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          肉類食品加工的基本原理

          一、肉類冷加工的溫度范圍
          肉類及其制品的保藏方法很多,如腌制、防腐劑、抗菌素、一定劑量的放射、脫水干制、低溫冷藏等不同方法。其中應用最廣泛、最經濟的是采用人工制冷的低溫保藏,它不僅保藏時間長,而且在冷加工中不會引起肉的組織結構和性質發生根本的變化,所以采用低溫保藏肉類是現代的最完善的方法之一。

          肉類及其制品的生產由于地區、季節、消費習慣等都有一定的季節性差異。當冷加工的溫度接近于組織液的冰點時,通?杀225-30d,而且低于組織液冰點更深冷的溫度加工或保藏時,在正常情況下可保藏6~12個月,有時可長達1.5-2年。因此,冷加工的肉類,可以較長時間的保持原來的新鮮狀態,對調劑市場的供求,保障供給,擴大商品交流,起重要作用。

          肉的冷加工,根據其加工的程度和肉的溫度狀態不同,可分為如下幾種:

          (1)冷卻肉
          以人工冷卻的方法,在0℃的條件下將屠宰之后熱鮮肉冷卻到深層溫度不高于4℃的叫冷卻肉。

          (2)凍結肉
          利用人工或天然狀態下,使肉呈凍結狀態,深層溫度達到-10~-15℃的叫凍結肉。

          (3)半凍結肉
          所謂半凍結狀態肉,系指肉的溫度在-3℃左右,凍結程度恰好能用刀切割的肉,通常是對解凍肉所要求的狀態。

          (4)解凍肉
          在一定條件下,使肉的深層溫度達到-1℃左右。

          二、低溫對微生物的作用
          1、低溫性細菌
          微生物和其它生物一樣,只能在一定的溫度范圍內生長、發育、繁殖、分解。這個溫度范圍的下限叫微生物的零度溫度,在這個溫度以下,生物不能活動了,處于被抑制狀態。多數情況生物零度溫度在0℃左右。

          根據這個原則,細菌與霉菌、酵母菌相比,細菌的生物零度較高,霉菌和酵母菌的較低。不少報告指出:霉菌的孢子即使在-8℃也能發芽,酵母菌在-23℃孢子也能發芽,還有的酵母在-9℃亦能慢慢地發育。耐低溫性的細菌在0-5℃或-10℃左右才達到生物零度溫度。

          細菌對上限溫度很敏感,稍微超過上限溫度便滅亡了,高溫殺菌就是根據這一原理。然而微生物在生物零度溫度以下不是死亡只是處于被抑制狀態,即使人工制冷-250℃左右的超低溫也不會滅亡,一般的腐敗菌和病原菌,在10℃以下的低溫發育就顯著被抑制了,達0℃附近發育就非常緩慢了。溫度再低達凍結狀態時,細菌的生長就慢慢地停止了,在生物零度以上的溫度,根據適合各種細菌發育的溫度大致可分低溫、中溫和高溫性細菌。見表1。

            

          中溫性細菌中,在高溫也能發育,故叫耐熱性細菌。低溫性細菌也叫好冷性細菌。好冷性細菌中最適溫度在0℃左右的叫耐寒性細菌,即在低的溫度下也能發育。中溫性細菌經低溫環境中的馴化,也能像低溫性細菌那樣耐寒,稱為溫度馴化。

          與肉類有關的腐敗菌和病庫菌,見表2中低溫性細菌群。魚肉初期腐敗菌有海水無色桿菌、黃色桿菌,熒光板毛桿菌等耐冷性細菌。即使在0℃也能發育,所以在0~10℃之間冷藏并不能完全阻止細菌的繁殖。

              

          此外,小球菌、芽孢桿菌也屬于耐冷性細菌,發育的溫度如表3。有的報告指出熒光板毛桿菌、黃色桿菌、海水無色桿菌即使在-6.5℃也能緩慢地發育。

            

          2、低溫與細菌的繁殖和分解作用
          實驗證明,隨著溫度的降低,微生物的繁殖減慢,反之溫度越高細菌的繁殖速度加快。表3是以魚體表面粘液中所分離出的3種耐冷性細菌,在不同溫度下用瓊脂平板培養,以肉眼觀察細菌繁殖菌落時的天數,在一定溫度范圍內,微生物的繁殖率和溫度的關系。溫度越低,溫度系數Q10值越大。所以,在凍結情況下,從0℃以下,低溫微生物的繁殖相當緩慢。

          細菌在低溫下對食品的分解作用,隨溫度的降低,繁殖的減弱,對食品的分解作用也隨之減弱下來。從0℃以下細菌對食品的分解作用基本停止了,但延續的時間相當長。例如在低溫下培養熒光板毛桿菌、黃色桿菌和海水無色桿菌,對碳水化合物的發酵作用,在-3℃條件下120d內仍有發酵作用,在-6.5℃就完全停止了。對蛋白質的分解作用,在-3℃經46d仍見到有分解但它對蛋白質的分解作用很弱了。還有的研究證明,即在0℃以下微生物進行發育,但失去了對蛋白質和脂肪的分解能力,僅殘存對碳水化合物的分解能力。

