一种基于新型无菌封装技术的牛肉罐头品质提升的方法

本发明涉及肉类食品深加工，具体涉及一种基于新型无菌封装技术的牛肉罐头品质提升的方法。

背景技术：

1、红烧牛腩罐头作为广受市场认可的传统即食肉制品，凭借贮藏周期长、食用便捷、肉香醇厚等特性占据罐头食品重要消费赛道，当前行业主要存在传统封罐后高温长时杀菌与新型无菌封装短时杀菌两类主流生产工艺，两类杀菌模式各自存在难以规避的固有技术缺陷，且现有解冻、腌制配套预处理工艺无法与杀菌体系形成协同适配，多重问题叠加严重制约红烧牛腩罐头的成品感官品质与货架稳定性。传统红烧牛腩罐头生产普遍采用先装罐密封、后整体高温灭菌的加工路线，灭菌温度恒定为121℃，为完全杀灭罐内微生物、满足商业无菌判定标准，保温杀菌时长通常需要维持四十分钟以上，长时间高温热负荷持续作用于牛腩原料，会引发一系列不可逆的品质劣变现象。长时间高温环境下牛肉肌原纤维与肌间结缔组织发生过度热降解，胶原蛋白完全崩解断裂，成品肉块形态松散易碎，咀嚼弹性大幅流失，同时持续高温促使肉类脂质氧化、蛋白深度分解，生成浓重闷煮异味，掩盖红烧菜肴特有的复合肉香；与此同时，长时间加热会加速氨基酸、多肽等挥发性呈味物质随罐内水汽散失，美拉德反应过度失衡，产品滋味单薄寡淡，高温带来的严重蒸煮损失还会降低牛肉持水性，原料出品率下降，生产成本随之升高。

2、为克服传统高温长时杀菌带来的过蒸煮缺陷，业内逐步推广配套专用设备的新型无菌封装杀菌技术（见cn 120024560 a），该工艺在无菌密闭环境下完成罐头封合，可大幅降低体系初始微生物基数，将121℃杀菌保温时长缩短至六至十分钟，有效规避重度蒸煮异味的产生，但热处理时长大幅压缩又衍生出新的杀菌相关技术难题。较短的热作用窗口难以实现牛腩肉块内部充分传热，肉块深层肌间胶原蛋白水解程度不足，结缔组织硬度居高不下，肌纤维热变性不充分，最终成品剪切力显著升高，肉质干硬发柴、咀嚼体验较差；红烧牛肉标志性棕红色泽与浓郁肉香高度依赖氨基酸、多肽与还原糖之间的美拉德热反应，短时杀菌无法提供充足反应条件，前期腌制渗入的风味前体物质难以充分转化为红烧牛肉特征香气物质，成品色泽浅淡、底香匮乏，仅留存表层调味香气，与传统红烧牛腩的风味层次存在明显差距。不仅如此，短时杀菌过程中肉块内外升温存在时间差，常规腌制体系下大分子嫩化蛋白酶仅附着于肉块表层、难以渗透至组织深层，肉块内部酶无法在杀菌阶段完全热变性灭活，罐头常温货架存放期间残留蛋白酶会持续分解肌肉蛋白，罐头前期偏硬，贮藏后期肉质软烂碎裂，全程难以维持稳定统一的咀嚼口感。

3、现有肉类罐头配套预处理工艺无法与新型无菌封装短时杀菌体系形成互补优化，进一步放大杀菌环节带来的品质短板。传统自然解冻、流水解冻模式解冻周期长，原料汁液流失严重，大量可溶性蛋白与呈味底物随血水损耗，本就受限的短时杀菌美拉德反应底物储备进一步缩减，风味寡淡问题持续加剧；单一微波解冻或单一高压静电场解冻手段无法同步兼顾解冻效率与肌肉细胞膜完整性，原料初始菌落总数偏高，生产中只能通过提升杀菌热负荷保障安全性，陷入杀菌强度与肉质口感相互制约的矛盾；常规静态浸泡腌制、单一磷酸盐嫩化方式渗透速率缓慢，嫩化组分分布不均，仅能实现肉块表层软化，无法从根源弥补短时杀菌造成的内部肉质硬化；现有低盐风味改良技术多依靠无机盐、复合磷酸盐调节口感，难以在腌制阶段富集足量游离氨基酸作为杀菌阶段美拉德反应底物。

