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1、食品的腐败问题 引起食品腐败原因有三种：第一是微生物，第二是脂肪氧化，第三是酶的问题。 在食品发生腐败变质的过程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品经过彻底灭菌或过滤除菌，则食品长期贮藏也不会发生腐败。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦条件适宜，就会引起该食品腐败变质。所以说，微生物的污染是导致食品发生腐效变质的根源。 防止微生物对食品的危害主要方法有：第一是防止微生物污染食物(从原料、设备、环境等环节控制)；第二是灭活有害微生物(如杀菌、消毒)；第三是降低或抑制食品中微生物的生长或使之失活。 第一种方法，通过HACCP管理体系能够实现；第二种和第三种方法属于栅栏技术范畴；当然，对于栅栏技术而言，更倾向于第1种方法。 2、什么是栅栏技术 随着人们对食品防腐保鲜研究的深入，对于保鲜理论也有了更新的认识，从而发现没有任何一种单一的保鲜措施是完美无缺的，必须采用综合保鲜技术才更有效。 栅栏因子理论是德国肉类食品专家Leistner博士(1976年)提出的一套系统科学地控制食品保质期的理论。该理论认为，食品要达到可贮性与卫生安全性，其内部必须存在能够阻止食品所含腐败菌和病原菌生长繁殖的因子，这些因子通过临时和永久性地打破微生物的内平衡(微生物处于正常状态下内部环境的稳定和统一)，从而抑制微生物的致腐与产毒，保持食品品质，这些因子被称为栅栏因子(hurdle factor)。比如高温处理(F)、低温冷藏(t)、降低水分活性(Aw)、调节酸度(pH值)、降低氧化还原电位(Eh)、防腐剂(Pres)、竞争性菌群及辐照等，这些因子及其互作效应决定了食品的微生物稳定性，这就是栅栏效应。 在实际生产中，运用不同的栅栏因子，科学合理地组合起来，发挥其协同作用，从不同的侧面抑制引起食品腐败的微生物，形成对微生物的多靶攻击，使食品中的微生物不能克服这些障碍，从而改善食品品质，保证食品的卫生安全性，这一技术即为栅栏技术。 栅栏技术的应用能达到如下效果： (1)栅栏技术与微生物的内平衡 食品防腐中一个值得注意的现象就是微生物的内平衡。微生物的内平衡是微生物处于正常状态下内部环境的稳定和统一，并且具有一定的自我调节能力，只有其内环境处于稳定的状态下，微生物才能生长繁殖。 例如，微生物内环境中pH值的自我调节，只有内环境pH值处于一个相对较小的变动范围，微生物才能保持其活性。如果在食品中加入防腐剂破坏微生物的内平衡，微生物就会失去生长繁殖的能力。在其内平衡重建之前，微生物就会处于延迟期，甚至死亡。食品的防腐就是通过临时或永久性打破微生物的内平衡而实现的。 将栅栏技术应用于食品的防腐，各种栅栏因子的防腐作用可能不仅仅是单个因子作用的累加，而是发挥这些因子的协同效应，使食品中的栅栏因子针对微生物细胞中的不同目标进行攻击，如细胞膜、酶系统、pH值、水分活性值、氧化还原电位等，这样就可以从多方面打破微生物的内平衡，从而实现栅栏因子的交互效应。 在实际生产中，这意味着应用多个低强度的栅栏因子将会起到比单个高强度的栅栏因子更有效的防腐作用，更有益于食品的保质。这一“多靶保藏”技术将会成为一个大有前途的研究领域。 对于防腐剂的应用而言，栅栏技术的运用意味着使用小量、温和的防腐剂，比大量、单一、强烈的防腐剂效果要好得多。如Nisin在通常情况下只对革兰氏阳性菌起抑制作用，而对革兰氏阴性菌的抑制作用较差。然而，当将Nisin与螯合剂EDTA一二钠、柠檬酸盐、磷酸盐等结合使用时，由于螯合剂结合了革兰氏阴性菌的细胞膜磷脂双分子层的镁离子，细胞膜被破坏，导致膜的渗透性加强，使Nisin易于进入细胞质，加强了对革兰氏阴性菌的抑制作用。 (2)食品中的防腐保质栅栏因子 食品防腐上最常用的栅栏因子(hurdle factor)，无论是通过加工工艺还是添加剂方式设置的，应用时仅有少数几个。随着对食品保鲜研究的发展，至今已经确认可以应用于食品的栅栏因子很多。例如高温处理(F)、低温冷藏(t)、降低水分活性(Aw)、调节酸度(pH值)、降低氧化还原电位(Eh)、应用乳酸菌等竞争性或拮抗性微生物以及应用亚硝酸盐、山梨酸盐等防腐剂(Pres)。国内也有将栅栏技术和栅栏因子相应译为障碍技术和障碍因子。 (3)栅栏技术与食品的品质 从栅栏技术的概念上理解食品防腐技术，似乎侧重于保证食品的微生物稳定性，然而栅栏技术还与食品的品质密切相关。食品中存在的栅栏因子将影响其可贮性、感官品质、营养品质、工艺特性和经济效益。同一栅栏因子的强度不同，对产品的作用也可能是相反的。例如在发酵香肠中，pH值需要降低至一定的限度才能有效抑制腐败菌，但过低则对感官质量不利。因而在实际应用中，各种栅栏因子应科学合理地搭配组合，其强度应控制在一个最佳的范围。 3、栅栏技术在常见食品中的应用 传统低温肉制品中使用的栅栏因子：防腐剂(硝酸盐或亚硝酸盐、其它防腐剂)、蒸煮杀菌、(烟熏)、(低温保存)。如猪头肉、猪蹄、五香牛肉、烧鸡、扒鸡、熏鸡等。 低温西式肉制品中使用的栅栏因子：防腐剂(硝酸盐或亚硝酸盐、其它防腐剂)、蒸煮杀菌、(烟熏)、低温保存。如低温烤肠、火腿等。 高温肉制品中使用的栅栏因子：防腐剂(硝酸盐或亚硝酸盐、其它防腐剂)、高温杀菌。如高温火腿肠。 肉类罐头中使用的栅栏因子：防腐剂(硝酸盐或亚硝酸盐)、高温杀菌。如午餐肉罐头、牛肉罐头。 肉松、肉脯、风干肠、腊肉中使用的栅栏因子：水分活度Aw、(烟熏)。 水果罐头、蔬菜罐头中使用的栅栏因子：pH值、高温杀菌。如橘子罐头、菠萝罐头、桃罐头、梨罐头、芦笋罐头、蘑菇罐头等。 发酵食品、调味品中使用的栅栏因子：优势微生物、pH值、(水分活度Aw)。如豆豉、豆瓣酱、腐乳、酸奶、酱油、醋、泡菜、蒜蓉辣椒酱、东北大酱、虾酱、金华火腿、萨拉米肠等。 半固态食品、调味品中使用的栅栏因子：水分活度Aw、(pH值)。如芝麻酱、花生酱、牛肉酱、老干妈辣椒酱。 碳酸饮料中使用的栅栏因子：pH值、二氧化碳。如雪碧、可乐等。 包装小面包、软蛋糕中使用的栅栏因子：pH值、真空冲氮。如达利园法式小面包、达利园软蛋糕等。 包装月饼中使用的栅栏因子：水分活度Aw、脱氧剂。 饼干、糖果、固体饮料、固体调味料、方便面、面粉、干面条、大米、蜂蜜、干果等中使用的栅栏因子：水分活度Aw。 果酱食品中使用的栅栏因子：pH值、水分活度Aw、加热杀菌。如番茄酱、山楂酱等。 果脯食品中使用的栅栏因子：pH值、水分活度Aw、(加热杀菌)。如枣脯、冬瓜脯等。 4、展望 过去对食品安全的控制是基于经验或历史传统，现在可以根据栅栏因子理论，有针对性地利用食品保鲜需要的栅栏因子，来控制产品的安全。但现在的问题是，食品专业的院校没有这方面的课程，社会上也没有相关的培训，使得很多企业的技术人员对栅栏因子理论不了解、不熟悉，当然谈不上积极主动地深入研究、应用栅栏技术，至于对企业的新产品设计、研发和生产指导更是无从谈起。这是很遗憾的事情。 对于具体产品的食品安全而言，如何简洁、高效、低成本地达到质量控制效果，这涉及到配方、工艺、设备投资、产品口感等问题，很值得食品专业人士仔细研究理论落地问题。正因为如此，栅栏因子理论作为一个应用前景非常广阔的实用型理论工具，必然会受到越来越多的食品专业人士的重视，同时，也必将为企业带来越来越多的经济效益和社会效益。 |
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