柵欄技術(shù)是多種保藏方式的科學(xué)的結(jié)合，應(yīng)用在肉類加工中，它不僅延長肉類的保質(zhì)期，還能有效保持肉類的營養(yǎng)和風(fēng)味。本文主要介紹柵欄技術(shù)原理及其在肉類保藏中的應(yīng)用，并展望了柵欄技術(shù)的發(fā)展趨勢。

    一、柵欄技術(shù)的原理

    柵欄技術(shù)是由德國肉類研究中心的Leistner首先提出的，他將食品防腐的常用方法如高溫處理、低溫冷藏、降低水分活性及酸化等稱為柵欄因子，柵欄因子共同防腐作用的內(nèi)在統(tǒng)一，稱作柵欄技術(shù)。柵欄技術(shù)的目的就是應(yīng)用柵欄因子的有機結(jié)合來延緩食品的變質(zhì)。

    近年來人們對柵欄技術(shù)的認識正在逐步擴大，其應(yīng)用也逐年增加。常用的“柵欄”有以下：

    1、溫度，高溫或低溫。

    2、pH值，高酸度或低酸度。

    3、Aw，高水分活度或低水分活度。

    4、Eh，高氧化還原電位或低氧化還原電位。

    5、氣調(diào)，二氧化碳、氧氣、氮氣等。

    6、包裝，真空包裝、活性包裝、無菌包裝、涂膜包裝。

    7、壓力，(超)高壓或低壓。

    8、輻照，紫外、微波、放射性輻照等。

    9、物理加工法，阻抗熱處理、高壓電場脈沖、射頻能量、振動磁場、熒光滅活、超聲處理等。

    10、微結(jié)構(gòu)，乳化法等。

    11、競爭性菌群，乳酸菌等有益菌固態(tài)發(fā)酵法等。

    12、防腐劑，有機酸、亞硝酸鹽、硝酸鹽、乳酸鹽、醋酸鹽、山梨酸鹽、抗壞血酸鹽、異抗壞血酸鹽等。

    每一種方法就是一道防止微生物生長繁殖的柵欄。目前認為，任何一種防腐措施都有缺陷，必須采用綜合保鮮技術(shù)，發(fā)揮各自優(yōu)勢，達到優(yōu)勢互補、效果相乘的目的。

    以肉品為例，研究表明，肉品中各柵欄因子之間具有協(xié)同作用，當肉制品中有兩個或兩個以上的柵欄因子共同作用時，其作用效果強于這些因子單獨作用的疊加。這主要是因為不同柵欄因子進攻微生物細胞的不同部位，如細胞壁、DNA、酶系統(tǒng)等，改變細胞內(nèi)的pH值、Aw、氧化還原電位，使微生物體內(nèi)的動平衡被破壞，即“多靶保藏”效應(yīng)。

    但是對于某一個單獨的柵欄因子來說，其作用強度的輕微增加即可對肉制品的貨架穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著的影響，因此只需采取溫和措施，每種技術(shù)只用到中等水平，可避免營養(yǎng)損失。如何利用柵欄因子特別是它們之間的協(xié)同作用是肉品保鮮的關(guān)鍵。

    二、肉類加工中常用柵欄因子分析

    食品保藏中已經(jīng)得到應(yīng)用和有潛在應(yīng)用價值的柵欄因子的數(shù)量已經(jīng)超過100個，其中最常用的是：溫度、pH值、水分活度(Aw)，以及高壓、光效應(yīng)、氣調(diào)、可食性外包裝、競爭性菌群等，而肉品加工中常用的柵欄有以下幾類。

    1、熱加工(H)

    高溫?zé)崽幚硎亲畎踩�和最可靠的肉制品保藏方法之一。加熱處理就是利用高溫對微生物的致死作用。從肉制品保藏的角度，熱加工指的是兩個溫度范疇：即殺菌和滅菌。

    1）殺茵

    殺菌是指將肉品的中心溫度加熱到65—75℃的熱處理操作。在此溫度下，肉制品內(nèi)幾乎全部酶類和微生物均被滅活或殺死，但細菌的芽孢仍然存活。因此，殺菌處理應(yīng)與冷藏相結(jié)合，同時要避免肉制品的二次污染。

