（廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東普通高等學(xué)校水產(chǎn)品深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江 524088）
摘要：高密度CO2 是一種新型的非熱食品加工技術(shù)，具有加工條件溫和、對(duì)熱敏物質(zhì)破壞小、能有效保持食品營養(yǎng)、風(fēng)味和新鮮度等許多優(yōu)點(diǎn)。近年來，高密度CO2 在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用研究越來越多，但目前研究主要集中在液體食品的殺菌效果和動(dòng)力學(xué)、鈍酶效果和動(dòng)力學(xué)、及其對(duì)品質(zhì)的影響方面；由于固體食品體系復(fù)雜，CO2 不易滲透，使得高密度CO2 處理固體食品的研究還相對(duì)較少。本文重點(diǎn)對(duì)高密度CO2 在肉制品和水產(chǎn)品加工中應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，分析高密度CO2 對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的殺菌、肌肉品質(zhì)（pH、色澤、保水性、質(zhì)構(gòu)、嫩度、營養(yǎng)成分、呈味成分等）、蛋白質(zhì)等的影響規(guī)律和作用機(jī)理，并對(duì)今后高密度CO2 加工技術(shù)
的研究重點(diǎn)進(jìn)行展望，為推動(dòng)高密度CO2 在肉制品和水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化提供參考。
關(guān)鍵詞：高密度CO2 ；殺菌；肌肉品質(zhì)；蛋白質(zhì)
近年來，食品工業(yè)中出現(xiàn)了“最少加工食品”（Minimally Processed Food，MPF）的概念，該加工過程稱為“最少加工處理”（Minimally Processing，MP），即是采用盡可能少的加工方法（溫和熱處理、非熱處理等），提高食品貯藏期，同時(shí)保證食品新鮮度。非熱加工技術(shù)是最少加工處理的一種，其核心是加工過程中不加熱或處理溫度小于60℃，在保證食品安全的同時(shí)，可最小程度的影響食品的原有營養(yǎng)、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等。高密度CCO2 （Dense phase carbon dioxide，DPCD）是非熱加工技術(shù)之一。
CO2 在常溫常壓下無色、無味、無毒，隨著壓力和溫度變化，其存在形態(tài)和物理性質(zhì)均會(huì)發(fā)生變化。CO2 的臨界壓力為7.36 MPa，臨界溫度為31.0 ℃，超過此溫度和壓力，CO2 只能以流體形式存在，對(duì)很多物質(zhì)具有較強(qiáng)的溶解能力，而且其溶解能力對(duì)壓力和溫度極為敏感。早在1951年，F(xiàn)raser 在《Nature》上指出CO2 具有抑制微生物生長(zhǎng)的作用，但是單獨(dú)使用不能殺死微生物，與壓力結(jié)合才能達(dá)到有效的殺菌效果。
高密度CO2 加工技術(shù)是指在一定溫度（低于60℃）和壓力（高于5 MPa而低于50 MPa）條件下處理物料，利用壓力和CO2 的分子效應(yīng)形成高壓和酸性環(huán)境，實(shí)現(xiàn)殺菌、鈍酶以及蛋白質(zhì)變性等目的。與傳統(tǒng)的熱處理相比，DPCD 技術(shù)具有加工條件溫和、對(duì)熱敏物質(zhì)破壞小、能有效保持食品營養(yǎng)、風(fēng)味和新鮮度；與超高壓（100~1000 Mpa）技術(shù)相比，具有處理過程能耗低、無毒無害、成本低、容易操作與控制等優(yōu)點(diǎn)。
目前，國內(nèi)外關(guān)于DPCD技術(shù)的研究論文和專利有很多，但是絕大多數(shù)的研究對(duì)象都是液體食品，研究?jī)?nèi)容主要包括：DPCD對(duì)液體食品的殺菌效果、殺菌動(dòng)力學(xué)及殺菌機(jī)理；DPCD 對(duì)液體食品的鈍酶效果、鈍酶動(dòng)力學(xué)及鈍酶機(jī)理；DPCD對(duì)液體食品品質(zhì)的影響等。由于固體食品體系復(fù)雜，CO2 不易擴(kuò)散進(jìn)入，處理時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致有關(guān)DPCD處理固體食品的研究還相對(duì)較少，其研究?jī)?nèi)容也集中在殺菌效果和對(duì)品質(zhì)影響方面。本文重點(diǎn)對(duì)DPCD在肉制品和水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為該技術(shù)在固體食品加工中的應(yīng)用提供參考。
