柵欄技術(shù)（Hurdle Technology）的概念

播報(bào)

柵欄技術(shù)

食品的可貯性可以由多個(gè)柵欄因子的相互作用得以保證。通過柵欄因子的交互作用保障了食品的可貯性，我們把這些食品稱為柵欄技術(shù)食品(Hurdle Technology Food，HTF)，發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家都存在柵欄技術(shù)食品，但大都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來應(yīng)用的．而并不懂其原理。現(xiàn)在則可以通過更好地開發(fā)先進(jìn)監(jiān)控設(shè)備使其應(yīng)用不斷增加 [1]。

已知的防腐方法根據(jù)其防腐原理歸結(jié)為高溫處理（H），低溫冷藏或凍結(jié)（t），降低水分活性（aw），酸化（pH），降低氧化還原值和添加防腐劑等幾種，即可歸結(jié)為少數(shù)幾個(gè)因子。我們把存在于肉制品中的這些起控制作用的因子，稱作柵欄因子（Hurdle Factor）。柵欄因子共同防腐作用的內(nèi)在統(tǒng)一，稱作柵欄技術(shù)（Hurdle Technology Leistner,1994）。

在實(shí)際生產(chǎn)中,運(yùn)用不同的柵欄因子,科學(xué)合理的組合起來,發(fā)揮其協(xié)同作用,從不同的側(cè)面抑制引起食品腐敗的微生物,形成對微生物的多靶攻擊,從而改善食品質(zhì)量,保證食品的衛(wèi)生安全性.

柵欄效應(yīng)

研究表明，肉制品中各柵欄因子之間具有協(xié)同作用（即“魔方”原理，Leistner,1985）。當(dāng)肉制品中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的柵欄因子共同作用時(shí)，其作用效果強(qiáng)于這些因子單獨(dú)作用的疊加。這主要是因?yàn)椴煌瑬艡谝蜃舆M(jìn)攻微生物細(xì)胞的不同部位，如細(xì)胞壁、DNA、酶系統(tǒng)等，改變細(xì)胞內(nèi)的pH值、aw、氧化還原電位，使微生物體內(nèi)的動(dòng)平衡被破壞，即“多靶保藏”效應(yīng)（Leistner,1979）。但是對于某一個(gè)單獨(dú)的柵欄因子來說，其作用強(qiáng)度的輕微增加即可對肉制品的貨架穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著的影響（即“天平”原理）。

柵欄技術(shù)是由德國肉類研究中心微生物和毒理學(xué)研究所所長Lothar Listner在長期研究的基礎(chǔ)上率先提出的，其作用機(jī)制是利用調(diào)節(jié)食品中的各種有效因子，以其各因子的交互作用來控制腐敗菌生長繁殖，提高食品的品質(zhì)、安全和儲(chǔ)藏性。這些起控制作用的因子，稱做柵欄因子。國內(nèi)外至今研究已確定的“柵欄因子”有：溫度(高溫或低溫)、pH值(高酸度或低酸度)、Aw(高水分活度或低水分活度)、氧化還原電位(高氧化還原電位或低氧化還原電位)、氣調(diào)(二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?、包裝(真空包裝、活性包裝、無菌包裝、涂膜包裝)、壓力(超高壓或低壓)、輻照(紫外、微波、放射性輻照等)、物理加工法(阻抗熱處理、高壓電場脈沖、射頻能量、振動(dòng)磁場、熒光滅活、超聲處理等)、微結(jié)構(gòu)(乳化法等)、競爭性菌群(乳酸菌等有益菌固態(tài)發(fā)酵法等)、防腐劑(有機(jī)酸、亞硝酸鹽、硝酸鹽、乳酸鹽、醋酸鹽、山梨酸鹽、抗壞血酸鹽、異抗壞血酸鹽等)。柵欄因子共同作用的內(nèi)在統(tǒng)一稱做柵欄技術(shù)。如何利用柵欄因子特別是它們之間的協(xié)同作用是食品保鮮的關(guān)鍵 [2]。

柵欄技術(shù)的目的就是應(yīng)用柵欄因子的有機(jī)結(jié)合來改善食品的整體品質(zhì)。近幾年來人們對柵欄效應(yīng)的認(rèn)識(shí)正在逐步擴(kuò)大，柵欄技術(shù)的應(yīng)用也逐年增加。柵欄技術(shù)已是現(xiàn)代食品工業(yè)最具重要意義的保鮮技術(shù)之一 [2]。

柵欄技術(shù)與傳統(tǒng)方法或高新技術(shù)相結(jié)合的有效性，使其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類食品的加工與保藏 [3]。

柵欄技術(shù)在保鮮肉中的應(yīng)用

長久以來，鮮肉保鮮常用冷凍法，能較好地解決鮮肉在貯運(yùn)、加工、銷售過程中微生物污染、腐敗變質(zhì)的問題。但冷凍法不僅成本高，且影響了鮮肉的品質(zhì)。故目前通過使用低耗能、無污染、抑菌效果好的柵欄因子，達(dá)到在非冷凍條件下保藏鮮肉成為了研究熱點(diǎn)。茶多酚是肉品保鮮中常用的柵欄因子，是一種很好的天然防腐劑和抗氧化劑，具有供氫、抑制脂肪氧化變質(zhì)的性能。0.6%的茶多酚溶液浸泡鮮魚肉，貯存期可長達(dá)2個(gè)月之久，對豬肉更有良好的保鮮效果。

