第十二章微生物与食品保藏

第十三章微生物与食品保藏食品保藏是食品从生产到消费过程中的重要环节。食品保藏：是利用各种物理学、化学以及生物学方法，使食品在尽可能长的时间内保持其营养价值、色香味以及良好的感官性状。引起食品污染和腐败变质的因素有：物理的、化学的和生物的等等。其中生物的因素是较为主要的方面。在生物因素中，微生物引起食品腐败又是最大和最主要的。第一节食品保藏中的微生物学问题目前人类消费的食品归纳起来可以分为植物性食品和动物性食品。这些食品都具有较丰富的营养，在一定条件下都是微生物的良好的培养基。当条件适于微生物生存时，就可能被微生物分解利用，其结果导致食品的腐败变质，使食品失去原有的色、香、味和良好的组织状态，失去食用价值。更有甚者，如果食品被病原菌污染，在其中繁殖，产生毒素，造成对人类健康的危害。因此，食品的贮藏是围绕着防止微生物污染和延缓微生物的分解作用而进行的。一、预防微生物污染食品预防污染是重要的一环，对延长食品的保藏时间和提高食品的质量关系甚大。避免损伤保护层清洗保持食品（特别是果蔬、粮食）表面干燥和降温食品的加工环境、机械设备、加工用水、辅料及操作人员的卫生采用无菌包装运输和销售过程中的卫生总之，凡食品与外界接触时，如果环境中有微生物存在，那么食品就会受到微生物的污染，而微生物在食品中存在的数量和种类直接影响加工工艺和贮藏食品的质量。所以防止微生物的污染，是食品生产、贮藏、运销的一个重要问题，必须给予高度重视，采取有效措施。二、减少和去除食品中的微生物在食品生产和销售过程中完全避免微生物污染几乎时无法做到的，食品中或多或少的存在着微生物，为了保证食品的安全必须完全除菌或使微生物减少到安全程度－－消灭病原菌和腐败菌。除菌的方法很多，如离心、过滤、沉淀、洗涤、修整、加热、干燥、添加防腐剂、辐照等。有些方法既是加工过程又是贮藏工艺，但目的都是减少微生物的数量。过滤：是完全除去微生物的成功方法，但它仅限用于澄清的液体。这种方法适用于果汁、果酒、啤酒、软饮料以及食品加工用水。沉淀和离心:不能达到完全除菌，配合其它方法才能得到好的效果。多用于饮水处理。洗涤和整修：是生鲜食品除去表面细菌的好方法。加热、干燥、辐照和添加防腐剂等，是杀死食品中微生物的有效方法，有的也是加工方法。这些方法并不能达到完全杀菌的目的。三、控制食品中残留微生物的生长繁殖许多食品经过清洗等加工过程及杀菌处理，微生物应被杀灭，但有的食品并不能完全达到无菌，还残留有少量的微生物，如果采取进一步措施，如低温、干燥、厌氧等，使微生物停止生长，就可以延长食品的保存期。第二节食品保藏的主要方法人类在长期的实践中创造了许多有效的保藏方法。随着科学技术的发展，人们创造出许多新的，更为有效的方法。但总起来不外乎是利用热保藏、低温保藏、干燥（脱水）保藏、辐照保藏、添加防腐剂，以及利用盐、糖、酸等腌渍保藏等等，所有这些方法，都是围绕杀灭和抑制食品中微生物的生长繁殖来进行的，当然有些方法同时兼有加工制造不同风味食品的目的。一、利用加热保藏食品利用加热保藏食品的方法，在家庭生活以及大规模食品工业中都得到广泛地应用。不管方法和形式怎么不同，都是利用高于微生物最适温度的高温对食品进行加热，杀死病原菌及腐败微生物，然后采用适当的包装使食品与外界环境隔离，避免微生物再污染而达到较长时间保藏的目的。（一）利用加热保藏食品的常用方法煮沸、烘烤、油炸是家庭及食品工业常用的加工方法，但其不能杀死全部微生物。此外，热包装的杀菌效果与预煮温度及煮沸时间有关。加热杀菌常用的方法有煮沸、巴氏消毒法、高压蒸气灭菌、高温瞬时灭菌法等。使用时根据杀菌的目的、杀菌的对象选择方法，以既达到杀菌的目的又尽可能地保持食品的营养和质地为准。关键是选择杀菌的时间和温度。（二）影响食品加热灭菌效果的因素食品中微生物的数量和种类；食品本身的组成、体积和形状；食品中的水分含量；食品的pH值及其本身性质；杀菌方式等都是影响食品加热灭菌的因素。