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在近二十多年中，許多新的食品加工技術(shù)因其能提高食品安全性和延長(zhǎng)貨架壽命而得到了長(zhǎng)足發(fā)展，相比常規(guī)處理方式，通過(guò)這些技術(shù)能生產(chǎn)出更具有明顯優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。然而，常規(guī)熱加工技術(shù)的可靠性和沿用已久的效能解釋了為什么這些常規(guī)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)食品的穩(wěn)定性方面保持。一些具有可接受成本的技術(shù)可用于食品的高溫處理，保證食品安全性，同時(shí)使酶和引起食品敗壞的微生物失活。另一方面，在這些常規(guī)技術(shù)處理中所使用的高溫會(huì)使食品產(chǎn)生人們不喜歡的變化，包括必需營(yíng)養(yǎng)素的破壞、風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)質(zhì)量的損失以及有益健康的化合物含量的降低。 

高壓加工技術(shù) 

食品的高流體靜壓力加工在一個(gè)世紀(jì)前被前報(bào)道。當(dāng)時(shí)，在670 Mpa、不使用熱處理的情況下，牛奶在10分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)了總細(xì)菌數(shù)5-6個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)的減少?，F(xiàn)今，高壓加工（HPP）已被廣泛使用。高壓加工使微生物失活而不引起食品的感官性能、營(yíng)養(yǎng)含量以及有益健康化合物含量的明顯變化，目前，受到許多消費(fèi)者的高度評(píng)價(jià)。高壓加工技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是高流體靜壓力產(chǎn)生泵或者增壓器以及高壓容器。在增壓器中，在約20 MPa下，油在主泵活塞的高壓油側(cè)進(jìn)給，主泵活塞相對(duì)于高壓流體活塞具有30:1 的面積比。當(dāng)主活塞到達(dá)其位移的終端時(shí)，該系統(tǒng)反向，然后高壓油進(jìn)給到主泵活塞的另一側(cè)。 

高壓加工原理 

高壓加工技術(shù)的快速普及并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，反映了尋求高質(zhì)量食品和享受優(yōu)質(zhì)飲食生活體驗(yàn)的消費(fèi)者對(duì)新鮮產(chǎn)品或限度加工產(chǎn)品的一種強(qiáng)烈需求。通過(guò)高壓加工巴氏殺菌的商業(yè)化產(chǎn)品的例子，包括果蔬汁和其它飲料、鱷梨醬、牡蠣、小蝦、龍蝦和加工肉類。 

壓力裂解氫鍵而不裂解共價(jià)鍵，不改變食品的化學(xué)成分。這解釋了為什么化學(xué)和感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)高壓加工產(chǎn)品通常與未處理的對(duì)照產(chǎn)品沒(méi)有差別。許多研究表明，高壓加工技術(shù)可生產(chǎn)高質(zhì)量食品。與熱處理相比較，高壓加工技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是壓力均勻地傳輸在整個(gè)產(chǎn)品上，并且?guī)缀跏撬查g進(jìn)行的，與產(chǎn)品的尺寸和幾何形狀或者加工設(shè)備的尺寸無(wú)關(guān)。用于商業(yè)化目的的流體靜力學(xué)壓力范圍從300 MPa 到700 MPa，持續(xù)時(shí)間在5分鐘范圍之內(nèi)。未經(jīng)熱處理的果蔬汁在需求量很大，這充分說(shuō)明了高壓加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。 

在1996年，非巴氏法滅菌的蘋(píng)果汁導(dǎo)致了一種大腸桿菌O157:H7爆發(fā)，影響到美國(guó)西部的7個(gè)州和加拿大的不列顛哥倫比亞省。雖然這種爆發(fā)估計(jì)只影響到60個(gè)人，但由于這致使一名2歲女孩遭受到性腎損害和一名16個(gè)月嬰兒死于心搏停止和呼吸停止。在一個(gè)未被打開(kāi)的容器中發(fā)現(xiàn)的大腸桿菌O157:H7被作為支持美國(guó)新的果蔬汁法規(guī)的證據(jù)，目前要求主要來(lái)自動(dòng)物排泄物污染的病原體減少5個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。 

微生物的挑戰(zhàn)試驗(yàn)表明，高壓加工可滿足這種政府命令。在用一種包含O157:H7的致病的大腸桿菌雞尾酒接種的蘋(píng)果汁的儲(chǔ)藏過(guò)程中未觀察到有生存能力的細(xì)菌數(shù)。處理?xiàng)l件為：在545 MPa壓力下和冷藏溫度下處理1分鐘，然后在室溫下儲(chǔ)存1個(gè)月或者在冷藏下儲(chǔ)存2個(gè)月。在未處理的和高壓加工的巴氏法滅菌的蘋(píng)果汁和無(wú)果肉桔子汁中色澤和以及抗氧化劑含量的測(cè)定表明，在壓力處理的和未處理的新鮮擠壓的樣品之間沒(méi)有明顯的差別。除此以外，101名蘋(píng)果汁消費(fèi)者和211名桔子汁消費(fèi)者的感官評(píng)定表明，新鮮擠壓的果汁和高壓加工處理的果汁沒(méi)有什么區(qū)別。這些研究表明壓力處理的果汁是安全的，感官質(zhì)量于新鮮擠壓的樣品類似。 

壓力輔助熱殺菌工藝 

盡管高壓加工技術(shù)存在諸多有點(diǎn)，但是它在商業(yè)化應(yīng)用也存在一定局限性——只有當(dāng)加工時(shí)間少于3到5分鐘時(shí)才是可行的。 

