Содержание
- Введение
- I. Классификация пищевых консервантов
- II. Консерванты, разрешенные для мясных продуктов стандартом GB2760
- III. Распространенные микроорганизмы в мясных продуктах
- IV. Обычные консерванты и их антимикробные механизмы
- V. Краткое описание консервантов и их антимикробных свойств
- VI. Применение консервантов в мясных продуктах
- VII. Заключение
Введение
Мясные продукты богаты необходимыми питательными веществами, такими как углеводы и белки, создавая сбалансированную среду, идеальную для роста и размножения микробов, которые могут привести к быстрой порче. Достижения пищевой промышленности привели к появлению различных методов консервирования, включая вакуумную упаковку, консервирование в модифицированной атмосфере, а также новых технологий стерилизации, таких как высокотемпературная обработка, обработка под высоким давлением и облучение. Эти технологии значительно увеличили срок годности пищевых продуктов. Однако, хотя эти новые методы эффективны в борьбе с микроорганизмами, они могут отрицательно влиять на цвет, вкус и аромат пищевых продуктов, ограничивая их широкое применение. Использование пищевых консервантов позволяет преодолеть эти ограничения.
Консерванты - это пищевые добавки, которые предотвращают порчу, вызванную микроорганизмами, повышают стабильность пищевых продуктов при хранении и продлевают срок их годности. Они должны обладать значительными бактерицидными или бактериостатическими свойствами, в идеале способными инактивировать патогенный микроб, не влияя на кишечные ферменты или активность полезной кишечной флоры. В этой статье представлен исчерпывающий обзор консервантов, используемых в мясных продуктах, включая их классификацию, нормативные стандарты Китая (GB2760), целевые микроорганизмы, механизмы действия и стратегии практического применения.
I. Классификация пищевых консервантов
В зависимости от их источника и химической природы пищевые консерванты можно разделить на следующие категории:
Органические консерванты: В эту группу входят бензойная кислота и ее соли, Сорбиновая кислота и ее соли (например, сорбат калия), парабены (сложные эфиры п-гидроксибензоата) и пропионаты.
Неорганические консерванты: К этой категории относятся нитраты, диоксид серы (SO₂) и сульфиты.
Биологические консерванты: Это вещества, вырабатываемые микроорганизмами, которые проявляют антимикробные свойства. Известные примеры включают Низин и натамицин.
II. Консерванты, разрешенные для мясных продуктов стандартом GB2760
Китайский национальный стандарт GB2760-2024 перечисляет 26 категорий консервантов, разрешенных к использованию в пищевых продуктах, из которых 10 категорий одобрены для использования в мясе и мясопродуктах. В следующей таблице приведены эти разрешенные консерванты, их функции, применимые категории пищевых продуктов и максимальные уровни использования.
| Нет. | Название консерванта | Код ЦНС | Код INS | Функция | Категория продуктов питания | Максимальный расход (г/кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Монокаприлатный глицерид | 17.031 | - | Консервант | Кишки, наполненные мясом (например, сосиски) | 0.5 |
| 2 | ε-Полилизин | 17.037 | - | Консервант | Вареные Мясные продукты | 0.25 |
| 3 | ε-Полилизина гидрохлорид | 17.038 | - | Консервант | Мясо и мясопродукты | 0.3 |
| 4 | Натамицин | 17.030 | 235 | Консервант | Тушеные Мясные продукты, Копчености / Жареное Мясо / Гриль, Жареное Мясо, Ветчина в западном стиле, Кишечник с Мясной начинкой, Ферментированные Мясные продукты | 0.3 (для всех перечисленных категорий) |
| 5 | Низин | 17.019 | 234 | Консервант | Предварительно подготовленные Мясные Продукты, Вареные Мясные Продукты, Вареные Водные Продукты | 0.5 (для всех перечисленных категорий) |
