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100MPa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100多年的历史,但只在20世纪80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、乳化性、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(0.6~1.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,乳化性和组织黏结性。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(0.1~0。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Macfarlane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。Berry报道制作调味牛排时采用100MPa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20℃、100~300MPa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。
试验还发现,150MPa以上超高压处理能促进肌原纤维小片化。大森丘指出,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100MPa、2min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200MPa时,肉的外观变化不大;高于200MPa后,色泽白化,组织结构也有变化;高于300MPa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400MPa或600MPa的作用,保持10min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200MPa压力对牛腿肉进行试验,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试验中,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300MPa、2min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,还需运用试验优化、数理统计的方法进行大量的试验。
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超高压对肉制品的杀菌、杀虫效应 2.1超高压杀菌效应
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250C,100—600MPa超高压处理,研究超高压灭菌的可行性,结果表明:在200MPa以下处理对于致病菌大肠杆菌几乎没有杀灭效果,300MPa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400MPa以上灭菌效果明显;肠球菌、葡萄球菌等在400MPa以上才出现杀菌效果,600MPa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试验发现,加压300MPa,30min时超高压处理残存菌数明显减少,加压到500MPa。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,一般采用高于细菌培养繁殖温度(20—40℃)或在0。C左右低温情况下效果更佳,如特别耐温耐压的芽孢菌的芽孢,采用600MPa、60℃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