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肉类保藏技术—肉类化学保藏

  来源:王盼盼 点击量:6143  时间:2015-01-15

摘要:肉制品中含有丰富的营养物质,在加工、运输、贮藏和销售过程中,极易受到微生物污染而腐败变质。肉及肉制品贮藏保鲜的方法很多,其中化学保藏是应用最广泛、效果最好的方法之一。化学保藏就是在食品生产和储运过程中使用化学制品来提高食品的耐藏性和尽可能保持食品原有品质的一种方法,目的是防止食品变质和延长食品保质期。本文综述了肉类化学保藏的历史,化学保藏的原理及常用的食品化学保藏剂包括防腐剂、抗氧化剂、脱氧剂和保鲜剂等。

关键词:肉制品;化学保藏;防腐剂;抗氧化剂

前言

肉制品中含有丰富的营养物质,是高蛋白质含量的食品,但是肉制品中水分活度较大,为微生物的生长繁殖提供了优良场所,因此肉制品在加工、运输、贮藏和销售过程中,极易受到微生物污染,而腐败变质,失去食用价值,严重时还会对人体产生有害的毒素,引起食物中毒;肉制品自身的酶和脂肪在贮藏过程中也会产生一系列变化,若控制不当,也会造成肉制品变质。为了延长肉类食品的保质期,必须采取一定的保藏措施,以抑制肉制品中微生物和酶的活力,防止脂肪氧化,保证肉制品的品质,延长其保藏期。

肉及肉制品贮藏保鲜的方法很多,其中化学保藏是应用最广泛、效果最好、最经济的方法之一。肉制品的化学保藏就是在食品生产和贮运过程中使用食品添加剂提高食品的耐藏性和尽可能保持它原来品质的措施,它的主要作用就是保持和提高食品品质和延长食品保质期。

1化学保藏的历史

食品的化学保藏技术是食品科学研究中的一个重要领域,有悠久的历史,腌制、糖渍、酸渍、烟熏等都属于化学保藏。据记载,在古埃及和中世纪的欧洲,食盐作为保藏剂已有重要的意义;公元前5000年制取的醋酸和后来发现的乳酸,在食品加工过程中,一直被作为保藏剂;大约100年前,水杨酸和硼酸被作为化学保藏剂;19世纪后半叶,甲酸被作为化学保藏剂;20世纪初,苯甲酸和它的衍生物第一次被使用;20世纪30年代,丙酸盐相继出现;50年代,山梨酸工业制法研究成功;20世纪50年代以后,随着化学工业和食品化学的发展,天然提取的和化学合成的食品保藏剂逐渐增多,食品化学保藏技术不断取得进展,成为食品保藏不可缺少的一部分。

2化学保藏的原理

化学保藏是在食品中添加化学防腐剂和抗氧化剂等来抑制微生物的生长和推迟化学反应的发生,从而达到保藏的目的;化学保藏是在有限时间内才能保持食品原来的品质状态,属于暂时性保藏;化学保藏剂只能延长细菌生长滞后期,只有未遭细菌严重污染的食品,利用化学保藏剂才有效;化学保藏剂并不能改善低质量食品的品质,如果食品的腐败变质和氧化反应已经开始,则不能利用化学保藏剂将已经腐败变质的食品变成优质食品。

化学保藏剂的使用要求:化学保藏剂本身无毒害或在加工中和食用前极易从食品中清除掉;化学保藏剂少量使用就能防止腐败变质或改善品质;化学保藏剂不会引起食品发生不可逆性的化学变化,且不会使食品出现异味;化学保藏剂不会与生产设备及容器等发生化学反应[1,2]。

3常用的化学保藏剂

食品的腐败变质不一定都与微生物有关,脂肪氧化和酶的作用也会引起食品的腐败变质,所以常用的食品化学保藏剂有防腐剂、抗氧化剂、脱氧剂和保鲜剂等。

3.1防腐剂

食品防腐剂是一类具有抑制微生物增殖或杀死微生物的化合物。防腐剂可以防止食品在储存、流通过程中受到微生物繁殖而引起的变质,提高食品的保存性,保持食品的优良品质和营养成分,延长食品的食用价值。常用的防腐剂按照来源可以分为化学防腐剂、天然防腐剂等。

