【DOC】肉品科學(xué)研究進(jìn)展

1、肉品科學(xué)研究進(jìn)展中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2006,8(3):110renewofchinaagriculturalscienceandtechnology【農(nóng)產(chǎn)品jj-r】肉品科學(xué)研究進(jìn)展周光宏,彭增起,徐幸蓮(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院南京210095)摘要:針對肉品加工中的幾個(gè)研究熱點(diǎn),闡述了肌肉內(nèi)源蛋白酶,鈣離子在肉類成熟嫩化過程中的作用機(jī)理和嫩化技術(shù);介紹了金華火腿風(fēng)味形成機(jī)理及現(xiàn)代4_z-藝改造的最新研究進(jìn)展;指出了冷卻肉在生產(chǎn)加工中存在的問題和品質(zhì)控制措施,并介紹了微生物預(yù)報(bào)技術(shù)在冷卻肉中的應(yīng)用;文中還提出了肌肉蛋白質(zhì)功能特性的概念,著重描述了熱誘導(dǎo)凝膠的形成機(jī)制,并就肌肉類型,ph值,離

2、子強(qiáng)度,離子類型,加熱溫度和多聚磷酸鹽及其水解對凝膠特性的影響做了深入的探討.關(guān)鍵詞:嫩化;金華火腿;冷卻肉;功能特性;凝膠中圖分類號:ts251文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:1008-0864(2006)03-0001-010researchprogressonmeatprocessingzhouguanghong,pengzengqi,xuxinglian(collegeoffoodscienceandtechnology,nai】jingagricultureuniversity,nanjing,210095,china)abstract:thisarticleoutlinesseveralr

3、esearchissuesinthemeatprocessing,elaboratestheeffectsandmechanismsofendogenousproteinaseofmuscleandcalciumionginmeatmellowcondition.andcitesthreemeattendertechnologies.italsointroducesthelatestresearchprogressofthemechanismofflavorformsofthejposesproble

4、msexistedinthechilledmeatandthequalitycontrolmeasuresintheproduceprocess,andintroducestheapplicationofpredictivemicrobiologyinthechilledmeat:summarizesthemuscleproteinfunctioncharacteristicanditstheinfluencefactors.andmakesadeepdiscussiontoheatinducedge1.thisarticlepointsoutthedirectionofresearchwor

5、kinthefutureaccordingtoaboveissuesinthemeatproduct.keywords:mellow;jinhuaham;chilledmeat;gels1肉類成熟嫩化原理與技術(shù)研究進(jìn)展肉的嫩度是重要的食用品質(zhì)之一.在宰后成熟期間,肉的嫩度得到改善,一般認(rèn)為是肌肉內(nèi)源蛋白質(zhì)水解酶的作用所致.1.1肌肉成熟嫩化的內(nèi)源蛋白質(zhì)水解酶學(xué)說1.1.1鈣激活酶的作用鈣激活酶體系包括一calpain(鈣激活酶1),mcalpain(鈣激活酶2),m.calpains(中間型鈣激活酶,只存在于雞肉)及其特異性抑制蛋白calpastatin.一calpain,mcalpain為同

6、工酶,由80kda的催化亞基和28kda的調(diào)節(jié)亞基構(gòu)成,兩者小亞基相同,大亞基有差別.一calpain,m.calpain都需鈣離子激活,前者達(dá)到最大活性一半時(shí)的鈣離子濃度約為550ixm,而后者需2501000txm,兩者都為巰基內(nèi)切酶.calpastatin的分子量大約為125kda,有713個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成,只有一條多肽鏈,含4個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域和一個(gè)非同源結(jié)構(gòu)域,只有在一定的鈣離子濃度下,4個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域才能和calpain結(jié)合并產(chǎn)生抑制作用.研究發(fā)現(xiàn),一分子calpastatin可以抑制10分子m.calpain發(fā)揮活性.calpains的活性又受其所處環(huán)境ph值,溫度,離子強(qiáng)度,抑制劑和激

7、活劑等多種因素的影響.研究發(fā)現(xiàn),calpains在宰后肉的成熟嫩化過程中起重要作用,它們降解肌細(xì)胞收稿日期:2006-0515;修回日期:2006-05-22.作者簡介:周光宏(1960一),教授,博士,副校長;研究方向:從事肉品加工與質(zhì)量控制研究.2中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)8卷骨架蛋白,從而引起肌原纖維結(jié)構(gòu)軟化.這些骨架蛋白包括肌聯(lián)蛋白titin,nebulin,肌問線蛋白filamin,desmin,肌鈣蛋白t(troponint)和肌膜連接蛋白dystrophin,vinculin,ankyrin,talin等.這就是鈣激活酶學(xué)說(calpainstheory).此外,tlianeta1.(2o

8、oo)的研究發(fā)現(xiàn),cmpmn3(calpain094)在肉的成熟嫩化過程中也發(fā)揮了作用,因?yàn)閏alpain3mrna的含量與牛肉和羊肉的最終嫩度之間存在很好的相關(guān)j.但是parreta1.(1999)的結(jié)論卻相反,p94含量和肉的嫩度之間不存在任何相關(guān)性j.sorimachi(1999)也指出,肌肉中calpain3mrna的濃度不能代表肌肉組織中真正表達(dá)的calpain3總量.1.1.2溶酶體組織蛋白酶的作用組織蛋白酶類除cathepsind外都屬于半胱氨酸蛋白酶,它包括b,d,h,l,n等多種類型.cathepsinb可以降解肌球蛋白,對肌動(dòng)蛋白的降解能力稍差.cathepsinl對肌球蛋

