简述防腐剂在肉制品加工中的应用

摘要：肉制品营养丰富，具有较高的蛋白质含量，同时其水分含量也较大，适宜微生物的生长繁殖，因此极易造成产品腐败变质，这给肉食品加工企业造成了巨大的损失。目前，添加防腐剂已成为控制肉制品腐败变质的重要措施，也已经成为肉制品工业中普遍采用的有效防腐方法之一。本文对《食品添加剂使用卫生标准》中批准用于肉制品的几种防腐剂的性质、使用安全性、灭菌机理等几方面做了简要介绍。关键词：肉制品；防腐剂；应用；1绪论肉制品营养丰富，具有较高的蛋白质含量，同时其水分含量也较大，适宜微生物的生长繁殖，因此极易造成产品腐败变质，这给肉食品加工企业造成了巨大的损失。目前控制微生物的方法在工艺上常采用高温杀菌方式，尽管高温杀菌是一种有效的控制微生物方法，但是却给产品品质带来较大的负面影响，包括产品的色泽变暗、高温蒸煮味严重、肉香味减弱、肉块组织结构变差等等。所以，在低温灭菌条件下，如何有效杀灭、控制微生物生长、繁殖成为提升肉制品质量的关键技术。目前，添加防腐剂已成为控制肉制品腐败变质的重要措施，也已经成为肉制品工业中普遍采用的有效防腐方法之一。到目前为止，我国《食品添加剂使用卫生标准》中批准使用的防腐剂有29种，其中允许在肉制品中使用的只有山梨酸及其钾盐、双乙酸钠、乳酸链球菌素、纳他霉素和单辛酸甘油酯五种，下面本文将对其中的几种肉制品防腐剂的性质、使用安全性、灭菌机理等几方面做一简要介绍。2山梨酸及其盐2.1山梨酸及其盐的性质和安全性在食品领域中最现代化的防腐剂之一是山梨酸，在化学成分上与食物接近，山梨酸除了使用方便及经济效益合算之外，对抵抗很多微生物极为有效。而且，对所防腐的制品不会影响其香味及口味。山梨酸及其钾盐和钙盐（分别是E200，E202和E203）已被批准在全世界大量的食品中使用。山梨酸为不饱和六碳酸，结构式CH3-CH=CH-CH-CH-COOH，反式-反式-2，4-乙二烯酸，无色针状结晶或白色结晶粉末，无味无臭，其分子式为C6H8O2，分子量112.1。山梨酸钾是山梨酸的钾盐，白色，几乎无气味的粉末，或是颗粒状，因此粉尘极低，分子式为C6H7O2K，分子量为150.2。山梨酸钙是山梨酸的钙盐，几乎无气味的白色粉末，分子式为C12H14O4Ca，分子量为262.3。山梨酸及其盐类不与食品的其它配料发生反应，也不具有形成复合物的性能。因此，使用山梨酸不会影响诸如矿物质的生物有效性。山梨酸所引起的过敏反应几乎没有。科技文献显示，山梨酸是目前为止所有防腐剂中具有最低敏感性能的。山梨酸（E200）和山梨酸钾（E202）在全世界批准作为防腐剂用于大量的食品中，山梨酸钙E203）在一些国家已批准使用在美国。山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙被归类为“通常认可为安全GRAS）。这项定义强调了山梨酸和山梨酸盐类都是生理惰性的事实。在很多国家，山梨酸和山梨酸盐类批准在药品和动物饲料中使用。2.2山梨酸及其盐的抗菌作用山梨酸为酸性防腐剂，对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用。与其他有机酸的防腐剂相同山梨酸的功效随着产品的pH值不同而变化，产品的pH值越低，即酸性越大，则防腐的功效越大因此所需的防腐剂的用量越少。山梨酸盐类也是如此，它只是山梨酸的应用形式。此种酸是由山梨酸盐类在酸性pH范围内而形成的。其防霉效果随pH值升高而减弱。在pH为3时抑菌效果好，pH为6时仍有抑菌效果，但所需浓度大，一般在pH为6时完全抑菌的最低浓度（MIC）超过0.2%。山梨酸通过抑制微生物内的脱氢酶系统，从而达到抑制生物生长和防腐作用。山梨酸对pH值低的果酱饮料、面制品等有很好的防腐效果，但对于pH值较高的食品，常需添加酸来降低pH值，再使用山梨酸，才能达到防腐效果。这就对食品的风味、保水性、弹性及其天然品质带来不良影响。2.3协同作用由于山梨酸钾是酸性类防腐剂，在使用的同时，建议配合使用有机酸类，如柠檬酸，乳酸的盐类等，这些有机酸不但自身具有防腐作用，同时能调节pH值，从而有利于山梨酸钾防腐作用持久的发挥。