（食品科学专业论文）红肠的综合保鲜技术和真空包装红肠菌系的研究.pdf

摘要 低温肉制品的保鲜问题是长期以来我国肉类工业发展中急需解决的问题之一，同时 也是制约我省肉类加工企业发展的关键性问题。本论文以哈尔滨肉联厂生产的哈尔滨红 肠作为试验材料，研究了在常温下红肠的贮藏特性、不同的防腐保鲜方法对货架期的影 响以及把几种保鲜技术结合使用的防腐保鲜效果，并对红肠中的腐败菌进行了分离和初 步的鉴定。 首先，研究了初始菌数的不同对产品货架期的影响，试验结果表明：初始菌数高的 产品货架期要显著短于初始菌数低的产品。 选用山梨酸钾、乳酸钠、n i s i n 和双乙酸钠四种防腐剂分别添加到红肠中，进行单因 素试验，研究了添加单一防腐剂对产品贮藏特性和感官特性的影响。 采用了四因素三水平正交试验设计，把四种防腐剂复合使用，确定复合防腐剂的最 佳配比，结果为：山梨酸钾o 2 、乳酸钠4 、溶菌酶o 0 4 、n i s i n0 0 5 。 对真空包装红肠进行二次杀菌处理，确定了二次杀菌的最佳条件，试验结果表明： 杀菌温度为8 5 9 0 c ，杀菌时间为1 0 m i n ，杀菌次数为2 次的处理组杀菌效果最好。 对生产后的红肠进行壳聚糖涂膜处理，确定壳聚糖涂膜液的最佳浓度，试验结果表 明：脱乙酰度越高的壳聚糖抑菌效果越好，相同脱乙酰度的壳聚糖，浓度越高，抑菌效 果越好。 ( 在哈尔滨肉联厂实际的生产条件下，采用了几种不同的防腐保鲜方法对红肠进行处 理i 气式验结果表明：在良好的生产条件下，保证产品具有较低的初始菌数，再把添加复 合防腐剂和二次杀菌技术有机的结合在一起，可有效的延长红肠的保质期，使产品在 l5 2 0 的贮藏条件下，货架期达到9 0 天。 在不同贮藏期的红肠中，共分离得到9 株细菌，均为革兰氏阳性菌，其中3 株杆菌、 5 株球菌，l 株芽孢杆菌，根据菌落形态、菌体形态、染色特性和生理生化反应特性分析 结果，对它们进行了初步的鉴定。、 j 。、z ，。” i 关键词：红肠保9 、冀架期菌相缇互德 撇 j s t u d i e so i li n t e g r a t e dp r e s e r v a t i o n t e c h n i q u e sa n da r i a l y s i so f m i c r of l o r ao f v a c u u m p a c k a g e dr e d - s a u s a g e a b s t r a c t l i m i t e ds h e l f - l i f eo fl o w - t e m p e r a t u r e m e a t p r o d u c t s i so n eo ft h em o s t i m p o r t a n t p r o b l e m s i nm e a ti n d u s t r ya n da l s oaf a c t o rw h i c hr e s t r i c t st h e d e v e l o p m e n to fm e a t p r o c e s s i n gc o r p o r a t i o n i n h e i l o n g i a n g p r o v i n c e i nt h i s t h e s i s ，p h y s i o c h e m i c a ls t o r a g e c h a r a c t e r so fr e d - s a u s a g ew e r es t u d i e da tr o o mt e m p e r a t u r e d i f f e r e n tm e t h o d sw e r e i n v e s t i g a t e da n dc o m p a r e d w i t ht h ei n f l u e n c et ot h es h e l f - l i f e a ni n t e g r a t e dw a yt ok e e pt h e s a u s a g ef r e s ha tr o o mt e m p e r a t u r ew a sa l s os t u d i e d t h ec o m p o s i t i o no fm i c r o f l o r ad u r i n g s t o r a g e w a s a n a l y z e d f i r s lt h ee f f e c to f o r i g i n a lm i c r o b i a in u m b e r t h a tc o n t r i b u t e dt ot h es h e l f - l i f eo f d i f f e r e n t p r o d u c t sw a ss t u d i e d e x p e r i m e n tr e s u l ts h o w e dt h a tw i t hm o r eo r i g i n a lm i c r o b i a ln u m b e r t h e p r o d u c t s s h e l f - l i f ew a sm u c hm