4)高压杀菌
所谓高压杀菌就是将食品物料以某种方式包装以后,置于高压(200MPa以上,2000多个大气压)装置中加压,使微生物的形态、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,进而使微生物的生理机能丧失或发生不可逆变化而致死,达到灭菌、长期安全保存的目的。高压杀菌技术也是近年来出现的新型杀菌技术,需要有特殊的加压设备和耐高压容器及辅助设备,目前尚处于试验研究与开发阶段,但其在食品工业中的应用前景是可喜的,
① 高压对微生物影响
当细胞周围的流体静压达到0.6 MPa左右时,细胞内的气泡将会破裂,菌体细胞变长,胞壁脱离细胞膜、胞壁变厚。高压可使蛋白质变性,直接影响到微生物及其酶系的活力,使微生物的活动受到抑制,甚至死亡。
在高压作用下,细胞膜的磷脂双分子层结构随着磷脂分子横截面的收缩而收缩,表现为细胞膜通透性变化。20~40 Mpa高压能使较大细胞的细胞壁因超过应力极限而发生机械断裂,从而使细胞裂解。这种作用对真菌微生物是主要的影响因素。一般来讲,真核微生物比原核微生物对压力更为敏感。在300 Mpa以上的压力下,细菌、霉菌和酵母菌都可被杀死,但一些菌的芽孢耐压强,在600 Mpa才能被杀死。
② 高压对食品成分的影响
高压使蛋白质结构伸展,体积改变而变性,即压力凝固。如鸡蛋白在超过300 Mpa的压力下会发生不可逆变性。高压作用下,酶会钝化或失活。高压可使淀粉改性,常温下加压到400~600 MPa,淀粉发生糊化而呈不透明的粘稠糊状物。但高压对食品中的风味物质、维生素、色素及各种小分子物质的天然结构几乎没有影响。
③ 高压杀菌的应用
采用高压技术对肉类进行加工处理,与常规方法相比,在肉制品的柔嫩度、风味、色泽、成熟度及保藏性等方面都得到不同程度的改善。例如,常温下质粗价廉牛肉经250 Mpa高压处理,牛肉制品明显得到嫩化;300 MPa压力处理鸡肉和鱼肉10分钟,能得到类似于轻微烹饪的组织状态。
高压处理水产品可最大限度地保持水产品的新鲜风味,增大鱼肉制品的凝胶性。例如,在600 MPa压力下处理水产品(如甲壳类水产品),其中的酶完全失活,细菌数量大大减少,色泽外红内白,仍保持原有的生鲜味。
在果酱加工中采用高压杀菌,不仅可杀灭其中的微生物,而且还可使果肉糜粒成酱,简化生产工艺,提高产品质量。这方面最成功的例子是日本明治屋食品公司,室温下加压400~600 MPa、10分钟加工草莓酱、猕猴桃酱和苹果酱,所得制品保持了新鲜水果的色、香、味,已有小批量产品上市。
食品的干燥和脱水保藏
食品的干燥脱水保藏,是一种传统的保藏方法。其原理是降低食品的含水量(水活性),使微生物得不到充足的水而不能生长。
各种微生物要求的最低水活性值是不同的。细菌、霉菌和酵母菌三大类微生物中,一般细菌要求的最低Aw较高,在0.94—0.99;霉菌要求的最低Aw为0.73~0.94,酵母要求的最低Aw为0.88~0.94。但有些干性霉菌,如灰绿曲霉最低Aw仅为 0.64~0.70 (含水量16%),某些食品水活性值在0.70~0.73(含水量约16%)曲霉和青霉即可生长,因此干制食品的防霉Aw值要达到0.64以下(含水量12%~14%以下)才较为安全。
新鲜食品如乳、肉、鱼、蛋、水果、蔬菜等都有较高水分,其水活性值一般在0.98~0.99,适合多种微生物的生长。目前防霉干制食品的水分一般在3~25%,如水果干为15~25%,蔬菜干为4%以下,肉类干制品为5~10%,喷雾干燥乳粉为2.5~3%,喷雾干燥蛋粉在5% 以下。
食品干燥、脱水方法主要有:日晒、阴干、喷雾干燥、减压蒸发和冷冻干燥等。生鲜食品干燥和脱水保藏前,一般需破坏其酶的活性,最常用的方法是热烫(亦称杀青、漂烫)或硫磺熏蒸(主要用于水果)或添加抗坏血酸(0.05%~0.1%)及食盐(0.1%~1.0%)。肉类、鱼类及蛋中因含0.5%-2.0% 肝糖,干燥时常发生褐变,可添加酵母或葡萄糖氧化酶处理或除去肝糖再干燥。
食品的化学保藏法
化学保藏法包括盐藏、糖藏、醋藏、酒藏和防腐剂保藏等。盐藏和糖藏都是根据提高食物的渗透压来抑制微生物的活动,醋和酒在食物中达到一定浓度时也能抑制微生物的生长繁殖,防腐剂能抑制微生物酶系的活性以及破坏微生物细胞的膜结构。
1)盐藏
食品经盐藏不仅能抑制微生物的生长繁殖,并可赋予其新的风味,故兼有加工的效果。食盐的防腐作用主要在于提高渗透压,使细胞原生质浓缩发生质壁分离;降低水分活性,不利于微生物生长;减少水中溶解氧,使好气性微生物的生长受到抑制等。
各种微生物对食盐浓度的适应性差别较大。嗜盐性微生物,如红色细菌、接合酵母属和革兰氏阳性球菌在较高浓度食盐的溶液(15% 以上)中仍能生长。无色杆菌属等一般腐败性微生物约在5%的食盐浓度,肉毒梭状芽孢杆菌等病原菌在7%~10%食盐浓度时,生长也受到抑制。一般霉菌对食盐都有较强的耐受性,如某些青霉菌株在25%的食盐浓度中尚能生长。
由于各种微生物对食盐浓度的适应性不同,因而食盐浓度的高低就决定了所能生长的微生物菌群。例如肉类中食盐浓度在5% 以下时,主要是细菌的繁殖;食盐浓度在5% 以上,存在较多的是霉菌;食盐浓度超过20%,主要生长的微生物是酵母菌。
2)糖藏
糖藏也是利用增加食品渗透压、降低水分活度,从而抑制微生物生长的一种贮藏方法。
一般微生物在糖浓度超过50%时生长便受到抑制。但有些耐透性强的酵母和霉菌,在糖浓度高达70%以上尚可生长。因而仅靠增加糖浓度有一定局限性,但若再添加少量酸(如食醋),微生物的耐渗透力将显著下降。
果酱等因其原料果实中含有有机酸,在加工时又添加蔗糖,并经加热,在渗透压、酸和加热等三个因子的联合作用下,可得到非常好的保藏性。但有时果酱也会出现因微生物作用而变质腐败,其主要原因是糖浓度不足。
3)防腐剂保藏
防腐剂按其来源和性质可分成有机防腐剂和无机防腐剂两类。有机防腐剂包括有苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢醋酸及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸盐类、双乙酸钠、邻苯基苯酚、联苯、噻苯咪唑等。此外还包括有天然的细菌素(如Nisin)、溶菌酶、海藻糖、甘露聚糖、壳聚糖、辛辣成分等。无机防腐剂包括有过氧化氢、硝酸盐和亚硝酸盐、二氧化碳、亚硫酸盐和食盐等。 (待续)