    2）滅菌

    滅菌是指肉制品的中心溫度超過100℃的熱處理操作。其目的在于殺死細菌的芽孢，以確保產(chǎn)品在流通溫度下有較長的保質(zhì)期。但經(jīng)滅菌處理的肉制品中仍存有一些耐高溫的芽孢，只是量少并處于抑制狀態(tài)。在偶然的情況下，經(jīng)一定時間，仍有芽孢增殖導(dǎo)致肉制品腐敗變質(zhì)的可能。因此，應(yīng)對滅菌之后的保存條件予以重視。

    2、低溫保藏(t)

    低溫保藏是控制肉類制品腐敗變質(zhì)的有效措施之一。低溫可以抑制微生物生長繁殖的代謝活動，降低酶的活性和肉制品內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的速度，延長肉制品的保藏期。如當溫度降到—10一一15℃時，除了少數(shù)嗜冷菌外，大多數(shù)細菌都已停止發(fā)育。但溫度過低，會破壞一些肉制品的組織或引起其它損傷，而且耗能較多。因此在選擇低溫保藏溫度時，應(yīng)從肉制品的種類和經(jīng)濟兩方面來考慮。

    肉制品的低溫保藏包括冷藏和凍藏。冷藏就是將新鮮肉品保存在其冰點以上但接近冰點的溫度，通常為一1~7℃。在此溫度下可最大限度地保持肉品的新鮮度，但由于部分微生物仍可以生長繁殖，因此冷藏的肉品只能短期保存。凍藏是把肉進行深度冷凍(內(nèi)部也結(jié)冰)，使其中大部分汁液凍結(jié)成冰，中心溫度一般降至一18℃為宜。在此溫度下可阻止各種酶的活性，延緩氧化作用進程，可進行長期貯藏。

    3、水分活性(Aw)

    水分活性是肉品中的水的蒸汽壓與相同溫度下純水的蒸汽壓之比。當環(huán)境中的水分活性值較低時，微生物需要消耗更多的能量才能從基質(zhì)中吸取水分�；�質(zhì)中的水分活性值降低至一定程度，微生物就不能生長。一般大部分細菌生長的最低Aw均大于0.94，且最適Aw均在0.995以上。如傳統(tǒng)的中國臘腸就是通過降低水分活度為主要柵欄因子來保證產(chǎn)品質(zhì)量的，其Aw值是0.75左右。

    隨著食品科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食品水分活性的重要性愈來愈受到人們的重視，各國科學(xué)家正在研究通過控制水分活性來達到免殺菌保存食品的新途徑。

    三、柵欄技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展

    在常規(guī)柵欄因子之外，近年各國研究人員正在積極研究各種新型實用的柵欄因子，希望以更低的成本獲得更合適的保鮮方式。

    1、氣調(diào)技術(shù)

    氣調(diào)保鮮技術(shù)較多應(yīng)用在鮮肉保鮮上，其機理是通過在包裝內(nèi)充入一定的氣體，破壞或改變微生物賴以生存繁殖的條件，以達到保鮮的目的。氣調(diào)包裝用的氣體通常為二氧化碳、氧氣和氮氣。每種氣體對鮮肉的保鮮作用不同，通過這3種氣體的不同配比，可達到相應(yīng)的效果。

    1）100%純二氧化碳氣調(diào)

    在冷藏條件下，充入純二氧化碳至飽和可大大提高鮮肉的保存期，用這一方式保存豬肉可達15周。純二氧化碳氣調(diào)包裝適合于批發(fā)的、長途運輸?shù)�、要求較長保存期的銷售方式。

    2）75%氧氣+25%二氧化碳氣調(diào)