o r es h o r t e rt h a nt h el e s so n e 4k i n d so fa n t i s e p t i c s ，p o t a s s i m as o r b a t e ，s o d i u ml a c t a t e ，n i s i na n ds o d i u md i a c e t a t e w e r ea d d e di n t ot h e r e d - s a u s a g es e p a r a t e l y t h e i n f l u e n c et ot h e s i n g l ea n t i s e p t i c s p h y s i o c h e m i c a ls e n s o r yc h a r a c t e r sw a ss t u d i e db yas i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t a n o r t h o g o n a le x p e r i m e n td e s i g nw a su s e dt of i n dt h eo p t i m u mp r o p o r t i o no f4k i n d so f a n t i s e p t i c s t h i so p t i m u n lp r o p o r t i o nw a s ：0 2 p o t a s s i u ms o r b a t e ，4 s o d i u ml a c t a t e ， 0 0 4 l y s o z y m ea n do 0 5 n i s i n as e c o n dd i s i n f e c tm e t h o dw a su s e dt od i s p o s et h ev a c u u m p a c k a g e dr e d - s a u s a g e ，t h e o p t i m u mc o n d i t i o nw a st h a td i s i n f e c tt e m p e r a t u r ew a s8 5 9 0 ，t i m ew a s1 0 r a i n ，t w ot i m e s d i s i n f e c t t h ee f f e c to fd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o nc h i t o s a u sw a ss t u d i e d n l er e s u l t s h o w e dt h a t c h i t o s a n sh a dad i s t i n c tp r e s e r v a t i v ee f f e c t n l eh i g h o rd e a c e t y l a t i o nr a t e w a s ，t h eb e t t e r p r e s e r v a t i v ee f f e c t w i t has a m ed e a c e t y l a t i o nr a t e ，h i g h e rc o n c e n t r a t i o no fc h i t o s a n s ，b e t t e r p r e s e r v a t i o n i nt h ep r a c t i c a lp r o d u c ec o n d i t i o no f h a r b i nm e a tp r o d u c i n gm a n u f a c t u r e ，t h ee f f e c t so f d i f f e r e n td i s p o s a lm e t h o d sw e r es t u d i e d t h er e s u l ts h o w st h a tt h e p r o d u c t su n d e rag o o d m a n u f a c t u r i n gc o n d i t i o nw i t hl o wo r i g i n a lm i c r o b i a ln u m b e rw e r ep r o d u c e db ya d d i n gt h e a n t i s e p t i c sa n du s i n gad i s i n f e c tm e t h o dh a dl o n g e rs h e l f - l i f e t h es h e l f - l i f eo ft h er e d - s a u s a g ec o u l db e9 0d a y sa t1 5 - 2 0 1 1 1 em a j o r s p o i l a g eb a c t e r i ai nr e d - s a u s a g ew e r es e p a r a t e d p u r i f i e da n di d e n t i f i e di nt h e e x p e