非熱殺菌技術在肉類產品保鮮中的 應用研究進展

◎ 李月明

（中國農業科學院 農產品加工研究所主食加工技術研究院，黑龍江 哈爾濱 151900）

肉類產品富含人體所需的營養物質且口感極佳，在人們的日常生活中必不可少[1-2]。我國肉類產品以生鮮肉和冷凍保鮮肉為主。生鮮肉易受微生物污染而腐敗變質，需在低溫條件下貯運和銷售；冷凍保鮮肉在凍結時，肌肉細胞內及組織間隙形成冰晶，細胞膜被破壞，解凍時易造成大量汁液流失，使肉中部分營養物質損失，導致品質下降[3]。內源酶、微生物以及運輸過程中的機械損傷均會影響肉類產品的品質，進而影響其貨架期。解決或延緩不良因素對肉品造成的影響是肉類企業亟待解決的問題。本文對肉類產品保鮮中常用的非熱殺菌技術進行綜述，以期為肉品保鮮技術研究提供參考。

1 肉類產品非熱殺菌保鮮技術研究進展

傳統的肉類產品保鮮技術主要有低溫冷藏、加熱處理、發酵處理等[4-5]，這些技術主要是通過控制酶活性和微生物的生存環境（如水分活度、溫度等）來減緩肉類產品的腐敗變質速率。隨著科技的進步，非熱保鮮技術也得到了快速發展[6-7]，主要有高壓處理、超聲波處理、脈沖電場處理、低溫等離子體處理、真空收縮包裝、輻照殺菌等技術，且通常應用上述一種或多種方法即可達到肉類產品保鮮的目的。

1.1 高壓處理

高壓處理是一種非常規的食品保存方法，能使產品具有保存所需的感官特性、營養價值，并能延長保質期[8]。該處理方法的特點是對大分子物質（如蛋白質和多糖）的破壞較大，但對低分子化合物（如氨基酸、維生素和風味物質）的影響較小。此外，高壓能破壞微生物的核糖體，使細胞中蛋白質的合成反應被抑制。高壓能使細胞內的酶失活，抑制復制、轉錄過程并破壞細胞的DNA。因此，可選擇適宜的高壓處理工藝參數使微生物細胞失活。在肉類及肉制品工業生產中，最常用的壓力為400～600 MPa，作用時間為 3～7 min。革蘭氏陰性菌的營養細胞對高壓最敏感，它們在100 MPa以上的壓力下會死亡，如果要滅活孢子，則需要600～800 MPa的壓力。

1.2 超聲波處理

超聲波是巴氏殺菌的替代技術，可以顯著降低加工原料中的微生物含量，對原料的營養價值和產品質量影響較小[9]。實際生產中常采用位于20～100 kHz范圍內的高功率和低頻超聲波。超聲波產生空化效應，引起材料物理、化學和生物特性的變化以及細胞結構的解體[10]。由于空化作用，生物細胞的成分會受到破壞，尤其是微生物細胞膜和組織結構。細菌菌群的滅活程度主要取決于菌株類型、超聲波參數和作用時間。傳統的熱處理會導致許多對高溫敏感的營養物質流失。超聲波在肉類工業中的應用減少了微生物的污染，顯著提高了安全性，并延長了肉品的貨架期，還不會顯著影響肉品的質量。經過超聲波處理的產品不會對人體產生影響，而且該方法本身對環境也沒有威脅。此外，該技術因縮短了工藝過程的持續時間和能源消耗，進而降低了生產成本。