3.1.1化学防腐剂

3.1.1.1苯甲酸及其钠盐

苯甲酸又称安息香酸、苯酸、苯蚁酸,苯甲酸盐也称为安息香酸盐。苯甲酸及其钠盐的抑菌机理在于干扰微生物细胞膜的通透性,导致底物传递以及电子传递系统的氧化磷酸化作用脱节,从而导致细胞新陈代谢紊乱而死亡。苯甲酸及苯甲酸钠的抑菌作用对酵母菌和霉菌有效,细菌只能部分被抑制,而对乳酸菌和梭状芽孢杆菌的抑制效果很弱,其杀菌、抑菌效力随介质的酸度增高而增强。

苯甲酸及其盐类用于低糖的蜜饯等,最大使用量为0.5g/kg,有糖渍与干燥工艺,应注意苯甲酸及其盐类添加量不够或添加过量;苯甲酸及其盐类用于低盐的泡菜、酸黄瓜等,最大使用量为0.5g/kg,一般在包装或装坛时按标准溶解与分散到泡菜水中;苯甲酸及其盐类还可用于酱油、醋等酸性液态食品的防腐等。在某些情况下,单独使用苯甲酸有损食品风味,可以与对羟基苯甲酸酯类、山梨酸及其盐类合用[3]。

3.1.1.2山梨酸及其盐类

山梨酸为2,4-己二烯酸,又名花椒酸。山梨酸及其盐类是使用最多的防腐剂,对微生物的抑制作用可能源于细胞形态学方面的变化、遗传物质的变化、细胞膜的变化、酶系统或者传输系统被破坏的结果。山梨酸及其盐类属于酸性防腐剂,在酸性介质中对微生物有良好的抑制作用,随pH值降低而防腐效果增强,适用于pH值5.5以下的食品防腐。山梨酸及其盐类对霉菌、酵母菌和好气性细菌的生长发育起抑制作用,不抑制乳酸菌和梭状芽孢杆菌。

山梨酸及其盐类可用于加工鱼糜制品、鲸肉制品、肉制品、海胆、墨鱼熏制品、鱆鱼熏制品、鱼贝干制品等产品,最大使用量为2g/kg;山梨酸及其盐类还可用于酱油、醋、果酱、人造奶油、饮品等食品[4]。

3.1.1.3丙酸类

丙酸类包括丙酸和丙酸盐,丙酸盐通常指丙酸钠和丙酸钙。丙酸是一元羧酸,其抑菌机理是抑制微生物合成β—丙氨酸而起到抗菌作用。丙酸类对霉菌、需氧芽胞杆菌、革兰氏阴性杆菌有较强的抑制作用,对引起食品发粘的菌类效果好,对防止黄曲霉毒素的产生有特效,但对酵母菌几乎无效。

丙酸已广泛用于面包、糕点、果冻、酱油、醋、豆制品等的防腐,最大使用量为2.5g/kg;丙酸钠是酸性防腐剂,起防腐作用的主要是未解离的丙酸,一般可用于加工干酪,最大使用量为3g/kg(以丙酸计),在面包和西式糕点制造中,丙酸钠的最大使用量低于2.5g/kg;丙酸钙的有效剂量小于丙酸钠,还可补充食品中的钙质,但是丙酸钙会降低化学膨松剂的作用。丙酸钙可用于加工干酪,最大用量为3g/kg(以丙酸计),丙酸钙还可用于生产面包、月饼、番茄罐头等[5]。

3.1.1.4对羟基苯甲酸酯类

对羟基苯甲酸酯类又称对羟基安息香酸酯或尼泊金酯类,是苯甲酸的衍生物。对羟基苯甲酸酯对霉菌、酵母菌作用较强,但对细菌特别是革兰氏阴性杆菌及乳酸菌的作用较差,对羟基苯甲酸酯起作用的是未解离的酯分子,在pH值为4.0~8.0范围内都有较好的抗菌效果。

