品在加热情况下会产生许多重大缺陷，主要有以下几方面[]。 (1)加热处理时食品化学成分发生改变： (2)加热处理时破坏食品原有的天然风味 (3)加热处理亚重损害食品的营养价值： (④)加热处理带来高能耗和严重的环境污染问题， 这些缺陷在注重食品品质和安全性的今天，正日渐成为社会关注的焦点，它严重制约了食品加工 工业的发展。为此，世界各国科学家都在努力寻求比热处理更加可靠、先进的处理技术二“超声波技 术”、“微波技术”、“超临界技术”等应运而生，但均受各种条件的制约，目前均没有取得理想的 突破。而超高压技术与传统的热处理方法相比，均匀、瞬时、高效杀灭微生物、纯化酶活性，而不破
近年来,随着消费者对食品安全性和品质的要求日渐提高,传统的食品热处理方法逐渐暴露出它 的不足,人们开始寻找可以代替传统食品热处理方法的新技术。而超高压技术作为一种新的食品非热 加工技术正日益引起人们的关注。静态高压技术（high hydrostatic pressure processing, HHP）又称为 食品超高压技术（ultra -high pressure processing,UHP），是指将食品放入液体介质（通常是水）中， 经 100 MPa 以上的压力处理，在常温甚至更低的温度下对食品进行杀菌、灭酶、改善食品功能特性 等，由于处理过程中使用的压力不足以破坏共价键，因此对食品香气、色泽和感官品质影响不大。 自从 1895 年 Royer 首次报道超高压(高压、超高压是相对的, 一般认为 100 MPa 以上压力 为超高压)可以杀死细菌， Hite 和 Coworkers 报道了高压对牛奶具有保藏作用以来,高压在食品科 技领域应用的研究报道日益增多[1], 但主要局限于在食品杀菌和加工过程中的应用, 而且还多处于 理论或实验室研究阶段。 随着人们认识的提高, 高压被逐步应用于生物学领域并逐渐形成一门新的 学科-高压生物技术, 主要包括对深海生物、生物物化性质、嗜极菌蛋白质和高压生物技术应用等的 研究[2] 。 微生物是影响食品质量的一个主要的因素，要改进食品质量，就要使食品中的微生物失去活 性，高压是一种很好的方法。在高压的作用下，微生物会发生根大的变化，首先细胞壁在高压的挤 压下破裂，细脑膜的分子结构发生改变，从而影响膜的透过性和功能。其次是一些关键的酶，包括 与DNA复制相关的酶，会丧失活性，同时它还会使、—些细胞的蛋白质变性，影响了微生物原有的生 理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不可逆变化，导致微生物死亡。用高压使微生物失活，需 要考虑很多因素，包括微生物的种类和数量、压力作用的时间、温度以及微生物所处的环境等。 食品的贮藏过程中有微生物引起的腐败，酶解反应，以及日光、氧等引起的化学变化等致使品 质降低。食品用超高压处理时，细菌、霉菌、酵母菌均可被杀死，酶的活性受抑制或者失活，因而 防止食品变质，也不会有加热法带来的变色、变味，以及冷冻法引起的食品中细胞组织破坏等。 在葡萄酒的生产中，由于葡萄酒在储存时会产生柠檬油引起苦味，美国一家公司与日本企业合 作采用超高压对葡萄酒进行处理，有效的抑制了葡萄酒中柠檬油的产生，消除了酒中的苦味[3]。超 高压用于酒类的杀菌处理，达到均匀、瞬时、高效，且比加热法耗能低，例如日本三得利公司采用 高压技术处理啤酒，可将99.99％大肠杆菌杀死，且啤酒的口感风味几乎不变[4]。 超高压处理的食品早已在市场中出现。日本利用超高压技术进行商业化草莓汁、桃汁、番茄 汁、胡萝卜汁、果酱等的生产。目前正在研究开发新的应用领域，试图用于泡菜、鱼酱等传统食 品。1990年日本的美地亚食品厂首先应用超高压食品加工技术生产果酱，后来又应用于水果酸奶、 果冻、水果酱和水果沙司。最近的一个日本专利描述了利用高压技术来改善可感知的水果风味 的“新鲜度”。这个过程是加入少量的水果汁到水果香料中，然后在冷冻温度和室温之间于100MPa ～400MPa处理到30分钟。 