柵欄技術(shù)是多種保藏方式的科學的結(jié)合，應用在肉類加工中，它不僅延長肉類的保質(zhì)期，還能有效保持肉類的營養(yǎng)和風味。本文主要介紹柵欄技術(shù)原理及其在肉類保藏中的應用，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。

    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)得到應用和有潛在應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、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)

    高溫熱處理是最安全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，仍有芽孢增殖導致肉制品腐敗變質(zhì)的可能。因此，應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)化學反應的速度，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。基質(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)摹⒁�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速度的效果。大部分應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。應用柵欄技術(shù)進行肉品設計和加工既可通過此技術(shù)預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建立模式，較為可靠地預測出肉品內(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。