食品工业科技

名称	国家	公司	食品状态	贮藏方式
猪肉香肠	智利	Cialalimentos	固态	冷藏
萨拉米香肠	希腊	Creta Farms	固态	冷藏
鸭胸肉和鸭肉酱	西班牙	Martiko	固态	冷藏
牛油果片、牛油果酱	墨西哥	Cupanda	固态	冷藏
脱壳牡蛎、龙虾	法国	5DO	固态	冷冻
生腌猪肉	意大利	Rovagnati	固态	冷藏
冷冻蓝莓、芒果、草莓	秘鲁	Agro Empaques	固态	冷冻
辣椒酱和牛油果泥	西班牙	Avomix	半固态	冷藏
橄榄酱和鹰嘴豆泥	法国	ASPASIA	半固态	冷藏
香蒜酱	西班牙	Delafruit	半固态	冷藏

名称	国家	公司	食品状态	贮藏方式
猪肉香肠	智利	Cialalimentos	固态	冷藏
萨拉米香肠	希腊	Creta Farms	固态	冷藏
鸭胸肉和鸭肉酱	西班牙	Martiko	固态	冷藏
牛油果片、牛油果酱	墨西哥	Cupanda	固态	冷藏
脱壳牡蛎、龙虾	法国	5DO	固态	冷冻
生腌猪肉	意大利	Rovagnati	固态	冷藏
冷冻蓝莓、芒果、草莓	秘鲁	Agro Empaques	固态	冷冻
辣椒酱和牛油果泥	西班牙	Avomix	半固态	冷藏
橄榄酱和鹰嘴豆泥	法国	ASPASIA	半固态	冷藏
香蒜酱	西班牙	Delafruit	半固态	冷藏

非液态食品	食品状态	超高压条件	微生物指标	杀灭量（log CFU/g）
巴西莓果肉^[14]	固态	400~600 MPa/5~15 min	果聚糖乳杆菌	5.0
低盐切片腊肉^[15]	固态	200~600 MPa/5 min	菌落总数	2.0
冷冻鸡胸肉^[16]	固态	100~600 MPa/1~9 min	沙门氏菌	5.0
烟熏鳟鱼片^[17]	固态	200 MPa/15 min	李斯特菌	5.5
鳕鱼^[18]	固态	500 MPa/8 min	需氧嗜温菌	1.3
鸡肉汉堡^[19]	固态	400~600 MPa/8 min	总大肠菌群	1.7
霉菌和酵母	1.3
大黄鱼^[20]	固态	200~300 MPa/10 min	菌落总数	3.3
假单胞菌属	3.1
产硫化氢菌	2.8
大肠菌群	3.0
苹果泥^[21]	半固态	300~400 MPa/5 s~7 min	大肠杆菌	>6.0
鼠伤寒沙门氏菌
李斯特菌
蓝莓泥^[22]	半固态	500 MPa/5 min	菌落总数	2.1
辣椒酱^[23]	半固态	100~600 MPa/30~600 s	需氧嗜温菌	4.5
酵母菌	4.0
霉菌	3.8
苹果、草莓火龙果复合果泥^[24]	半固态	400~500 MPa/8~10 min	总需氧细菌	3.4
霉菌和酵母	3.3
马梅花蜜^[25]	半固态	300~500 MPa/5 min	总嗜温细菌	6.3
霉菌和酵母	2.5

非液态食品	食品状态	超高压条件	微生物指标	杀灭量（log CFU/g）
巴西莓果肉^[14]	固态	400~600 MPa/5~15 min	果聚糖乳杆菌	5.0
低盐切片腊肉^[15]	固态	200~600 MPa/5 min	菌落总数	2.0
冷冻鸡胸肉^[16]	固态	100~600 MPa/1~9 min	沙门氏菌	5.0
烟熏鳟鱼片^[17]	固态	200 MPa/15 min	李斯特菌	5.5
鳕鱼^[18]	固态	500 MPa/8 min	需氧嗜温菌	1.3
鸡肉汉堡^[19]	固态	400~600 MPa/8 min	总大肠菌群	1.7
霉菌和酵母	1.3
大黄鱼^[20]	固态	200~300 MPa/10 min	菌落总数	3.3
假单胞菌属	3.1
产硫化氢菌	2.8
大肠菌群	3.0
苹果泥^[21]	半固态	300~400 MPa/5 s~7 min	大肠杆菌	>6.0
鼠伤寒沙门氏菌
李斯特菌
蓝莓泥^[22]	半固态	500 MPa/5 min	菌落总数	2.1
辣椒酱^[23]	半固态	100~600 MPa/30~600 s	需氧嗜温菌	4.5
酵母菌	4.0
霉菌	3.8
苹果、草莓火龙果复合果泥^[24]	半固态	400~500 MPa/8~10 min	总需氧细菌	3.4
霉菌和酵母	3.3
马梅花蜜^[25]	半固态	300~500 MPa/5 min	总嗜温细菌	6.3
霉菌和酵母	2.5

名称	食品状态	HPP参数	质构变化
罗非鱼鱼糜^[57]	固体	100~400 MPa/15 min	随压力增加，弹力和咀嚼性显著上升
金线鱼肉肠^[58]	固体	100 MPa/5 min	硬度、弹性、胶着性和咀嚼性提高
大黄鱼^[59]	固体	200~300 MPa/10 min	压力升高，鱼肉的硬度、弹性、咀嚼性逐渐增大
小根蒜泡菜^[60]	固体	200~400 MPa/10 min	硬度轻微下降，且随压力增大下降幅度增大
核桃酱^[61]	半固体	500 MPa/4 min	硬度、粘附性、咀嚼性提高
柑橘酱^[62]	半固体	500 MPa/10 min	黏弹性增加，硬度、黏性、胶着度以及咀嚼度均显著下降
淮山片^[63]	固体	100~600 MPa/10 min	干燥后样品硬度与脆度均显著增加
牦牛肉^[64]	固体	100~500 MPa/10 min	剪切力显著降低

