周亞軍,方 輝,李圣橈,陳 艷
(吉林大學食品科學與工程學院,吉林長春 130062)
肉制品是指用畜禽肉為主要原料,經(jīng)添加調味料(如食鹽、香精、少量糖等)、香辛料(如胡椒粉、辣椒粉、大蒜等),然后再添加天然防腐劑、保水劑等,采用腌制、滾揉等加工工藝而制成的肉類產品。肉制品味道鮮美、營養(yǎng)豐富、水分含量高,但肉制品在初加工、深加工和貯藏過程中易受微生物污染,肉制品也具備微生物生長的環(huán)境條件,所以很容易導致腐敗。因此,如何最大程度殺死或抑制腐敗微生物的生長,減少微生物對脂肪、蛋白質的氧化,更好地延長肉類制品的保質期是首要目的[1]。所以,開展肉制品保鮮技術的研究對于肉類制品的工業(yè)化生產、肉制品的貯藏等有深遠意義。
超高壓技術是一種新型的非熱力殺菌技術,在室溫下將食品置于流體介質中施加100~900 MPa的靜高壓,壓力瞬間均勻傳輸?shù)绞称分?,滅活食品中微生物的同時,又不改變食品固有感官特性,且保持食品的營養(yǎng)成分不流失[2-3],該技術在肉制品工業(yè)中被廣泛應用[4]。
超高壓技術會對微生物細胞形態(tài)結構和生理代謝產生重要的影響。例如,Sheen S等人[5]的研究結果發(fā)現(xiàn),在超高壓處理前雞肉中的沙門氏菌的細胞結構完整,然而在超高壓處理后細胞內容物排列紊亂,細胞結構受到不同程度的損傷。此外,王志江等人[6]發(fā)現(xiàn)白切雞在低溫貯藏過程中假單孢菌、腸桿菌屬和乳酸菌屬為優(yōu)勢腐敗菌屬,超高壓(487 MPa)處理后,白切雞的保質期可延長40 d以上,說明高壓處理對于白切雞中的微生物具有極顯著的殺菌效果。張隱等人[7]發(fā)現(xiàn),400 MPa/5 min的加工條件不僅能顯著降低泡椒鳳爪中的菌落總數(shù),而且超高壓處理的泡椒鳳爪在貯藏過程中亞硝酸鹽含量顯著低于熱處理產品。超高壓還會誘導肉類蛋白質發(fā)生變性,如Valerie L P等人[8]采用超高壓技術處理豬肉時,發(fā)現(xiàn)超高壓會破壞蛋白質高級結構而致使其發(fā)生不可逆變性。
由此可見,超高壓處理能夠破壞微生物生存的環(huán)境條件,破壞細胞壁和其內部結構,也能使蛋白質和酶失活,從而導致微生物死亡,達到殺菌的目的。
微波指的是一種電磁波,水和食品會吸收微波而使自身發(fā)熱,微波殺菌是利用了電磁場的熱效應和生物效應共同作用的結果[9]。微波與生物體的作用相當復雜,當生物體在接觸到微波輻射時,微波會透射到生物體表面及內部,導致最后產生綜合生物效應[10]。
白青云等人[11]采用微波殺菌保鮮技術對發(fā)酵雞肉腸進行殺菌處理,研究結果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理之后的雞肉腸菌落總數(shù)顯著減少,其他指標也得到優(yōu)化,延長了雞肉腸的保質期。也有學者研究燒雞經(jīng)過真空包裝后再進行微波殺菌,在低溫下貯藏定期檢測指標變化,結果發(fā)現(xiàn)與不經(jīng)過微波殺菌相比保質期明顯延長。Gustavo V.Barbosa-Cánovas等人[12]還通過微波輔助熱滅菌和壓力輔助熱滅菌等新技術以較低的成本獲得優(yōu)質的新肉類產品。