1.3 脈沖電場處理

脈沖電場是一種保存肉類產品和防止病原菌生長的替代方法。與熱處理相比，它能使微生物失活，同時保持未加工食品的原始顏色、味道和質地。該方法能夠有效、安全地提高肉類產品的安全性[11]。在實際生產中可以使用10～50 kV·cm-1的高壓短脈沖處理肉類產品。脈沖電場會使細菌、酵母或其他微生物的細胞間產生電勢。當達到一個臨界電位點（通常為1 V）后，會出現介質穿孔，即細胞膜穿孔，造成不可逆的損傷。微生物滅活的整個過程不會提高產品的溫度，因為這一過程發生的相對較快，脈沖持續時間極短。脈沖電場的非熱特性確保了高品質肉類和對高溫敏感的營養物質的保存。此外，脈沖電場處理不需要使用防腐劑，就可以獲得保質期長的安全產品。這種技術也可以作為巴氏殺菌的前處理或是包裝肉制品的額外處理，進而有效延長保質期。該方法的優點還在于能耗低[12]。

1.4 低溫等離子體處理

等離子體被定義為物質的第四種狀態，它是惰性粒子和帶電粒子的混合物。通過提供足夠的能量，每種物質都可以轉化為等離子體。根據它所處的壓力和溫度范圍，可以在特定條件下獲得不同溫度的等離子體。低溫等離子體技術的滅活劑是電離氣體，如空氣、氧氣、氮氣或氬氣。低溫等離子體的作用原理是基于它的高反應活性，而且它是一個非熱過程，不會引起原料的熱變化[13]。低溫等離子體在肉類產品生產領域具有滅活病原體的能力，從而提高肉類產品的安全性。已有研究表明該技術具備有效滅活多種微生物的能力，包括孢子、生物膜甚至病毒。該技術的優勢還在于參與破壞微生物的等離子體的成分是不穩定的，因此它們不會存在于成品中，也不會引起原料營養和感官特性的顯著變化。

1.5 真空收縮包裝

真空包裝的實質是通過去除98%～99%的空氣來降低包裝中的大氣壓力[14]。由于幾乎完全去除了密封包裝中的氧氣，進而抑制了對消費者健康構成威脅的好氧細菌、霉菌和真菌的生長。真空包裝可以使產品獲得更長的保鮮時間，使產品具備良好的感官特性及風味特性。與傳統包裝相比，真空收縮包裝技術可以大大延長產品的保質期。因為該收縮膜具有屏蔽性能好、機械強度高、焊接性和透明性好等特點。在真空包裝中使用熱收縮膜可以增加產品的可用性，防止污染，以及減少由于水分蒸發造成的重量損失。薄膜對水蒸氣的高阻隔性能確保肉制品在整個儲藏期間重量保持恒定[15]。此外，薄膜厚度的減小有助于減少產生塑料包裝廢物的數量。真空包裝技術和收縮技術的結合給肉類工業帶來了許多益處和機會。

1.6 輻照殺菌處理

輻照殺菌是利用射線（其中包括X射線、γ射線和加速電子束等）的輻照能量來殺滅微生物的一項技術[16]。輻照射線照射到食品上會引起食品中的微生物蛋白質或遺傳物質發生變化，抑制或破壞其生長或者繁殖，甚至使微生物的細胞組織死亡，從而達到殺菌、延長貨架期的目的。輻照滅菌按其用途和劑量可分為輻照消毒殺菌和輻照完全殺菌。輻照消毒殺菌的作用是抑制或殺滅部分腐敗微生物和致病性微生物；完全輻照滅菌是一種大劑量輻照滅菌方法，劑量為10～60 kGy。與其他滅菌技術相比，輻照滅菌有其自身的優點，在適當劑量下，輻照處理過程中物料溫度上升較小，輻照均勻、快速、易于控制，物料在包裝條件下滅菌，輻照處理后無殘留，產品的原有品質和風味可以最大限度地保持不變。

2 結語

肉類產品的保質期是評價肉類產品品質的重要指標。目前已有多種殺菌保鮮技術應用在肉品保鮮中，適宜的非熱殺菌技術可有效延長肉類產品的保質期，提高肉類產品品質。非熱殺菌技術具有低能耗、低污染的優勢，未來具有廣闊的發展前景。