（农产品加工及贮藏工程专业论文）超高压和天然抑菌剂对低温火腿肠保鲜效果的研究.pdf

超高压和天然抑菌剂对低温火腿肠保鲜效果的研究 摘要 超高压处理( h p p ) 和天然抑菌剂均有利于提高低温火腿肠的贮藏特性。本研究 通过添加n i s i n 和乳酸钠，并借助超高压对低温火腿肠进行改性加工及延长其贮藏时 间。通过单因素试验考察n i s i n 浓度、乳酸钠浓度、压力和保压时间对低温火腿肠贮 藏特性( 菌落总数、持水性、色泽和质构) 的影响；并通过全面试验考察n i s i n 协同 乳酸钠的综合影响；通过正交试验考察了h p p 协同复合抑菌剂的综合影响。 试验研究结果表明：( 1 ) 添加0 o l 0 0 2 的n i s i n 和l 3 的乳酸钠均可有效延 长低温火腿肠的贮藏时间：添加3 的乳酸钠可显著提高火腿肠的持水性、硬度和咀 嚼性；n i s i n 和乳酸钠对火腿肠的色泽影响均不显著；n i s i n 和乳酸钠联合使用效果优 于使用单一条件，两者的最佳组合为n i s i n0 0 2 和乳酸钠3 ，可将低温火腿肠贮藏 2 2 天。( 2 ) 3 0 0m p a 及以上的压力处理可有效延长低温火腿肠的贮藏时间；3 0 0m p a 、 2 0m i n 处理可显著提高火腿肠的持水性、硬度和咀嚼性；随着加压水平的提高和保压 时间的延长，火腿肠的三牛值依次显著增加，而口母值和6 木值依次显著减小，冷藏1 5 天后三水值和b 木值与初始处理组相比显著增加、口水值显著减小。( 3 ) 影响h p p 和复合 天然抑菌剂综合评分的主次因素顺序是：压力 保压时间 乳酸钠浓度 n i s i n 浓度， 四者较佳组合为压力4 0 0m p a 、保压时间2 0m i n 、n i s i n0 0 1 和乳酸钠3 ，可将低 温火腿肠贮藏3 6 天。 关键词：超高压 n i s i n乳酸钠 低温火腿肠贮藏特性 e f f e c to fh i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n ga n dn a t u r a la n t i m i c r o b i a l so n p r e s e r v a t i o no fl o w - t e m p e r a t u r es a u s a g e a b s t r c t h i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g ( h p p ) a n dn a t u r a la n t i m i c r o b i a l sa r eb e n e f i c i a lt ot h e s t o r a g ep r o p e r t yo fl o w - t e m p e r a t u r es a u s a g e i nt h i ss t u d y ，t h ea d d i t i o no fn i s i n ，s o d i u m l a c t a t ea n dh p pw e r eu s e dt oe x t e n di t ss t o r a g et i m e t h ee f f e c t so fn i s i n ，s o d i u ml a c t a t e a n dh p po nt h es t o r a g ep r o p e r t i e si n c l u d i n gt o t a lc o l o n i e s ，w a t e r - b i n d i n gc a p a c i t y , c o l o r a n dt e x t u r eo fl o w t e m p e r a t u r es a u s a g ew e r ei n v e s t i g a t e dv i as i n g l e f a c t o re x p e r i m e n t s y n t h e s i se f f e c to fn i s i na n ds o d i u ml a c t a t ew a si n v e s t i g a t e dv i ao r t h o g o n a le x p e r i m e n t s y n t h e s i se f f e c t so fh p pa n dt w on a t u r a la n t i m i c r o b i a l s ( n i s i na n ds o d i u ml a c t a t e ) w e r e i n v e s t i g a t e dv i ao r t h o g o n a le x p e r i m e n t t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ( 1 ) s t o r a g et i m eo fs a u s a g ew a se x t e n d e de f f e c t i v e l yb ya d d e d 0 0 1 - 0 0 2 n i s i no rl 3 s o d i u ml a c t a t e w