例如，僅僅通過(guò)壓力對(duì)牛奶進(jìn)行巴氏滅菌要求15分鐘到30分鐘，這種方式不是經(jīng)濟(jì)可行的。高壓加工技術(shù)的另一個(gè)局限性是僅采用壓力不能使細(xì)菌芽孢失活，因此，其應(yīng)用被限制到高酸度（pH<4.5）、低的水分活性和在冷藏狀態(tài)下貯藏的產(chǎn)品。然而，高流體靜力學(xué)壓力和熱加工的協(xié)同結(jié)合可使細(xì)菌芽孢失活，是當(dāng)前一個(gè)世界性的研究領(lǐng)域。一種另外的、可能是最重要的研究需求是高壓和溫度的結(jié)合效應(yīng)對(duì)食品的感官質(zhì)量和化學(xué)成分的破壞。這些效應(yīng)需要認(rèn)真地測(cè)定，如俄勒岡州立大學(xué)食品加工工程集團(tuán)研究中心正在做的那樣。 

初步結(jié)果表明，壓力輔助熱殺菌工藝似乎為消費(fèi)者要求更高的感官品質(zhì)和的味覺(jué)體驗(yàn)的提供許多新機(jī)會(huì)。商業(yè)化考慮對(duì)壓力輔助熱殺菌工藝的評(píng)價(jià)也是重要的。由于一種新技術(shù)的實(shí)施只有當(dāng)其與目前行業(yè)中使用的技術(shù)相對(duì)比而具有明顯的優(yōu)點(diǎn)時(shí)才能被使用。一個(gè)具有有限商業(yè)成功進(jìn)步的例子是包含離散顆粒物質(zhì)（例如燉牛肉和燉菜）食品的無(wú)菌處理。雖然無(wú)菌處理對(duì)牛奶、果汁和其它飲料的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了更大的感官好處和成本效益，但這并不能表明當(dāng)處理包含懸浮顆粒的流體時(shí)具有相同的優(yōu)點(diǎn)。 

高壓處理和壓力輔助熱殺菌對(duì)食品化學(xué)成分的效應(yīng) 

在由常規(guī)的熱加工技術(shù)處理的食品中化學(xué)成分較大地變化。對(duì)這些品質(zhì)退化反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，評(píng)估許多食品基質(zhì)中的熱效應(yīng)程度的計(jì)算模型是可得到的。新技術(shù)處理后食品的相關(guān)化學(xué)成分效應(yīng)的信息應(yīng)該同樣地獲得。在俄勒岡州立大學(xué)食品加工工程集團(tuán)，目前已經(jīng)研究了在中溫下加壓巴氏殺菌處理對(duì)牛奶中產(chǎn)生蒸煮味缺陷的27揮發(fā)性成分的效應(yīng)。使用一種主要成分分析統(tǒng)計(jì)程序?qū)@27種揮發(fā)物中具有類似特征的產(chǎn)品的含量進(jìn)行分組。主要成分分析表明，在中溫和中壓下，用壓力輔助熱殺菌工藝處理后，具有7周以上的冷藏貨架壽命的牛奶具有一種類似于貨架壽命僅有2周到3周的熱巴氏殺菌牛奶的揮發(fā)性特征。這種觀測(cè)結(jié)果間接地表明，通過(guò)低溫壓力輔助熱殺菌工藝生產(chǎn)的巴氏殺菌牛奶的感官特性類似于通過(guò)常規(guī)的巴氏殺菌所獲得的牛奶，而且具有更長(zhǎng)的貨架壽命，這種方式是可行的。該研究結(jié)果開(kāi)辟了許多重要的商業(yè)機(jī)會(huì)。壓力輔助熱殺菌工藝巴氏殺菌對(duì)那些生產(chǎn)場(chǎng)所和加工廠距離遠(yuǎn)，希望在市場(chǎng)中銷售鮮奶的低成本牛奶生產(chǎn)商具有優(yōu)勢(shì)。由于有機(jī)牛奶生產(chǎn)商需要更長(zhǎng)的冷藏貨架壽命以覆蓋廣泛的銷售區(qū)域來(lái)獲得更多數(shù)量的消費(fèi)者，壓力輔助熱殺菌技術(shù)將幫助有機(jī)牛奶生產(chǎn)商。 

更有趣的是觀測(cè)嚴(yán)格的壓力輔助熱殺菌工藝，例如，施加的壓力和溫度條件接近商業(yè)牛奶殺菌所需要的條件，主要成分分析表明了超高溫處理的牛奶中所觀測(cè)到的在不同方面的一種揮發(fā)性的特征變化。這種結(jié)果是有發(fā)展前景的，由于它表明壓力輔助熱殺菌工藝將能生產(chǎn)出具有與目前在重要市場(chǎng)中被許多消費(fèi)者拒絕的常規(guī)的超高溫處理牛奶風(fēng)味不同的牛奶。最終，該分析表明，如果被加熱食品在相同時(shí)間中經(jīng)受高壓，大多數(shù)熱退化反應(yīng)則被抑制。不受壓力抑制的很少反應(yīng)可通過(guò)化學(xué)添加劑的作用來(lái)控制。由于大多數(shù)反應(yīng)將通過(guò)壓力抑制，添加劑的數(shù)量和濃度將少于采用常規(guī)熱處理所獲得的產(chǎn)品需要的數(shù)量和濃度。