微波殺菌技術具有殺菌時間短、升溫快、清潔環(huán)保等特點,與其他傳統(tǒng)殺菌技術比較高效節(jié)能,是理想的殺菌方式,但微波殺菌安全性尚不明確,設備及殺菌工藝較發(fā)達國家相比并不完善,需要進一步擴大其在食品工業(yè)中的研究。
低溫等離子體殺菌技術是一種非熱殺菌技術,可用于食品的貯藏保鮮,尤其在肉制品方面有很多應用,如斯興開等人[13]研究了低溫等離子體對草魚魚肉品質的影響,在常溫不同電壓下處理不同時間并檢測各指標變化。結果表明,低溫等離子體處理后的菌落總數(shù)明顯下降,TVB-N值、TBA值也都在一級鮮度范圍內。Kim B等人[14]研究了將李斯特菌、大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌等致病菌接種到切片培根表面并經(jīng)過冷源等離子處理,結果顯示這幾種致病菌的數(shù)量有所下降。章建浩等人[15]采用低溫等離子體處理氣調包裝鮮牛肉,分析低溫等離子體處理對冷藏過程中牛肉品質的影響,結果顯示處理后牛肉pH值、L*值、b*值始終高于處理組,而彈性、內聚性和回復性的變化不明顯。Rossow Marko等人[16]評估了大氣壓等離子體射流在雞皮和胸部圓角上減少空腸彎曲桿菌的適用性結果表明,使用大氣壓等離子體射流可以有效地減少空腸彎曲桿菌對雞皮和胸肉的影響。Wang J M等人[17]從損壞的雞胴體中分離出熒光假單胞菌和大腸桿菌,研究了介質阻擋放電大氣冷等離子體(DBD-ACP)處理時間對腐敗菌失活的影響。結果表明,處理時間顯著影響DBD-ACP系統(tǒng)對腐敗菌的滅活且對革蘭氏陰性菌影響更大。黃明明等人[18]采用低溫等離子體對氣調包裝后的生鮮牛肉殺菌處理,分析了冷藏過程中菌落總數(shù)和其他腐敗菌的變化,結果表明低溫等離子體冷殺菌能夠抑制牛肉中菌落總數(shù)和其他腐敗菌生長,感官品質得到明顯改善。
目前,該技術在我國食品中已經(jīng)得到了快速發(fā)展,但還不能達到令人滿意的效果,需結合其他保鮮技術共同發(fā)揮作用。
近年來,天然保鮮劑被廣泛應用在實際生產中,保鮮劑主要分為化學保鮮劑和生物保鮮劑[19]。然而,化學保鮮劑存在安全隱患,如亞硝酸鹽等在加工貯藏過程中容易轉變?yōu)橹掳┪锒谆鶃喯蹁@[20]。生物保鮮劑因綠色、天然無污染、效果好已廣泛應用于實際生產中,下面就介紹幾種常用的保鮮劑。
茶多酚是通過物理手段從茶葉中萃取得到,其中兒茶素所占比例最多,抗氧化作用的功能最大。茶多酚是一種無異味、無毒副作用的天然抗氧化劑,在肉制品方面有著諸多應用。例如,姜紹通等人[21]應用大蒜素、茶多酚和可食性的涂膜溶液制成的復合涂膜保鮮劑,涂抹或浸漬冷卻豬肉,在低溫下冷藏可延長保質期。劉夢等人[22]以腌制豬肉模型為材料,研究不同含量茶多酚和維C對亞硝酸鹽殘留量和脂肪氧化的影響。結果顯示,腌制豬肉中亞硝酸鹽殘留量和TBARS值降低,得出茶多酚和維C能起到一定的抗氧化效果。劉琨毅等人[23]將茶多酚應用于中式臘腸的防腐保鮮上,對原料肉進行初步處理,結果顯示添加茶多酚能夠明顯減少中式臘腸原料肉的菌落總數(shù)且保持良好的感官品質。
