超高压在及灭菌技术在肉制品加工中的应用

1、超高压技术在肉制品加工中的应用摘要: 针对超高压技术的特点，介绍了超高压技术在肉制品中的 应用包括超高压用于肉制品品质的改良、对肉制品的杀菌和杀虫效 应、超高压技术在肉类保藏中的应用，并对超高压技术在肉制品中 应用前景进行了展望。关键词 : 超高压技术杀菌肉制品应用超高压食品加工技术是指利用10 OMPa以上压力、在常温 或较低的温度下，使食品中的酶、蛋白质、核糖核酸和淀粉等生物 大分子改变活性、变性或糊化，同肘杀死微生物以达到灭菌保鲜， 而食品的天然味道、风味和营养价值不受或很少受影响、低能耗、 高效率、无毒素产生的一种加工方法。超高压技术的出现虽然有1 0 0多年的历史，但只在2 0世纪8

2、 0年代以后在食品工业才开始 出现商业化。食品超高压加工技术，是当前备受各国重视、广泛研 究的一项食品高新技术。日本、美国、欧洲等国在超高压食品的研 究和开发方面走在世界前列。我国超高压处理食品技术正处于早期 研究阶段，至今市场上尚未见到超高压食品出售。但是只要加快开 展超高压食品研究，就一定能缩小与国际间的差距，对于我国参与 国际竞争有特别重要的意义。超高压处理的特点，超高压处理基本是一个纯物理过程。 （1）更好保持食品原风味（色、香、味）和天然营养物；（2） 瞬间压缩，作用均匀、时间短、操作安全和能耗低；（3）污染少；无化学添加剂；（4）通过组织变性，得到新物性食品；（5）压力不同作用影响

3、性质不同等。1超高压用于肉制品品质的改良1. 1对肉制品的保水性、孚L化性、黏结度的改善食盐在肉制品加工生产中起着重要的作用，它除了具有调味功 能外，在高浓度（0.61. Omol/L）食盐溶液中，还能 使肌原纤维蛋白部分溶解而赋予肉制品必要的保水性，孚化性和组 织黏结性。有研究表明，超高压技术可以在低盐的情况下，改善肉 制品的黏结等性质，是开发低盐肉制品的有效手段。如日本铃木敏 郎采用（0.10 2mol/L）KCI盐溶液，常压下肌原 纤维蛋白质不溶，若施以超高压处理则肌原纤维蛋白质会发生全溶 解现象，即超高压对肌原纤维蛋白质的溶解有促进作用，而在食盐 溶液中存在同样的结果。又据Macfar

4、lanc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。Ecrry报道制作调味牛排时采用10 0MPa超 高压处理在不加食盐的情况下仍可制得具有良好组织结构牛排。1.2超高压技术对肉制品嫩化和感官的改善 超高压处理还能使肉制品的品质嫩化，提高肉制品的保水性。 促进肉的成熟、改良肉制品的风味。如日本铃木敦士将牛肉在2 0C、1 003 0 0 MPa下进行超高压处理，在保证处理温 度、时间、食盐量、肉制品本身等因素不变的情况下，超高压处理 后肉的颜色基本不变，而硬度、弹性则随压力增大而发生变化。实验还发现，150MPa以上超高压处理能促进肌原纤维小 片化。大森

5、丘指出，主要原因是超高压处理时引起溶菌体崩溃，大 量存在于细胞质中的蛋白酶释出，而促使肌原纤维小片化。同时肌 肉蛋白自行分解加速，造成游离氨基酸增加。因此，超高压处理改 善了肉制品的品质。美国沃尔特？肯尼克研究将原料肉切块真空包装后经10 0MP a2mi n处理，得到鲜美软嫩易消化的肉制品。采用电镜观察 发现超高压能使胶原纤维分裂，使肌动蛋白纤维解体，从而使粗糙 老硬的肉嫩化。对猪、牛肉施以超高压，当低于2 0 0 MPa时， 肉的外观变化不大；高于2 0 0 MPa后，色泽白化，组织结构也 有变化；高于3 0 0 MPa时，变得与火腿相似且高弹性，成为口 感独特的肉制品了。生猪肉经4 0

6、0 MPa或6 0 0MPa的作 用，保持10 min处理后的生猪肉就可以直接食用。其原因是猪肉 的蛋白质已经变性，肉色已转白，细菌检查结果，大肠菌为阴性。 法国的研究人员用2 0 0 MPa压力对牛腿肉进行实验，制成牛 排，可与柔软的脊肉媲美。据称，尚未发现不能嫩化的肉。因此， 超高压对肉组织口感有很大的影响作用。我国吉林工业大学采用超高压方法对育成牛肉进行加工处理， 并从嫩度、色泽、气味、脂肪、微生物指标等各个角度综合考虑， 筛选出一套改良牛肉品质的超高压加工条件。在超高压处理牛肉品 质改良实验中，压力因素对综合指标的影响明显强于时间的作用。超高压处理牛肉就嫩度和感官指标而言，选取3 0

