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        非熱殺菌技術(shù)及其在肉制品中的應(yīng)用

        2023-08-13 18:24:41林,周
        現(xiàn)代食品 2023年10期
        關(guān)鍵詞:研究

        ◎ 王 林,周 微

        (新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院旅游學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453000)

        熱殺菌、非熱殺菌是食品加工行業(yè)中較為常用的殺菌方法。其中,熱殺菌旨在消除任意潛在的病原微生物,減少腐敗細(xì)菌。但除了消除微生物之外,熱殺菌過程產(chǎn)生的熱效應(yīng)還會對肉制品中的營養(yǎng)成分、風(fēng)味屬性等造成不利影響,致使肉制品感官品質(zhì)下降。而非熱殺菌則是基于非加熱的方法,以殺滅特定對象中的致病微生物,讓微生物總量可符合標(biāo)準(zhǔn)的殺菌技術(shù)。將非熱殺菌技術(shù)應(yīng)用于肉制品中,不僅可消除微生物,還可充分保持肉制品的營養(yǎng)、色澤等品質(zhì),具有良好的應(yīng)用前景。因此,本文對非熱殺菌技術(shù)及其在肉制品中的應(yīng)用進(jìn)行了研究分析。

        1 非熱殺菌技術(shù)相關(guān)概述

        1.1 非熱殺菌技術(shù)的基本含義

        傳統(tǒng)熱加工憑借其所能實現(xiàn)的殺滅腐敗微生物、鈍化酶效能,在食品中得到廣泛應(yīng)用。但熱處理往往會讓食品發(fā)生不良理化反應(yīng),不僅會使食品的感官特性受到不利影響,也可能會讓相關(guān)生物活性化合物的含量或者生物利用度發(fā)生變化。而非熱殺菌技術(shù),主要指的是在非加熱或低溫條件下,利用外部因素作用于食品,依托物理反應(yīng)或者化學(xué)反應(yīng)讓食品生物分子細(xì)胞膜、細(xì)胞壁或細(xì)胞相關(guān)功能屬性發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)而實現(xiàn)殺菌、鈍酶,以及改變食品結(jié)構(gòu)、功能特性的作用。不同于熱加工會對食品品質(zhì)造成不利影響,非熱殺菌技術(shù)不僅可延長食品的貨架期,還可保障食品的感官品質(zhì)及營養(yǎng)成分[1]。非熱殺菌技術(shù)涉及多門學(xué)科,包括微生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)以及電子學(xué)等,其因所具備的一系列優(yōu)勢特征,被業(yè)界譽(yù)為21 世紀(jì)最具潛力的食品加工高新技術(shù)。

        1.2 非熱殺菌技術(shù)在食品行業(yè)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

        面對全球化發(fā)展不斷深入的挑戰(zhàn),以及公眾對食品品質(zhì)、營養(yǎng)要求的不斷提升,非熱殺菌技術(shù)除了可充分保持食品的天然品質(zhì)外,還可改善食品功能特征,讓食品更具營養(yǎng)價值,由此,非熱殺菌技術(shù)成為食品加工行業(yè)的一大焦點及熱點。在過往10 余年中,食品加工行業(yè)推廣應(yīng)用的非熱殺菌技術(shù)包括超高壓殺菌、輻照殺菌、超聲殺菌等。近年,諸如高壓二氧化碳、高壓脈沖電場等新型非熱殺菌技術(shù),也逐漸被應(yīng)用于各種食品研究中。非熱殺菌技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢在于其不僅不會改變食品原本的品質(zhì),還有助于提升食品生產(chǎn)效率,降低能耗,與當(dāng)今時代倡導(dǎo)的綠色、健康發(fā)展理念相契合[2]。憑借這些應(yīng)用優(yōu)勢,讓非熱殺菌技術(shù)受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注,廣大研究人員對其展開了全面深入的研究,研究表明,非熱殺菌技術(shù)對食品理化、感官等品質(zhì)十分有效。

        2 非熱殺菌技術(shù)在肉制品中的實際應(yīng)用

        2.1 超高壓殺菌在肉制品中的實際應(yīng)用

        超高壓殺菌,主要指將水或者其他液體用作介質(zhì),以對密封于柔性容器中的食品進(jìn)行處理,進(jìn)而達(dá)到殺菌、破壞酶及改善食品結(jié)構(gòu)特性的效果。因為超高壓殺菌對生產(chǎn)設(shè)備提出了較高的要求,加之要投入較大的生產(chǎn)成本,所以當(dāng)前應(yīng)用該項非熱殺菌技術(shù)的企業(yè)相對偏少,存在一定的應(yīng)用局限性。對于超高壓殺菌的殺菌機(jī)制而言,主要是依托改變微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)及酶結(jié)構(gòu),以此讓酶的活性受到抑制,進(jìn)而殺滅食品含有的各種致病菌、腐敗菌,但對食品感官、營養(yǎng)價值不會構(gòu)成影響[3]。