r i m e n t t h er e s u l tw a st h a tt h e r ew e r e3b a c i l l i ，5c o c c u sa n d1b a c i l l u s p o s t g r a d u a t e ：l i nl i n s p e c i a l t y ：f o o ds c i e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f k o n g b a o h u a k e y w o r d s ：r e d - s a u s a g e p r e s e r v a t i o ns h e l f - l i f e m i c r o f l o r a 1 本课题的立题背景 口 随着我国肉类加工业的迅速发展，越来越多的熟肉制品出现在人们的餐桌上，目前， 我国的熟肉制品可分为西式肉制品和中式肉制品。我国的西式肉制品是在8 0 年代初才开 始有较大规模生产的，如欧美各国所喜好的各式香肠及曾经风靡一时的蒸煮火腿肠等品 种，现在已占我国熟肉制品的6 0 左右，预计今后西式肉制品还会有较大的增长( 纳新， 1 9 9 9 ) 。 肉制品生产由于加热杀菌温度不同，可分为高温肉制品和低温肉制品。国际上尚未 有按加热温度高低对珏式肉制品进行的准确分类，按照我国的习惯，相对于1 2 1 进行 的高温高压加热灭菌肉制品来说，一般使用较低温度进行杀菌，并在严格的恒低温车间 制造、在低温条件贮存的肉制品称为低温肉制品。 但是，目前在我国西式肉制品的结构并不合理，较低档的高温杀菌火腿肠比例过大， 而较高档的低温产品比例却较小。根据有关肉类加工业的产业政策，低温肉制品将是我 国西式肉制品的发展趋势。据报道，目前世界各国现有的熟肉制品，如欧美各国的火腿 和香肠等，几乎都是低温肉制品。在德国高温灭菌的肉制品，除少量罐头制品外，几乎 没有，市场上能见到的熟肉制品都是需要冷藏的低温肉制品。而在我国市场上却主要是 高温肉制品，如我国1 9 9 6 年生产的肉制品中高温加热的火腿肠，达4 0 多万吨，占我国 西式肉制品中香肠类制品的大部分( 纳新，1 9 9 9 ) 。 高温加热肉制品如1 2 1 灭菌的优点是：可以杀死所有潜在的细菌，包括孢子，因 而在常温下有较长的货架期，较为适合中国目前冷藏链不完善的市场状况，特别适合广 大农村和中小城市，因而在过去的十几年间得到极大的发展。 低温肉制品是采用较低杀菌温度而产生的肉制品。它从自然加工开始，经过多年演 变，具有天然的合理性，低温加工过程中，肉类蛋白质获得满意的适度变性，同时也保 持了肉类纤维的弹性，使其具有良好的咀嚼感，低温肉制品可使肉制品原有的营养成分 得到很好的保留，风味和口感也比较好。 红肠是我国北方的一种肉类制品，属低温肉制品，因其具有浓郁香味、营养丰富和 携带方便等特点而深受广大消费者的喜爱，其产量在我省也位居肉制品之首，但由于产 品含水量较高，营养物质丰富，在贮存和销售中极易发生腐败，因而保存期短，特别是 在夏季，放置1 2 天就有变坏的危险。目前，省外许多传统名优产品如德州扒鸡、广式 腊肠、南京板鸭等都已经行销全国，而我省的红肠，却未能打到省外，因而开发具有我 省特色、保质期长的肉类制品具有的重要意义。 低温肉制品的货架期问题也是我国肉类工业长期以来急待解决的问题。尽管肉类食 品的保藏问题在经济发达国家得到了一定程度的解决，但在我国，特别是在一些中小城 市和广大农村，由于还没有形成较为完善的冷链系统，许多与肉类行业密切相关的行业， 如精细化工业和食品包装业等都与经济发达国家有较大的差距，所以在发达国家已经推 广的保藏技术无法直接在我国肉类行业中应用。目前，国内对肉类保鲜技术的研究多集 一刖 中在保鲜剂的使用方面，研究尚不够深入，尽管研究报道不少，但真正应用于生产实际 的很少，这说明还存在不少问题。 2 研究历史和现状 人类为了生存，一直关注着减少食品腐烂变质的方法，经过几个世纪的探索，找到 了盐腌、糖渍、醋渍、发酵等方法。到了近代。随着社会的发展，人民生活水平的提高， 传统的盐腌，糖渍，干制，罐藏等已不能满足人们生活的需要。现在人们需要的是常年 供应新鲜食品，所以，近年来食品保鲜贮藏技术迅速发展。食品的防腐、保鲜是- - n 综 合技术，也可以说是一项系统工程，防腐保鲜的效果是一个综合效果，不是哪一种手段 能单独达到的，防腐保鲜剂的使用，作为简便、易行、有效的方法，在粮食、水果、肉、 禽、蛋、水产等原料及其加工品的贮藏中，起了非常重要的作用，从防腐保鲜剂的应用 角度来说，它的作用的发挥与贮藏条件和食品本身的性质密切相关。 早在远古时代，当人们所收获的食物有了剩余，便产生了将食物贮藏起来的需求， 随着商品经济的产生和发展，人们将收获来的食物进行加工，以利贮藏和携带。在劳动 实践中，人们逐渐掌握了腌制、干燥、发酵、烟熏等食品加工处理方法。机器工业生产 的出现，商品经济的大发展，使食品加工业焕发了极大的生机，食品日益走向规模化、 方便、快速的发展道路。原有的贮藏方法已远远不能满足这种大生产的需要，引发食品 贮藏技术的飞跃发展，如高温灭菌、低温冷藏、食品添加剂等技术的应用，使生产出的 食品销往各地，满足千家万户的需要。近代的电磁、辐射等技术的发展并应用于食品工 业的贮藏，更是锦上添花，使食品的贮藏体系日趋完善，可满足不同的品质，不同要求 的食品贮藏的需要。 