非熱殺菌技術(shù)在肉類產(chǎn)品保鮮中的 應(yīng)用研究進(jìn)展

◎ 李月明

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所主食加工技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 151900）

肉類產(chǎn)品富含人體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)且口感極佳，在人們的日常生活中必不可少[1-2]。我國(guó)肉類產(chǎn)品以生鮮肉和冷凍保鮮肉為主。生鮮肉易受微生物污染而腐敗變質(zhì)，需在低溫條件下貯運(yùn)和銷售；冷凍保鮮肉在凍結(jié)時(shí)，肌肉細(xì)胞內(nèi)及組織間隙形成冰晶，細(xì)胞膜被破壞，解凍時(shí)易造成大量汁液流失，使肉中部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失，導(dǎo)致品質(zhì)下降[3]。內(nèi)源酶、微生物以及運(yùn)輸過程中的機(jī)械損傷均會(huì)影響肉類產(chǎn)品的品質(zhì)，進(jìn)而影響其貨架期。解決或延緩不良因素對(duì)肉品造成的影響是肉類企業(yè)亟待解決的問題。本文對(duì)肉類產(chǎn)品保鮮中常用的非熱殺菌技術(shù)進(jìn)行綜述，以期為肉品保鮮技術(shù)研究提供參考。

1 肉類產(chǎn)品非熱殺菌保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

傳統(tǒng)的肉類產(chǎn)品保鮮技術(shù)主要有低溫冷藏、加熱處理、發(fā)酵處理等[4-5]，這些技術(shù)主要是通過控制酶活性和微生物的生存環(huán)境（如水分活度、溫度等）來減緩肉類產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)速率。隨著科技的進(jìn)步，非熱保鮮技術(shù)也得到了快速發(fā)展[6-7]，主要有高壓處理、超聲波處理、脈沖電場(chǎng)處理、低溫等離子體處理、真空收縮包裝、輻照殺菌等技術(shù)，且通常應(yīng)用上述一種或多種方法即可達(dá)到肉類產(chǎn)品保鮮的目的。

1.1 高壓處理

高壓處理是一種非常規(guī)的食品保存方法，能使產(chǎn)品具有保存所需的感官特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并能延長(zhǎng)保質(zhì)期[8]。該處理方法的特點(diǎn)是對(duì)大分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)和多糖）的破壞較大，但對(duì)低分子化合物（如氨基酸、維生素和風(fēng)味物質(zhì)）的影響較小。此外，高壓能破壞微生物的核糖體，使細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成反應(yīng)被抑制。高壓能使細(xì)胞內(nèi)的酶失活，抑制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過程并破壞細(xì)胞的DNA。因此，可選擇適宜的高壓處理工藝參數(shù)使微生物細(xì)胞失活。在肉類及肉制品工業(yè)生產(chǎn)中，最常用的壓力為400～600 MPa，作用時(shí)間為 3～7 min。革蘭氏陰性菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞對(duì)高壓最敏感，它們?cè)?00 MPa以上的壓力下會(huì)死亡，如果要滅活孢子，則需要600～800 MPa的壓力。

1.2 超聲波處理

超聲波是巴氏殺菌的替代技術(shù)，可以顯著降低加工原料中的微生物含量，對(duì)原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和產(chǎn)品質(zhì)量影響較小[9]。實(shí)際生產(chǎn)中常采用位于20～100 kHz范圍內(nèi)的高功率和低頻超聲波。超聲波產(chǎn)生空化效應(yīng)，引起材料物理、化學(xué)和生物特性的變化以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的解體[10]。由于空化作用，生物細(xì)胞的成分會(huì)受到破壞，尤其是微生物細(xì)胞膜和組織結(jié)構(gòu)。細(xì)菌菌群的滅活程度主要取決于菌株類型、超聲波參數(shù)和作用時(shí)間。傳統(tǒng)的熱處理會(huì)導(dǎo)致許多對(duì)高溫敏感的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失。超聲波在肉類工業(yè)中的應(yīng)用減少了微生物的污染，顯著提高了安全性，并延長(zhǎng)了肉品的貨架期，還不會(huì)顯著影響肉品的質(zhì)量。經(jīng)過超聲波處理的產(chǎn)品不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響，而且該方法本身對(duì)環(huán)境也沒有威脅。此外，該技術(shù)因縮短了工藝過程的持續(xù)時(shí)間和能源消耗，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。