        在高壓條件下,肉制品氫鍵不會受到過多影響,因而肉制品中含有的營養(yǎng)物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)也不會出現(xiàn)過大的損失。超高壓殺菌在肉制品中的應(yīng)用,最早可追溯至20 世紀(jì)90年代日本Fujichiku 公司將其用以生產(chǎn)火腿。我國有研究人員通過研究得出,超高壓殺菌能夠破壞單增李斯特菌的細(xì)胞膜,讓其細(xì)胞膜通透性發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)而致其死亡。還有研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),超過300 MPa 的超高壓處理,能夠有效殺滅肉制品中的微生物、寄生蟲,且不會對肉制品原有的營養(yǎng)成分、新鮮度造成破壞。國外有研究人員通過對切片腌牛肉、火腿開展超高壓處理研究,得出肉制品乳酸菌的生長會受到抑制,且腸細(xì)菌、酵母變得無法正常生長。需要注意的是,單獨將超高壓殺菌應(yīng)用于肉制品中存在一定局限性,難以徹底殺滅各種細(xì)菌[4]。而將超高壓殺菌與其他相關(guān)方法結(jié)合應(yīng)用,則可獲得理想效果。國外有研究人員將超高壓與超聲波、加熱技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,結(jié)果得出聯(lián)合應(yīng)用相較單一應(yīng)用殺菌效果更為理想,并且能夠延時損傷。

        2.2 輻照殺菌在肉制品中的實際應(yīng)用

        輻照殺菌,主要是借助60Co、137Cs 等輻射源釋放的射線輻射食品中的微生物,讓微生物發(fā)生物理或者化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而達(dá)到抑制微生物生長或殺滅微生物的效果。對于輻照殺菌的殺菌機(jī)制而言,主要表現(xiàn)為3 大方面:①對細(xì)胞繁殖進(jìn)行抑制。②破壞微生物細(xì)胞核,讓其染色體、線粒體固化,進(jìn)而將細(xì)胞殺滅。③通過γ 射線輻射微生物細(xì)胞,讓原生質(zhì)破裂,以此達(dá)到殺菌的目的。

        輻照殺菌不僅可殺滅肉制品表面的微生物,還可有效殺滅肉制品內(nèi)部的微生物。實踐研究表明,輻照殺菌會對肉制品的風(fēng)味、色澤等品質(zhì)造成相應(yīng)的不利影響。相關(guān)研究人員就輻照殺菌對冷卻包裝豬肉氣味的影響展開研究,得出豬肉經(jīng)輻照殺菌后產(chǎn)生的異味氣體,主要來源于B 族維生素和含硫氨基酸。還有研究人員將輻照殺菌對冷凍羊肉的影響展開研究,得出經(jīng)輻照殺菌處理后,冷凍羊肉中的致病菌可得到有效殺滅,以此有助于保障羊肉品質(zhì),但輻照殺菌同時存在讓微生物數(shù)量重新增多、發(fā)生變異等問題,使得輻照殺菌在肉制品中的應(yīng)用受到一定限制[5]。

        2.3 超聲波殺菌在肉制品中的實際應(yīng)用

        超聲波殺菌,主要是依托傳聲介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的巨大能量,在極短時間內(nèi)殺滅微生物。超聲波殺菌的殺菌效力主要涉及空化作用、機(jī)械作用以及熱作用等方面。

        鑒于超聲波殺菌不僅可在極短時間內(nèi)完成對微生物的殺滅,還可對食品發(fā)揮均質(zhì)、催陳、裂解大分子物質(zhì)等作用,在液體物料中得到了廣泛應(yīng)用,而在肉制品中的應(yīng)用則相對偏少。通常而言,超聲波殺菌會與其他技術(shù)手段聯(lián)合應(yīng)用。比如,相關(guān)研究人員在對超聲波殺菌對大腸桿菌細(xì)胞的影響研究中發(fā)現(xiàn),通過超聲波對大腸桿菌的特定處理,可有效提升細(xì)胞膜的通透性;在電功率300 W、90 s 時,細(xì)胞膜通透性明顯提升,并讓細(xì)胞內(nèi)活性氧水平高、膜變脆、膜流動性變?nèi)?。還有研究指出,超聲波殺菌與酶的聯(lián)合應(yīng)用,有助于殺滅諸如沙門氏菌、彎曲桿菌等食源性病菌在肉制品中生成的微生物膜。

