一、用水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝控制

食品加工可以利用水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝來控制病原體生長(zhǎng)。而對(duì)食品加工來講，通過控制病原體所需的營(yíng)養(yǎng)成分，則難以達(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)產(chǎn)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)。我們還是集中精力通過水分活度、pH、化學(xué)物質(zhì)及包裝控制病原體生長(zhǎng)。

通過分別控制食品中水分活度和pH值，或加入化學(xué)添加劑如鹽類物質(zhì)，或通過特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來控制病原體的生長(zhǎng)。但是，加工者一般將這些控制技術(shù)結(jié)合使用，而不是只依賴于一種。因?yàn)閱我豢刂葡到y(tǒng)如完全達(dá)到目的，可能是苛刻的，而且使產(chǎn)品不為消費(fèi)者接受。

1、控制pH

每種微生物生長(zhǎng)都有最低、最佳、最高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)生毒素的，這是我們關(guān)心的主要問題。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。

2、控制水分活度

如同pH，每種微生物體有其生長(zhǎng)的最低、最佳、最高水分活度。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)生毒素的最低水分活度得來的。

0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施來控制病原體生長(zhǎng)。水分活度0.60至0.85的食品為中等水分食品，這些食品不需要冷藏控制病原體，但由于主要酵母菌和霉菌引起的腐敗，要有一個(gè)限定貨架期。對(duì)大部分水分活度在0.6以下食品，有較長(zhǎng)的貨架期，也不需冷藏，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(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。

有些獨(dú)特風(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。

干燥是食品防腐最古老的方法之一。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(chǎn)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(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。

3、化學(xué)抑制劑

有時(shí)所選定的食品控制方法不能防止所有的微生物生長(zhǎng)。這種情況下，可添加化學(xué)物質(zhì)以進(jìn)一步確保產(chǎn)品的安全。化學(xué)防腐劑包括苯甲酸鹽、山梨酸、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽和抗生素。

苯甲酸鹽，包括苯甲酸、苯甲酸鈉或鉀和對(duì)羥苯甲酸。它們主要用于抑制酵母菌和霉菌。

山梨酸鹽，包括山梨酸、山梨酸鈉和鉀。山梨酸鹽用于抑制霉菌。

丙酸用于抑制面包、蛋糕和奶酪中霉菌。

亞硫酸鹽，包括二氧化硫用于多種產(chǎn)品如檸檬汁、水產(chǎn)品、蔬菜、糖蜜、葡萄酒、果脯和果。亞硫酸鹽主要作為抗氧化劑，但也有抗微生物特性。

亞硝酸鹽，用于熏肉和熏魚，通常與鹽和糖混合使用。亞硝酸鹽抑制肉毒梭菌的生長(zhǎng)。

鹽也用于阻止病原體生長(zhǎng)，特別是肉毒梭菌。

使用的化學(xué)防腐劑，必須符合GB 2760最新版本的要求，并在食品的標(biāo)簽上應(yīng)注明使用成分。

4、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。但通過改變包裝有助于產(chǎn)品安全性，所以在這里加以討論。

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。

包裝類型：

（1）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。或是充氣包裝，產(chǎn)品可包裝于充氣包裝中。

（2）充氣包裝。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)?、二氧化碳和氧氣。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。

二、通過冷藏和冷凍控制

本部分主要論述了運(yùn)用溫度控制微生物生長(zhǎng)的方法。溫度為5到46℃是致病菌生長(zhǎng)的危險(xiǎn)范圍。當(dāng)食品處于溫度危險(xiǎn)范圍時(shí)，為使致病菌盡可能不生長(zhǎng)，限制食品在這個(gè)溫度范圍存放的時(shí)間是非常關(guān)鍵的。

某些微生物生長(zhǎng)溫度范圍如下表：

（一）、冷藏庫(kù)

