1 前言
肉制品无菌化包装技术在国外，特别是工业发达的国家已经相当完善。七十年代后期在欧美、日本等国已相继建立了先进的自动化无菌化包装生产线。通过应用小包装技术，这些国家的肉制品的货架期显著延长，其产品的安全性也显著增加，基本杜绝了在肉制品方面的食物中毒事件发生。
我国肉制品小包装的发展是近几年来的肉类工业面临的新课题。特别是传统酱卤制品多为裸露、散装状况。虽然有部分生产厂家试图应用这项技术，但由于我国尚无人系统地、全面地研究此技术，缺乏科学、合理、有效的实验数据，只能是借鉴国外的一些技术参数，结果出现了技术措施与实际情况不相适应的状况。例如：目前市场上虽然出现了很多小包装肉制品，但根据我们调查结果表明，绝大多数情况是包装后的产品达不到所要求的保质期限，甚至出现包装的产品比非包装的产品货架期还短的现象。这样的产品销售出去无疑会极大地损害消费者的利益，同时也有损于生产厂家的声誉和形象，影响经济效益。
随着我国人民生活水平的不断提高，以及人们日常生活节奏的日益加快，对方便、快捷、卫生的熟肉制品，尤其是耐贮藏的小包装制品的需求将会越来越大。另外，为适应国际形势的发展，使我国肉类工业与国际先进行业接轨，必须实行国际通用的《ISO9000质量标准认证法》，因此耐贮藏肉制品的研究与发展有着非常的重要性和迫切性。
2 材料与方法
2.1 原材料
2.1.1 本试验所使用原料肉(猪肉、牛肉等)及其辅料、香辛料等，均来自于本中心实验厂。
2.1.2 包装袋选用PA／PE复合材料袋，购自苏州第四塑料制品厂。
2.1.3 消毒剂选用三氯磷酸三钠，购自军科院。
2.2 加工设备及测试仪器
2.2.1 加工设备：
绞肉机、真空搅拌机、腌制库(0～4℃)、真空填充机、自动打卡机、烟熏炉、喷淋装置、冷却间(10～15℃)、真空包装机、电子称、蒸煮水浴、成品库。
2.2.2 测试仪器：
H—7型pH计、rotronic-Hygroskop DT型水分活性测定仪、TENIPRESSER嫩度仪、电子天平、无菌操作间、高压灭菌锅、色差计等。
2.3 实验方法
2.3.1 实验方案设计
控制原料及辅料中微生物的初始存在状态→对香辛料及辅料进行无菌处理→控制加工工艺流程中的卫生状况→选择适宜的包装材料及包装方式→控制二次污染程序→确定巴氏杀菌条件→应用“障碍技术”理论，控制产品的水分活性，延长产品的保质期→制定保质前后应采用的措施和方法的量化指标，制定合适的生产工艺路线。
2.3.2 加工工艺流程设计
选料→解冻→修整→绞馅→搅拌→腌制(加辅料)→拌馅→填充→干燥→烟熏→蒸煮→冷却→小包装→二次灭菌→冷却→包装→成品
2.3.3 配料
食盐、白糖、曲酒、磷酸盐、鲜味剂、发色剂、大豆分离蛋白、变性淀粉。
2.3.4 肉制品保藏实验
杂菌总数测定：采用国标GB4789—94。
3 结果与讨论
3.1 控制原、辅料中微生物的初始存在状况
肉制品腐败变质主要是由于微生物生长繁殖和脂肪酸败造成的。在一般情况下，肉制品尤其是高温肉制品的腐败主要是由于细菌生长繁殖造成的。在低温保藏时，高湿肉制品腐败通常是由于热加工不充分而残留的耐热非芽孢菌或由于包装时二次污染的细菌繁殖造成的。而肉制品经过真空包装，并进行二次灭菌，充分杀灭所有的耐热非芽孢菌体，结果导致芽孢菌的生长繁殖成为肉制品腐败的关键因素。因此，控制原、辅料中芽孢菌的初始存在状况是保证肉制品耐贮藏条件中的一个关键要素。为了了解肉制品中芽孢菌的污染来源，我们对肉制品生产所需的各种原、辅料的卫生状态进行了调查。具体实验如下：称取样品25克，放入含225毫升无菌蛋白胨水的三角瓶中，混合均匀，放入85～90℃的水浴中加热60分钟，以杀灭所有的非芽孢菌。冷却后对三角瓶中的样品进行适当稀释，吸取1毫升稀释好的液样，放在无菌平皿内，加15毫升冷却的营养琼脂，混合均匀，置于37℃的培养箱中48小时，计数。结果如表1所示。