9、白,肌動(dòng)蛋白,a一肌動(dòng)蛋白素,肌鈣蛋白t和l都有較強(qiáng)的水解活性.cathepsinh具有內(nèi)切酶和外切酶特性,分子量為2628kda,可以降解肌球蛋白.cathepsind是唯一的天門冬氨酸蛋白酶,分子量為4353kda,可以降解肌球蛋白,肌動(dòng)蛋白,伴肌動(dòng)蛋白.每種cathepsin都具有其最適ph值范圍,cathepsinb,d,h,l,n的最適ph值分另u為3.06.0,2.54.5,5.07.0,3.06.0和3.06.0.組織蛋白酶位于溶酶體內(nèi),只有當(dāng)溶酶體膜破裂,酶才被釋放出來,并在酸性條件下發(fā)揮作用.組織學(xué)研究證明,在肉的成熟過程中,溶酶體相繼破裂,成熟14d后,溶酶體完全破裂.1.

10、1.3蛋白酶體的作用蛋白酶體是蛋白酶復(fù)體物,在活體肌肉中,蛋白酶體的分子量約26s,在泛素肽(ubiquitin)和atp存在下可參與蛋白的水解.26s的蛋白酶體可以解離成20s具有酶活性的核心體.robert等(1999)研究發(fā)現(xiàn),20s核心體可以降解肌原纖維蛋白,sekikawa等(2001)研究認(rèn)為,宰后牛肉中泛素肽結(jié)合蛋白的降解與蛋白酶體有關(guān).maze等(2002)通過對宰后牛肉中蛋白酶體的活性跟蹤研究發(fā)現(xiàn),在生理ph值和4條件下,存放7d后,蛋白酶體仍保持較高活性,并認(rèn)為蛋白酶體在牛肉宰后成熟過程中會和其他內(nèi)源蛋白酶一起發(fā)揮作用.而其他一些研究發(fā)現(xiàn),肌原纖維蛋白并不是蛋白酶體的良好底

11、物,且其對肌原纖維降解后的的產(chǎn)物與自然成熟牛肉中肌原纖維蛋白的降解產(chǎn)物不同,所以不能確定蛋白酶體在肉成熟中起作用.1.2鈣學(xué)說成熟過程中的肉處于非生理狀態(tài),肉的最終ph值下降到5.5左右,atp完全消失.在4條件下,牛,豬,雞肉肌漿中鈣離子濃度分別經(jīng)過4d,3d和20h后增加到0.2mm,比最初濃度高出2000倍.kouritakahashi近20年的研究發(fā)現(xiàn),在不考慮蛋白酶降解的情況下,肌原纖維,肌間線蛋白和肌內(nèi)結(jié)締組織結(jié)構(gòu)的弱化可導(dǎo)致宰后成熟過程中肉的嫩化.在0.1mm鈣離子條件下,肌原纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生弱化,其中包括z盤,肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的僵直鍵,肌聯(lián)蛋白和n一線蛋白的結(jié)構(gòu)弱化.0.1mmc

12、a濃度與成熟過程中肌漿中的最終ca濃度相似,于是認(rèn)為單獨(dú)的鈣離子而非鈣激活中性蛋白酶(cmpmn)在牛肉成熟過程中發(fā)生嫩化作用,這就是”鈣學(xué)說”的事實(shí)依據(jù).1.3嫩化新技術(shù)1.3.1電刺激技術(shù)為減少胴體冷收縮,提高肉的嫩度,生產(chǎn)上可以采用胴體電刺激技術(shù).事實(shí)證明,正確應(yīng)用電刺激,不僅能很好改善嫩度,也可以提高肉的總體品質(zhì).電刺激嫩化的機(jī)制主要是加速ph值下降,使肌肉僵直快速出現(xiàn),從而避免冷收縮.電刺激能加快溶酶體組織蛋白酶釋放,提高肌肉蛋白質(zhì)的水解作用,在一定程度上破壞肌原纖維的結(jié)構(gòu).肌原纖維結(jié)構(gòu)的變化包括肌節(jié)拉長,明帶和暗帶的撕裂等,加速了肉在成熟早期的嫩化進(jìn)程.在國外,電刺激技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)

13、用于大型屠宰場.電刺激有時(shí)會對肉的總體品質(zhì)產(chǎn)生副作用,所以,電刺激并非總能成功地用于肉的嫩化h.1.3.2鈣離子注射將鈣離子注人肉中,激活calpains系統(tǒng),提高肉的嫩度是在calpains被證明是死后降解肌肉蛋白的主要酶類后發(fā)展起來的技術(shù).起初是將肉浸泡在鈣離子溶液中,隨后發(fā)展為胴體動(dòng)脈注射,最后首選的方法是分割肉塊的注射l】.此項(xiàng)技術(shù)在死后的任何時(shí)候都可以實(shí)施,不會引起肉類的過度嫩化.1.3.3胴體吊掛方式通常胴體在跟腱部吊掛.hosteler(1972)提出盆腔吊掛可以拉伸牛腿部肌肉,使肌節(jié)長度變大,肌纖維直徑減小,導(dǎo)致肉嫩度改善.3期肉品科學(xué)研究進(jìn)展32金華火腿風(fēng)味形成機(jī)理與工藝改造