冷藏溫度對(duì)控制致病菌的生長(zhǎng)確實(shí)起到了很好的作用，但是一些病菌比如：李斯特菌和耶爾森氏菌在接近凍結(jié)點(diǎn)時(shí)仍可以生長(zhǎng)。冷藏在減慢食品變質(zhì)、氧化酸敗和導(dǎo)致其它質(zhì)量缺陷的生物的、化學(xué)的變化過程方面具有顯著作用。

（二）、時(shí)間/溫度

食品一旦不再冷藏，它要經(jīng)過細(xì)菌生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期，即食品的溫度升到致病性微生物生長(zhǎng)范圍。開始時(shí)，微生物很少生長(zhǎng)或不生長(zhǎng)，它們只是在適應(yīng)新的環(huán)境。根據(jù)冷藏間的溫度不同，食品能在非冷藏條件下至少安全存放數(shù)小時(shí)，而沒有致病菌顯著生長(zhǎng)的危險(xiǎn)。然后，產(chǎn)品的溫度上升到冷藏以上，致病菌生長(zhǎng)加快，代時(shí)間變短，進(jìn)入對(duì)數(shù)期。

按照通常的計(jì)算方法，食品在微生物繁殖的危險(xiǎn)溫度范圍不得超過4小時(shí)，這是正常合理的時(shí)間安排。但是，不同的致病菌在不同的食品上、不同的溫度下生長(zhǎng)繁殖的速度不同。所以，產(chǎn)品能夠在危險(xiǎn)范圍安全停留的最長(zhǎng)時(shí)間取決于兩種條件：存在的致病菌種類和食品適合致病菌生長(zhǎng)繁殖的能力。食品加工商必須依據(jù)這些參數(shù)而設(shè)定極限，不能按照4小時(shí)來進(jìn)行計(jì)算。食品驗(yàn)收員判定嚴(yán)重時(shí)間/溫度失控時(shí)，也可以應(yīng)用這些參數(shù)。

在加工過程中對(duì)時(shí)間和溫度的控制比冷藏復(fù)雜，需要掌握產(chǎn)品對(duì)時(shí)間和溫度的要求。這可以通過許多方式做到，如：批量標(biāo)記產(chǎn)品，確定在非冷藏條件下存在的時(shí)間，監(jiān)測(cè)冷卻間的溫度，或監(jiān)測(cè)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品溫度。隨后將討論這些控制設(shè)備。

（三）、冷凍

有些微生物在冷凍貯藏過程中很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍能保持活力。大部分病毒、細(xì)菌的芽胞和部分細(xì)菌的繁殖體在冷凍溫度下都能存活。其它一些生物體則對(duì)與有關(guān)冷凍過程的一個(gè)或多個(gè)步驟如冷凍、冷藏或解凍是敏感的。由于一些多細(xì)胞生物通常比細(xì)菌對(duì)低溫更敏感，因此冷凍、冷藏是破壞多種食品中生物體如寄生性原蟲、線蟲、蠕蟲的有效方法。對(duì)于直接食用或不經(jīng)過烹調(diào)就食用的食品，這一點(diǎn)尤為重要。

（四）、烹調(diào)后迅速冷卻

烹調(diào)后的冷卻也是一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。請(qǐng)記?。号胝{(diào)過的食品可能依然有病原體，尤其是一些耐熱的繁殖體細(xì)胞，比如：?jiǎn)魏思?xì)胞增生性李斯特菌在烹調(diào)過程中依然存活。另外，芽胞在烹調(diào)過程中存活，當(dāng)產(chǎn)品溫度下降到46℃以下時(shí)開始生長(zhǎng)。同時(shí)食品在冷卻過程中可能會(huì)因?yàn)槭值慕佑|和冷凝水滴漏或與其它食品接觸而受到二次污染。如果存在以上情況，烹調(diào)后的冷卻將非常關(guān)鍵。

如果能確保在烹調(diào)過程能夠完全破壞可能在冷卻過程中生長(zhǎng)的芽胞，并確保在冷卻過程中食品不會(huì)受到二次污染，冷卻過程就不是特別關(guān)鍵。具備這種條件的情況可能僅局限于一些特定的高壓加熱過程。