| 6 | Сорбиновая кислота и Сорбат калия | 17.003/17.004 | 200/202 | Консервант, Антиоксидант, Стабилизатор | Вареные Мясные Продукты, Кишки, Наполненные Мясом, Предварительно подготовленные Водные Продукты, Сушеные Водные Продукты, Другие Водные Продукты | 0,075 (Вареное мясо), 1,5 (Сосиски), для других варьируется |
| 7 | Диацетат натрия | 17.013 | 262ii | Консервант | Предварительно подготовленные Мясные Продукты, Вареные Мясные Продукты, Вареные Водные Продукты | 3,0 (Мясо), 1,0 (Вода) |
| 8 | Дегидроуксусная кислота и ее натриевая соль | 17.009(i)/(ii) | 265/266 | Консервант | Предварительно подготовленные Мясные Продукты, Вареные Мясные Продукты | 0.5 |
| 9 | Нитрат и нитрит натрия/ калия | 09.001-09.004 | 251/252/250/249 | Средство для Фиксации цвета, Консервант | Вяленые Мясные Продукты, Тушеное Мясо, Копчености / Мясо на гриле, Жареное Мясо, Ветчина в западном стиле, Кишечник с Мясной начинкой, Ферментированное Мясо | 0,5 (Нитрат), 0,15 (Нитрит как остаточный предел) |
| 10 | Пропионат кальция | 17.005 | 282 | Консервант | Мясные Продукты с Приправами, Копчености/Жареное Мясо | 3.0 |
* Примечание: Обратитесь к последнему документу GB2760-2024 для получения подробных спецификаций, таких как методы нанесения натамицина и конкретные предельные значения остаточного содержания нитрита натрия, которые различаются для разных мясных продуктов.*
III. Распространенные микроорганизмы в мясных продуктах
Богатый состав питательных веществ в мясе делает его отличной питательной средой для микроорганизмов. Неправильный контроль может привести к загрязнению, порче и сокращению срока хранения. Эти микробы в широком смысле подразделяются на бактерии и грибки.
1. Распространенные бактерии в Мясных продуктах
Бактерии - это прокариотические организмы с простой клеточной структурой, характеризующиеся небольшими размерами и размножением путем бинарного деления. Мясо в основном содержит грамположительные аэробные бактерии, а также некоторые грамотрицательные факультативно-анаэробные бактерии.
| Грамположительные роды | Грамотрицательные роды |
|---|---|
| Бацилла (Bacillus) | Псевдомонада (Pseudomonas) |
| Клостридий (Clostridium) | Escherichia (Escherichia) |
| Микрококк (Micrococcus) | Сальмонелла (Salmonella) |
| Стафилококк (Staphylococcus) | Протей (Proteus) |
| Стрептококк (Streptococcus) | Энтеробактер (Enterobacter) |
| Педиококк (Pediococcus) | Кампилобактер (Campylobacter) |
| Лактобациллы (Lactobacillus) | Иерсиния (Yersinia) |
| Лейконосток (Leuconostoc) | Аэромонас (Aeromonas) |
| Листерия (Listeria) | Цитробактер (Citrobacter) |
| Брошотрикс (Brochothrix) | Вибрион (Vibrio) |
| Энтерококк (Enterococcus) | Шигелла (Shigella) |
1.1 Бактерии, вызывающие первичную порчу
Основными бактериями, вызывающими порчу мяса, являются Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Aeromonas и Enterobacter.
1.2 Первичные Патогенные бактерии
Эти бактерии не всегда могут вызывать явную порчу, но могут передавать болезни и вызывать пищевые отравления. К основным патогенным бактериям, содержащимся в мясе, относятся золотистый стафилококк, сальмонелла, Listeria monocytogenes и иерсинии.
2. Распространенные грибы в Мясных продуктах
Грибы - это эукариотические организмы, обычно более крупные и сложные, чем бактерии. Они являются хемоорганогетеротрофами. Грибы в мясе - это в первую очередь дрожжи и плесень.
2.1 Дрожжи
Дрожжи - одноклеточные организмы, обычно сферической или овальной формы. Они процветают при низкой активности воды (Aw), оптимальном pH 4,5-5,0 и температуре 20-30 °C. Пять основных родов дрожжей обычно содержатся в мясных продуктах.