从化学组成上讲，肉类食品主要是e h 蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分及其它一些 微量成分，如维生素，色素及风味化合物等组成，形成肉制品特定的结构、颜色、风味 等特征。当受某些因素的影响，使肉类食品出现变色、变味以及表面变粘等不良变化时， 肉制品就发生了腐败。肉类食品的腐败变质是由于肉中的酶以及微生物的作用，使蛋白 质分解，脂肪氧化而引起的。微生物的大量繁殖是造成肉类食品腐败的最主要的原因。 当肉品表面的细菌数达到1 0 7 c f u c m 2 时，出现异味，细菌数达到1 0 8 c f u c m 2 时，肉制品 表面出现粘液。肉制品的理化特征、肉制品所污染的微生物的数量和种类及肉制品所处 的环境条件对肉类食品的腐败起决定作用。 肉制品的理化特性不仅影响腐败微生物的增殖速度，而且决定腐败的类型。众所周 知，肉类食品的p h 值与a w 值能够影响腐败微生物的生长繁殖，而肉类食品的化学组成 对腐败微生物的生长同样有着重要的影响。肉品腐败的初期，微生物只利用低分子量的 物质，因此肉中葡萄糖的浓度是决定腐败时间和腐败微生物类型的一个很重要的因素。 随着腐败的进行，当葡萄糖的供应不能满足腐败微生物的生长需求时，它们就会降解氨 基酸。并产生有恶臭味的副产物。不同类型的微生物由于其生物学特性的差异，因而其 代谢特征、代谢速度以及对于肉中成分的利用情况是不同的，从而产生不同的代谢产物， 造成肉类腐败的时间、腐败类型也不相同。 温度也是影响低温肉制品中微生物生长的因素，低温贮藏可以延缓细菌的生长而延 - 2 - 长货架期，但低温抑制微生物生长的程度因细菌种类的不同而不同。温度的改变不仅影 响微生物的生长速率，而且影响腐败微生物的组成。对于在厌氧条件下保存的真空包装 肉制品来说，低于2 0 。c 时，嗜冷的乳酸菌占据了优势地位，而在2 0 。c 时，肠杆菌占据了 优势，当温度上升到3 0 。c 以上时，嗜温的乳杆菌成为优势菌，如果肉毒梭菌存在于初始 菌群中时，它将成为优势菌。因而，真空包装肉制品最好进行低温贮藏，防止由于温度 的上升而使致病菌生长。目前，已有各种物理方法中，冷藏技术是其中最主要的方式。 现今，欧美等发达国家已建立起以冷链保藏为主的一整套肉类食品生产、运输和销售系 统，足以保证肉制品具有一定的货架期。冷链保藏技术即食品加工出来以后，从保藏、 运输、销售，直到消费的整个过程均处于冷藏温度下，这种措施称为冷藏链，自十九世 纪中叶人工制冷技术出现以来，该技术已在肉类行业中得到广泛的应用。 氧气是限制货架期的最主要的因素之一，肉制品中需氧的腐败菌和致病菌的生氏是 造成其货架期缩短的原因，真空包装是工厂中应用最普遍的改变包装内气体环境，延长 货架期，保持产品质量的方式。在真空包装中，需氧的p s e u d o m a n a s 受到抑制，而厌氧 和兼性厌氧的b r o c h o t h r i xt h e r m o s p h a c t a 和e n t e r o b a c t e r i a c e a e 成为主导腐败微生物。低 温无氧条件下，l a c t o b a c i l l u s 比b r o c h o t h r i xt h e r m o s p h a c t a 和e n t e r o b a c t e r 具有更快的生 长速度，因而乳酸杆菌成为真空包装肉类的优势菌( m a k e l ae ta 1 ，1 9 9 2 ) 。因此真空包 装的肉品的腐败主要是由于乳酸菌数量的迅速增长而引起的( e g a n ，1 9 8 0 ) 。乳酸菌具 有嗜冷、微需氧和抵抗亚硝酸盐与n a c i 的特性，因而真空包装的肉制品在低温条件下 贮藏时，它们仍能够生长( e g a n ，1 9 8 0 ；b u c h a n a n ，1 9 8 6 ) 。乳酸菌主要通过产气、产生 酸腐味、粘液及乳状渗出液导致肉品的腐败。 p h 值对细菌的繁殖影响也很大，多数细菌在p h 值7 左右最适宜繁殖，p h 值4 以 下或p h 值9 以上繁殖困难，所以，肉制品的最终p h 值对于防止肉制品腐败具有十分重 要的意义。宜于微生物生长的适宜p h 值是6 5 ，当肉制品p h 值降到一定酸度，即可比 在碱性条件下更能有效抑制、甚至杀灭不利微生物。在肉制品感官特性允许范围内，降 低其p h 值是有效的防腐法。通过加酸( 如肉冻肠) 或发酵( 如发酵香肠) 可降低肉制 品的p h 而防腐( 王卫，2 0 0 1 ) 。 在微生物和酶导致的肉制品腐败过程中，水的存在是必要因素，尤其是肉制品中的 游离水是微生物生长繁殖可利用的必需水源。肉制品中的游离水状况可从a 。值反映出， 游离水含量多，a w 值越高。肉制品中的大多数微生物只有在较高的a 。值才能迅速生长， 当a w 值低于09 5 时，大多数导致肉制品腐败变质的微生物和生长均可受阻。a w 值大于 0 9 6 的肉制品易腐，贮存的必要条件是低温；a w 值低于o 9 6 的肉制品较易贮存，低于 o 9 0 的，即使在常温条件下也可较长期贮存。降低肉制品的a w 值是延长其保存期的常用 的方法。