表1 肉制品所需主要原、辅料中芽孢菌数量
| 原料种类 | 芽孢菌数量(个／克) |
| 鲜(冻)肉 | ＜10 |
| 食盐 | ＜10 |
| 白糖 | ＜10 |
| 味精 | ＜10 |
| 磷酸盐 | ＜10 |
| 淀粉 | 10～100 |
| 大豆分离蛋白 | 102～103 |
| 白胡椒 | 103～104 |
| 肉兰蔻 | 103～104 |
| 姜粉 | 103～104 |
| 蒜粉 | 103～104 |
| 花椒粉 | 103～104 |
由表1可知：在肉制品生产中，辅料(淀粉、大豆分离蛋白)，尤其是香辛料是芽孢菌主要的污染源。
3.2 对辅料及香辛料进行无菌化处理
工业发达的国家在肉制品生产中，通常使用香辛料的提取液，这样可减少芽孢菌的污染。由于我国的精细化工还比较落后，生产的香精油成本高且使用效果不理想，因此我国肉制品的生产主要还是以使用香辛料原料粉为主。对辅料、香辛料的无菌化处理是生产耐贮藏肉制品的一个关键控制点。
3.2.1 无菌化处理辅料及香辛料方法的选择
杀灭食品原料中微生物的主要方法有：普通加热灭菌，高温高压灭菌，微波、电磁波灭菌，辐射灭菌等。上述几种方式灭菌的效果以及对辅料、香辛粉末状态变化情况如表2所示。
表2 几种灭菌方式效果比较
| 灭菌方式 | 灭菌效果 | 物料状态 |
| 普通加热 | 基本杀不死芽孢菌 | |
| 高温高压 | 可杀死所有细菌 (包括芽孢菌) |
灭菌时须浸湿 物料，影响效果 |
| 微波 | 不彻底 | 物料易变性 |
| 辐射 | 十分彻底 | 物料基本无变化 |
由表2，我们得出结果是：使用辐射灭菌效果较理想。
3.2.2 辐射杀菌剂量的选择
有资料表明，在美国对香辛料灭菌的辐射剂量最高允许达到CO6030kG(千戈瑞)。据我们调查发现，不同产地、不同种类的香辛料中所含有的芽孢菌的种类及数量皆各有不同。另外，考虑到在辐射灭菌时，即要达到充分灭菌的目的，又要尽量减少辐射的残留量，同时还要考虑不改变或最小程度地改变香辛料的风味物质。这是一项非常复杂的研究工作，有待于今后的继续探索。
3.3 选择加工工艺流程中的技术参数及控制卫生状况
3.3.1 原料肉的准备
原料肉的解冻状况，直接影响耐贮藏肉制品的品质，这是由于在耐贮藏肉制品的生产过程中，既需要控制冰水的添加量，又要严格控制肉馅的温度。同时还要控制原料肉的初始污染菌数。因此，必须选择合适的解冻方式来控制原料肉的解冻状况。在正常的生产中，通常采用水解冻和自然解冻，两种解冻方式的结果，如表3。
| 解冻方式 | 原 料 肉 状 况 |
| 水解冻 | ①完全解冻，肉温较高，约10℃； ②肉中血红蛋白流失多，肉色变白； ③夏季肉温过高，易造成细菌繁殖。 |
| 自然解冻 | ①半解冻，肉温较低，4～6℃； ②肉中血红蛋白流失较少，肉色保持鲜红； ③微生物不易生长繁殖。 |
根据表3的实验结果，我们在耐贮藏肉制品的生产中选用自然解冻方式。
3.3.2 肉馅的制备
本产品属于含有肉颗粒的粗绞类制品，肉馅腌制前后均须用搅拌机搅拌。目前，生产用的搅拌机主要为普通搅拌机和真空搅拌机。两种搅拌机拌馅的结果比较如表4。
| 拌馅方式 | 肉 馅 状 况 |
| 普通搅拌 | ①肉馅中气泡多，质地不致密； ②肉馅温度不易控制，易升高。 |
| 真空搅拌 | ①肉馅中气泡少，粘着性好； ②可控制肉馅温度，防止其过快升高。 |
通常肉馅类制品其拌出的肉馅温度要求较低，所以，选用真空搅拌方式较适合。
3.3.3 充填
充填一般选用真空灌肠机充填，这样肠体中气泡少，香肠质地致密，产品结实有弹性。
