隨著中國人均收入和保健知識的提高，越來越多的人渴望擁有超高壓冷榨沙棘濃漿飲料。隨著現(xiàn)代人肉食增加，熱量攝入增多，體重增加，人們對涼性補(bǔ)陰的沙棘的需求也越來越大。特別是超高壓冷榨沙棘濃漿飲料方便快捷，可以隨時(shí)隨地食用，取代了傳統(tǒng)的水果食用方式，這對于促進(jìn)人們經(jīng)常補(bǔ)充沙棘營養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用，因此食用人群的規(guī)模也將不斷擴(kuò)大。
國內(nèi)龐大的中產(chǎn)階級是超高壓冷榨沙棘濃漿飲料的主要消費(fèi)群體，而前衛(wèi)的年輕人一直是新事物的追求者和參與者。此外，餐飲企業(yè)、星級飯店、高級會所以及團(tuán)購市場的需求，將使市場規(guī)模達(dá)到幾十億元。使用食品超高壓技術(shù)加工的冷榨沙棘濃漿飲料，讓人們回歸自然，享受新鮮、營養(yǎng)、方便、安全的食品，滿足了很多人的理想追求和現(xiàn)實(shí)需求。因此，食品超高壓技術(shù)成為了一種應(yīng)運(yùn)而生的綠色加工新技術(shù)。
一般來說，引起微生物熱力致死的主要原因有以下幾種：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的變化、酶失活、蛋白質(zhì)水解或變性、DNA結(jié)構(gòu)損傷等。超高壓殺菌技術(shù)，是通過破壞例如氫鍵的弱結(jié)合鍵，使蛋白質(zhì)內(nèi)部的高級結(jié)構(gòu)被破壞，以造成蛋白質(zhì)的基本物性變異，從而造成蛋白質(zhì)的壓力凝固、酶的失活、菌體細(xì)胞膜的破裂，以及細(xì)菌內(nèi)部化學(xué)組分的外流等，導(dǎo)致多種細(xì)胞性損傷。蛋白質(zhì)內(nèi)部的離子鍵和疏水鍵，在經(jīng)過高壓處理后，會因蛋白質(zhì)體積的縮小而被切斷，從而摧毀蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、酶失活。一般情況下， 600MPa及以上的超高壓導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性是不可逆的。
酶是具有催化活性的特殊蛋白質(zhì)，超高壓會造成蛋白質(zhì)變性，同時(shí)也會破壞酶的活性，其中酶的活性部位將受到影響。在催化過程中，酶蛋白分子內(nèi)的活性部位才是直接參與催化反應(yīng)的部分，而不是整個(gè)分子。
影響微生物滅活的因素很多，除了壓力外，保壓時(shí)間、溫度、加壓方式、升壓和卸壓速率、食品組分、溶劑、微生物的種類、生存狀態(tài)、初始菌量、介質(zhì)的pH 值和水分的活度等。
與加熱殺菌類似，隨著壓力的升高，滅活率提高。低于某一壓力時(shí)，微生物不能失活，或者發(fā)生可逆性失活，經(jīng)過一段時(shí)間，還會恢復(fù)活性。超過這一壓力就會發(fā)生不可逆失活，這一壓力值也稱作壓力閾值。每一種微生物，在不同的特定條件下，都有一定的壓力閾值。隨著壓力的增大，微生物滅活率提高，直到全部殺滅或大部殺滅。
壓力越高，則處理所需的時(shí)間越短。但是對一些芽孢，在某一段壓力范圍施壓，反而促使其生長。由此，超高壓殺菌時(shí)并非壓力越高越好，尤其是對于芽孢菌，先通過適當(dāng)?shù)臈l件促使其孢子發(fā)芽，然后再利用高壓殺菌或配合其他方法協(xié)同殺菌,才是殺死孢子的有效途徑之一。
壓力一定的條件下，一般隨著保壓時(shí)間的延長，殺菌效果越好。但是存在一個(gè)臨界時(shí)間。就是說加壓到了一定時(shí)間，再延長時(shí)間，殺菌效果也不會有太明顯的提高。另外，保壓時(shí)間的長短，還取決于施加壓力的大小。壓力越高，所需要的時(shí)間就越短。另外還有一個(gè)現(xiàn)象，高壓短時(shí)間加壓與較低的壓力長時(shí)間加壓相比較，后者比前者的非在位效應(yīng)顯著，即加壓后的一段時(shí)間內(nèi)，菌類繼續(xù)失活的速率比前者高。
提高環(huán)境的溫度，可以降低微生物失活所需要的壓力。但有時(shí)也會出現(xiàn)熱變性和壓力變性相互削弱的拮抗現(xiàn)象。