2.2 Пресс-формы
Плесневые грибки - это многоклеточные нитевидные грибы, которые размножаются с помощью спор. Они вносят основной вклад в порчу мяса и могут вырабатывать микотоксины.
| Виды плесени | Вырабатываемый Токсин |
|---|---|
| Aspergillus flavus | Афлатоксин |
| Penicillium viridicatum | Охратоксин |
| Culmorum фузариоз | Трихотецен |
3. Факторы, влияющие на рост микробов в мясных продуктах
3.1 pH
Рост микроорганизмов сильно зависит от pH. Большинство бактерий лучше всего растут при pH 6,5-7,5, в то время как плесневые грибки, дрожжи и некоторые бактерии могут расти при pH ниже 4,0.
| Микроорганизм | Минимальный pH | Максимальный pH | Микроорганизм | Минимальный pH | Максимальный pH |
|---|---|---|---|---|---|
| Пресс-формы | 1.0 | 11.0 | Сальмонелла | 4.2 | 9.0 |
| Дрожжи | 1.8 | 8.4 | E. coli | 4.3 | 9.4 |
| Молочнокислые бактерии | 3.2 | 10.5 | C. ботулинический | 4.6 | 8.3 |
| Золотистый стафилококк | 4.0 | 9.7 | C. перфрингенс | 5.4 | 8.7 |
3.2 Активность воды (Aw)
Aw - отношение давления водяных паров в продуктах питания к давлению паров чистой воды при той же температуре. Это более точный показатель доступности воды для микроорганизмов, чем общее содержание влаги. Бактериям обычно требуется более высокая температура, чем дрожжам и плесневым грибам.
| Микроорганизм | Оу | Микроорганизм | Оу |
|---|---|---|---|
| C. Ботулинический тип E | 0.97 | Молочный стрептококк | 0.93 |
| Псевдомонада | 0.97 | Золотистый стафилококк | 0.86 |
| E. coli | 0.96 | Пенициллин | 0.81 |
| B. subtilis | 0.95 | Aspergillus glaucus | 0.70 |
| C. ботулинический вирус A, B | 0.94 | Saccharomyces rouxii | 0.62 |
IV. Обычные консерванты и их антимикробные механизмы
Консерванты подавляют деятельность микроорганизмов, воздействуя на важные клеточные субструктуры: клеточную стенку, клеточную мембрану, метаболические ферменты, системы синтеза белка или генетический материал. Нарушение любого из них может привести к возникновению бактериостатического или бактерицидного эффекта.
1. Сорбиновая кислота и Сорбат калия
Механизм действия: 1) Ингибирует микробные дегидрогеназы, нарушая метаболизм. 2) Ингибирует тиоловые ферменты, еще больше затрудняя метаболизм. 3) Уменьшает движущую силу протонов (PMF) через клеточную мембрану, подавляя транспорт аминокислот и синтез клеточной стенки.
Спектр действия: Действует против плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий широкого спектра действия; эффективен против C. botulinum, Staphylococcus и Salmonella. Менее эффективен против молочнокислых бактерий.
2. Низин
Механизм действия: Этот положительно заряженный пептид связывается с клеточной мембраной чувствительных грамположительных бактерий и образует поры. Это приводит к оттоку жизненно важных клеточных компонентов, рассеиванию движущей силы протонов и, в конечном итоге, гибели клеток. Он также подавляет прорастание спор.
Спектр действия: Высокоэффективен против грамположительных бактерий, включая спорообразующие, такие как Bacillus и Clostridium. Неэффективен против грамотрицательных бактерий и грибов.
3. Диацетат натрия
Механизм: Высвобождает свободную уксусную кислоту, которая снижает рН и, будучи липофильной, проникает через клеточную мембрану. Внутри клетки она подкисляет цитоплазму и денатурирует белки.