山梨酸钾防腐主要是山梨酸能抑制霉菌等微生物内脱氢酶系的作用，得以抑制霉菌等的生长。但是当霉菌污染严重或已开始腐败时，霉菌却能以山梨酸钾为培养基，致使山梨酸不起任何作用。因此添加山梨酸钾只是延长保质期的途径之一，肉制品的保鲜还与原料的温度、水分活性等有关，与控制外界和内在的因素都紧密相关。2.4山梨酸及其盐在肉制品中的应用2.4.1鱼制品和咸鱼类可将山梨酸钾放入盐水中或与干燥食盐混合添加入鱼制品。短期保存的食品（如鱼肉卷，西鲱和鲑鱼片）通过加入山梨酸钾或山梨酸能有效持久的防止细菌的污染，即使在贮存期和开口的包装形式中。山梨酸和山梨酸钾能有效的防止霉菌和酵母结于风干和烟熏的鱼类的腐蚀。例如，腌鳕鱼干用2～4%含量的山梨酸和盐对鱼进行处理加工。干鳕鱼可以用5～10%的山梨酸钾溶液浸渍或喷洒以防随后霉菌的腐蚀。在烟熏鱼干之前或之后，都可喷洒5～10%的山梨酸钾溶液以抑制霉菌的生长。最终产品的浓度应为0.05～0.15%。通过添加0.4～0.8%的粉状山梨酸，可以延长小虾的保质期。2.4.2肉类和肠类制品山梨酸钾较苯甲酸钠有明显的防腐抗菌效果，尤其具有很强的防霉作用。用山梨酸钾浸泡过的鲜猪肉和鲜鸡肉，可延长有效期，而且对其煮熟后的感官特征无不良影响。在腌熏肉制品中加入山梨酸钾，可减少亚硝酸钠含量，这样可以降低形成致癌的亚硝胺的潜在危险性。同时对制品的色泽和香味都无不利影响。干硬的香肠，烟熏的火腿和肉干以及类似的产品可用5～20%的山梨酸钾溶液浸泡，以防霉菌的腐蚀。在肠衣上生长的霉菌，可以通过加入0.2～0.4%的山梨酸或山梨酸钾防止。对某些法兰克福煮肠（有肠衣或无肠衣），可在切片过程中添加0.05～0.08%山梨酸，或对制成的肠类用5%的山梨酸钾溶液进行表面处理，以防止长霉。3双乙酸钠3.1双乙酸钠的性质和安全性双乙酸钠（SodiumDiacetAte,简称SDA），又名二乙酸草钠盐，或二醋酸一钠，国外商品名称为维他可乐波YI-TA-ROP,在美国则称为CROP-URE或GRAINCURE，日本则称为固体醋酸。双乙酸钠的分子式为CH3COONa．CH3COOH．xH2O或NaH(CH3COO)2，无水物分子量为142.09，是乙酸和乙酸钠的分子化合物。由短氢键相结合，外观为白色吸湿性晶状粉末，晶体由24个双乙酸钠分子组成一个单晶胞的六面透明体，边长为15.98埃，含有40%的游离乙酸，具有乙酸的挥发性气味。容点为96℃～97℃，加热至150℃以上分解。在水中的溶解度为1千克溶解于1升水，对光和空气的稳定性为存放一年，游离乙酸含量降低0.34%。双乙酸钠是一种广谱、高效、无毒、不致癌的防腐剂，又可作为食品的调味料、营养剂（可提高食品的生物效价）。1877年由美国最早合成出双乙酸钠，并于1938年首先将双乙酸钠用于面包防腐并申请了专利（1942年发布）。1979年，美国食品及医药管理局（FDA）对双乙酸钠作了严格彻底检查，其结论是：双乙酸钠是完全安全的，没有毒性物质，也没有致癌物质。1981年，美国环境总署（FPA）根据联邦食品、药物、化妆品管理办法，批准当SDA用作玉米、大麦、小麦、高粱等谷物及苜蓿草、丁香、早熟禾等草类的防腐剂，可免于作有毒残留检查。1982年，美国食品及医药管理局（FDA）首先承认，SDA作食品添加剂给予登记注册。通过《GRAS》资格。1987年，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO），批准SDA在食品中作防腐剂使用。并制定了SDA的质量标准（FAO/WHO1987）现为94版。1989年，我国政府正式批准SDA作为食品防腐剂使用，国家标准（GB2760-89）补充版食品添加剂分类代码为（17-13），现为96版。1994年，美国食品及医药管理局（FDA）制定的美国食品用化学品标准（FCC-1994），编入SDA的质量标准和使用标准，并规定可用作抗菌剂、调味剂、及辅佐料。我国于九十年代开发研制，于1994年投放市场，工业级产品达到美国“VITA-CROP”标准，食品添加剂达到“FCC”标准。