有時(shí)人們有一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為將食品冷藏起來就可以阻止微生物生長(zhǎng)。當(dāng)冷卻大量熱的食品時(shí)，就可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，才能將食品冷卻到能抑制病原體生長(zhǎng)的溫度。

首先，在很短時(shí)間內(nèi)將溫度從60℃降至21℃。在這段時(shí)間里，溫度必須迅速地降下來，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度范圍內(nèi)繁殖非常迅速。這個(gè)溫度目標(biāo)達(dá)到以后，需要再將產(chǎn)品的溫度降到 5℃以下，這種冷卻方法可以使微生物生長(zhǎng)處于停滯期。

（五）、預(yù)冷方法

冰浴

冰棒攪拌

加冰

對(duì)裝有熱食品的容器進(jìn)行冷藏之前用冰浴預(yù)冷。這樣有助于迅速降低溫度，并防止熱食品在冷藏室升高溫度，這種方法最適用于液體。

另一種快速降低溫度的辦法是攪拌食品。一個(gè)較好的辦法是使用“冰漿（棒）”，這種中空的攪棒中裝入水并進(jìn)行冷凍，融化了的冰將留在棒內(nèi)而不會(huì)混入食品中。同樣這種辦法也最適用于液體食品。

往熱食品里加冰也是一種好辦法。這一辦法適用于湯、漿汁。唯一的問題是一定要弄清楚配方中規(guī)定需要加水。

在室溫下對(duì)裝在大容器內(nèi)的食品進(jìn)行預(yù)冷不是一個(gè)很安全的做法，在這種情況下，食品的溫度將有很長(zhǎng)一段時(shí)間停留于微生物生長(zhǎng)的范圍。食品應(yīng)當(dāng)立即被放入冷藏室，甚至要將其分成幾部分，以利于更快地冷卻。

如果食品是在一個(gè)大的雙層蒸氣鍋里加工的，就可以在夾層鍋里裝上冷水進(jìn)行循環(huán)來預(yù)冷食品，然后再進(jìn)行冷藏。

三、通過熱處理控制

前面討論了冷藏和冷凍可以阻止微生物繁殖，而要?dú)⑺阑驕缁钗⑸锿ǔＪ遣捎眉訜?。通常食品加工企業(yè)用于殺滅和控制微生物生長(zhǎng)的熱處理有幾種形式； 煮 、蒸、炸、烤、炒、高溫高壓殺菌、管式熱交換器、刮板式熱交換器等。

影響微生物死亡速度的因素很多，主要包括：食物的導(dǎo)熱性，食物的特性，微生物的種類，和微生物的耐熱性，下面我們將分別討論。

影響致死率的因素

食物的導(dǎo)熱性

食物的特性

微生物的種類（芽胞或營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞）

微生物細(xì)胞的耐熱性

導(dǎo)熱性：

不同的食物導(dǎo)熱方式不同，傳熱速率也不同。如前面介紹的熱傳導(dǎo)導(dǎo)熱和對(duì)流導(dǎo)熱，它們的冷點(diǎn)也不同。在食物冷點(diǎn)的致病菌將比那些在食物表面的滅活更慢，因?yàn)樗鼈兪軣岣佟?/p>

食物的特性：

食物一定的特性使得熱處理更易或更難破壞其中存在的致病菌。這里有三個(gè)例子：在酸性環(huán)境下食物中的致病菌更易破壞；糖和油的存在降低了熱對(duì)致病菌的作用；濕度的大小，包括食物的濕度和環(huán)境濕度，使得致病菌滅活更容易。

微生物的種類（芽胞或繁殖體）：

同一致病菌的芽胞比其繁殖體耐熱性高得多，同時(shí)不同的致病菌具有不同的熱耐受性。例如，單核李斯特菌，非常耐熱，而創(chuàng)傷弧菌具有很強(qiáng)的熱敏感性。然而，無論那一種的耐熱性，都無法和肉毒梭菌或臘樣芽胞桿菌相比，除了高壓殺菌，在許多種熱處理的情況下這兩種菌都能存活。