表i 列出了根据a w 值和p h 值对肉制品可贮性进行的分类，及其所需的贮存温 度条件。 初始细菌数对货架期也有很大的影响，严格原料获取( 肉畜屠宰、分割初加工) 及 产品加工各个环节的卫生条件，使保证肉制品贮藏性的先决条件。肉类早期研究表明， 初始细菌量低的肉制品保存期可比初始细菌量高的产品长i 2 倍，肉制品中污染的微生 物越多，生长繁殖活力以及对加工中采用的各种杀菌抑菌方法的抵抗力就越强，肉制品 也就越容易变质腐败( 王卫，2 0 0 1 ) ，据报道，初始细菌数为6 5 卟 e m 2 的牛肉在o 条件 下贮藏，其货架期可达2 1 天，而初始细菌数为6 x 1 0 4 个e r a 2 牛肉仅能存放1 1 天。 表1 肉制品根据a w 值和p h 值分类及所需的贮藏温度条件( ：f 3 2 ，2 0 0 1 ) t a b l e1t h el a b e lo f m e a t p r o d u c t sa c c o r d i n g t oa w v a l u ea n d p h v a l u e 3 肉类食品的保鲜技术 肉类食品的腐败变质主要是由于肉中的酶以及微生物的作用，使蛋白质分解以及脂 肪氧化而引起的。肉类保鲜就是针对这几个腐败因素，采用不同的方法及方法组合，杀 死腐败微生物或抑制其在肉类食品中的生长繁殖，并控制脂肪氧化，从而达到延长肉类 食品货架期的目的。多年来，各国的研究人员一直都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有效的手段，除此之外，主要采取以 下几方面的措施： 3 1 防腐保鲜剂在肉类食品保鲜中的应用 防腐剂分为化学防腐剂和天然防腐剂，防腐保鲜剂经常与其它保鲜技术结合使用。 3 11 化学防腐保鲜剂 化学防腐剂主要是各种有机酸及其盐类，肉类保鲜中使用的有机酸包括甲酸、乙酸、 柠檬酸、乳酸及其钠盐、抗坏血酸、山梨酸及其钾盐、磷酸盐等，其中研究和使用最多 的是乳酸钠、山梨酸钾、双乙酸钠等。山梨酸钾在肉制品中的应用很广，抑菌作用主要 是在于它能与微生物酶系统中的巯基结合，从而破坏了许多重要的酶系，达到抑制微生 物增殖和防腐的目的( - a 保华，2 0 0 0 ) 。乳酸钠在国外已被广泛使用，但在国内的使用 还很有限，u s d a 认为乳酸钠是安全的，最大使用量高达4 。乳酸钠防腐的机理有两 个乳酸钠的添加可以降低产品的水分活性，从而抑制微生物的生长：乳酸根离子有抑 菌官能团。乳酸钠对鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用( 解纯刚，】9 9 9 ) 。 磷酸盐作为品质改良剂发挥其防腐保鲜作用，在肉制品中有以下的作用：明显提高肉制 品的保水力和粘着性：利用其螯和作用延缓制品的氧化酸败；增强防腐剂的抗菌效果。 董华强等人( 2 0 0 0 ) 采用0 1 的山梨酸钾处理结合真空包装，在常温下保鲜得心斋 4 “扎蹄”。郝教敏( 2 0 0 1 ) 等人用山梨酸钾、双乙酸钠结合真空包装延长了羊肉干的保 质期。张坤生( 1 9 9 9 ) 等人采用乳酸钠涂刷产品的表面，结合微波杀菌，延长了烧鸡的 保质期。孙京新等( 1 9 9 9 ) 将乳酸钠添加于茜式火腿，可将其货架期延长至3 5 天。于丽 娟( 1 9 9 9 ) 等人，采用0 2 苯甲酸钠、0 1 单辛酸甘油酯配合使用，延长了小肚的保存 期。王光华用不同浓度的醋酸、醋酸钠、乳酸、抗坏血酸、柠檬酸等配合喷淋，延长了 鲜肉的货架期。盂阳( 1 9 9 8 ) 采用单辛酸甘油酯( c 8 m g ) 与甘氨酸配合使用，进行了 红肠的保鲜。罗欣等( 1 9 9 8 ) 将丙酸钙应用于真空包装鲜牛肉的保鲜，结果表明，丙酸 钙对抑菌及延缓蛋白质分解效果明显。罗欣( 2 0 0 0 ) 等研究表明4 的乳酸钠与n i s i n 对 牛肉冷却肉的保鲜具有协同作用。 国外的一些肉及肉制品添加防腐剂的研究主要集中在山梨酸钾、乳酸钠、丙酸钙及 磷酸盐的应用。k o l s a r i c i 和c a n d o g a n ( 1 9 9 5 ) 采用了5 的山梨酸钾和3 的乳酸浸泡结 合真空包装应用于鸡肉的保藏。l a m k e y 等( 1 9 9 1 ) 采用了3 的乳酸钠添加到香肠中， 延长了香肠的保质期。国外学者将丙酸钙与乳酸钠结合使用，对抑制细菌生长，减少脂 质氧化效果明显( e c k r t ，1 9 9 7 ) 。m a c a ( 1 9 9 7 ) 的实验结果也证实了丙酸钙的抑菌作用。 国外将乳酸钠应用于肉制品的报道也很多( p a p a d o p o u l o s ，1 9 9 1 ) 。另外，将山梨酸钾、苯 甲酸钠、乙酸钠、磷酸盐等用于肉类食品的保鲜也有不少报道( k o l s a r i c i ，1 9 9 5 ；m e n d o n c a 1 9 8 9 ) 。 3 1 2 天然防腐保鲜剂 3 1 2 1 从植物中寻找和制备的天然食品防腐剂 由于人们对合成防腐剂的恐惧，开发天然新型保鲜剂已成为当今防腐剂研究的主 流。从植物中开发的防腐保鲜剂有抗氧化剂和抗菌剂。香辛料抽提物具有较强的抗氧化 和抗菌作用，此物质在日本已成为商业化的食品防腐剂。n a m i k i 对我国台湾产的1 9 5 种中药抽提物进行抗氧化测定，发现有2 0 多种具有抗氧化作用，能有效地抑制脂肪的氧 化。