综述:预制菜肴减盐的现有物理加工技术

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Food Research International 7.0

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  这篇综述聚焦预制菜肴减盐难题,探讨了超声(US)、脉冲电场(PEF)等物理加工技术(PPTs)在各生产阶段的应用与机制,分析其面临的挑战和局限,为低盐预制菜肴的研发和工业化提供理论与实践指导。

  

一、引言


预制菜肴经工业加工而成,依据加工和食用便捷程度分为即食、即热、即烹类型。全球预制菜市场增长迅速,欧美市场渗透率约 70%,日本约 60% ,中国 2023 年市场规模达 5165 亿元,同比增长 23.1%,预计 2026 年超万亿元。

预制菜肴有诸多优势,如无添加防腐剂、冷链运输保留品质、简化烹饪迎合需求、可按个人口味调味等,有望成为未来饮食主流。然而,其高钠问题突出。加工时为提升风味、质地等常添加大量盐,如牛肉加工成汉堡后钠含量近乎增至 6 倍,培根甚至超 21 倍 。发达国家预制食品是膳食钠的主要来源,全球成人日均钠摄入量 4310mg(相当于 10.78g 盐),远超 WHO 建议的 2000mg(<5g 盐),每年约 189 万人因摄入过量钠死亡。因此,WHO 和欧盟等设定减盐目标,多个国家也纷纷出台策略。

传统预制菜肴减盐策略包括直接减少用盐量、提升消费者意识、物理改性钠盐、化学和生物技术、跨模态交互等,但存在影响质地风味、生产困难、成本高和潜在毒性等问题。物理加工技术(PPTs)凭借环保、高效、智能、可持续等特性受到关注,它能通过物理场调节食物结构,促进盐迁移和分布,如超声辅助腌制可促进盐和水渗透,脉冲电场(PEF)能增加纤维间距利于盐扩散,高压处理(HPP)改变蛋白质结构增强钠结合,微波(MW)改善鱼糜蛋白结构和凝胶网络 。不过,此前综合研究较少,本文系统阐述 PPTs 在预制菜肴生产消费各阶段对食物结构的调节作用。

二、预制菜肴减盐面临的挑战


(一)风味问题


盐是预制菜肴鲜味的主要来源,人体感知咸味的分子机制分为氨氯吡嗪脒敏感和不敏感两种途径。减少盐用量会直接降低咸味,还会影响产品适口性。同时,盐作为风味增强剂,显著影响其他香气和味道。在发酵菜肴中,减盐会改变微生物代谢,影响风味物质产生,例如哈尔滨发酵香肠减盐后酸味物质增加、香气酯类减少。此外,某些香气化合物如 2 - 戊基呋喃等可增强咸味,口腔加工产生的香气活性化合物能补偿部分盐减少的影响,但减盐仍存在整体风味变差的风险。而且,盐还能抑制苦味、增强甜味,在汤品中提升色泽和鲜味,所以减盐不仅关乎咸味,还涉及整体风味变化。

(二)质地问题


氯化钠在含动物源蛋白的预制菜肴质地形成中至关重要。中国烹饪中的 “上浆”(工业称 “滚揉”),盐能溶解并提取肌原纤维蛋白(MPs),使肌原纤维细丝溶解,肌球蛋白和肌动蛋白结合形成可溶性肌球蛋白,增强持水能力(WHC),减少烹饪损失,让肉类菜肴更嫩多汁,这也是传统鱼糕、香肠等制作的原理。研究表明,无盐或盐浓度不足时,鱼糜等产品的蛋白质网络稳定性和凝胶性能较差,如阿拉斯加狭鳕鱼糜无盐时仅发生肌球蛋白重链聚集,银鲤鱼糜在低浓度盐环境下弹性和持水能力不佳 。此外,盐还影响动物源菜肴的油脂质地,促进脂肪乳化,低浓度盐会影响咸蛋黄的出油和质地形成,总之,低盐易导致产品质地变差。

(三)安全性问题


盐在菜肴加工中是常用的保鲜手段,对保障食品安全和延长保质期意义重大。一方面,盐通过渗透压调节细胞内外水分平衡,使有害微生物脱水死亡;另一方面,它降低食物基质的水分活度(aw),减少微生物可利用的自由水,阻碍其生长代谢。比如,低盐含量的咸牛肉保质期短,而高钠含量可延长保质期 。在传统韩国腌制发酵蛤蜊中,高浓度盐能有效灭活病毒,加工肉制品维持一定盐含量可控制微生物生长,否则易滋生李斯特菌等有害菌,威胁食品安全。