名称	食品状态	HPP参数	质构变化
罗非鱼鱼糜^[57]	固体	100~400 MPa/15 min	随压力增加，弹力和咀嚼性显著上升
金线鱼肉肠^[58]	固体	100 MPa/5 min	硬度、弹性、胶着性和咀嚼性提高
大黄鱼^[59]	固体	200~300 MPa/10 min	压力升高，鱼肉的硬度、弹性、咀嚼性逐渐增大
小根蒜泡菜^[60]	固体	200~400 MPa/10 min	硬度轻微下降，且随压力增大下降幅度增大
核桃酱^[61]	半固体	500 MPa/4 min	硬度、粘附性、咀嚼性提高
柑橘酱^[62]	半固体	500 MPa/10 min	黏弹性增加，硬度、黏性、胶着度以及咀嚼度均显著下降
淮山片^[63]	固体	100~600 MPa/10 min	干燥后样品硬度与脆度均显著增加
牦牛肉^[64]	固体	100~500 MPa/10 min	剪切力显著降低

超高压加工固态/半固态食品：安全控制与质构调控的研究进展

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晏一帆 ¹ , 吴林桐 ¹ , 张洪超 ¹^,²^,^* , 张燕 ¹^,²

食品工业科技 | 专题综述 2026,47(17): 557-566

收起

食品工业科技 |专题综述 2026 , 47 (17) : 557 -566

超高压加工固态/半固态食品：安全控制与质构调控的研究进展

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晏一帆¹, 吴林桐¹, 张洪超¹^,²^,^*, 张燕¹^,²

作者信息

¹中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083

²农业农村部果蔬加工重点实验室，食品非热加工北京市重点实验室，北京 100083

通讯作者:

张洪超（1986−），男，博士，副教授，研究方向：食品加工新技术，E-mail：hzhang18@cau.edu.cn。

作者简介:

晏一帆（2002−），女，硕士研究生，研究方向：食品加工新技术，E-mail：13613522896@163.com

High Pressure Processing of Solid and Semi-solid Foods: Progresses in Safety Control and Texture Regulation

Yifan YAN¹, Lintong WU¹, Hongchao ZHANG¹^,²^,^*, Yan ZHANG¹^,²

Affiliations

¹College of Food Science and Nutrition Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China

²Key Laboratory of Fruit and Vegetable Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing Key Laboratory for Food Non-thermal Processing, Beijing 100083, China

出版时间: 2026-09-01 doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025080038

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摘要

收起

超高压（High pressure processing，HPP）是一种新型的非热食品加工技术，已有多品类产品实现商业化成功应用，但其中固态和半固态食品较少。本文通过调研国内外超高压加工产品和文献数据，分析超高压加工固态和半固态食品的应用现状，总结了超高压加工针对固态和半固态食品中营养体、细菌芽孢、真菌孢子和病毒等微生物的安全控制作用，以及通过改变细胞结构、内源酶活性或凝胶特性来改变食品质构特性的调控规律。此外，提出超高压固态和半固态食品加工存在的共性技术难点和可能的解决办法，以期为超高压技术的拓展应用提供思路和参考。

关键词

超高压加工 / 固态食品 / 半固态食品 / 杀菌 / 质构

Abstract

收起

High pressure processing (HPP) is a novel non-thermal food processing technology with successful commercial applications in various product categories, but its application in solid and semi-solid foods is relatively limited. This paper analyzes the current application status of HPP in solid and semi-solid foods by surveying domestic and international HPP products and literature data. It summarizes the safety control effects of HPP on microorganisms such as vegetative cells, bacterial spores, fungal spores, and viruses in solid and semi-solid foods, as well as the regulatory mechanisms for altering food texture properties by changing cell structure, endogenous enzyme activity, or gel properties. Furthermore, we propose common technical challenges and possible solutions in HPP solid and semi-solid food processing, aiming to provide useful guidance for expanding the applications of HPP technology.

Key words

high pressure processing / solid food / semi-solid food / sterilization / texture

引用本文

晏一帆, 吴林桐, 张洪超, 张燕. 超高压加工固态/半固态食品：安全控制与质构调控的研究进展. 食品工业科技, 2026 , 47 (17) : 557 -566 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2025080038

Yifan YAN, Lintong WU, Hongchao ZHANG, Yan ZHANG. High Pressure Processing of Solid and Semi-solid Foods: Progresses in Safety Control and Texture Regulation[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026 , 47 (17) : 557 -566 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2025080038

正文

收起

超高压技术（High Pressure Processing，HPP）是一种基于帕斯卡定律、勒夏特列原理及分子有序原理的非热加工技术，以水为传压介质，在密闭高压容器中对适宜柔性包装内的食品施加不低于100 MPa的静水压力^[1]。在实际商业化生产应用中，压力施加范围多集中于200~600 MPa，保压时间可能仅需要5 min或更短^[2]，所得产品品质显著优于传统热加工。

目前，HPP技术在国外已广泛应用于果汁、酒类、加工肉制品等食品品类，近年来在国内市场也有HPP加工的果蔬汁、冷萃茶、液体沙拉和果粒浆等新产品相继出现，并获得了较高的消费者接受度^[3]。然而，我国HPP的商业化应用仍以液态食品为主，在国外市场非液态HPP加工食品种类也比较局限，对食品体系的水分含量和均一性要求较高。这表明HPP技术在用于固态、半固态等非液态食品类别的加工方面还存在较大挑战，亟需明确其中存在的关键科学问题与技术瓶颈，以实现HPP技术进一步广泛的商业化应用。