1 DPCD 對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的殺菌效果
肉制品和水產(chǎn)品作為人類食物的重要組成部分，其微生物安全一直受到消費(fèi)者重視。已有大量研究表明，DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品中的致病菌和腐敗菌具有很好的殺菌效果，應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
有關(guān)DPCD對(duì)肉制品殺菌的報(bào)道，基質(zhì)材料主要有豬肉、雞肉和牛肉等，殺菌對(duì)象主要是致病菌。Sirisee 等利用DPCD（42.5℃和31.03 MPa）處理接種有大腸桿菌的牛肉糜，使大腸桿菌下降1個(gè)對(duì)數(shù)，需要178 min，而在相同條件下處理接種有大腸桿菌的磷酸鹽緩沖液，使大腸桿菌下降1 個(gè)對(duì)數(shù)，僅需要1.7 min；在對(duì)接種有金黃色葡萄球菌的碎牛肉進(jìn)行DPCD 處理時(shí)，也得到了相似的結(jié)果。相對(duì)于液體食品來講，DPCD 對(duì)固體食品的殺菌需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這主要是因?yàn)楣腆w介質(zhì)中的脂肪和蛋白質(zhì)對(duì)微生物具有一定的保護(hù)作用，而且固體介質(zhì)水分含量較低，降低了CO2 在其中的溶解度。Erkmen 等對(duì)接種有熱死環(huán)絲菌（Brochothrix thermosphacta）的去皮碎牛肉進(jìn)行DPCD處理（6.1 MPa 和45℃），處理150 min 可以將其殺滅，在其殺菌過程中牛肉中的碳水化合物和其它有機(jī)化合物對(duì)微生物有一定保護(hù)作用；但是對(duì)接種該細(xì)菌的液體介質(zhì)處理，殺菌效果卻不明顯；而對(duì)培養(yǎng)在腦心浸出液肉湯中的熱死環(huán)絲菌進(jìn)行DPCD處理（6.1 MPa、25 ℃、80 min，6.1 MPa、35 ℃、50 min，6.1 MPa、45 ℃、30 min）時(shí)，卻能達(dá)到完全殺滅的效果。Wei等對(duì)接種有沙門氏菌和李斯特菌的去皮雞胸肉進(jìn)行DPCD 處理（13.7 MPa、35℃、2 h），沙門氏菌被殺滅了94~98% ，而李斯特菌被殺滅了79~84%。Choi 等利用DPCD 處理（14 MPa、45 ℃、40 min）醬油腌制的豬肉，發(fā)現(xiàn)單核細(xì)胞增生性李斯特菌降低了37.96%，鼠傷寒沙門氏菌降低了34.48%，大腸桿菌降低了33.91%，E. coli O157:H7 降低了36.84%；在相同條件下對(duì)胡椒醬腌制的豬肉進(jìn)行DPCD 處理，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌降低了26.42%，單核細(xì)胞增生性李斯特菌降低了27.59%，鼠傷寒沙門氏菌降低了32.74%，E. coli O157:H7 降低了28.28%；對(duì)其殺菌動(dòng)力學(xué)的研究表明在DPCD 處理初期，微生物失活速率比較慢，而DPCD 處理后期，微生物失活速率則快速增加，說明微生物的失活速率會(huì)隨著處理壓力、溫度和時(shí)間的增加而增加，但同時(shí)也會(huì)受到微生物起始數(shù)量和介質(zhì)的影響。Meurehg 等也發(fā)現(xiàn)DPCD處理牛肉糜，對(duì)大腸桿菌和沙門氏菌等具有較好的殺菌效果。孫源源等對(duì)肉餡進(jìn)行DPCD 處理，發(fā)現(xiàn)具有較好的殺菌效果，而且隨處理壓力、溫度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)，殺菌效果逐漸增強(qiáng)。劉芳坊等利用DPCD 處理冷卻豬肉，發(fā)現(xiàn)處理時(shí)間對(duì)冷卻肉中假單胞桿菌、大腸桿菌及細(xì)菌總數(shù)有顯著的影響，隨著時(shí)間的增加，菌數(shù)顯著下降。