14、研究金華火腿是中國傳統(tǒng)特色肉制品的代表,積淀著歷代勞動(dòng)人民的智慧結(jié)晶和中華飲食文化底蘊(yùn),以其色香味具全著稱于世,并對世界傳統(tǒng)肉制品加工技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生過重大影響.從20世紀(jì)60年代開始,歐洲沿地中海地區(qū)干腌火腿主要生產(chǎn)國意大利,西班牙,法國等先后對干腌火腿的傳統(tǒng)工藝和品質(zhì)等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,經(jīng)過20多年努力,完成了對傳統(tǒng)工藝的現(xiàn)代化改造,基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的規(guī)模生產(chǎn)方式.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,到90年代,國際上干腌火腿加工工藝和技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化和自動(dòng)化.與此同時(shí),以金華火腿為代表的中國傳統(tǒng)畜產(chǎn)品加工業(yè)仍保持傳統(tǒng)落后甚至原始的生產(chǎn)工藝方式,產(chǎn)品質(zhì)量難以保證,成為限制其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素.為此,金華

15、火腿傳統(tǒng)工藝改造及其風(fēng)味品質(zhì)研究和產(chǎn)品開發(fā)列入了”十五”國家“863”研究計(jì)劃,進(jìn)行攻關(guān)研究.2.1金華火腿特征風(fēng)味物質(zhì)形成機(jī)制研究通過研究傳統(tǒng)發(fā)酵成熟工藝過程中火腿水分,鹽分等來確定產(chǎn)品的脫水率,水分,nac1含量及微生物等質(zhì)量變化與環(huán)境溫濕度條件的相關(guān)性;分析過程產(chǎn)品總氮,非蛋白氮及游離氨基酸(faa),游離脂肪酸(ffa),tbars及雙烯值和羰基值,研究確定蛋白質(zhì),脂質(zhì)分解氧化規(guī)律及與工藝溫度條件的相關(guān)性;分析金華火腿傳統(tǒng)工藝樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),研究工藝過程中風(fēng)味的發(fā)展規(guī)律.結(jié)果表明:金華火腿傳統(tǒng)工藝可分為”低溫脫水,中溫發(fā)酵,高溫成熟”3階段,溫濕度受金華地區(qū)特殊的氣候環(huán)境制約,春

16、季長期的陰雨天氣使金華火腿經(jīng)歷漫長的”中溫發(fā)酵”,高溫成熟是傳統(tǒng)金華火腿有別于沿地中海地區(qū)國家干腌火腿的工藝特色;蛋白質(zhì)水解指數(shù)p.i.與溫度上升正相關(guān)(r=0.9981),高溫成熟使蛋白質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈水解,faa在高溫成熟中期達(dá)到高點(diǎn);ffa總量在皮下脂肪中顯著增加與溫度提高呈正相關(guān)(r=0.8789),在肌內(nèi)脂肪中經(jīng)歷了先降再升后穩(wěn)定的變化過程,在發(fā)酵中期達(dá)到高點(diǎn),說明皮下脂質(zhì)分解的強(qiáng)烈程度高于肌內(nèi)脂肪l1.采用固相微萃取(spme)方法提取金華火腿二頭肌和皮下脂肪中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),采用gcms系統(tǒng)和分離鑒定風(fēng)味成分,對生產(chǎn)過程中,尤其對發(fā)酵成熟過程中金華火腿股二頭肌和皮下脂肪中的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)

17、行了分析,確定了醛,羧酸,醇,酯,酮,脂肪族和芳香族碳?xì)浠衔?含硫化合物,吡嗪是主要風(fēng)味成分及這些成分在發(fā)酵成熟過程中的變化規(guī)律;高溫成熟工藝使來自于美拉德反應(yīng)的羧酸有顯著增加,這是金華火腿與地中海地區(qū)干腌火腿最顯著的區(qū)別,也是金華火腿具有其獨(dú)特風(fēng)味和陳腐氣味的主要原因.揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共有78種檢出,醛,羧酸,醇,酯,酮,脂肪族和芳香族碳?xì)浠衔?含硫化合物,吡嗪是主要成分,工藝過程中醛和酮相對含量隨溫度升高而逐漸降低,羧酸,酯,吡嗪和含硫化合物的相對含量逐漸增加.金華火腿持續(xù)高溫成熟促進(jìn)蛋白質(zhì)脂質(zhì)分解,同時(shí)加速不飽和脂肪酸的氧化和美拉德反應(yīng),使羧酸增加顯著,這是金華火腿與地中海地區(qū)干腌火腿

18、最顯著的區(qū)別,也是金華火腿具有獨(dú)特風(fēng)味和陳腐氣味的主要原因.研究指出,來源于脂肪氧化的直鏈醛類物質(zhì)是主要的風(fēng)味物質(zhì),醇類和酮類等物質(zhì)對風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小.總之,經(jīng)過幾年的攻關(guān)研究基本確定,火腿風(fēng)味主要來源于內(nèi)源酶作用下的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分解,氧化,strecker氨基酸降解和maillard反應(yīng)的主要形成機(jī)理.2.2金華火腿微生物區(qū)系研究通過對生產(chǎn)全過程的金華火腿表面和內(nèi)部的微生物進(jìn)行計(jì)數(shù),分離,培養(yǎng)和鑒定,初步研究了金華火腿傳統(tǒng)工藝過程中的微生物區(qū)系變化及其在發(fā)酵成熟中所起的作用.研究表明:在發(fā)酵成熟前期,金華火腿內(nèi)部的微生物數(shù)量最高達(dá)到10.cfu/g,足以對火腿中組織蛋白酶,肽酶和氨基肽酶,脂肪