4、此外，在现有技术中cn 116326733 a公开一种基于碱性氨基酸腌制的牛肉糜加工方案，但其仅适用于肉糜凝胶制品，无法应用于整块牛腩罐头体系；cn 120092912 a公开一种低盐番茄牛腩罐头牛肉预加工工艺，该方案采用高压静电场结合太赫兹波完成腌制嫩化，但杀菌环节仍沿用全程单一121℃长时间灭菌模式，未针对红烧无菌封装场景设计分段控温曲线，无法利用低温区间完成美拉德增香反应。所以，现阶段已公开的肉类罐头改良工艺仅针对杀菌温度或保温时长进行单一调整，缺乏预处理协同梯度杀菌的一体化设计思路，部分梯度升温方案低温持温时段设置不合理，无法充分完成风味前体转化；部分改良方案为改善肉质延长总杀菌时长，又复现传统工艺过度蒸煮的缺陷，现有低盐番茄牛腩相关加工技术采用全程单一121℃长时间杀菌，未针对红烧牛腩无菌封装场景设计分段控温杀菌曲线，无法同步平衡嫩度、特征香气与商业无菌三项核心生产要求。

5、综上所述，当前红烧牛腩罐头两类主流杀菌工艺均存在无法调和的技术矛盾，传统高温长时杀菌易造成肉质软烂、风味劣变，新型无菌封装短时杀菌则存在肉质硬柴、肉香单薄、货架口感不稳定等衍生问题，同时现有解冻、腌制预处理手段难以和杀菌工艺形成协同增效，现有技术未解决新型无菌封装红烧牛腩短时杀菌带来的质构与风味双重缺陷。行业亟需开发一套适配新型无菌封装生产线的完整预处理方案，同步解决短时杀菌带来的多重品质缺陷，在满足商业无菌标准的前提下提升红烧牛腩罐头整体感官品质与市场竞争力。

技术实现思路

1、技术问题

2、目前使用新型无菌封装技术生产牛肉罐头时，由于热处理时间大幅缩短，导致成品牛肉质构偏硬、嫩度不足，且因热化学反应（如美拉德反应）不充分产生的肉香风味寡淡。

3、技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善新型无菌封装技术红烧牛腩罐头品质的牛腩预处理及梯度杀菌方法。该工艺不仅适合红烧牛腩罐头的生产，也适合如黑椒牛柳、番茄牛肉等使用新型无菌封装技术生产的荤类或半荤半素产品。通过上述综合性技术手段，不仅解决了无菌封装牛肉罐头“硬、柴、淡”的缺点，还通过物理场控温控菌技术降低了初始菌负荷，缩短了总热处理强度，为生产高品质、原汁原味的红烧牛腩罐头提供了完整的技术支持方案。对提高新型无菌封装技术生产产品的整体质量以及支持罐头加工行业向高质量可持续方向发展具有重要意义。

5、为实现上述目的，所采用的技术方案包括：

6、一种基于新型无菌封装技术的牛肉罐头品质提升的方法，包括如下步骤:

7、（1）取冷冻牛肉，采用微波辅助解冻至肉的中心温度达到-5 - -4°c；

8、（2）取解冻至-5 - -4°c的牛肉，采用高压静电场辅助解冻至肉的中心温度达到0-1°c，之后切块并清洗；

9、（3）将清洗好的牛肉与腌制液混合，于高压静电场下腌制处理；

10、（4）将步骤（3）中腌制好的牛肉进行焯水，之后装入灭菌的空罐中再注入料汁；

11、（5）将注汁后的罐头放入新型无菌封装杀菌设备中，先进行低压恒温增香工艺，再高压杀菌，然后真空封罐，冷却得牛肉罐头。

12、在本发明的一种实施方式中，步骤（1）中，微波频率为2300-2500mhz。

13、在本发明的一种实施方式中，步骤（2）中，高压静电场电压为1-7kv。

14、在本发明的一种实施方式中，步骤（2）中，清洗采用0.5-1% nacl溶液进行。

15、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，腌制液按质量份数计，由黄酒10-16份、生抽4-8份、老抽3-6份、调味料8-10份、生姜蛋白酶0.1-0.3份配制而成。

