多靶柵欄因子技術(shù)在肉類(lèi)制品中的應(yīng)用

袁洋

德國(guó)人Leistner和Roble于1976年首先提出微生物的柵欄技術(shù)，其機(jī)理是利用多種內(nèi)外因素或保藏技術(shù)來(lái)控制肉類(lèi)食品中微生物的生長(zhǎng)，將能夠抑制腐敗菌生長(zhǎng)、控制食物腐敗變質(zhì)的因素確定為柵欄因子。因此，為了保障食品的安全衛(wèi)生，必須阻止微生物生長(zhǎng)繁殖的柵欄因子。

在食品防腐中，柵欄因子技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，多因子的柵欄技術(shù)作用效果可望超過(guò)單個(gè)因素，如能發(fā)揮這些柵欄因子的協(xié)同作用，讓食品中微生物細(xì)胞的多種目標(biāo)接受對(duì)柵欄因子如pH、Aw、酶系統(tǒng)和細(xì)胞膜的作用，就可運(yùn)用多種手段聯(lián)合破壞微生物的內(nèi)平衡，使柵欄因子相互協(xié)作從而發(fā)揮效能。幾個(gè)強(qiáng)度較低的柵欄因子起到的防腐作用要強(qiáng)于單個(gè)高強(qiáng)度的柵欄因子，這更有益于食品的保質(zhì)。

目前，己確認(rèn)的防腐保質(zhì)因子（柵欄）已有12類(lèi)總計(jì)數(shù)十余個(gè)，主要有：壓力，分為高壓和低壓；溫度，包括高溫或低溫；pH，包括高酸度或低酸度；aw，包括高水分活度或低水分活度；氣調(diào)，包括CO2、O2、N2等；微結(jié)構(gòu)，包括乳化法、固態(tài)發(fā)酵法等；輻照，包括紫外、微波、放射性輻照等；Eh，包括高氧化還原值或低氧化還原值；競(jìng)爭(zhēng)性菌群，包括乳酸菌等優(yōu)勢(shì)菌群；包裝，包括真空包裝、活性包裝、無(wú)菌包裝、涂膜包裝等；物理加工法，包括阻抗熱處理、高頻能量、振動(dòng)磁場(chǎng)、熒光處理、超聲處理等；防腐劑，包括乳酸鹽、醋酸鹽、山梨酸鹽、抗壞血酸鹽、磷酸鹽、聯(lián)二苯、殼三糖、亞硝酸鹽、熏煙、臭氧、次氯酸鹽等。以上這些均可用于保證食品微生物穩(wěn)定性以及改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。

在肉制品中，運(yùn)用添加天然抑菌劑和抗氧化劑、真空技術(shù)、輻照技術(shù)等柵欄因子，使其組合，發(fā)揮最佳協(xié)同作用，多靶抑制腐敗菌的生長(zhǎng)，可以達(dá)到改善食品感官品質(zhì)、有效保護(hù)營(yíng)養(yǎng)素、保障食品安全與衛(wèi)生、延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。

一、天然保鮮防腐劑

食品使用化學(xué)防腐劑的技術(shù)由來(lái)已久，但消費(fèi)者越來(lái)越追求食品的天然、安全，因此發(fā)展天然防腐劑成為一種全球性趨勢(shì)。

天然抑菌劑主要來(lái)源于微生物、動(dòng)物和植物，包括nisin、茶多酚、溶菌酶、蜂膠、納他霉素、魚(yú)精蛋白、殼聚糖、香精油等。天然保鮮防腐劑能被人體正常代謝，積聚量較少或基本不會(huì)在人體積聚。由于各類(lèi)肉制品存在的殘存菌不一，天然防腐劑的抑菌譜也有區(qū)別。

茶多酚（tea polyphenols）作為一種廣譜、強(qiáng)效、低毒的抑菌劑已經(jīng)被世界上許多學(xué)者所公認(rèn)，其分子式為C22H18O11，相對(duì)分子質(zhì)量為458，它是以綠茶為原料經(jīng)過(guò)萃取法、沉淀法制取的。茶多酚的主要成分為兒茶素、黃酮、花青素、酚酸及等化合物，其中兒茶素占茶多酚總量的60%-80%。在眾多的抑菌試驗(yàn)中，人們發(fā)現(xiàn)茶多酚對(duì)普通變形桿菌（Proteusbacillusvulgaris）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）、變形鏈球菌（Streptococcus mutans）、肉毒桿菌（Clostridium botulinum）、乳酸桿菌（Lactobacillaceae bacteria）、霍亂弧菌（Vibrio cholerae）、副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）、大腸桿菌（Enterobacter coli）、腸炎沙門(mén)氏菌（Salmonella enteritidis）、福氏痢疾桿菌（Fs dysentery bacillus）、傷寒桿菌（Salmonella enterica）等均有效，尤其對(duì)腸道致病菌具有較強(qiáng)的抑制和殺傷作用。因此，茶多酚廣泛用于動(dòng)植物油脂、水產(chǎn)品、飲料、糖果、乳制品、油炸制品、調(diào)味品及功能性食品中，發(fā)揮抗氧化、防腐保鮮、護(hù)色、消除異味、改善食品風(fēng)味等多種作用。

