非熱殺菌技術(shù)及其在肉制品中的應(yīng)用

◎ 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(guò)程產(chǎn)生的熱效應(yīng)還會(huì)對(duì)肉制品中的營(yíng)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(duì)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(yíng)養(yǎng)、色澤等品質(zhì)，具有良好的應(yīng)用前景。因此，本文對(duì)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(shí)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(huì)讓食品發(fā)生不良理化反應(yīng)，不僅會(huì)使食品的感官特性受到不利影響，也可能會(huì)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(shí)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(huì)對(duì)食品品質(zhì)造成不利影響，非熱殺菌技術(shù)不僅可延長(zhǎng)食品的貨架期，還可保障食品的感官品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分[1]。非熱殺菌技術(shù)涉及多門(mén)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(shì)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(duì)全球化發(fā)展不斷深入的挑戰(zhàn)，以及公眾對(duì)食品品質(zhì)、營(yíng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，由此，非熱殺菌技術(shù)成為食品加工行業(yè)的一大焦點(diǎn)及熱點(diǎn)。在過(guò)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(chǎng)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(shì)在于其不僅不會(huì)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(shí)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(shì)，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(duì)其展開(kāi)了全面深入的研究，研究表明，非熱殺菌技術(shù)對(duì)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(shí)際應(yīng)用

2.1 超高壓殺菌在肉制品中的實(shí)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(duì)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?yàn)槌邏簹⒕鷮?duì)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(xiàng)非熱殺菌技術(shù)的企業(yè)相對(duì)偏少，存在一定的應(yīng)用局限性。對(duì)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(duì)食品感官、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不會(huì)構(gòu)成影響[3]。

在高壓條件下，肉制品氫鍵不會(huì)受到過(guò)多影響，因而肉制品中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)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(guó)有研究人員通過(guò)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(guò)研究發(fā)現(xiàn)，超過(guò)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(chóng)，且不會(huì)對(duì)肉制品原有的營(yíng)養(yǎng)成分、新鮮度造成破壞。國(guó)外有研究人員通過(guò)對(duì)切片腌牛肉、火腿開(kāi)展超高壓處理研究，得出肉制品乳酸菌的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，且腸細(xì)菌、酵母變得無(wú)法正常生長(zhǎng)。需要注意的是，單獨(dú)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(guó)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(shí)損傷。

2.2 輻照殺菌在肉制品中的實(shí)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(zhǎng)或殺滅微生物的效果。對(duì)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(duì)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(guò)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(shí)踐研究表明，輻照殺菌會(huì)對(duì)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(duì)冷卻包裝豬肉氣味的影響展開(kāi)研究，得出豬肉經(jīng)輻照殺菌后產(chǎn)生的異味氣體，主要來(lái)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(duì)冷凍羊肉的影響展開(kāi)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(shí)存在讓微生物數(shù)量重新增多、發(fā)生變異等問(wèn)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(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)完成對(duì)微生物的殺滅，還可對(duì)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(duì)偏少。通常而言，超聲波殺菌會(huì)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(duì)超聲波殺菌對(duì)大腸桿菌細(xì)胞的影響研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)超聲波對(duì)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(shí)，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(dòng)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(mén)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(shí)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(zhǎng)在1 mm～1 m 之間的電磁波。基于微波的微波殺菌，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(guó)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(chǎng)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(chǎng)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(shì)，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(duì)肉制品營(yíng)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(zhǎng)貨架期達(dá)到120 d 的同時(shí)，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(duì)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?dú)?、氧氣或者氬氣等。?duì)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(gè)非熱過(guò)程，不會(huì)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(shí)踐研究表明，這一技術(shù)可實(shí)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(shì)，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(huì)存在于肉制品中，也不會(huì)對(duì)肉制品營(yíng)養(yǎng)、感官特性構(gòu)成明顯影響。

2.6 高壓脈沖電場(chǎng)殺菌在肉制品中的實(shí)際應(yīng)用

高壓脈沖電場(chǎng)殺菌，主要指利用2 個(gè)電極間形成的瞬時(shí)高壓，以脈沖電場(chǎng)作用于食品，依托強(qiáng)電場(chǎng)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(duì)于高壓脈沖電場(chǎng)殺菌的殺菌機(jī)制而言，其同時(shí)涉及多項(xiàng)機(jī)制假說(shuō)，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(chǎng)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(yǔ)

作為一項(xiàng)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(duì)其開(kāi)展進(jìn)一步專研研究。