食品保藏技術(shù)之了解微生物和微生物污染控制設(shè)備

食品保藏

在我們收獲不同的食品或屠宰牲畜后為了防止食物變質(zhì)的方法叫食品保藏。這種習(xí)慣可以追溯到史前時(shí)代。古代的保存食物的方法有腌制、烘干、窖藏和發(fā)酵等。現(xiàn)代的食物保藏方法包括罐裝、巴氏殺菌、冷凍、高溫、輻照和添加化學(xué)品等。其中包裝材料的進(jìn)步在現(xiàn)代食品保鮮中發(fā)揮了重要作用。

食品腐敗機(jī)理

食品腐敗可以定義為使食品不適合人類(lèi)食用的任何變化。這些變化可能由各種因素引起，包括微生物污染、昆蟲(chóng)侵?jǐn)_或內(nèi)源性酶（食品中天然存在的酶）降解。此外，物理和化學(xué)變化，如蔬菜或肉制品組織的破損或食物中某些成分的氧化，可能會(huì)促進(jìn)食物腐敗。

蔬菜或肉類(lèi)食物在收獲或屠宰后不久就會(huì)開(kāi)始變質(zhì)。蔬菜或肉類(lèi)中所含的酶可能由于加工處理過(guò)程中造成的任何損傷而釋放。這些酶開(kāi)始分解細(xì)胞物質(zhì)。由酶催化的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致食品品質(zhì)的變化，例如異味的產(chǎn)生、顏色變化、口感變化和營(yíng)養(yǎng)成份的變化。引起食品腐敗的典型微生物是細(xì)菌（例如：乳酸桿菌）、酵母（例如： 酵母屬）和霉菌（例如：根霉屬）等。

微生物污染

聽(tīng)說(shuō)過(guò)會(huì)改變顏色的智能標(biāo)簽嗎，當(dāng)食物新鮮度產(chǎn)生變化時(shí)智能標(biāo)簽會(huì)根據(jù)改變顏色。

細(xì)菌和真菌是導(dǎo)致食品腐敗和食源性疾病的主要微生物類(lèi)型。食品在收獲、儲(chǔ)存、加工、配送、處理或制備過(guò)程中的任何時(shí)候都可能被微生物污染。微生物污染的主要來(lái)源是土壤、空氣、動(dòng)物飼料、動(dòng)物皮和腸、植物表面、污水和食品加工機(jī)械或器具等。

細(xì)菌

細(xì)菌是單細(xì)胞生物體，與其他生物體的細(xì)胞相比，具有簡(jiǎn)單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。微生物學(xué)家通常將群體中細(xì)菌數(shù)量的增加稱(chēng)為細(xì)菌生長(zhǎng)。這種生長(zhǎng)是一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞分裂成兩個(gè)相同的細(xì)菌細(xì)胞的過(guò)程，這一過(guò)程稱(chēng)為二分裂。在最佳生長(zhǎng)條件下，細(xì)菌細(xì)胞可以大約每20分鐘分裂一次。一個(gè)細(xì)胞可以在12小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生近700億個(gè)細(xì)胞。影響細(xì)菌生長(zhǎng)的因素包括營(yíng)養(yǎng)物可利用性、水分、pH、氧和抑制物質(zhì)（例如，微生物）的存在或不存在。

大多數(shù)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)需求是化學(xué)元素，如碳、氫、氧、氮、磷、硫、鎂、鉀、鈉、鈣和鐵。細(xì)菌通過(guò)利用大氣中的氣體和代謝某些食物成分如碳水化合物和蛋白質(zhì)來(lái)獲得這些元素。

溫度和pH在控制細(xì)菌的生長(zhǎng)速率中起重要作用。細(xì)菌可根據(jù)其最佳生長(zhǎng)的溫度要求分為三組：在一些實(shí)施方案中，嗜熱菌（55-75℃或130-170°F）、中溫菌（20-45℃或70-115°F）或耐冷菌（10-20℃或50-70°F）是嗜熱菌（55-75℃或130 - 170°F）。 此外，大多數(shù)細(xì)菌在中性環(huán)境（pH等于7）中生長(zhǎng)最好。