3.3.4 热加工条件
本产品要求相对较长的保质期，根据“栅栏技术”理论，控制产品的水分活性，是延长产品保质期关键要素中的主要因子。热加工中的干燥程序，也是减少肉制品水分，降低水分活性的重要步骤。对于不同配方的产品，干燥条件应有所不同。
3.3.5 冷却
产品经热加工后，需要冷却20～24小时，才能进行小包装生产。冷却间要求湿度低于65%，温度低于10℃，空气落下菌小于20个／平方厘米。
3.4 选择适宜的包装材料及包装方式
3.4.1 选择包装材料
不同成分的包装膜，各有其不同的功能特点。PVDC(聚偏二氯乙烯)对氧气、水蒸气有很高的阻隔性。PA(尼龙)对气体阻隔性强，对水蒸气的阻隔性差，但它有较好的机械强度，弹性好，耐压力。PP(聚丙烯)对水蒸气的阻隔性强，但对气体阻隔性差，挺度、质感较好。PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)对气体阻隔性强，对水蒸气的阻隔性差。PE(聚乙烯)对水蒸气的阻隔性差，但机械性能好。这几种成分的优点互补，形成质量较好的真空包装膜。
从包装膜的透明度、耐蒸煮、对气体阻隔性好、机械性能好、弹性好、耐压力以及价格便宜等优点出发，我们需要PA／PE复合材料的包装袋。
3.4.2 选择包装型式
包装的型式：一般有普通的非真空包装、真空包装和充气包装。我国绝大多数的肉制品加工厂，一时还无法实现封闭式全自动无菌包装生产。在小包装生产时均需要手工操作，这不可避免地会造成二次污染。因此，小包装产品进行二次杀菌是必须进行的工序。
实验证明：同非真空包装相比，真空包装具有以下优势：①有利于包装后的二次杀菌，热杀菌速度快、效果好；②降低香肠的氧化还原电位，对好氧芽胞菌的生产有一定的抑制作用；③可明显延缓肉制品在常温贮藏过程中脂肪的氧化速度；④耐热性好，85℃～100℃热杀菌后不变形。
充气包装，因需在包装袋中充入N2、CO2等气体，这导致：①二次杀菌时易发生爆袋现象；②在与真空包装同等的杀菌条件下，杀菌不彻底。
3.5 控制二次污染程度，选择巴氏杀菌条件
3.5.1 本产品的生产是先将肉馅充填至赛璐璐薄膜肠衣中，热加工成型后，再剥去赛璐璐薄膜肠衣装入真空包装袋中，进行小包装生产工序。这个过程基本是靠手工完成，这就不可避免地造成二次污染。如何将二次污染控制到最小程序，是本项目着重研究的又一关键控制点。
据我们对包装环境、人手及工具的卫生状况检查，发现情况如表6。
由表6可以看出，如果不对包装间的环境及工作条件进行严格的卫生管理，那么整个包装过程，就会成为对产品的接菌过程。可想而知，这样巨大程度的污染，无论选择任何条件的巴氏杀菌条件，也无法达到充分的灭菌效果。
| 项 目 | 杂菌总数(个／cm2) |
| 空气落下菌 | 102～103 |
| 人手 | 104～106 |
| 工作台面 | 103～105 |
| 电子称面 | 103～105 |
| 塑料周转箱 | 102～103 |
| 工作服 | 104～107 |
如何对包装间的环境及工作器具进行严格的卫生管理，我们进行了大量细致的分析研究工作，制定出适宜的措施。首先，每天对包装间的环境进行彻底的清扫。然后，在每天工作前采用紫外灯照射灭菌40～60分钟，使空气落下菌降至10个／平方厘米以下。对手和工作器具的消毒，我们选用了75%的酒精溶液、1%的次氯酸钠溶液和1%的三氯磷酸三钠液。测试的消毒效果如表7。
| 项 目 | 杂菌总数(个／平方厘米) | ||
| A | B | C | |
| 人手 | 103～104 | 10～102 | ＜30 |
| 工作台面 | 103～104 | 10～102 | ＜30 |
