高壓殺菌保鮮技術(shù)的機(jī)理將食品物料以某種方式包裝以后,置于高壓(200MPa以上)裝置中加壓,使微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基因機(jī)制以及細(xì)胞壁膜發(fā)生多方面的變化,從而影響微生物原有的生理活動(dòng)機(jī)能,甚至使原有的功能被破壞或發(fā)生不可逆變化致死,從而達(dá)到滅菌的目的。
高壓對(duì)微生物的作用機(jī)理主要包括:①高壓對(duì)細(xì)胞膜壁的影響,在高壓作用下,細(xì)胞膜的雙層結(jié)構(gòu)的容積隨著磷脂分子橫截面的收縮,表現(xiàn)為細(xì)胞膜通透性的變化,高壓(如20~40MP)能使較大細(xì)胞的細(xì)胞壁因超過應(yīng)力極限而發(fā)生機(jī)械斷裂,從而使細(xì)胞松解:②高壓對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響,當(dāng)細(xì)胞周圍的流體靜壓達(dá)到一定值(0.6MPa左右)時(shí),細(xì)胞內(nèi)的氣泡將會(huì)破裂,細(xì)胞的尺寸也會(huì)受壓力的影響;③高壓對(duì)細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的影響,加壓對(duì)增大體積、放熱反應(yīng)都有阻礙作用,對(duì)生物聚合物的化學(xué)鍵、疏水的交互反應(yīng)也有影響,由于高壓能使蛋白質(zhì)變性,因此高壓將直接影響到微生物及其酶系的活力,所有這些都將使微生物的活動(dòng)受到抑制;④高壓對(duì)微生物基因機(jī)制的影響,核酸對(duì)剪切雖然敏感,但對(duì)流體靜壓力的耐受能力則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蛋白質(zhì),但由酶中介的DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄步驟卻會(huì)因高壓而中斷。
高壓也會(huì)對(duì)食品成分造成影響,如高壓可使淀粉等碳水化合物改性,常溫下加壓到400~600MPa,由于壓力使淀粉分子的長(zhǎng)鏈斷裂,分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,淀粉會(huì)發(fā)生糊化而呈不透明的粘稠糊狀物,且吸水量也發(fā)生變化。油脂類耐壓程度較低,常溫下加壓到100~200MPa,基本上變成固體,但解除壓力后,仍能恢復(fù)到原狀。另外,高壓處理對(duì)油脂的氧化有一定的影響。高壓使蛋白質(zhì)原始結(jié)構(gòu)伸展,體積發(fā)生改變而變性,即壓力凝固,酶是蛋白質(zhì),因此在高壓作用下,酶會(huì)鈍化或失活。與迅速加熱能加快酶失活一樣,迅速加壓也能加速酶的鈍化。高壓對(duì)食品中的維生素、風(fēng)味物質(zhì)、色素及各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。