如果細(xì)胞出現(xiàn)了破裂，會導(dǎo)致細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)更容易受到損傷。低溫條件下的超高壓處理能夠有效保持沙棘品質(zhì)，較為有利地避免了沙棘中熱敏性成分的破壞。在低溫(-20℃)下進(jìn)行超高壓處理,甚至可以完全殺除一些常見的致病菌和耐熱性芽孢菌。所以，-20℃～5℃的溫度下有利于保持沙棘的風(fēng)味和物理性能。
在給定壓力的條件下，延長施壓的時(shí)間，可以提高殺菌的效果。超高壓殺菌技術(shù)在應(yīng)用時(shí)可分為三種類型：短時(shí)高壓、長時(shí)低壓和瞬時(shí)超高壓。其中，短時(shí)高壓殺菌需要在大約600MPa的壓力下加壓處理1至2分鐘；長時(shí)低壓殺菌需要在約400MPa的壓力下加壓處理10至20分鐘；瞬時(shí)超高壓殺菌需要在600MPa以上的壓力下加壓處理數(shù)秒至1分鐘內(nèi)。但是，當(dāng)細(xì)菌殘留率較高時(shí)，僅僅延長加壓時(shí)間并不能很好地殺菌，此時(shí)需要使用其他處理方法來提高殺菌效果。
高靜壓在高酸性環(huán)境下效果好，這主要是由于高濃度的氫離子對細(xì)菌有破壞作用。每種微生物生長繁殖所適應(yīng)的pH值都有一定的范圍。在壓力的作用下，介質(zhì)的pH值發(fā)生變化，會影響微生物的生命活動。高濃度的氫離子會使細(xì)菌表面的蛋白質(zhì)和核酸水解，破壞酶活性。因此酸性環(huán)境不利于大多數(shù)微生物的正常生長，這也是高壓食品是酸性食品的原因之一，如果醬、果汁等。
pH值一直被認(rèn)為是影響微生物在壓力下生長的主要因素之一。常溫區(qū)加壓pH值的影響不明顯，低溫區(qū)加壓pH值的影響明顯，在低pH值時(shí)，兩者都有助于殺死微生物。pH值低有利于微生物失活，因此酸性食物比甜味食物更容易殺死細(xì)菌，因?yàn)樗嵝猿煞直旧砭哂蟹栏饔谩Ａ硪环矫?，在食物允許的范圍內(nèi)。改變介質(zhì)pH值，降解微生物生長環(huán)境，也會加速微生物的死亡率，縮短超高壓殺菌時(shí)間，或降低所需壓力。
為了殺死耐壓性芽孢桿菌孢子，可以使用超高壓處理并結(jié)合殼聚糖、細(xì)菌素、溶菌酶或乳鏈球菌等抑菌劑進(jìn)行處理。乳鏈球菌可有效抑制大多數(shù)革蘭氏陽性菌。
由于沙棘的成分非常復(fù)雜，對高壓殺菌的影響也非常復(fù)雜。一般來說，產(chǎn)品中鹽和糖的含量越高，對細(xì)菌的保護(hù)作用越強(qiáng)(但在低溫下效果不明顯),從而表明殺菌速度會出現(xiàn)減緩。對富含蛋白質(zhì)和油脂的產(chǎn)品進(jìn)行高壓殺菌比較困難，但適當(dāng)加入脂肪酸酯、糖酯和乙醇，高壓殺菌效果會增強(qiáng)。在高壓下，沙棘的化學(xué)成分對殺菌效果有明顯影響。蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂類對微生物有保護(hù)作用。這主要是由于脂肪、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)化合物的緩沖和保護(hù)作用，豐富的營養(yǎng)加速了微生物的繁殖和自我修復(fù)。
大腸桿菌和葡萄球菌分別是革蘭氏陰性細(xì)菌和革蘭氏陽性細(xì)菌。陽性菌細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，脂質(zhì)含量低。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁肽聚糖層比較薄，當(dāng)受到超高壓時(shí)，細(xì)胞壁更容易受到機(jī)械損傷，細(xì)胞更容易死亡。孢子是食品保鮮中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是食品完全殺菌的象征，即食品安全的象征，也是食品加工和保鮮中最難解決的問題。相對于芽孢桿菌和梭狀芽孢，營養(yǎng)細(xì)胞在革蘭氏陽性菌中的耐壓能力較低。
微生物對超高壓的抗性隨著其生長階段的變化而有所不同。它們在對數(shù)生長期間對壓力更加敏感。因此，在微生物的最佳生長溫度范圍內(nèi)進(jìn)行高壓殺菌可以提高殺菌效率。換句話說，針對微生物不同的生長階段，采用合適的高壓殺菌溫度，可以更有效地殺滅微生物。