| 电子称面 | 102～103 | 10～102 | ＜10 |
| 塑料周转箱 | 10～102 | 10～102 | ＜30 |
注：A——75%的酒精溶液；
B——1%的次氯酸钠溶液；
C——1%的三氯磷酸三钠溶液。
从表7的结果可以看出三氯磷酸三钠溶液的杀菌效果最好，价格也合理适中。另外，三氯磷酸三钠溶解性好，有效氯含量高，配制一次可以使用较长时间。因此，我们确定选用三氯磷酸三钠作为消毒剂。
3.5.2 选择二次杀菌条件(巴氏杀菌)
对二次杀菌条件的选择，在实际工作中可以根据需要进行适当的调整。
3.6 应用“障碍技术”理论，控制产品的水分活性，延长产品的保质期
从理化定义看，水分活性是指某物体在25℃时，其所含水的水蒸气分压与纯水蒸气压之比值。肉类微生物学认为，水分活性实质上是指肉制品中所含可供微生物生长的水量，水分活性值越高，肉制品中可供微生物生长的水量就越大，产品越易腐败。反之，水分活性值越低，肉制品越稳定。故，控制水分活性是保证肉制品稳定货架期的关键要素之一。
降低水分活性的方法很多，如干燥脱水法，冷冻干燥法或通过在肉制品中添加一些食品添加剂以吸附供微生物利用的水，从而降低肉制品的水分活性。肉制品中添加的许多辅料，如食盐、磷酸盐、糖、淀粉、大豆蛋白等都有降低肉制品的水分活性作用。在实际生产中，通常采用添加食品添加剂与热风干燥配合，以降低肉制品的水分活性。
3.7 产品品质分析
一般肉类制品品质指标，为理化指标、卫生指标、感观指标。理化指标和卫生指标是保证产品质量的重要指标。而感观指标则是直接面对消费者的重要指标。产品优美的色泽，良好的口感，诱人的风味，是吸引消费者购买欲望的直接条件。
“中华香肠”是一种耐贮藏的肉制品，其在25℃条件下，可贮藏25天，在0～10℃条件下，可贮藏150天。在香肠保藏期间我们对其物性指标，如硬度、胶着度、色泽等进行了监测，以测试香肠在长时间的保存过程中，在物性方面的变化。测试结果如表11(香肠保存不完全避光)。
从表11可知：“中华香肠”在历经漫长的150天的保藏过程中，其硬度及胶着度没有太大的变化。然而，由于不是完全避光的条件下保藏，略有褪色现象，其色度，尤其是红色值及明亮度稍有改变，这个问题有待于进一步探索。
表11 “中华香肠”在0～10℃保存150天的物性状况
| 保存天数 | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
| 硬度(KGW) | 1.2635 | 1.2432 | 1.088 | 1.0887 | 1.066 | 0.9912 |
| 胶着度(KGW) | 0.5332 | 0.5282 | 0.459 | 0.4576 | 0.4372 | 0.4201 |
| L值 | 44.18 | 44.53 | 44.96 | 45.29 | 46.17 | 47.15 |
| a值 | 11.36 | 11.34 | 11.28 | 10.89 | 10.58 | 9.96 |
| b值 | 6.56 | 6.51 | 6.54 | 6.49 | 6.39 | 5.83 |
| 杂菌总数(个／克) | ＜10 | ＜10 | ＜10 | ＜10 | ＜10 | ＜10 |
4 结论
“中华香肠”的研制，说明利用国产原料，应用先进的保藏技术，实施严格、科学的生产管理，也能够改善产品品质，显著延长肉制品的货架期。通过本项目的中试生产，结合HACCP卫生管理，我们总结出“中华香肠”生产过程中的关键控制点有以下几方面：
①辅料及香辛料的无菌化处理；
②原料肉的解冻条件；
③肉馅的制备条件；
④热加工条件；
⑤小包装的条件；
⑥控制二次污染及巴氏杀菌条件；
⑦控制降低水分活性，延长产品的保质期。