有關(guān)DPCD對(duì)水產(chǎn)品殺菌的報(bào)道，基質(zhì)材料主要有蝦和牡蠣，殺菌對(duì)象主要是腐敗菌和致病菌等。Wei等對(duì)接種有李斯特菌的蝦進(jìn)行DPCD 處理（5.85 MPa、35 ℃、2 h），發(fā)現(xiàn)微生物數(shù)量?jī)H下降了35~45%，但是當(dāng)壓力增加到13.7 MPa 時(shí)，李斯特菌數(shù)量下降了99%。Meujo 等采用兩種超臨界CO2 條件（100 bar、37℃、30min和172 bar、60℃、60 min）來處理牡蠣，前一種處理后牡蠣的細(xì)菌總數(shù)下降了2個(gè)對(duì)數(shù)，后一種處理后牡蠣的細(xì)菌總數(shù)下降了3個(gè)對(duì)數(shù)，對(duì)細(xì)菌的殺滅效果是非常顯著的，殺菌后牡蠣的細(xì)菌總數(shù)也都達(dá)到了FDA 要求的牡蠣加工品（超高壓和速凍）的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而且DPCD處理對(duì)牡蠣的感官品質(zhì)，氣味及質(zhì)構(gòu)影響非常小。Meujo在研究中還發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的費(fèi)希爾(氏)弧菌（Vibrio fischeri）對(duì)超臨界CO2是非常敏感的，不同的弧菌具有相似的生化特征，因此推測(cè)副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）和創(chuàng)傷弧菌（Vibrio vulnificus）可能也對(duì)超臨界CO2 是非常敏感的。張良等利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)南美白對(duì)蝦和牡蠣的殺菌效果進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，結(jié)果表明分別在55 ℃、15 MPa、26 min和45℃/55℃、15 MPa、30 min條件下，可使這兩種水產(chǎn)品的菌落總數(shù)低于300CFU/g，達(dá)到熟制水產(chǎn)品衛(wèi)生要求。
雖然DPCD 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的殺菌，但與液體食品相比，要達(dá)到相同的殺菌效果，DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的處理強(qiáng)度要增加（增加壓力或溫度或延長(zhǎng)處理時(shí)間）。影響DPCD 殺菌效果的因素主要有：食品的介質(zhì)特性（水分含量、初始pH值、物化特性、攜帶微生物的種類和數(shù)量等）、處理?xiàng)l件（壓力、溫度和時(shí)間）、操作方式等。一般來說，食品中水分含量越高、初始pH 值越低，DPCD 的殺菌效果越好；食品的組成體系越復(fù)雜，DPCD的殺菌效果越差，主要是因?yàn)槭称分械牡鞍踪|(zhì)、脂類和碳水化合物等物質(zhì)會(huì)對(duì)微生物起到一定的保護(hù)作用；另外，不同微生物對(duì)DPCD的敏感程度也不一樣，一般情況下，革蘭氏陰性菌比革蘭氏陽性菌對(duì)DPCD更敏感。對(duì)于處理?xiàng)l件而言，DPCD處理壓力和溫度越高及其處理時(shí)間越長(zhǎng)，其殺菌效果越好。因?yàn)閴毫ι撸瑫?huì)降低CO2的粘度，提高擴(kuò)散能力，從而提高CO2與水相間的傳質(zhì)速率和溶解度，有利于DPCD 作用于微生物；溫度升高，會(huì)增加CO2 的溶解速率和細(xì)胞膜的流動(dòng)性、提高其穿透細(xì)胞的能力，從而使DPCD的殺菌效果增強(qiáng)；處理時(shí)間的延長(zhǎng)，增加了CO2 與微生物的作用時(shí)間。另外，DPCD 的處理方式如卸壓速率、夾帶劑、與其它處理方式結(jié)合等，都能對(duì)DPCD 的殺菌效果產(chǎn)生影響，如快速卸壓、使用乙醇等夾帶劑、與高壓、化學(xué)殺菌相結(jié)合等，都能增強(qiáng)DPCD 的殺菌效果。DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品與液體食品殺菌效果的不同關(guān)鍵在于其介質(zhì)特性的差異。與液體食品（果汁等）相比，肉制品和水產(chǎn)品的水分含量較低，初始pH 值偏高，含有豐富的蛋白質(zhì)和脂類等，另外CO2 在固體食品中的滲透也比較困難，這些因素共同造成了DPCD 對(duì)其殺菌的效果較差。因此，對(duì)于如何利用DPCD 實(shí)現(xiàn)對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的高效殺菌，還有待于進(jìn)一步深入探討。
2 DPCD 對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉品質(zhì)的影響
傳統(tǒng)的加熱處理不僅會(huì)造成食品理化性質(zhì)和熱敏性物質(zhì)的巨大破壞、還會(huì)造成營養(yǎng)物質(zhì)和呈味物質(zhì)的流失。已有研究證實(shí)，DPCD作為新型的非熱加工技術(shù)能夠較好的保留液態(tài)食品的營養(yǎng)、色澤和風(fēng)味等品質(zhì)；但也有研究表明：DPCD處理對(duì)肉類和水產(chǎn)品的肌肉pH和色澤具有重要的影響，對(duì)其他品質(zhì)特征如持水力、汁液損失等也有一定影響。
