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        柵欄技術(shù)在食品貯藏與保鮮中的應(yīng)用

        2023-08-13 18:24:41
        現(xiàn)代食品 2023年10期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)品

        ◎ 焦 捷

        (青海高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院,青海 海東 810700)

        1 概述

        食品柵欄技術(shù)的概念,最開始由德國學(xué)者Leistner在1978年提出,并在后續(xù)發(fā)展成柵欄技術(shù)。該理論的作用機(jī)理是通過利用抑制微生物生長繁殖的不同條件及其交互作用,控制食品加工和貯藏過程中微生物的生長繁殖,進(jìn)而保證食品的安全性,延長食品貨架期[1]。

        2 柵欄因子和柵欄效應(yīng)

        柵欄技術(shù)在食品加工與貯藏中的應(yīng)用,主要是通過控制多種工藝手段,提升產(chǎn)品品質(zhì)和貯藏性能,而多個控制點(diǎn)又稱之為柵欄因子[2]。因此,要想正確應(yīng)用柵欄技術(shù),選擇合適的柵欄因子是十分重要的。一般常見的柵欄因子有高溫處理(F)、降低水分活性(Aw)、降低氧化還原電位(Eh)、防腐劑(Pres)、調(diào)節(jié)酸度(pH 值)、低溫冷藏(t)、競爭性菌群及輻照等。但是,如果柵欄技術(shù)只靠單個柵欄因子優(yōu)化,無法達(dá)到最優(yōu)的保藏效果,因此,通常利用不同柵欄因子之間的交互作用,其效果優(yōu)于多個柵欄因子的簡單疊加,這就是柵欄效應(yīng)。

        柵欄效應(yīng)主要通過產(chǎn)品內(nèi)不同的保質(zhì)、抑菌和防腐柵欄因子的相互作用,達(dá)到食品良好的保鮮貯藏效果。在食品的加工貯藏過程中,如果食品的柵欄強(qiáng)度太低,或是數(shù)量太少,有害微生物就能夠順利越過柵欄,食品則很快腐敗變質(zhì)。因此,利用柵欄效應(yīng)是食品保藏的重要方法。由于各個不同的柵欄因子通過交互具有協(xié)同作用,這也叫做柵欄效應(yīng)的“魔方式控制模式”,通過這種“魔方式控制模式”的協(xié)同作用,就能夠?qū)κ称芳庸ず捅2剡M(jìn)行提前預(yù)測設(shè)計,從而得出最優(yōu)的柵欄因子組合。

        3 柵欄技術(shù)的應(yīng)用

        3.1 肉制品中的應(yīng)用

        鄭琳[3]等人發(fā)現(xiàn)柵欄技術(shù)能夠通過加工要求而改善、增進(jìn)腸類制品加工工藝,進(jìn)而設(shè)計并開發(fā)出新型產(chǎn)品。通過增強(qiáng)柵欄因子的強(qiáng)度,如添加防腐劑、低溫處理、真空包裝等,開發(fā)并生產(chǎn)出顏色鮮艷、鹽分低的新產(chǎn)品。同時,試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn),腸類制品隨著貯存時間的延長,腸體顏色容易發(fā)生改變。針對這個問題,其研究了氧氣、溫度、水分活度、pH 值、微生物等柵欄因子對香腸保藏時間的影響。在此基礎(chǔ)上,要志宏[4]等人發(fā)現(xiàn),利用柵欄技術(shù)對肉品進(jìn)行設(shè)計和加工,能有效預(yù)測肉品微生物生存情況,從而判斷肉品貯藏性[5]。

        3.2 在水產(chǎn)品中的應(yīng)用

        胡慶蘭[6]等人利用單因素試驗(yàn),以篩選得到3 個柵欄因子為因素,分別為食鹽、檸檬酸及殺菌溫度,以感官綜合評分和菌落總數(shù)為響應(yīng)值,對影響帶魚制品加工條件的3 個柵欄因子進(jìn)行響應(yīng)面分析,從而對加工條件進(jìn)行優(yōu)化。通過模型及響應(yīng)面分析,確定較優(yōu)的柵欄因子組合條件為:檸檬酸 0.15%、食鹽 2.5%、殺菌溫度 80 ℃;將采用最優(yōu)柵欄組合(檸檬酸 0.15%、食鹽 2.5%、殺菌溫度 80 ℃;Nisin 0.03%和0.9 MPa抽真空包裝)制成的產(chǎn)品進(jìn)行貯藏試驗(yàn)表明,經(jīng)過最佳柵欄因子組合處理的帶魚制品,比未經(jīng)處理普通帶魚制品的保鮮期(4 ℃,7~10 d)延長約20 d,產(chǎn)品能夠在4 ℃貯藏1 個月。魏涯[7]等人篩選出食鹽、糖、酒等因素為柵欄因子,得到較優(yōu)柵欄因子組合為采用食鹽 60 g·L-1,糖20 g·L-1,酒1. 5% ,在4 ℃ 腌制4 h,在(30±2) ℃熱泵干燥機(jī)中烘12 h,控制產(chǎn)品水分活度為0. 88,采用最優(yōu)柵欄組合制成的淡腌半干鱸魚產(chǎn)品,口感良好,風(fēng)味獨(dú)特,其中揮發(fā)性物質(zhì)、氨基酸和不飽和脂肪酸含量均有所增加。進(jìn)行貯藏試驗(yàn)證明,在最優(yōu)柵欄因子加工得到的產(chǎn)品真空包裝后于0~4 ℃放置24 h,然后采用 85~90 ℃殺菌處理30 min,淡腌半干鱸魚產(chǎn)品微生物數(shù)量明顯降低,且產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值能夠很好保持,在4 ℃冰箱可貯藏2 個月以上。

