楊雯雯，郭志芳

(漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南漯河 462002)

摘　要：隨著(zhù)國民對食品安全的重要性認知度進(jìn)一步提升，食品生產(chǎn)技術(shù)水平開(kāi)始受到越來(lái)越多人的關(guān)注。在諸多食品加工技術(shù)中，超高壓加工技術(shù)應用廣泛，已經(jīng)全面覆蓋蛋白質(zhì)類(lèi)食品、果蔬食品、速凍品及乳制品等食品加工過(guò)程中。在此基礎上，本文主要圍繞蛋白質(zhì)食品進(jìn)行了分析，綜合探討了超高壓技術(shù)在此類(lèi)食品加工中的具體應用，旨在通過(guò)本次研究?jì)热莸恼归_(kāi)，進(jìn)一步為未來(lái)食品加工工作品質(zhì)優(yōu)化起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：超高壓技術(shù);蛋白質(zhì)食品;加工

食品加工中，超高壓技術(shù)應用后，可以顯著(zhù)改變食品本身的蛋白質(zhì)特性，其分子構象會(huì )隨之發(fā)生變化，常見(jiàn)食品蛋白質(zhì)變化包括吸油性變化、凝膠性變化、乳化性變化等。但是，目前部分食品加工機構在針對食品蛋白質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)，對于超高壓技術(shù)的應用及操作卻仍舊存在不足，導致實(shí)際的蛋白質(zhì)食品生產(chǎn)及加工品質(zhì)受到影響。鑒于此，針對超高壓技術(shù)在蛋白質(zhì)食品加工中的應用這一內容進(jìn)行深入分析具有重要重要意義。

1　超高壓技術(shù)及其在蛋白質(zhì)食品加工中應用優(yōu)勢

超高壓技術(shù)的應用原理主要是將氣體積液體進(jìn)行加壓處理，需加壓至超出100 MPa以上，目前，此項技術(shù)主要包括3種類(lèi)型，分別是超高靜壓、超高壓水射流以及動(dòng)態(tài)超高壓技術(shù)，在應用范圍方面，極為廣泛。在食品加工領(lǐng)域中，主要應用的技術(shù)類(lèi)型是超高靜壓技術(shù)，最早于1914年，美國著(zhù)名物理學(xué)家首次應用靜水壓技術(shù)進(jìn)行了蛋白質(zhì)凝固處理，并將靜水壓加高至700 MPa，形成了蛋白質(zhì)凝膠報告[1]。該項技術(shù)研究至1986年，由日本學(xué)者提出了更為精確且專(zhuān)用于食品加工領(lǐng)域的超高壓加工技術(shù)。截至2020年末，全球范圍內已經(jīng)建立近千家食品高壓處理廠(chǎng)家，年生產(chǎn)能力也初步超出百萬(wàn)t。由此可見(jiàn)，在食品加工過(guò)程中，超高壓技術(shù)的應用范圍及發(fā)展趨勢的極具突出性。超高壓技術(shù)應用在蛋白質(zhì)類(lèi)食品加工時(shí)，其主要是在彈性容器內或是在無(wú)菌壓力系統中，配置專(zhuān)用的傳壓介質(zhì)，一般以水或其他流體類(lèi)介質(zhì)為主[2]。隨后，在常溫或是低溫狀態(tài)下對食品進(jìn)行加工處理，借助100 MPa以上的壓力使食品內的蛋白質(zhì)實(shí)現活性改變。超高壓處理技術(shù)相比于傳統的蛋白質(zhì)食品加工處理技術(shù)而言，可以實(shí)現食品滅酶及殺菌的效果，避免食品本身色香味流失;還可跳出壓力梯度的限制，提升傳壓速度，優(yōu)化蛋白質(zhì)食品加工處理效率。