19、酶等蛋白質(zhì)和脂肪水解酶產(chǎn)生影響,并最終對風(fēng)味品質(zhì)產(chǎn)生影響,但在火腿高溫成熟期,內(nèi)部微生物數(shù)量降至10cfu/g以下,說明微生物可能主要在中溫發(fā)酵期起作用;金華火腿表面的微生物種群之間互相影響很小,但表面的霉菌數(shù)量卻影響著內(nèi)部的微生物,最初的階段二者同時(shí)增加,當(dāng)霉菌數(shù)量增加到一定水平時(shí)就會抑制內(nèi)部微生物生長,當(dāng)霉菌數(shù)量減少時(shí),內(nèi)部微生物數(shù)量就會增加.因此金華火腿微生物細(xì)菌及霉菌菌群構(gòu)成一個(gè)完整微生態(tài)系統(tǒng),其繁殖生長和交替變化的消長規(guī)律受金華地區(qū)特有的微生物種群和氣候,溫濕度等環(huán)境條件制約;正是這種特殊的氣候環(huán)境條件才形成了金華火腿的特殊工藝方法和風(fēng)味品質(zhì)特色j.關(guān)于微生物數(shù)量和種類的變化及其相互

20、作用對金華火腿品質(zhì)的影響,尚需進(jìn)一步研究.4中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)8卷2.3金華火腿傳統(tǒng)工藝的現(xiàn)代改造在火腿成熟期間,內(nèi)源或外源酶作用下的蛋白質(zhì)和脂肪分解,脂質(zhì)氧化反應(yīng),strecker氨基酸降解和maillard反應(yīng)是火腿內(nèi)部主要的生化反應(yīng).而內(nèi)源組織蛋白酶,肽酶,氨肽酶和各種脂酶的活性受到發(fā)酵成熟工藝條件,水分和鹽分等因素影響,其調(diào)控主要取決于工藝過程中的溫度和濕度控制,因此,可借助上述研究成果來控制工藝條件因素,從而調(diào)控火腿內(nèi)部水分散失和鹽分提高的速度,直接調(diào)控溫度來控制火腿微生物生長,內(nèi)源酶活性,控制脂質(zhì)氧化反應(yīng),strecker降解和maillard反應(yīng)速度等,來縮短發(fā)酵成熟工藝時(shí)間,促進(jìn)

21、火腿風(fēng)味發(fā)展,使生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化和提高產(chǎn)品的風(fēng)味質(zhì)量和均一性.干腌火腿風(fēng)味品質(zhì)取決于原料和工藝條件,更取決于發(fā)酵成熟期的長短.金華火腿的發(fā)酵成熟一般歷經(jīng)春夏兩季68個(gè)月時(shí)間,可分為低溫脫水,中溫發(fā)酵,高溫成熟3個(gè)階段.中溫發(fā)酵歷經(jīng)春季初夏46個(gè)月的時(shí)間過程,也是金華地區(qū)的多雨季節(jié),氣溫在1530之間逐漸上升,發(fā)酵室相對濕度逐漸下降;在此期間火腿肌肉蛋白質(zhì)和脂肪在內(nèi)源酶的作用下發(fā)生降解而產(chǎn)生多肽,游離氨基酸和游離脂肪酸等分解產(chǎn)物.再經(jīng)過78月份(3037c)的長時(shí)間高溫成熟才產(chǎn)生了特殊的芳香風(fēng)味.新的發(fā)酵成熟工藝保持了”低溫脫水,中溫發(fā)酵,高溫成熟”傳統(tǒng)工藝特色,既能模擬自然環(huán)境氣候變化模式實(shí)現(xiàn)發(fā)

22、酵成熟空間潮濕空氣的冷凝脫水,新風(fēng)補(bǔ)充,風(fēng)速和氣流溫濕度調(diào)節(jié),又能實(shí)現(xiàn)均勻氣流工作原理,以紊流狀態(tài)均勻的地穿過掛在發(fā)酵成熟房每個(gè)部位的腌腿間隙,帶走表面的水分并調(diào)節(jié)發(fā)酵成熟房的溫濕度,從而調(diào)控火腿內(nèi)部水分散失和鹽分提高的速度,直接調(diào)控溫度來控制火腿微生物生長,內(nèi)源酶活性,控制脂質(zhì)氧化反應(yīng),strecker降解和maillard反應(yīng)速度等,來促進(jìn)火腿風(fēng)味發(fā)展,縮短發(fā)酵成熟工藝時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,突破了傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的季節(jié)性限制.金華火腿現(xiàn)代發(fā)酵成熟恒溫恒濕,變工況溫濕度控制工藝方法,通過”強(qiáng)化高溫成熟”有效縮短了工藝時(shí)間,現(xiàn)代工藝在保持傳統(tǒng)工藝和風(fēng)味品質(zhì)特色的基礎(chǔ)上,工藝時(shí)間縮短至傳統(tǒng)工藝時(shí)間的2

23、5%44.5%,產(chǎn)品更加符合現(xiàn)代食品安全和營養(yǎng)消費(fèi)理念.3冷卻肉生產(chǎn)技術(shù)及質(zhì)量控制目前冷卻肉正在我國推廣,冷卻肉產(chǎn)品的質(zhì)量仍有待提高.西方發(fā)達(dá)國家在冷卻肉生產(chǎn)方面,除了要求迅速冷卻胴體外,還要對肉加以適度成熟處理,將尸僵肉轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒烊?豬肉,牛肉和羊肉要完全成熟,分別需要35d,1014d和57d,我國的冷卻肉生產(chǎn)對此沒有要求.大部分企業(yè)生產(chǎn)的冷卻肉,尤其是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)供應(yīng)市場的豬,牛,羊肉大都未經(jīng)過成熟處理,某些大的企業(yè)雖然也對肉進(jìn)行成熟處理,但時(shí)間短,如豬肉12d,牛肉23d,達(dá)不到預(yù)期的目的,這使得消費(fèi)者購買的往往不是真正意義上的冷卻肉.3.1冷卻肉生產(chǎn)jjh-r技術(shù)與品質(zhì)控制冷卻肉由于本身

