食品檢測(cè)中微生物的作用

對(duì)食品加工來(lái)講，通過(guò)控制病原體所需的營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)控制病原體難以達(dá)到目的，因?yàn)槌貏e情形之外，大多數(shù)食品為病原體生長(zhǎng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)。食品加工可以通過(guò)分別控制食品中水分活度和pH值，或通過(guò)特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來(lái)控制病原體的生長(zhǎng)。

控制pH



每種微生物生長(zhǎng)都有低、-佳、-高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長(zhǎng)，當(dāng)pH值為4.6或以下時(shí)可抑制致病菌生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素。但有些病原體，特別是艾希氏大腸桿菌0157:H7，雖然在酸性條件下生長(zhǎng)被抑制，仍可存活較長(zhǎng)時(shí)間。pH 是一種抑制病菌生長(zhǎng)的方法，而不能破壞現(xiàn)存的致病菌。但是，在低pH值保持時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，很多微生物將被破壞。


pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品開(kāi)始是低酸食品，加工后成為酸性食品。天然酸性食品是那些自然含酸的食品，大部分水果屬天然酸性的食品。但有些熱帶水果如菠蘿，根據(jù)生長(zhǎng)條件pH可能大于4.6。低酸食品包括含蛋白質(zhì)食品、各種蔬菜、淀粉質(zhì)食品及其它多種食品。酸化是直接向低酸食品加酸的過(guò)程。目標(biāo)通常為 pH 4.6或更低。


這些食品稱(chēng)為酸化食品，要符合相應(yīng)的法規(guī)如FDA 21CFR PART 114。有些情況食品雖然經(jīng)過(guò)加酸，但終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來(lái)加以控制，如冷藏。發(fā)酵是使用某些無(wú)害微生物來(lái)促進(jìn)食品化學(xué)變化的過(guò)程。這些微生物作用的結(jié)果是產(chǎn)生酸或乙醇。細(xì)菌一般產(chǎn)生醋酸或乳酸，酵母菌一般產(chǎn)生乙醇。


通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生酸或乙醇有兩個(gè)目的。一是賦予食品特定的品質(zhì)以產(chǎn)生預(yù)期的味道或均勻結(jié)構(gòu)。酸奶就是通過(guò)發(fā)酵加工具有*的香味和結(jié)構(gòu)。另一個(gè)目的是食品防腐，如腌漬產(chǎn)品，但這類(lèi)發(fā)酵食品的pH一般達(dá)不到4.6或以下，所以在冷藏溫度下貯存才是安全的。


1
酸化酸化是直接向低酸食品加酸的過(guò)程


向產(chǎn)品中加酸有幾種不同方法：一種方法稱(chēng)為直接酸化，即在生物試劑低酸食品過(guò)程中，在單個(gè)制成品容器中加入預(yù)先確定數(shù)量的酸。用此方法，重要的是加工者控制酸與食品比例，酸化蔬菜-常用的方法。另一種方法是批酸化，顧名思義，酸和食品大批混合后讓其平衡，然后包裝酸化食品。添加的酸有很多種，主要有醋酸、乳酸和檸檬酸，根據(jù)預(yù)期成品的特性而選用。


除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作為添加配料，來(lái)酸化低酸食品。使用蕃茄的產(chǎn)品包括裝有整形芹菜、洋蔥或辣椒意大利面條醬。罐裝蕃茄通常pH為約4.2，而其它蔬菜為低酸性。


如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，則認(rèn)為該食品是酸化的，并適用于法規(guī)。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5則食品已經(jīng)酸化了，因?yàn)檗阎械牟糠炙岜挥脕?lái)酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍為4.2，則用來(lái)酸化蔬菜的蕃茄中的酸量沒(méi)有明顯變化，在這種情況下該產(chǎn)品不適用于酸化食品法規(guī)，并且認(rèn)為不是配制成的酸性食物。這樣的食品包括有芥木、蕃茄醬、沙拉調(diào)料和其它調(diào)味品，都是貨架穩(wěn)定的食品。


酸化食品加工者需科學(xué)地設(shè)定加工過(guò)程以保證終pH肯定低于4.6。加工者需對(duì)每批制成品測(cè)試平衡后的pH ，因?yàn)樗信淞线_(dá)到自然pH平衡，這對(duì)較大顆粒食品可能需長(zhǎng)達(dá)10天的時(shí)間。需經(jīng)幾天達(dá)到平衡pH的產(chǎn)品在這段時(shí)間里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原體的生長(zhǎng)。為加速測(cè)試過(guò)程，可將產(chǎn)品混成均勻糊狀。均質(zhì)含油的食品時(shí)，均質(zhì)前應(yīng)將油除去。另一種方法是在產(chǎn)品加油前測(cè)試pH，因?yàn)橛筒挥绊懡KpH。