对羟基苯甲酸酯通常用于清凉饮料、果酱、醋等,其ADI为0~10mg/kg。

3.1.1.5富马酸及富马酸二甲酯

富马酸亦称延胡索酸、反丁烯二酸,富马酸二甲酯又叫反丁烯二酸二甲酯。富马酸及富马酸二甲酯是一种新型防霉保鲜剂,能抑制30多种霉菌和酵母菌,且抗菌性能不受pH值的影响,具有高效光谱、安全性高、价格低廉等优点。

3.1.1.6亚硫酸及其盐类

亚硫酸及其盐类是强还原剂,具有杀菌防腐作用,还有漂白和氧化作用。亚硫酸及其盐类的防腐机理在于消耗食品中的氧气,使好气性微生物因缺氧而致死,并能抑制某些酶的活性。亚硫酸及其盐类对细菌作用强,对酵母菌的作用弱。亚硫酸及其盐类主要用于葡萄酒和果酒的防腐,最大使用量为0.25g/kg。

3.1.1.7亚硝酸及其盐类

亚硝酸及其盐类具有防腐性、抗氧化性和增进风味的作用,是化学保藏中常用的保藏剂。亚硝酸及其盐类对梭状肉毒芽孢杆菌等耐热性芽孢有很强的抑制作用,用于肉制品中亚硝酸盐的最大用量为0.155g/kg。

3.1.2天然防腐剂

天然防腐剂是由生物体分泌或者体内存在的具有抑菌作用的物质,经人工提取或者加工而成的防腐剂,此类防腐剂是天然物质,对人体无毒害,并能增进食品的风味品质,是一类有发展前景的食品保藏剂。

3.1.2.1溶菌酶

溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。溶菌酶主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内溶物逸出而使细菌溶解;溶菌酶还可与带负电的病毒蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐分,使病毒失活。

溶菌酶对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等均有良好的抗菌能力,溶菌酶作用的最适pH值为5.3~6.4.,温度50℃。目前,溶菌酶已用于面类、水产熟制品、冰激凌、色拉、鱼子酱等食品的防腐,使用量为0.001%[6]。

3.1.2.2鱼精蛋白

鱼精蛋白是一种碱性蛋白质,主要存在于鱼类成熟精子细胞核中。鱼精蛋白的抑菌作用机制是抑制线粒体与传递系统中的一些特定成分,抑制一些与细胞膜有关的新陈代谢过程。鱼精蛋白对细菌、酵母菌、霉菌有广谱抗菌作用,特别对枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌等均有良好的抗菌作用。

鱼精蛋白在碱性介质中有较高的抗菌能力,在酸性介质中的抗菌能力较低,其热稳定性高,鱼精蛋白与其他添加剂如甘氨酸等复配,抗菌效果更好,适用的食品防腐范围也更广,鱼精蛋白一般可用于水产品、米面制品、畜肉、蛋、奶、果蔬制品等[7]。

3.1.2.3乳球菌肽

乳球菌肽也称尼生素,是一种由乳酸链球菌合成的多肽抗菌素类物质。乳球菌肽能有效地抑制许多革兰氏阳性菌,如金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、链球菌、李斯特氏菌,尤其对枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等有很强的抑制作用。乳球菌肽可被肠道消化酶分解,具有很高的安全性,可被应用于肉制品、乳制品、罐头、海产品、饮料、果汁饮料、液体蛋及蛋制品、调味品、酿酒工艺、烘焙食品、方便食品、香基香料、化妆品领域等,最大使用量为0.2~0.5g/kg[8]。

3.1.2.4纳他霉素

纳他霉素也称游链霉素,是一种链霉菌经生物技术精炼而成的具有活性的环状四烯化合物。纳他霉素是一种天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂,不仅能够抑制真菌,还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素的抑菌原理是由于纳他霉素的麦角固醇与真菌的细胞壁及细胞质膜的反应,导致细胞质膜破裂,使微生物死亡。纳他霉素的ADI值为0.3mg/kg,在食品中应用广泛,主要用于乳制品、肉制品、发酵酒、饮料等食品的生产和保藏[9]。

3.1.2.5壳聚糖

壳聚糖也叫壳多糖、几丁质,壳聚糖及其衍生物是从甲壳动物等的动物的外壳和低等植物的细胞壁中提取或经过人工降解得到的一种多糖类天然高分子生物聚合物。壳聚糖对荧光假单胞菌、大肠杆菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等有很好的抑制作用,并且还有抑制鲜活食品生理变化的作用。壳聚糖可用作食品,尤其是水果的防腐保鲜剂[10]。