24、的特點(diǎn),在其運(yùn)輸,銷售等過程中,如果條件控制不當(dāng),極易發(fā)生腐敗變質(zhì),表面褐變和汁液流失,使其可接受性大大降低.冷卻肉品質(zhì)的優(yōu)劣和貨架期的長短主要取決于冷卻肉的保水性,顏色穩(wěn)定性,微生物的初始污染程度及后續(xù)的加工,流通和零售過程中質(zhì)量控制的程度.對此,國外一般是在gmp的基礎(chǔ)上,根據(jù)haccp來控制和規(guī)范原料肉的預(yù)處理過程,利用柵欄技術(shù)來延長冷卻肉的貨架期,提高冷卻肉的品質(zhì).冷卻肉質(zhì)變的主要原因是加工過程中微生物的二次污染.因此,生產(chǎn)過程中的溫度,空氣相對濕度,空氣流速,冷卻肉表面水分活性及車間流程等都與此有關(guān).只有將柵欄技術(shù)與haccp和微生物預(yù)測技術(shù)結(jié)合起來,才可以生產(chǎn)加工出符合安全品質(zhì)的冷

25、卻肉.在柵欄理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的柵欄技術(shù)(hur-dietechnology),是將多種食品加工與貯藏技術(shù)同時(shí)結(jié)合應(yīng)用,每種技術(shù)只用到其中等水平,可有效地防止肉制品加工過程中微生物的污染,為肉和肉制品的安全性提供了有力保障.haccp(hazardanalysisandcriticalcontrolpoint)是保證食品安全的預(yù)防性管理系統(tǒng).如果將haccp體系與柵欄技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于冷卻肉生產(chǎn)加工過程中,可以最有效地確保冷卻肉的衛(wèi)生質(zhì)量與安全.當(dāng)2個(gè)體系共同用于生產(chǎn)加工中時(shí),可以有針對性地選擇和調(diào)整柵欄因子,再利用haccp體系中的監(jiān)控程序,對關(guān)鍵控制點(diǎn)和柵欄因子都實(shí)施監(jiān)控,并按照haccp原理

26、要求進(jìn)行糾偏和3期肉品科學(xué)研究進(jìn)展5驗(yàn)證,這樣可以更加全面地預(yù)防和控制產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量及安全.微生物預(yù)報(bào)技術(shù)可作為haccp定量分析的工具,協(xié)助”風(fēng)險(xiǎn)評估”的操作,客觀評估冷卻肉加工中的操作,量化,優(yōu)化和提高肉類加工中的衛(wèi)生質(zhì)量,也可作為冷卻肉加工中實(shí)施柵欄技術(shù)的依據(jù).應(yīng)用微生物預(yù)報(bào)技術(shù)對冷卻肉中的微生物危害進(jìn)行預(yù)測,給出冷卻肉生產(chǎn)過程中的不同柵欄因子控制微生物的效果,結(jié)合柵欄技術(shù)加強(qiáng)某些微生物生長阻礙因子,做到危害發(fā)生前進(jìn)行預(yù)防和控制,從而提高冷卻肉的安全品質(zhì).3.2冷卻肉貨架期預(yù)測微生物預(yù)報(bào)技術(shù)微生物預(yù)報(bào)技術(shù)主要根據(jù)腐敗微生物和致病微生物的生長,死亡和殘存的特征模型,預(yù)測其在肉品中的生長繁殖時(shí)

27、間,從而在不進(jìn)行微生物檢測的條件下快速對產(chǎn)品的貨架期進(jìn)行預(yù)測,實(shí)現(xiàn)從原料,加工到產(chǎn)品儲存,銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)智能化管理和監(jiān)控.在低溫條件下,影響肉品腐敗品質(zhì)不是單獨(dú)的某一微生物的作用,而是多種腐敗細(xì)菌聯(lián)合作用的結(jié)果,故應(yīng)首先研究冷卻肉的微生物菌相.目前,很多研究局限在應(yīng)用傳統(tǒng)方法即選擇性培養(yǎng)基來確定肉品中的細(xì)菌菌系組成和分布,但該方法不僅耗時(shí),繁雜而且使用最復(fù)雜的試驗(yàn)組合也不一定反映微生物多樣性的真正面貌,使研究有一定的局限性和盲目性.隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展起來的pcr.dgge技術(shù)可以避免經(jīng)典微生物技術(shù)的局限性,更可靠,更直接的全面認(rèn)識微生物的組成.微生物預(yù)測學(xué)作為基本的方法對肉類食品

28、質(zhì)量控制產(chǎn)生了很大的影響,目前對于肉類加工中的快速冷卻工藝,噴淋冷卻工藝,熱剔骨工藝,豬屠體的冷卻,內(nèi)臟的冷卻,動(dòng)物屠體的長途運(yùn)輸以及時(shí)間一溫度函數(shù)的模型完全有必要.另一方面,操作時(shí)間和溫度組合對于屠宰場避免大腸桿菌的生長也是很重要.gill等研究和預(yù)測了大腸桿菌在豬肉中的微生物一溫度函數(shù).研究表明:來源于肉湯中這些微生物的生長模型不能很好的描述大腸桿菌在豬肉脂肪和肌肉組織中的微生物生長情況.對于影響肉品品質(zhì)的微生物研究也有很多,主要是腐敗微生物對產(chǎn)品貨架期的研究和預(yù)測.澳大利亞tasmania大學(xué)食品學(xué)院在假單胞菌生長模型基礎(chǔ)上開發(fā)了食品腐敗預(yù)測器(fsp,foodspoilagepredi