近年来，国内外已涌现出一些针对固态与半固态食品的超高压适用性研究，然而研究主要侧重于探究单一、具体食品在超高压处理后的微生物、品质和营养等变化规律，缺少从食品物理特征和状态（比如水分含量影响等）的角度去分析和总结，尚未形成具有普遍解释力的共性结论，制约了该技术在多品类固态与半固态食品中的精准调控与应用拓展。因此，深入揭示食品物性状态与HPP处理效果之间的内在关联，成为当前推动该技术从实验研究走向产业化应用的关键课题。本综述旨在系统归纳HPP对固态与半固态食品微生物安全控制与质构调控方面的作用效果和影响规律，以期为HPP新产品的商业化开发与应用提供理论支撑。

1　超高压加工固态/半固态食品的种类和特征

收起

HPP用于固态和半固态食品的加工制造在部分发达国家已经有较成熟的应用案例，表1中列举了市场上代表性的相关产品调研信息。HPP固态和半固态产品种类主要集中于肉类、海鲜、果蔬及其加工制品，生产地主要分布于欧洲、北美和日本的食品企业。近年来，国内HPP生产线数量快速增长，相关新产品开发业态蓬勃发展。目前已经有公司推出了HPP果粒浆和HPP液体沙拉等固液混合态HPP产品，这表明从液态产品出发，逐渐向固态和半固态食品等全部食品类别过渡是未来HPP技术应用的大势所趋。

如表1所示，HPP固态和半固态产品已有较多成功先例。例如，HPP牛油果泥在欧美地区广受欢迎，Avomix、Cupanda等公司的HPP牛油果产品已成为其主推商品。有研究表明，对果酱或果泥进行高压处理不但可以杀菌，还能够改变其流变特性，提升口感，因而获得更好的消费者接受度^[4]。HPP肉制品加工通过对香肠、火腿、培根等原料在真空包装后进行杀菌，减少了二次污染，取得了较好的应用效果^[5−7]。此外，HPP在龙虾和牡蛎脱壳和杀菌方面也表现出巨大潜力，在壳肉分离的同时可以最大化保持可食用部分品质和加工性能^[8]。综合以上信息可见，适用于HPP的固态和半固态食品具有以下共性特征：a.含水量高，由于高压施加需要压力传递介质，含水量低的粉末状食品不适用^[9]；b.组分均一性较高，组分复杂的固态食品中的化学成分可能提供压力保护作用，局部水分活度的变化以及空隙、气体等也可能导致压力传递的不均一性^[9]；c.不会发生明显的外观品质变化，如HPP红肉颜色常常显著改变，对消费者接受度影响较大^[10]。因此，其他多组分、配方复杂或混合态的食品类别尚未见有HPP技术的商业化生产应用。

2　超高压加工在固态/半固态食品安全控制方面的进展

收起

超高压加工可以通过对各类微生物的灭活来实现食品安全的提升，其作用原理主要是极端压力场破坏细胞膜和关键功能蛋白（受体、酶、核糖体等），导致微生物无法正常生长繁殖^[11]。然而，HPP技术的灭活效果受到微生物种类、结构、状态和食品基质等多因素的影响^[12]，在固态和半固态食品中HPP技术的微生物控制作用可能与液态食品中存在显著差别，下文总结了超高压对固态和半固态食品中微生物营养体、细菌芽孢、真菌孢子和病毒等微生物的杀灭效果和可能的影响因素。

2.1　微生物营养体

在固态和半固态食品的加工、储运过程中可能有致病菌和致腐微生物污染的安全风险，高品质的冷链产品也需要足够水平的减菌来保证其安全品质。营养体是大部分微生物存在的主要形式，HPP对于固态和半固态食品中微生物营养体的杀灭效果弱于液态食品（表2），需要更强烈的外在条件（如压力和保压时间）才能达到欧洲食品安全局危害专家组提出的5~8 个对数单位安全食品生产标准（ESFA，2022）^[13]。

影响固态和半固态食品安全性的微生物主要包括导致原料致腐的微生物（如霉菌、酵母和需氧嗜温细菌等）以及在加工和贮藏过程中来自于设备、人员和空气的致病菌（如大肠杆菌、李斯特菌和沙门氏菌等）^[26]。常用的200~600 MPa超高压条件对这些微生物营养体杀灭的具体效果取决于各类外源和内源因素^[13]。外源因素主要包括施加的压力和保压时间。文献表明，HPP对微生物营养体的灭活呈现为非线性的曲线，总体上随压力增大或保压时间的延长杀灭效果逐渐增加，但最后可能会呈现出拖尾现象。这可能是由于处理强度差异、微生物异质性抗性、亚致死状态、活的不可培养细胞（viable but non-cultivable, VBNC）状态和耐压营养体的出现^[27]。研究表明，稳定期的微生物营养体对HPP抗性强于对数期^[28]。例如，稳定期和对数期的大肠杆菌经过200 MPa、8 min的处理后，细胞结构都有所改变，但稳定期大肠杆菌的存活率达到了70%以上，这种特性与细胞膜的完整性和流动性有关，部分原因是替代因子σ^s的作用使细胞的抗压能力增强^[29−30]。类似地，加工后微生物进入亚致死状态、VBNC状态和耐压营养体可能会导致对杀菌效力的高估。亚致死状态和VBNC状态在HPP处理后可能会在冷藏期间复苏，严重影响食品安全性^[24]。而大肠杆菌和李斯特菌等致病菌在压力诱导下会发生基因突变，产生耐压菌株，使得耐压上限大幅提升^[31−32]。同时，菌株类型的不同也会导致HPP杀菌效果的差异。例如，17种大肠杆菌菌株在500 MPa下处理1 min，菌落数量的减少范围为0.6~3.4 log CFU/mL，造成这种差异的原因在于铁硫簇组装蛋白和延胡索酸硝酸还原酶调节因子的表达会降低耐压性，而σ因子（RpoE）、脂蛋白（NlpI）、硫氧还蛋白（TrxA）、硫氧还蛋白还原酶（TrxB）、海藻糖合成蛋白（OtsA）和DNA结合蛋白（Dps）则会提升耐压性^[31]。