食品在加热情况下会产生许多重大缺陷,主要有以下几方面[5] ： (1)加热处理时食品化学成分发生改变； (2)加热处理时破坏食品原有的天然风味； (3)加热处理严重损害食品的营养价值； (4)加热处理带来高能耗和严重的环境污染问题。 这些缺陷在注重食品品质和安全性的今天,正日渐成为社会关注的焦点,它严重制约了食品加工 工业的发展。为此,世界各国科学家都在努力寻求比热处理更加可靠、先进的处理技术二“超声波技 术”、“微波技术”、“超临界技术”等应运而生,但均受各种条件的制约,目前均没有取得理想的 突破。而超高压技术与传统的热处理方法相比,均匀、瞬时、高效杀灭微生物、钝化酶活性,而不破
坏食品原有的维生素、色素、香味成分等低分子化合物而且，不会破坏大分子中的共价键，保持了食 品的影响成分同时，延长了食品的货架期。 另外，相比于传统的食品热处理工艺，超高压食品处理技术有独具特色的优点 (1)经超高压处理的食品，最大程度的保持了其原有的营养成分，并容易被人体消化吸收： (2)经过超高压处理的食品无“回生”现象，灭菌效果良好，便于长期保存： (3)超高压处理食品在最大程度的保持其原有营养成分不变的同时，感官特性有了较大的改 善 (4)超高压食品处理技术适用范围广，具有很好的开发推广前景： (5)超高压处理技术原料的利用率高，无“三废”产生 与此同时，超高压食品处理自身也存在着一些不足，主要体现在以下几个方面： (1)一方面，超高压杀菌机理研究还不够深入，无法对实验进行必要的指导：另一方面，不同品 种食品超高压保鲜处理工艺技术参数和资料不完善，需要进行大量的研究和开发。 (2)设备压力较大，制造成本高，一次性投资较多，成套工业化生产设备还不完备降低超高压杀 菌压力的协同措施研究还需深入并系统化。 超高压对食品中生物大分子的结构和特性的研究具有重要的意义，该领域己经成为当世界超 高食品处理技术研究的前沿。由于超高压处理以及持续的施压会使微生物的细胞膜破裂同时超高压 处理使微生物内部的生物大分子被破坏。微生物的灭活率随处理压力增加而升高，当压力大于40OMP 时，微生物灭活率达到99%左右，并且升高变缓同时微生物的灭活率也随保压时间增加而升高，当压力 大于20mn时，微生物火活率达到99%左右，并目且升高变爱。经过超高压处理，蛋白质分子发生解聚，更 多的疏水基团暴露出来，增强了蛋白质分子的亲水性，使得蛋白质在水中的溶解度增强超高压处理使 更多的疏水基团暴露.加之溶解度增强使更多疏水基团外露。使得蛋白质的钻度、乳化特性、表面疏 水性均得到增强。 超高压处理使更多支链淀粉受压变为分子量小的直链淀粉。由于淀粉颗粒变小，比表面积增大， 增加了水分子与淀粉游离羟基结合的几率，使得淀粉的溶解度、透明度等均明显提升，同时淀粉的粘 度下降。同时淀粉流变特性和结构的改善，也提高了淀粉的糊化特性，300MP以上超高压处理可以使 淀粉糊化，且有效地降低了淀粉的糊化温度 超高压处理现己广泛应用于果蔬制品的加工，在欧美等发达国家都已实现产业化。目前，国内 外有关超高压技术在葡萄酒中的应用己有部分报道，但大都集中在加速酯化反应及红葡萄酒催陈方 面，通过处理葡萄原料进而提高葡萄酒品质的研究较少。甘肃河西地区是我国葡萄酒主要产区之 一，同其他产区一样存在红葡萄酒果香不足、色度较浅等问题，急需在该领域开展一定的基础性研 究工作，以提高我省葡萄酒产业竞争力。 在超高压作用下，葡萄酒的体积由于压力的增大而减小，酒中各分子之间的距离也因被压缩而 减小，乙醇分子和水分子被重新排列6]。同时，超高压提供的能量可以被各组分的分子基团吸收并 转化为后续反应所需的活化能[ ,从而促讲缔合反应的讲行，加速萄萄酉的陈化。香气和色泽是萄 萄酒的重要感官指标，对决定葡萄酒质量、风格及典型性具有重要的作用。葡萄酒中香气物质主要 受葡萄品种、生态条件、果实成熟质量及酿造工艺技术等因素影响，颜色的深浅和色调特性由酒中 存在的呈色物质种类、状态和含量所决定。同时，香气和色泽作为大多数消费者选择购买的基本依 据，亦会影响到对葡萄酒其他品质特征的评价。 同国外优质衔酒相比，我国大部分红衔萄酒都存在果香不足、品种风味特征表达欠佳，色度 较浅等问题。 特别是在我国葡萄酒产业规模较大的西部内陆产区[® ，上述现象是多年来一直制约 当地优质干红葡萄酒品质提升的关键问题之一。同时，HP也已被用于增加浸渍过程葡萄皮中酚类物