a t e r - b i n d i n gc a p a c i t y , h a r d n e s sa n dc h e w i n e s s o fs a u s a g ew e r ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l yb ya d d e d3 s o d i u ml a c t a t e c o l o ro fs a u s a g eh a d n oe v i d e n tv a r i a t i o ni nt h er a n g eo f0 0 1 - 0 0 2 n i s i na n d1 3 s o d i u ml a c t a t el e v e l s t h e c o m b i n e du s eo fn i s i na n ds o d i u ml a c t a t es h o w e db e t t e re f f e c t st h a ns i n g l e ，a n dt h e o p t i m u mc o m b i n a t i o nw a sf o u n dt ob e0 0 2 o fn i s i na n d3 o fl a c t a t ew h i c hc a n i m p r o v et h es t o r a g et i m et o2 2d a y s ( 2 ) s t o r a g et i m eo fs a u s a g ew a se x t e n d e de f f e c t i v e l y b yb e i n gp r e s s u r i z e du pt o3 0 0m p a w a t e r - b i n d i n gc a p a c i t y , h a r d n e s sa n dc h e w i n e s so f s a u s a g ew e r ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l yb yb e i n gp r e s s u r e df o r2 0m i na t3 0 0m p a l * - v a l u e i n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , 口球v a l u ea n db * - v a l u ed e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l ya sp r e s s u r e h o l d i n g t i m ew e r ei n c r e m e n t e d a f t e r15d a y so fr e f r i g e r a t i o n ，水v a l u ea n db * - v a l u ei n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l yw h i l ea * - v a l u e sd e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( 3 ) t h ei m p o r t a n to r d e ro f t h ef a c t o r s t h a ta f f e c t s y n t h e s i s e v a l u a t i o nw e r ep r e s s u r el e v e l ，h o l d i n gt i m e ，s o d i u ml a c t a t e c o n c e n t r a t i o na n dn i s i nc o n c e n t r a t i o n t h eo p t i m u mp r o c e s sc o n d i t i o n sw e r ef o u n dt ob e 4 0 0m p ao fp r e s s u r el e v e l 2 0m i no fh o l d i n gt i m e ，o 0 1 o fn i s i na n d3 o fs o d i u m l a c t a t ew h i c hc a ni m p r o v et h es t o r a g et i m et o3 6d a y s k e y w o r d s ：h i g hp r e s s u r e ；n i s i n ；s o d i u ml a c t a t e ；l o w - t e m p e r a t u r es a u s a g e ；s t o r a g e p r o p e r t y 插图清单 图2 1t p a 测试曲线1 4 图3 1n i s i n 浓度对对不同冷藏时间内肉制品菌落总数的影响1 5 图3 2 乳酸钠浓度对对不同冷藏时间内肉制品菌落总数的影响1 6 图3 3n i s i n 浓度对肉制品c l 的影响1 6 图3 4 n i s i n 浓度对对不同冷藏时间内肉制品w h c 的影响1 7 图3 5 