食品基质是影响固态和半固态食品中营养体杀灭效果的关键内源性因素，其中水分含量、营养成分和pH对灭活效果的影响更为显著。水分差异的影响在超高压杀菌过程中，表现为水分活度较低的体系，其微生物灭活效率往往低于水分活度高的体系，现有研究结果表明，水分含量低于40%的食品不适用于HPP灭菌^[13]。总体上液态食品的水分活度常在0.98以上，半固态食品在0.8~0.9，固态食品则更低^[33]。此外，固态和半固态食品中通常含有更多种类或更高密度的营养物质，如蛋白质、脂肪和碳水化合物等。这些营养成分可以通过增加钙离子浓度、形成脂肪晶体和增加溶质浓度等方式对微生物细胞膜形成保护，从而降低杀灭效果，图1描述了主要食品成分对微生物灭活的保护作用^[34]。例如，对于相似温度条件下的斐济果泥（200~400 MPa/6 min）和豆芽汁（150~400 MPa/2 min），对于大肠杆菌的杀灭效果相差5.2个对数单位，在某些果汁中，改变工艺条件后杀灭效果甚至能达到7 log CFU/mL以上，而水分含量较低的固态和半固态食品大多不会超过6 log CFU/g^[35−36]。同时，pH在HPP灭菌过程中也会起到重要影响。低pH能够与HPP形成栅栏效应，协同增强微生物营养体的杀灭效果。例如，在HPP和温热联合处理的不同pH苹果泥中，pH为3.5的苹果泥抗菌效果明显优于pH为3.8的苹果泥^[21]。因此，低酸性食品中微生物的耐压性强于酸性食品，针对不同食品基质需要构建差异化HPP灭菌方法，如实行协同灭菌策略等。

目前HPP技术与其他杀菌技术联用来提高微生物安全控制水平是研究的热点方向之一。研究者尝试使用HPP联合温度、pH、天然抗菌剂或其他非热技术等进行微生物营养体的灭活，发现相比于单独超高压处理，联合处理比单独使用HPP灭菌效果至少提高1 个对数单位。例如，HPP结合微热（50 ℃）处理苹果泥的大肠杆菌减少量比常温下增加2 log CFU/g^[21]；HPP结合Nisin处理风干火腿后杀菌效果比单独使用HPP增加1 log CFU/g^[37]。因此，深入研究HPP协同手段和物理复合场加工，可能有效解决固态和半固态食品中耐压亚群、VBNC状态和食品基质不同所带来的对微生物营养体的杀菌效果限制问题^[24]。

2.2　细菌芽孢和真菌孢子

细菌芽孢和真菌孢子由于其特殊的结构导致其对HPP的抵抗力显著高于微生物营养体^[34]。食品加工常见的细菌芽孢来源于蜡样芽孢杆菌、肉毒梭菌和产气荚膜梭菌等，若其在储存过程中萌发则会引发食源性疾病^[38]。相比于细菌芽孢，真菌孢子对压力更敏感，导致食品腐败的真菌包括嗜旱真菌、耐热真菌等，其中毕赤酵母菌属、新萨托酵母属和塔拉酵母属的子囊孢子所表现出的耐压耐热特性，这些都对固态和半固态食品的加工安全控制带来更大挑战^[39]。

单独HPP处理需要较高的压力才能将真菌孢子灭活，而对细菌芽孢几乎不产生灭活效果，但利用HPP对芽孢和孢子进行诱导萌发，再结合中高热、高压循环、降低水分活度、降低pH以及冷却等手段对固态和半固态食品中芽孢和孢子进行灭活的策略，在实际研究中被证实是有效的^[40]。例如，在胡萝卜泥中，70 ℃结合800 MPa的压力处理4 min，可以达到枯草芽孢杆菌芽孢减少6 log CFU/g的杀灭效果，而仅使用超高压，即便压力提升至1000 MPa也不能灭活肉毒梭菌或枯草芽孢杆菌芽孢。Palou等^[41]采用5次689 MPa，每次1 s的高压循环，结合降低水分活度对蓝莓果酱进行处理，发现白粉病菌的子囊孢子灭活近4 log CFU/g，证实了萌发-灭活策略的可行性。

影响高压诱导萌发芽孢和孢子的外源因素主要是pH、压力和温度，总体上，中性pH有利于高压下芽孢和孢子萌发^[38]。例如研究发现，在不同pH缓冲液中，pH为7的枯草芽孢杆菌萌发率最高^[42]。此外，较高或较低的压力都会大幅降低萌发的效率。而最佳萌发范围是中高压（50~300 MPa，MHP）和极高压（400~600 MPa，VHP），MHP会启动GerA型GRs萌发，而VHP则可能打开SpoVA通道释放Ca-DPA触发萌发^[43]。压力和温度的变化还会改变基质中pKa和解离平衡，进一步影响高压下芽孢和孢子的萌发效率。而主要内源影响因素是食品基质。有研究表明，在营养丰富的固态和半固态食品中形成的芽孢比营养贫乏的培养基中芽孢萌发速度快4倍^[44]。

萌发-灭活的策略体现了HPP在灭活细菌芽孢和真菌孢子领域的潜力，未来需要进一步克服深休眠芽孢的问题，并探索不同芽孢属萌发机制差异，以期更有针对性地提高芽孢和孢子的灭活效果。

