柵欄技術在低溫肉制品中的應用

什么是柵欄技術

　　隨著人們對食品防腐保鮮研究的深入，對保鮮理論有了更深入、全面的認識。目前，防腐保鮮研究的主要理論依據是柵欄因子理論。柵欄因子理論是德國一位專家提出的一套系統、科學地控制食品保質期的理論。

　　目前，工業(yè)化國家正將柵欄技術理論進行計算機處理以便進行食品設計，也就是只要將食品有關參數（如水分活性、pH值等）輸入計算機，就可推斷出食品的貨架期。也可根據需要，適當改變各種參數，以使食品達到理想的貨架期。因此，有觀點認為，柵欄技術將對食品工業(yè)發(fā)展產生重要影響。

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

　　這些因子及其交互效應決定了食品微生物的穩(wěn)定性，即柵欄效應。在實際生產中常運用不同的柵欄因子科學組合發(fā)揮協調作用，從不同方面抑制食品中腐菌的生長和繁殖，對這些微生物形成多靶攻擊，從而改善食品品質，保證食品的衛(wèi)生安全性，這一技術即為柵欄技術。

　　柵欄技術基本原理

　　在食品防腐保藏中的一個重要現象是微生物的內平衡，內平衡是微生物維持一個穩(wěn)定平衡內部環(huán)境的固有趨勢。具有防腐功能的柵欄因子擾亂了一個或更多的內平衡機制，因而阻止了微生物的繁殖，導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，這些方法及其內在原理已經被人們以經驗為依據廣泛應用了許多年。

　　柵欄技術囊括了這些方法，并從其作用機理上予以研究，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、強度有關，而且受其作用次序影響，兩個或兩個以上因子的作用強于這些因子單獨作用的累加。某種柵欄因子的組合應用還可大大降低另一種柵欄因子的使用強度或不采用另一種柵欄因子而達到同樣的保存效果，即“魔方”原理。

　　食品保藏中某一單獨柵欄因子的輕微增加即可對其貨架穩(wěn)定性產生顯著影響。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，通過這些柵欄的互效性使食品達到微生物穩(wěn)定性，比應用單一而高強度的柵欄更有效、更益于食品防腐保質。

　　常用柵欄因子及其分類

　　在提出“柵欄”這個專業(yè)術語之前，許多的食品技術專家實際上已經開始應用柵欄因子來進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，食品保藏中已經得到應用和有潛在應用價值的柵欄因子的數量已經超過100個，其中已用于食品保藏的大約50個。

　　從法規(guī)安全考慮，目前可應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（高電場脈沖、振動磁場脈沖）、超音波、壓力（高壓、低壓）、氣調包裝（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。

　　肉制品要達到可貯存性和衛(wèi)生安全性，其內部必須存在能阻止殘留的致腐菌和病原菌生長繁殖的因子，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（氧氣、二氧化碳、氮氣等）、包裝材料及包裝方式（真空包裝、氣調包裝、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（高電場脈沖、射頻能量、震蕩磁場、熒光滅活和超聲處理等）、微結構（乳化法、固態(tài)發(fā)酵法）、競爭性菌群（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合成防腐劑）等。

　　有些柵欄因子會同時影響食品的安全和品質，因為它們不但有抗微生物的特性，同時又能改善食品的風味。但依據柵欄強度的不同，食品中同一柵欄可能有正面或負面影響。如果食品中的一種柵欄強度太小，將不能阻止微生物的生長，太強又有可能影響風味。因此，既要考慮食品的安全，又應考慮品質，就應該使食品中的柵欄因子及強度保持在最佳范圍內。在不同條件下，聯合柵欄的作用方式可以是疊加的，甚至是協同的，后者值得特殊關注，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。