乳酸钠浓度对肉制品c l 的影响1 7 图3 - 6 乳酸钠浓度对不同冷藏时间内肉制品w h c 的影响18 图3 7n i s i n 浓度对不同冷藏时间内肉制品硬度的影响2 0 图3 8n i s i n 浓度对不同冷藏时间内肉制品咀嚼性的影响2 0 图3 - 9 乳酸钠浓度对不同冷藏时间内肉制品硬度的影响2 1 图3 1 0 乳酸钠浓度对不同冷藏时间内肉制品咀嚼性的影响“2 1 图4 1 压力对不同冷藏时间内肉制品菌落总数的影响一：i 2 4 图4 2 保压时间对不同冷藏时间内肉制品菌落总数的影响2 5 图4 3 压力对肉制品c l 的影响2 5 图4 4 压力对不同冷藏时间内肉制品w h c 的影响2 6 图4 5 保压时间对肉制品c l 的影响”2 7 图4 - 6 保压时间对不同冷藏时间内样品w h c 的影响，2 7 图4 7 压力对不同冷藏时间内肉制品硬度的影响3 0 图4 8 压力对不同冷藏时间内肉制品咀嚼性的影响3 0 图4 - 9 保压时间对不同冷藏时间内肉制品硬度的影响3 1 图4 1 0 保压时间对不同冷藏时间内肉制品咀嚼性的影响3 1 表格清单 表3 1n i s i n 浓度对不同冷藏时间内火腿肠色泽的影响1 9 表3 2 乳酸钠浓度对不同冷藏时间内火腿肠色泽的影响1 9 表3 3 全面试验中火腿肠菌落总数( c f u 5 9 ) 随冷藏时间的变化2 2 表3 - 4 全面试验综合评分2 3 表4 1 压力对不同冷藏时间内火腿肠色泽的影响2 8 表4 2 保压时间对不同冷藏时间内火腿肠色泽的影响2 9 表5 1h p p 与复合天然抑菌剂对火腿肠中菌落总数的影响结果3 3 表5 - 2h p p 与复合天然抑菌剂对火腿肠第3 6 天菌落总数的极差分析结果3 3 表5 3h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠第3 6 天菌落总数的方差分析结果3 4 表5 4h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠持水性的影响结果3 4 表5 5h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠持水性的极差分析结果3 5 表5 - 6h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠c l 的方差分析结果3 5 表5 7h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠w h c 的方差分析结果3 6 表5 8h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠t w b c 的方差分析结果3 6 表5 - 9h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠色泽的正交试验结果3 6 表5 - 1 0h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠色泽的极差分析结果3 7 表5 - 1 1h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠亮度三牛值的方差分析结果”：”3 7 表5 1 2h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠彩度c 木值的方差分析结果”3 7 表5 1 3h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠质构的正交试验结果3 8 表5 - 1 4h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠质构的极差分析结果_ 3 8 表5 - 15h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠硬度的方差分析结果3 9 表5 1 6h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠咀嚼性的方差分析结果3 9 表5 - 1 7h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠贮藏特性综合评分结果4 0 表5 1 8h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠综合指标的方差分析结果4 0 表5 1 9h p p 和复合天然抑菌剂对火腿肠综合指标的验证试验结果_ 4 1 i x 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得金月里兰些态堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签字：徐签字日期：卯q 年中月日 签字日期：卯卅年牛月巧日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金g 墨些态堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金壁王些盔 堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名：貉、陟 签字日期：矽可年缈月巧日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：砷年争月谚百 电话： 邮编： 致谢 本论文是在我的导师陈从贵教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、研究重点 的确定到论文的定稿，都得到了陈老师的精心指点。