栅栏技术在低温肉制品中的应用(二)

2018-03-19 10:00:45来源: 中国食品报

  什么是栅栏技术

  随着人们对食品防腐保鲜研究的深入,对保鲜理论有了更深入、全面的认识。目前,防腐保鲜研究的主要理论依据是栅栏因子理论。栅栏因子理论是德国一位专家提出的一套系统、科学地控制食品保质期的理论。

  目前,工业化国家正将栅栏技术理论进行计算机处理以便进行食品设计,也就是只要将食品有关参数(如水分活性、pH值等)输入计算机,就可推断出食品的货架期。也可根据需要,适当改变各种参数,以使食品达到理想的货架期。因此,有观点认为,栅栏技术将对食品工业发展产生重要影响。

  该理论认为,食品要达到可贮性与卫生安全性,其内部必须存在能够防止食品所含腐败菌和病原菌生长繁殖的因子,这些因子通过临时或永久性打破微生物的内平衡而抑制微生物的腐败与产生毒素,保持食品的品质。这些因子被称为栅栏因子。

  这些因子及其交互效应决定了食品微生物的稳定性,即栅栏效应。在实际生产中常运用不同的栅栏因子科学组合发挥协调作用,从不同方面抑制食品中腐败菌的生长和繁殖,对这些微生物形成多靶攻击,从而改善食品品质,保证食品的卫生安全性,这一技术即为栅栏技术。

  栅栏技术基本原理

  在食品防腐保藏中的一个重要现象是微生物的内平衡,内平衡是微生物维持一个稳定平衡内部环境的固有趋势。具有防腐功能的栅栏因子扰乱了一个或更多的内平衡机制,因而阻止了微生物的繁殖,导致其失去活性甚至死亡。几乎所有的食品保藏都是几种保藏方法的结合,如加热、冷却、干燥、腌渍或熏制、酸化、除氧、发酵、加防腐剂等,这些方法及其内在原理已经被人们以经验为依据广泛应用了许多年。

  栅栏技术囊括了这些方法,并从其作用机理上予以研究,而这些方法即所谓栅栏因子。栅栏因子控制微生物稳定性所发挥的栅栏作用不仅与栅栏因子种类、强度有关,而且受其作用次序影响,两个或两个以上因子的作用强于这些因子单独作用的累加。某种栅栏因子的组合应用还可大大降低另一种栅栏因子的使用强度或不采用另一种栅栏因子而达到同样的保存效果,即“魔方”原理。

  食品保藏中某一单独栅栏因子的轻微增加即可对其货架稳定性产生显著影响。如肉制品的稳定性可能取决于F值是0.3还是0.4,水分活度值是0.975还是0.970,pH值是6.4还是6.2等,而这些因子重量的总和决定了该食品是微生物稳定的、不稳定的或不定的。此外,通过这些栅栏的互效性使食品达到微生物稳定性,比应用单一而高强度的栅栏更有效、更益于食品防腐保质。

  常用栅栏因子及其分类

  在提出“栅栏”这个专业术语之前,许多的食品技术专家实际上已经开始应用栅栏因子来进行食品的防腐与保藏,如在肉类的加工中使用的腌、熏、加香料、加热、冷冻等措施。到目前为止,食品保藏中已经得到应用和有潜在应用价值的栅栏因子的数量已经超过100个,其中已用于食品保藏的大约50个。

  从法规安全考虑,目前可应用的栅栏因子可分类为:

  物理性栅栏:包括温度(杀菌、消毒、冷藏、冷冻)、照射(UV、微波、离子)、电磁能(高电场脉冲、振动磁场脉冲)、超音波、压力(高压、低压)、气调包装(真空包装、充氮包装、二氧化碳包装)、活性包装、包装材料(积层袋、可食性包膜)。

  化学性栅栏:包括水分活度(高或低);pH值(高或低)、氧化还原电位(高或低)、烟熏、气体(二氧化碳、氧气、臭氧)、防腐剂(有机酸、醋酸钠、磷酸钠、已二烯酸钾等)。

  微生物栅栏:包括益生菌、保护性培养基、抗菌素、抗生素。

  其他栅栏:包括游离脂肪酸、脱乙酰壳多糖、氯化物等。

  肉制品要达到可贮存性和卫生安全性,其内部必须存在能阻止残留的致腐菌和病原菌生长繁殖的因子,这些因子即是加工防腐方法。在这些栅栏因子中最重要和最常用的包括:温度(高温杀菌或低温保藏)、pH值(高酸度或低酸度)、Aw(高水分活度或低水分活度)、Eh(高氧化还原值或低氧化还原值)、气调(氧气、二氧化碳、氮气等)、包装材料及包装方式(真空包装、气调包装、活性包装和涂膜包装等)、压力(高压或低压)、辐照(紫外线、微波、放射性辐照等)、物理法(高电场脉冲、射频能量、震荡磁场、荧光灭活和超声处理等)、微结构(乳化法、固态发酵法)、竞争性菌群(乳酸菌、双歧杆菌等有益菌)和防腐剂(包括天然防腐剂和化学合成防腐剂)等。

  有些栅栏因子会同时影响食品的安全和品质,因为它们不但有抗微生物的特性,同时又能改善食品的风味。但依据栅栏强度的不同,食品中同一栅栏可能有正面或负面影响。如果食品中的一种栅栏强度太小,将不能阻止微生物的生长,太强又有可能影响风味。因此,既要考虑食品的安全,又应考虑品质,就应该使食品中的栅栏因子及强度保持在最佳范围内。在不同条件下,联合栅栏的作用方式可以是叠加的,甚至是协同的,后者值得特殊关注,可作为选择抑制因子的方法,以便取得食品微生物环境的稳定和安全。

  (来源:食品研发与生产)

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