7、0 MPa2min为最优处理条件，基本符合货架期和营养特性指标及工业化生 产的需要。但是如果要考虑嫩度、感官、货架期、营养特性及设备 造价等的综合指标选取最佳条件，还需运用实验优化、数理统计的 方法进行大量的实验。可以认为，蛋白质空间结构的超高压变化是组织结构变化的主 要原因，超高压不仅使肌肉纤维内部结构变化，而且还导致肌内周 膜和肌外周膜剥离及肌原纤维间隙增大，促进了肌肉嫩化。2超咼压对肉制品的杀菌、杀虫效应2.1超咼压杀菌效应在食品超高压技术研究领域的一个重要方向即是超高压杀菌。 当前，人们越来越热衷于无添加剂、贮藏性能好的产品，并且更趋 向于认同不采用热杀菌的方式来延长食品的贮藏期，而超

8、高压杀菌 技术的出现正迎合了人们的需要。.目前在食品加工方面应用超高 压技术主要探索不采用过高压力而又能获得良好处理效果的最佳工 艺条件，从而使其在食品工业的各方面得以应用。目前国外超高压灭菌已在果蔬、酸奶、乳制品、水产品、蛋制 品等生产中得到广泛应用。我国已在果蔬、乳类、肉类等原料的高 压灭菌方面进行了较多的研究。超高压对微生物的影响随压力而 变，在几十兆帕下微生物的形态即发生变化。但大多是可逆的，降 至常压后又重复，而加至几百兆帕则变化成为不可逆。压力对微生 物有致死作用，高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、基因 机制以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 活动机能，甚

9、至使原有功能破坏或发生不可逆变化，超高压还能使 菌体内的成分产生泄漏和细胞膜破裂等多种菌体损伤。超高压杀菌对肉制品中微生物有明显的杀菌效果，相关的研究 有如日本大森丘对猪肉浆采用超高压杀菌进行研究，他将肉制品中 常见的腐败菌和食物中毒菌接种于猪肉浆中，在2 5C,106 0 0 MPa超高压处理，研究超高压灭菌的可行性，结果表明： 在2 0 0 MPa以下处理对于致病菌大肠杆菌几乎没有杀灭效果， 3 0 0 MPa以上灭菌效果显著，而且残存的菌数随压力和时间增 加而减少；加压对沙门氏菌、绿浓菌等的灭菌效果与大肠杆菌相 同；而酵母菌4 0 0 MPa以上灭菌效果明显；肠球菌、葡萄球菌 等在4 0

10、 0 MPa以上才出现杀菌效果，6 0 0 MPa以上方可杀 灭。昌子有研究超高压杀菌对鲤鱼肉浆进行灭菌效果实验发现，加 压300MPa,30mi n时超高压处理残存菌数明显减少，加 压到5 0 0 MPa。灭菌效果更佳。在杀菌时，温度的选择也很关键，对于细菌采用超高压灭菌 时，一般米用高于细菌培养繁殖温度（2 0 4 0 C）或在0 右低温情况下效果更佳，如特别耐温耐压的芽抱菌的芽抱，采用6 00MPa60C处理方能杀灭。肉制品体系是一个复杂的食品体系，影响超高压杀菌效果的因 素主要有以下几点：（1）压力的大小和加压时间；（2）施压的 方式；（3）温度；（4）pH值；（5）食物自身的组成和添

11、加 物；（6）水分活度；（7）微生物的特性和种类等诸多因素影 响。超高压杀菌是一个非常复杂的过程，且针对不同的产品应采用 不同的杀菌工艺，而为了获得较好的杀菌效果，必须对以上几个因 素进行优化，而只有积累大量可靠的数据才能保证超高压食品的微 生物安全，才能实现超高压杀菌技术的商业化。超高压是灭菌的有 效手段，但肉制品仅靠超高压难于完全杀菌，为此寻求能满足食品 要求，具有实用价值的综合超高压杀菌条件尚需进一步实验确定。2.2超高压对肉类中寄生虫的杀灭效应寄生虫病流行广泛，危害严重，绝大部分是经口或通过食物感 染所致。目前饮食业正向生鲜方面发展，各类食物追求鲜、活、 生、嫩。如大中型宾馆餐桌上的生

12、鲜鱼肉及火锅用的生鱼片、生牛 肉条、生羊肉片等“半烹调”食品。另一方面，我国广西、云南等 地少数民族居民喜吃生猪肉等畜肉，易被感染上旋毛虫等人畜共患 病。为满足人们对生鲜肉品的需要，又能确保健康方法，超高压技 术的杀虫效应为研究者所关注。有人对含有华支睾吸虫囊蚴的麦穗鱼、含囊尾蚴的猪肉、含旋 毛虫的猪肉进行常温超高压处理，并用氨基酸分析测定肉的处理前 后的含量的变化，并用凯氏定氮测定肉的新鲜度。结果表明，各产 品的处理前后氨基酸变化不明显，挥发性盐基氮无明显变化，保持 了肉品的营养和新鲜度；经感染和活力测定表明，华支睾吸虫囊蚴 和旋毛虫繁殖能力指数为0;猪囊尾200MPa,40min 处理，头