(四)颜色问题


氯化钠对菜肴颜色有重要影响。在肉类制品中,盐可稳定色素蛋白,减缓肌红蛋白氧化为高铁肌红蛋白,保持色泽鲜艳,如盐含量高的香肠颜色更鲜亮;但在某些情况下,盐也可能因影响水分和氧气含量,与其他分子相互作用,导致肉类颜色变化,如在碎牛肉和预煮鸡胸肉粉中。在蔬菜菜肴里,适量盐能抑制与色素变化相关的酶,延缓颜色劣变。同时,盐还能减缓非酶褐变,如泡菜中盐不足会加速叶绿素降解,使颜色改变。

(五)成本与消费者接受度问题


在食品行业,减盐的同时不能牺牲风味,这需要在盐生产加工技术、食品配方、盐替代品研发、包装标签等方面创新,会增加研发和生产成本。而且,消费者偏好对减盐策略的成功实施至关重要,不同菜肴的低盐产品消费者接受度存在差异,需开展市场教育和消费者行为研究,根据不同菜肴类型进行减盐研究,增加了实施难度。

三、PPTs 在低盐预制菜肴中的应用


为更好展示 PPTs 在预制菜肴中的应用,将预制菜肴生产分为原料预处理、预烹饪、储存、解冻四个主要阶段,各阶段有不同的理化条件和传质过程。

在原料预处理阶段,超声(US)辅助腌制可通过空化和海绵效应,使肌肉食品中盐扩散增加 30 - 50%,还能破坏肌肉蛋白结构,促进盐和水渗透,改善嫩度;脉冲电场(PEF)可增加纤维间距,利于腌制时 NaCl 和水扩散,高强度电场还能拉长肌束、扩大间隙,增强盐水吸收;高压处理(HPP)通过破坏肌原纤维超微结构,促使蛋白质展开和形成熔球体,促进 Na+释放和重新分布,增强离子结合,提高咸味感知 。

预烹饪阶段,微波(MW)处理相较于传统水浴加热,能显著改善鱼糜的蛋白质结构和凝胶网络,快速加热和交变电场促进蛋白质分子有序排列,形成更致密的网络,提升低盐淡水鱼糜的凝胶性能;射频(RF)技术可实现快速、均匀加热,在一定程度上减少盐的使用,同时保持产品品质,但目前相关研究较少,应用有待进一步探索 。

储存阶段,不同的 PPTs 可通过调节水分活度、抑制微生物生长等方式,在低盐条件下维持预制菜肴的品质。例如,高压处理(HPP)能减少微生物数量,延长产品保质期;脉冲电场(PEF)处理也有一定的抑菌作用,有助于保持低盐预制菜肴在储存期间的安全性和稳定性 。

解冻阶段,适当的物理处理可促进盐分在解冻过程中的均匀分布,减少局部盐分过高或过低的情况。例如,超声辅助解冻能加快解冻速度,同时可能促进盐在食品内部的扩散,使盐分分布更均匀,提升低盐预制菜肴的品质 。

四、局限性与未来展望


尽管 PPTs 在预制菜肴减盐方面潜力巨大,但仍存在一些局限。在产品研发方面,预制菜肴研究尚处于初期,许多物理加工技术不成熟。目前多对比预制菜和现做菜的风味质地,对工业化低盐预制菜研究不足。考虑到盐在预制菜肴中的关键作用和高盐摄入的健康风险,后续应加强工业化低盐预制菜肴的研究。

从设备角度看,部分 PPTs 设备复杂、成本高,参数敏感,操作和维护难度大,限制了其大规模应用。例如,高压处理(HPP)设备昂贵,对运行环境要求高;射频(RF)设备的参数优化也需要进一步研究。因此,开发更简单、高效、低成本的设备是未来发展方向。

在法规方面,PPTs 作为新兴技术,相关法规和标准不完善,缺乏统一规范,给工业化生产和市场监管带来困难。未来需加快法规标准制定,确保技术安全、合理应用。

未来,PPTs 有望与其他减盐技术结合,发挥协同效应,进一步提升减盐效果。例如,将物理加工技术与盐替代品、风味增强剂等结合,既能降低盐含量,又能保证产品风味和品质。此外,深入研究 PPTs 对不同类型预制菜肴微观结构和品质的影响机制,有助于更精准地优化工艺参数,推动低盐预制菜肴产业发展 。

五、结论


物理加工技术(PPTs)为预制菜肴提供了分阶段的减盐策略,通过调节盐分布、增强结构完整性、保持感官特性,在预制菜肴从原料预处理、预烹饪、储存到解冻的关键生产阶段发挥作用。与针对特定食品的研究不同,本文突出了 PPTs 的微观结构调节机制,如超声促进盐扩散、高压处理改变蛋白质结构增强钠结合等 。PPTs 在预制菜肴减盐领域有广阔前景,但仍需克服技术、设备、法规等方面的挑战,为健康预制菜肴的发展提供有力支持。

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