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肉类企业培训教材：第六章 肉制品的防腐与保鲜

第六章 肉制品的防腐与保鲜
第一节 栅栏技术
    是德国肉类研究院L.Leistner教授提出来的，他曾经在第二届亚太地区肉类科技大会宣读了“应用‘屏障效应’理论和HACCP系统进行食品设计”的论文。目前，工业化国家有人正将“屏障效应”理论进行计算机处理以便进行食品设计。也就是说：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，有人断言：“屏障理论”将对二十一世纪食品工业发展产生重要影响。
    肉品要达到可贮存性和卫生安全性，其内部必需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，例如F（高温处理）、t（低温冷藏）、aw（降低水活性）、PH（酸化）、Eh（降低氧化还原值）、cf（应用乳酸菌等竞争性微生物）和Pres（应用亚硝酸盐、山梨酸盐等防腐剂，或烟熏等）。
    我们将这些因子称为栅栏因子（Hurdles），这些因子及其协同效应决定了食品微生物稳定性，这就是栅栏效应（Hurdles Effect）。
    栅栏效应是肉品包藏的根本所在，对一种可贮存而且卫生安全的肉品，其中aw\PH\t\Pres等栅栏因子的复杂交互作用控制着微生物腐败、产毒或有益发酵，这些因子协同对肉品的联合防腐保持作用，我们将其命名为栅栏技术，或称为障碍技术(Hurdle Technology)。
随着保藏技术的发展，出现了许多新型障碍因子，如：
    PH类：微胶囊酸化剂
压力类：超高压生产设备
射线类：微波、辐射、紫外线
    生化类：菌种、酶
    防腐类：次氯酸盐、美拉德反应产物、液氯、鳌合物、酒精
    其它类：磁振动场、高频无线电、荧光、超声波等
    在实际生产中，可以根据具体情况，设计不同障碍，产生不同协同效应，以达到延长产品货架期的目的。
    莱斯特为德国军队研制的八类肉制品，可以在常温30℃保藏6天，便是协同作用的结果，这八类分别是：
    -快速发酵香肠（PH<5.1,AW<0.95,烟熏）
    -小型萨拉米肠（发酵类aw<0.82）(烘干蒸煮类aw<0.85，铝铂充气)
-F-SSP（F>0.4,AW<0.97-0.96,PH<0.2,PVDC肠衣）     
-AW-SSP（T中心>75℃,aw<0.95,烟熏）
    -巴式灭菌AW-SSP类（T中心>75℃,AW<0.96,PH<6.2,真空包装，85℃加热45min）
    -PH-SSP类（PH<5.4,T中心>72℃,）
    -协同效应类（较低初始芽孢数，加亚硝100ppm,T中心>72℃,AW<0.965,PH<5.7,真空包装后于82--85℃加热45min)
    -铝铂包装类（产品直径小于3cm,F值>2.5）

第二节 辐照技术
    辐照作为一种使用既广泛，又隐蔽的保藏手段，近年在许多国家被采用，尤其是发展中国家。
    有些国家和地区使用低剂量辐照结合PH值、AW值、气调贮藏，可有效延长非冷冻产品的货架期，从而减少因冷藏链带来的能量损耗，具体方法如下：
    1、辐照射线结合热水或酸醋、三聚磷酸盐溶液，在0~3℃，7~10℃，28~30℃可有效延长产品货架期
    2、使用2kGy射线，PH值降至5.6，AW低于0.96，可有效延长真空包装产品的货架期
    3、使用3kGy射线，二氧化碳增至20%，可有效延长鲜鸡丁的货架期
    4、使用1.75kGy射线，结合气调包装，气体为75%二氧化碳+25%二氧化氮，包装材料选用透气、透氧率低的材质，可有效抑制微生物生长，延长产品货架期。
    对于辐照，人们常常带有某种偏见，因此使用时常常有隐蔽性。如何使用较低剂量，缩小辐照范围，结合其他有效手段，延长产品货架期，是目前辐照研究的热点和关键。

第三节 微波处理技术
    微波能量对微生物的杀灭处理，是目前公认经典的热致死方式，即蛋白质和核酸的热变性。微波能量对物体是瞬间穿透式加热，和传统的体表受热、由表及里传热加热方式相比，速度要快10~20倍。用微波易穿透的N/PE袋封装制品在特定的微波场中，经瞬间处理，可均匀地达到高温处理要求，对营养成分、风味和色泽的破坏很小。
微波加工技术，由于减少了产品的损失，提高了产品的质量，并能增加产量，降低能耗，极大地降低成本，故存在极大的潜力，有广阔的发展前途。

