柵欄技術(shù)在低溫肉制品中的應(yīng)用

什么是柵欄技術(shù)

　　隨著人們對(duì)食品防腐保鮮研究的深入，對(duì)保鮮理論有了更深入、全面的認(rèn)識(shí)。目前，防腐保鮮研究的主要理論依據(jù)是柵欄因子理論。柵欄因子理論是德國(guó)一位專家提出的一套系統(tǒng)、科學(xué)地控制食品保質(zhì)期的理論。

　　目前，工業(yè)化國(guó)家正將柵欄技術(shù)理論進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理以便進(jìn)行食品設(shè)計(jì)，也就是只要將食品有關(guān)參數(shù)（如水分活性、pH值等）輸入計(jì)算機(jī)，就可推斷出食品的貨架期。也可根據(jù)需要，適當(dāng)改變各種參數(shù)，以使食品達(dá)到理想的貨架期。因此，有觀點(diǎn)認(rèn)為，柵欄技術(shù)將對(duì)食品工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

　　該理論認(rèn)為，食品要達(dá)到可貯性與衛(wèi)生安全性，其內(nèi)部必須存在能夠防止食品所含腐菌和病原菌生長(zhǎng)繁殖的因子，這些因子通過(guò)臨時(shí)或永久性打破微生物的內(nèi)平衡而抑制微生物的敗壞與產(chǎn)生毒素，保持食品的品質(zhì)。這些因子被稱為柵欄因子。

　　這些因子及其交互效應(yīng)決定了食品微生物的穩(wěn)定性，即柵欄效應(yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中常運(yùn)用不同的柵欄因子科學(xué)組合發(fā)揮協(xié)調(diào)作用，從不同方面抑制食品中腐菌的生長(zhǎng)和繁殖，對(duì)這些微生物形成多靶攻擊，從而改善食品品質(zhì)，保證食品的衛(wèi)生安全性，這一技術(shù)即為柵欄技術(shù)。

　　柵欄技術(shù)基本原理

　　在食品防腐保藏中的一個(gè)重要現(xiàn)象是微生物的內(nèi)平衡，內(nèi)平衡是微生物維持一個(gè)穩(wěn)定平衡內(nèi)部環(huán)境的固有趨勢(shì)。具有防腐功能的柵欄因子擾亂了一個(gè)或更多的內(nèi)平衡機(jī)制，因而阻止了微生物的繁殖，導(dǎo)致其失去活性甚至死亡。幾乎所有的食品保藏都是幾種保藏方法的結(jié)合，如加熱、冷卻、干燥、腌漬或熏制、酸化、除氧、發(fā)酵、加防腐劑等，這些方法及其內(nèi)在原理已經(jīng)被人們以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)廣泛應(yīng)用了許多年。

　　柵欄技術(shù)囊括了這些方法，并從其作用機(jī)理上予以研究，而這些方法即所謂柵欄因子。柵欄因子控制微生物穩(wěn)定性所發(fā)揮的柵欄作用不僅與柵欄因子種類、強(qiáng)度有關(guān)，而且受其作用次序影響，兩個(gè)或兩個(gè)以上因子的作用強(qiáng)于這些因子單獨(dú)作用的累加。某種柵欄因子的組合應(yīng)用還可大大降低另一種柵欄因子的使用強(qiáng)度或不采用另一種柵欄因子而達(dá)到同樣的保存效果，即“魔方”原理。

　　食品保藏中某一單獨(dú)柵欄因子的輕微增加即可對(duì)其貨架穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。如肉制品的穩(wěn)定性可能取決于F值是0.3還是0.4，水分活度值是0.975還是0.970，pH值是6.4還是6.2等，而這些因子重量的總和決定了該食品是微生物穩(wěn)定的、不穩(wěn)定的或不定的。此外，通過(guò)這些柵欄的互效性使食品達(dá)到微生物穩(wěn)定性，比應(yīng)用單一而高強(qiáng)度的柵欄更有效、更益于食品防腐保質(zhì)。

　　常用柵欄因子及其分類

　　在提出“柵欄”這個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)之前，許多的食品技術(shù)專家實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用柵欄因子來(lái)進(jìn)行食品的防腐與保藏，如在肉類的加工中使用的腌、熏、加香料、加熱、冷凍等措施。到目前為止，食品保藏中已經(jīng)得到應(yīng)用和有潛在應(yīng)用價(jià)值的柵欄因子的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)100個(gè)，其中已用于食品保藏的大約50個(gè)。

　　從法規(guī)安全考慮，目前可應(yīng)用的柵欄因子可分類為：

　　物理性柵欄：包括溫度（殺菌、消毒、冷藏、冷凍）、照射（UV、微波、離子）、電磁能（高電場(chǎng)脈沖、振動(dòng)磁場(chǎng)脈沖）、超音波、壓力（高壓、低壓）、氣調(diào)包裝（真空包裝、充氮包裝、二氧化碳包裝）、活性包裝、包裝材料（積層袋、可食性包膜）。

　　化學(xué)性柵欄：包括水分活度（高或低）；pH值（高或低）、氧化還原電位（高或低）、煙熏、氣體（二氧化碳、氧氣、臭氧）、防腐劑（有機(jī)酸、醋酸鈉、磷酸鈉、已二烯酸鉀等）。

　　微生物柵欄：包括益生菌、保護(hù)性培養(yǎng)基、抗菌素、抗生素。

　　其他柵欄：包括游離脂肪酸、脫乙酰殼多糖、氯化物等。

　　肉制品要達(dá)到可貯存性和衛(wèi)生安全性，其內(nèi)部必須存在能阻止殘留的致腐菌和病原菌生長(zhǎng)繁殖的因子，這些因子即是加工防腐方法。在這些柵欄因子中最重要和最常用的包括：溫度（高溫殺菌或低溫保藏）、pH值（高酸度或低酸度）、Aw（高水分活度或低水分活度）、Eh（高氧化還原值或低氧化還原值）、氣調(diào)（氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾龋?、包裝材料及包裝方式（真空包裝、氣調(diào)包裝、活性包裝和涂膜包裝等）、壓力（高壓或低壓）、輻照（紫外線、微波、放射性輻照等）、物理法（高電場(chǎng)脈沖、射頻能量、震蕩磁場(chǎng)、熒光滅活和超聲處理等）、微結(jié)構(gòu)（乳化法、固態(tài)發(fā)酵法）、競(jìng)爭(zhēng)性菌群（乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌）和防腐劑（包括天然防腐劑和化學(xué)合成防腐劑）等。

　　有些柵欄因子會(huì)同時(shí)影響食品的安全和品質(zhì)，因?yàn)樗鼈儾坏锌刮⑸锏奶匦?，同時(shí)又能改善食品的風(fēng)味。但依據(jù)柵欄強(qiáng)度的不同，食品中同一柵欄可能有正面或負(fù)面影響。如果食品中的一種柵欄強(qiáng)度太小，將不能阻止微生物的生長(zhǎng)，太強(qiáng)又有可能影響風(fēng)味。因此，既要考慮食品的安全，又應(yīng)考慮品質(zhì)，就應(yīng)該使食品中的柵欄因子及強(qiáng)度保持在最佳范圍內(nèi)。在不同條件下，聯(lián)合柵欄的作用方式可以是疊加的，甚至是協(xié)同的，后者值得特殊關(guān)注，可作為選擇抑制因子的方法，以便取得食品微生物環(huán)境的穩(wěn)定和安全。