29、ctor),是對品質(zhì)進(jìn)行多環(huán)境因子分析的預(yù)測的軟件.主要是以惡臭假單胞菌(pseudomaiia2$putida)1442等菌株為研究對象,測得不同溫度,aw,ph值條件下8000多個(gè)生長數(shù)據(jù),建立了500余條生長曲線;同時(shí),用實(shí)際流通中大量數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行了驗(yàn)證和改進(jìn).建立了假單胞菌生長模型數(shù)據(jù)庫,客觀地評估預(yù)測值和實(shí)際值之間的比率,建成了微生物生長的數(shù)據(jù)庫,形成了專家系統(tǒng)和應(yīng)用軟件包,從而對特定腐敗菌是假單胞菌的食品剩余貨架期進(jìn)行快速估測.該預(yù)測系統(tǒng)在人工接種及自然腐敗狀態(tài)下,假單胞菌的預(yù)測值和實(shí)際值之間的偏差在20%以內(nèi).除了fsp外,許多同類的貨架期預(yù)測系統(tǒng)也正在開發(fā)驗(yàn)證之中,如丹麥水產(chǎn)

30、研究所的ssp(seafoodspoilagepredictor),中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所的fslp(fishshelflifepredictor)等.這些預(yù)測軟件針對不同地域,不同來源的產(chǎn)品,以sso(特定腐敗菌)的生長模型為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)庫,形成友好界面的專家系統(tǒng)預(yù)測產(chǎn)品的貨架期.對多數(shù)食品而言,在食品微生態(tài)和建立微生物生長模型的基礎(chǔ)上,可以對食品的腐敗品質(zhì)進(jìn)行預(yù)測,其核心是確定特定的腐敗菌,并建立相應(yīng)的生長模型,預(yù)測特定腐敗菌的各生長參數(shù),然后用來預(yù)測產(chǎn)品的貨架期.李苗云等(2006)首先對冷卻肉中的微生物分布和作用進(jìn)行了系統(tǒng)研究,確定了特定腐敗菌達(dá)到穩(wěn)定期后的最大菌數(shù)(nmax

31、)和被感官拒絕時(shí)的最小腐敗水平(ns)后,由arrhenius模型或平方根模型可計(jì)算出最大比生長速率()與延滯時(shí)間,然后根據(jù)特定微生物的生長動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出其從n增殖到最小腐敗量(ns)的時(shí)間來預(yù)測貨架期(shelflife,sl).同時(shí),可根據(jù)gompertz方程計(jì)算出任何時(shí)刻t的細(xì)菌數(shù)量(t)后,換算出產(chǎn)品的剩余貨架期,由gompertz方程可以推導(dǎo)出下面的貨架期預(yù)測公式.sl=a一(n一no)2.718ln一in(nsno)/(nm一no)一1式中:s是最小腐敗量1og.(cfu/g);no是t:on的初始微生物數(shù)量1og.(cfu/g);nm是增加到穩(wěn)定期時(shí)最大的微生物數(shù)量1og.(c

32、fu/g);.是微生物生長的最大比生長速率(h);a是微生物生長的延滯時(shí)間(h).在建立有效的數(shù)學(xué)模型以后,可以向肉品工業(yè)提供一個(gè)重要的有效的手段,以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和評價(jià)中建立一個(gè)客觀的標(biāo)準(zhǔn),用來預(yù)測微生物的安全性6中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)8卷和產(chǎn)品的貨架期,通過相關(guān)速率的概念和預(yù)測模型可以計(jì)算出微生物的相對變化,有效保證產(chǎn)品品質(zhì)和安全性.因此,基于我國肉品生產(chǎn)加工的工藝技術(shù)特點(diǎn)和流通的實(shí)際情況,引入現(xiàn)代高科技的研究手段,客觀評估與產(chǎn)品品質(zhì)緊密相關(guān)的顏色穩(wěn)定性和微生物特性,以建立科學(xué)的冷卻豬肉品質(zhì)(顏色和貨架期)預(yù)測模型,預(yù)測當(dāng)控制系統(tǒng)變化或失敗時(shí)微生物生長的情況,為剩余貨架期快速估測提供有效的手段.4肌

33、肉蛋白質(zhì)功能特性研究進(jìn)展肌肉蛋白質(zhì)的功能特性或工藝特性與肉制品的感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性有密切關(guān)系,這些特性主要包括肉的澎潤性,溶解性,保水性,保油性,凝膠特性,乳化特性等.影響肌肉蛋白質(zhì)功能特性的因素很多,如肌肉中各種組織和成分的性質(zhì)和含量,肌肉蛋白質(zhì)在貯藏加工中的變化,添加成分.肌肉蛋白質(zhì)受各種條件影響,首先發(fā)生理化性質(zhì)的變化,從而引起其功能特性乃至肉制品感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的變化.為了調(diào)控蛋白質(zhì)的行為,科學(xué)家對肌球蛋白分子的性質(zhì),結(jié)構(gòu)和形態(tài)的改變與功能特性之間的相互關(guān)系進(jìn)行了大量的研究.4.1蛋白質(zhì)理化性質(zhì)對功能特性的影響肌肉蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì),主要包括表面電荷狀況,巰基含量,疏水性,分子量,