13、节神出数为0。实验证明了肉类食品经过超高压处理，不 仅可杀灭寄生虫和微生物，而且能保持肉的营养、新鲜度及生鲜风味，因此可直接作为一种食品烹调的手段，开辟食品加工的新途 径。3超高压技术在肉类保藏中的应用3.1生鲜肉类的超高压冷藏和解冻肉制品至今大多仍采用常压冷冻保藏，虽然可较好地保持肉原 有色泽风味和组织形态，然而对组织柔软含水量高达7 0%以上的 鲜肉来说，在冷冻和解冻时，由于冰晶产生的巨大冷冻应力，使冻 品组织往往产生不可逆变性和破坏。超高压不冻冷藏的原理是基于：水（或高水分物料）具有在加 压2 0 0 MPa超高压处理后，再冷却至一2 0C时仍处于不冻区 的特性，因此从根本上避免了食品的

14、冻结变性，同时在此超高压下 还有一定的抑菌和灭菌作用，可满足食品长期冷藏要求。有研究者将真空包装牛肉分别以常压一20C冷冻保藏和2 00MPa、一2 0C超高压不冻藏，9天后测其挥发性氨基态氮 含量作衡量保鲜指标，与5C新鲜肉对比证明，两者均可防腐保 鲜。而超高压不冻冷藏因超高压与低温结合，保藏期间还杀灭了酵 母菌、乳酸菌等腐败菌，又因“不冻”冷藏，故食用时无需解冻， 也无一般冻品解冻时产生的汁液流失和组织冻变，同时省去了冻结 和解冻装置，大大减少了能耗。这些优点均系常压冷冻保藏无法比 拟的，但超高压不冻冷藏其全过程必须在超高压容器中进行，而昂 贵的超高压装置目前仍是商业应用的主要障碍。对猪里

15、脊肉进行实 验，结果相似。此外，对常压下已冻结的肉还可用超高压进行快速 解冻。超高压快速解冻的基本原理是：通常常压下长期冷藏冻品在一15 18C。当加以2 0 0 MPa超高压时，因压力瞬问即 可均匀传递到冻品内部，而水在一150C 2 0 0 MPa处在水不冻区。故原有一15C冰已成为热状态，此时部分冰自动融化为 水，同时吸收融化热，温度下降。这是超高压不需外热而快速、均 匀、自动进行的部分解冻过程。而且由于超高压下冰与常压冰相 比，其融解热降低，比热减小，导热系数增大等均使解冻加速。同 时，超高压解冻的相变温度远离常压解冻无法跨越的 -1-5 0C 最大冰 晶生成区。这样就能在很大程度上避

16、免了常压解冻的缺点。与常压 解冻相比，不仅实现了快速解冻，而且汁液流失减少，肉色鲜艳、 肉质柔嫩、表里均一，有效地提高了解冻肉的品质。3.2超高压与气调技术协同进行鲜肉的保鲜 内蒙古农业大学将超高压技术与气调保鲜技术相结合，用于牛 肉保鲜的研究取得进展。研究者采用300MPa进行超高压气调 对于牛肉进行保鲜实验，结果显示其保鲜效果显著优于对照（不采 用超高压处理和不采用气调保鲜）。研究认为，牛肉采用100 CO 2作为保护气体，经3 0 0 MPa超高压气调保鲜，在5C下贮 藏2 0 3 0 d，具有良好的保鲜效果。原因主要是利用高浓度C O 2 来杀灭和抑制微生物，再配以其他气体来保持鲜肉的

17、色泽，同时 采用超高压技术来杀灭微生物，此项实验探索出一条鲜肉保鲜的新 途径。4超高压技术处理肉制品的展望超高压食品加工技术虽然还有些问题需研究解决，如超高压食 品安全性、加工设备及相关的基础研究工作差等。但由于经超高压 处理的食品更接近原来食品，具有爽脆、风味好、营养价值高等优 点，所以有可能部分代替辐射杀菌和加热杀菌的方法。如日本已有 人开发出超高压火腿、烤牛肉鱼糜产品等超高压特色肉制品。这些 表明具有中国特色的超高压肉制品的开发有广阔的前景。如我国的 肉类、鱼类资源很丰富，而其加工与保鲜技术又落后，如采用超高 压技术加工，开发生鲜鱼肉、生鱼片、生牛肉条、生羊肉片等“半 烹调”肉制品，将可

18、得到味鲜而保存时间长的肉类食品，拓宽肉制 品研发的思路。如能抓住机遇，加快超高压技术的研究和应用，将 有利于我们在国内和国际肉制品市竞争中取得有利地位。参考文献1陈复生.食品超高压加工技术M.北京：化学出版社，2 0 0 5.2潘巨忠，薛旭初.超高压技术及其在食品加工中应用J.现代农业科技，2005,(9):60613肖庆升，朱勉学.国内外食品超高压加工技术J.食品研究与开发，2004,25 (1):22 254 CiaraE.OReilly,eta1.Beresford.Hishment:applicationsTre ndsinFood59incheesemanufactureandripening.Science & Technology,2001,(12):51595Krebbe rs B.MasteA.M.,KooetsM,eta1.Qudityandstoragestabil ityofhigh pressurepreservedgr eenbeansj.Foo