g o c h o 对来源于植物的2 6 种芳香族化合物的抗菌效果进行研究后提出，桂醛、茴香 脑的抑菌效果是通过对孢子的作用实现的。另外，丁香、肉豆蔻等均具有抑菌作用。大 蒜( 周娟等，2 0 0 2 ) 、洋葱( 马慕英，1 9 9 3 ) 、生姜汁( 席屿芳，1 9 9 3 ) 等也被证明具 有抗菌作用。众多的实验观察表明植物中最有效的抗菌成分主要存在于风味成分中( 宁 正祥，1 9 9 5 ) 。 3 1 2 2 昆虫抗菌肽 近年来，人们对昆虫的体液免疫及其生化性质进行了深入研究，发现经细菌、疫苗、 某些化学物质及超声波诱导处理，昆虫体内能产生些杀死细菌的物质，称之为抗菌肽 ( 郭新竹，2 0 0 i ) 。到目前为止，在昆虫中已发现了大量的抗细菌肽、抗真菌肽，以及既 抗细菌又抗真菌的抗菌肽。在食品防腐荆领域研究最多的是e e c r o p i n ( 为柞蚕抗菌肽的 一种) ( 宁正祥，1 9 9 5 ) ，姜明等( 1 9 9 3 a ，1 9 9 3 b ) 也成功的从柞蚕中诱导出抗菌肽。 一般认为抗菌肽的抗菌机理是在微生物细胞膜上形成通道，引起细胞质溢流。 5 东北农业大学工学硕士学位论文 3 1 2 3 乳酸链球菌素( n i s i n ) n i s i n 是第一个被发现具有杀菌能力的细菌素，也是目前唯一被允许用作肉类食品防 腐剂的细菌素。它是乳酸链球菌、嗜热乳酸链球菌、乳脂链球菌、酿脓链球菌等分泌的 一种多肽类抗生素，有3 4 个氨基酸残基组成，分子量为3 5 1 0 道尔顿，活性分子常以二 聚体或四聚体的形式出现，分子量分别为7 0 0 0 和1 4 0 0 0 道尔顿。1 9 7 1 年，g r o s s 等已搞 清楚了n i s i n 的全部分子结构，多肽氨基端为异亮氨酸。羧基端为赖氨酸，含有5 种异 常氨基酸：脱氢丙氨酸( d h a ) 、t a 一甲基脱氢丙氨酸( d h b ) 、氨基丁酸( a b a ) 、羊毛 硫氨酸( a l a s a l a ) 及b - 甲基羊毛硫氨酸( a l a - s a l b ) ，且有5 个巯醚键形成的分子内 环。n i s i n 对许多革兰氏阳性菌，尤其是能产芽孢的革兰氏阳性菌有很强的抑制作用。乳 制品中的金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌等；啤酒中的乳杆菌、明串珠菌等；罐头中的嗜热 脂肪芽孢杆菌、至黑梭菌等腐败微生物对n i s i n 很敏感。 n i s i n 的杀菌机理主要是阳离子表面活性剂，通过影响细胞膜和抑制革兰氏阳性菌的 细胞壁的合成来杀死细菌，其作用位点是细胞膜，n i s i n 首先被菌体吸收，进而引起原生 质膜去极化，细胞内k + 迅速流失、细胞呼吸受阻、a t p 泄露，膜内外质子动力势消失。 1 9 8 9 年f a o w h o 、食品添加剂联合专家委员会给予n i s i n 作为食品防腐剂的国际 承认后，迄今为止，已有英、美、法等5 0 多个国家和地区批准n i s i n 作为食品防腐剂， 我国也在1 9 9 0 年批准使用。n i s i n 是乳制品所含有的天然产物，若干年来，它随着食品 被人们掇入，并没有发现毒性问题。实验证明，n i s i n 是一种安全的防腐剂，它作为多肽 类物质在肠道内很快被蛋白酶水解掉，不会改变肠道正常菌群，不会出现如其它抗生素 的抗性过敏问题( 王岁楼，1 9 9 0 ) ，另外，n i s i n 与热杀菌作用相互促进，加入少量的 n i s i n 可以大大地提高腐败微生物的热敏感性( 陶勇，1 9 9 4 ) ，一般4 0 0 i u m l ( 1 0 9 l ) 的 n i s i n 足以杀死绝大多数革兰氏阳性菌。 n i s i n 在食品防腐中的重要价值在于它对梭菌和芽孢杆菌的有效作用。在肉制品中， n i s i n 可以部分代替亚硝酸盐，并有效的防止肉毒梭菌芽孢之毒素的形成。n i s i n 由于其 抗菌谱窄仅能对革兰氏阳性菌起作用而使其应用受到限制，将n i s i n 与其它防腐剂配 合使用可以弥补这一缺点，而增强抑菌作用，焦晓霞( 2 0 0 0 ) 采用0 1 的n i s i n 和o 1 的 山梨酸添加到烤肉中延长了产品的保质期。宁喜斌、许时婴( 2 0 0 1 ) 采用o 2 5 9 k g 的n i s i n 与乳酸钠柠檬酸结合使用延长了低温火腿肠的保质期。江芸等( 2 0 0 1 ) 采用n i s i n 和乳酸 钠结合制成保鲜液浸泡鲜猪肉，具有很好的效果。孙京新等( 1 9 9 9 ) 将n i s i n 与乳酸钠添 加于西式火腿可将货架期由1 4 天延长至7 0 天。徐幸莲等( 2 0 0 0 ) 将n i s i n 应用于盐水鸭 的保鲜，在一定程度上延长了其货架期。孔保华等( 1 9 9 7 ) 将n i s i n 应用于红肠保鲜，结 果证明，添加n i s i n 可显著降低细菌总数，并延长产品的保存期，但单独使用，效果不 理想。大多数研究表明，n i s i n 与乳酸钠结合使用，具有增效作用，可提高防腐效果。 