低水活度Aw抑制了超高壓殺菌的滅活效果?？刂扑幕顒有钥梢越档蛪毫λ?。因此，控制Aw對超高壓殺菌具有重要意義。
水分活度主要是通過滲透壓影響細(xì)胞的生理特性，從而抑制細(xì)菌生長甚至使其死亡。一般來說，水分活度低可保護(hù)細(xì)胞抵抗壓力，但微生物一旦經(jīng)過高壓處理后，對水分活度就更加敏感。壓力會使微生物呈現(xiàn)亞致死狀態(tài)，而低水活性可以阻止亞致死的微生物細(xì)胞的復(fù)活。以蔗糖、食鹽等調(diào)節(jié)水分活度。食物中的不同成分可能會提供不同的保護(hù)或抑制作用，但是Aw(水分活度)的控制對于高壓殺菌在固體和半固體食品的保存和加工中具有至關(guān)重要的意義。因此，正確地控制食品的水分活度，可以提高高壓殺菌的效果，從而更好地保護(hù)和加工食品。
在經(jīng)過超高壓處理后，有時(shí)微生物能夠自動修復(fù)和再生。其原因可能是殘留的微生物仍保留活性，或者一部分微生物，在壓力下?lián)p傷，但還沒有徹底死滅，一旦條件適合，就會修復(fù)恢復(fù)活性。這是由于內(nèi)部脂肪等成分的緩沖和保護(hù)作用，豐富的營養(yǎng)加速了微生物的繁殖和自我修復(fù)。因此，為了抑制微生物高壓處理后的修復(fù)和再生，一般超高壓加工的食品最好在 5℃以下低溫保存。
單純地使用超高壓并不能完全確保食品的安全性。為了更有效地殺滅微生物，我們需要采取其他的輔助措施，例如配合圍欄技術(shù)。針對微生物的不同特點(diǎn)，我們還可以采用多種方法，例如匹配溫度、改變壓力模式、使用添加劑、以及微波、超聲波等技術(shù)。這些方法可以使超高壓技術(shù)更加有效地用于食品處理，從而保障食品的安全性。
在超高壓殺菌處理中，由于不同微生物的耐壓特性各異，而僅僅依靠延長保壓時(shí)間往往對微生物的致死率影響不大。因此嘗試用間歇、多次、重復(fù)加壓的方式，發(fā)現(xiàn)殺菌效果比較明顯。這種方式被稱作脈沖加壓，或交變加壓。一般認(rèn)為第一次加壓導(dǎo)致大量微生物失活，一部分微生物受到損傷，第二次加壓會使一部分已經(jīng)損傷的微生物再度受到壓力的作用而致死，如此反復(fù)多次加壓能給予微生物多次劇烈的沖擊，從而提高殺菌的效率。此外，針對各種不同類型的低酸食品還試驗(yàn)總結(jié)出經(jīng)過兩次脈沖超高壓處理達(dá)到無菌狀態(tài)的工藝參數(shù)選擇方案。
脈沖加壓可以增強(qiáng)超高壓殺菌的效果，其機(jī)理在于，脈沖加壓會對被處理的微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、代謝酶和核酸造成損傷積累。由于脈沖加壓的快速加壓和減壓降低了這些物質(zhì)對環(huán)境條件的反應(yīng)，從而減弱了微生物的適應(yīng)性，增加了對微生物薄弱部位的破壞。這些因素共同作用，提高了脈沖加壓技術(shù)的殺菌效果，使其更加適用于食品工業(yè)中的微生物控制。
正如前面所說，溫度是影響超高壓殺菌的重要因素。積極采取溫度控制手段配合超高壓提高殺菌效果是最可行的方法，已成為高壓食品加工研究的重要方向。溫度和壓力會引起蛋白質(zhì)變性，但其機(jī)理不同。當(dāng)施加不同的溫度和壓力時(shí)，不同微生物的殺菌效果是不同的。這是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，需要通過實(shí)驗(yàn)和體驗(yàn)殺菌參數(shù)來探索。此外，加熱和加壓的順序也會影響殺菌效果。這里對溫度范圍做以下定義：低于0℃為低溫，0-60℃為中溫，高于60℃為高溫。
細(xì)菌細(xì)胞對20～35℃條件下的超高壓不敏感。當(dāng)溫度高于35℃時(shí),細(xì)胞膜脂質(zhì)相變增強(qiáng)了細(xì)菌對壓力的敏感性。在脈沖壓力結(jié)合溫和加熱的條件下，細(xì)菌芽孢死亡的主要原因有：
(1)超高壓的釋放會引起芽孢菌細(xì)胞壁與水的絕熱膨脹；