3.2抗氧化剂

抗氧化剂是指能防止或延缓食品成分氧化变质的一类食品添加剂,食品中常用的抗氧化剂按照溶解性可以分为油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂。

3.2.1油溶性抗氧化剂

食品中常用的油溶性抗氧化剂有丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚等。

3.2.1.1丁基羟基茴香醚(BHA)

丁基羟基茴香醚亦称叔丁基-4-羟基茴香醚、羟基大茴香醚,是以3-BHA为主与少量2-BHA的混合物。丁基羟基茴香醚的抗氧化作用是由于放出氢原子阻断油脂自动氧化,除了抗氧化作用外,还有抗霉菌效力。

BHA作为脂溶性抗氧化剂,适用于油脂食品和富脂食品,按照我国《食品添加剂使用卫生标准》规定,BHA常用于油脂、油炸食品、干鱼食品、饼干、速煮面、速煮米、干制食品、罐头、腌腊肉制品中,最大使用量为0.2g/kg。BHA还可以与其他脂溶性抗氧化剂混合使用,其效果更好,例如BHA和BHT复配使用可以保护鸡肉、鲤鱼、猪排和冷冻熏猪肉片等。

3.2.1.2二丁基羟基甲苯(BHT)

二丁基羟基甲苯亦称2,6-二丁基对甲酚。BHT作为脂溶性抗氧化剂的使用与BHA基本相同,BHT能有效地延缓植物油的氧化酸败,改善油食品的贮藏期,单独使用时其抗氧化效果不如BHA。另外,BHT可以与增效剂柠檬酸一同使用,能提高抗氧化效果。按照我国《食品添加剂使用卫生标准》规定,BHT可用于油脂、油炸食品、干炸食品、干鱼制品、饼干、速煮面、干制食品、罐头等,最大使用量为0.2g/kg。

3.2.1.3没食子酸丙酯(PG)

没食子酸丙酯亦称棓酸丙酯。PG作为脂溶性抗氧化剂,适宜在植物油脂中使用,对动物性脂肪的抗氧化作用较BHA和BHT效果突出,而PG对含植物油的面制品不如BHA和BHT效果突出。PG与增效剂结合使用时其抗氧化作用会更佳,并且与BHA和BHT结合使用时其抗氧化作用也会更佳。根据我国《食品添加剂使用卫生标准》规定,PG可用于油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、速煮面、速煮米、罐头等食品,最大使用量为0.1g/kg。

3.2.1.4叔丁基对苯二酚(TBHQ)

叔丁基对苯二酚别名叔丁基氢醌。TBHQ对常温下植物油脂的贮藏效果较好,还有一定的抑菌作用,TBHQ对其他抗氧化剂和螯合剂有增效作用。根据我国《食品添加剂使用卫生标准》规定,TBHQ可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、速煮米、干果罐头、腌肉制品,其最大使用量为0.2g/kg,对于肉制品,TBHQ可有效地延长冷冻馅饼产生腐败气味的时间。

3.2.2水溶性抗氧化剂

水溶性抗氧化剂是能够溶于水,多用于果蔬加工或贮藏,来消除或减缓因氧化而造成的褐变等变质现象。常用的水溶性抗氧化剂有抗坏血酸及其盐、异抗坏血酸及其盐、生育酚、茶多酚、植酸等。

3.2.2.1 L-抗坏血酸及其钠盐

L-抗坏血酸亦称维生素C,是抗坏血酸的一种异构体,是一种强还原性的化合物。抗坏血酸可广泛应用于啤酒、无醇饮料、果汁、罐头、冷冻食品等;抗坏血酸呈酸性,在肉制品、乳制品中一般使用抗坏血酸钠,对肉制品如火腿、香肠、培根等,作为发色助剂,还可以保持肉制品的风味,增加肉制品的弹性;此外,抗坏血酸和抗坏血酸钠在肉制品中还可以亚硝胺的产生。

