摘要 栅栏技术是多种保藏方式的科学的结合，应用在肉类加工中，它不仅延长肉类的保质期，还能有效保持肉类的营养和风味。主要介绍栅栏技术原理及其在肉类保藏中的应用，并展望了栅栏技术的发展趋势。
关键词 栅栏技术 栅栏因子 肉类 保藏
1 栅栏技术的原理
栅栏技术是由德国Kulnlbach肉类研究中心的Leistlqer和Roble教授于1976年首先提出的，他将食品防腐的常用方法如高温处理、低温冷藏、降低水分活性及酸化等称为栅栏因子，栅栏因子共同防腐作用的内在统一，称作栅栏技术。
栅栏技术的目的就是应用栅栏因子的有机结合来延缓食品的变质。近年来人们对栅栏技术的认识正在逐步扩大，其应用也逐年增加。常用的“栅栏”有以下:
(1) 温度:高温或低温。
(2) pH值:高酸度或低酸度。
(3) Aw:高水分活度或低水分活度。
(4) Eh:高氧化还原电位或低氧化还原电位。
(5) 气调:二氧化碳、氧气、氮气等。
(6) 包装:真空包装、活性包装、无菌包装、涂膜包装。
(7) 压力:(超) 高压或低压。
(8) 辐照:紫外、微波、放射性辐照等。
(9) 物理加工法:阻抗热处理、高压电场脉冲、射频能量、振动磁场、荧光灭活、超声处理等。
(10) 微结构:乳化法等。
(11) 竞争性菌群:乳酸菌等有益菌固态发酵法等。
(12) 防腐剂:有机酸、亚硝酸盐、硝酸盐、乳酸盐、醋酸盐、山梨酸盐、抗坏血酸盐、异抗坏血酸盐等。
每一种方法就是一道防止微生物生长繁殖的栅栏。目前认为，任何一种防腐措施都有缺陷，必须采用综合保鲜技术，发挥各自优势，达到优势互补、效果相乘的目的。以肉品为例，研究表明，肉品中各栅栏因子之间具有协同作用，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，因此只需采取温和措施，每种技术只用到中等水平，可避免营养损失。如何利用栅栏因子特别是它们之间的协同作用是肉品保鲜的关键。
2 肉类加工中常用栅栏因子分析
食品保藏中已经得到应用和有潜在应用价值的栅栏因子的数量已经超过100个，其中最常用的是:温度、pH 值、水分活度(Aw)，以及高压、光效应、气调、可食性外包装、竞争性菌群等，而肉品加工中常用的栅栏有以下几类。
2.1 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。
2.1.1 杀菌
杀菌是指将肉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，杀菌处理应与冷藏相结合，同时要避免肉制品的二次污染。
2.1.2 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。
2.2 低温保藏(t)
低温保藏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。如当温度降到－10℃～－15℃ 时，除了少数嗜冷菌外，大多数细菌都已停止发育。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。冻藏是把肉进行深度冷冻(内部也结冰)，使其中大部分汁液冻结成冰，中心温度一般降至–18℃为宜。在此温度下可阻止各种酶的活性，延缓氧化作用进程，可进行长期贮藏。
2.3 水分活性(Aw)
水分活性是肉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。如传统的中国腊肠就是通过降低水分活度为主要栅栏因子来保证产品质量的，其Aw值是0.75左右。随着食品科学技术的发展，食品水分活性的重要性愈来愈受到人们的重视，各国科学家正在研究通过控制水分活性来达到免杀菌保存食品的新途径。
3 栅栏技术应用的发展
在常规栅栏因子之外，近年各国研究人员正在积极研究各种新型实用的栅栏因子，希望以更低的成本获得更合适的保鲜方式。
3.1 气调技术
气调保鲜技术较多应用在鲜肉保鲜上，其机理是通过在包装内充入一定的气体，破坏或改变微生物赖以生存繁殖的条件，以达到保鲜的目的。气调包装用的气体通常为CO2、O2
和N2。每种气体对鲜肉的保鲜作用不同，通过这3种气体的不同配比，可达到相应的效果。
3.1.1 100%纯CO2气调
在冷藏条件下，充入纯CO2至饱和可大大提高鲜肉的保存期，用这一方式保存猪肉可达15周。纯CO2气调包装适合于批发的、长途运输的、要求较长保存期的销售方式。
3.1.2 75%O2+25%CO2气调
用75%O2+25%CO2组成的混合气体充入鲜肉包装内，既可形成氧合肌红蛋白，又可使肉在短期内防腐保鲜。在冷藏条件下，可保存10～14d。这种气调保鲜适合于在当地销售的零售包装。
3.1.3 50%O2+25%CO2+25%N2气调
用50%O2+25%CO2+25%N2组成的混合气体作为保护气体充入鲜肉包装内，既可使肉色鲜红、防腐保鲜，同时又可防止因CO2逸出包装盒受大气压力压蹋。这种气调包装同样是一种适合于在本地超市销售的零售包装形式。在冷藏条件下，保存期可达到14d。
3.2 辐照技术
肉品辐射贮藏是利用放射性核素发出的射线，在一定剂量范围内辐照肉，杀灭其中的害虫，消灭病原微生物及其他腐败细菌，或抑制肉品中某些生物活性物质和生理过程，从而达到保藏或保鲜的目的。辐照杀菌又分消毒杀菌和完全杀菌，其主要区别是辐照剂量的差别，通过控制剂量，来达到部分或全部的杀菌效果。
3.3 细菌素应用
Nisin是第一个被发现的具有杀菌能力的细菌素，也是目前唯一被允许用作肉类食品防腐保鲜剂的细菌素，是从链球菌属的乳酸链球菌发酵产物中提取的一类多肽化合物，又称乳酸链球菌肽。Nisin可抑制大多数革兰氏阳性菌(特别是可生成孢子的细菌)，如乳杆菌、链球菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌以及芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌等。它能够有效地阻止肉毒梭状芽孢杆菌的孢子发芽，其在保鲜中的重要价值在于对芽孢杆菌的有效作用，这些孢子是食品腐败的主要微生物。Nisin已在国内外应用于肉制品加工中。
3.4 超高压
超高压加工是指用100MPa以上(100～1000MPa)的静水压力对食品物料进行处理，达到灭菌、物料改性和改变食品的某些理化反应速度的效果，也叫超高压低温杀菌。大部分应用的高压处理过程是纯物理过程，具有瞬间压缩、作用均匀、操作安全和耗能低的特点，其最大优越性在于这种技术是目前人们发现的能最好保持食物天然色、香、味和营养成分的加工技术，同时它也可用来改善食品的组织结构或生成新型食品。目前这种技术在欧美的食品加工中已广泛应用。
超高压技术作为一种新兴的食品处理技术，用于肉类加工可以实现成型、杀菌、嫩化，并可以在包装后进行处理，在改善肉品质、抑菌和节能等方面表现出独特的优势，同时也防止了产品的二次污染，为肉品的加工、贮藏和开发提供了新途径。
4 小结
栅栏技术已经广泛应用于肉类食品的保藏，不过它与高新技术结合才是最有效的。现代肉类保藏中，将栅栏技术与关键危害点(HACCP) 、良好生产规范(GMP) 和微生物预报技术相结合。这样可以有针对性的选择、调整栅栏因子，再利用HACCP 的监控体系，保证产品的质量和安全。应用栅栏技术进行肉品设计和加工既可通过此技术预估加工肉品的可贮性和质量特性，也可以几个最重要的栅栏因子作为基础建立模式，较为可靠地预测出肉品内微生物生存情况。栅栏技术与现代新技术的有机结合是未来发展方向。