第四节 生化保藏技术
    生化保藏是新兴的保藏方法。利用各种酶制剂、特选菌种和抗生素，可以达到无毒高效的保藏效果。产品使用的保藏手段不同，产品中生长的微生物菌落也不同，例如，真空包装和冷藏条件下的肉制品一般生长乳酸菌、明串球菌等，所以可以用一种具有生长优势的菌抑制其他微生物的生长。乳酸菌是这些菌中的主导菌。乳酸菌是复合菌，由同型发酵和异行发酵菌株组成，后者一般产生气体和不同的有机酸，对产品产生不良影响，但前者使糖发酵变成乳酸，这些菌株有些具有抗微生物特性，同时几个特性共同起作用，产生一种对肉制品十分有效的防腐作用。这些作用机理通常分为：
1、产生有机酸、乳酸、醋酸；
2、产生二氧化碳，影响PH，干扰不同的新陈代谢过程；
3、营养竞争抑制其他菌的生长；
4、氧化--还原电位被降低，抑制了细菌的生长和新陈代谢，从而也抑制危害性细菌生长；
5、抗生素是热稳定性蛋白，具有抑制细菌生长的作用。
利用乳酸菌发酵手段进行食品保藏是已经成熟的技术。细菌发酵可以降低产品的PH，以达到产品保藏的目的。另外，在产品中加入特选乳酸菌以抑制不需要生长的有害菌，从而达到产品生化保藏的目的，而对产品的风味、组织、系水力没有影响。营养乳酸菌BJ-33被挑选出来，在冷冻干燥条件下出售。其可用于气调保藏及真空保藏。该产品不产气，可在2℃条件下生长，并可与其他菌落产生竞争。虽然它可发酵产生葡萄糖和蔗糖，但仅可产生少量的酸和少量的蛋白质，脂肪分解不影响感官特性，不产生水及抗生素。它用于两类产品：一类为生的，如生肉片、培根；一类为熟的，如火腿及法兰克福型的香肠。它可直接加入肉内（与香辛料及其他组织一起）或通过注射液注射或喷淋到未蒸煮肉表面，因此产品可以被冷却、切条、斩拌。熟肉制品可加热后再使用，使用时将肉品浸入菌液即可。对于蒸煮的熟肉制品在切片时也可将其喷在产品的表面。该菌可有效抑制各种致病菌和腐败菌（如单核细胞增长李斯特菌、金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌）。控制固有乳酸菌和产气乳酸菌生长，有效延长产品货架期，并维持较好的产品质量。

第五节 肉品添加剂技术
一、添加剂
主要是依靠其抑菌作用,延长肉品货架期。常用的肉品防腐剂有:山梨酸/盐、苯甲酸/盐、乳酸/盐等，特别是山梨酸（或山梨酸钾）对霉菌、酵母和需氧菌均有抑制作用，尤其是对霉菌作用最强，它与微生物酶系统（主要是脱氢酶类）的巯基（L-SH）结合，从而破坏酶系统，抑制微生物生长繁殖。山梨酸属防腐剂，一般在PH值为5-6条件下效果最好，接近中性或中性以上效果较差。所以实际使用中将山梨酸钾、柠檬酸和麦芽糖糊精等混合作用，可使肉制品的保存性明显提高。
    近年来，在回归自然的心理影响下，在安全意识的增强及对合成物质的争论、不信赖乃至恐惧的情况下，天然食品添加剂的研制和使用应运而生。食品科学家从乳酸链球菌发酵产物中提取制备的尼辛，其成分可被胃肠消化为氨基酸吸收利用。此外，研究较多的是蚯蚓抗菌液、鱼精蛋白等。
    肉品加工中常添加硝酸盐和亚硝酸盐，它们除具有发色的作用外，还具有抑制肉毒梭菌的生长和抗氧化的作用，但由于亚硝酸盐在肉中可以形成高度致癌的亚硝基胺类蛋白质，添加量受到严格限制。目前，科学家们发现既是天然调味品，又是蔬菜的生姜和大蒜，能替代硝酸盐和亚硝酸盐。他们将生姜、大蒜捣烂，取其汁代替硝酸盐和亚硝酸盐加到肉制品中，结果表明：经生姜、蒜汁处理过的肉制品色泽红润，风味更佳，更诱人食欲，保存期延长。原理是姜汁中含有一种多酚类化合物，具有很强的抗氧化能力和防止脂肪氧化作用，能与亚硝酸盐形成对人体无害的亚硝基多酚类物质；大蒜汁中的硫基化合物既能抑制硝酸盐还原菌生长，又能与亚硝酸盐生成对人体无害无毒的硫化亚硝酸酯类化合物，从而抑制了亚硝酸盐、硝酸盐的存在，进而减少了高度致癌的亚硝基胺类蛋白质在肉制品中的形成。
二、抗氧化剂
能抑制肉制品中脂肪的氧化酸败。肉品中应用最广的有：二丁基羟基甲苯（BHT）和丁基羟基茴香醚（BHA）及异抗坏血酸/盐。
近年来，天然抗氧化剂的应用日趋上升。除较早应用的天然生育酚（VE）外，从茶叶中提取的儿茶素已作为商品在日本市场上出售，其抗氧化剂效果相当于BHA的2.5倍。
三、品质改良剂
磷酸盐在肉制品中有以下两方面作用：一是提高肉制品亲水力和保水性；二是利用其螯合作用，抑制肉自溶酶引起的自溶和氧化。