2.3　病毒

典型的食源性病毒包括诺如病毒（HuNoV）、轮状病毒（HRV）以及甲型（HAV）和戊型（HEV）肝炎病毒等。病毒在加工、运输和储存过程中不会在食品和水中大量繁殖，但由于少量病毒即可致病，因此通过受污染的食物或水感染病毒的风险很高^[45−46]。大部分食源性病毒属于非包膜病毒，因其缺乏脂质包膜外壳，相较于微生物营养体对超高压具有更强的抗性，其中最具有代表性的是HuNoV和HAV^[47]。HPP通过破坏无包膜病毒中衣壳的结构和功能，导致病毒感染能力的丧失，从而实现病毒的灭活。但HPP不会破坏共价键，因此不能对病毒的遗传物质RNA造成损坏^[46]。

研究表明，HPP压力和时间的增加可以促进病毒失活，且400 MPa以下的压力无法完全灭活病毒^[48−49]。值得注意的是，增加HPP压力水平比延长保压时间更有利于病毒失活。例如Chen等^[50]研究发现在常温下200 MPa处理20 min会导致猫杯状病毒（FCV）减少2.8 log PFU/mL，而将保压时间延长到72 min也只能额外获得0.9 log PFU/mL的减少。类似地，在HuNoV的灭活过程中也得出了同样的结论^[51]。另一方面，包膜病毒较非包膜病毒耐压性低，这是由于在HPP下，包膜中的脂质和蛋白质不稳定，容易发生三级和四级结构的丢失^[52]。水分活度和食品基质也会导致食源性病毒灭活的差异，病毒在高水分环境下的存活率比干燥环境更高^[53]。与微生物营养体灭活类似，固态和半固态食品中所含的丰富营养成分也会成为病毒灭活的障碍。Murchie等^[54]报告称与液态的海水和培养基相比，贻贝和牡蛎在超高压处理过程中对FCV和牛肠道病毒（HAV的替代物）表现出更高的抵抗力。特别地，盐对病毒有明显保护作用，例如，在添加0、1%、3%或6%氯化钠的缓冲液中，在50 ℃下以400 MPa的高压处理1 min，HAV分别下降4 log CFU/mL、4.1 log CFU/mL、1.3 log CFU/mL和0.4 log CFU/mL。而pH对灭活效果的影响存在争议。Kingsley等^[55]研究发现增加酸性有助于超高压对HAV的灭活。但Lou等^[56]在不同pH的HPP复合果泥的实验中则发现中性pH中HPP对果泥中HAV的杀灭效果比酸性pH高2个对数。

3　超高压加工在固态/半固态食品质构调控方面的进展

收起

质构是决定食品物理形态的重要因素，HPP处理食品的质构特性变化可能对其产品品质和感官属性有较大影响，因此值得重点关注。表3为超高压对代表性固态及半固态食品质构变化的调控情况，由于植物源食品和动物源食品的细胞结构和组成成分有较大差异，下文主要从这两类食品来源的固态和半固态食品进行总结探讨。

3.1　植物源食品

植物源食品中包括固态的各类生鲜果蔬、腌渍产品以及半固态的果蔬泥、酱料等。对于固态植物源食品，其质构特性取决于植物细胞的形状大小、细胞壁的厚度和组成、相邻细胞间的黏附性以及细胞膨压^[65]。超高压处理会通过酶促和非酶促反应对植物细胞产生显著影响，包括细胞形态改变、膜结构破坏和细胞壁组成变化等，具体作用效果受植物种类，压力大小与时间的影响。

超高压处理后植物细胞壁折叠、屈曲和细胞间接触减少，细胞内的物质如离子、酶和底物，可能被释放并相互作用，发生生化反应^[66]。一方面HPP压力可以增强果胶甲基酯酶（PME）的作用，将果胶去甲氧基化，而多聚半乳糖醛酸酶（PG）可以解聚已被PME去甲基化的果胶，使得果蔬硬度下降；另一方面，PME产生的低甲氧基果胶能够与二价离子形成凝胶网络，由于超高压降低多聚半乳糖醛酸酶（PG，解聚已被PME去甲基化的果胶）活性^[67−68]，导致硬度升高。同时，细胞膜也可能直接在压力作用下变形或破裂，细胞成分泄漏溶解，膨压损失^[69]；由于各向同性机械应力，物品体积随着压力的增加而减小。由此可见，不同种类的果蔬由于其酶和初始质构特性的不同，在HPP条件下的质构调控规律差异较大。Préstamo等^[70]使用400 MPa处理30 min花椰菜和菠菜，发现菠菜叶片的弹性模数（测量细胞的硬度，数值高则表示非弹性细胞多）较低，花椰菜弹性细胞少，高压对菠菜叶片结构的影响显著高于花椰菜，超高压后细胞塌陷，细胞间隙被液体填充。卢靖辉等^[63]使用100~600 MPa处理10 min新鲜淮山片，发现HHP会增加干燥后淮山片的硬度和脆度，推测硬度的增加源于细胞结构及孔隙率改变导致的组织收缩和紧密连接，孔隙减小带来的断裂距离缩短可使断裂所做功减少，带来脆度增加。相比而言，浆果类食品由于其易损伤的特点，及其在超高压下使其硬度下降，比如草莓、蓝莓与蔓越莓等，因此其超高压样品多为加工后的果酱。

