食品栅栏技术及其应用【精装大本】

20世纪80年代，随着食品防腐保质方法研究的不断深入，食品防腐基本原理及相互作用机制被逐步揭示，随之形成了较为系统、科学的认知，为栅栏技术的创建及其应用体系的构建奠定了基础。本书以解析栅栏技术的基本原理，分析食品主要栅栏因子及其交互作用的栅栏效应，以及揭示涉及的微生物内平衡、代谢衰竭、内环境竞争、靶共效、天平调控、魔方调控和序列调控等防腐保质机制为基础，提出了应用栅栏技术实现栅栏因子的调控，进而控制微生物腐败、产毒或有益发酵、氧化酸败和风味衰减等涉及食品品质和安全性的技术手段。本书介绍作者在栅栏技术领域研究成果的同时，对关键栅栏量化值的测定和经典肉制品加工技术及其标准值控制进行了详细解析，还对国内发酵肉制品、腌腊肉制品、香肠制品、酱卤肉制品、肉干制品、果蔬制品、水产制品、乳制品、预制菜肴、休闲方便食品、调味品等各类食品的栅栏技术应用研究进行了较为系统的总结。

本书将栅栏技术基础理论剖析、经典肉制品加工技术，以及各类食品加工中的栅栏技术实际应用分析融为一体，不仅可为从事食品开发、食品工艺控制的专家以及涉及该领域的人员（如食品微生物、食品工程、食品工艺等方面的研究人员、工程技术人员和高校师生等）提供必要参考，还对从事食品加工、储运流通、产品安全和质量控制等行业的从业人员具有普遍指导意义。

王卫，成都大学教授，四川肉类产业技术研究院院长，肉类加工四川省重点实验室主任。从事畜产品精深加工及其副产品综合利用、绿色保健食品、农畜产品安全控制、冷链物流等方面的研究工作。先后承担国家、省部重大科技攻关、国际合作及开发项目20余项，发表研究论文20余篇，出版著作10本，拥有发明专利24项，开发肉类新产品40余种。研发成果获省科技进步奖7项，成都市进步奖8项。

第1章　栅栏技术导论
第1节　食品防腐保质技术进展
第二节　栅栏因子、栅栏效应与栅栏技术概述
第三节　栅栏防腐保质机制
第四节　栅栏技术与食品质量
第二章　栅栏因子调控与量化测定
第1节　食品防腐保质栅栏
第二节　食品中主要防腐保质栅栏调控
第三节　主要栅栏因子量化及其测定
第三章　肉制品加工技术与栅栏因子标准值控制
第1节　肉的冷却、冷冻与解冻
第二节　乳化型香肠加工
第三节　腌制熟肉制品加工
第四节　腌腊发酵肉制品加工
第五节　罐头肉制品加工
第四章　栅栏技术在食品加工中的应用
第1节　货架稳定食品与栅栏技术
第二节　中间水分肉制品与栅栏技术
第三节　发展中国家的食品加工与栅栏技术
第四节　栅栏技术与其他现代技术的结合及其拓展
第五章　栅栏技术在中式肉制品及水产品中的应用
第1节　栅栏技术在畜禽屠宰加工中的应用
第二节　鱼类制品加工中栅栏技术的应用
第三节　栅栏技术在虾贝类等水产加工中的应用
第六章　栅栏技术在果蔬、粮油等加工中的应用
第1节　栅栏技术在果蔬保鲜中的应用
第二节　栅栏技术在果蔬加工中的应用
第三节　栅栏技术在粮油、乳品等加工中的应用
第七章　栅栏技术应用研究进展
第1节　肉制品加工与栅栏技术
第二节　乳品和水产加工与栅栏技术
第三节　果蔬加工与栅栏技术
第四节　栅栏技术在食品加工中的应用综述
附录　术语中英对照表
参考文献