16、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，调味料按质量份数计，由盐2-3.5份、香辛料1-2.5份、葱粉1-1.8份、姜粉2-3.6份、黑胡椒粉1.5-3.5份配制而成。

17、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，牛肉与腌制液的质量比为10:1-2。

18、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，高压静电场的电压为2-5kv。

19、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，腌制处理的温度为3-4°c下，时间为1.5-3.5h。

20、在本发明的一种实施方式中，步骤（4）中，焯水的条件为80-100°c下焯水220-260s。

21、在本发明的一种实施方式中，步骤（4）中，焯水时使用的焯水液是由水200-260份、葱粉2-4份、姜粉8-14份配制而成。

22、在本发明的一种实施方式中，步骤（4）中，牛腩与焯水液的配比为1:3-4。

23、在本发明的一种实施方式中，步骤（5）中，新型无菌封装杀菌设备见专利cn120024560 a。

24、在本发明的一种实施方式中，步骤（5）中，低温恒压持温增香工艺中升温时间为12-15min，温度为100-110°c，压力为0.02-0.03mpa，时间为5-20min。

25、在本发明的一种实施方式中，步骤（5）中，高压杀菌中升温时间为8-12min，温度为120-125°c，压力为0.1-0.3mpa，时间为6-10min。

26、在本发明的一种实施方式中，步骤（5）中，冷却可以采用静置冷却或反压递减冷却。

27、在本发明的一种实施方式中，采用反压递减冷却方式中①阶段：121℃-115℃，压力0.1mpa；②阶段：115℃-110℃，压力0.09-0.1 mpa；③阶段：110℃-100℃，压力0.08-0.085 mpa；④阶段：100℃-90℃，压力0.07-0.075 mpa；⑤阶段：90℃-80℃，压力0.06-0.065 mpa；⑥阶段：80℃-70℃，压力0.05-0.055 mpa；⑦阶段：70℃-60℃，压力0.04-0.045mpa；⑧阶段：60℃-50℃，压力0.03-0.035 mpa；⑨阶段：50℃-40℃，压力0.015-0.02 mpa；⑩阶段：40℃-20℃，压力0 mpa。

28、本发明提供根据上述一种方法制得的牛肉罐头。

29、本发明的核心在于通过“物理场协同预处理”与“梯度控温杀菌工艺”的结合，从质构嫩化与风味赋予两个维度提升成品品质。

30、在预处理阶段，本发明首先采用微波辅助解冻与高压静电场辅助解冻的两阶段分段式处理。利用微波的快速穿透效应将冻肉由深冷状态迅速提升至冰晶相变区，随后通过高压静电场产生的偶极转向极化效应及抑制冰晶重结晶效应，实现均匀化解冻并有效保护肌肉细胞膜的完整性，最大限度减少汁液流失和可溶性蛋白风味物质的损失。

31、在嫩化与腌制阶段，本发明利用高压静电场结合生姜蛋白酶进行辅助嫩化腌制。高压静电场的非热效应能够提高牛肉细胞膜的通透性，克服由于大分子酶难以渗透导致的嫩化效果不均匀问题，加速生姜蛋白酶渗透进入牛腩肌纤维内部及结缔组织深层。由于生姜蛋白酶对结缔组织中的胶原蛋白具有较强特异性降解能力，结合高压静电场的均匀渗透和场协同作用，在温和条件下即可实现牛腩的深度、均匀嫩化。同时，此阶段酶解作用会预先释放出大量可作为风味前体物的游离氨基酸与活性多肽，便于杀菌过程中提升产品风味。