按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必須進(jìn)行充分地?zé)崽幚硪詼缁罡?敗微生物和病原體的繁殖體。其原因有兩個(gè)，一是防止腐-敗導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，另外是腐-敗生物的繁殖可使pH升高，危及產(chǎn)品的安全。


2
測(cè)量pH值如加工者要進(jìn)行酸化處理，必須有某種測(cè)量pH的方法


加工者多數(shù)選用pH計(jì)，但也可使用指示溶液、試紙或進(jìn)行滴定，確保終pH低于4.0。


3
發(fā)酵葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，乙醇使產(chǎn)品防腐


在酸泡菜、發(fā)酵香腸、奶酪、甜酸泡菜、橄欖和酪乳的生物試劑中，發(fā)酵時(shí)細(xì)菌產(chǎn)生了乳酸。霉菌也用于某些食品的發(fā)酵，主要是為了味道和其它特性，如醬油。


發(fā)酵一方面需要促進(jìn)好的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)一方面阻止會(huì)引起腐-敗的不良微生物生長(zhǎng)。通常的作法是向食品中加鹽或發(fā)酵劑，或在某些情形中將其輕微地酸化。發(fā)酵劑可以是酵母菌或細(xì)菌。在很多發(fā)酵產(chǎn)品中，一個(gè)普遍現(xiàn)象就是沒(méi)有消除產(chǎn)酸細(xì)菌的加工過(guò)程。所以大部分發(fā)酵產(chǎn)品必須保持冷藏，以保證發(fā)酵細(xì)菌不會(huì)使產(chǎn)品腐-敗。


控制水分活度

01
常見(jiàn)食品的水分活度如同pH，每種微生物體有其生長(zhǎng)的低、-佳、-高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生長(zhǎng)，但是0.85是病原體生長(zhǎng)的安全界限。0.85是根據(jù)金黃色葡萄球菌產(chǎn)生毒素的低水分活度得來(lái)的。

常見(jiàn)食品的水分活度。水分活度分類(lèi)控制要求：0.85以上水份較大的食品要求冷藏或其他措施控制病原體生長(zhǎng)；0.6—0.85中等水份食品不需要冷藏控制病原體，由于因酵母和霉菌引起的腐-敗而限制貨架期；0.6以下低水份食品有較長(zhǎng)貨架期，也不需要冷藏，這些食品稱(chēng)為低水分食品。

大部分生肉、水果和蔬菜屬于水份較高的食品（水分活度高于0.85 ）。值得注意的是面包，多數(shù)人認(rèn)為它是干燥，貨架穩(wěn)定的產(chǎn)品。實(shí)際上，它有相當(dāng)高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原體更容易生長(zhǎng)，換言之，它變危險(xiǎn)之前就長(zhǎng)霉變綠了。

有些*風(fēng)味的產(chǎn)品如醬油外表像是高水分產(chǎn)品，但因鹽、糖或其它成分結(jié)合了水分，它們的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果醬和果凍的水分活度可滿(mǎn)足酵母菌和霉菌生長(zhǎng)，它們需在將包裝前輕微加熱將酵母菌霉菌殺滅以防止腐-敗。



02
控制水分活度降低食品中水分有兩種傳統(tǒng)方法，即干燥和加鹽或糖結(jié)合水分子。


干燥是食品防腐古老的方法之一。除防腐之外，干燥產(chǎn)生了食品的自身特性，如同發(fā)酵。世界上很多地方還在用開(kāi)放式空氣干燥，一般而言有四種基本干燥方法：熱空氣干燥，用于固體食品如蔬菜、水果和魚(yú)；噴霧干燥，用于流體和半流體如牛奶；真空干燥，用于流體如果汁；冷凍干燥，用于多種產(chǎn)品。

另一種降低食品水分活度的方法是加鹽或糖。這種類(lèi)型食品的例子有醬油、果醬和腌魚(yú)，這不需要非常特殊的設(shè)備。對(duì)流體或半流體產(chǎn)品，如醬油或果醬，用配方加工控制。對(duì)固體食品如魚(yú)或熏火腿，可用鹽干燥，即放入鹽溶液或浸入鹽水中。