2.1 DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉pH的影響
Jacobsen 等從理論上分析認(rèn)為用CO2 處理肉類，CO2 易滲入肌肉組織中生成H2CO3，又解離成HCO3和H+等離子，會(huì)降低肉的pH；pH 值的降低可能會(huì)對(duì)肉品質(zhì)造成不利的影響，如肉色變暗、汁液損失增加、嫩度下降、風(fēng)味變差、肌苷轉(zhuǎn)化成次黃嘌呤等。有研究指出，肉在CO2 環(huán)境里貯藏，pH值降低0.35個(gè)單位。但Choi等研究發(fā)現(xiàn)豬肉經(jīng)超臨界CO2 處理后，pH值沒有發(fā)生顯著變化。孫源源等利用DPCD處理低溫腸，劉芳坊等利用DPCD處理冷卻肉，也都發(fā)現(xiàn)pH值沒有顯著變化。張良等在利用DPCD 處理牡蠣和凡納濱對(duì)蝦時(shí)，pH值也沒有發(fā)生顯著變化。
理論上分析DPCD處理會(huì)造成肉制品和水產(chǎn)品pH值的降低，而眾多研究則認(rèn)為DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品的pH值無顯著影響。理論與實(shí)踐之間的矛盾，可能是因?yàn)镈PCD處理過程中，研究者難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品的pH值，實(shí)際上測(cè)定的是DPCD處理后樣品的pH值；樣品在DPCD 處理過程中，CO2 的確能夠溶于其中的水分，降低其pH值，但是樣品從DPCD處理釜中取出后，CO2 從流體變?yōu)闅怏w揮發(fā)，又使pH值恢復(fù)原來的值。
2.2 DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉色澤的影響
肉制品和水產(chǎn)品在DPCD 狀態(tài)下，受到溫度、壓力、處理時(shí)間等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致肉的顏色發(fā)生變化，尤其對(duì)紅肉來說，顏色變化比較明顯。Sirisee、Meurehg[13]等利用DPCD處理牛肉糜后，肉糜的色澤變暗，呈現(xiàn)出了煮制的外觀特征；引起肉色變暗的原因是高濃度的CO2與肌紅蛋白作用形成了高鐵肌紅蛋白。Choi 等對(duì)豬肉經(jīng)超臨界CO2 處理后，與未處理組相比，亮度值明顯增加、紅值降低，并且認(rèn)為顏色變化與蛋白質(zhì)變性密切相關(guān)。
Wei等用DPCD 處理雞肉后，其色澤變?yōu)榈咨?，也呈現(xiàn)出煮制的外觀特征，并且伴隨有汁液流失。閆文杰、孫源源、史智佳[等都在研究中發(fā)現(xiàn)，DPCD處理畜禽肉類能夠使肉類的亮度增加，而紅值降低，據(jù)推測(cè)可能是由于肌紅蛋白和血紅蛋白變性所造成的。然而，劉芳坊等研究認(rèn)為DPCD處理時(shí)間的延長(zhǎng)不會(huì)影響肉品顏色，相反在一定程度上還對(duì)顏色起到正面用。姚中峰等利用DPCD處理牛通脊，雖然提高了肉的亮度和降低了紅值，但是隨著處理壓力和時(shí)間的增加，能顯著降低高鐵肌紅蛋白比例，提高氧合肌紅蛋白比例，而且還能提高肌紅蛋白的貯藏穩(wěn)定性，因此認(rèn)為DPCD處理對(duì)肉品顏色的保持具有一定正面作用。
Wei等利用DPCD處理蝦仁后，發(fā)現(xiàn)蝦仁的變成淡白色，好像是在低溫下快速煮制過或者在酸里浸泡過。Meujo 等對(duì)牡蠣進(jìn)行DPCD處理后，發(fā)現(xiàn)牡蠣具有較好的感官特征和質(zhì)構(gòu)特征，具有可接受性。張良等研究了DPCD處理對(duì)近江牡蠣和凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的影響結(jié)果表明，在45℃或55℃和15MPa條件下，DPCD直接對(duì)牡蠣肉處理30 min，其色澤變亮，但是總體感官特征和質(zhì)構(gòu)特征都好于未處理的；在55℃和15MPa的條件下，DPCD對(duì)凡納濱對(duì)蝦處理26min，蝦殼和肌肉表層變紅，而肌肉內(nèi)部白度增加，呈現(xiàn)出了煮熟的外觀。
對(duì)于不同類型的肉制品和水產(chǎn)品，DPCD對(duì)其色澤的影響作用是有差異的。一般來說，DPCD 對(duì)白肉的影響相對(duì)較小，而對(duì)紅肉的影響較大，而且都會(huì)呈現(xiàn)出煮熟的外觀特征；能夠提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和符合消費(fèi)者需求，認(rèn)為是具有正面積極作用，否則，認(rèn)為DPCD對(duì)產(chǎn)品色澤具有負(fù)面作用。DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品色澤的影響，與其蛋白質(zhì)變性密切相關(guān)。