食品加工的目的是提升感官指标、营养特性和可贮性，延长保质期。在古代及现代早期，防腐保质是食品加工的主要目标。无论是过去还是现在，人类采用各种传统的或现代的方法进行食品防腐保质，这些方法的主要功效是杀灭或抑制食品中污染的微生物，抑制活性酶类导致的品质劣变。长期以来，对这些方法的理解是通过经验获得的，然后通过言传身教来传承。但从20世纪80年代开始，随着对防腐方法学的基本原理，如对温度、水分活度、pH、氧化还原电位、防腐剂等及其交互作用的逐步揭示，一种系统、科学的认知已经逐步形成， 这些新的认知为“栅栏因子”“栅栏效应”概念的形成和“栅栏技术”（hurdle technology，HT）的创立和发展奠定了基础。
栅栏技术是将各种具体防腐方法综合应用于与之相关食品类型的技术，栅栏技术这一概念涉及对几乎所有食品类型和具体产品中致病性微生物、腐败性微生物，以及其他影响产品质量特性的因子的控制。实际上，栅栏技术的基本原理早已应用于大部分国家和地区。尽管在不同国家和地区，因其历史和社会文化特性及发展阶段不同，栅栏技术的重要性和特点差异较大，也未上升到理论层面和主动式实践，但不乏凭经验将栅栏控制应用于实际生产中的范例。例如，工业化国家可获得充足的能源和先进的技术，冰箱广泛普及，以低温防腐为主要手段的冷藏和冻结食品占据市场主要地位；而许多发展中国家能源短缺、技术落后，大多为简单加工的半干水分和较低水分活度的非制冷可贮食品，以尽可能地减少加工和贮运中的能源消耗，因此，根据实际情况进行主要栅栏防腐手段的选择及其在食品防腐保质中所扮演的角色也就各有侧重。
栅栏技术奠定了食品防腐保质的现代理论基础，经过数十年的研究与应用已逐步构建了食品工程领域实用、成熟的技术体系。随着对其研究的深入与拓展，这一技术已不仅仅是针对食品加工和贮藏中微生物的控制，还与产品感官和营养特性的保持、新产品设计与开发、节能降耗与减排环保等方面有关。因此，简单运用栅栏技术较为容易，但科学化和高效应用则涉及庞大的系统工程，如需要食品微生物学家、工艺学家、营养学家、工程技术人员，甚至市场营销专家的通力合作，还要与标准值控制、危害分析与关键控制点、微生物预报等技术管理体系相结合。
罗塔·莱斯特（Lothar Leistner）教授作为德国肉类研究中心微生物学与毒理学研究所原所长、食品防腐与安全控制国际知名专家，在其职业生?中致力于食品加工与贮藏的研究，尤其是食品微生物与产品安全控制的研究，通过在实际生产中对大量研究成果的应用和总结，提出了栅栏控制的基本概念，并创造性地将通过栅栏控制实现食品防腐的综合方法命名为“栅栏技术”。莱斯特教授原创的栅栏技术及其研究成果对丰富食品科学理论，以及通过该技术的研究和应用对食品产业发展和食品安全保障做出的卓越贡献，已得到国际上的广泛认可。
笔者早年留学德国，在德国肉类研究中心师从莱斯特教授并参与了有关栅栏技术的研究项目，1987年担任莱斯特教授来华讲学的专业翻译，首次将这一技术引入中国食品界，并将“hurdle technology”翻译为“栅栏技术”。此后，笔者在长期从事食品，尤其是肉品研究开发工作中又多次赴德国研修或参与国际合作项目，得到莱斯特教授等专家的教诲和帮助，特别是将栅栏技术应用于中国传统肉制品的长期研究过程中，与莱斯特教授等进行了合作。 
2015年笔者曾编撰 《栅栏技术及其在食品加工和安全质量控制中的应用》，其中对栅栏技术进行了概括性地介绍。当前栅栏技术从机制研究到实际应用、从质量安全控制到品质提升与新产品开发不断取得进展，积累了大量新成果。本书在进一步深入解析莱斯特教授的栅栏技术基本原理，总结归纳和引用其早期研究成果的基础上，介绍了基于栅栏技术控制原理的、以德式肉制品为代表的西式经典肉制品加工技术，并对国内外众多专家近年在栅栏技术方面的研究与应用成果进行了总结和综述。