综上可知，通过调控植物源食品中的酶活性是HPP改变质构的主要方式之一，而酶活性的变化受超高压压力、时间以及食品物性的显著影响。例如，番茄PME是压力最稳定的酶之一，在高达800 MPa处理5 min仍抗失活，而橙汁在600 MPa下处理1 min，PME失活率为92%；番茄丁600 MPa处理1 min后番茄PG失活60%^[67]。不同酶活的变化差异导致植物源食品质构的表观变化具备一定特征^[69]。例如，PG活性在压力超过300 MPa时急剧下降，在500 MPa及以上压力下几乎降至为零^[71]；增加压力会增强胡萝卜PME活性，但一旦压力达到300 MPa及以上，活性便开始下降^[72]。但是酶活变化对植物源食品质构的影响还不明确^[69]。另一方面，HPP的压力可能改变膜渗透性，使植物组织水分重排，细胞呈现“浸湿”的外观^[69]，导致HPP处理的果蔬呈现出一种柔韧且橡胶状质地^[73]。细胞结构发生变化也是HPP改变质构的主要方式之一，保压时间可能在细胞壁破裂中起重要作用。Denoya等^[73]使用400~600 MPa处理1~9 min桃子，发现HPP加工时间越长，硬度和嚼劲降低幅度越大，质地损失越明显；5 min以上的压力处理的样品中出现了细胞壁的破坏。固态植物源食品可能存在一个临界压力阈值，超过此压力阈值后超高压对植物源食品硬度影响变缓^[69]。Trejo等^[72]使用100~300 MPa处理2~30 min胡萝卜，发现2 min时，100、200和300 MPa处理组的硬度分别降低5%、25%和50%，但超过300 MPa时，未发现进一步显著地硬度降低，推测可能是预计植物存在“最大压力阈值”，超过某个压力阈值可能不会进一步压缩或被破坏。

半固态植物源食品的代表性产品包括鹰嘴豆泥，草莓果酱，鳄梨酱等。一方面，HPP可通过调控酶活间接改变决定半固态植物源食品质构的大分子，例如，高甲氧基果胶（HMP）需要低pH环境和蔗糖等共溶剂才能形成凝胶，HPP可以激活PME活性，将HMP转化成低甲氧基果胶（LMP），LMP只需要与Ca²⁺即可结合形成稳定结构^[74−75]，这可以减少果酱中糖的使用量，降低对糖的依赖。Yun等^[76]使用600 MPa处理5 min高糖果酱与低糖果酱，发现HPP使低糖果酱的硬度显著提升了98%，但对高糖果酱的硬度未产生明显影响。果胶浓度也会影响果酱类产品的质构特性，Dervisi等^[77]使用400 MPa的压力处理了草莓果酱，随着果胶浓度的增加，其储能模量的值也随之增加，表现出更强的固体特性，在质构上即为表现出更好的黏弹性^[62]。另一方面，HPP可能直接改变半固态植物源食品中的颗粒和大分子结构。Xu等^[78]比较了香蕉泥分别经高压加工（500 MPa，10 min）与热力巴氏杀菌（90 ℃，2 min）处理后品质特性变化，发现HPP能有效维持香蕉泥的粒径分布和黏度，热力巴氏杀菌处理则会使小粒径颗粒数量增加，黏度升高，可能是由于高温下香蕉淀粉糊化，热处理香蕉泥表现出更高的黏度。Lin等^[79]在100~500 MPa下处理的菜豆粉糊，发现样品黏弹性整体增强，且压力大小影响显著，推测在低压处理期间施加在淀粉颗粒上的压缩力可能优先于颗粒溶胀，保压时间不足以引起分散体系网络强度的显著变化。随着压力增加更多水渗透到淀粉颗粒中，促进溶胀和糊化，使较高压力即使在短保压时间内也能形成更强的由部分糊化淀粉和/或变性蛋白质的交联排列主导的网络。

3.2　动物源食品

动物源固态与半固态食品的质构特性很大程度上取决于蛋白质的变化。肉类蛋白通常分为三大类：肌原纤维蛋白（占肌肉蛋白的55%~60%，包括肌球蛋白、肌动蛋白等）、肉浆蛋白（可溶于水，约占肌肉蛋白的25%~30%，包括肌红蛋白和蛋白酶等）和结缔组织蛋白（主要是胶原蛋白和弹性蛋白）^[80]。HPP处理条件可能改变肉类蛋白质的构象，诱导酶活变化、蛋白质变性、聚集或凝胶化，从而改变肉的嫩度、弹性和咀嚼性。

动物源食品的种类会影响HPP对食品质构的调控效果。对于禽畜肉类，HPP对质构的改变主要是嫩度的提高，主要作用机制是酶促反应与机械挤压。研究表明超过200 MPa的压力会导致溶酶体破裂^[81]，释放组织蛋白酶^[82]；同时，高压还可以促进肌质网中Ca²⁺的释放，激活钙蛋白酶系统^[64]，两者都可以水解肌原纤维蛋白^[83]，和HPP一起使肌原纤维发生断裂缩短^[84]。宋晓玥等^[64]使用在100~500 MPa处理10 min牦牛肉，发现超高压处理能显著提高牦牛肉的嫩度（P<0.05），随着压力的升高，预调理牦牛肉的剪切力从28.16 N下降至11.22 N，并在300 MPa时达到最低点。与肌原纤维蛋白相比，结缔组织在HPP过程中的变化较小。Simonin等^[82]发现在400 MPa处理的禽肉中，胶原蛋白在任何温度下的压力处理过程中都保持不变，因此对于结缔组织含量高的肉类HPP的嫩化效果可能不显著^[82]。对于水产品，de Oliveira等^[85]发现鱼类的肌球蛋白在100~200 MPa之间变性，肌动蛋白在200 MPa之间变性；相比较而言，相对稳定的猪肉肌球蛋白和肌动蛋白在400 MPa后才出现结构变化和溶解度显著下降^[86]，这种特性使鱼类制品相较其他肉类而言对HPP反应更敏感，较低压力就会对鱼类蛋白质结构产生影响。除了组织蛋白酶，HPP还可能通过肌原纤维蛋白重排导致的凝胶化来提高其剪切力、硬度等。在加压作用下，肌球蛋白展开，暴露出活性位点或疏水区域，通过疏水相互作用和二硫键迅速聚集结合形成凝胶^[87]。潘卓官等^[58]发现100 MPa处理5 min的鱼肠煮熟后硬度、弹性、胶着性和咀嚼性显著高于未超高压处理组。Ramirez-Suarez等^[88]发现超高压处理后的长鳍金枪鱼鱼肉，硬度明显提高，推测是由于超高压处理促进了分子间二硫键的形成，诱导肌球蛋白聚集变性等引起的。