nisin即乳酸鏈球菌素，是由乳酸鏈球菌所生成的多肽抗菌類(lèi)物質(zhì)，無(wú)毒、無(wú)副作用，對(duì)熱穩(wěn)定。其相對(duì)分子質(zhì)量為3348，分子式為C143H228N42O37S7，是目前唯一被允許作為肉食品抑菌劑使用的細(xì)菌素。其抑菌范圍主要針對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是芽孢桿菌（Bacillus）和梭狀芽孢桿菌（Bacillus prazmowski），對(duì)酵母、霉菌和革蘭氏陰性菌無(wú)作用。FAO/WHO（2001）規(guī)定，nisin的ADI為33000IU/kg，安全性為“完全無(wú)毒”等級(jí)。

殼聚糖（chitin）即脫乙酰甲殼質(zhì)，分子式為C30H50N4O19，相對(duì)分子質(zhì)量為770.73。殼聚糖是含氮多糖類(lèi)物質(zhì)，含氮量約為7%。殼聚糖對(duì)大腸桿菌（Enterobacter coli）、熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）、普通變形桿菌（Proteusbacillus vulgaris）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）等有很好的抑制作用。

二、天然抗氧化劑

食品在貯藏運(yùn)輸過(guò)程中，氧化是導(dǎo)致食品變質(zhì)的重要因素之一?？寡趸瘎┌磥?lái)源有天然與人工合成之分，目前化學(xué)合成的抗氧化劑仍占主導(dǎo)地位，但人們對(duì)合成抗氧化劑是否影響健康還心存疑慮。如日本于1981年發(fā)現(xiàn)BHA對(duì)大鼠前胃有致癌作用，F(xiàn)AO/WHO認(rèn)為，只有大劑量BHA才會(huì)使大鼠前胃致癌；PG等能夠?qū)е履承┤嘶嘉秆缀推つw炎，引發(fā)哮喘和對(duì)阿司匹林過(guò)敏。

天然抗氧化劑不僅能起到抗氧化的效果，還具有保健功用。如維生素E對(duì)癌癥、老年病的預(yù)防效果顯著，多酚類(lèi)化合物對(duì)心血管疾病有防治作用。

維生素C以葡萄糖為原料，經(jīng)過(guò)氫化、發(fā)酵氧化等程序制得。合理劑量的維生素C對(duì)人體無(wú)毒性作用，ADI為0-15mg/kg。維生素C能與氧結(jié)合，抑制對(duì)氧敏感的食物成分的氧化，可還原高價(jià)金屬離子，還能解毒、維持毛細(xì)血管通透性。

迷迭香提取物是從鼠尾草屬植物迷迭香的葉和嫩莖中分離出來(lái)的抗氧化劑，迷迭香提取物主要成分是鼠尾藻酚、迷迭香酚及其他二萜類(lèi)化合物，有報(bào)道稱其對(duì)防止油脂氧化、保持肉制品風(fēng)味有顯著作用。

維生素E可防止動(dòng)植物組織內(nèi)脂溶性成分的氧化變質(zhì)。維生素E對(duì)動(dòng)物油脂的抗氧化效果要優(yōu)于植物油脂，BHA在豬油加熱至200℃保持2h則100%揮發(fā)，而維生素E在豬油加熱至220℃保持3h僅損失50%。近年研究表明，維生素E還有阻止咸肉中產(chǎn)生致癌物亞硝胺的作用。

三、氣調(diào)包裝技術(shù)

氣調(diào)包裝（MAP）可延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，其使用的置換氣體一般由N2和CO2混合組成，如對(duì)牛肉火腿切片采用40%N2+60%CO2的氣調(diào)包裝。引起氣調(diào)包裝食品腐敗變質(zhì)的微生物大部分屬于嗜溫微生物，以埃希氏大腸桿菌為例，其最低生長(zhǎng)溫度為10℃，最適合生長(zhǎng)溫度為37℃，因此一般采用冷凍、冷藏的方法來(lái)貯藏這類(lèi)加工制品。氣調(diào)包裝也可以與其它方法聯(lián)合使用。

四、食品輻照技術(shù)

食品輻照技術(shù)是核技術(shù)利用領(lǐng)域的食品保藏技術(shù)，原理是利用電離射線處理物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及生物效應(yīng)，使食品保藏期延長(zhǎng)，具有安全可靠、能保持食品良好感官品質(zhì)等特點(diǎn)，目前得到越來(lái)越多的應(yīng)用。至今為止，包括我國(guó)在內(nèi)，已有54個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了輻照食品，有46個(gè)國(guó)家和地區(qū)對(duì)此立法。

需要注意的是，輻照處理劑量如過(guò)低則達(dá)不到保藏效果，劑量過(guò)高則會(huì)使油脂氧化，而且并不是所有食物都可采用輻照技術(shù)。因此，如何更好選取劑量以及與其他方法結(jié)合使用有待解決。