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肉类食品加工的基本原理

一、肉类冷加工的温度范围
肉类及其制品的保藏方法很多,如腌制、防腐剂、抗菌素、一定剂量的放射、脱水干制、低温冷藏等不同方法。其中应用最广泛、最经济的是采用人工制冷的低温保藏,它不仅保藏时间长,而且在冷加工中不会引起肉的组织结构和性质发生根本的变化,所以采用低温保藏肉类是现代的最完善的方法之一。

肉类及其制品的生产由于地区、季节、消费习惯等都有一定的季节性差异。当冷加工的温度接近于组织液的冰点时,通常可保藏25-30d,而且低于组织液冰点更深冷的温度加工或保藏时,在正常情况下可保藏6~12个月,有时可长达1.5-2年。因此,冷加工的肉类,可以较长时间的保持原来的新鲜状态,对调剂市场的供求,保障供给,扩大商品交流,起重要作用。

肉的冷加工,根据其加工的程度和肉的温度状态不同,可分为如下几种:

(1)冷却肉
以人工冷却的方法,在0℃的条件下将屠宰之后热鲜肉冷却到深层温度不高于4℃的叫冷却肉。

(2)冻结肉
利用人工或天然状态下,使肉呈冻结状态,深层温度达到-10~-15℃的叫冻结肉。

(3)半冻结肉
所谓半冻结状态肉,系指肉的温度在-3℃左右,冻结程度恰好能用刀切割的肉,通常是对解冻肉所要求的状态。

(4)解冻肉
在一定条件下,使肉的深层温度达到-1℃左右。

二、低温对微生物的作用
1、低温性细菌
微生物和其它生物一样,只能在一定的温度范围内生长、发育、繁殖、分解。这个温度范围的下限叫微生物的零度温度,在这个温度以下,生物不能活动了,处于被抑制状态。多数情况生物零度温度在0℃左右。

根据这个原则,细菌与霉菌、酵母菌相比,细菌的生物零度较高,霉菌和酵母菌的较低。不少报告指出:霉菌的孢子即使在-8℃也能发芽,酵母菌在-23℃孢子也能发芽,还有的酵母在-9℃亦能慢慢地发育。耐低温性的细菌在0-5℃或-10℃左右才达到生物零度温度。

细菌对上限温度很敏感,稍微超过上限温度便灭亡了,高温杀菌就是根据这一原理。然而微生物在生物零度温度以下不是死亡只是处于被抑制状态,即使人工制冷-250℃左右的超低温也不会灭亡,一般的腐败菌和病原菌,在10℃以下的低温发育就显著被抑制了,达0℃附近发育就非常缓慢了。温度再低达冻结状态时,细菌的生长就慢慢地停止了,在生物零度以上的温度,根据适合各种细菌发育的温度大致可分低温、中温和高温性细菌。见表1。

  

中温性细菌中,在高温也能发育,故叫耐热性细菌。低温性细菌也叫好冷性细菌。好冷性细菌中最适温度在0℃左右的叫耐寒性细菌,即在低的温度下也能发育。中温性细菌经低温环境中的驯化,也能像低温性细菌那样耐寒,称为温度驯化。

与肉类有关的腐败菌和病库菌,见表2中低温性细菌群。鱼肉初期腐败菌有海水无色杆菌、黄色杆菌,荧光板毛杆菌等耐冷性细菌。即使在0℃也能发育,所以在0~10℃之间冷藏并不能完全阻止细菌的繁殖。

    

此外,小球菌、芽孢杆菌也属于耐冷性细菌,发育的温度如表3。有的报告指出荧光板毛杆菌、黄色杆菌、海水无色杆菌即使在-6.5℃也能缓慢地发育。

  

2、低温与细菌的繁殖和分解作用
实验证明,随着温度的降低,微生物的繁殖减慢,反之温度越高细菌的繁殖速度加快。表3是以鱼体表面粘液中所分离出的3种耐冷性细菌,在不同温度下用琼脂平板培养,以肉眼观察细菌繁殖菌落时的天数,在一定温度范围内,微生物的繁殖率和温度的关系。温度越低,温度系数Q10值越大。所以,在冻结情况下,从0℃以下,低温微生物的繁殖相当缓慢。

细菌在低温下对食品的分解作用,随温度的降低,繁殖的减弱,对食品的分解作用也随之减弱下来。从0℃以下细菌对食品的分解作用基本停止了,但延续的时间相当长。例如在低温下培养荧光板毛杆菌、黄色杆菌和海水无色杆菌,对碳水化合物的发酵作用,在-3℃条件下120d内仍有发酵作用,在-6.5℃就完全停止了。对蛋白质的分解作用,在-3℃经46d仍见到有分解但它对蛋白质的分解作用很弱了。还有的研究证明,即在0℃以下微生物进行发育,但失去了对蛋白质和脂肪的分解能力,仅残存对碳水化合物的分解能力。