Спектр действия: Эффективен против широкого спектра плесневых грибков и некоторых бактерий.
4. Монокаприлатный глицерид (C8MG)
Механизм действия: В первую очередь подавляет усвоение клетками необходимых питательных веществ, таких как аминокислоты и фосфаты.
Спектр действия: Широкого спектра действия; эффективен против бактерий, дрожжей и плесени.
5. Дегидроуксусная кислота и ее натриевая соль
Механизм: Использует ионный принцип "разрушения стенок", позволяющий ионам проникать в клетку и подавлять дыхание.
Спектр действия: Обладает широким спектром действия, особенно эффективен против плесени и дрожжей. Более эффективен, чем бензоаты.
6. Натамицин
Механизм действия: Специфически связывается с эргостеролом, ключевым компонентом клеточных мембран грибов, нарушая целостность мембран и вызывая утечку клеточного содержимого.
Спектр действия: Высокоэффективен практически против всех плесневых грибков и дрожжей. Неэффективен против бактерий. В основном используется для обработки поверхности.
7. Монолаурат глицерина (ГМЛ)
Механизм действия: Разрушает структуру и проницаемость клеточной мембраны и клеточной стенки, что приводит к лизису клеток. Также ингибирует клеточное дыхание и активность ферментов. Может снижать термостойкость бактериальных спор.
Спектр действия: Широкого спектра действия; эффективен против многих грамположительных бактерий, некоторых грамотрицательных бактерий, грибков и дрожжей. Также обладает противовирусными свойствами.
8. Молочная кислота и Лактат натрия
Механизм: 1) Снижает Aw и ингибирует мембранный транспорт. Недиссоциированная кислота проникает в клетку и диссоциирует, снижая внутренний рН и денатурируя белки. 2) Действует как протонный челнок, нарушая клеточные функции.
Спектр действия: Эффективен против патогенных бактерий, таких как листерия, C. botulinum, сальмонелла и E. coli. Менее эффективен против дрожжей и плесени.
V. Краткое описание консервантов и их антимикробных свойств
| Нет. | Консервант | Основной механизм действия | Антимикробный спектр |
|---|---|---|---|
| 1 | Монокаприлатный глицерид | Подавляет усвоение питательных веществ | Широкий спектр действия: Бактерии, Дрожжи, Плесень. |
| 2 | Сорбиновая кислота и Сорбат калия | Ингибирует ферменты; разрушает PMF | Плесень, Дрожжи, Аэробные бактерии, некоторые патогенные микроорганизмы |
| 3 | Низин | Образует поры в клеточной мембране, вызывая утечку | Грамположительные бактерии (особенно спорообразующие) |
| 4 | Диацетат натрия | Снижает рН; денатурирует белки | Плесень, некоторые бактерии |
| 5 | Дегидроуксусная кислота и соль | Разрушение ионов, подавляет дыхание | Широкий спектр действия: Бактерии, Дрожжи, Плесень (сильная по сравнению с плесенью) |
| 6 | Монолаурат глицерина (ГМЛ) | Разрушает мембрану / клеточную стенку; подавляет дыхание | Широкий спектр действия: G+ и некоторые G- бактерии, Грибы, Дрожжи |
| 7 | Молочная кислота / Лактат натрия | Снижает Aw и внутренний pH; протонный перенос | Патогенные бактерии (например, листерия, C. botulinum) |
| 8 | Натамицин | Связывается с эргостеролом, разрушая грибковые мембраны | Исключительно плесень и Дрожжи |
VI. Применение консервантов в мясных продуктах
Один и тот же консервант, особенно с умеренной эффективностью, может оказывать различное воздействие на разные виды бактерий и даже на разные штаммы одного и того же вида. Поэтому для расширения спектра противомикробных препаратов и повышения общей эффективности часто необходима комбинация консервантов - практика, известная как подход "технологии препятствий".
1. Принципы использования консервантов
Соответствие требованиям: Строго соблюдайте максимальные уровни использования GB2760 и разрешенные категории пищевых продуктов. Для комплексных консервантов сумма соотношений каждого компонента к его максимальному уровню должна быть ≤1.