32、在核心杀菌阶段，本发明打破了传统单一高温杀菌的限制，提出了“低温恒压持温增香+高压杀菌”的梯度控温杀菌工艺。

33、a. 低温恒压持温增香工艺（105°c）：在较低压力下维持一段时间，在该阶段升温至105℃的过程中，前期渗入牛腩内部的生姜蛋白酶因其不耐受高温（65-70℃以上即迅速失活）的特性而热变性失活，从而在物理上终止了酶解进程。有效避免了酶在后续灭菌及货架期内持续作用而导致牛腩产生过度软烂及失去咀嚼弹性等质构劣化问题，使牛腩在达到软嫩的同时仍保持良好的肌肉纤维形态；与此同时，此阶段利用生姜蛋白酶前期水解产生的大量游离氨基酸和多肽，在105℃适度热处理下与复配调料中的还原糖进行充分的美拉德反应，高效释放出浓郁、自然的肉类特征香气，从根本上弥补了无菌封装工艺因热处理时间缩短所带来的香气寡淡、风味不足的问题。

34、b. 高压杀菌工艺（121°c）：在风味生成完毕的基础上，迅速升温至标准杀菌温度，确保产品达到商业无菌要求。

35、有益效果

36、（1）本发明创新设计低温恒压增香结合短时高压杀菌的梯度控温一体化工艺，打破传统单一高温长时间杀菌的加工局限，在100℃至110℃低压恒温持温阶段，利用腌制工序富集的氨基酸、多肽与配方中还原糖充分发生美拉德反应，促进生成红烧牛肉标志性香气与风味物质，赋予产品均匀自然的棕红色泽与层次丰富的复合肉香，弥补无菌封装短时杀菌热化学反应不充分造成的香气寡淡短板；低温增香工序完成后快速升温至120℃至125℃实施短时高压杀菌，仅需6至10分钟即可满足罐头商业无菌判定标准，相较传统121℃恒温四十分钟杀菌工艺大幅缩减热作用时长，规避长时间高温热处理引发的肌原纤维过度降解、肉块松散破碎、脂质氧化产生闷煮异味、蒸煮损耗升高、原料出品率下降等多重品质劣变现象；配套分段式反压递减冷却工艺，能够平衡罐头内外压力变化，避免压差骤变造成肉块碎裂、汤汁浑浊，完整保留成品肉块形态结构。

37、（2）本发明整套物理场预处理协同梯度杀菌工艺可直接适配现有新型无菌封装生产线，无需大规模改造生产设备，工艺适配性与工业化推广价值突出，经整套工艺处理所得红烧牛腩罐头全部符合gb 4789.26-2013商业无菌相关标准，在保障食品安全的基础上同步提升产品水分含量、嫩度、弹性、色泽、香气、滋味及整体感官接受度，显著改善现有无菌封装红烧牛肉罐头质构与风味双重缺陷，有效提升产品市场竞争力；同时本发明工艺体系具备良好通用性，除红烧牛腩罐头外，亦可应用于黑椒牛柳、番茄牛肉等采用新型无菌封装技术加工的各类肉制品，能够推动肉类罐头加工行业向低损耗、高品质、可持续的生产方向发展。

38、（3）本发明采用微波协同高压静电场分段解冻并搭配高压静电场复合生姜蛋白酶腌制的一体化预处理方案，先依托双物理场协同作用缩短解冻时长、保护肌肉细胞膜，减少汁液与风味前体流失，同步降低原料初始菌落数，规避单一解冻方式的品质缺陷；再借助电场提升肌肉细胞膜通透性，促使生姜蛋白酶均匀渗透至肉块深层，特异性降解结缔组织以降低肉质剪切力与硬度，同时酶解生成大量游离氨基酸、多肽储备风味底物，电场还可加速调料渗透实现均匀入味，且生姜蛋白酶可在后续低温杀菌阶段完全失活，避免货架期内蛋白持续分解造成口感不稳定，从原料基底与肉质嫩化、风味富集层面同步解决无菌封装工艺肉质干柴、风味寡淡、贮藏口感波动的技术难题。