3、细菌对低温抗受性
细菌对低温的抗受性很强,特别是形成孢子的情况下抗受性非常强烈。如耐冷性荧光菌,即使在0℃或以下的温度也能繁殖,已知中温性细菌中大肠菌在0℃下40d也不死亡。细菌对低温的抗受性,长期在相当低的温度下也不死亡。

有人实验,在冻结状态下,较高温度下的反而比低温的死亡率高。例如大肠菌在-70℃的条件下急速冻结,然后在各种不同温度下冷藏,冷藏中不同时间的细菌死亡率,虽然随冻藏时间的延长细菌数逐渐减少,但在-2~-5℃之间死亡率最大,-20℃时反而减少。

4、低温对微生物致死的原因
低温对微生物致死的原因是多方面的,除由于温度本身的关系之外,尚有其他一些原因。但直接迫使微生物死亡的原因主要有两方面,一是由于微生物的新陈代谢受到破坏;二是细胞结构的破坏,两者是相互关联的。当温度在原生质的冰点以上时,由于温度的降低破坏了代谢的过程,减慢了化学作用速度和分泌酶机能失调。当温度低于原生质的冰点以下,由于周围介质和细胞中水分结冰,产生膨胀,局部的细胞膜发生破坏。

另外,随着原生质体中水分的冻结,相当于干燥状态,使新陈代谢的机能受到抑制。同时冰结晶产生的机械压力也是致死微生物的重要原因。因此。原生质的冻结变性,亦是不可忽视的因素。

5、低温与寄生虫
冻结可以杀死肉类中的寄生虫。猪肉中旋毛虫在冻结状态下可以被杀死。致死所需要的时间与肉块的厚薄有关。根据美国的资料,杀死猪肉中旋毛虫的条件如表4。

  

寄生在牛、猪肉中的有钩绦虫或无钩绦虫囊尾蚴虫用冻结的方法亦可致死。寄生虫不太严重时。必须将肉类放在-10℃以下10d的冻结。按规定,肉中有钩绦虫,要在-7℃以下放置三周,-10℃以下放置二周。

三、低温对酶的作用
食品在冻结的状态下,由于酶的作用常常出现不良的影响,这些酶有的存在于食品中,有的是微生物产生的。

酶的种类很多,一种酶只能在一定的温度内起作用。而且酶的作用是受多种条件所制约的,其中主要是温度,不同的酶有它自己作用的最适温度范围。

肉类中各种酶活性的最适温度在37-40℃,低温会使酶活性显著下降,通常每下降10℃,其活性要减弱1/2—1/3。当温度降低到0℃,酶的活性大部分受抑制。如接近-20℃左右,酶的活性就很不明显了。这是低温冷冻能长期保藏肉类的重要原因。因为宰后的动物肉所发生的一系列的变化—死后僵直、成熟、脂肪的氧化等过程,都直接取决于酶活性强度。

特别像含有高度不饱合脂肪酸的鱼肉,很容易受酶的作用产生变化,通常这样的产品多在-25~-30℃的低温下保藏,对防止氧化能取得良好的效果。所以在较低温度下保藏肉类,变质的速度大大地减慢。如脂肪在水解酶的作用下,单位时间内脂肪的水解与温度的关系如表5。

     

但是,低温对酶活性的作用,仅是部分抑制,而不是完全停止。酶对低温的感受不像高温那样敏感,即使在极低的温度下也不会完全停止,例如脂肪酶在-35℃尚不失去活性;糖原酶在同样的条件下酶活性虽然遭到削弱,但仍然保持一定的活性,其催化作用并非停止,所以在目前我国冷藏温度不低于-18℃的条件下,酶活性并未完全停止,只是作用缓慢而已。由此可以理解在低温下贮藏的肉类,应有一定的冷藏期限。酶对低温的耐受性很强,蔗糖酶、脂肪酶、胰蛋白酶、氧化酶、过氧化氢酶、还原酶等在-191℃也不完全失去活性。凝乳酶和胰朊酶在-191℃下耐受45min。

肌肉中的组织蛋白分解酶,经解冻之后较冻结前的作用更为强烈,也就是说由于冻结增强了自体酶的作用,使其蛋白质更易于被酶所作用,这种说法虽然尚有些疑问,但动物肉的解动僵硬,ATP的分解较未冻结状态时更剧烈。如牛肉中AIP分解速度在-3℃时比0~10℃的非冻结状态时加快。

文章来源:食品研发与生产

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