(2)超高壓(20～70℃)下溫度升高會增大孢子細(xì)胞壁內(nèi)外的壓差，加速水向細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的滲透，導(dǎo)致水的粘度和表面張力降低等物理變化，從而增強(qiáng)孢子的破壞能力。
換一種說法，低溫超高壓處理被證明能夠有效殺滅微生物。這個(gè)效果有兩種可能的解釋：第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，超高壓下低溫的冰晶沉淀能夠加重細(xì)胞破裂程度，從而降低微生物在低溫下的耐壓能力；第二種觀點(diǎn)認(rèn)為，蛋白質(zhì)在低溫下更容易受到超高壓的影響，這導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)在低溫超高壓下更容易被破壞，從而殺死微生物?？偟膩碚f，培養(yǎng)基的狀態(tài)也會影響細(xì)菌死亡率。
3.2.3 高溫協(xié)同殺菌
超過60℃,熱殺菌的效果開始顯現(xiàn)，此時(shí)配合超高壓會獲得更好的效果。
表1 高溫協(xié)同滅活芽孢
| 菌種 | 壓力 MPa | 溫度 ℃ | 時(shí)間 min | 初始 菌數(shù) | 處理后菌數(shù) |
枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis) | 621 600 | 85 98 40-60 | 30 5 | 10-e | 0 殺死 |
嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophilus spare) | 621 800 | 85 98 60 | 30 5 60 | 10-e | 0 10-e |
梭狀芽孢桿菌(clostridium sporogenes)芽孢 | 621 | 85 98 | 30 5 | 10-e 10-e | 0 |
金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) | 207 | 50 | 5 | 下降6-7個(gè)數(shù)量級 | |
埃希氏大腸桿菌(Escherichia coli) | 207 | 50 | 5 | 下降6-7個(gè)數(shù)量級 | |
單核細(xì)胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes) | 207 | 50 | 5 | 下降6-7個(gè)數(shù)量級 | |
腸炎沙門氏菌(Salmonella enteritidis) | 207 | 50 | 5 | 下降6-7個(gè)數(shù)量級 | |
單核細(xì)胞增生李斯特氏CA菌(Listeria monocytogenes) | 207 | 50 | 10 | 0 |
-20℃的殺菌效果優(yōu)于20℃的殺菌效果。將被試菌在-20℃下預(yù)處理24h后加壓處理，也得到了類似的結(jié)論。冷預(yù)處理有助于殺死大腸桿菌。當(dāng)細(xì)菌懸浮液的水相出現(xiàn)冰結(jié)晶時(shí)，精細(xì)運(yùn)行受機(jī)械損傷，又受壓力作用，殺菌效果自然增強(qiáng)。因此，在不同條件下尋求溫度和壓力的最佳組合具有重要意義。
通過在超高壓處理前對脂肪芽孢桿菌孢子進(jìn)行45℃熱處理20分鐘，可以提高超高壓殺菌的效果。這兩種方法的聯(lián)合效果比單一方法更好，預(yù)熱結(jié)合超高壓殺菌的效果比后續(xù)熱處理和超高壓殺菌的效果更強(qiáng)。這種效果與孢子的特性密切相關(guān)，因?yàn)殒咦涌梢员３州^長的休眠狀態(tài)，而在適宜的條件下(如熱刺激)也可以在幾分鐘內(nèi)破壁萌發(fā)成為營養(yǎng)體細(xì)胞。45℃是嗜熱脂肪芽孢桿菌適宜的生長溫度，預(yù)熱處理可以促進(jìn)部分孢子在處理過程中的萌發(fā)。然而，營養(yǎng)體細(xì)胞對環(huán)境的敏感程度要高于孢子體
利用天然抗菌物質(zhì)或添加抑菌成分是高壓殺菌研究的一個(gè)重要方向。一些物質(zhì)如氯化鈉、多聚賴氨酸、蛋白酶、酸、溶菌酶、乙醇、甘油脂肪酸脂、脂肪酸糖脂、殼聚糖、乳鏈球菌肽素、山梨酸鉀等，因其抑菌作用改變了細(xì)菌的正常生長環(huán)境，與高壓殺菌過程產(chǎn)生協(xié)同殺菌效果。這種協(xié)同作用可以有效地殺滅一些耐高壓的營養(yǎng)細(xì)胞和芽孢。