2　超高壓技術(shù)在蛋白質(zhì)食品加工中的應用

2.1　蛋白質(zhì)食品乳化性加工中超高壓技術(shù)的應用

蛋白質(zhì)之所以會(huì )呈現穩定的乳液狀，主要會(huì )受到多方面因素的影響，通過(guò)對表面吸附能力的發(fā)揮達到降低表面張力的效果，借助空間作用力以及靜電的影響，形成更具高粘彈性特征的保護膜。單純針對蛋白球而言，超高壓加工技術(shù)手段的使用，可以顯著(zhù)對蛋白的乳化性產(chǎn)生影響，但缺點(diǎn)體現在對后續乳化的穩定性存在不利[3]。有學(xué)者在研究中發(fā)現，當針對大豆分離蛋白進(jìn)行乳化活性指數處理時(shí)，超高壓技術(shù)的采納，可以顯著(zhù)提升該指數參數，但穩定指數卻隨之出現下降情況。研究人員對原因展開(kāi)分析，發(fā)現經(jīng)超高壓處理下，蛋白質(zhì)的實(shí)際伸展以及疏水基團被暴露在外，造成大豆分離蛋白的乳化特性隨之凸顯出來(lái)。此外，有研究中使用400 MPa進(jìn)行中性條件下0.75%大豆蛋白超高壓處理，可以進(jìn)一步對其7S組分的乳化穩定性加以提升。同時(shí)在堿性條件下，超高壓技術(shù)操作后，還會(huì )對大豆分離蛋白質(zhì)的粒徑減小以及蛋白質(zhì)吸附量減少產(chǎn)生影響，最終對食品中蛋白的乳化活性加以改善和優(yōu)化[4]。在酸性條件下，蛋白則會(huì )在酸化作用的驅動(dòng)下出現乳化特性的弱化現象，實(shí)現超高壓處理優(yōu)化。

2.2　蛋白質(zhì)食品致敏性加工處理中超高壓技術(shù)的應用

當超高壓技術(shù)應用于蛋白質(zhì)食品加工中時(shí)，會(huì )對降低食品致敏性產(chǎn)生促進(jìn)作用，下面將會(huì )圍繞不同的蛋白質(zhì)食品致敏性處理中，超高壓加工技術(shù)的具體應用加以分析。

(1)牛奶致敏性處理中超高壓加工技術(shù)的應用。牛奶蛋白過(guò)敏，主要是指人體對單種或多種牛奶蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的一種免疫學(xué)反應，也被稱(chēng)之為牛乳蛋白抗原性IgE介導免疫反應。應用超高壓技術(shù)進(jìn)行蛋白質(zhì)致敏性處理時(shí)，主要是通過(guò)對過(guò)敏蛋白空間結構的更改，使過(guò)敏原蛋白產(chǎn)生變化，或失活，借此達到消除牛奶過(guò)敏原的超高壓加工目標[5]。有研究在進(jìn)行牛奶致敏性處理時(shí)，使用了動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)，其技術(shù)核心通過(guò)對溫度的把控實(shí)現對過(guò)敏原蛋白的處理，并借助間接競爭的形式，達成對于β-乳球蛋白抗原性的進(jìn)一步分析。技術(shù)操作中，分別在90 ℃、160 ℃不同條件下，對β-乳球蛋白進(jìn)行抗原性分析，發(fā)現前者抗原反應顯著(zhù)低于后者，且在對照組內，當壓力為80 MPa時(shí)，動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)處理下的β-乳球蛋白抗原性得到了進(jìn)一步的增加，當壓力>80 MPa后，抗原性開(kāi)始逐漸降低。

(2)花生致敏性處理中超高壓加工技術(shù)的應用。目前可檢測出，花生這一食品過(guò)敏原蛋白共計11種，在分屬類(lèi)型上分別對應各自的蛋白質(zhì)家族，其中花生的主要過(guò)敏原蛋白包括Ara h1、Ara h3、Ara h2及Ara h1，且最后一種蛋白過(guò)敏原含量高居首位，不僅熱穩定性高，同時(shí)還具有耐酶解特性，可被超出90%以上花生過(guò)敏患者血清所識別[6]。對此有學(xué)者在花生烘焙加工研究中，對比了單獨烘焙和超高壓烘焙加工成果，經(jīng)過(guò)超高壓處理后，花生被胰蛋白消化速度顯著(zhù)提升，且隨著(zhù)壓力的加大以及加壓時(shí)間的延長(cháng)，花生內致敏原蛋白與患者血清結合能力明顯下降，說(shuō)明致敏性被降低，值得推廣。

2.3　蛋白質(zhì)食品結構處理中超高壓技術(shù)的應用

蛋白質(zhì)食品加工處理中應用超高壓技術(shù)時(shí)，會(huì )對蛋白質(zhì)結構產(chǎn)生影響，在具體的加工中，應用主要集中在以下4方面。