在此，由衷感谢陈从贵老师在学 业指导及各方面所给予我的关心以及从言传身教中学到的为人品质和道德情操。老师 渊博的知识、严肃的科学态度、严谨的治学精神、精益求精的工作作风，深深地感染 和激励着我，使我受益匪浅。 同时，感谢吕顺老师、马道荣老师、方红美老师，是他们在试验过程中给予我热 情的帮助，让我能够顺利完成了试验研究。感谢孙高军老师和升华楼5 2 5 实验室的全 体同学，在我课程学习和论文撰写期间，给予我的大力支持。 真诚感谢我的家人，是他们给予我默默的支持和理解。 i v 作者：徐胜 2 0 0 9 年0 4 月0 7 日 第一章前言 1 1肉制品生产现状及发展趋势 1 1 1 肉制品生产现状 肉及肉制品是人体主要营养的重要来源，其消费数量和质量是直接反映人们生活 水平的重要指标之一。随着国民经济的发展，我国的肉类供给已经形成了以市场消费 为主导的总体格局，部分肉制品还出口到日本、东南亚等国家和地区，肉制品加工业 在国民经济中占据了十分重要的地位【。 作为世界肉类生产与消费的大国，经过二十多年的科技攻关与市场发展，我国肉 类市场规模逐年扩大，货源充足，品种多样，产品质量稳步提高，工业企业技改投入 加大，国际间技术交流与合作趋于频繁，经营管理水平得到提升。不少大型肉类企业 通过引进、吸收国外先进的管理理念、加工技术与生产装备，已先后实现了生产转型， 如河南双汇、山东金锣和得利斯、南京雨润、湖南唐人神集团等，特别是最近几年， 冷却保鲜肉、分割肉、低温肉制品等产品得到了大力推广，市场集中度有所增强，我 国己基本建立了以现代肉类工业为核心，涵盖畜禽养殖、屠宰及精深加工、冷藏储运、 批发配送、商品零售、肉类设备制造、相关高等教育与科研的完整产业体系，形成了 良好的产业基础。 但是，应当看到，我们过去比较强调养殖业，对a n - r - 业重视不够，而加工业的滞 后又制约了养殖业的发展，产业链中的生产与加工环节出现了不相协调的现象。目前 中国原料肉的加工转化率仅达8 - 9 ，远远低于发达国家3 0 4 0 的水平，而且约8 0 的肉制品出白手工作坊，高新技术手段在肉制品加工业的应用还十分薄弱；肉类全行 业企业经济运行情况不容乐观，2 0 0 4 年我国肉类全行业销售利润率平均仅为2 9 9 。 据中国肉类协会的数据，2 0 0 5 年度我国猪肉产量达至i j 5 0 1 0 万吨，占到全国肉类总产 量的6 4 7 ，熟肉制品超过4 0 0 万吨，占肉类总产量的1 0 ，而同期发达国家熟肉制 品已占到肉类总产量的5 0 以上。 目前，我国的肉类制品大体上可以分为两类：一类是具有中国传统风味的中式肉 制品，如金华火腿、德州扒鸡、广式腊肠、南京板鸭、道口烧鸡等5 0 0 多个名、特、 优产品；另一类是附带中国特色的西式肉制品，如香肠、火腿类、培根类、肉糕类、 肉冻类等，在中国只有1 5 0 多年的历史【2 j 。 然而由于近几年生猪价格过低、养猪饲料成本上升以及部分地区发生疫情等原 因，中国生猪生产价格指数先降后升，并导致2 0 0 7 年中国猪肉出现供应紧张、猪肉价 格上涨的局面【3 】，由此给我国的肉制品加工业及整个食品行业的发展带来很大的冲击。 1 1 2 我国肉制品的发展趋势 发展肉类加工业已受到我国政府的高度关注，我国食品工业“十一五”发展 规划纲要中明确提出：肉类总产量2 0 10 年将超过8 4 0 0 万吨，其中的肉制品产量 将达1 1 0 0 万吨，年均增长超过1 0 ：而猪肉总产量约占肉类总量的6 0 ，仍居 于绝对的主导地位。可见，我国肉制品的需求总量依然保持高速增长，猪肉加 工业的市场前景广阔，潜力巨大。发展我国肉制品加工业面临着难得的历史性 发展机遇。 随着市场经济的发展，我国肉制品的生产与消费将保持持续发展的态势。 据有关部门预测：到2 0 1o 年我国人口将达到14 亿，全国人均收入将在现有的 水平上提高一倍，肉类消费每年平均递增3 5 ，肉制品产量将增加一倍( 由 2 0 0 万吨增加到4 0 0 万吨) 。 目前我国肉肉类生产结构日趋合理，但总体还是呈现出“四多四少”的形式， 即：冻肉多、冷却保鲜肉少；生多、熟少：高温多、低温少；粗多、精少。这种结构 形式与发达国家相比还存在很大的差距，需要我们进行改进，开发出更多的低温肉制 品、冷鲜肉、熟肉制品和精加工产品。而据中国食品工业协会提供的信息，“十一 五”期间熟肉制品和肉肠类制品是我国下一步发展的重点【4 j 。 随着科技的进步和发展，越来越多的高新技术应用于肉制品的加工，如二 氧化碳萃取技术、超高压技术、膜技术、微波加热技术等等，如何将这些高新 技术更好的应用于实际生产中，缩小与发达国家的差距，已成为我国的科学工 作者当前迫在眉睫的一件事。 1 2低温肉制品及其保鲜技术研究进展 1 2 1低温肉制品简介 低温肉制品是近几年在肉制品加工中依据加热杀菌温度进行分类而得名 的，是指在常压下通过蒸、煮、熏、烤等加工过程，使肉制品的中心温度达到 7 5 8 5 的肉类产品。 