(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所,2.濟南玖久同心食品有限公司,)
摘要: 本文概述冷卻肉保鮮技術(shù)(防腐劑、氣調(diào)貯藏、輻照技術(shù)等)的研究進展,分析各種保鮮方法的原理和特點,為提高冷卻肉的儲藏品質(zhì),延長其貨架期提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:冷卻肉;保鮮技術(shù);研究進展
肉是人們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚氖称?,隨著人民生活水平的提高,對肉食品的安全衛(wèi)生質(zhì)量更加關(guān)注。鮮肉營養(yǎng)成分豐富,但如果在儲藏、運輸以及銷售過程中的環(huán)境條件不適宜,極易造成鮮肉的腐敗變質(zhì),這不僅導(dǎo)致經(jīng)濟損失和環(huán)境污染,更嚴重的是危及人們的健康以至生命。目前,市場上銷售的肉品主要有熱鮮肉、冷凍肉、冷卻肉及肉制品等四類。冷卻肉是指對嚴格執(zhí)行檢疫制度屠宰后的畜禽胴體迅速進行冷卻處理,使胴體溫度在24 h 內(nèi)降至0~4 ℃,并在后續(xù)的加工、流通、零售中始終保持0~4 ℃的生鮮肉。冷卻肉作為新型食用肉,具有營養(yǎng)豐富、柔嫩多汁、味道鮮美等諸多優(yōu)點,目前在發(fā)達國家已經(jīng)非常普遍,在我國大中城市正在普及,但是其質(zhì)量安全一直是專家關(guān)注的首要問題。如何確保其食用安全性,減少營養(yǎng)成分的損失,尤其是確保流通過程中冷卻肉的安全性,是我們關(guān)注的核心問題。冷卻肉的保鮮是一項系統(tǒng)工程,其保鮮儲存將成為肉品工業(yè)研究的重點。
本文綜述了國內(nèi)外普遍采用的冷卻肉儲藏保鮮技術(shù)的研究進展,旨在為冷卻肉的儲藏提供理論參考,并為進一步的研究與應(yīng)用提供技術(shù)支持。
1 有機酸及其鹽
目前在食品保鮮上常用的有機酸及其鹽類有乙酸、乳酸、檸檬酸、抗壞血酸、山梨酸及其鉀鹽、酒石酚磷酸鹽等。其作用機理主要是有機酸分子通過透過病原微生物的細胞膜進入細胞內(nèi)部而使其離解,導(dǎo)致細胞代謝紊亂或死亡;還能降低鮮肉的水分活性和pH。Cosansu 等在雞腿和雞胸肉中接種腸炎沙門氏菌4~5 log MPN/cm2,然后在乳酸(LA)和乙酸(AA)中浸泡10min。分別經(jīng)過1%LA、3%LA、1%AA 和2%AA 處理,雞腿中腸炎沙門氏菌菌落數(shù)分別降低到0.75、1.21、0.85、0.95logMPN/cm2;雞胸肉中降低到0.97、1.72、0.92、1.58 log MPN/cm2。對照組和處理組中沙門氏菌菌落數(shù)之間存在顯著差異(P<0.05),說明乳酸或乙酸處理能有效降低沙門氏菌污染。
2 抗菌防腐保鮮劑
2.1 微生物源保鮮劑
微生物源保鮮劑包括乳酸鏈球菌素(Nisin)、乳酸菌發(fā)酵液和植物乳桿菌素L-1 等。微生物源保鮮劑以其良好的理化特性和安全性,日益受到科研工作者的關(guān)注,具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外的保鮮劑研究多集中在多種防腐劑混合形成復(fù)合保鮮劑,而利用微生物源抗菌防腐劑既能擴大原單一保鮮劑的作用范圍,又能降低單一保鮮劑的作用劑量。馬美湖等研究了溶菌酶、Nisin、GNa(18%NaCl +4.5%葡萄糖)保鮮劑對冷卻肉保鮮的效果。結(jié)果表明,溶菌酶的保鮮效果極顯著優(yōu)于對照組,顯著優(yōu)于GNa 組,略優(yōu)于Nisin 組。
2.2 植物源抗菌防腐劑