這就是一些為什么各種不同的致病性微生物不會(huì)同時(shí)死亡的原因。而且，一種致病菌的數(shù)千個(gè)細(xì)胞放在一個(gè)食品罐中，它們受到相同的熱處理，仍然不會(huì)同時(shí)死亡，這是因?yàn)橄嗤N的致病菌個(gè)體的差異。如同每一種生物，一些強(qiáng)壯，一些較弱，知道對(duì)食物的加熱量來滅活其中的致病菌和一些方法來預(yù)測(cè)致病菌的滅活是很重要的。

四、微生物控制的新技術(shù)

食品工業(yè)界在繼續(xù)發(fā)展現(xiàn)有控制微生物控制方法的同時(shí)，正研究新技術(shù)以保證食品的微生物安全，同時(shí)也為消費(fèi)者提供稍需加工或不需加工的高質(zhì)量食品。這些年，輻照、高強(qiáng)度電子場(chǎng)、脈沖光、紫外線、高壓加工和臭氧已作為消滅微生物的非加熱方法。然而，在商業(yè)上運(yùn)用這些技術(shù)僅在最近幾年。盡管這些新技術(shù)以及其它方法看起來能達(dá)到預(yù)期結(jié)果，但通常也受到限制而不能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。因此在現(xiàn)有食品加工中采用上述新技術(shù)時(shí)，必須理解每個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和由那些要求。

1、輻照

2、高強(qiáng)度脈沖光

3、高強(qiáng)度脈沖電子場(chǎng)

4、紫外線

· 空氣和表面消毒

· 液體的巴氏消毒

紫外線是一些食品在巴氏消毒水平上的另一種過程，許多年來把紫外線用作空氣和表面消毒。

根據(jù)波長(zhǎng)可基本分為三種形式的紫外線：長(zhǎng)波、中波和短波。所有紫外線波長(zhǎng)都比可見光短且不能被人看見。紫外光是于253.7nm范圍內(nèi)的紫外燈產(chǎn)生的。

為了使紫外線殺死細(xì)菌和其他微生物，他們必須接觸到微生物體上，且每種微生物體必須吸收足夠數(shù)量的能量以被殺死。使微生物失活必需的劑量是由時(shí)間和強(qiáng)度來決定。

近來，用紫外線進(jìn)行巴氏消毒透明液體的過程已經(jīng)發(fā)展了。這個(gè)過程包括灌輸液體薄膜在預(yù)定的速率下通過紫外光，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)顯著地減少了液體的生物運(yùn)載量。

對(duì)天然的紫外光、流速、混濁度、產(chǎn)品性質(zhì)和燈輸出需要連續(xù)監(jiān)控。

對(duì)其他系統(tǒng)有一些要求：紫外光必須穿透進(jìn)入產(chǎn)品。這就是為什么該過程被限制用于透明液體。

紫外光殺菌的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu) 點(diǎn)：系統(tǒng)價(jià)格比其他低

缺 點(diǎn)： 只能用于透明液體薄膜的表面面統(tǒng)

5、高壓加工

6、歐姆加熱

7、臭氧

· 殺菌劑

· 加工和處理

臭氧作為殺菌劑的使用并不新鮮了。在加工水中用臭氧殺死微生物，例如蔬菜加工者。這種處理允許加工水重復(fù)使用而不是倒掉。在美國(guó)和其他國(guó)家這種方法處理飲用水也有多年。臭氧另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，不象氯，在處理的水中無毒性殘留。

臭氧也用在封閉區(qū)域中的表面處理，如冰箱。它可以減少或消滅包括冰箱表面和內(nèi)部存放產(chǎn)品表面的霉菌。臭氧作為氯的替代物有潛在的用途。這是更強(qiáng)的消毒劑，能殺死大量不同的微生物體，潛在用途之一是消毒新鮮的水果和蔬菜。臭氧用來消毒新鮮水果和蔬菜尚未被FDA認(rèn)可。