控制水分活度分兩步。第-一，科學(xué)地設(shè)定可保證水分活度為0.85或更低的干燥、鹽漬或加工配方，然后嚴(yán)格地執(zhí)行。第二，可取制成品樣品測(cè)試其水分活度。

控制包裝



包裝不同于其它控制方法，雖然包裝有時(shí)用于控制微生物生長(zhǎng)，但對(duì)腐-敗生物體的控制是有限的，不能作為可控制致病菌生長(zhǎng)的單一方法，但通過(guò)改變包裝有助于產(chǎn)品安全性。

從食品安全角度看，包裝有兩個(gè)功能：可防止食品污染，也可增加食品控制的有效性。

1
肉毒梭菌的控制


肉毒梭菌的控制重點(diǎn)要關(guān)注的是肉毒梭菌，除非有其它對(duì)肉毒梭菌的控制措施，否則不能使用這些包裝技術(shù)。這些控制措施包括：水分活度低于0.93并且充分冷藏以控制其它病原體；pH低于4.6；鹽分高于10％，數(shù)量較多的競(jìng)爭(zhēng)微生物；在終容器中熱處理；在冷凍條件下貯存和銷(xiāo)售。每種控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生長(zhǎng)。

真空包裝生肉和禽肉，如同發(fā)酵奶酪，是利用競(jìng)爭(zhēng)微生物抑制肉毒梭菌產(chǎn)生毒素的例子。像發(fā)酵產(chǎn)品如奶酪，發(fā)酵劑增殖產(chǎn)酸可防止肉毒梭菌生長(zhǎng)。

零售和家庭冰箱的溫度常常不能控制在能充分阻止肉毒梭菌生長(zhǎng)的溫度。單獨(dú)通過(guò)真空包裝、部分蒸煮、冷藏保存不能作為唯-一的屏障。因此為了產(chǎn)品的安全，在加工、貯存和銷(xiāo)售過(guò)程中必須嚴(yán)格控制冷藏。

2
控制氣體包裝


控制氣體包裝是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，包裝中使用氧清除劑，在整個(gè)貨架期內(nèi)保持包裝中的氣體。吸收氧氣有利于較長(zhǎng)貨架期產(chǎn)品，因?yàn)榇蟛糠职b對(duì)氧氣都有某種程度的通透性。

不同的包裝膜具有不同的透氧性。這些包裝用于貨架期較長(zhǎng)產(chǎn)品的貯存。這類(lèi)包裝用于蔬菜如生菜。當(dāng)植物體呼吸時(shí)，它們吸入氧氣排出二氧化碳。如果薄膜限制了現(xiàn)有氧氣的含量，則可降低呼吸的速度并延長(zhǎng)貨架期。

減氧包裝——所有這些不同包裝形式歸為一類(lèi)稱(chēng)為減氧包裝。使用減氧包裝可防止腐-敗生物的生長(zhǎng)，因而延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。同時(shí)還對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有其它益處，如減輕酸敗和褪色。使用這種包裝應(yīng)注意，貨架期較長(zhǎng)的產(chǎn)品為病原體生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素提供了更多的時(shí)間。氧濃度低時(shí)，比需氧腐-敗生物而言，更有利于有利于厭氧和兼性厭氧病原體的生長(zhǎng)。因此，有可能在腐-敗前就已產(chǎn)生毒素。

3包裝類(lèi)型


很多產(chǎn)品是真空包裝。真空包裝是在將封口前用機(jī)械抽出包裝中空氣。產(chǎn)品放在低透氧性袋中，再放在真空機(jī)內(nèi)用機(jī)械抽出袋中空氣然后進(jìn)行熱封口。薄膜緊貼在產(chǎn)品上。袋中不殘留空氣或氣體。

充氣包裝產(chǎn)品可包裝于充氣包裝中。充氣包裝包括一次充氣和封口處理。所充的氣體有三種，可單獨(dú)或混合使用，包括氮?dú)狻⒍趸己脱鯕?。這些氣體都有各自不同功能：氮?dú)馊〈鯕?，因而減弱了需氧腐--敗生物的生長(zhǎng)；二氧化碳能使很多微生物致死，破壞腐-敗生物以延長(zhǎng)貨架期；氧氣是需氧腐-敗生物體生命線。但含有一定氧氣可增加抑制肉毒梭菌的安全性，通常為濃度約2%至4％的氧。然而，包裝中存在的氧可使腐-敗微生物生長(zhǎng)，并消耗氧氣以至降低至2 ％安全濃度之下，這樣產(chǎn)品的保質(zhì)期受到限制。