栅栏效应

栅栏效应

一、栅栏技术(Hurdle Technology)的概念 1、 栅栏技术 栅栏技术是由Leistner(德国肉类研究中心微生物和毒理学研究所所长)在长期研究的基础上率先提出。食品要达到可贮性和卫生安全性，这就要求在其加工中根据不同的产品采用不同的防腐技术，以阻止残留的腐败菌和致病菌的生长繁殖。已知的防腐方法根据其防腐原理归结为高温处理(H)，低温冷藏或冻结(t)，降低水分活性(aw)，酸化(pH)，降低氧化还原值和添加防腐剂等几种，即可归结为少数几个因子。我们把存在于肉制品中的这些起控制作用的因子，称作栅栏因子(Hurdle Factor)。栅栏因子共同防腐作用的内在统一，称作栅栏技术(Hurdle Technology Leistner,1994)。 2、栅栏效应 研究表明，肉制品中各栅栏因子之间具有协同作用(即“魔方”原理，Leistner,1985)。当肉制品中有两个或两个以上的栅栏因子共同作用时，其作用效果强于这些因子单独作用的叠加。这主要是因为不同栅栏因子进攻微生物细胞的不同部位，如细胞壁、DNA、酶系统等，改变细胞内的pH值、aw、氧化还原电位，使微生物体内的动平衡被破坏，即“多靶保藏”效应(Leistner,1979)。但是对于某一个单独的栅栏因子来说，其作用强度的轻微增加即可对肉制品的货架稳定性产生显著的影响(即“天平”原理)。 二、肉制品中几种主要的栅栏因子 食品防腐上最常用的栅栏因子，都是通过加工工艺或添加剂方式设置的，总计已在40个以上，这些因子均可用来保证食品微生物稳定性以及改善产品的质量。现将肉制品中几种主要的栅栏因子简介如下: 1、热加工(H) 高温热处理是最安全和最可靠的肉制品保藏方法之一。加热处理就是利用高温对微生物的致死作用。从肉制品保藏的角度，热加工指的是两个温度范畴:即杀菌和灭菌。 A、 杀菌 杀菌是指将肉制品的中心温度加热到65-75℃的热处理操作。在此温度下，肉制品内几乎全部酶类和微生物均被灭活或杀死，但细菌的芽孢仍然存活。因此，杀菌处理应与产后的冷藏相结合，同时要避免肉制品的二次污染。 B、 灭菌 灭菌是指肉制品的中心温度超过100℃的热处理操作。其目的在于杀死细菌的芽孢，以确保产品在流通温度下有较长的保质期。但经灭菌处理的肉制品中，仍存有一些耐高温的芽孢，只是量少并处于抑制状态。在偶然的情况下，经一定时间，仍有芽孢增殖导致肉制品腐败变质的可能。因此，应对灭菌之后的保存条件予以重视。灭菌的时间和温度应视肉制品的种类及其微生物的抗热性和污染程度而定。 2、低温保藏(t) 低温保藏环境温度是控制肉类制品腐败变质的有效措施之一。低温可以抑制微生物生长繁殖的代谢活动，降低酶的活性和肉制品内化学反应的速度，延长肉制品的保藏期。但温度过低，会破坏一些肉制品的组织或引起其它损伤，而且耗能较多。因此在选择低温保藏温度时，应从肉制品的种类和经济两方面来考虑。 肉制品的低温保藏包括冷藏和冻藏。 冷藏(refrigeration)就是将新鲜肉品保存在其冰点以上但接近冰点的温度，通常为–1-7℃。在此温度下可最大限度地保持肉品的新鲜度，但由于部分微生物仍可以生长繁殖，因此冷藏的肉品只能短期保存。另外，由于温度对嗜温菌和嗜冷菌的延滞生长期和世代时间影响不同，故在这二类微生物的混合群体中，低温可以起很重要的选择作用，引起肉品加工和储藏中微生物群体构成改变，使嗜温菌的比例下降。例如在同样的温度下，热带加工的牛肉就较寒带加工的牛肉保质期长，这主要是因为前者污染菌多为嗜温菌而后者多为嗜冷菌。 3、水分活性(aw) 水分活性是肉制品中的水的蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压之比。当环境中的水分活性值较低时，微生物需要消耗更多的能量才能从基质中吸取水分。基质中的水分活性值降低至一定程度，微生物就不能生长。一般地，除嗜盐性细菌(其生长最低aw值为0.75)、某些球菌(如金黄色葡萄球菌，aw值为0.86)以外，大部分细菌生长的最低aw均大于0.94且最适aw均在0.995以上;酵母菌为中性菌，最低生长aw在0.88-0.94;霉菌生长的最低aw为0.74-0.94,aw在0.64以下任何霉菌都不能生长。