尼生素是一種正性小分子肽，它含有34個(gè)氨基酸殘基，分子量約為3500,是一種天然防腐劑。尼生素的安全性高且可被多個(gè)國家的食品藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)認(rèn)可。尼生素的殺菌機(jī)理是通過與革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁膜結(jié)合，形成微孔通道，導(dǎo)致小分子滲漏，使細(xì)胞失去質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)能力，從而殺死細(xì)菌。相比之下，革蘭氏陰性菌缺乏尼生素的結(jié)合位點(diǎn)，因此無法被抑制。盡管革蘭氏陽性菌通常具有抗壓性較強(qiáng)，但超高壓與尼生素聯(lián)合處理可協(xié)同殺滅此類微生物。
尼生素與超高壓聯(lián)合殺菌研究表明，高壓處理能夠提高微生物對尼生素的敏感性。這是由于高壓處理破壞了微生物的細(xì)胞膜，加速了尼生素的滲透作用。
尼生素和超高壓殺菌的聯(lián)合效應(yīng)主要基于細(xì)胞膜的特性。較硬的細(xì)胞膜越容易被超高壓破壞，同時(shí)也更容易被尼生素插入并穩(wěn)定。這種穩(wěn)定作用會降低磷脂的流動性，提高細(xì)胞膜對高壓的敏感性，從而增強(qiáng)殺菌效果。由于革蘭氏陽性菌沒有外膜，因此尼生素可以直接插入細(xì)胞質(zhì)膜，而革蘭氏陰性菌的尼生素必須穿過外膜才能到達(dá)質(zhì)膜，導(dǎo)致其對尼生素和超高壓聯(lián)合作用的反應(yīng)相對較弱。
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溶菌酶能夠有效地協(xié)同殺菌。在培養(yǎng)基中添加2000IU濃度的溶菌酶，并在300MPa條件下進(jìn)行殺菌處理15分鐘后，可以將嗜熱脂肪芽孢桿菌的殘留量降低5個(gè)數(shù)量級。
超高壓處理與多種抑菌劑的聯(lián)合使用能夠提高殺菌效果，同時(shí)減少防腐劑的使用量，為食品高壓殺菌提供了更好的工藝條件。盡管這種方法可能與高壓殺菌無添加劑的目標(biāo)不相符，但對于一些難以處理的微生物來說，仍是一個(gè)可行的選擇。
超高壓殺菌在食品中的使用受到多種因素的影響，包括食品的成分、pH值、水活度等特性。因此，在實(shí)踐中應(yīng)用超高壓技術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行詳細(xì)的研究，然后為某種特定的食品設(shè)計(jì)合理的超高壓殺菌方案，以確保其安全和保鮮效果。
目前微波、高頻電場和電磁場等食品殺菌技術(shù)具有明顯的熱效應(yīng)，即加工過程中溫度的升高和變化明顯。使用熱殺菌會對功能性食品的活性成分造成損害，導(dǎo)致其功能效果降低或產(chǎn)生令人不快的氣味成分，有的甚至降解為無功能成分。在輻照過程中，溫度變化不大，但經(jīng)常發(fā)生輻射裂解反應(yīng)，產(chǎn)生復(fù)雜的新化學(xué)成分，甚至產(chǎn)生輻照異味。超高壓處理可以避免上述處理工藝的缺陷。既能殺滅目標(biāo)微生物，又能保證食品的功能成分不被破壞。是沙棘功能性食品的理想加工方法。超高壓加工技術(shù)屬于非熱加工，整個(gè)加工過程中溫度變化較小。一般在絕熱條件下，600MPa壓力處理的溫度僅提高5-10℃。溫度變化引起的熱效應(yīng)很小，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性很小。超高壓可破壞聚合物的氫鍵、離子鍵和鹽鍵，對共價(jià)鍵影響不大，尤其對食品中的小分子色素、維生素、氨基酸、多肽、果酸、果糖、香氣和抗誘變活性成分影響不大。對功能食品進(jìn)行超高壓處理，能更好地保持功能因子的活性和產(chǎn)品的原汁原味，符合現(xiàn)代功能食品“天然營養(yǎng)、健康安全”的發(fā)展方向。在功能性食品的加工、開發(fā)和應(yīng)用方面具有很大的潛力和價(jià)值，并對其安全性進(jìn)行了評價(jià)。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理對沙棘中的維生素C、A、B1、B2、E和葉酸的含量影響不大。以沙棘濃漿飲料為例，超高壓處理可使維生素C保留率達(dá)到95%,是熱加工的1.7倍。另外，經(jīng)過600MPa的超高壓處理后，新鮮沙棘汁中的維生素C含量得到了保留，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)壓力下，B6、B1、B2、煙酸和果糖、葡萄糖、蔗糖等成分的含量也沒有顯著差異。
