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1、食品的腐敗問題 引起食品腐敗原因有三種：第一是微生物，第二是脂肪氧化，第三是酶的問題。 在食品發生腐敗變質的過程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品經過徹底滅菌或過濾除菌，則食品長期貯藏也不會發生腐敗。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦條件適宜，就會引起該食品腐敗變質。所以說，微生物的污染是導致食品發生腐效變質的根源。 防止微生物對食品的危害主要方法有：第一是防止微生物污染食物(從原料、設備、環境等環節控制)；第二是滅活有害微生物(如殺菌、消毒)；第三是降低或抑制食品中微生物的生長或使之失活。 第一種方法，通過HACCP管理體系能夠實現；第二種和第三種方法屬于柵欄技術范疇；當然，對于柵欄技術而言，更傾向于第1種方法。 2、什么是柵欄技術 隨著人們對食品防腐保鮮研究的深入，對于保鮮理論也有了更新的認識，從而發現沒有任何一種單一的保鮮措施是完美無缺的，必須采用綜合保鮮技術才更有效。 柵欄因子理論是德國肉類食品專家Leistner博士(1976年)提出的一套系統科學地控制食品保質期的理論。該理論認為，食品要達到可貯性與衛生安全性，其內部必須存在能夠阻止食品所含腐敗菌和病原菌生長繁殖的因子，這些因子通過臨時和永久性地打破微生物的內平衡(微生物處于正常狀態下內部環境的穩定和統一)，從而抑制微生物的致腐與產毒，保持食品品質，這些因子被稱為柵欄因子(hurdle factor)。比如高溫處理(F)、低溫冷藏(t)、降低水分活性(Aw)、調節酸度(pH值)、降低氧化還原電位(Eh)、防腐劑(Pres)、競爭性菌群及輻照等，這些因子及其互作效應決定了食品的微生物穩定性，這就是柵欄效應。 在實際生產中，運用不同的柵欄因子，科學合理地組合起來，發揮其協同作用，從不同的側面抑制引起食品腐敗的微生物，形成對微生物的多靶攻擊，使食品中的微生物不能克服這些障礙，從而改善食品品質，保證食品的衛生安全性，這一技術即為柵欄技術。 柵欄技術的應用能達到如下效果： (1)柵欄技術與微生物的內平衡 食品防腐中一個值得注意的現象就是微生物的內平衡。微生物的內平衡是微生物處于正常狀態下內部環境的穩定和統一，并且具有一定的自我調節能力，只有其內環境處于穩定的狀態下，微生物才能生長繁殖。 例如，微生物內環境中pH值的自我調節，只有內環境pH值處于一個相對較小的變動范圍，微生物才能保持其活性。如果在食品中加入防腐劑破壞微生物的內平衡，微生物就會失去生長繁殖的能力。在其內平衡重建之前，微生物就會處于延遲期，甚至死亡。食品的防腐就是通過臨時或永久性打破微生物的內平衡而實現的。 將柵欄技術應用于食品的防腐，各種柵欄因子的防腐作用可能不僅僅是單個因子作用的累加，而是發揮這些因子的協同效應，使食品中的柵欄因子針對微生物細胞中的不同目標進行攻擊，如細胞膜、酶系統、pH值、水分活性值、氧化還原電位等，這樣就可以從多方面打破微生物的內平衡，從而實現柵欄因子的交互效應。 在實際生產中，這意味著應用多個低強度的柵欄因子將會起到比單個高強度的柵欄因子更有效的防腐作用，更有益于食品的保質。這一“多靶保藏”技術將會成為一個大有前途的研究領域。 對于防腐劑的應用而言，柵欄技術的運用意味著使用小量、溫和的防腐劑，比大量、單一、強烈的防腐劑效果要好得多。如Nisin在通常情況下只對革蘭氏陽性菌起抑制作用，而對革蘭氏陰性菌的抑制作用較差。然而，當將Nisin與螯合劑EDTA一二鈉、檸檬酸鹽、磷酸鹽等結合使用時，由于螯合劑結合了革蘭氏陰性菌的細胞膜磷脂雙分子層的鎂離子，細胞膜被破壞，導致膜的滲透性加強，使Nisin易于進入細胞質，加強了對革蘭氏陰性菌的抑制作用。 (2)食品中的防腐保質柵欄因子 食品防腐上最常用的柵欄因子(hurdle factor)，無論是通過加工工藝還是添加劑方式設置的，應用時僅有少數幾個。隨著對食品保鮮研究的發展，至今已經確認可以應用于食品的柵欄因子很多。例如高溫處理(F)、低溫冷藏(t)、降低水分活性(Aw)、調節酸度(pH值)、降低氧化還原電位(Eh)、應用乳酸菌等競爭性或拮抗性微生物以及應用亞硝酸鹽、山梨酸鹽等防腐劑(Pres)。國內也有將柵欄技術和柵欄因子相應譯為障礙技術和障礙因子。 (3)柵欄技術與食品的品質 從柵欄技術的概念上理解食品防腐技術，似乎側重于保證食品的微生物穩定性，然而柵欄技術還與食品的品質密切相關。食品中存在的柵欄因子將影響其可貯性、感官品質、營養品質、工藝特性和經濟效益。同一柵欄因子的強度不同，對產品的作用也可能是相反的。例如在發酵香腸中，pH值需要降低至一定的限度才能有效抑制腐敗菌，但過低則對感官質量不利。因而在實際應用中，各種柵欄因子應科學合理地搭配組合，其強度應控制在一個最佳的范圍。 3、柵欄技術在常見食品中的應用 傳統低溫肉制品中使用的柵欄因子：防腐劑(硝酸鹽或亞硝酸鹽、其它防腐劑)、蒸煮殺菌、(煙熏)、(低溫保存)。如豬頭肉、豬蹄、五香牛肉、燒雞、扒雞、熏雞等。 低溫西式肉制品中使用的柵欄因子：防腐劑(硝酸鹽或亞硝酸鹽、其它防腐劑)、蒸煮殺菌、(煙熏)、低溫保存。如低溫烤腸、火腿等。 高溫肉制品中使用的柵欄因子：防腐劑(硝酸鹽或亞硝酸鹽、其它防腐劑)、高溫殺菌。如高溫火腿腸。 肉類罐頭中使用的柵欄因子：防腐劑(硝酸鹽或亞硝酸鹽)、高溫殺菌。如午餐肉罐頭、牛肉罐頭。 肉松、肉脯、風干腸、臘肉中使用的柵欄因子：水分活度Aw、(煙熏)。 水果罐頭、蔬菜罐頭中使用的柵欄因子：pH值、高溫殺菌。如橘子罐頭、菠蘿罐頭、桃罐頭、梨罐頭、蘆筍罐頭、蘑菇罐頭等。 發酵食品、調味品中使用的柵欄因子：優勢微生物、pH值、(水分活度Aw)。如豆豉、豆瓣醬、腐乳、酸奶、醬油、醋、泡菜、蒜蓉辣椒醬、東北大醬、蝦醬、金華火腿、薩拉米腸等。 半固態食品、調味品中使用的柵欄因子：水分活度Aw、(pH值)。如芝麻醬、花生醬、牛肉醬、老干媽辣椒醬。 碳酸飲料中使用的柵欄因子：pH值、二氧化碳。如雪碧、可樂等。 包裝小面包、軟蛋糕中使用的柵欄因子：pH值、真空沖氮。如達利園法式小面包、達利園軟蛋糕等。 包裝月餅中使用的柵欄因子：水分活度Aw、脫氧劑。 餅干、糖果、固體飲料、固體調味料、方便面、面粉、干面條、大米、蜂蜜、干果等中使用的柵欄因子：水分活度Aw。 果醬食品中使用的柵欄因子：pH值、水分活度Aw、加熱殺菌。如番茄醬、山楂醬等。 果脯食品中使用的柵欄因子：pH值、水分活度Aw、(加熱殺菌)。如棗脯、冬瓜脯等。 4、展望 過去對食品安全的控制是基于經驗或歷史傳統，現在可以根據柵欄因子理論，有針對性地利用食品保鮮需要的柵欄因子，來控制產品的安全。但現在的問題是，食品專業的院校沒有這方面的課程，社會上也沒有相關的培訓，使得很多企業的技術人員對柵欄因子理論不了解、不熟悉，當然談不上積極主動地深入研究、應用柵欄技術，至于對企業的新產品設計、研發和生產指導更是無從談起。這是很遺憾的事情。 對于具體產品的食品安全而言，如何簡潔、高效、低成本地達到質量控制效果，這涉及到配方、工藝、設備投資、產品口感等問題，很值得食品專業人士仔細研究理論落地問題。正因為如此，柵欄因子理論作為一個應用前景非常廣闊的實用型理論工具，必然會受到越來越多的食品專業人士的重視，同時，也必將為企業帶來越來越多的經濟效益和社會效益。 |
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