经过高温加热后的肉制品，虽具有较长的货架期，但肉中蛋白质发生过度 变性，部分营养损失，肉纤维弹性变差，肉质不结实，伴有过熟味，+ 对肉制品 的风味和营养产生负面影响。相对于传统的高温加热的肉制品而言，低温肉制 品的加热温度一般在巴氏杀菌温度范围内，其加工过程中，蛋白质适度变性， 肉质结实，富有弹性，有咀嚼感、鲜嫩、脆软、多汁，最大限度地保持了原有 营养和固有的风味【5 】。世界发达国家现有的熟肉制品大部分都属于这类产品。 低温肉制品在我国起步较晚，又由于货架期较短的缺点，导致了低温肉制 品在市场的流通受到一定的限制，特别是广大农村和尚不具有冷藏链的中小城 市。但是由于它独特的优点，深受消费者的喜爱。今后随着冷藏链在中小城市 的普及和完善，人民生活水平的提高，对产品和营养方面的更高要求，以及随 着低温肉制品货架期的进一步延长，低温肉制品必将会有更大的发展p 嗡j 。 低温肉制品的货架期较短，主要是由于其加工温度较低，易受微生物污染 或残存微生物，加之低温肉制品营养丰富，属中性食品，因而其中的微生物很 2 容易大量生长繁殖而导致肉制品腐败变质。多年来，各国的研究人员一直在致 力于研究各种有效的肉类食品保鲜技术。研究证明，低温贮藏是控制肉类腐败 最经济最实用的手段，但目前认为，任何一种保鲜措施都有缺点，必须采用综 合保鲜技术，发挥各种保藏方法的优势，以达到优势互补、效果相乘的目的。 目前对低温肉制品的保鲜主要包括传统的保藏技术和现代的防腐保藏技术、 两个方面。 1 2 2 传统的保藏技术 传统的保藏技术主要包括以下几个方面：低温冷藏保鲜，是指将肉品保存在 略高于其冰点的温度下，通常是o 4 之间，这一范围内，除极小部分的嗜冷腐败菌 外，大部分的致病菌均停止繁殖。低水分活性( a w ) 保藏，大多数细菌只能在a w 高于 0 8 5 的基质中繁殖，当a w 降至0 7 0 时绝大多数微生物均被抑制，通过干燥处理或添加 食盐和糖类来降低微生物可以利用的水分是常见的低a w 保鲜方法，并且由此还可带来 特殊的风味而受到广大消费者的喜爱。加热处理保藏，对低温肉制品而言，主要 是在出厂前采用9 0 、1 0 - 1 5m i n 进行二次灭菌。烟熏保藏，肉制品加工中的烟 熏处理，除可以上色、增香、改善产品感官质量外，其熏烟中含有的醛、酸、酚类化 合物还具有抑菌作用，对于中间水分产品如中式腊肠、腌腊肉等同时伴有表面干燥和 热作用。但烟熏工艺的卫生安全性不容忽视，当烟熏物燃烧温度高于4 0 0 时有利于 有害物苯并芘及其环烃的形成，故最好采用间接烟熏法，通过烟发生器生烟，分离过 滤再进入熏制室，同时选择优质烟熏料【9 1 。发酵处理保藏，利用人工环境控制，伎 肉品中乳酸菌的生长占优势，将肉制品中碳水化合物转化成乳酸，降低产品的p h 值， 而抑制其它微生物的生长，研究表明发酵处理也需同其它保藏技术结合使用【l 。 1 2 3 现代防腐保藏技术 现代防腐保藏技术主要包括：添加防腐保鲜剂，包括化学防腐剂和天然防展 剂两个方面。化学防腐剂主要是各种有机酸及其盐类，在肉制品中常用的包括醋酸、 甲酸、柠檬酸、乳酸及其钠盐、抗坏血酸、山梨酸及其钾盐、磷酸盐等，许多试验已 经证明，这些酸单独或配合使用对延长肉的保藏期均有一定的效果；天然保鲜剂在未 全性上更易于为消费者所接受，也是现在国内外的一个研究热点，且将是防腐剂发展 的趋势，目前肉类中常用的天然防腐剂包括n i s i n 、茶多酚、香辛料提取物、溶菌酶、 壳聚糖等。气调包装，是用阻气性材料将肉类食品密封于一个改变了的气体环壤 中，从而抑制腐败微生物的生长繁殖及生化活性，达到延长货架期的目的。用于气调 包装的主要气体成分为0 2 、n 2 及c 0 2 ，最常用的气调包装方法是真空包装、脱氧包掣 和充气包装。辐射保鲜技术，利用利用原子能射线的辐射能来进行杀菌。食品辐 射联合委员会( e d f i ) 建议，各种主要肉食品均可用一亿拉德或更d , n 量辐射，这和 剂量不会引起毒理学危害。另外与此类似的还有微波和紫外杀菌。超高压处理。 1 3 超高压在肉制品加工中的应用研究 食品超高压技术( u l t r ah i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g ，u h p p ) ，可简称高压技术( h i g h p r e s s u r ep r o c e s s i n g ，h p p ) 或静水压技术( h i g hh y d r o s t a t i cp r e s s u r e ，h h p ) 。食品超高 压技术就是将食品原料包装后，密封于超高压容器中( 常以水或其他流体介质作为传 递压力的媒介物) ，利用1 0 0m p a 以上的压力( 常用的压力范围是1 0 0 1 0 0 0m p a ) ，在 一定的温度下加工适当的时间，引起食品成分非共价键( 氢键、离子键和疏水键等) 的破坏或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失活、变性和糊 化，并杀死食品中的细菌等微生物，从而达到食品灭菌j 保藏和加工的目的【i i i 。 1 3 1超高压对肉制品中微生物的影响 超高压杀菌技术是2 0 世纪9 0 年代南日本明治屋食品公司首创的杀菌方法，用于 延长肉的保藏期l l2 1 ，之后，各国学者相继展开了这方面的研究工作。 