多靶栅栏因子技术在肉类制品中的应用

袁洋

德国人Leistner和Roble于1976年首先提出微生物的栅栏技术，其机理是利用多种内外因素或保藏技术来控制肉类食品中微生物的生长，将能够抑制腐败菌生长、控制食物腐败变质的因素确定为栅栏因子。因此，为了保障食品的安全卫生，必须阻止微生物生长繁殖的栅栏因子。

在食品防腐中，栅栏因子技术的应用较为广泛，多因子的栅栏技术作用效果可望超过单个因素，如能发挥这些栅栏因子的协同作用，让食品中微生物细胞的多种目标接受对栅栏因子如pH、Aw、酶系统和细胞膜的作用，就可运用多种手段联合破坏微生物的内平衡，使栅栏因子相互协作从而发挥效能。几个强度较低的栅栏因子起到的防腐作用要强于单个高强度的栅栏因子，这更有益于食品的保质。

目前，己确认的防腐保质因子（栅栏）已有12类总计数十余个，主要有：压力，分为高压和低压；温度，包括高温或低温；pH，包括高酸度或低酸度；aw，包括高水分活度或低水分活度；气调，包括CO2、O2、N2等；微结构，包括乳化法、固态发酵法等；辐照，包括紫外、微波、放射性辐照等；Eh，包括高氧化还原值或低氧化还原值；竞争性菌群，包括乳酸菌等优势菌群；包装，包括真空包装、活性包装、无菌包装、涂膜包装等；物理加工法，包括阻抗热处理、高频能量、振动磁场、荧光处理、超声处理等；防腐剂，包括乳酸盐、醋酸盐、山梨酸盐、抗坏血酸盐、磷酸盐、联二苯、壳三糖、亚硝酸盐、熏烟、臭氧、次氯酸盐等。以上这些均可用于保证食品微生物稳定性以及改进产品质量。

在肉制品中，运用添加天然抑菌剂和抗氧化剂、真空技术、辐照技术等栅栏因子，使其组合，发挥最佳协同作用，多靶抑制腐败菌的生长，可以达到改善食品感官品质、有效保护营养素、保障食品安全与卫生、延长保质期的目的。

一、天然保鲜防腐剂

食品使用化学防腐剂的技术由来已久，但消费者越来越追求食品的天然、安全，因此发展天然防腐剂成为一种全球性趋势。

天然抑菌剂主要来源于微生物、动物和植物，包括nisin、茶多酚、溶菌酶、蜂胶、纳他霉素、鱼精蛋白、壳聚糖、香精油等。天然保鲜防腐剂能被人体正常代谢，积聚量较少或基本不会在人体积聚。由于各类肉制品存在的残存菌不一，天然防腐剂的抑菌谱也有区别。

茶多酚（tea polyphenols）作为一种广谱、强效、低毒的抑菌剂已经被世界上许多学者所公认，其分子式为C22H18O11，相对分子质量为458，它是以绿茶为原料经过萃取法、沉淀法制取的。茶多酚的主要成分为儿茶素、黄酮、花青素、酚酸及等化合物，其中儿茶素占茶多酚总量的60%-80%。在众多的抑菌试验中，人们发现茶多酚对普通变形杆菌（Proteusbacillusvulgaris）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）、变形链球菌（Streptococcus mutans）、肉毒杆菌（Clostridium botulinum）、乳酸杆菌（Lactobacillaceae bacteria）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）、大肠杆菌（Enterobacter coli）、肠炎沙门氏菌（Salmonella enteritidis）、福氏痢疾杆菌（Fs dysentery bacillus）、伤寒杆菌（Salmonella enterica）等均有效，尤其对肠道致病菌具有较强的抑制和杀伤作用。因此，茶多酚广泛用于动植物油脂、水产品、饮料、糖果、乳制品、油炸制品、调味品及功能性食品中，发挥抗氧化、防腐保鲜、护色、消除异味、改善食品风味等多种作用。

nisin即乳酸链球菌素，是由乳酸链球菌所生成的多肽抗菌类物质，无毒、无副作用，对热稳定。其相对分子质量为3348，分子式为C143H228N42O37S7，是目前唯一被允许作为肉食品抑菌剂使用的细菌素。其抑菌范围主要针对革兰氏阳性菌，特别是芽孢杆菌（Bacillus）和梭状芽孢杆菌（Bacillus prazmowski），对酵母、霉菌和革兰氏阴性菌无作用。FAO/WHO（2001）规定，nisin的ADI为33000IU/kg，安全性为“完全无毒”等级。

壳聚糖（chitin）即脱乙酰甲壳质，分子式为C30H50N4O19，相对分子质量为770.73。壳聚糖是含氮多糖类物质，含氮量约为7%。壳聚糖对大肠杆菌（Enterobacter coli）、荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）、普通变形杆菌（Proteusbacillus vulgaris）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等有很好的抑制作用。

二、天然抗氧化剂

食品在贮藏运输过程中，氧化是导致食品变质的重要因素之一。抗氧化剂按来源有天然与人工合成之分，目前化学合成的抗氧化剂仍占主导地位，但人们对合成抗氧化剂是否影响健康还心存疑虑。如日本于1981年发现BHA对大鼠前胃有致癌作用，FAO/WHO认为，只有大剂量BHA才会使大鼠前胃致癌；PG等能够导致某些人患胃炎和皮膚炎，引发哮喘和对阿司匹林过敏。

天然抗氧化剂不仅能起到抗氧化的效果，还具有保健功用。如维生素E对癌症、老年病的预防效果显著，多酚类化合物对心血管疾病有防治作用。

维生素C以葡萄糖为原料，经过氢化、发酵氧化等程序制得。合理剂量的维生素C对人体无毒性作用，ADI为0-15mg/kg。维生素C能与氧结合，抑制对氧敏感的食物成分的氧化，可还原高价金属离子，还能解毒、维持毛细血管通透性。

迷迭香提取物是从鼠尾草属植物迷迭香的叶和嫩茎中分离出来的抗氧化剂，迷迭香提取物主要成分是鼠尾藻酚、迷迭香酚及其他二萜类化合物，有报道称其对防止油脂氧化、保持肉制品风味有显著作用。

维生素E可防止动植物组织内脂溶性成分的氧化变质。维生素E对动物油脂的抗氧化效果要优于植物油脂，BHA在猪油加热至200℃保持2h则100%挥发，而维生素E在猪油加热至220℃保持3h仅损失50%。近年研究表明，维生素E还有阻止咸肉中产生致癌物亚硝胺的作用。

三、气调包装技术

气调包装（MAP）可延长产品的货架期，其使用的置换气体一般由N2和CO2混合组成，如对牛肉火腿切片采用40%N2+60%CO2的气调包装。引起气调包装食品腐败变质的微生物大部分属于嗜温微生物，以埃希氏大肠杆菌为例，其最低生长温度为10℃，最适合生长温度为37℃，因此一般采用冷冻、冷藏的方法来贮藏这类加工制品。气调包装也可以与其它方法联合使用。

四、食品辐照技术

食品辐照技术是核技术利用领域的食品保藏技术，原理是利用电离射线处理物理效应、化学效应及生物效应，使食品保藏期延长，具有安全可靠、能保持食品良好感官品质等特点，目前得到越来越多的应用。至今为止，包括我国在内，已有54个国家批准了辐照食品，有46个国家和地区对此立法。

需要注意的是，辐照处理剂量如过低则达不到保藏效果，剂量过高则会使油脂氧化，而且并不是所有食物都可采用辐照技术。因此，如何更好选取剂量以及与其他方法结合使用有待解决。