2.3 DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉保水性的影響
持水力是肌肉蛋白保留水分的能力，與處理前后總質(zhì)量的變化密切相關(guān)，保水性越高，質(zhì)量損失越小。Choi等發(fā)現(xiàn)DPCD處理（31.1 ℃，7.4 MPa/15.2 MPa，10 min）對(duì)鮮豬肉的總質(zhì)量和持水力沒有顯著影響。閆文杰等在研究中也發(fā)現(xiàn)，冷卻豬肉在壓力作用下，由于CO2 的分子效應(yīng)，其保水性會(huì)降低，但影響不顯著。但Wei等用DPCD 處理雞肉后，發(fā)現(xiàn)DPCD會(huì)造成肌肉的汁液流失；孫源源等發(fā)現(xiàn)，DPCD處理會(huì)造成低溫腸保水性的顯著下降；曲亞琳等研究表明，與原料羊肉糜相比，隨著DPCD處理壓力和溫度的升高，羊肉糜凝膠的失水率顯著升高，持水力顯著下降。
Wei 等利用DPCD處理蝦仁后，發(fā)現(xiàn)有少量的汁液流失。張良等研究了DPCD處理對(duì)凡納濱對(duì)蝦汁液流失和保水性的影響，結(jié)果表明，與新鮮蝦相比，經(jīng)過45℃/55℃，15 MPa，處理30 min后，汁液損失顯著增加，持水力顯著降低。
對(duì)于不同類型的肉制品和水產(chǎn)品，DPCD對(duì)其質(zhì)量損失和保水性的影響作用是有差異的，這種差異可能是由于肌肉組織結(jié)構(gòu)的差異或者DPCD處理?xiàng)l件的不同。但大多數(shù)研究均表明DPCD處理會(huì)造成質(zhì)量損失的增大以及保水性的下降。理論上分析，一方面，DPCD處理能夠誘導(dǎo)蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而破壞肌肉原有的組織結(jié)構(gòu)，肌肉保留水分的能力下降；另一方面， 肌肉中的水分在壓力作用下被擠出，也會(huì)造成汁液流失。因此，認(rèn)為DPCD處理對(duì)肉制品和水產(chǎn)品具有一定的“非熱破壞”作用。
2.4 DPCD 對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉其他品質(zhì)的影響
有關(guān)DPCD 對(duì)肉制品和水產(chǎn)品肌肉其他品質(zhì)（如質(zhì)構(gòu)、嫩度、營養(yǎng)成分、呈味成分、氧化指標(biāo)等）影響的研究報(bào)道相對(duì)較少。Choi 等發(fā)現(xiàn)DPCD處理對(duì)鮮豬肉嫩度沒有顯著影響。孫源源等發(fā)現(xiàn)DPCD處理對(duì)低溫腸的蛋白質(zhì)含量沒有顯著影響，但脂肪含量、酸價(jià)、揮發(fā)性鹽基氮有所降低。史智佳等發(fā)現(xiàn)DPCD處理對(duì)冷卻豬肉的嫩度沒有顯著影響，但會(huì)損失2%~4%的水分，顯著降低硫代巴比妥酸值（TBA）；延緩了冷卻豬肉的氧化。閆文杰等發(fā)現(xiàn)DPCD處理對(duì)冷卻豬肉在貯藏過程中的揮發(fā)性鹽基氮值有顯著影響，但對(duì)肌原纖維小片化指數(shù)值、TBA、羰基值沒有顯著影響；壓力越高，對(duì)肉的理化性質(zhì)影響越有利，但對(duì)顏色和保水性的影響越不利。曲亞琳研究了DPCD處理后羊肉糜質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)羊肉糜凝膠的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性均有不同程度的增加，且能形成較好的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Meujo等在研究DPCD 技術(shù)對(duì)牡蠣殺菌效果中發(fā)現(xiàn)，10MPa、37℃處理30 min 和17.2 MPa、60℃處理60 min均不會(huì)造成牡蠣感官、質(zhì)構(gòu)的變化]。張良發(fā)現(xiàn)DPCD處理對(duì)凡納濱對(duì)蝦的硬度、灰分、蛋白含量均無顯著影響，但會(huì)造成蝦仁彈性、水分和脂肪含量的顯著下降；還有一些研究結(jié)果說明，超臨界狀態(tài)下CO2 對(duì)脂肪有很好的溶解性，可以萃取食品中的膽固醇和其他一些脂類物質(zhì)。Chao等的研究結(jié)果表明，肉制品中36.9%的膽固醇和71.2%的脂肪能夠在DPCD處理過程中被帶出去。
關(guān)于DPCD處理對(duì)肉制品和水產(chǎn)品滋味和氣味成分的研究還鮮有報(bào)道。孫源源利用DPCD 處理低溫腸后，發(fā)現(xiàn)主要揮發(fā)性成分（醛類和醇類）含量沒有影響，當(dāng)壓力達(dá)到25 MPa時(shí)會(huì)造成碳?xì)浠衔锏暮吭黾?。Meurehg報(bào)道碎牛肉在經(jīng)過DPCD處理后，氣味滋味均無明顯變化。張良也研究了DPCD處理對(duì)呈味成分含量的影響，結(jié)果表明除甜菜堿、PO、Cl-等陰離子外，DPCD處理對(duì)蝦的其它呈味成分均沒有顯著影響。