    用75%氧氣+25%二氧化碳組成的混合氣體充入鮮肉包裝內(nèi)，既可形成氧合肌紅蛋白，又可使肉在短期內(nèi)防腐保鮮。在冷藏條件下，可保存10~14 d，這種氣調(diào)保鮮適合于在當?shù)劁N售的零售包裝。

    3）50%氧氣+25%二氧化碳+25%氮氣氣調(diào)

    用50%氧氣+25%二氧化碳+25氮氣組成的混合氣體作為保護氣體充入鮮肉包裝內(nèi)，既可使肉色鮮紅、防腐保鮮，同時又可防止因二氧化碳逸出包裝盒受大氣壓力壓蹋。這種氣調(diào)包裝同樣是一種適合于在本地超市銷售的零售包裝形式。在冷藏條件下，保存期可達到14 d。

    2、輻照技術(shù)

    肉品輻射貯藏是利用放射性核素發(fā)出的射線，在一定劑量范圍內(nèi)輻照肉，殺滅其中的害蟲，消滅病原微生物及其他腐敗細菌，或抑制肉品中某些生物活性物質(zhì)和生理過程，從而達到保藏或保鮮的目的。輻照殺菌又分消毒殺菌和完全殺菌，其主要區(qū)別是輻照劑量的差別，通過控制劑量，來達到部分或全部的殺菌效果。

    3、細菌素應(yīng)用

    Nisin是第一個被發(fā)現(xiàn)的具有殺菌能力的細菌素，也是目前唯一被允許用作肉類食品防腐保鮮劑的細菌素，是從鏈球菌屬的乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)物中提取的一類多肽化合物，又稱乳酸鏈球菌肽。Nisin可抑制大多數(shù)革蘭氏陽性茵(特別是可生成孢子的細菌)，如乳桿菌、鏈球菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌以及芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌等。它能夠有效地阻止肉毒梭狀芽孢桿菌的孢子發(fā)芽，其在保鮮中的重要價值在于對芽孢桿菌的有效作用，這些孢子是食品腐敗的主要微生物。Nisin已在國內(nèi)外應(yīng)用于肉制品加工中。

    4、超高壓

    超高壓加工是指用100MPa以上(100—1000MPa)的靜水壓力對食品物料進行處理，達到滅菌、物料改性和改變食品的某些理化反應(yīng)速度的效果。大部分應(yīng)用的高壓處理過程是純物理過程，具有瞬間壓縮、作用均勻、操作安全和耗能低的特點，其最大優(yōu)越性在于這種技術(shù)是目前人們發(fā)現(xiàn)的能最好保持食物天然色、香、味和營養(yǎng)成分的加工技術(shù)，同時它也可用來改善食品的組織結(jié)構(gòu)或生成新型食品。

    超高壓技術(shù)作為一種新興的食品處理技術(shù)，用于肉類加工可以實現(xiàn)成型、殺菌、嫩化，并可以在包裝后進行處理，在改善肉品質(zhì)、抑菌和節(jié)能等方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，同時也防止了產(chǎn)品的二次污染，為肉品的加工、貯藏和開發(fā)提供了新途徑。

    四、結(jié)語

    柵欄技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于肉類食品的保藏，不過它與高新技術(shù)結(jié)合才是最有效的�，F(xiàn)代肉類保藏中，將柵欄技術(shù)與關(guān)鍵危害點(HACCP)、良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)和微生物預(yù)報技術(shù)相結(jié)合。這樣可以有針對性的選擇、調(diào)整柵欄因子，再利用HACCP的監(jiān)控體系，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。應(yīng)用柵欄技術(shù)進行肉品設(shè)計和加工既可通過此技術(shù)預(yù)估加工肉品的可貯性和質(zhì)量特性，也可以幾個最重要的柵欄因子作為基礎(chǔ)建立模式，較為可靠地預(yù)測出肉品內(nèi)微生物生存情況。柵欄技術(shù)與現(xiàn)代新技術(shù)的有機結(jié)合是未來發(fā)展方向。