        3.3 果蔬及其制品中的應(yīng)用

        陳晨[8]等人對溫度(高溫殺菌、低溫抑菌)、pH值(調(diào)節(jié)酸堿度)、氧化還原電勢(降低氧化還原值)、添加抗菌劑、物理殺菌處理等柵欄因子進(jìn)行控制,發(fā)現(xiàn)通過設(shè)定不同的柵欄因子強(qiáng)度針對不同的鮮切果蔬,能夠起到延長果蔬保藏期、抑制微生物生長和繁殖的作用,從而提升鮮切果蔬產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。Viacheslav Liato 等人[9]通過將電激活和柵欄技術(shù)相結(jié)合,通過對豌豆和玉米罐頭中的維生素、質(zhì)地、顏色進(jìn)行評價,發(fā)現(xiàn)使用此方法使豌豆及玉米罐頭品質(zhì)有了較大的提升,微生物數(shù)量也隨之減少,比其他常規(guī)殺菌儲藏方法更有效。García-GarcíaR.等人[10]將脈沖電場技術(shù)與柵欄技術(shù)相結(jié)合,以pH 值、防腐劑為柵欄因子,pH 值減少和脈沖電場在13~15 ls / 25~50 Hz 下的組合作用于V 品種,并且將脈沖電場在11 ls / 50 Hz,13~15 ls / 25~50 Hz 條件下作用于RV 品種,發(fā)現(xiàn)微生物數(shù)量大量減少,得出結(jié)論使用脈沖電場(PEF)結(jié)合其他因素的跨欄技術(shù)足以在21 d/ 25 ℃期間使刺梨飲料保持穩(wěn)定。

        3.4 其他制品中的應(yīng)用

        馬榮琨等人[11]發(fā)現(xiàn),水分活度、天然保鮮劑、殺菌條件及包裝材料等柵欄因子對鮮腐竹的保鮮效果影響較為明顯。各因子的最優(yōu)組合為納他霉素添加量為0.025%,鮮腐竹的水分活度為0.75,采用PET 復(fù)合材料,并經(jīng)過微波殺菌和真空包裝處理,在37 ℃鮮腐竹可保存14 d,常溫25 ℃下其貨架期可達(dá)46~52 d。呂銀德等人[12]通過對面包的水分活度、復(fù)配防腐劑和復(fù)合充氣包裝3 個柵欄因子進(jìn)行研究,確定了面包較理想的柵欄因子組合條件為:水分活度(甘油 2%、山梨糖醇 4%)、脫氫乙酸鈉與丙酸鈣復(fù)配比例 2 ∶3、二氧化碳與氮?dú)獾某錃獗壤?∶2。進(jìn)行貯藏試驗(yàn)證明,最優(yōu)柵欄因子加工的面包,貯存時間最長為61 d。劉學(xué)彬等人[13]篩選出核桃含水率、光照情況、充氣情況、破損程度等柵欄因子。其中,對核桃酸價、過氧化值影響較大的是核桃的貯藏溫度、破碎程度以及光照時間;在長時間貯藏過程中,充氣情況、含水率的影響比較明顯。李福后等人[14]以利用單因素試驗(yàn),篩選到溫度、防褐變試劑、包裝方式和成熟度4 個柵欄因子,以保藏時間為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)來篩選草菇最佳保藏條件,發(fā)現(xiàn)采用13 ℃貯溫、八成成熟度、不同包裝方式和保鮮劑相結(jié)合的方法,草菇可保鮮貯藏至少9 d。

        4 展望

        目前,柵欄技術(shù)在很多國家都得到了廣泛應(yīng)用,這種技術(shù)可以通過柵欄因子的選擇和控制,使食品在1 個參數(shù)下保持到最佳狀態(tài),獲得對微生物的最大殺傷力?,F(xiàn)在食品工業(yè)中對柵欄技術(shù)的應(yīng)用,通常是將柵欄技術(shù)與其他新型食品加工或殺菌技術(shù)相結(jié)合,例如,控釋抗菌包裝技術(shù)、脈沖電場技術(shù)、電激活技術(shù)等,能夠達(dá)到更為良好的殺菌保鮮效果[15]。柵欄技術(shù)是一門融傳統(tǒng)方法和新技術(shù)為一體的綜合技術(shù),但目前只局限于分析特定產(chǎn)品,要想實(shí)際主動運(yùn)用,就需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)以及現(xiàn)代化的加工和管理技術(shù)與實(shí)施設(shè)備為支持。因此,企業(yè)在應(yīng)用柵欄技術(shù)時,可以引入HACCP 體系,將HACCP 體系與柵欄技術(shù)相結(jié)合,不僅能大幅降低企業(yè)管理成本,有效發(fā)揮監(jiān)管作用,而且能夠在選擇柵欄因子時有據(jù)可依,從而預(yù)防、降低、消除對產(chǎn)品質(zhì)量造成的不利影響[16]。

        柵欄技術(shù)作為食品加工與保藏的重要手段,相信隨著我國食品工業(yè)的持續(xù)發(fā)展,對柵欄技術(shù)的研究會更加廣泛和深入,為今后食品保藏提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ),并在傳統(tǒng)食品質(zhì)量提高、技術(shù)現(xiàn)代化提升、產(chǎn)品市場化發(fā)展研發(fā)上,凸顯其廣闊的應(yīng)用前景。

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