34、分子形態(tài)穩(wěn)定性,結(jié)合和餌離行為等,受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變化,這些變化決定于蛋白質(zhì)的氨基酸成分,氨基酸順序,二級結(jié)構(gòu),三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu).環(huán)境條件通過改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)影響其功能特性.離子強(qiáng)度,離子類型,ph值,溫度,剪切,添加成分的各種相互作用都影響肌肉蛋白質(zhì),特別是肌球蛋白的結(jié)構(gòu)和形態(tài),從而影響其溶解性,膠凝性,保水性和乳化性.肌球蛋白的溶解性直接關(guān)系到肌肉蛋白質(zhì)的膠凝性,保水性和保油性.一般地,隨著肌球蛋白溶解性的增加,其保水性,保油性和膠凝性都會得到改善.值得指出的是,肌球蛋白的存在形式或分散性對其保水性,保油性和膠凝性的影響更大.肌原纖維蛋白質(zhì)中巰基含量,特別是活性巰基含量與蛋白質(zhì)的膠

35、凝性,乳化性和乳化穩(wěn)定性之間存在著很高的相關(guān)性.肌肉蛋白質(zhì)形成凝膠的特性是非常重要的功能特性之一,也是西式肉制品的核心研究內(nèi)容.肌球蛋白的溶解性,疏水性,巰基含量和分散性都影響肌球蛋白的凝膠特性.圍繞肌球蛋白這些理化性質(zhì)對凝膠特性的影響,國內(nèi)外就肌球蛋白形成凝膠的機(jī)制,肌肉內(nèi)環(huán)境條件,貯藏加工條件和添加成分對凝膠特性的影響進(jìn)行了廣泛的研究.4.2肌球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的形成機(jī)制肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠對肉制品的特性起著重要作用.廣泛研究表明,肌球蛋白可單獨(dú)形成良好的凝膠,肌動(dòng)蛋白依其在凝膠體系中與肌球蛋白的比例不同,對肌球蛋白的凝膠作用有協(xié)同或拮抗效應(yīng),肌漿蛋白不能單獨(dú)形成凝膠,但可能對凝膠的形成產(chǎn)

36、生影響.有關(guān)凝膠機(jī)制的研究,ferry(1948)提出了蛋白質(zhì)凝膠的形成機(jī)理分2個(gè)階段.第一階段是蛋白質(zhì)受熱而變性展開;第二階段是展開的蛋白質(zhì)因凝集作用而形成較大分子的凝膠體.蛋白質(zhì)分子的解聚和伸展,使反應(yīng)基團(tuán)暴露出來,特別是肌球蛋白的疏水基團(tuán),有利于蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)之間的相互作用.這是蛋白質(zhì)發(fā)生凝集的主要原因.sharp和offer(1992)通過負(fù)染色和旋轉(zhuǎn)染色電鏡技術(shù),研究了稀溶液中肌球蛋白分子熱誘導(dǎo)凝膠的形成機(jī)制,認(rèn)為肌球蛋白分子的頭(頭凝聚,頭(尾凝聚和尾(尾凝聚是凝膠形成的基本機(jī)制.當(dāng)ph值6.5,30oc加熱30min時(shí),肌球蛋白分子形狀無變化,2個(gè)頭部仍然是獨(dú)立的,尾部在長度上無

37、變化.35(2加熱30min,肌球蛋白發(fā)生頭一頭凝聚,2個(gè)頭部凝聚成一個(gè)大約20nm團(tuán)塊;也有尾一尾凝聚發(fā)生.40加熱30rain,肌球蛋白分子形成二聚體,也可觀察到由312個(gè)肌球蛋白分子組成的寡聚體,其頭部凝聚成球狀團(tuán)快,尾部向三維空間伸展.球狀團(tuán)塊的直徑隨著寡聚物尾部數(shù)目的增加而增大.當(dāng)44cc加熱30min時(shí),雖有單體肌球蛋白存在,但主要是寡聚體,其中4個(gè)尾部的寡聚體最常見,也有由1o13個(gè)尾部的寡聚體.46一60加熱30min,寡聚體之間發(fā)生聚集,形成更加復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu).由于加熱可使內(nèi)部的疏水基暴露出來,促進(jìn)二硫鍵的形成.大量的巰基和二硫鍵的存在,使分子間交聯(lián)得到加強(qiáng),有利于形成熱不可

38、逆的凝膠.黃鴻兵和徐幸蓮等(2o04)利用負(fù)染電鏡技術(shù),熱處理,酶解和電泳技術(shù)研究了兔骨骼肌肌球蛋白形成凝膠的機(jī)制.研究發(fā)現(xiàn),加熱溫度低于40c時(shí),肌球蛋白變性凝3期肉品科學(xué)研究進(jìn)展7聚程度較低;高于4o時(shí),肌球蛋白凝聚成聚合體,溫度升高,聚合程度加深;到6o時(shí)已形成直徑大于500nm的聚合體.頭(頭連接是主要的連接方式,沒有發(fā)現(xiàn)尾(尾相連.高壓能形成壓力誘導(dǎo)的凝膠.在0.1mkci中,大于250mpa時(shí),肌球蛋白才會凝聚形成凝膠.4.3影響肌肉蛋白質(zhì)凝膠特性的因素許多因素影響肌球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的特性,如肌肉類型,離子類型,離子強(qiáng)度,ph值,溫度,多聚磷酸鹽,蛋白質(zhì)濃度,營養(yǎng)狀況等.4.3.1

39、肌肉類型肌肉類型(紅肌和白肌)對肌原纖維蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)凝膠特性的影響得到了廣泛研究,其中對雞肉,火雞肉,牛肉和兔肉的研究結(jié)果表明,不同種屬肉的肌球蛋白的凝膠特性不同,豬肉肌球蛋白凝膠結(jié)構(gòu)比牛肉致密;不論哪種肉,蛋白質(zhì)組成和介質(zhì)條件如何,與從紅肌中提取的蛋白質(zhì)相比,白肌中的蛋白質(zhì)表現(xiàn)了更高的凝膠形成能力.紅肌和白肌形成凝膠的能力受ph影響塒.4.3.2ph值和離子強(qiáng)度功能性蛋白質(zhì)的提取受ph值的影響.ph值4.5時(shí)提取的蛋白質(zhì)不能形成凝膠,ph值5.5時(shí)提取的蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性差,而ph值6.5及7.5時(shí)所形成的凝膠具有更高的彈性.加j.形成凝膠的最佳ph值與肉體系中肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的相對含量有關(guān).