3.2.2.2异抗坏血酸及其钠盐

异抗坏血酸是维生素C的一种立体异构体,化学性质与维生素C相似,但其抗氧化性能优于抗坏血酸。异抗坏血酸可用于鱼肉制品、鱼贝腌制品及冷冻制品、水果、蔬菜制品、啤酒、葡萄糖、碳酸饮料、冷冻产品及马铃薯制品等以防止其氧化变色和风味恶化;异抗坏血酸用于香肠、火腿等肉类腌制品中,异抗坏血酸的添加量为0.5~0.8g/kg;异抗坏血酸可以促进亚硝酸盐在腌制过程中的显色,延长制品的货架期;在肉制品中配合使用异抗坏血酸与亚硝酸,既可以防止肉制品变色,又可以提高肉制品的发色效果,还能加强亚硝酸盐抗肉毒杆菌的能力,并且可减少亚硝胺的产生。

3.2.2.3生育酚

生育酚即维生素E,生育酚添加到食品中不仅具有抗氧化作用,还具有强化营养作用。生育酚适宜作为婴儿食品、疗效食品及乳制品的抗氧化剂和营养强化剂;生育酚可用于肉制品中,阻止咸肉制品产生亚硝胺。

3.2.2.4茶多酚

茶多酚亦称维多酚,是30多种酚类化合物的总称,主体为儿茶素类,主要以捕获油脂中的自由基,防止油脂的自动氧化起抗氧化作用。茶多酚可用于油脂,最大用量为0.4g/kg;用于含有酱料,最大用量为0.1g/kg;用于糕点、油炸食品、方便面,最大用量为0.2g/kg;用于肉制品、鱼制品,最大用量为0.3g/kg,可以对肉制品起到显著的保鲜效果,延长保鲜期,与维生素E和C合用时保鲜效果更好。

3.2.2.5植酸

植酸亦称肌醇六磷酸、环己六醇六磷酸酯。植酸可以作为抗氧化剂、稳定剂和保鲜剂广泛应用于水产品、酒类、果汁、油脂食品。植酸用于水产品可以防止磷酸铵镁的生成,防止贝类罐头变黑,防止蟹肉罐头出现蓝斑,防止鲜虾变黑等;植酸还可以延缓鱼、肉、速煮面、面包、蛋糕、色拉等的保藏期。

3.3脱氧剂

脱氧剂又称游离氧吸收剂或游离氧驱除剂,是一类能够吸除氧气的物质。脱氧剂能通过化学反应吸除容器内的游离氧及溶于食品的氧,并生成稳定的化合物,从而防止食品的氧化变质,同时利用所形成的缺氧条件,抑制霉菌等微生物的生长繁殖和防止虫害的发生,防止食品褪色和果蔬过熟,从而达到保质保鲜的目的。

目前脱氧剂已经发展成为一种重要的食品保藏剂,广泛地应用粮食、果品保鲜等方面,常用的食品脱氧剂有特制铁粉、连二亚硫酸钠、碱性糖制剂。

3.4保鲜剂

保鲜剂是为了防止生鲜食品脱水、氧化、护色、腐败、变质等而在其表面进行喷涂、喷淋、浸泡或涂膜的化学物质。使用食品保鲜剂可以减少食品水分散失,防止食品氧化,抑制生鲜食品表面微生物的生长,保持食品的风味,提高食品外观的可接受性,减少食品在贮运过程中的机械损伤等。

常用的保鲜剂有类脂类(如石蜡油、蜂油、菜子油、花生油、乙酰单甘脂及其乳胶体)、树脂(紫胶、松脂、苯并呋喃—茚树脂)、蛋白质(玉米醇溶蛋白、小麦谷蛋白、大豆蛋白、花生蛋白和棉子蛋白、胶原蛋白、明胶、酪蛋白、乳清蛋白)、碳水化合物(淀粉、纤维素、果胶、甲克素)等。

4前景展望

化学保藏有诸多优点,和罐藏、冷冻保藏、干藏等保藏方法相比,化学保藏更为简单经济,但由于近年来,人们对食品安全性问题的关注,化学保藏也面临着越来越大的挑战,一般来自天然产物的化学保藏剂拥有更高的安全性,人工合成的化学保藏剂安全性会降低,但在安全使用范围内,化学保藏剂并不会对食品的卫生与安全性产生威胁。

参考文献

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