迷迭香是一種名貴的天然香料植物,產于中國南方大部分地區(qū)及山東地區(qū),主要活性成分是迷迭香精油,其含有的迷迭香酸、鼠尾草酸等成分具有良好的抑菌防腐和抗氧化能力,被作為一種天然的抗氧化劑[24]。
迷迭香提取物因其無毒、無害、天然綠色無污染等特點而在實際生產中得到廣泛應用,如付麗等人[25]添加不同濃度的迷迭香提取物于冷鮮牛肉中,置于4℃貯藏,結果顯示,迷迭香提取物能延長冷鮮牛肉的貯藏期。劉暢等人[26]以冷鮮羊肉為材料,探究氣調包裝結合迷迭香提取物對冷鮮羊肉品質變化的影響,結果發(fā)現(xiàn)迷迭香氣調組具有良好的保鮮效果,結合高濃度CO2氣調包裝后,可以顯著延長冷鮮羊肉的貨架期,對于羊肉貯藏保鮮具有深遠意義。
乳酸鏈球菌素(Nisin) 是一種多肽類化合物,含有多種氨基酸,是一種無毒、高效、安全的天然防腐劑,能夠抑制大多數(shù)革蘭氏陽性細菌。在實際應用時,一般先用濃度為0.02 mol/L的鹽酸溶液溶解,或用蒸餾水溶解后再加入到食品中[27]。
宋萌等人[28]探究在冷藏條件下噴涂不同保鮮液的新鮮豬肉的保鮮效果,結果表明,考慮綜合成本最佳保鮮配方由適宜濃度的乳酸鏈球菌素、殼聚糖、乳酸鈉、乳酸等組成。還有研究表明[29],在真空包裝鮮羊肉中加入乳酸鏈球菌素檢測各指標變化,結果發(fā)現(xiàn)鮮羊肉中菌落總數(shù)明顯減少,保鮮時間明顯延長。乳酸鏈球菌素單獨作用時不能達到更好的效果,但與乳酸聯(lián)合使用,結合氣調包裝對豬肉中的單增李斯特菌屬卻具有優(yōu)良的抑菌效果[30]。
現(xiàn)在,肉及肉制品中添加生物保鮮劑進行防腐已經(jīng)非常普遍,但是不同類型的生物保鮮劑發(fā)揮的作用各不相同,它們的抑菌機理也是不同的,因此在進行保鮮時應該結合不同的保鮮劑協(xié)同發(fā)揮作用,使單一保鮮劑能夠最大程度地發(fā)揮作用,也能很好地延長肉制品的貨架期。
肉制品營養(yǎng)豐富、產品多種多樣,對肉制品進行精美包裝,不僅可以激發(fā)人們的購買欲望,也能延長肉制品的貨架期。不同的肉制品需要的包裝材料和包裝方式也是不一樣的,具體視產品而定,但也得滿足消費者的需求,這對于肉制品的貯藏和在市場上的流通有著深遠意義。
3.1.1 塑料包裝材料
塑料包裝是肉制品中用的最多的一種包裝方式,它具有簡便快捷、成型性好等特點。常用的塑料包裝有尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等,肉制品包裝所用的塑料往往采用塑料與塑料、紙、錫箔經(jīng)復合而成的復合塑料薄膜。
在熟肉制品中應用最為廣泛的是聚偏二氯乙烯PVDC或乙烯-乙烯醇共聚物EVOH為中間層的復合塑料包裝材料,其阻隔性能高,能最大程度地延長肉制品的保質期[31]。高阻隔包裝材料在肉類制品中應用廣泛,具有高阻隔性、耐熱性好、無污染、保鮮效果好等優(yōu)點,比傳統(tǒng)單層包裝更有優(yōu)勢。如聚偏氯乙烯常用在火腿和臘腸片的包裝上,阻隔性能好,能有效阻隔氧氣進入,防止火腿氧化變質,能最大程度延長熟肉制品的保質期等[32]。有學者研究發(fā)現(xiàn)[33],低透氧率的聚偏二氯乙烯的包裝材料用在肉品保鮮上,可以明顯減緩蛋白質氧化、脂質氧化,起到更好的保鮮效果。因此,實際生產過程中只有中或低透氧率的包裝材料才能更好地延長肉制品的保質期。