研究表明，超高压可以导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制 及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理功能，甚至使原有 功能破坏或发生不可逆变化。普遍认为，超高压损伤微生物的主要部位是细胞 膜，加压的细胞膜常表现出通透性的变化。如果细胞膜的通透性过大，将引起 细胞死亡【1 3 5 1 。总的来说，超高压对微生物的灭活是超高压对细胞作用的综合结果， 而不是抑制或破坏某一特殊细胞结构和功能刚。 与传统的热处理方法相比，该项新技术属于冷杀菌技术，可以在较低的温 度下杀死细菌，延长食品的贮藏期。超高压处理对食品作用均一、迅速，且无体 积和形状的限制，对风味物质、色素等小分子物质的天然结构无影响【l7 - 1 8 1 ；并 可很好地保留食物中的热敏性营养成分、原有的色香味等【1 9 1 ；并可使酶失活口0 。引】。 影响超高压杀菌效果的因素【2 2 】主要有以下几个方面：压力大小和加压时 间；施压方式；处理温度；微生物种类；食物本身的组成和添加物； p h 值；水分活度。 低温肉制品中营养丰富，易于滋生微生物，其种类主要有霉菌、大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌、肉毒梭状芽孢杆菌、李斯特菌、志贺氏菌、沙门氏菌和产气 杆菌等2 3 1 。 一般地，压力越高，超高压杀菌所需时间越短，杀菌效果越好；而且微生物不同， 其耐压能力各异，例如，真菌、g 。、g + 的耐压能力依次增科2 4 匕多数微生物经1 0 0m p a 以上压力处理即被杀灭，当压力达到3 0 0m p a 以上时，酵母、霉菌、病毒和大多数细 菌就会全部死亡【2 5 - 2 6 1 ，而对细菌芽胞的杀灭却需要6 0 0m p a 以上的压力 1 1 1 , 这在 实际生产中并不适用，通常需要使用一些协同办法。常用的协同办法有中温协 同、加压c 0 2 的协同、添加剂的协同、脉冲施压的协同。 1 3 2超高压对肉制品色泽的影响 肉制品的色泽是重要的食用品质之一，其颜色深浅与肌红蛋白含量的多少 有关。其中氧合肌红蛋白为鲜红色、肌红蛋白为紫红色、高铁肌红蛋白为褐色，它们 4 相互之间的比例决定着肉的颜色变化。肌红蛋白因氧化而变色的影响因素包括：氧分 压、肉组织对氧的消耗、高价离子的浓度、温度、光线、p h 、微生物种群以及压力【2 7 1 。 压力能导致肉颜色的改变，在通常情况下，经加压处理后肉的颜色会变亮，而红 度则会下降【2 引。有研究结果表明，高于2 0 0m p a 的压力可使碎牛肉的白度升高， 使肉的颜色变为灰白色，而3 0 0 - - 4 0 0m p a 压力作用下白度增加不明显【2 9 。圳；超 高压处理猪肉糜时也观察到类似结果1 3 。还有研究表明，1 0 条件下4 0 0 一5 0 0 m p a 的超高压处理牛肉糜1 0m i n ，可导致牛肉红度a 降低，肉的颜色变为灰褐 色；而且，2 0 0 - - - - 5 0 0m p a 的压力处理使得肌红蛋白的总提取量降低，而4 0 0 5 0 0m p a 的压力处理使得高铁肌红蛋白与氧合肌红蛋白的比例增加 3 0 1 。在无氧 状态下进行高压处理，肉的红色没有发生变化( 即亚铁肌红蛋白没有被氧化) ， 但是肉的白度增加。此外，在低脂肪或高脂肪的肉糜中也观察到了变白和颜色 发生褐变的现象。总之，加压处理都造成了肉制品亮度的提高，且亮度的提高随着 压力增加而增加。 过高的压力处理可以稳定肉样在贮存过程中的色泽。有研究报道i z 7 1 ，5 0 0 m p a 压力处理过的肉样，其+ 值、口+ 值和6 值在贮存中均不发生变化；而3 5 0 m p a 处理过的肉样在贮存过程中日值下降，渐变为褐色，直至形成类似于5 0 0 m p a 处理过的肉样颜色。 经过压力处理肉变色的原因【27 】：( 1 ) 压力范围在2 0 0 - 3 5 0m p a 之间的变白效 果( 三值增大) ，这可能是由于肌红蛋白中的珠蛋白变性或者亚铁血红素被取代或失 去所造成的：( 2 ) 压力超过4 0 0m p a 时失去红色( 臼值减小) ，这是由于亚铁肌红蛋 白氧化而变成高铁肌红蛋白所造成的。以上两个变化的发生更多取决于压力是否超过 了发生变化所需的压力阈值，而较少受压力作用时间的影响。 因而，对于红肉来说，在压力处理后进行煮制，随后再供销售或消费( 如即食肉 制品) 是可行的一种选择。而对腌肉或白色肉进行高压处理不会导致严重的变色问题。 1 3 3超高压对肉制品组织结构的影响 各种肌肉遭受高压处理后，会成为很硬和收缩的肉。然而，与未受处理的肉相比， 高压处理过的肉在煮制后更嫩，具有更高的水分含量，更低的剪切力值。这主要是由 于煮沸时的肉质收缩和汁液损失较少。感官检验也显示，压力处理过的肉质比对照肉 样更嫩。压力处理后肉质变嫩表明在加压处理过程中肌肉的肌节结构受损。 研究表明【3 2 】，鲜肉在僵硬发生前受到1 0 0 2 0 0m p a 的短暂高压处理，对于肉质嫩 化显著有效。在温度低于3 0 时，对僵硬发生后的肉进行1 0 0 - - 2 0 0m p a 高压处理， 嫩度、多汁性和剪切力值并没有改善。