細(xì)菌還需要一定量的可用水用于其生長(zhǎng)。水的可用性表示為水活度，并由食品中水的蒸氣壓與特定溫度下純水的蒸氣壓之比定義。因此，任何食品的水活度總是介于0和1之間的值，0表示不含水，1表示純水。大多數(shù)細(xì)菌不會(huì)在水分活度低于0.91的食物中生長(zhǎng)，盡管一些嗜鹽細(xì)菌（能夠耐受高鹽濃度的細(xì)菌）可以在水分活度低于0.75的食物中生長(zhǎng)。我們可以通過(guò)降低水活度來(lái)控制生長(zhǎng)，通過(guò)添加溶質(zhì)如糖、甘油和鹽或通過(guò)脫水除去水。

對(duì)于不同的細(xì)菌，最佳生長(zhǎng)的氧需求變化很大。一些細(xì)菌需要游離氧的存在才能生長(zhǎng)，被稱(chēng)為專(zhuān)性需氧菌，而其他細(xì)菌因氧的存在而中毒，被稱(chēng)為專(zhuān)性厭氧菌。兼性厭氧菌是可以在存在或不存在氧氣的情況下生長(zhǎng)的細(xì)菌。除氧濃度外，生長(zhǎng)培養(yǎng)基的氧還原電位也影響細(xì)菌生長(zhǎng)。氧還原電位是生長(zhǎng)培養(yǎng)基的氧化或還原能力的相對(duì)量度。

當(dāng)細(xì)菌污染食物基質(zhì)時(shí)，它們需要一段時(shí)間才能開(kāi)始生長(zhǎng)。這個(gè)滯后期是細(xì)菌適應(yīng)環(huán)境的時(shí)期。滯后期之后是對(duì)數(shù)期，其中種群以對(duì)數(shù)方式增長(zhǎng)。隨著種群的增長(zhǎng)，細(xì)菌消耗可用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生廢物。 當(dāng)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)耗盡時(shí)，生長(zhǎng)速率進(jìn)入穩(wěn)定期，其中活細(xì)菌細(xì)胞的數(shù)量保持不變。在穩(wěn)定期期間，細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)的速率等于細(xì)菌細(xì)胞死亡的速率。當(dāng)細(xì)胞死亡的速率大于細(xì)胞生長(zhǎng)的速率時(shí)，群體進(jìn)入衰退期。

細(xì)菌群體以每克或每平方厘米表面積表示。細(xì)菌總數(shù)很少超過(guò)每克10 ^10個(gè)細(xì)胞。每克少于10^6個(gè)細(xì)胞的群體大多數(shù)不會(huì)引起明顯的腐敗，除非在生乳中。每克10^6至10^7個(gè)細(xì)胞的數(shù)量會(huì)導(dǎo)致某些食物變質(zhì)；例如，它們會(huì)在真空包裝的肉類(lèi)中產(chǎn)生異味。每克10^7至10^8個(gè)細(xì)胞的數(shù)量在肉類(lèi)和一些蔬菜中產(chǎn)生異味。當(dāng)含量超過(guò)每克5×107個(gè)細(xì)胞時(shí)，大多數(shù)食物都表現(xiàn)出某種形式的腐敗。

當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)的條件不利時(shí)（例如：低溫或高溫或低水分含量），幾種細(xì)菌可以產(chǎn)生稱(chēng)為內(nèi)生孢子的抗性細(xì)胞。內(nèi)生孢子對(duì)熱、化學(xué)品、干燥和紫外線具有高度抗性。內(nèi)生孢子可以長(zhǎng)時(shí)間保持休眠。當(dāng)條件變得有利于生長(zhǎng)時(shí)（例如：凍肉的解凍）時(shí)，內(nèi)生孢子萌發(fā)并產(chǎn)生可以開(kāi)始指數(shù)生長(zhǎng)的活細(xì)胞。

真菌

在食品腐敗中起重要作用的兩類(lèi)真菌是酵母菌和霉菌。霉菌是多細(xì)胞真菌，通過(guò)形成孢子（可以生長(zhǎng)成成熟真菌的單細(xì)胞）進(jìn)行繁殖。 孢子大量形成，并且容易通過(guò)空氣分散。一旦這些孢子落在食物基質(zhì)上，如果條件有利，它們就可以生長(zhǎng)和繁殖。酵母是比細(xì)菌細(xì)胞大得多的單細(xì)胞真菌，它們通過(guò)細(xì)胞分裂（二分裂）或出芽繁殖。