Leistner通过对食品防腐保质机制的长期研究分析后提出，栅栏效应是食品防腐保质的根本所在，不同的食品有独特的抑菌防腐栅栏的交互作用，两个或两个以上栅栏的作用不仅仅是其单一栅栏作用的累加。保证食品的可贮性zui好是通过两个或多个栅栏因子的交互作用，这些因子中任一单一的存在都不足以抑制腐败性微生物或产毒性微生物。对一种可贮而优质的食品，其中F、t、Aw、pH、Eh、Pres.等栅栏因子的复杂交互作用控制着微生物腐败、产毒或有益发酵。通过对这些因子交互作用（栅栏效应）的调控，实现对食品的联合防腐保质， Leistner等（1978）将其命名为“hurdle technology”，王卫 （1995）将其理解并翻译为“栅栏技术”。
对栅栏效应机制的揭示发展出栅栏技术，以更好地理解食品中不同防腐因子（栅栏）及其交互作用，特别是为食品防腐保质技术提供符合逻辑且强有力的理论基础。Leistner认为，传统食品的可贮性，通过长期的实践积累实现栅栏因子的“被动式”经验调控，而研究揭示的已知特定食品中的所有栅栏，则可以通过调控这些栅栏的强度或特征来优化该食品的微生物稳定性。这意味着无论是在传统食品还是新型食品的加工贮藏中，主动结合栅栏技术的应用，通过智能栅栏组合，不仅可以改善微生物的稳定性和安全性，还可以改善食品的感官、 营养和总体质量特性，甚至提高加工经济效益。例如，对于一些为确保可贮性而极度干燥的食品，产品中的水分含量与其微生物稳定性紧密相关，如果提高产品的水分含量（Aw随之上升），产品感官和质地会得到改善，更能通过产品出品率的提高而获利。但产品的可贮性和安全性受到影响，为此可通过附加其他栅栏（如通过调节F、pH、Eh等）予以补偿。亚洲一些新型的肉干制品，即通过真空包装（降低Eh）后通过巴氏杀菌（附加F），在改善产品干硬特质的同时确保了产品所必需的保质期。
栅栏技术受到广泛的关注，越来越多地用于发达国家和发展中国家的传统产品优化、加工技术改进、新产品设计与开发。例如，在发展中国家，在能源短缺和设施条件较差的条件下，冷藏或冷冻等耗能栅栏可被其他不需要大量能源但?能确保稳定安全食品的栅栏（Aw、pH、Eh等）所取代。尽管有的栅栏在效能和效益上尚不能令人如意，但我们想减少或取代食品防腐剂，开发一些消费者认为更“绿色、健康”的产品，如肉制品中广泛使用的亚硝酸盐，可以强化食品中的其他栅栏（如Aw、pH、t、c.f.等），以替代亚硝酸盐的发色、防腐等作用，适当降低亚硝酸盐添加量，在发挥亚硝酸盐诸多功能的同时尽可能减少其在产品中的残留。任何食品中保证其微生物稳定性的栅栏在一定程度上是可互换的，这对于应用栅栏技术优化食品加工工艺、提升产品品质具有重要意义，对此将在后面的章节予以介绍。
大多数传统腌腊食品的微生物稳定性和安全性，以及感官、营养和总体质量特性，是基于其经验性应用的防腐栅栏的组合，而在食品加工中主动性应用栅栏技术在各国受到广泛关注，甚至智能化调控栅栏因子实现产品的有效保存和品质提升也不断取得进展，栅栏技术在各个国家和地区得到认可，而这一概念在不同语言中却使用了不同的表述，根据Leistner（2000）的总结，见表1—6。在欧洲，由欧盟委员会支持的“联合工艺食品保存”研究项目的实施推进了栅栏技术的相关研究与应用，来自11个欧洲国家的13名科学家进行了长达3年的研究，并在此领域做了突出贡献。理论研究与实际应用均证实了栅栏技术概念的成功性，栅栏的智能组合确保了微生物的稳定性，以及食品的感官和营养特性，在推进食品的优质安全方面具有重要意义。