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�，F(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。

蔬菜或肉類食物在收獲或屠宰后不久就會(huì)開始變質(zhì)。蔬菜或肉類中所含的酶可能由于加工處理過程中造成的任何損傷而釋放。這些酶開始分解細(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

聽說過會(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型。食品在收獲、儲(chǔ)存、加工、配送、處理或制備過程中的任何時(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)量的增加稱為細(xì)菌生長。這種生長是一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞分裂成兩個(gè)相同的細(xì)菌細(xì)胞的過程，這一過程稱為二分裂。在最佳生長條件下，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)菌生長的因素包括營養(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)來獲得這些元素。

溫度和pH在控制細(xì)菌的生長速率中起重要作用。細(xì)菌可根據(jù)其最佳生長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）中生長最好。

細(xì)菌還需要一定量的可用水用于其生長。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，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。我們可以通過降低水活度來控制生長，通過添加溶質(zhì)如糖、甘油和鹽或通過脫水除去水。

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

當(dāng)細(xì)菌污染食物基質(zhì)時(shí)，它們需要一段時(shí)間才能開始生長。這個(gè)滯后期是細(xì)菌適應(yīng)環(huán)境的時(shí)期。滯后期之后是對數(shù)期，其中種群以對數(shù)方式增長。隨著種群的增長，細(xì)菌消耗可用的營養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生廢物。 當(dāng)營養(yǎng)供應(yīng)耗盡時(shí)，生長速率進(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)量在肉類和一些蔬菜中產(chǎn)生異味。當(dāng)含量超過每克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)生稱為內(nèi)生孢子的抗性細(xì)胞。內(nèi)生孢子對熱、化學(xué)品、干燥和紫外線具有高度抗性。內(nèi)生孢子可以長時(shí)間保持休眠。當(dāng)條件變得有利于生長時(shí)（例如：凍肉的解凍）時(shí)，內(nèi)生孢子萌發(fā)并產(chǎn)生可以開始指數(shù)生長的活細(xì)胞。

真菌

在食品腐敗中起重要作用的兩類真菌是酵母菌和霉菌。霉菌是多細(xì)胞真菌，通過形成孢子（可以生長成成熟真菌的單細(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，它們通過細(xì)胞分裂（二分裂）或出芽繁殖。

影響真菌生長的條件與影響細(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。 酵母生長的pH范圍為3.5至4.5，霉菌生長的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，但酵母和霉菌可以生長并導(dǎo)致水果腐敗。例如：真菌屬Colletotrichum的物種引起香蕉的冠腐病。酵母通過將糖分解成酒精和二氧化碳來促進(jìn)水果的發(fā)酵。食品中的可用水量對于真菌的生長也是至關(guān)重要的，酵母不能在低于0.6的水活度下生長，并且霉菌不能在低于0.7的水活度下生長。

微生物污染控制

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

殺菌過程是高溫殺菌釜采用高溫蒸汽或熱水等方法對食品進(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門針對食物的高溫殺菌設(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，在工作的過程當(dāng)中高溫殺菌鍋心對鍋內(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)出來的產(chǎn)品的色澤、口味、營養(yǎng)成分不會(huì)改變。

真空包裝則通過將食品密封在無氧條件下，減少微生物對食品的污染。在真空環(huán)境中，微生物無法獲取必需的氧氣和水分，也就無法繁殖和生存。此外，真空包裝還可以保持食品的新鮮度和營養(yǎng)成分，延長其保質(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，在將食品密封在無氧的真空環(huán)境下，進(jìn)一步的抑制微生物的生長和繁殖，延長食品的保質(zhì)期和保持其營養(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。