          3、細菌對低溫抗受性
          細菌對低溫的抗受性很強,特別是形成孢子的情況下抗受性非常強烈。如耐冷性熒光菌,即使在0℃或以下的溫度也能繁殖,已知中溫性細菌中大腸菌在0℃下40d也不死亡。細菌對低溫的抗受性,長期在相當低的溫度下也不死亡。

          有人實驗,在凍結狀態下,較高溫度下的反而比低溫的死亡率高。例如大腸菌在-70℃的條件下急速凍結,然后在各種不同溫度下冷藏,冷藏中不同時間的細菌死亡率,雖然隨凍藏時間的延長細菌數逐漸減少,但在-2~-5℃之間死亡率最大,-20℃時反而減少。

          4、低溫對微生物致死的原因
          低溫對微生物致死的原因是多方面的,除由于溫度本身的關系之外,尚有其他一些原因。但直接迫使微生物死亡的原因主要有兩方面,一是由于微生物的新陳代謝受到破壞;二是細胞結構的破壞,兩者是相互關聯的。當溫度在原生質的冰點以上時,由于溫度的降低破壞了代謝的過程,減慢了化學作用速度和分泌酶機能失調。當溫度低于原生質的冰點以下,由于周圍介質和細胞中水分結冰,產生膨脹,局部的細胞膜發生破壞。

          另外,隨著原生質體中水分的凍結,相當于干燥狀態,使新陳代謝的機能受到抑制。同時冰結晶產生的機械壓力也是致死微生物的重要原因。因此。原生質的凍結變性,亦是不可忽視的因素。

          5、低溫與寄生蟲
          凍結可以殺死肉類中的寄生蟲。豬肉中旋毛蟲在凍結狀態下可以被殺死。致死所需要的時間與肉塊的厚薄有關。根據美國的資料,殺死豬肉中旋毛蟲的條件如表4。

            

          寄生在牛、豬肉中的有鉤絳蟲或無鉤絳蟲囊尾蚴蟲用凍結的方法亦可致死。寄生蟲不太嚴重時。必須將肉類放在-10℃以下10d的凍結。按規定,肉中有鉤絳蟲,要在-7℃以下放置三周,-10℃以下放置二周。

          三、低溫對酶的作用
          食品在凍結的狀態下,由于酶的作用常常出現不良的影響,這些酶有的存在于食品中,有的是微生物產生的。

          酶的種類很多,一種酶只能在一定的溫度內起作用。而且酶的作用是受多種條件所制約的,其中主要是溫度,不同的酶有它自己作用的最適溫度范圍。

          肉類中各種酶活性的最適溫度在37-40℃,低溫會使酶活性顯著下降,通常每下降10℃,其活性要減弱1/2—1/3。當溫度降低到0℃,酶的活性大部分受抑制。如接近-20℃左右,酶的活性就很不明顯了。這是低溫冷凍能長期保藏肉類的重要原因。因為宰后的動物肉所發生的一系列的變化—死后僵直、成熟、脂肪的氧化等過程,都直接取決于酶活性強度。

          特別像含有高度不飽合脂肪酸的魚肉,很容易受酶的作用產生變化,通常這樣的產品多在-25~-30℃的低溫下保藏,對防止氧化能取得良好的效果。所以在較低溫度下保藏肉類,變質的速度大大地減慢。如脂肪在水解酶的作用下,單位時間內脂肪的水解與溫度的關系如表5。

               

          但是,低溫對酶活性的作用,僅是部分抑制,而不是完全停止。酶對低溫的感受不像高溫那樣敏感,即使在極低的溫度下也不會完全停止,例如脂肪酶在-35℃尚不失去活性;糖原酶在同樣的條件下酶活性雖然遭到削弱,但仍然保持一定的活性,其催化作用并非停止,所以在目前我國冷藏溫度不低于-18℃的條件下,酶活性并未完全停止,只是作用緩慢而已。由此可以理解在低溫下貯藏的肉類,應有一定的冷藏期限。酶對低溫的耐受性很強,蔗糖酶、脂肪酶、胰蛋白酶、氧化酶、過氧化氫酶、還原酶等在-191℃也不完全失去活性。凝乳酶和胰朊酶在-191℃下耐受45min。

          肌肉中的組織蛋白分解酶,經解凍之后較凍結前的作用更為強烈,也就是說由于凍結增強了自體酶的作用,使其蛋白質更易于被酶所作用,這種說法雖然尚有些疑問,但動物肉的解動僵硬,ATP的分解較未凍結狀態時更劇烈。如牛肉中AIP分解速度在-3℃時比0~10℃的非凍結狀態時加快。

          文章來源:食品研發與生產

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