用600MPa超高壓處理沙棘籽油和果油，存放在5°C條件下。結(jié)果表明，未處理的樣品中游離脂肪酸含量增加，而經(jīng)過超高壓處理的兩個(gè)樣品中游離脂肪酸含量沒有變化。這是因?yàn)槌邏禾幚砟軌蚴怪鹾厦甘Щ?。在無氧和常溫條件下，超高壓處理可以使脂氧合酶完全失活，而不引起不飽和脂肪酸的變化。因此，超高壓處理可以用于含有高不飽和脂肪酸的食品，實(shí)現(xiàn)酶殺菌而不破壞不飽和脂肪酸。
研究表明，超高壓處理對沙棘濃縮漿飲料中的大分子蛋白質(zhì)和淀粉有一定的改性作用。超高壓處理后，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性下降，等電點(diǎn)溶解性和酸堿緩沖性質(zhì)發(fā)生變化，淀粉溶液的粘度和空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。由1,4,1,6糖苷鍵水解的低級別聚合糖、多肽和3-9單糖的結(jié)構(gòu)受高壓影響較小。其原因是多肽和多糖的結(jié)構(gòu)一般呈線性。含有功能性活性肽和低聚糖的飲料產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行消毒和防腐處理。通常在這些產(chǎn)品灌裝后采用熱殺菌和防腐劑添加等技術(shù)措施。這種熱殺菌處理必然會導(dǎo)致美拉德反應(yīng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品褐變，氨基酸多肽、低聚糖等功能成分的損失同時(shí)添加防腐劑的方法和功能食品的概念沙棘濃縮紙漿飲料后續(xù)處理的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)不僅是對酶進(jìn)行殺菌，而且要保持有效成分的不變性。超高壓處理食品殺菌酶技術(shù)已經(jīng)非常成熟，完全可以滿足這兩方面的技術(shù)要求。由某些N血清型乳鏈球菌產(chǎn)生的小肽是一種高效、安全的生物防腐劑。添加乳鏈球菌配合超高壓處理對功能性食品進(jìn)行殺菌保鮮是合理的。乳鏈球菌在應(yīng)用中應(yīng)注意兩個(gè)技術(shù)問題，二是防止食品加工和儲存過程中的降解和失活。熱輻照會在一定程度上破壞乳鏈球菌的結(jié)構(gòu)。超高壓處理會破壞大分子蛋白酶，但不會破壞小分子多肽。
保留食品中功能性色素成分的穩(wěn)定性和生物效力是衡量產(chǎn)品加工質(zhì)量和營養(yǎng)功能的重要指標(biāo)。在沙棘制品加工過程中，一些功能性色素容易被光氧照射和加熱降解，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性和功能降低，超高壓處理可以避免這一問題。超高壓沙棘制品的加工可以在不降低色素含量的情況下，更大程度地保留食品的功能性色素成分，產(chǎn)生更多的異構(gòu)體，從而改變色素的功能和理化性質(zhì)。超高壓處理沙棘制品中β-胡蘿卜素和黃酮類化合物的保留率高于熱加工沙棘制品，色度值優(yōu)于熱加工沙棘。這表明在沙棘β-胡蘿卜素和黃酮類化合物含量一定的前提下，超高壓處理可以提高沙棘β-胡蘿卜素和黃酮類化合物的吸收和生物利用率。
研究超高壓處理對沙棘抗突變活性的影響。結(jié)果表明，超高壓處理可以最大限度地保留冷榨沙棘汁中的類胡蘿卜素、類黃酮、多糖、不飽和脂肪酸和維生素，同時(shí)保持其原有風(fēng)味，是最有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的功能性沙棘汁產(chǎn)品。在600MPa、-15度的條件下，冷榨沙棘汁的抗突變活性有所降低，可能是由于壓力和溫度的共同作用導(dǎo)致其活性成分如類胡蘿卜素和類黃酮的結(jié)構(gòu)變化或降解。