3 1 2 4 溶菌酶( l y s o z y m e ) 溶菌酶是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶， 是一种存在于人体正常体液及 组织中的非特异性免疫因素，溶菌酶对人体完全无毒、无副作用，且具有多种药理作用， 它具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效，所以是一种安全的天然防腐剂。溶菌酶的典型作 - 6 用底物是细胞壁粘多糖、甲壳质及糖苷，通过切断n 乙酰胞壁酸和n 乙酰葡萄糖胺之 间的0 1 、4 苷键来催化细胞壁的肽聚糖水解，进而溶解细菌的细胞壁。 溶菌酶的化学性质非常稳定，展适p h 值，温度5 0 ( 2 ，在酸性条件下很稳定，p h 值 为3 时能耐1 0 0 ( 2 加热4 5 r a i n ( 谭斌，1 9 9 8 ) 。对革兰氏阳性菌的作用大于革兰氏阴性 菌，尤其对枯草杆菌等耐热性强的革兰氏阳性菌，有很强的溶菌作用，因此大多用于食 品工业中需抑制枯草杆菌一类的食品( 含蛋白质和淀粉类众多的食品) ，但对革兰氏阴 性菌、霉菌和酵母的作用很弱，需与甘氨酸、有机酸等配合使用( 凌关庭2 0 0 0 ) 。溶 菌酶作为防腐剂应用在食品中的研究日本较多，且有许多专利，作为防腐剂主要用于新 鲜蔬菜、水果、鱼肉的防腐。溶菌酶与食盐水溶液处理蚝、虾和其他海洋食品，在冷藏 条件下贮藏，可起到防腐作用( 郭本恒，2 0 0 0 ) 。溶菌酶对于酪防腐研究的最多，w a s s e r f a l l 发现，在制造契达干酪时在加入凝乳酶之前加入溶菌酶悬浮液( 5 0 0 u m l ) ，可以防i 干酪后期的胀气，干酪感官上无变化。v i k a i ( 1 9 6 9 ) 研究得出结论：溶菌酶是重要的乳的 天然抗菌物。溶菌酶对肉制品的防腐也有研究，a k a s h i ( 1 9 7 0 ) 对溶菌酶添加于熟香肠、 色拉米香肠和维也纳香肠后的防腐作用做了研究，发现加热处理后溶菌酶、n a c i 、 n a n 0 2 三者结合较单独使用溶菌酶或n a c i 和n a n 0 2 效果好。维也纳香肠最好的防腐 效果是肠衣浸在o 0 5 溶菌酶及磷酸盐缓冲液( p h 6 5 ) ，碎肉中加入0 0 5 5 溶菌酶， 煮熟后香肠浸在o 0 5 溶菌酶及磷酸盐缓冲液( p h 6 5 ) 中( c u n n i n g h a j n ，1 9 9 1 ) 。 3 1 2 5 壳聚糖( c h i t o s a n ) 壳聚糖，又称为脱乙酰甲壳素、甲壳胺，是通过甲壳素一定程度的脱乙酰而得到， 化学名称是( 1 ，4 ) 一2 一氨基- - 2 - - 脱氧一1 3 - - d - - 葡聚糖。其来源广泛，主要来自动 物，尤其是甲壳类动物，如蟹、虾等的外壳。壳聚糖具有很好的成膜特性，能在食品表 面形成一层薄膜，可以有效地阻止细菌的入侵并能抑制其生长，由于壳聚糖来源丰富， 无毒、无污染，因此近几年来引起了食品领域的重视，壳聚糖衍生物具有良好的的水溶 性和广谱抗菌性，无毒无害，对细菌、霉菌、酵母菌均具有较强的抑制作用( 张伟等，1 9 9 8 ) 。 壳聚糖的抑菌作用已引起食品工业界的重视，张燕婉和王光华( 1 9 9 1 ) 研究了壳聚糖 对五种食物中毒菌的影响，他们发现：壳聚糖溶液浓度在0 5 2 5 范围内对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌的 生长有显著影响。在此基础上，他们( 1 9 9 2 ，1 9 9 3 ) 研究了壳聚糖在猪肉保藏中的效果， 在用1 的壳聚糖溶液和2 的醋酸溶液混合对非真空包装的猪肉进行了保藏研究，发现 该溶液具有较强的抑菌能力，3 0 c 可延长货架期长达8 0 个小时。 3 1 2 6 其它天然防腐保鲜剂 对海藻糖、海藻酸钠、甘露聚糖、酪蛋白、乳铁蛋白肽、甘氨酸、聚赖氨酸、中碳 链脂肪酸甘油酯、鱼精蛋白等天然保鲜剂的防腐机理及防腐作用，国内外学者还正在研 究中，近年来，茶多酚在肉类食品保鲜中的应用也受到关注。周才琼( 1 9 9 7 ) 的研究表 明，在鱼糜中加入0 2 5 o 5 m g g 的茶多酚，在5 c 下保鲜效果明显，保鲜时间可达1 3 天，添加b 一环状糊精，可增强茶多酚的保鲜效果，另有研究表明，茶多酚具有广谱抗菌 性( 王岳飞等，1 9 9 4 ) 。 - 7 3 2 包装技术 3 。2 1 真空包装( v a c u u mp a c k a g e d ) 真空包装是指除去包装内的空气，然后应用密封技术，使包装袋内的食品与外界隔 绝。由于除掉了空气中的氧气。因而抑制并减缓了好气性微生物的生长，减少了蛋白质 的降解和脂肪的氧化酸败。另外经过真空包装，会使乳酸菌和厌氧细菌增殖。从而使p h 值降低至5 6 5 8 进一步抑制了其它细菌，因而延长了产品的贮存期。零售包装的牛肉 真空包装，在4 c 下贮藏，贮藏期可达1 4 天，而在0 时，可达3 周5 周( 孔保华等， 1 9 9 5 ) 。真空包装有以下的作用：( 1 ) 抑制微生物生长，并避免外界微生物的污染，食品 的腐败变质主要是由于微生物的生长，特别是需氧微生物。抽真空后可以造成缺氧环境， 抑制许多腐败性微生物的生长。( 2 ) 减缓肉中脂肪的氧化速度，对酶活性也有一定的抑制 作用。( 3 ) 减少产品的失水，保持产品的重量。