坏食品原有的维生素、色素、香味成分等低分子化合物而且,不会破坏大分子中的共价键,保持了食 品的影响成分同时,延长了食品的货架期。 另外,相比于传统的食品热处理工艺,超高压食品处理技术有独具特色的优点： （1）经超高压处理的食品,最大程度的保持了其原有的营养成分,并容易被人体消化吸收； （2）经过超高压处理的食品无“回生”现象,灭菌效果良好,便于长期保存； （3）超高压处理食品在最大程度的保持其原有营养成分不变的同时,感官特性有了较大的改 善； （4）超高压食品处理技术适用范围广,具有很好的开发推广前景； （5）超高压处理技术原料的利用率高,无“三废”产生； 与此同时,超高压食品处理自身也存在着一些不足,主要体现在以下几个方面： （1）一方面,超高压杀菌机理研究还不够深入,无法对实验进行必要的指导；另一方面,不同品 种食品超高压保鲜处理工艺技术参数和资料不完善,需要进行大量的研究和开发。 （2）设备压力较大,制造成本高,一次性投资较多,成套工业化生产设备还不完备降低超高压杀 菌压力的协同措施研究还需深入并系统化。 超高压对食品中生物大分子的结构和特性的研究具有重要的意义，该领域己经成为当今世界超 高食品处理技术研究的前沿。由于超高压处理以及持续的施压会使微生物的细胞膜破裂同时超高压 处理使微生物内部的生物大分子被破坏。微生物的灭活率随处理压力增加而升高,当压力大于400MPa 时,微生物灭活率达到99%左右,并且升高变缓同时微生物的灭活率也随保压时间增加而升高,当压力 大于20min时,微生物灭活率达到99%左右,并且升高变缓。经过超高压处理,蛋白质分子发生解聚,更 多的疏水基团暴露出来,增强了蛋白质分子的亲水性,使得蛋白质在水中的溶解度增强超高压处理使 更多的疏水基团暴露,加之溶解度增强使更多疏水基团外露,使得蛋白质的粘度、乳化特性、表面疏 水性均得到增强。 超高压处理使更多支链淀粉受压变为分子量小的直链淀粉。由于淀粉颗粒变小,比表面积增大, 增加了水分子与淀粉游离羟基结合的几率,使得淀粉的溶解度、透明度等均明显提升,同时淀粉的粘 度下降。同时淀粉流变特性和结构的改善,也提高了淀粉的糊化特性, 300MPa以上超高压处理可以使 淀粉糊化,且有效地降低了淀粉的糊化温度。 超高压处理现已广泛应用于果蔬制品的加工，在欧美等发达国家都已实现产业化。目前，国内 外有关超高压技术在葡萄酒中的应用已有部分报道，但大都集中在加速酯化反应及红葡萄酒催陈方 面，通过处理葡萄原料进而提高葡萄酒品质的研究较少。甘肃河西地区是我国葡萄酒主要产区之 一，同其他产区一样存在红葡萄酒果香不足、色度较浅等问题，急需在该领域开展一定的基础性研 究工作，以提高我省葡萄酒产业竞争力。 在超高压作用下，葡萄酒的体积由于压力的增大而减小，酒中各分子之间的距离也因被压缩而 减小，乙醇分子和水分子被重新排列[6]。同时，超高压提供的能量可以被各组分的分子基团吸收并 转化为后续反应所需的活化能[7]，从而促进缔合反应的进行，加速葡萄酒的陈化。香气和色泽是葡 萄酒的重要感官指标，对决定葡萄酒质量、风格及典型性具有重要的作用。葡萄酒中香气物质主要 受葡萄品种、生态条件、果实成熟质量及酿造工艺技术等因素影响，颜色的深浅和色调特性由酒中 存在的呈色物质种类、状态和含量所决定。同时，香气和色泽作为大多数消费者选择购买的基本依 据，亦会影响到对葡萄酒其他品质特征的评价。 同国外优质葡萄酒相比，我国大部分红葡萄酒都存在果香不足、品种风味特征表达欠佳，色度 较浅等问题。 特别是在我国葡萄酒产业规模较大的西部内陆产区[8]，上述现象是多年来一直制约 当地优质干红葡萄酒品质提升的关键问题之一。同时，HHP也已被用于增加浸渍过程葡萄皮中酚类物