(1)對蛋白質(zhì)一級結構變化的影響。一般而言，蛋白質(zhì)內多肽鏈結構主要取決于氨基酸順序，目前應用超高壓技術(shù)進(jìn)行蛋白質(zhì)食品加工中并未發(fā)現會(huì )對蛋白質(zhì)一級結構產(chǎn)生影響。

(2)對蛋白質(zhì)二級結構變化的影響。食品蛋白質(zhì)內，其二級結構的多肽鏈往往會(huì )圍繞一維空間規則隨之變化，呈循環(huán)式排列，部分蛋白質(zhì)在構成上會(huì )以某一個(gè)軸盤(pán)折疊或旋轉，在氫鍵影響下呈現規則構象，常見(jiàn)的蛋白質(zhì)二級結構有β-轉角、α-螺旋等。有學(xué)者在研究冷藏狀態(tài)下鳊魚(yú)糜蛋白質(zhì)時(shí)發(fā)現，α-螺旋結構是構成其蛋白質(zhì)的網(wǎng)狀結構的核心構象，當該食品經(jīng)過(guò)超壓處理后，其內α-螺旋結構會(huì )逐步轉型為無(wú)規則的卷曲形狀，使分子表面之上暴露出之前被埋于肌球蛋白分子之內的疏水性殘基，此過(guò)程誘發(fā)食品蛋白質(zhì)出現結構變性[7]。隨著(zhù)溫度的升高，蛋白質(zhì)內無(wú)規則卷曲結構也會(huì )隨之增加，對應的蛋白質(zhì)變性越高，還會(huì )對蛋白質(zhì)凝膠強度減低產(chǎn)生影響。

(3)對蛋白質(zhì)三級結構變化的影響。該結構中，其作用力主要是取決于巰基以及二硫鍵的改變，同時(shí)還會(huì )一定程度受到蛋白質(zhì)表面疏水作用的限制，其構象中，兩個(gè)硫原子之間化學(xué)鍵能夠與相同或異同肽鏈部分相連接，借此保證蛋白質(zhì)構象的穩定性。對此有學(xué)者在研究大豆食品加工時(shí)指出，經(jīng)過(guò)超高壓200 MPa加工處理，大豆分離蛋白溶液的微堿性隨之發(fā)生改變，且疏水性也會(huì )隨之增加，但是對應的二硫鍵固有含量在減少。同時(shí)該學(xué)者還對pH為3強酸性大豆分離蛋白溶液進(jìn)行了超高壓處理，發(fā)現當壓力增加至400 MPa后，巰基含量逐漸減低。

(4)對蛋白質(zhì)四級結構變化的影響。該結構是由緊密結構所聚集而成，穩定性主要受到對壓力極為敏感的疏水作用所影響。當壓力適宜時(shí)，即壓力低于150 MPa以下時(shí)，十分有利于低聚蛋白質(zhì)結構的解離影響，且對應的體積也會(huì )隨之縮小。例如，在150 MPa條件設定下，β-酪蛋白會(huì )產(chǎn)生可逆解聚反應，但當壓力過(guò)高時(shí)，則會(huì )受到溫度變化的影響而出現可逆聚合狀況[8]。由此可見(jiàn)，超高壓加工處理技術(shù)應用蛋白質(zhì)食品處理中，能夠使蛋白質(zhì)解離亞單位產(chǎn)生結構變化，同時(shí)酪蛋白亞基會(huì )在疏水力及離子的影響下開(kāi)始結合，對應的球蛋白則在超高壓的影響下，開(kāi)始變性，產(chǎn)生聚合，最終凝膠化。

3　結語(yǔ)

綜上所述，蛋白質(zhì)食品加工中，超高壓技術(shù)應用時(shí)間雖然相對比較短，但是在取得的成效上卻比較突出。在此基礎上，未來(lái)蛋白質(zhì)食品加工行業(yè)在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)時(shí)，應該從食品本身的致敏性性降低、乳化性改善角度展開(kāi)技術(shù)研討，借此提升蛋白質(zhì)類(lèi)食品加工的質(zhì)量。在進(jìn)行蛋白質(zhì)食品加工期間，不可忽視對于食品本身結構的優(yōu)化，使其更契合人體營(yíng)養吸收需求，保障人們身體健康，生產(chǎn)、加工可滿(mǎn)足多元化蛋白質(zhì)需求的食品。

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作者簡(jiǎn)介：楊雯雯(1984—)，女，漢族，河南漯河人，碩士，講師。研究方向：食品加工與食品生物技術(shù)等。