( 4 ) 可以和其它方法结合使用，如抽真空后， 充进c o t 等气体，还可与一些常用的防腐方法结合使用，如脱水、腌制、热加工、冷冻 和化学保藏等。( 5 ) 产品整洁，增加市场效果，实现市场目的。目前，真空包装主要应用 于肉制品的包装中，如烤肉、香肠等。一般真空包装与添加防腐剂及包装后的二次杀菌 技术相结合，可以达到很好的保鲜效果。 真空包装的目的是为了减少包装内氧气的含量，防止包装食品的腐败变质，保持食 品原有的色、香、味，并延长了保质期。对微生物来说，当0 2 浓度1 时，它的繁殖 速度急剧下降，在0 2 浓度为0 5 时，多数细菌将受到抑制而停止繁殖。另外，食品的 氧化、变色和褐变等生化变质反应都与氧气密切相关。真空包装就是为了在包装内造成 低氧条件而保护食品质量的一种有效包装方法。食品真空包装的保质效果不仅取决于采 用较高真空度的包装机械，也取决于采用正确合理的包装技术，包装后一般还需要适当 的杀菌和贮藏，加工食品经真空包装后还要经过8 0 c ，1 5 m i n 以上的加热杀菌。生鲜食 品在真空包装后应在维持低温状态( 1 0 1 2 以下) 下流通和销售。 3 3 2 充气包装( g a s p a c k a g e d ) 充气包装是在包装内充填一定比例的理想气体的一种包装方法，目的与真空包装相 似，通过破坏微生物赖以生存繁殖的条件，减少包装内部的含氧量及充入一定量理想气 体来减缓包装食品的生物化学变质；区别在于真空包装仅是抽取包装内的空气来降低包 装内的含氧量，而充气包装是在抽真空后立即充入一定量的理想气体，如n 2 、c 0 2 等， 或者采用气体置换方法，用理想气体置换出包装内的空气。 充气包装常用的充填气体主要有n 2 、c 0 2 、0 2 及其混合气体。气调包装肉制品所用 气体混合比例见表2 ( 南庆贤，1 9 9 6 ) 。 8 - 前言 表2 气调包装肉制品所用气体混和比例 t a b l e2 b l e n d i n gp r o p o r t i o no f g a sp a c k a g i n g m e a t p r o d u c t s 3 3 现代物理杀菌技术 传统食品加工主要采用热杀菌，因而食品中热敏成分和营养物质易被破坏，褐变反 应加剧，挥发性成分损失等。对于热杀菌不足之处，近年来，随着科技进步，国内外研 制开发了一系列物理杀菌技术，它是一类崭新的冷杀菌技术，运用物理手段，如场( 包 括电场、磁场) 、高压、电子、光等的单一作用或者两种以上的共同作用，在低温或常 温下达到杀菌目的的方法。据报道，目前先进的物理杀菌技术包括微波、辐射、超高压、 静电杀菌，电子射线杀菌、磁场杀菌、强光脉冲杀菌等。 3 3 1 超高压脉冲电场和脉冲强光杀菌 超高压脉冲电场杀菌，是采用高压脉冲和其产生的脉冲电场进行杀菌的方法，其基 本过程是使用瞬时高压处理放置在两电极间的低温冷却食品。对于高压脉冲电场杀菌机 理有多种假说：如细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应、 0 3 效应等( 吴岗等，1 9 9 8 ) 。 目前，超高压杀菌研究和应用较多，但由于在一些场合，过高的压力使得能耗增加， 对设备要求过高，不利于工业化生产，所以超高压常与其它方法相结合进行杀菌。超高 压脉冲电场杀菌具有处理时间短、能耗低、传递快速、均匀等优点，因而可广泛的用于 食品杀菌。国内有报道( 曹柳青，1 9 9 7 ) ，此方法用于牛乳、大米及一些水果的保鲜， 景德礼等( 1 9 9 8 ) 研究了高压静电场的杀菌机理。 脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照的方法进行灭菌的技术，这种杀菌方法在 钝化酶和对枯草芽孢杆菌进行致死效果的研究中得到验证( 周万龙等，1 9 9 7 ) 。 9 3 3 2 食品的辐射杀菌 辐照保藏研究已有四十多年的历史，最初把辐射技术应用于肉制品的专家是美国的 w j e r b i c k i 博士，他研究用辐射技术来取代一部分腌制肉制品的亚硝酸盐获得成功。直到 1 9 7 6 年，低剂量的辐射食品才被承认是安全的。现已有7 0 多个国家对1 0 0 多种食品进 行了辐照贮藏研究。国外许多专家针对辐照食品的安全性进行了大量的研究，通过长期 的动物饲养实验，经临床症状、血液学、病理学、繁殖及致畸等方面的研究均未发现辐 射食品对动物有致畸现象( 熊志勋，1 9 9 5 ) 。 食品的辐射是利用原子能射线的辐射能量来进行杀菌。也是一种冷加工处理方法。 食品内部不会升温，不会引起食品的色、香、味方面的变化，所以能最大限度地减少食 品的品质和风味的损失，防止食品的腐败变质，而达到延长保存期的目的。由于是物理 方法，没有化学药物的残留污染问题，而且比较节省能源，因此利用这种方法，无论千 消费者还是肉类加工业来说，都是一种具有优越性的杀菌方法。 辐射在肉制品中主要有以下应用：( 1 ) 控制旋毛虫，旋毛虫在猪肉的肌肉中，防治比 较困难，其幼虫对射线比较敏感，用0 1 k g y ( 千戈瑞) 的y 射线辐射，就能使其丧失生 殖能力( 孔保华，2 0 0 0 ) 。( 2 ) 在肉制品加工过程中，也可以用辐照方法来杀灭调味品和 香料中的害虫，以保证产品免受其害( 胡金慧等，1 9 9 8