DPCD處理雖然在一定程度上能夠保留肉制品和水產(chǎn)品原有的一些理化性質(zhì)和風(fēng)味成分，但是也會(huì)如熱處理一樣造成肉制品和水產(chǎn)品部分品質(zhì)的損失，即“非熱破壞”。這種破壞在人們的飲食習(xí)慣中有時(shí)也有積極的作用，如造成熟制的感官特征以及低脂肪等，都恰好符合消費(fèi)者對(duì)食品的需求。
3 DPCD對(duì)肉制品和水產(chǎn)品蛋白質(zhì)特性的影響
蛋白質(zhì)作為肉制品和水產(chǎn)品的主要組成成分，其結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的變化會(huì)直接影響產(chǎn)品的保水性、色澤、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)等特性。傳統(tǒng)加熱處理和超高壓等加工技術(shù)均能導(dǎo)致的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，致使蛋白質(zhì)變性。目前已有研究證實(shí)DPCD 也會(huì)造成蛋白質(zhì)的變性。Choi 等的研究表明，31.1℃、7.4 MPa下處理10 min后，豬背長(zhǎng)肌肌原纖維蛋白質(zhì)的溶解性沒有變化，而肌漿蛋白質(zhì)發(fā)生了變性，變性蛋白包括磷酸化酶b、磷酸丙酮異構(gòu)酶和肌酸激酶等]。張良利用SDS-PAGE 電泳分析了DPCD處理（15 MPa、55℃、26min）和水煮處理（100℃，2 min）對(duì)凡納濱對(duì)蝦肌肉蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)DPCD和水煮處理一樣，均會(huì)造成水溶性蛋白和鹽溶性蛋白條帶出現(xiàn)不同程度的消失，這可能是蛋白質(zhì)變性的結(jié)果。
凝膠特性是肉制品和水產(chǎn)品肌肉鹽溶性蛋白的重要功能特性之一。已有研究表明：DPCD 可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變和分子再聚集，這為利用DPCD加工蛋白凝膠類制品提供了可能性。孫源源在進(jìn)行低溫腸DPCD殺菌效果研究的過程中發(fā)現(xiàn)，肉糜經(jīng)DPCD處理后能形成較好的凝膠結(jié)構(gòu)。曲亞琳等利用DPCD誘導(dǎo)羊肉糜形成了凝膠，羊肉糜在55~75℃經(jīng)DPCD處理30~50 min 后能夠形成較好的凝膠結(jié)構(gòu)，色澤、硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性均顯著好于熱誘導(dǎo)凝膠，凝膠微觀結(jié)構(gòu)也更加均勻致；DPCD誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成凝膠的機(jī)制是由于α-螺旋結(jié)構(gòu)的解旋，使得維持其穩(wěn)定的氫鍵數(shù)量減少，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)間的聚集和相互作用，形成更加致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。Michael等利用DPCD誘導(dǎo)蠶絲蛋白形成了穩(wěn)定水凝膠，凝膠特性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)制備凝膠，同時(shí)發(fā)現(xiàn)β-折疊顯著增加。李玉娜等在常溫下采用DPCD處理全蛋液，發(fā)現(xiàn)隨著壓力升高和處理時(shí)間延長(zhǎng)，全蛋液凝膠強(qiáng)度先增加而后降低，當(dāng)壓力15 MPa和時(shí)間25 min 時(shí)，全蛋液的凝膠強(qiáng)度最大。屈小娟等利用DPCD 誘導(dǎo)凡納濱對(duì)蝦肉糜形成了凝膠，與同溫下熱誘導(dǎo)凝膠相比，DPCD 制備的蝦糜凝膠特性較好。
DPCD 誘導(dǎo)蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和功能特性的變化，主要是由于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。曲亞琳將提純后的羊肉肌球蛋白分別進(jìn)行不同壓力的高密度CO2處理30 min 后，利用傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）和圓二色光譜掃描檢測(cè)肌球蛋白的結(jié)構(gòu)變化，結(jié)果表明：N-H 伸縮振動(dòng)受DPCD 的影響程度較小，酰胺基吸收峰向低波數(shù)方向略微遷移；隨著壓力的增大，羊肉肌