1.3 脈沖電場(chǎng)處理

脈沖電場(chǎng)是一種保存肉類產(chǎn)品和防止病原菌生長(zhǎng)的替代方法。與熱處理相比，它能使微生物失活，同時(shí)保持未加工食品的原始顏色、味道和質(zhì)地。該方法能夠有效、安全地提高肉類產(chǎn)品的安全性[11]。在實(shí)際生產(chǎn)中可以使用10～50 kV·cm-1的高壓短脈沖處理肉類產(chǎn)品。脈沖電場(chǎng)會(huì)使細(xì)菌、酵母或其他微生物的細(xì)胞間產(chǎn)生電勢(shì)。當(dāng)達(dá)到一個(gè)臨界電位點(diǎn)（通常為1 V）后，會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)穿孔，即細(xì)胞膜穿孔，造成不可逆的損傷。微生物滅活的整個(gè)過程不會(huì)提高產(chǎn)品的溫度，因?yàn)檫@一過程發(fā)生的相對(duì)較快，脈沖持續(xù)時(shí)間極短。脈沖電場(chǎng)的非熱特性確保了高品質(zhì)肉類和對(duì)高溫敏感的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的保存。此外，脈沖電場(chǎng)處理不需要使用防腐劑，就可以獲得保質(zhì)期長(zhǎng)的安全產(chǎn)品。這種技術(shù)也可以作為巴氏殺菌的前處理或是包裝肉制品的額外處理，進(jìn)而有效延長(zhǎng)保質(zhì)期。該方法的優(yōu)點(diǎn)還在于能耗低[12]。

1.4 低溫等離子體處理

等離子體被定義為物質(zhì)的第四種狀態(tài)，它是惰性粒子和帶電粒子的混合物。通過提供足夠的能量，每種物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化為等離子體。根據(jù)它所處的壓力和溫度范圍，可以在特定條件下獲得不同溫度的等離子體。低溫等離子體技術(shù)的滅活劑是電離氣體，如空氣、氧氣、氮?dú)饣驓鍤?。低溫等離子體的作用原理是基于它的高反應(yīng)活性，而且它是一個(gè)非熱過程，不會(huì)引起原料的熱變化[13]。低溫等離子體在肉類產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域具有滅活病原體的能力，從而提高肉類產(chǎn)品的安全性。已有研究表明該技術(shù)具備有效滅活多種微生物的能力，包括孢子、生物膜甚至病毒。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還在于參與破壞微生物的等離子體的成分是不穩(wěn)定的，因此它們不會(huì)存在于成品中，也不會(huì)引起原料營(yíng)養(yǎng)和感官特性的顯著變化。

1.5 真空收縮包裝

真空包裝的實(shí)質(zhì)是通過去除98%～99%的空氣來降低包裝中的大氣壓力[14]。由于幾乎完全去除了密封包裝中的氧氣，進(jìn)而抑制了對(duì)消費(fèi)者健康構(gòu)成威脅的好氧細(xì)菌、霉菌和真菌的生長(zhǎng)。真空包裝可以使產(chǎn)品獲得更長(zhǎng)的保鮮時(shí)間，使產(chǎn)品具備良好的感官特性及風(fēng)味特性。與傳統(tǒng)包裝相比，真空收縮包裝技術(shù)可以大大延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。因?yàn)樵撌湛s膜具有屏蔽性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、焊接性和透明性好等特點(diǎn)。在真空包裝中使用熱收縮膜可以增加產(chǎn)品的可用性，防止污染，以及減少由于水分蒸發(fā)造成的重量損失。薄膜對(duì)水蒸氣的高阻隔性能確保肉制品在整個(gè)儲(chǔ)藏期間重量保持恒定[15]。此外，薄膜厚度的減小有助于減少產(chǎn)生塑料包裝廢物的數(shù)量。真空包裝技術(shù)和收縮技術(shù)的結(jié)合給肉類工業(yè)帶來了許多益處和機(jī)會(huì)。

1.6 輻照殺菌處理

輻照殺菌是利用射線（其中包括X射線、γ射線和加速電子束等）的輻照能量來殺滅微生物的一項(xiàng)技術(shù)[16]。輻照射線照射到食品上會(huì)引起食品中的微生物蛋白質(zhì)或遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，抑制或破壞其生長(zhǎng)或者繁殖，甚至使微生物的細(xì)胞組織死亡，從而達(dá)到殺菌、延長(zhǎng)貨架期的目的。輻照滅菌按其用途和劑量可分為輻照消毒殺菌和輻照完全殺菌。輻照消毒殺菌的作用是抑制或殺滅部分腐敗微生物和致病性微生物；完全輻照滅菌是一種大劑量輻照滅菌方法，劑量為10～60 kGy。與其他滅菌技術(shù)相比，輻照滅菌有其自身的優(yōu)點(diǎn)，在適當(dāng)劑量下，輻照處理過程中物料溫度上升較小，輻照均勻、快速、易于控制，物料在包裝條件下滅菌，輻照處理后無殘留，產(chǎn)品的原有品質(zhì)和風(fēng)味可以最大限度地保持不變。

2 結(jié)語

肉類產(chǎn)品的保質(zhì)期是評(píng)價(jià)肉類產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。目前已有多種殺菌保鮮技術(shù)應(yīng)用在肉品保鮮中，適宜的非熱殺菌技術(shù)可有效延長(zhǎng)肉類產(chǎn)品的保質(zhì)期，提高肉類產(chǎn)品品質(zhì)。非熱殺菌技術(shù)具有低能耗、低污染的優(yōu)勢(shì)，未來具有廣闊的發(fā)展前景。