3.1.2 金屬包裝材料
肉制品包裝中最常見的2種金屬包裝材料是鐵和鋁,屬于金屬包裝的有魚罐頭、牛肉罐頭、午餐肉罐頭等,肉類罐頭在市場上流通不便,而且貯藏過程中也會發(fā)生脂肪氧化,導致硫代巴比妥酸值、過氧化值等升高,從而腐敗變質[34]。另外,金屬罐頭易脹罐也易導致肉制品變質。因此,肉制品用金屬材料包裝在市場上比較少,不是非常普遍。
3.1.3 納米及可食性薄膜新型復合包裝材料
可食性等新型復合包裝材料因其可食性、綠色無污染、保鮮效果好等現(xiàn)已被廣泛應用到火腿、香腸等包裝中,而高新技術納米材料作為一種新的時代產物也逐步進入食品包裝行業(yè)的舞臺[35-36]。
可食性包裝材料,由動植物中對人體有益的成分,如蛋白質、脂質、淀粉等制成的單一性薄膜,或由它們混合制成的復合性薄膜[37]。可食性薄膜種類繁多,現(xiàn)在常見的有多糖膜、蛋白質膜、脂質膜、復合膜等,不同類型的薄膜功能性也會不同。Vargas M等人[38]在研究香腸的貯藏品質中,應用明膠、卡拉膠、蜂蠟、豬油復合可食膜,與對照組相比,香腸的水分損失明顯減少。徐明銳等人[39]在研究兔肉冷藏期間品質特性時應用玉米淀粉-殼聚糖可食膜。結果表明,玉米淀粉-殼聚糖可食膜可以有效抑制脂質氧化、蛋白氧化,具有良好的保鮮效果。
綜上可知,可食用膜方便可食用,還能阻隔空氣抑制雜菌污染,有研究表明可食用膜結合天然防腐劑或氣調包裝或真空包裝保鮮技術能讓肉制品的保水性更好,保證產品品質,延長貨架期。
3.2.1 普通包裝
普通包裝是用塑料薄膜對肉制品進行簡單保護,常見的有保鮮膜包裝和托盤包裝,它只能起到簡單的隔絕空氣、防止雜物污染,不能顯著延長肉制品的保質期,較氣調包裝和真空包裝相比效果略差。
任玲[40]采用保鮮膜包裝研究鹿肉豬肉復合發(fā)酵香腸時得出,在貯藏結束后香腸表面出現(xiàn)了一層白色的菌落,有哈喇味,切開后腸的彈性、膠黏性和咀嚼性卻顯著下降,相比之下真空包裝的發(fā)酵香腸并未出現(xiàn)這些現(xiàn)象。托盤包裝常用在生鮮肉貯藏銷售過程中,劉笑笑等人[41]以真空包裝為對照,對延邊牛肉進行托盤包裝,定期測定pH值、揮發(fā)性鹽基氮值、表面顏色、菌落總數(shù)4項指標,結果可知真空包裝的保鮮效果明顯優(yōu)于托盤包裝,保質期顯著延長。
普通包裝只能起到暫時的保鮮作用,并沒有完全隔絕氧氣,脂質、蛋白質氧化仍然在進行,會導致肉類制品腐敗變質,因此普通包裝不是理想的包裝方式。
3.2.2 真空包裝
近年來,真空包裝因安全、綠色低碳等優(yōu)于普通包裝而成為最常用、最普遍的包裝方式。例如,扶慶權等人[42]研究了包裝方式對宰后牛肉成熟過程中食用品質的影響,在以真空包裝為對照組的情況下,托盤包裝和氣調包裝有助于改善牛肉色澤,但對牛肉嫩度和水分分布狀態(tài)沒有太大影響。董福凱等人[43]以生鮮牛里脊為原料,對其進行托盤包裝和真空包裝,于0~4℃及-1.5~0℃2種環(huán)境下貯藏,定期檢測指標變化,結果表明,真空包裝汁液流失嚴重,但能改善牛排品質、延長貯藏期。姚堯等人[44]研究包裝方式對冷鮮雞肉貯藏品質的影響,測定結果顯示,在貯藏過程中真空包裝的各項指標值等明顯優(yōu)于托盤包裝。