40、理論上,ph值提高凝膠的保水性是由于高的ph值使肌原纖維蛋白質(zhì)偏離其等點(diǎn)電,蛋白質(zhì)的凈電負(fù)荷增多,加強(qiáng)了蛋白質(zhì)與水的相互作用,而減弱了蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用.ph值和離子強(qiáng)度能夠改變氨基酸側(cè)鏈的電荷分布,所以對肌球蛋白的凝膠性有影響.當(dāng)ph值4.0時(shí),在0.6mkci中,即使不加熱,肌球蛋白也會自發(fā)形成凝膠.在ph值5.56.0時(shí),離子強(qiáng)度不同,牛半膜肌的肌球蛋白形成兩種結(jié)構(gòu)完全不同的凝膠.在0.25mkci下形成細(xì)線條的凝膠,在0.6mkci下形成的凝膠結(jié)構(gòu)粗糙.彭增起等(2003)研究指出,隨naci濃度和ph值的增加,雞胸肉,牛背最長肌和豬背最長肌鹽溶蛋白凝膠保水性,破斷應(yīng)力和表觀彈性

41、率顯著提高.在0.01mmgci和ph值7.0條件下,0.6mnaci提取的鹽溶蛋白質(zhì)最多,凝膠保水性最高,凝膠應(yīng)力最大.而在0.01mmgci和ph值6.0條件下,0.4mnac1提取了微量的或幾乎沒有從雞胸肉,牛背最長肌和豬背最長肌中提取出肌球蛋白.不同提取條件之間所提取的蛋白質(zhì)數(shù)量和組分的差異主要在于肌球蛋白j.凝膠流變特性和保水性對蛋白質(zhì)濃度很敏感,隨肌球蛋白數(shù)量的增加而提高.4.3.3溫度加熱溫度的高低,加熱速度和方式影響凝膠特性.牛肉從55加熱到66,對凝膠類型沒有影響,但加熱溫度升高會使凝膠脫水收縮,發(fā)生形變.foggeding等(1986)指出,加熱方式對肌球蛋白凝膠強(qiáng)度有影響

42、,5o70之間持續(xù)升溫,比恒溫加熱時(shí)形成的凝膠強(qiáng)度要大,其原因是持續(xù)升溫給蛋白質(zhì)變性以足夠的時(shí)間.豬肉肌球蛋白濃度為3mg/ml時(shí),7o恒溫加熱不能形成凝膠,而慢速加熱持續(xù)升溫就能形成凝膠.濃度為6mg/ml時(shí)恒溫加熱也能形成凝膠,此時(shí)隨機(jī)和有序的蛋白質(zhì)相互作用都會出現(xiàn).鯉魚肌球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠彈性模量的研究表明,在5o6o范圍內(nèi),肌球蛋白在離子強(qiáng)度為0.09m和0.18m條件下,其彈性模量(g)為3.510pa5.510pa,而在離子強(qiáng)度為0.35m,0.52m及0.77m時(shí),肌球蛋白在5060時(shí)其g為5.010pa6.0x10pa;在3o時(shí),無論離子強(qiáng)度如何,都沒有形成凝膠.4.3.4離子類

43、型在肉制品加工中,氯化鈉和多聚磷酸鹽能使蛋白質(zhì)和水的作用達(dá)到優(yōu)化.肉類科學(xué)家為了研制低鈉肉制品,用二價(jià)氯化鹽如caci和mgci代替氯化鈉沒能取得理想的成效.高離子強(qiáng)度的二價(jià)氯化鹽不能優(yōu)化肌原纖維蛋白的功能特性.terrelletal(1981)報(bào)道,牛前腿肉用1.58%caci2和mgci2處理,加熱失水率比用2.5%naci處理的要高.youngetat(1991)用0.6mcaci和mgci處理尸僵前的雞胸肉,加熱后的水分損失比用0.6mnaci處理的要高.低濃度的二價(jià)陽離子對肉制品加工是有益的.nayaketal(1996)報(bào)道,低濃度的caci和mgcl增加了蛋白質(zhì)的溶解性.45mm

44、caci結(jié)合4%naci處理的火雞胸肉或腿肉其蛋白質(zhì)的提取性均增加.添加7mmmgci提高了腿肉肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的溶解性【4引.xiongetal(1991)報(bào)道,用濃度小于5mmcaci和mgcl處理雞胸和雞腿肉提高了鹽溶蛋白的含量,增加了肌原纖維蛋白凝膠的強(qiáng)度.xiongetal(1986)用4mmcaci單獨(dú)處理或8.2mm三聚磷酸鹽和0.2mnaci組合處理均提高了尸僵后雞胸肉的保水性.彭增起等(2004)研究8中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)8卷指出,肌肉鹽溶蛋白質(zhì)的溶解性隨提取條件的不同而異.ph值6.5時(shí)雞胸肉和雞腿肉鹽溶蛋白質(zhì)中肌球蛋白的濃度比ph值6.0時(shí)的高.0.03mznc1幾乎完全抑制了肌球蛋白的提取到.與cac1相比,mgc1更有益于肌球蛋白的提取.在磷酸鹽混合物存在條件下,znc1對雞胸肉和雞腿肉凝膠保水性