球蛋白β-折疊大幅增加，而α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)則降低，轉(zhuǎn)化為β-折疊結(jié)構(gòu)。Xu等利用FT-IR和差示掃描量熱儀（DSC）研究結(jié)果表明，乳清蛋白在60℃、30 MPa 處理1h后，α-螺旋和氫鍵數(shù)量下降，β-折疊數(shù)量上升；且乳清蛋白的熱轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生明顯的變化。也有研究表明：白蛋白和溶菌酶在壓力8~12 MPa時(shí)會(huì)發(fā)生二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，但是恢復(fù)常壓后，二級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)完全恢復(fù)，這可能是由于這些蛋白對(duì)DPCD敏感性較低的緣故。屈小娟等研究了DPCD
處理對(duì)蝦肌原纖維蛋白理化特性和二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明：與未處理蛋白相比，在較低的DPCD 處理強(qiáng)度下，肌原纖維蛋白的溶解性、巰基含量、Ca2+-ATPase 活性均顯著下降（p<0.05），而表面疏水性顯著升高（p<0.05）；DPCD 處理使蛋白質(zhì)α-螺旋、無規(guī)則卷曲含量的急劇降低以及β-折疊、β-轉(zhuǎn)角含量的急劇升高；相同溫度下，相對(duì)熱處理而言，DPCD處理導(dǎo)致的蛋白質(zhì)物理化學(xué)特性和二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化程度更加嚴(yán)重。
DPCD誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的變性不僅與蛋白質(zhì)對(duì)DPCD的敏感性有關(guān)，而且與DPCD處理?xiàng)l件有很大的關(guān)系。有研究者指出DPCD誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性主要是壓力、溫度和CO2分子效應(yīng)共同作用的結(jié)果。根據(jù)理論分析和前人的研究，DPCD與蛋白質(zhì)的作用模式可能主要有4點(diǎn)：①DPCD 的分子效應(yīng)。DPCD是疏水溶劑，能夠使蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)暴露，改變蛋白質(zhì)周圍的水環(huán)境，引起蛋白質(zhì)構(gòu)象變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性和聚集；或者，DPCD與蛋白質(zhì)的堿性氨基酸殘基結(jié)合形成復(fù)合物，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性和聚集；還有學(xué)者認(rèn)為DPCD能使蛋白質(zhì)亞基解聚，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。②DPCD誘導(dǎo)的pH值降低效應(yīng)。DPCD溶于水產(chǎn)生H2CO3，釋放出H+降低蛋白質(zhì)溶液pH值，不耐酸的蛋白質(zhì)在低pH值環(huán)境下變性聚集。③DPCD的萃取效應(yīng)。DPCD與蛋白質(zhì)綁定的水分子結(jié)合，在卸壓過程中，CO2的快速釋放破壞了蛋白質(zhì)與水分子通過非共價(jià)鍵結(jié)合的水合作用，蛋白質(zhì)的構(gòu)象遭到劇烈擾動(dòng)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性和聚集。④卸壓過程的聚集或均質(zhì)效應(yīng)。卸壓過程中，CO2 從流體變成氣體會(huì)形成氣液界面，蛋白質(zhì)分子在氣液交界處發(fā)生分子定向排布而產(chǎn)生聚集；快速卸壓造成的氣體爆炸和極速冷凍作用對(duì)聚集的蛋白質(zhì)產(chǎn)生均質(zhì)效應(yīng)。這種聚集和均質(zhì)作用，可能會(huì)造成蛋白質(zhì)的變性。以上4種CO2 與蛋白質(zhì)的作用模式也可能是協(xié)同作用的，在不同的DPCD處理?xiàng)l件下，不同效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)作用影響著蛋白質(zhì)構(gòu)象變化。這些DPCD 與蛋白質(zhì)的作用模式，主要是從DPCD 殺滅微生物和鈍酶角度考慮，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)和理論分析做出的推斷假設(shè)，目前還缺乏直接的有說服力的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)來證明DPCD與蛋白質(zhì)的作用模式，因此，還有待于進(jìn)一步研究探索。