許多植物中含有殺菌、抑菌成分,提取后可作為天然保鮮劑。Racanicci 等以生鮮雞胸肉丸為試材,比較白鮮(Origanus dictamnus L.)與迷迭香(Rosmarinusofficinalis L.)的抗氧化性。當(dāng)添加量為0.05%~0.1%時,迷迭香的抗氧化效果高于白鮮;但0.05%白鮮能更有效阻止VE 降解。Govaris 等研究牛至精油(EO)和Nisin 對羊肉中腸炎沙門氏菌的抑菌效果。結(jié)果表明,羊肉中添加0.6%或0.9%的牛至精油可增加感官可食性。0.6%牛至精油和500 IU/g Nisin 協(xié)同作用對腸炎沙門氏菌的抑制效果超過0.6%牛至精油的抑菌性。近年來的研究表明,番茄可降低癌癥發(fā)病率,主要是因為含有番茄紅素,番茄紅素可增加肉制品儲藏的穩(wěn)定性;番茄產(chǎn)品可降低肉中的pH,抑制微生物的生長。Vaithiyanathan 等利用0.02%石榴果汁酚類溶液(PFJP)浸泡雞胸肉,能顯著降低硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)含量,抑制好氧嗜冷菌生長,在4℃下儲藏12d,仍具有很好的感官接受性。Selani 等研究表明,Isabel(IGE)和Niagara(NGE)葡萄籽和皮的提取物處理生鮮雞肉,能顯著抑制其脂類氧化。
2.3 動物源抗菌防腐劑
動物源抗菌防腐劑主要包括殼聚糖、蜂膠和溶菌酶等。溶菌酶可破壞細胞壁結(jié)構(gòu)的完整性,導(dǎo)致革蘭氏陽性菌在自己內(nèi)部壓力下分解。蜂膠對多種細菌、真菌和某些病毒、原生蟲均有較強的抑制和殺滅力,對某些細菌外毒素有中和作用,蜂膠還具有抗氧化作用的特點。Nagai 等研究蜂產(chǎn)品的抗氧化作用,結(jié)果表明,蜂蜜的抗氧化性隨時間慢慢降低,蕎麥蜂蜜的作用效果與1 mmol/L VE 相同;蜂膠和蜂王漿的超氧離子清除活性最強;蜂蜜的DPPH 自由基清除能力低于1 mmol/L VC 和VE;蜂蜜清除羥自由基的活性非常高。蜂蜜具有抑制冷卻肉儲藏中細菌生長的能力,以蜂膠和蜂王漿的抑菌效果最顯著。表明蜂產(chǎn)品具有很強的抗氧化性、抑制細菌活性和清除活性氧的能力。
3 涂膜保鮮劑
涂膜保鮮是將食品浸漬于涂膜液中或?qū)⑼磕ひ簢娡坑谑称繁砻?,在食品表面形成一層膜,從而改變表面氣體環(huán)境,抑制微生物生長,以達到保鮮的目的。近年來,應(yīng)用較多的成膜物質(zhì)有殼聚糖、魔芋苷露糖膜、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、淀粉和蜂膠等。Kanatt等利用2 g/100mL 殼聚糖對雞肉丸、雞肉串和羊肉串涂膜,0~3℃儲藏14d。與未涂膜樣品相比,殼聚糖可顯著延長貨架期,抑制脂類氧化;去除表面大腸桿菌,降低葡萄球菌屬數(shù)量;有效抑制蠟樣芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和熒光假單胞菌。
4 儲藏及包裝技術(shù)
隨著科技發(fā)展,多種儲藏及包裝技術(shù)應(yīng)用于生鮮肉的保鮮,儲藏與包裝技術(shù)相輔相成。
4.1 氣調(diào)儲藏及包裝
氣調(diào)儲藏及包裝是通過改變儲藏環(huán)境中的氣體環(huán)境,抑制微生物的生長,延長鮮肉貨架期的保鮮方法。Zakrys-Waliwander 等研究氣調(diào)包裝對牛排嫩度和蛋白質(zhì)的影響。氣體組分為40%、50%、60%、70%、80% O2,20% CO2,其余為N2。結(jié)果表明,氣調(diào)包裝中,增加O2 含量(>50%)對熟牛排的嫩度和汁液具有負面影響;并且羰基含量和TBARS 數(shù)值顯著增加;蛋白質(zhì)氧化與O2 含量(>50%)極顯著相關(guān)(P<0.01)。陳韜等以宰后冷卻24 h 的豬里脊肉為材料,用四組含不同濃度CO 的混合氣體進行氣調(diào)包裝,于(4±1)℃條件下儲藏,定時測定相關(guān)指標。結(jié)果表明,CO 氣調(diào)包裝可以明顯改善肉色,使冷卻肉在儲藏期中保持穩(wěn)定的鮮紅色。與無氧組相比,CO 和O2 的共同存在可以使肉色更加自然。選定的最佳氣體配比0.4%CO、24%O2、50% CO2、25.6% N2 可以大大改善冷卻肉的肉色,并使冷卻肉的貨架期超過10 d。四組處理樣品在儲藏到第15 天時,TVB-N 值超過15 mg/100 mg,細菌總數(shù)超過106CFU/g,各處理對冷卻肉的貨架期影響差異不顯著。
