食品檢測中微生物的作用

對食品加工來講，通過控制病原體所需的營養成分來控制病原體難以達到目的，因為除特別情形之外，大多數食品為病原體生長提供了充足的營養。食品加工可以通過分別控制食品中水分活度和pH值，或通過特定的包裝技術調節氣體來控制病原體的生長。

控制pH



每種微生物生長都有低、-佳、-高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長，當pH值為4.6或以下時可抑制致病菌生長和產生毒素。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被抑制，仍可存活較長時間。pH 是一種抑制病菌生長的方法，而不能破壞現存的致病菌。但是，在低pH值保持時間較長時，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，根據生長條件pH可能大于4.6。低酸食品包括含蛋白質食品、各種蔬菜、淀粉質食品及其它多種食品。酸化是直接向低酸食品加酸的過程。目標通常為 pH 4.6或更低。


這些食品稱為酸化食品，要符合相應的法規如FDA 21CFR PART 114。有些情況食品雖然經過加酸，但終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來加以控制，如冷藏。發酵是使用某些無害微生物來促進食品化學變化的過程。這些微生物作用的結果是產生酸或乙醇。細菌一般產生醋酸或乳酸，酵母菌一般產生乙醇。


通過發酵產生酸或乙醇有兩個目的。一是賦予食品特定的品質以產生預期的味道或均勻結構。酸奶就是通過發酵加工具有*的香味和結構。另一個目的是食品防腐，如腌漬產品，但這類發酵食品的pH一般達不到4.6或以下，所以在冷藏溫度下貯存才是安全的。


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酸化酸化是直接向低酸食品加酸的過程


向產品中加酸有幾種不同方法：一種方法稱為直接酸化，即在生物試劑低酸食品過程中，在單個制成品容器中加入預先確定數量的酸。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，根據預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，來酸化低酸食品。使用蕃茄的產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，則認為該食品是酸化的，并適用于法規。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5則食品已經酸化了，因為蕃茄中的部分酸被用來酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍為4.2，則用來酸化蔬菜的蕃茄中的酸量沒有明顯變化，在這種情況下該產品不適用于酸化食品法規，并且認為不是配制成的酸性食物。這樣的食品包括有芥木、蕃茄醬、沙拉調料和其它調味品，都是貨架穩定的食品。


酸化食品加工者需科學地設定加工過程以保證終pH肯定低于4.6。加工者需對每批制成品測試平衡后的pH ，因為所有配料達到自然pH平衡，這對較大顆粒食品可能需長達10天的時間。需經幾天達到平衡pH的產品在這段時間里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原體的生長。為加速測試過程，可將產品混成均勻糊狀。均質含油的食品時，均質前應將油除去。另一種方法是在產品加油前測試pH，因為油不影響終pH。


按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必須進行充分地熱處理以滅活腐-敗微生物和病原體的繁殖體。其原因有兩個，一是防止腐-敗導致經濟損失，另外是腐-敗生物的繁殖可使pH升高，危及產品的安全。


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測量pH值如加工者要進行酸化處理，必須有某種測量pH的方法


加工者多數選用pH計，但也可使用指示溶液、試紙或進行滴定，確保終pH低于4.0。


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發酵葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使產品發酵產生乙醇，乙醇使產品防腐


在酸泡菜、發酵香腸、奶酪、甜酸泡菜、橄欖和酪乳的生物試劑中，發酵時細菌產生了乳酸。霉菌也用于某些食品的發酵，主要是為了味道和其它特性，如醬油。


發酵一方面需要促進好的微生物生長，同時一方面阻止會引起腐-敗的不良微生物生長。通常的作法是向食品中加鹽或發酵劑，或在某些情形中將其輕微地酸化。發酵劑可以是酵母菌或細菌。在很多發酵產品中，一個普遍現象就是沒有消除產酸細菌的加工過程。所以大部分發酵產品必須保持冷藏，以保證發酵細菌不會使產品腐-敗。


控制水分活度

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

常見食品的水分活度。水分活度分類控制要求：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；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貨架期，也不需要冷藏，這些食品稱為低水分食品。

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，多數人認為它是干燥，貨架穩定的產品。實際上，它有相當高的水分活度，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，換言之，它變危險之前就長霉變綠了。

有些*風味的產品如醬油外表像是高水分產品，但因鹽、糖或其它成分結合了水分，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足酵母菌和霉菌生長，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。



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控制水分活度降低食品中水分有兩種傳統方法，即干燥和加鹽或糖結合水分子。


干燥是食品防腐古老的方法之一。除防腐之外，干燥產生了食品的自身特性，如同發酵。世界上很多地方還在用開放式空氣干燥，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；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，用于多種產品。

另一種降低食品水分活度的方法是加鹽或糖。這種類型食品的例子有醬油、果醬和腌魚，這不需要非常特殊的設備。對流體或半流體產品，如醬油或果醬，用配方加工控制。對固體食品如魚或熏火腿，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，科學地設定可保證水分活度為0.85或更低的干燥、鹽漬或加工配方，然后嚴格地執行。第二，可取制成品樣品測試其水分活度。

控制包裝



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

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

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肉毒梭菌的控制


肉毒梭菌的控制重點要關注的是肉毒梭菌，除非有其它對肉毒梭菌的控制措施，否則不能使用這些包裝技術。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％，數量較多的競爭微生物；在終容器中熱處理；在冷凍條件下貯存和銷售。每種控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生長。

真空包裝生肉和禽肉，如同發酵奶酪，是利用競爭微生物抑制肉毒梭菌產生毒素的例子。像發酵產品如奶酪，發酵劑增殖產酸可防止肉毒梭菌生長。

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的溫度。單獨通過真空包裝、部分蒸煮、冷藏保存不能作為唯-一的屏障。因此為了產品的安全，在加工、貯存和銷售過程中必須嚴格控制冷藏。

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控制氣體包裝


控制氣體包裝是一個動態過程，包裝中使用氧清除劑，在整個貨架期內保持包裝中的氣體。吸收氧氣有利于較長貨架期產品，因為大部分包裝對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產品的貯存。這類包裝用于蔬菜如生菜。當植物體呼吸時，它們吸入氧氣排出二氧化碳。如果薄膜限制了現有氧氣的含量，則可降低呼吸的速度并延長貨架期。

減氧包裝——所有這些不同包裝形式歸為一類稱為減氧包裝。使用減氧包裝可防止腐-敗生物的生長，因而延長產品的貨架期。同時還對產品品質有其它益處，如減輕酸敗和褪色。使用這種包裝應注意，貨架期較長的產品為病原體生長和產生毒素提供了更多的時間。氧濃度低時，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。因此，有可能在腐-敗前就已產生毒素。

3包裝類型


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

充氣包裝產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，可單獨或混合使用，包括氮氣、二氧化碳和氧氣。這些氣體都有各自不同功能：氮氣取代氧氣，因而減弱了需氧腐--敗生物的生長；二氧化碳能使很多微生物致死，破壞腐-敗生物以延長貨架期；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，并消耗氧氣以至降低至2 ％安全濃度之下，這樣產品的保質期受到限制。