4 研究展望
4.1 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)食品安全、營養(yǎng)和功能的要求越來越高，希望食品在加工過程中不僅要保證安全，而且要求保留其營養(yǎng)和功能成分。傳統(tǒng)的熱加工不可避免的會(huì)對(duì)食品產(chǎn)生一些不良的熱效應(yīng)，尤其是對(duì)熱敏性產(chǎn)品的色、香、味、功能性及營養(yǎng)成分等的破壞更加嚴(yán)重。DPCD是一種非熱加工技術(shù)，它不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的殺菌和鈍酶，而且能最大限度的保留食品營養(yǎng)和功能成分。
4.2 雖然國內(nèi)外已廣泛開展了DPCD加工食品的研究，但離該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。這主要是因?yàn)橛嘘P(guān)DPCD加工食品的很多基礎(chǔ)理論知識(shí)還處于空白，工業(yè)化的裝備還比較缺乏。因此，要推廣DPCD技術(shù)在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用，今后必須從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)研發(fā)：
DPCD對(duì)不同食品體系中不同種類微生物及其芽孢的殺滅效果與動(dòng)力學(xué)及其殺菌機(jī)制；
DPCD對(duì)不同食品體系中不同酶類的鈍化效果與動(dòng)力學(xué)及其鈍酶機(jī)制；
優(yōu)化DPCD對(duì)不同食品體系的殺菌鈍酶參數(shù)，有效控制DPCD 殺菌鈍酶過程；
DPCD處理過程中食品品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)與品質(zhì)變化的分子機(jī)制；
DPCD加工食品的安全性。雖然CO2 已經(jīng)被美國食品和藥品管理局（FDA）確認(rèn)為是安全的物質(zhì)，DPC也應(yīng)用于食品加工保證了食品的衛(wèi)生和品質(zhì)，但是由于食品體系的復(fù)雜性，使得DPCD處理也是一個(gè)復(fù)雜的過程，在DPCD處理過程中食品組分可能會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)以及生物化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)能否會(huì)形成新物質(zhì)？新物質(zhì)對(duì)人體來講是否安全以及限量是多少？新物質(zhì)的生成機(jī)制是什么？如何控制新物質(zhì)的生成？這些問題都需要逐一解決。
4.3 DPCD工業(yè)化裝備的研發(fā)。隨著DPCD技術(shù)研究的廣泛開展和不斷深入，相信經(jīng)過國內(nèi)外有關(guān)專家的潛心科研，DPCD加工技術(shù)的研究水平會(huì)大大提高，同時(shí)也會(huì)加速DPCD 技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。
版權(quán)聲明：
1. 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)內(nèi)容，請(qǐng)注明來源“中國肉類機(jī)械網(wǎng)”，或與本網(wǎng)聯(lián)系，違者將追究法律責(zé)任。
2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載刊登的文章以信息傳播為目的，僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，版權(quán)由原作者或供稿方所擁有，并不構(gòu)成投資建議，據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。
3. 如果轉(zhuǎn)載文章涉及您的合法權(quán)益和版權(quán)問題，或者轉(zhuǎn)載出處出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系進(jìn)行刪除。
4. 友情提醒：網(wǎng)上交易有風(fēng)險(xiǎn),請(qǐng)買賣雙方謹(jǐn)慎交易,謹(jǐn)防上當(dāng)受騙！
5. 投稿與合作熱線：010-88133989， E-mail：mpmpc@126.com
