非热杀菌技术及其在肉制品中的应用

2023-08-13◎王林，周微

现代食品 2023年10期

◎ 王林，周微

（新乡职业技术学院旅游学院，河南新乡 453000）

热杀菌、非热杀菌是食品加工行业中较为常用的杀菌方法。其中，热杀菌旨在消除任意潜在的病原微生物，减少腐败细菌。但除了消除微生物之外，热杀菌过程产生的热效应还会对肉制品中的营养成分、风味属性等造成不利影响，致使肉制品感官品质下降。而非热杀菌则是基于非加热的方法，以杀灭特定对象中的致病微生物，让微生物总量可符合标准的杀菌技术。将非热杀菌技术应用于肉制品中，不仅可消除微生物，还可充分保持肉制品的营养、色泽等品质，具有良好的应用前景。因此，本文对非热杀菌技术及其在肉制品中的应用进行了研究分析。

1 非热杀菌技术相关概述

1.1 非热杀菌技术的基本含义

传统热加工凭借其所能实现的杀灭腐败微生物、钝化酶效能，在食品中得到广泛应用。但热处理往往会让食品发生不良理化反应，不仅会使食品的感官特性受到不利影响，也可能会让相关生物活性化合物的含量或者生物利用度发生变化。而非热杀菌技术，主要指的是在非加热或低温条件下，利用外部因素作用于食品，依托物理反应或者化学反应让食品生物分子细胞膜、细胞壁或细胞相关功能属性发生转变，进而实现杀菌、钝酶，以及改变食品结构、功能特性的作用。不同于热加工会对食品品质造成不利影响，非热杀菌技术不仅可延长食品的货架期，还可保障食品的感官品质及营养成分[1]。非热杀菌技术涉及多门学科，包括微生物学、物理学、化学以及电子学等，其因所具备的一系列优势特征，被业界誉为21 世纪最具潜力的食品加工高新技术。

1.2 非热杀菌技术在食品行业的应用研究现状

面对全球化发展不断深入的挑战，以及公众对食品品质、营养要求的不断提升，非热杀菌技术除了可充分保持食品的天然品质外，还可改善食品功能特征，让食品更具营养价值，由此，非热杀菌技术成为食品加工行业的一大焦点及热点。在过往10 余年中，食品加工行业推广应用的非热杀菌技术包括超高压杀菌、辐照杀菌、超声杀菌等。近年，诸如高压二氧化碳、高压脉冲电场等新型非热杀菌技术，也逐渐被应用于各种食品研究中。非热杀菌技术应用优势在于其不仅不会改变食品原本的品质，还有助于提升食品生产效率，降低能耗，与当今时代倡导的绿色、健康发展理念相契合[2]。凭借这些应用优势，让非热杀菌技术受到了业界的广泛关注，广大研究人员对其展开了全面深入的研究，研究表明，非热杀菌技术对食品理化、感官等品质十分有效。

2 非热杀菌技术在肉制品中的实际应用

2.1 超高压杀菌在肉制品中的实际应用

超高压杀菌，主要指将水或者其他液体用作介质，以对密封于柔性容器中的食品进行处理，进而达到杀菌、破坏酶及改善食品结构特性的效果。因为超高压杀菌对生产设备提出了较高的要求，加之要投入较大的生产成本，所以当前应用该项非热杀菌技术的企业相对偏少，存在一定的应用局限性。对于超高压杀菌的杀菌机制而言，主要是依托改变微生物细胞蛋白质及酶结构，以此让酶的活性受到抑制，进而杀灭食品含有的各种致病菌、腐败菌，但对食品感官、营养价值不会构成影响[3]。

在高压条件下，肉制品氢键不会受到过多影响，因而肉制品中含有的营养物质、风味物质也不会出现过大的损失。超高压杀菌在肉制品中的应用，最早可追溯至20 世纪90年代日本Fujichiku 公司将其用以生产火腿。我国有研究人员通过研究得出，超高压杀菌能够破坏单增李斯特菌的细胞膜，让其细胞膜通透性发生转变，进而致其死亡。还有研究人员通过研究发现，超过300 MPa 的超高压处理，能够有效杀灭肉制品中的微生物、寄生虫，且不会对肉制品原有的营养成分、新鲜度造成破坏。国外有研究人员通过对切片腌牛肉、火腿开展超高压处理研究，得出肉制品乳酸菌的生长会受到抑制，且肠细菌、酵母变得无法正常生长。需要注意的是，单独将超高压杀菌应用于肉制品中存在一定局限性，难以彻底杀灭各种细菌[4]。而将超高压杀菌与其他相关方法结合应用，则可获得理想效果。国外有研究人员将超高压与超声波、加热技术联合应用，结果得出联合应用相较单一应用杀菌效果更为理想，并且能够延时损伤。

2.2 辐照杀菌在肉制品中的实际应用

辐照杀菌，主要是借助60Co、137Cs 等辐射源释放的射线辐射食品中的微生物，让微生物发生物理或者化学反应，进而达到抑制微生物生长或杀灭微生物的效果。对于辐照杀菌的杀菌机制而言，主要表现为3 大方面：①对细胞繁殖进行抑制。②破坏微生物细胞核，让其染色体、线粒体固化，进而将细胞杀灭。③通过γ 射线辐射微生物细胞，让原生质破裂，以此达到杀菌的目的。