使用超高壓處理可以壓縮微生物的細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜的破壞和微生物內(nèi)部成分的結(jié)構(gòu)破壞，使微生物酶失去活性。超高壓不會破壞共價(jià)鍵，但可以破壞離子鍵、疏水鍵和氫鍵，從而導(dǎo)致大分子在食品中的延伸。當(dāng)壓力解除時(shí)，這些大分子會重新折疊，從而改變分子結(jié)構(gòu)和食品質(zhì)量。超高壓可以使食品大分子發(fā)生變性，但不會影響色素、維生素、香氣等小分子成分。超高壓處理的功能食品必須符合中國食品衛(wèi)生相關(guān)法律和標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)生指標(biāo)，2002年1月，F(xiàn)DA規(guī)定冷榨果汁的生產(chǎn)必須采用HACCP質(zhì)量控制方法，并要求至少有溫和加工的抑菌技術(shù)，以確?？赡芪廴竟哪繕?biāo)細(xì)菌可以減少5個(gè)對數(shù)循環(huán)，保證產(chǎn)品安全需要超高壓處理與其他滅菌或保存方法結(jié)合使用，如真空包裝以降低水分和pH值，添加防腐劑和低溫儲存，以及估計(jì)產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期。超高壓處理是一種利用壓力來殺菌的物理方法，因此不存在任何污染和殘留問題。目前，日本、美國等國家沒有提出超高壓加工食品的安全問題。超高壓加工是一種非熱加工技術(shù)。它具有殺菌和滅酶的作用，但其機(jī)理與熱加工完全不同。超高壓技術(shù)在海棘功能性食品加工生產(chǎn)中的應(yīng)用才剛剛起步，其基礎(chǔ)研究有待加強(qiáng)?？梢灶A(yù)見，超高壓技術(shù)在利用超高壓反應(yīng)器改造食品功能因子結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)新型功能食品方面具有很高的研究價(jià)值和商業(yè)化潛力。
與傳統(tǒng)的加熱處理和化學(xué)處理相比，超高壓處理是一種更為健康、高效、環(huán)保的食品處理方法。超高壓處理可以在短時(shí)間內(nèi)對沙棘進(jìn)行均勻、瞬時(shí)、高效的殺菌，不會改變沙棘的顏色、香氣、味道等物理特性，也不會產(chǎn)生異味。超高壓處理后的沙棘仍保持原有的新鮮風(fēng)味和營養(yǎng)成分，與加熱處理不同的是，蛋白質(zhì)的變性和淀粉的糊化狀態(tài)也不同，從而獲得了沙棘汁新的物理性質(zhì)。相比于化學(xué)處理，超高壓處理不需要添加任何化學(xué)物質(zhì)，避免了化學(xué)試劑殘留在食品中對人體的負(fù)面影響，保證了食用安全。超高壓處理的殺菌條件易控制，外界環(huán)境影響小，而且是一次性殺菌，對細(xì)菌的作用更為明顯，而化學(xué)試劑的頻繁使用會使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，削弱殺菌效果。超高壓處理可以更好地保持沙棘的天然風(fēng)味，甚至改善沙棘高分子材料的構(gòu)象。
加強(qiáng)對超高壓技術(shù)的研究，開發(fā)出具有保健功能的沙棘產(chǎn)品，并提取純化超高壓沙棘的有效成分，將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)，利用超高壓殺菌的特點(diǎn)，建立超高壓殺菌模型，對滅菌參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
中國目前在超高壓沙棘加工技術(shù)方面還處于初級階段。為了推動超高壓沙棘產(chǎn)業(yè)快速產(chǎn)業(yè)化，政府需投入大量資金發(fā)展超高技術(shù)的研究，加強(qiáng)合作，以加速超高壓沙棘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