质的提取，分布于葡萄果皮、种子和果梗里的酚类物质在酿造阶段被浸渍到酒中，进而影响红葡萄 酒的外观品质、理化特性和生理活性功能。 若采用与其他处理手段相结合的方法，如微波处理、冷热处理、电场催陈等方法，促使新酒的 陈化老熟过程的各种变化，效果可能会更明显，此研究因内外尚未开展。 目前国内的食品超高压处理技术还处于研究阶段，还没有成熟的超高压技术投入食品工业生 产，但超高压食品极符合21世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着 巨大的潜在市场和广阔的发展前景。 参考文献 [1]Rikimaru H.High pressure in bioscience and biotechnology:purescience encompassed in pursuit of value Biochemical et Biophysical Acta202,1595:397-399 [2]Bartlett DH.Pressure eff ects on in vivo microbial processes.Biochemical et Biophysical Acta,2002,1995:367-381 [3)窦光宇超高压食品0.食品与生活，1999，(2)：5~6 个邱伟芬，江汉湖食品超高压杀菌技术及其研究进展).食品科学，2001，(22)：81~84 []马力.食品常温超高压处理的研究现状与发展前景.四川农业大学学报，1995,13(2)：381-385 [6李绍峰，段旭昌，刘树文，等.超高压处理对新鲜干红葡萄酒物理特性的影响)酿酒科技，2005(8)61-64 [☑励建荣，傅月华，顾振字，等.高压催陈黄酒的研究).食品与发酵工业，1999,3：3642. 「8]韩舜愈，宋惠丽.蒋玉梅，等河西走廊地区赤霞珠干红葡萄酒中的香气成分分析.食品科学2009,30(10)：257 260
质的提取，分布于葡萄果皮、种子和果梗里的酚类物质在酿造阶段被浸渍到酒中，进而影响红葡萄 酒的外观品质、理化特性和生理活性功能。 若采用与其他处理手段相结合的方法，如微波处理、冷热处理、电场催陈等方法，促使新酒的 陈化老熟过程的各种变化，效果可能会更明显，此研究国内外尚未开展。 目前国内的食品超高压处理技术还处于研究阶段，还没有成熟的超高压技术投入食品工业生 产，但超高压食品极符合 21 世纪新型食品的简便、安全、天然、营养的消费需求，相信它有着 巨大的潜在市场和广阔的发展前景。 参考文献 [1] Rikimaru H .High pressure in bioscience and biotechnology : purescience encompassed in pursuit of value .Biochemical et Biophysical Acta , 2002, 1595:397-399 [2] Bartlett D H.Pressure eff ects on in vivo microbial processes. Biochemical et Biophysical Acta , 2002 ,1995:367-381 [3] 窦光宇.超高压食品[J]. 食品与生活,1999,（2）：5～6. [4] 邱伟芬,江汉湖.食品超高压杀菌技术及其研究进展[J]．食品科学，2001，(l22)：81～84. [5]马力. 食品常温超高压处理的研究现状与发展前景[J]. 四川农业大学学报,1995,13(2):381-385 [6] 李绍峰, 段旭昌, 刘树文, 等. 超高压处理对新鲜干红葡萄酒物理特性的影响[J]. 酿酒科技, 2005 (8): 61-64. [7] 励建荣, 傅月华, 顾振宇, 等. 高压催陈黄酒的研究[J]. 食品与发酵工业, 1999, 3: 36-42. [8] 韩舜愈, 宋惠丽, 蒋玉梅,等.河西走廊地区赤霞珠干红葡萄酒中的香气成分分析.食品科学.2009, 30(10):257- 260