影響真菌生長(zhǎng)的條件與影響細(xì)菌的條件相似。酵母和霉菌都能夠在酸性環(huán)境（pH小于7）中生長(zhǎng)。 酵母生長(zhǎng)的pH范圍為3.5至4.5，霉菌生長(zhǎng)的pH范圍為3.5至8.0。水果的低pH值通常不利于細(xì)菌的生長(zhǎng)，但酵母和霉菌可以生長(zhǎng)并導(dǎo)致水果腐敗。例如：真菌屬Colletotrichum的物種引起香蕉的冠腐病。酵母通過(guò)將糖分解成酒精和二氧化碳來(lái)促進(jìn)水果的發(fā)酵。食品中的可用水量對(duì)于真菌的生長(zhǎng)也是至關(guān)重要的，酵母不能在低于0.6的水活度下生長(zhǎng)，并且霉菌不能在低于0.7的水活度下生長(zhǎng)。

微生物污染控制

針對(duì)微生物通常使用高溫殺菌和真空包裝的處理方式。這種方法是通過(guò)加熱高溫殺死食品上的各種細(xì)菌等，將經(jīng)過(guò)滅菌處理的食品置于真空環(huán)境中，這樣通過(guò)有效的殺菌和置入真空環(huán)境，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，保證食品的質(zhì)量和安全。

殺菌過(guò)程是高溫殺菌釜采用高溫蒸汽或熱水等方法對(duì)食品進(jìn)行加熱處理，一般根據(jù)物料的不同殺菌溫度也會(huì)有所區(qū)別，通常會(huì)使用在121℃高溫進(jìn)行一定時(shí)間滅菌處理。高溫能夠破壞微生物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使其失去生命活性，從而達(dá)到滅菌的目的。此外，高溫還能夠促進(jìn)部分食品中的營(yíng)養(yǎng)成分釋放和化學(xué)反應(yīng)，提高食品的口感和風(fēng)味。其中贛云機(jī)械旗下設(shè)計(jì)生產(chǎn)的全自動(dòng)蒸汽加熱雙層殺菌鍋就是專(zhuān)門(mén)針對(duì)食物的高溫殺菌設(shè)備，高溫殺菌鍋利用鍋內(nèi)轉(zhuǎn)換的熱水循環(huán)，浸泡式高溫滅菌，在工作的過(guò)程當(dāng)中高溫殺菌鍋心對(duì)鍋內(nèi)的溫度壓力、殺菌時(shí)間、進(jìn)汽、排汽、進(jìn)水排水等過(guò)程，設(shè)備全部采用電腦自動(dòng)化控制，使鍋內(nèi)所有區(qū)域溫差在0.3度左右，確保生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的色澤、口味、營(yíng)養(yǎng)成分不會(huì)改變。

真空包裝則通過(guò)將食品密封在無(wú)氧條件下，減少微生物對(duì)食品的污染。在真空環(huán)境中，微生物無(wú)法獲取必需的氧氣和水分，也就無(wú)法繁殖和生存。此外，真空包裝還可以保持食品的新鮮度和營(yíng)養(yǎng)成分，延長(zhǎng)其保質(zhì)期。若需要了解真空包裝機(jī)相關(guān)設(shè)備可以聯(lián)系贛云機(jī)械官網(wǎng)400電話：400-000-9346，贛云機(jī)械是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及服務(wù)于一體的現(xiàn)代化中央廚房設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，公司掌握“肉丸加工成套設(shè)備、中央廚房成套凈菜加工設(shè)備、預(yù)制菜加工設(shè)備”設(shè)備的核心技術(shù)。

使用高溫殺菌和真空包裝的組合應(yīng)用，可以更加有效地控制微生物污染。這樣的組合根據(jù)物料的不同可以先高溫殺菌后，在將食品密封在無(wú)氧的真空環(huán)境下，進(jìn)一步的抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期和保持其營(yíng)養(yǎng)成分。也可以先使用高溫蒸煮袋將食物進(jìn)行密封包裝處理后在進(jìn)行高溫殺菌。因此，這種方法被廣泛應(yīng)用于許多食品的加工、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)，以保證食品的質(zhì)量和安全。