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当高压对肉类基本成分的影响上

发布时间:2021-09-11 14:05:31 阅读: 来源:消毒机厂家
当高压对肉类基本成分的影响上

高压对肉类基本成分的影响(上)

摘 要 高压对食品界来说是一种新技术,近十几年来才有较大的发展,尤其是在日本,已有许多经高压处理的食品上市,而我国在此领域几乎是空白,其研究刚刚起步。本文只就压力对食品作用的基本原理以及压力对食品成分,如水、蛋白质、脂肪、碳水化合物和酶等的影响作一简单概述。 关键词 高压 肉

近十几年来,高压技术引起了生化界和食品界研究者越来越大的兴趣,因为压力能在低温或中温下导致微生物钝化,延长制品的保存期(Ledward, 1998; Jung et al., 2003)、嫩化肉类(Bouton et al., 1977, 1980; Macfarlane, 1973)等的作用。然而,压力处理也能导致肉类结构的变化,从而影响其功能特性,如颜色(Jung et al., 2003; Carlez et al., 1995; Cheah and Ledward, 1997)、组织结构(Jung et al, 2001c;Angsupanich and Ledward, 1998; Angsupanich et al., 1999; Ueno et al., 1999; Jung et al., 2000c; Beilken et al., 1990;)、脂肪氧化(Lamballerie-Anton, et al., 2002; Cheah and Ledward, 1995, 1996, 1997)和风味(Suzuki et al., 1994)等。对压力在肉类工业中的研究小规模的高压食品的加工已在日本(水果类和其它食品)、法国(果汁类)、美国(水果类)和墨西哥(肉类)等国家商业化生产。食品设备生产商也设计生产出了大容积(50~500升)的压力处理设备。生产成本也在不断的降低,已经控制在与热处理相当的水平。

日本拟派中期股息每股10.0分(约11.72港仙)的Fujichiku公司在1992年开发出了高压处理生火腿的技术(Claude et al, 1997)。经短时间腌制的猪肉火腿片,真空包装后在室温下,经250MPa 3小时的高压处理,结果腌制的时间由原来的2周缩短为3小时,产品的嫩度有所提高,保水性增强,食盐含量也只有通常制品的四分之一,且冷藏货架期大大的提高,制品的外观和风味类似烤猪肉。同时,海产品的高压处理技术也取得了很大的进展。日本的Kibun公司生产出高压处理的适于短期贮藏的鱿鱼和扇贝;Yaizu渔业公司开发出了高压处理鱼肉香肠;Hokurei公司生产出了高压处理的生冻鱼(sashimi)。高压技术处理这些产品的目的都是在不改变制品感官属性的前提下,通过钝化微生物和寄生虫来提高产品的安全性。

本文主要介绍压力对肉的基本成分的影响。

1 高压对食品作用的基本原理

与加热处理类似,压力对食品大分子的构成、液体和水的转变温度及许多化学反应有着深远的影响(Johnston,1992, 1995)。压力增加总是导致体积缩小(ΔV 0,这里ΔV=处理后体积-处理前体积),反之亦然(Chatelier 原理)。在工程中有许多承受紧缩的构件因此,压力下,反应的平衡向紧缩方向移动,反应速度常数(Kkinetic)根据反应体积变化(ΔV)的正负而增加或减小,LnKkinetic=(ΔV×P/RT)。

当水溶液被压缩时,压缩能E(焦耳)大约为:E=2/5×P×C×V0,这里P是压力(MPa),C是压缩系数,V0压力处理前的体积(m3)。因此,一升水的在400MPa压力时的压缩能为19.2KJ(加热一升水使温度从20℃升高到25℃的能量消耗是20.9KJ)。低能水平可能是压力对食品成分中共价键有较小影响的原因。压力的传递具有均匀性和瞬时性,所以压力处理的时间与样品的大小没有直接关系,这与热处理相反。压力处理一般是在液体介质中(如水)进行的,样品被伸缩膜包装,避免与介质直接接触。样品在压力容器中的处理过程中不需要额外的能量。

2 高压对食品成分的影响

简要的说,在低温或中温下进行压力处理,能在不改变食品的风味的情况下使食品中的微生物钝化,延长制品的保藏期。压力对制品的组成、组织结构和食品色泽的影响更为显著,有些情况下是有利的,而有时则是不利的。其作用的机制有许多尚没有搞清楚。

2.1 水 份

水的几种理化特性在压力作用下发生变化(Heremans et al)。22℃时,在100、400、600MP a压力的作用下,水的体积分别被压缩4、12和15%。水份含量大的食品其压缩性与水相似。绝热压缩能导致水(或水溶液)的温度上升,上升幅度为每100MPa 2℃~3℃(决定于初期温度和压力上升速度)。同样,压力的释放也导致温度以同样幅度下降。这种温度变化可通过水与食品和压力容器之间的热交换减少到最低程度。压力也增加了[H+]和[OH-]离子数,在压力为1000MPa时,大约增加10~100倍(与温度有关)。这种压力下正负离子的分离是由于水的“电致收缩”现象引起的。压力作用下,由于偶极子间的相互作用和氢键的结合,使水分子在电荷周围以一种更加紧密的方式(总体积更小)重新组合。水分子的离解作用(2H2O=H3O++OH-),使每摩尔水的体积降低了22ml(Heremans et al., 1997)。因此,水、弱酸和几种缓冲剂(除了对压力稳定的几种氨基酸缓冲剂)的pH 值能降低0.2~0.5单位(每100MPa)。虽然这些变化是可逆的,在压力释放后又重新恢复,但才能使得全部实验进程更加流畅对压力下蛋白质的变化将产生很大的影响。水相间的转变(尤其熔化与结晶之间)也受压力的影响。相变图显示,在210MPa压力下,-22℃时水仍然为液态,这是由于压力能抑制冰晶(Ⅰ型)形成时体积的增加。这种现象有重要的实用价值(Kalichevsky et al., 1995):(1)可以在压力下低温(-20℃~0℃)解冻生物样品,且解冻过程迅速而均一;(2) 在压力下,低温(-20℃~0℃)贮存功率:120W生物样品而不会形成冰晶;(3)快速冻结,先将生物样品置于200MPa 压力下,然后将温度降至-20℃(不会冻结),再突然释放压力,这样形成的冰晶细腻均匀,不会对样品的组织结构造成大的损害。

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