4.2 減壓儲藏及真空包裝
減壓儲藏是通過減少儲藏環(huán)境中的空氣含量,降低壓力,從而達到儲藏保鮮的目的,但減壓儲藏會引起水分損失。真空包裝是采用非透氣性材料,通過將包裝內(nèi)的空氣抽出降低氧含量,真空儲藏可阻止鮮肉表面脫水,延長貨架期。Balamurugan 等在牛肉和豬肉接種105~106CFU/cm2 空腸彎曲桿菌(Campylobacterjejuni)ATCC 11168,試驗表明,真空包裝中,樣品自身攜帶微生物可以顯著加強C. jejuni 成活率,儲藏6 周(4℃)后僅僅降低1 log CFU/cm2。Filgueras等將大美洲鴕的腓腸?。℅N)和Iliofiburalis(IF)分別在有氧或真空(4℃)下儲藏。在有氧儲藏中,脂類和蛋白質(zhì)氧化分別增加275%和30%。真空包裝中,兩種肌肉表現(xiàn)出高色澤穩(wěn)定性,脂類和蛋白質(zhì)沒有氧化。張海偉等對豬肉糜分別采取真空包裝、無氧包裝(N2+CO2)和氣調(diào)包裝(O2+CO2+N2),(4±1)℃儲藏20d 發(fā)現(xiàn),真空包裝能顯著降低豬肉糜的脂肪氧化。
5 非熱處理技術(shù)
5.1 輻照技術(shù)
食品輻照是人類利用核技術(shù)開發(fā)出來的一項新型食品保藏技術(shù),具有節(jié)能、效率高、不升溫、安全和保持食品良好感官品質(zhì)等優(yōu)點。Javanmard 等研究表明,γ輻照(0.75、3.0、5.0 kGy)能顯著降低微生物數(shù)量,延長雞肉貨架期。李宗軍研究輻照對肉品微生物及牛羊肉品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,肉品采用真空包裝,經(jīng)2~4.0 kGy 低溫輻照后儲藏在(2±1)℃環(huán)境下,牛羊肉的貨架期可達到60d。顧可飛分析了冷卻豬里脊肉經(jīng)電子束輻照處理后的感官特性變化,當(dāng)劑量在3 kGy 以上時,TVB-N 值、過氧化物值和汁液流失率都超過了規(guī)定限量值,產(chǎn)生不良輻照味,但當(dāng)劑量不超過3 kGy 時,在(3±1)℃下經(jīng)21d 貯存后,各指標均正常,且肉品色澤鮮紅,低劑量的電子束輻照能夠在不影響脊肉品質(zhì)的前提下,具有一定的保鮮效果。
5.2 高密度CO2殺菌技術(shù)
高密度CO2 殺菌是一種新型非熱力殺菌技術(shù),其在一定溫度(低于60℃)和壓力(高于5MPa 而低于50 MPa)條件下處理物料,利用壓力和CO2 的分子效應(yīng)形成高壓和酸性環(huán)境,實現(xiàn)殺菌、鈍酶以及蛋白質(zhì)變性等目的,具有殺菌溫度低、無殘留、營養(yǎng)損失少等優(yōu)點。高密度CO2 的研究主要集中在對果汁、牛奶等液態(tài)食品中微生物和酶的影響,對固態(tài)食品的研究很少。饒偉麗等研究不同壓力、溫度和時間的高密度CO2 對生鮮雞肉中細菌的殺菌效果,并采用Weibull、Modified Gompertz、Logistic 模型來擬合高密度CO2 殺菌的動力學(xué)過程。結(jié)果表明:隨著處理壓力、溫度、時間的增加,高密度CO2 的殺菌效果逐漸增強;預(yù)測值和實測值的決定系數(shù)R2表明Logistic 模型能很好地擬合生鮮調(diào)理雞肉中細菌的失活曲線。這為高密度CO2 殺菌技術(shù)在肉品上的實際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