另一方面，高压( 1 5 0m p a ) 结合加热( 5 5 6 0 ) 对抵抗冷收缩带来的肉质硬化是很有效的。这种嫩化作用是由于肌原纤维结构 发生变化所造成的，而不是由结缔组织的变化造成。应用高达5 0 0m p a 的压力处理可 以在不需附加热处理的情况下使肉质嫩化，但这会改变肉的颜色和外观。因而，高压 处理对于肉质嫩化提供了潜在的方法，特别是对于腌肉、白色肉以及即食肉制品，因 为在这些情况下肉的颜色变化的缺陷可被忽略。 有学者认为1 3 3 - 3 4 1 ，超高压引起的肌原纤维碎断是由于f 肌动蛋白所组成的 细纤维丝的断裂而引起的，而超高压可导致f 一肌动蛋白、肌动球蛋白解离出链 状的f 肌动蛋白，再由链状解离为球状的g 肌动蛋白，从而使肌原纤维小片化。 目前，国内外的学者已在肌肉组织的超高压嫩化方面开展了大量的研究。 如国外的e l g a s i m 和k e n n i c k i 35 1 ，h a y a s h i t 3 6 1 ，s t e p h a n i ej u n g 3 7 1 等。国内也有靳 烨等1 3 引、白艳红【3 9 】等在利用超高压处理对牛、羊肉的嫩化进行了研究。 1 3 4 超高压对肉制品其它品质的影响 ( 1 ) 超高压对肉保水性、乳化性、黏结性的影响【l 】 生产肉制品时，在原料肉中添加食盐除了具有调味功能外，还赋予了肉制品必要 的保水性，乳化性和组织黏结性。这是由于作为肌肉结构蛋白的胶原纤维蛋白在高浓 度( 0 6 1 0 m o l l ) 食盐溶液中能部分溶解所致。铃木敏郎研究表明，超高压对肌原 纤维蛋白质的溶解有促进作用，例如在0 1 - - 0 2m o l lk c i 盐溶液中( 相当0 7 5 1 5 ) 常压下肌原纤维蛋白质不溶，若施以超高压即可充分溶解，在食盐溶液中进行高 压处理也可得到类似结果。又据m a c f a r l a n e 报道，添加1 食盐经超高压处理的牛肉泥 比添加3 食盐而未经超高压处理的黏结性好。b e r r y 报道制作调味牛排时采用1 0 0 m p a 超高压处理在不加食盐的情况下仍可制得具有优良组织结构的牛排。这些均表 明，超高压处理是开发低盐度新口感食品的有效手段。 ( 2 ) 超高压对肉食品风味的影响 牛肉经过成熟处理后，肉的味道和因加熟产生的香气会增强，其呈味和增香的 化合物主要由肉中的还原糖、氨基酸和多肽及肌苷等组成，这些化合物大多随着成熟 的进行而增多。超高压处理可以促进肉食的成熟，并改良产品的风味。 铃木敦士对牛肉进行加压处理，并测定冷藏条件下其中的风味物质成分，结果表 明，经3 0 0m p a 压力处理后，牛肉中的苯酚不溶物( p p m ) 含量最高，且再成熟7d 后 p p m 含量仍最高，其原因可能是压力破坏了肌肉中的溶酶体，使蛋白酶溶出，从而使 大量的蛋白质分解为氨基酸和多肽等物质。而且加压处理的牛肉中肌苷酸( i m p ) 的 含量比对照样稍高，当压力达至l j 3 0 0m p a 时，得到最大值，随后随压力的增加而下降。 目前利用超高压进行肉食品风味改良的产品有超高压火腿、超高压烤牛肉和超高 压鱼糜制品等l j 引。 1 4n i s i n 与乳酸钠在肉制品中的应用 1 4 1n i s i n 在肉制品中的应用 化学性食品防腐剂是抑制食品中有害微生物生长和延长食品贮藏期的有效因子， 如山梨酸盐、苯甲酸盐等，但其潜在的食品安全危害，也制约了含有此类物质食品的 消费。n i s i n 是一种多肽物质，是安全、高效、天然的肉食品防腐剂，对g + 菌具有很强 的抗菌效果；而且它极易被消化道中的蛋白酶水解，不改变肠道中的正常菌群，也不 6 会产生其它抗菌素出现的抗性、过敏问题【4 0 】：1 9 6 9 年f a o w h o 联合食品添加剂专家 委员会认证n i s i n 是一种安全、高效的天然食品防腐剂，1 9 8 8 年n i s i n 被美国f d a 认证为 g r a s ( g e n e r a l l yr e g a r d e da ss a f e ) 。我国也于1 9 9 0 年由卫生部食品监督厅签发了在 国内使用n i s i n 作为食品保鲜剂的合格证明书。到目前为至，n i s i n 作为食品防腐剂已经 在欧盟、美国等五十多个国家和地区广泛应用【4 1 1 。n i s i n 的耐酸、耐热性能优良。其溶 解性、稳定性都与溶液的p h 值密切相关。n i s i n 的溶解度随p h 值的下降而提高，p h 值 2 5 时溶解度为1 2 ，p h 值为5 0 时下降到4 ，在中性及碱性条件下几乎不溶解。实验 结果表明，n i s i n 在酸性条件下极为稳定，p h2 0 条件下可耐受高温处理( 1 2 1 ，1 5 r a i n ) ，而无活力损失，而在中性或碱性条件下即发生失活心j 。当n i s i n 力l l 入到牛奶、 肉汤等大分子食物中时，由于受到介质的保护，其稳定性还可大大增加。 n i s i n 能够抑制大部分革兰氏阳性菌及其产芽孢菌，如葡萄球菌、肠球菌、乳杆菌、 明串珠菌、李斯特氏菌等，特别对金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒杆菌抑菌作用 明显。