Синергизм: Выбирайте консерванты с взаимодополняющими механизмами для получения синергического эффекта и более широкого спектра действия. Избегайте сочетаний, которые могут вызвать антагонизм.
Начальная микробная нагрузка: Учитывайте начальное количество микроорганизмов в продукте и эффективность этапа термической обработки / стерилизации.
Тип продукта и упаковка: Подберите систему консервирования на основе рецептуры продукта, pH, Aw и барьерных свойств упаковочного материала (например, оболочки).
2. Выбор консервантов для распространенных категорий мясных продуктов
Высокотемпературные изделия в оболочке из PVDC: Сорбат калия - лучший выбор. Для процессов с температурой стерилизации ниже 108 ° C рассмотрите возможность добавления лактата натрия или низина.
Ветчина, приготовленная при низкой температуре: Часто эффективна комбинация низина и дегидроацетата натрия.
Колбасы, приготовленные при низкой температуре: Рекомендуется использовать смесь сорбата калия и низина. Глюконо Дельта-лактон (GDL) можно добавлять в эмульгированные колбасные изделия.
Общие добавки: Обычно используются солодовый сироп и лактат натрия. Для получения продуктов, устойчивых к воздействию окружающей среды, их использование необходимо. Типичный состав: солодовый сироп ~ 3,2%, лактат натрия ~ 1,8%.
3. Примерные соотношения компонентов для мясных продуктов
| Тип продукта | Категория | Комплексная Консервирующая Система | Типичное соотношение (%) |
|---|---|---|---|
| Низкотемпературный | Вареная колбаса /Ветчина | Солодовый сироп | 1.8 - 4.3 |
| Лактат натрия | 0.6 - 2.4 | ||
| Глюконо-Дельта-лактон (GDL) | 0 - 0.1 | ||
| Сорбат калия | 0.09 - 0.13 | ||
| Низин | 0.01 - 0.02 | ||
| Высокотемпературный | Ветчинная колбаса (например, Франкфуртер) | Сорбат калия | 0.1 - 0.13 |
| Нитрит натрия | 0.003 - 0.005 | ||
| Среднетемпературный | Вареные Сосиски | Сорбат калия | 0.1 - 0.12 |
| Низин | 0.01 - 0.015 | ||
| Нитрит натрия | 0.003 - 0.006 |
4. Рост спроса на натуральные консерванты
На рынке наблюдается всплеск спроса на "натуральные" консерванты, вызванный спросом потребителей на чистые этикетки. К ним относятся:
Биоферментированные консерванты: Получают в результате ферментации молочной сыворотки, сахарозы или кукурузы.
Экстракты на растительной основе: Экстракты трав, специй и других растений, обладающих антимикробными свойствами.
Смеси специй: Особые сочетания натуральных специй, обладающие консервирующим действием.
Эти естественные альтернативы часто хвастаются:
Обладает широким спектром действия: Против бактерий, плесени и спор.
Широкий диапазон рН: Эффективен от 2 до 7.
Превосходная термостойкость.
Гибкое использование: Часто классифицируется как "вспомогательные средства для обработки" или "натуральные ароматизаторы", что обеспечивает более гибкий уровень использования.
VII. Заключение
Консервирование мяса - сложная наука, объединяющая теорию с практическим применением. Это важнейшая дисциплина, обеспечивающая безопасность и качество пищевых продуктов, сочетающая принципы барьерной технологии с достижениями в обработке, упаковке и добавках. Хотя теоретические знания о консервантах, микроорганизмах и механизмах их действия являются основополагающими, успешное внедрение в конечном счете зависит от практического опыта и тщательного тестирования. Являясь ведущим поставщиком комплексных консервантов, Shuo Feng Bio использует это глубокое понимание, чтобы предлагать клиентам индивидуальные, эффективные и совместимые стратегии продления срока годности и обеспечения безопасности их мясных продуктов.
