Page 197 - 粮食贮藏与食品加工技术研究

第五章 食品加工技术

的细胞失活有着显著的影响。同样，悬浮在氯化钠或氯化钙等离子溶质中的凝固
芽孢杆菌细胞比蔗糖或甘油等非离子溶质中的抗性更强。与甘油相比，单糖和二
糖对 UHP 具有更强的保护作用。

第三，低 pH 值可协同高压作用提高微生物灭活效率。由于水分子的离子离
解作用，加压通常会导致食品基质或悬浮缓冲液的 pH 值降低。压力释放后，pH
值恢复到原始值，但 pH 值的突然变化是否对微生物失活有影响尚不清楚。
第四，食品级添加剂的添加可以提高 UHP 对病原菌的抗菌效果。通过对常

用食品添加剂乳酸菌细菌素 nisin 和叔丁基对苯二酚（TBHQ）进行检测，显示
UHP 可能促进 nisin 穿透细胞质膜，尤其是对革兰阴性菌，导致细菌的灭活。
TBHQ 的协同效应可归因于通过细胞 [Fe-S] 簇氧化 TBHQ 而产生杀菌活性氧
所致。

（6）UHP 对微生物细胞的基本作用
UHP 可以引起细胞形态、膜、生化反应和遗传机制的一些变化。随着细胞
壁与细胞质膜的分离，加压可以使细胞空泡化，从而使细胞拉伸 5~50 倍。然而，
细胞形态的一些变化是暂时性的，一旦压力释放，细胞会恢复正常形态。

细胞膜被公认为微生物压力损伤的主要靶点之一，加压后细胞膜渗透率的
增加表现为 ATP 或紫外吸收材料的泄漏、渗透反应能力的丧失和荧光染料的吸
收增加。压力通过增加脂质分子的堆积密度和诱导脂质与膜蛋白的分离而降低细
胞膜的流动性，降低脂膜的熔化温度可以恢复膜的流动性。研究发现，嗜压深海

细菌对超高压的适应力涉及膜脂组成从饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸的转变。膜
ATP 酶活性的丧失也可能导致高压失活，但细胞质功能的部分丧失或革兰氏阴性
菌外膜的破坏并不一定会导致细胞死亡。另一项研究发现，在指数期细胞中，膜
完整的丧失与 UHP 介导的致死性有关，而在静止期细胞中，细胞膜则在减压后

重新出现。UHP 倾向于生化反应，导致体积减小，并且通常会延缓涉及体积增
大的反应。蛋白质内部和蛋白质之间的静电和疏水相互作用尤其对压力敏感，使
蛋白质的三级结构和四级结构容易受到高压破坏，而氢键不受 UHP 的影响。高
于 300MPa 的蛋白质的不可逆变性是大多数营养细胞和蛋白包被病毒失活的部分

原因。
核糖体在加压过程中可能会变形，从而抑制 mRNA 的附着。电子显微镜下
观察发现，压力为 150~250MPa 时大肠杆菌的核糖体被完全破坏。近期的研究从

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