第六节 包装技术
一、真空包装主要通过以下办法防止产品质量败坏：
1、除去空气：抽真空使许多微生物不能繁殖，几乎完全排除了氧化作用。
2、防止进一步污染：真空包装后外面的微生物再也无法接触产品。
3、防止失水：产品重量和嫩度得以保持。
4、防止污染和被人接触：使产品能满足购买者的卫生要求。
还可以进一步处理，如抽真空后再填充含二氧化碳的惰性气体。
    其他一些常用的防腐方法也可和真空包装结合使用，如：脱水、加入香料、灭菌、冷冻等。
    鲜肉和肉制品生产商在采用真空包装时常抱着很大甚至不合实际的期望，有些期望看来近乎幻想。他们要求真空包装后的产品能达到比以前长好几倍的保存期，但单凭包装是不能满足这些要求的。首先必须满足一系列条件，以下是必须遵守的几个要点：
    ①肉和肉制品的生产/加工设施必须保持卫生
    ②屠宰和包装作业之间的间隔时间和距离不能太长
    ③确保只有优质、新鲜而且微生物计数少的产品才加以包装。包装不能改变劣质产品的质量，劣质产品即使采用真空包装，也照样会迅速腐败。
    ④PH值大于5.8的肉不得包装，DFD肉和PSE肉不得包装
    ⑤真空包装不能代替冷藏，容易腐败的肉和肉制品从屠宰厂/加工厂直至送到用户手中都要连续冷藏才可保持质量，这一点也必须告知消费者。
    ⑥猪肉、内脏和禽肉等即使适当加工、包装和贮存（冷藏但没冷冻）也只能保存几天。这些产品必须在足够高的温度下加热方可食用.
二、对包装材料有以下的要求
1、阻气性
    主要目的是防止大气中的氧重新进入已抽真空的包装袋内，以避免以下效果：
  a．生存需氧气的微生物迅速增殖
    b．氧化作用
    所需的保质期越长，包装材料的阻气性必须越高。
2、水蒸气阻隔性能
    这一性能很重要，因为它决定了包装防止产品干燥的效果。包装材料的水蒸气阻隔性在一定程度上也有助于消除冻伤。对于干燥产品，能阻止水分从外部进入包装内。
3、气味阻隔性能
  　这方面的要求包括保持包装产品本身的香味及防止外部的气味渗入。气味阻隔性能的有效性主要取决于芳香物质和所使用包装材料的性质。聚酰胺/聚乙烯/（PA/PE）复合材料一般可满足鲜肉和肉制品的要求，不必采取额外措施。
4、遮光性
    光线会加速生化反应过程。如果产品不是直接暴露于阳光下，采用没有遮光性的透明薄膜就可以了。可借助下列方式产生遮光性：印刷、着色、聚偏二氯乙烯涂层（吸收紫外光）、敷金属、加上一层铝铂。
    上述几种方法是按照遮光效果递增的顺序列出来的
5、机械性质
    包装材料最重要的机械性能是抗撕裂和抗封口破损的能力。
    在大多数情况下，标准的聚酰胺/聚乙烯复合薄膜都具有有效的防护性能。要求更严格时，可采用瑟林(SURLYN)薄膜或共挤多层薄膜。
  　除了上述的保护功能，对包装材料的性能还应考虑下列要求：
    a．包装容易打开
    b．与包装内产品及周围介质不会发生化学或物理作用。
    c．不会影响产品的味道和气味。
    d．机械加工性（易成型、密封）
    e．可收缩特性
    f．可杀菌性
    仅仅用一种材料不能满足所有这些要求，因此包装大多由不同材料复合而成。