双乙酸钠自然状态下会缓慢放出乙酸，可降低产品的pH值。乙酸分子与类酯化合物溶性较好，而分子乙酸比离子化乙酸更能有效地渗透微生物的细胞壁，干扰细胞间酶的相互作用，使细胞内蛋白质变性，从而起到有效的抗菌作用。乙酸是参与动物能量代谢的重要物质。乙酸在消化道被吸收，由血液输送到代谢组织的细胞浆中，在乙酰辅酶A合成酶的催化下转化成能量的“枢纽”物质“活性乙酸”氨基酸分解进入呼吸链的活性形式。上述物质之间还可以通过它相互转化，因此SDA有促进动物机体物质代谢的作用。乙酸是反刍动物合成脂肪的重要前提物质，它有利于牛奶脂肪中短链脂肪酸的形成，提高牛奶的乳脂率。因此开发和应用双乙酸钠具有十分广泛的前景。3.2双乙酸钠在肉制品生产中的作用双乙酸钠从化学分子结构上讲，是有短氢键结合的双分子盐（CH3COONa.CH3COOH﹒xH2O是完美的分子化合物，并含有可释放的40%的游离乙酸分子。在10%水溶液中它显示为一种pH值为4.7的乙酸-乙酸钠缓冲溶液,双乙酸钠能增强乙酸的抗菌活性,使之对pH值的依赖性降低，不离解的乙酸比离子化的乙酸更能有效地渗透入酶菌组织的细胞壁，并借以干扰细胞间酶的相互作用达到抑制霉菌素（孢子）和细菌的发生、滋长和蔓延，因此双乙酸钠是一种广谱、高效、无毒的防腐剂。根据国外大量实验证明，双乙酸钠对黄曲霉菌，烟曲霉菌、黑曲霉菌、绿曲霉菌、白曲霉菌微小根毛霉菌、伞枝梨头霉菌、足样根毛霉菌、假丝酵母菌等10多种霉菌有较强的抑制效果，对大肠杆菌利斯特菌、革兰氏阴性菌有一定的抑制作用，但它对食品中所需要的乳酸菌、面包酵母几乎不起什么作用，能保护食品的营养成分，这种特性使得双乙酸钠被列为一种相当不寻常的食品添加剂。3.3双乙酸钠在肉类保鲜中的应用鲜肉中含有丰富的营养成分，且水分活性很高，极易受微生物污染和其他因素的影响，即使是肉类加工过程中GMP、HACCP等现代化管理模式，也很难完全防止细菌污染和控制肉品腐败变质。因此，对未包装鲜肉进行抑菌预处理，对其他防腐剂联合使用能增强其抑菌作用，获得较宽的抑菌谱。Nisin和乳酸合用能抑制肉中的金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。Nisin与螯合剂合用时能有效地减少革兰氏阴性菌的数量。Nisin与柠檬酸盐、磷酸盐合用也能提高其对革兰氏阴性菌的抑制效果。4乳酸链球菌素在肉制品中的应用Nisin很早就已在国外应用于肉制品中。美国联邦肉类检验法规建议Nisin作为干香肠和半干香肠的防腐剂。研究表明在巴氏杀菌食品中添加500～1000读数单位/g的Nisin可有效地抑制A、B型肉毒杆菌菌株的生长及毒素的产生。同亚硝酸盐结合使用能有效防止梭状芽孢杆菌在肉馅中生长，在不影响火腿色泽和防腐效果的情况下，加入一定的Nisin可使亚硝酸盐含量由原来的150ppm降到40ppm。Nisin在我国肉制品的应用较晚。将Nisin添加于红肠中可显著降低细菌总数，并延长产品保存期；在香肠中Nisin添加量为0.3g/kg，绝大数的革兰氏阳性菌受到抑制，而且产品色、香、味不受影响；在猪肉丝中添加0.48g/kg可取代山梨酸钾作防腐剂，并能提高产品质量；在牛肉冷却肉的保鲜中添加Nisin起到明显的抑菌作用，且保鲜效果随浓度的增加而增强；将Nisin添加于扒鸡生产中，可降低杀菌温度，保质期达半年以上，并且使扒鸡的口感得到改善；在烤肉中加入Nisin，产品保质期从28℃的4～5d延长到了20d；在即食腊肉中加入Nisin，并与加热灭菌相结合，当Nisin浓度为1g/L，加热温度80℃，加热时间8min时，效果最好；将Nisin和乳酸钠联合加于西式火腿中，保质期则更长，并且降低了亚硝酸盐的含量。由于Nisin是窄谱抗菌素，它只能杀死或抑制G+菌，对于G-菌、酵母和霉菌均无作用，所以单独使用Nisin未必起到好的效果。通常将Nisin和其它几种灭菌或抑菌方法联合使用。1）Nisin与热处理结合，加入少量Nisin，就可大幅度降低杀菌温度和时间，并提高腐败微生物的热敏感性，延长肉品货架期。2）Ni