但是,真空包裝時也有缺陷,如在真空包裝生鮮肉時會導致肉的汁液流失,Stasiewicz M等人[45]研究發(fā)現(xiàn)真空包裝下的香腸由于受壓力影響,汁液流失相對于氣調包裝較明顯。因此,在進行生鮮肉和熟肉包裝時應盡量降低汁液損失才能更好地保證貨架期。
真空包裝應當選擇特殊包裝材料或者結合高溫或巴氏殺菌技術,才能更好地抑制微生物的生長繁殖,從而保證肉制品的食用品質及安全。
3.2.3 氣調包裝
氣調包裝是將食品周圍的空氣抽盡,再充入不同組合、不同比例的氣體成分,改變食品周圍氣體環(huán)境,隔絕外來微生物的一種包裝方式。氣調包裝主要的氣體為氮氣、二氧化碳、氧氣等及其他氣體成分,不同種類、不同比例的氣體發(fā)揮的作用也不同。例如,蔡歡歡[46]將氣調結合TiO2光催化技術用于研究其對冷藏過程中豬肉品質的影響,結果發(fā)現(xiàn)適宜的氣體比例為55%O2+20%CO2+25%N2,結合光催化技術減緩了腐敗進程,比單獨使用氣調包裝時保質期延長且降低了菌落總數(shù)和TVB-N值。
氣調包裝單獨使用時能起到一定的保鮮效果,但在結合其他復合保鮮劑或包裝方式時能夠大大改善其保鮮效果。顧勝[47]研究氣調包裝結合復配防腐劑對醬牛肉的保鮮效果,得出結合復配防腐劑能更好地保持醬牛肉的風味與品質。
為了確保肉制品的食用品質,應根據(jù)不同的包裝材料選擇不同的包裝方式,也可將氣調包裝或真空包裝與其他保鮮手段結合共同發(fā)揮作用。
對肉制品來說低溫貯藏是最佳的貯藏方式,低溫可以延緩脂質、蛋白質等的氧化,使酶活性降低,減緩厭氧微生物繁殖速度,延長保質期。低溫貯藏分為2種,一種是0~4℃冷藏,一種是-18℃或者更低溫度凍藏,具體選擇哪種貯藏方式需要根據(jù)產品而定。例如,袁乙平等人[48]采用低場核磁共振技術研究牦牛肉經(jīng)真空包裝在低溫下貯藏后的品質,結果發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長,蛋白質溶解度、TBARS值不斷增加。因此,為了更好地保證食用品質,肉制品應盡量放在低溫下貯藏。
目前,市場上肉制品種類繁多,品質參差不齊,保鮮技術對其產品并不是都能很好地應用。而且,市場上大多數(shù)肉制品包裝方式或包裝材料不恰當,冷藏鏈系統(tǒng)尚不完善,導致達不到想要的保鮮效果。另外,我國現(xiàn)有的保鮮機械設備和技術方面還不能達到肉制品保鮮的要求,有待進步提高。在對肉制品保鮮時,前處理和加工過程沒有嚴格控制把關,往往導致二次污染,即使使用保鮮技術后也無法達到相應的效果,因此,應綜合多種保鮮技術協(xié)同發(fā)揮作用。
我國地域遼闊,人口眾多,分布不均,但由于肉制品的生產加工、貯藏、流通的影響,限制了低溫肉制品的發(fā)展,急需解決肉制品保鮮技術的問題,上面已陳述了幾種常用的肉品保鮮技術,但都各有優(yōu)缺點,因此,今后的保鮮技術研究需從肉制品本身、加工中污染微生物、外界環(huán)境因素等多方面、立體式、全方位綜合考慮,單一的保鮮技術還存在一定缺陷,應使用柵欄技術,也就是多種保鮮技術共同使用,發(fā)揮它們之間的協(xié)同作用,這必將成為肉制品保鮮發(fā)展的新趨勢。