        2.4 微波殺菌在肉制品中的實際應(yīng)用

        微波,主要是指頻率在300 ~300 000 MHz 之間(食品加工行業(yè)中通常為915 MHz、2 450 MHz)、波長在1 mm~1 m 之間的電磁波?;谖⒉ǖ奈⒉⒕?,主要適用于塑料、玻璃包裝及導(dǎo)熱性偏弱的食品等。如今,一些發(fā)達(dá)國家已將微波殺菌應(yīng)用于肉品工業(yè)中。微波殺菌一般可分成非熱效應(yīng)微波殺菌和熱效應(yīng)微波殺菌。前者主要是指微波形成的電磁場讓有害微生物內(nèi)部分子發(fā)生變化,致使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞死亡,進(jìn)而達(dá)到殺菌的效果;后者主要是指微生物內(nèi)部分子在微波電場影響下而發(fā)生劇烈震蕩,使得分子之間摩擦產(chǎn)熱,致使溫度升高,進(jìn)而達(dá)到殺菌的效果。

        微波殺菌具備起效快、效果佳的優(yōu)勢,如今在軟包裝產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。有研究人員將微波殺菌應(yīng)用于軟包裝的醬牛肉,研究得出微波殺菌的殺菌效果與高壓殺菌相近似,但其對肉制品營養(yǎng)成分、感官屬性的影響要更小。還有研究人員將微波殺菌應(yīng)用于兔肉產(chǎn)品加工中,提取出最理想的工藝條件為16 min,在延長貨架期達(dá)到120 d 的同時,還可有效保證產(chǎn)品的品質(zhì)。

        2.5 低溫等離子體殺菌

        等離子體,作為物質(zhì)固體、液體、氣體3 種形態(tài)之外的第4 種狀態(tài),其屬于惰性粒子與帶電粒子的混合物。在充足的能量支撐下,任意物質(zhì)均可轉(zhuǎn)化成等離子體,依據(jù)其對應(yīng)的壓力及溫度范圍,可在特定條件下獲取各種溫度的等離子體?;诘蜏氐入x子體技術(shù)的滅活劑主要為電離氣體,具體包括空氣、氮氣、氧氣或者氬氣等。對于低溫等離子體的殺菌機(jī)制而言,其主要是憑借高反應(yīng)活性,進(jìn)行一個非熱過程,不會讓原料產(chǎn)生熱變化。

        低溫等離子體殺菌在肉制品中的應(yīng)用,可發(fā)揮殺滅病原體的作用,以此有效保障肉制品的安全性。實踐研究表明,這一技術(shù)可實現(xiàn)殺滅多種微生物的功能,主要包括孢子、生物膜甚至病毒等。低溫等離子體殺菌的應(yīng)用優(yōu)勢,還表現(xiàn)為參與殺滅微生物的等離子體的成分呈不穩(wěn)定狀,因而它們不會存在于肉制品中,也不會對肉制品營養(yǎng)、感官特性構(gòu)成明顯影響。

        2.6 高壓脈沖電場殺菌在肉制品中的實際應(yīng)用

        高壓脈沖電場殺菌,主要指利用2 個電極間形成的瞬時高壓,以脈沖電場作用于食品,依托強(qiáng)電場作用,使微生物細(xì)胞膜被電擊穿,讓細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞組織受損,進(jìn)而達(dá)到殺菌的效果。當(dāng)前,對于高壓脈沖電場殺菌的殺菌機(jī)制而言,其同時涉及多項機(jī)制假說,具體包括細(xì)胞電穿孔理論、電崩解理論、空穴理論、粘彈性模型、電解產(chǎn)物效應(yīng)等,其中,尤以細(xì)胞電穿孔理論、電崩解理論為大部分人員所接受。高壓脈沖電場殺菌尤為適用于液體、半固體食品的加工處理,諸如牛乳、果汁、果漿、液體蛋等。

        3 結(jié)語

        作為一項新型、綠色、健康的食品加工技術(shù),非熱殺菌技術(shù)在肉制品中的應(yīng)用,雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)存在的諸多不足,但是也表現(xiàn)出一定的應(yīng)用局限性,還有待相關(guān)人員對其開展進(jìn)一步專研研究。

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