由此可见，HPP通过压力来调控动物源半固态或固态食品质构的分子机制是蛋白质空间结构及蛋白酶活性的变化。在超高压加工压力范围内（<1000 MPa）分子共价键基本不受影响^[85]，因此蛋白质的一级结构得以保留；HPP破坏蛋白质分子间氢键结构，从而削弱分子间相互作用，氢键网络重排，二级结构变化；疏水相互作用对压力敏感，压力导致非极性氨基酸残基被迫暴露并与水接触以及多肽链解离，三、四级结构改变^[89]，这些共同导致了蛋白质结构的变化。通常肌原纤维蛋白第四级结构在中等压力（100~200 MPa）下解离，三级结构在200 MPa以上压力水平受影响，二级结构在更高压力（300~700 MPa）下发生变化^[89]。因此，质构指标呈现出低压力嫩化，高压力蛋白质聚集硬化的现象，显著被压力水平调控。

此外，HPP处理肉制品生熟度也对质构调控产生影响。对于生肉，HPP按照以上所述破坏溶酶体，释放组织蛋白酶以及激活钙蛋白酶系统，对肉制品的剪切力造成影响。但对于熟肉，加热易发生肌原纤维蛋白的变性和胶原蛋白的收缩^[90]，使肉中蛋白质形成较为稳定的物理结构，因此熟肉制品的质构特性在施加高压后不会发生明显变化^[91]。Mor-Mur等^[92]使用500 MPa处理5/15 min香肠，发现其与未处理香肠的弹性、剪切力变化不大，唐静怡等^[91]使用200和300 MPa处理白切鸡，发现HPP前后白切鸡剪切力略微波动，但无显著性差异。动物屠宰后因能量成分（ATP）消耗但不再合成，肌肉会先僵直，然后内源性蛋白水解肌原纤维诱导肉质变软^[93]。Sun等^[94]发现HPP对僵直前牛肉使用可以软化肉类，但是对僵直之后的肉类效果有限。Kaur等^[83]发现，对牛僵直前肌肉进行175 MPa的高压处理可显著提高嫩度，但同时降低钙蛋白酶的活性，这也表明高压处理对僵直前肉的主要影响可能是物理性的，而非酶促性的。

4　结论与展望

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超高压作为最先成功在食品工业生产中应用的非热加工技术，其技术拓展和研究前沿始终是关注热点。本文综述了目前研究对生鲜果蔬、肉类、水产品、预制菜、果蔬泥、酱料等复杂多组分、低酸性、低水分活度的各类固态或半固态食品进行超高压加工杀菌保鲜的应用效果，也对食品组分、酶活性及水分含量等对超高压杀菌或质构调控的共性影响机制展开了分析和归纳。基于目前的研究进展，提出了通过协同复合提升HPP技术食品微生物安全和品质提升的可行途径，以及区分动、植物源食品质构变化规律来针对性调控终产品物理感官特性的适用性提升方案。

未来研究需要进一步探明更多类型固态或半固态食品体系在超高压不同加工参数和杀菌条件下的响应规律，明确水分活度、大分子组分、空隙率等内在因素在超高压条件下的变化机制，为超高压加工技术的应用拓展提供理论支撑。此外，应筛选优化超高压与其他技术复合的联用技术，加强其在不同食品体系中对微生物的杀灭效果，利用协同效应减少单一处理强度，在平衡对质构、颜色、风味等负面影响的前提下突破对难杀灭芽孢和VBNC细胞的抑制效果。下一步研究还应该强化跨学科交叉融合，通过装备创制突破更高压力范围的技术瓶颈和创新压力施加方式，针对性地开发出精准、智能的超高压加工新技术，为超高压技术在各类食品中的全面应用奠定基础。

参考文献

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2026年第47卷第17期

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doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025080038

接收时间：2025-08-11
首发时间：2026-10-24
出版时间：2026-09-01

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收稿日期：2025-08-11

基金

作者信息

¹中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083

²农业农村部果蔬加工重点实验室，食品非热加工北京市重点实验室，北京 100083

通讯作者:

张洪超（1986−），男，博士，副教授，研究方向：食品加工新技术，E-mail：hzhang18@cau.edu.cn。

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/spgykj/CN/10.13386/j.issn1002-0306.2025080038

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

名称	国家	公司	食品状态	贮藏方式
猪肉香肠	智利	Cialalimentos	固态	冷藏
萨拉米香肠	希腊	Creta Farms	固态	冷藏
鸭胸肉和鸭肉酱	西班牙	Martiko	固态	冷藏
牛油果片、牛油果酱	墨西哥	Cupanda	固态	冷藏
脱壳牡蛎、龙虾	法国	5DO	固态	冷冻
生腌猪肉	意大利	Rovagnati	固态	冷藏
冷冻蓝莓、芒果、草莓	秘鲁	Agro Empaques	固态	冷冻
辣椒酱和牛油果泥	西班牙	Avomix	半固态	冷藏
橄榄酱和鹰嘴豆泥	法国	ASPASIA	半固态	冷藏
香蒜酱	西班牙	Delafruit	半固态	冷藏