而对革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌无效，但在一定的条件下( 如冷冻、加热、 降低p h 值和经e d t a 及其它表面活性剂处理) 对部分革兰氏阴性菌( 如沙门氏菌、大 肠杆菌、假单胞菌等) 也有致死作用。侯革非等 4 3 】研究了n i s i n 对豆奶中的枯草芽胞杆 菌、腊状芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌的抑菌效果，结果表明，不同p h 值、菌量及不 同菌株对n i s i n 抑菌效果有所不同，同一菌株在- 定p h 条件下，n i s i n 的最低抑制浓度 随原液中菌量的增加而提高。 目前，对于n i s i n 的抑菌机理存在几种不同的观点。( 1 ) 一种观点认为n i s i n 的杀 菌机制与脱氢丙氨酸( d h a ) 和b 一甲基脱氢丙氨酸( d h b ) 密切相关，因为n i s i n 中的d h a 和d h b f l 星, 够与敏感菌株细胞膜中某些酶的巯基发生作用，释放细胞质，造成敏感菌细 胞裂解】。( 2 ) 一种观点是，n i s i n 的作用机制主要是消耗敏感细胞的质子驱动力( p r o t o n m o t i v ef o r c e ，p m f ) ，可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖的生物合成，使细胞膜和磷脂化 合物的合成受阻，导致细胞内物质外泄，引起敏感细胞裂解【4 引。 ( 3 ) “孔道理论”， 不少学者认为n i s i n 的抑菌机制是因为n i s i n 是一个疏水的带正电荷的小肽，能与细胞膜 结合形成管道结构，使小分子和离子通过管道流失，造成细胞膜渗漏，膜内外能差消 失所致f 4 n 47 1 。目前，有两种模型可以解释n i s i n 侵入细胞膜内形成通透性孔道的原因： “桶一板模型( b a r r e l s t a v em o d e l ) ”和“楔形模型( w e d g em o d e l ) ”。这两种模型 都揭示通透性孔道的形成需要在能量的作用下完成。应用人工膜进行模拟研究表明， 在1 0m v 4 0m v 下，n i s i n 并不能诱导通透性产生；而在5 0m v - - - 8 0m v 时，人工膜的 通透性将增加几个数量级，孔洞的直径范围为0 2n m 1 2n n l ，将允许高分子量的亲 水性物质通过人工膜h 引。 传统的火腿、熏肉和香肠产生中，普遍使用亚硝酸盐、硝酸盐等发色剂来产生典 型的腌制红色和腌制风味，并抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长，但这些添加剂同时对人 体具有潜在的致癌危险。n l s m o e 有效控制肉制品中微生物的生长，尤其是抑制产生毒 素的肉毒梭状芽孢杆菌的活性，并且n i s i n 本身呈酸性，能降低周围介质的p h 值，因 7 而能降低残留的亚硝酸盐的含量，减少亚硝胺的形成。r a y m a n 等提出，n i s i n 可作为 一种有效的替代物，减少火腿中发色剂的用量。另外，在加工过程中，过分的热处理 会明显改变肉制品的质地及外观，加入n i s i n 后仅需4 5 的热处理即可延长其贮存期 4 9 1 。孔保华等【4 0 j 将n i s i n 添加于红肠中可显著降低细菌总数，并延长产品保存期。袁秋 萍研究表明，在香肠中n i s i n 添加量为0 3 k g ，绝大多数的革兰氏阳性菌受到抑制， 而且产品色、香、味不受影响：猪肉丝中添加0 4 8g k g n i s i n ，可取代山梨酸钾作防腐 剂，并能提高产品质量【5 0 1 。罗欣等【5 1 1 将n i s i n 首次用于牛肉冷却肉的保鲜。还连栋等【5 2 】 将n i s i n 用于扒鸡生产的研究表明，添j j i n i s i n 可降低杀菌温度，保质期达半年以上，并 且使扒鸡的口感得到改善。 1 4 2 乳酸钠在肉制品中的应用 乳酸钠是f d a ( 美国食品药品监督管理局) 规定的g r a s 添加剂，1 9 8 8 年u s d a ( 美国农业部) 允许在食品中添加乳酸钠作为风味剂( 添加量2 ) 和防腐剂( 添加量 4 8 ) 。1 9 9 2 年f s i s ( 美国食品安全检测局) 和u s d a 推荐屠宰场用乳酸等有机酸 喷淋去内脏前的胴体，以减少污染 5 3 1 。 乳酸钠在肉制品中已应用多年，可以改善产品的风味，延长产品的货架期，提高 微生物安全性等。到目前为止，其抑菌原理还未完全弄清楚，但主要有以下几个方面 的解释【5 4 巧6 】：( 1 ) 乳酸盐可以降低食品的水分活性， ( 2 ) 乳酸盐具有弱的脂溶性酸 的能力( 如二乳酸) ，以非解离形式通过细胞膜进人细胞内，然后在细胞内解离，酸 化细胞质，( 3 ) 我们通常认为乳酸盐的抑菌作用是上面两种解释共同作用的结果。 早在1 9 7 1 年就有报道，o 3 乳酸钠对蜡状芽孢杆菌( b a c i l l u sc e r e u s ) 、枯草杆菌 ( b s u b t i l i s ) 矛l 环状杆菌( b c i r c u l a n s ) 的生长即有抑制作用。完全抑制生长则需要1 2 的 乳酸钠添加量5 4 1 。乳酸钠可以降低嗜冷微生物、粪链球菌和肠细