5.3 超高壓技術(shù)
超高靜壓(100~1 000 MPa)是一種非熱處理技術(shù),可防止肉產(chǎn)品加工后的污染。超高靜壓的作用機理是破壞微生物細胞,如破壞細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能完整性;或誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性,或抑制基因遺傳功能。一般來說,壓力越高,時間越長,破壞越大。但是一些食品成分具有氣壓保護作用,許多高蛋白質(zhì)食品在經(jīng)過400 MPa處理后,質(zhì)構(gòu)和色澤受到顯著影響,已不適合消費。Fernández 等研究20℃或-35℃,650MPa,10 min處理對儲藏牛肉的影響,結(jié)果表明,牛肉高壓處理(650 MPa,20 ℃,10 min) 顯著增加了可榨出水,但650MPa,-35 ℃,10 min 處理的冷凍牛肉中可榨出水卻降低;冷凍牛肉在低溫下處理,其L、a 和b 值與新鮮樣品無顯著差別。高壓力處理能顯著降低好氧菌總數(shù)(2-logcycles) 和乳酸菌總數(shù)(2.4-logcycles)。Garriga 等研究高壓處理(400 MPa,10 min,17℃)與Nisin 對幾種食源性細菌的影響。在4 ℃儲藏中,葡萄球菌對高壓比較敏感,含Nisin 的樣品中菌落數(shù)量的降低更顯著。Suklim 等研究超高靜壓(100~550MPa,40℃,15min)對三種菌株(ATCC14579 和49064,以及一株從肉樣品中分離得到的菌株) 蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus spores)萌發(fā)和失活效果的影響。結(jié)果表明,在無菌水中,當(dāng)壓力在100~300MPa 時,孢子萌發(fā)保持穩(wěn)定性;在300~500MPa 時,孢子萌發(fā)增加;但550MPa 時,失活率達到最大。
5.4 微波技術(shù)
微波是一種電磁波,通常規(guī)定(915±25)MHz 和(2450±50)MHz 可用于工業(yè)領(lǐng)域。微波可利用熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)殺菌。熱效應(yīng)是當(dāng)食品處于微波場(一種電磁場)中,使原來食品中帶正電、帶負電的排列無序的極性分子變成有序排列,在快速轉(zhuǎn)變的過程中,分子之間互相磨擦產(chǎn)生大量熱量,從而殺滅細菌繁殖體、霉菌及其孢子。非熱效應(yīng)是在微波場內(nèi),核酸和蛋白質(zhì)變異、變性;細胞膜(或細胞壁)發(fā)生機械性損傷,促進微生物的死亡。微波殺菌可在食品內(nèi)外同時進行,作用時間短,溫度低,無化學(xué)殘留,對食品不會產(chǎn)生任何風(fēng)味上的不良影響。Nagy 等研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合應(yīng)用低水平的γ 射線(3kGy)和微波(20s)能延長牛肉制品的貨架期,且對肉制品的風(fēng)味僅有很微弱的影響。
6 結(jié)束語
肉類保鮮是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,各種儲藏保鮮技術(shù)都有其優(yōu)缺點。冷卻肉在儲藏運輸過程中,外部環(huán)境變化比較大,因此在冷卻肉保鮮過程中,不僅要研究單一儲藏技術(shù)或方式,而且要更加關(guān)注多種技術(shù)相互協(xié)調(diào)作用對肉類保鮮的效果,采用綜合技術(shù)措施保證冷鮮肉的食用安全與滿足市場需求。