名称

国家

公司

食品状态

贮藏方式

猪肉香肠

智利

Cialalimentos

固态

冷藏

萨拉米香肠

希腊

Creta Farms

固态

冷藏

鸭胸肉和鸭肉酱

西班牙

Martiko

固态

冷藏

牛油果片、牛油果酱

墨西哥

Cupanda

固态

冷藏

脱壳牡蛎、龙虾

法国

5DO

固态

冷冻

生腌猪肉

意大利

Rovagnati

固态

冷藏

冷冻蓝莓、芒果、草莓

秘鲁

Agro Empaques

固态

冷冻

辣椒酱和牛油果泥

西班牙

Avomix

半固态

冷藏

橄榄酱和鹰嘴豆泥

法国

ASPASIA

半固态

冷藏

香蒜酱

西班牙

Delafruit

半固态

冷藏

非液态食品	食品状态	超高压条件	微生物指标	杀灭量（log CFU/g）
巴西莓果肉^[14]	固态	400~600 MPa/5~15 min	果聚糖乳杆菌	5.0
低盐切片腊肉^[15]	固态	200~600 MPa/5 min	菌落总数	2.0
冷冻鸡胸肉^[16]	固态	100~600 MPa/1~9 min	沙门氏菌	5.0
烟熏鳟鱼片^[17]	固态	200 MPa/15 min	李斯特菌	5.5
鳕鱼^[18]	固态	500 MPa/8 min	需氧嗜温菌	1.3
鸡肉汉堡^[19]	固态	400~600 MPa/8 min	总大肠菌群	1.7
霉菌和酵母	1.3
大黄鱼^[20]	固态	200~300 MPa/10 min	菌落总数	3.3
假单胞菌属	3.1
产硫化氢菌	2.8
大肠菌群	3.0
苹果泥^[21]	半固态	300~400 MPa/5 s~7 min	大肠杆菌	>6.0
鼠伤寒沙门氏菌
李斯特菌
蓝莓泥^[22]	半固态	500 MPa/5 min	菌落总数	2.1
辣椒酱^[23]	半固态	100~600 MPa/30~600 s	需氧嗜温菌	4.5
酵母菌	4.0
霉菌	3.8
苹果、草莓火龙果复合果泥^[24]	半固态	400~500 MPa/8~10 min	总需氧细菌	3.4
霉菌和酵母	3.3
马梅花蜜^[25]	半固态	300~500 MPa/5 min	总嗜温细菌	6.3
霉菌和酵母	2.5

非液态食品

食品状态

超高压条件

微生物指标

杀灭量（log CFU/g）

巴西莓果肉^[14]

固态

400~600 MPa/5~15 min

果聚糖乳杆菌

5.0

低盐切片腊肉^[15]

固态

200~600 MPa/5 min

菌落总数

2.0

冷冻鸡胸肉^[16]

固态

100~600 MPa/1~9 min

沙门氏菌

5.0

烟熏鳟鱼片^[17]

固态

200 MPa/15 min

李斯特菌

5.5

鳕鱼^[18]

固态

500 MPa/8 min

需氧嗜温菌

1.3

鸡肉汉堡^[19]

固态

400~600 MPa/8 min

总大肠菌群

1.7

霉菌和酵母

1.3

大黄鱼^[20]

固态

200~300 MPa/10 min

菌落总数

3.3

假单胞菌属

3.1

产硫化氢菌

2.8

大肠菌群

3.0

苹果泥^[21]

半固态

300~400 MPa/5 s~7 min

大肠杆菌

>6.0

鼠伤寒沙门氏菌

李斯特菌

蓝莓泥^[22]

半固态

500 MPa/5 min

菌落总数

2.1

辣椒酱^[23]

半固态

100~600 MPa/30~600 s

需氧嗜温菌

4.5

酵母菌

4.0

霉菌

3.8

苹果、草莓火龙果复合果泥^[24]

半固态

400~500 MPa/8~10 min

总需氧细菌

3.4

霉菌和酵母

3.3

马梅花蜜^[25]

半固态

300~500 MPa/5 min

总嗜温细菌

6.3

霉菌和酵母

2.5

名称	食品状态	HPP参数	质构变化
罗非鱼鱼糜^[57]	固体	100~400 MPa/15 min	随压力增加，弹力和咀嚼性显著上升
金线鱼肉肠^[58]	固体	100 MPa/5 min	硬度、弹性、胶着性和咀嚼性提高
大黄鱼^[59]	固体	200~300 MPa/10 min	压力升高，鱼肉的硬度、弹性、咀嚼性逐渐增大
小根蒜泡菜^[60]	固体	200~400 MPa/10 min	硬度轻微下降，且随压力增大下降幅度增大
核桃酱^[61]	半固体	500 MPa/4 min	硬度、粘附性、咀嚼性提高
柑橘酱^[62]	半固体	500 MPa/10 min	黏弹性增加，硬度、黏性、胶着度以及咀嚼度均显著下降
淮山片^[63]	固体	100~600 MPa/10 min	干燥后样品硬度与脆度均显著增加
牦牛肉^[64]	固体	100~500 MPa/10 min	剪切力显著降低

名称

食品状态

HPP参数

质构变化

罗非鱼鱼糜^[57]

固体

100~400 MPa/15 min

随压力增加，弹力和咀嚼性显著上升

金线鱼肉肠^[58]

固体

100 MPa/5 min

硬度、弹性、胶着性和咀嚼性提高

大黄鱼^[59]

固体

200~300 MPa/10 min

压力升高，鱼肉的硬度、弹性、咀嚼性逐渐增大

小根蒜泡菜^[60]

固体

200~400 MPa/10 min

硬度轻微下降，且随压力增大下降幅度增大

核桃酱^[61]

半固体

500 MPa/4 min

硬度、粘附性、咀嚼性提高

柑橘酱^[62]

半固体

500 MPa/10 min

黏弹性增加，硬度、黏性、胶着度以及咀嚼度均显著下降

淮山片^[63]

固体

100~600 MPa/10 min

干燥后样品硬度与脆度均显著增加

牦牛肉^[64]

固体

100~500 MPa/10 min

剪切力显著降低