柵欄技術(shù)在肉制品加工中的應(yīng)用

在肉制品方面，如發(fā)酵香腸，其柵欄因子包括口。(降低水分活度值)、pH(發(fā)酵酸化)和Eh(降低氧還原值)。利用這些不同柵欄因子的抑菌作用，在發(fā)酵香腸不同的加工階段使用相應(yīng)的柵欄因子，從而保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定、安全。在歐美各國，備受兒童青睞的迷你色拉米發(fā)酵香腸，就是采用柵欄因子的協(xié)同作用而保質(zhì)防腐，可以說是應(yīng)用柵欄技術(shù)的典范。

柵欄技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮技術(shù)開發(fā)

如“新含氣調(diào)理殺菌技術(shù)”利用食品原材料調(diào)味烹飪的減菌化處理、多階段快速升溫和兩階段急速冷卻的溫和式殺菌(高溫域較窄)、充氮包裝等柵欄因子，控制其低強(qiáng)度協(xié)同作用，在常溫下可保存水產(chǎn)品達(dá)6個(gè)月以上，且較好地保存了水產(chǎn)品原有的風(fēng)味和口感?！罢婵绽鋮s紅外線脫水技術(shù)”利用食用酒精減菌、抽真空脫水、氣體置換包裝、冷藏等因子的協(xié)同作用，使水產(chǎn)品可冷藏保鮮1個(gè)月左右 [3]。

食品防腐上最常用的柵欄因子，都是通過加工工藝或添加劑方式設(shè)置的，總計(jì)已在40個(gè)以上，這些因子均可用來保證食品微生物穩(wěn)定性以及改善產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)將肉制品中幾種主要的柵欄因子簡介如下：

熱加工（H）

高溫?zé)崽幚硎亲畎踩妥羁煽康娜庵破繁２胤椒ㄖ弧＜訜崽幚砭褪抢酶邷貙ξ⑸锏闹滤雷饔?。從肉制品保藏的角度，熱加工指的是兩個(gè)溫度范疇：即殺菌和滅菌。

A、 殺菌

殺菌是指將肉制品的中心溫度加熱到65-75℃的熱處理操作。在此溫度下，肉制品內(nèi)幾乎全部酶類和微生物均被滅活或殺死，但細(xì)菌的芽孢仍然存活。因此，殺菌處理應(yīng)與產(chǎn)后的冷藏相結(jié)合，同時(shí)要避免肉制品的二次污染。

B、 滅菌

滅菌是指肉制品的中心溫度超過100℃的熱處理操作。其目的在于殺死細(xì)菌的芽孢，以確保產(chǎn)品在流通溫度下有較長的保質(zhì)期。但經(jīng)滅菌處理的肉制品中，仍存有一些耐高溫的芽孢，只是量少并處于抑制狀態(tài)。在偶然的情況下，經(jīng)一定時(shí)間，仍有芽孢增殖導(dǎo)致肉制品腐敗變質(zhì)的可能。因此，應(yīng)對滅菌之后的保存條件予以重視。滅菌的時(shí)間和溫度應(yīng)視肉制品的種類及其微生物的抗熱性和污染程度而定。

低溫保藏（t）

低溫保藏環(huán)境溫度是控制肉類制品腐敗變質(zhì)的有效措施之一。低溫可以抑制微生物生長繁殖的代謝活動(dòng)，降低酶的活性和肉制品內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的速度，延長肉制品的保藏期。但溫度過低，會(huì)破壞一些肉制品的組織或引起其它損傷，而且耗能較多。因此在選擇低溫保藏溫度時(shí)，應(yīng)從肉制品的種類和經(jīng)濟(jì)兩方面來考慮。

肉制品的低溫保藏包括冷藏和凍藏。

冷藏（refrigeration）就是將新鮮肉品保存在其冰點(diǎn)以上但接近冰點(diǎn)的溫度，通常為–1-7℃。在此溫度下可最大限度地保持肉品的新鮮度，但由于部分微生物仍可以生長繁殖，因此冷藏的肉品只能短期保存。另外，由于溫度對嗜溫菌和嗜冷菌的延滯生長期和世代時(shí)間影響不同，故在這二類微生物的混合群體中，低溫可以起很重要的選擇作用，引起肉品加工和儲(chǔ)藏中微生物群體構(gòu)成改變，使嗜溫菌的比例下降。例如在同樣的溫度下，熱帶加工的牛肉就較寒帶加工的牛肉保質(zhì)期長，這主要是因?yàn)榍罢呶廴揪酁槭葴鼐笳叨酁槭壤渚?/p>

水分活性（aw）

水分活性是肉制品中的水的蒸汽壓與相同溫度下純水的蒸汽壓之比。當(dāng)環(huán)境中的水分活性值較低時(shí)，微生物需要消耗更多的能量才能從基質(zhì)中吸取水分?；|(zhì)中的水分活性值降低至一定程度，微生物就不能生長。一般地，除嗜鹽性細(xì)菌（其生長最低aw值為0.75）、某些球菌（如金黃色葡萄球菌，aw值為0.86）以外，大部分細(xì)菌生長的最低aw均大于0.94且最適aw均在0.995以上；酵母菌為中性菌，最低生長aw在0.88-0.94；霉菌生長的最低aw為0.74-0.94,aw在0.64以下任何霉菌都不能生長。

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