辐照杀菌不仅可杀灭肉制品表面的微生物，还可有效杀灭肉制品内部的微生物。实践研究表明，辐照杀菌会对肉制品的风味、色泽等品质造成相应的不利影响。相关研究人员就辐照杀菌对冷却包装猪肉气味的影响展开研究，得出猪肉经辐照杀菌后产生的异味气体，主要来源于B 族维生素和含硫氨基酸。还有研究人员将辐照杀菌对冷冻羊肉的影响展开研究，得出经辐照杀菌处理后，冷冻羊肉中的致病菌可得到有效杀灭，以此有助于保障羊肉品质，但辐照杀菌同时存在让微生物数量重新增多、发生变异等问题，使得辐照杀菌在肉制品中的应用受到一定限制[5]。

2.3 超声波杀菌在肉制品中的实际应用

超声波杀菌，主要是依托传声介质相互作用产生的巨大能量，在极短时间内杀灭微生物。超声波杀菌的杀菌效力主要涉及空化作用、机械作用以及热作用等方面。

鉴于超声波杀菌不仅可在极短时间内完成对微生物的杀灭，还可对食品发挥均质、催陈、裂解大分子物质等作用，在液体物料中得到了广泛应用，而在肉制品中的应用则相对偏少。通常而言，超声波杀菌会与其他技术手段联合应用。比如，相关研究人员在对超声波杀菌对大肠杆菌细胞的影响研究中发现，通过超声波对大肠杆菌的特定处理，可有效提升细胞膜的通透性；在电功率300 W、90 s 时，细胞膜通透性明显提升，并让细胞内活性氧水平高、膜变脆、膜流动性变弱。还有研究指出，超声波杀菌与酶的联合应用，有助于杀灭诸如沙门氏菌、弯曲杆菌等食源性病菌在肉制品中生成的微生物膜。

2.4 微波杀菌在肉制品中的实际应用

微波，主要是指频率在300 ～300 000 MHz 之间（食品加工行业中通常为915 MHz、2 450 MHz）、波长在1 mm～1 m 之间的电磁波。基于微波的微波杀菌，主要适用于塑料、玻璃包装及导热性偏弱的食品等。如今，一些发达国家已将微波杀菌应用于肉品工业中。微波杀菌一般可分成非热效应微波杀菌和热效应微波杀菌。前者主要是指微波形成的电磁场让有害微生物内部分子发生变化，致使营养细胞死亡，进而达到杀菌的效果；后者主要是指微生物内部分子在微波电场影响下而发生剧烈震荡，使得分子之间摩擦产热，致使温度升高，进而达到杀菌的效果。

微波杀菌具备起效快、效果佳的优势，如今在软包装产品中得到了广泛应用。有研究人员将微波杀菌应用于软包装的酱牛肉，研究得出微波杀菌的杀菌效果与高压杀菌相近似，但其对肉制品营养成分、感官属性的影响要更小。还有研究人员将微波杀菌应用于兔肉产品加工中，提取出最理想的工艺条件为16 min，在延长货架期达到120 d 的同时，还可有效保证产品的品质。

2.5 低温等离子体杀菌

等离子体，作为物质固体、液体、气体3 种形态之外的第4 种状态，其属于惰性粒子与带电粒子的混合物。在充足的能量支撑下，任意物质均可转化成等离子体，依据其对应的压力及温度范围，可在特定条件下获取各种温度的等离子体。基于低温等离子体技术的灭活剂主要为电离气体，具体包括空气、氮气、氧气或者氩气等。对于低温等离子体的杀菌机制而言，其主要是凭借高反应活性，进行一个非热过程，不会让原料产生热变化。

低温等离子体杀菌在肉制品中的应用，可发挥杀灭病原体的作用，以此有效保障肉制品的安全性。实践研究表明，这一技术可实现杀灭多种微生物的功能，主要包括孢子、生物膜甚至病毒等。低温等离子体杀菌的应用优势，还表现为参与杀灭微生物的等离子体的成分呈不稳定状，因而它们不会存在于肉制品中，也不会对肉制品营养、感官特性构成明显影响。

2.6 高压脉冲电场杀菌在肉制品中的实际应用

高压脉冲电场杀菌，主要指利用2 个电极间形成的瞬时高压，以脉冲电场作用于食品，依托强电场作用，使微生物细胞膜被电击穿，让细胞膜破裂、细胞组织受损，进而达到杀菌的效果。当前，对于高压脉冲电场杀菌的杀菌机制而言，其同时涉及多项机制假说，具体包括细胞电穿孔理论、电崩解理论、空穴理论、粘弹性模型、电解产物效应等，其中，尤以细胞电穿孔理论、电崩解理论为大部分人员所接受。高压脉冲电场杀菌尤为适用于液体、半固体食品的加工处理，诸如牛乳、果汁、果浆、液体蛋等。