1、食品中存在的微生物的数量对杀菌效果的影响实验证明，食品中微生物的数量越大(尤其是细菌的芽孢），杀菌的时间就要长，或所需温度要高。2、食品中微生物的种类对加热灭菌效果的影响不同种类的微生物对热的抵抗力有很大差异，各种微生物的温度上限值是不同的。多数细菌、酵母、霉菌的营养细胞，抗热性较差的，50～60℃，10min可致死。腐生嗜热芽孢杆菌的营养细胞可在80℃下生长，121℃，12min可致死。细菌芽孢和霉菌的孢子抗热力比营养细胞强。同一菌种不同菌株或不同菌龄，抗热性也有差异。3、食品本身的组成对杀菌效果的影响水分含量高的食品，杀菌效率也高。食品的氢离子浓度（pH值）接近中性时，细菌细胞和芽孢耐热性最高，而食品处在酸性和碱性都有助于杀菌。食品中糖含量高低，杀菌效果也不一样。食品中无机盐在一定浓度下可增加微生物的耐热性。4、食品的体积和形状对杀菌效果的影响加热灭菌效果与食品的体积成反比。同样体积的食品随容器形状不同加热效果也不同。5、灭菌方式对杀菌效果的影响摇动式的灭菌比静置式的效果要好。二、利用低温保藏食品利用低温保藏食品是食品保藏中的一种重要方法，因为，在低温保藏的食品，其营养和质地能得到较好的保存，对一些生鲜食品，如水果、蔬菜等更具优越性。因此，是食品保藏中使用的最广泛的方法。（一）低温保藏食品的基本原理食品在低温下，本身的酶活性及化学反应得到延缓。食品中的微生物的生长繁殖大大降低或完全受到抑制，处于休眠状态，这样食品在一定时间内得以保藏。微生物对冷的抵抗力与微生物的种类和生长发育阶段、贮存时期的温度、贮藏时间以及食品的种类和性质均有密切关系。（二）利用低温保藏食品的常用方法1、普通贮藏温度高于15℃而低于大气温度。本法对块根类、马铃薯、甘蓝、芹菜、苹果等可以作短期贮存。2、冷藏温度稍高于冻结温度，通过冰或机械冷却。对鲜蛋、奶制品、肉、水产、蔬菜水果等可在有限期内保存。3、冻藏一般认为－18℃是较为合适的冻藏温度。冻藏条件下微生物并不死亡，而是处于休眠状态，另外酶反应仍缓慢进行。三、利用干燥保藏食品利用干燥保存食品是一个古老的方法，也是现在食品保藏的重要方法之一。干燥保存食品有许多优点：人工技术的进步，设备的改进，使食品中的营养成分得到较好的保存，同时节省劳力，占地面积小，干制食品重量轻、体积小，便于贮藏和运输，也节省了包装材料。对于军需、航海、野外作业、旅游等都很方便。（一）利用干燥保藏食品的基本原理食品通过干燥，大大降低了食品中的水分活性，食品中营养成分被浓缩，提高了渗透压。微生物由于得不到能利用的水分而受到抑制，停止了生长繁殖。另外食品本身的酶活性也受到抑制从而达到较长时间的保藏目的。（二）食品干燥的方法1、预处理对于水果和蔬菜食品，预处理使十分重要的。包括几个步骤：（1）原料分选（2）清洗（3）有的经过碱处理等去皮（4）有的需切分成一定的大小和形状（5）预煮和漂烫（6）熏硫2、干燥（1）自然干燥利用太阳、风、自然冷冻干燥等。在农村和家庭广为应用。（2）人工干燥有常压和真空干燥等几类，常压干燥包括热风、喷雾、薄膜、泡沫、干燥剂、冻结、微波等。真空干燥包括真空和冷冻真空干燥。冷冻真空干燥是最好的干燥方法，特别是一些对热和氧气敏感的食物成分，在干燥过程中不会损失或损失较少，因而发展迅速，在食品工业中得到越来越多的应用。（三）干燥食品中微生物的变化不同种类的干燥食品上的微生物，在种类和数量上有所不同。四、利用辐照保藏食品食品辐照保藏是指用射线辐照食品，借以延长食品保藏期的技术。食品经过辐照可以延迟某些生理过程（如发芽和成熟）的进展；起到杀虫、杀菌、消毒等防霉防腐作用，达到延长保藏时间，提高食品的质量和加工适应性。（一）利用辐照保藏食品的优点1、射线穿透力强，可处理包装和冻结的食品，杀灭深藏于食品内部的害虫、寄生虫和微生物。2、照射几乎不产生热。食品能在新鲜状态下进行保藏。3、辐照是物理加工的过程，不需添加防腐剂，因此，不留下任何残留物。4、可以改善一些食品的品质。5、节约能源。6、处理能连续进行。辐照食品比其他方法保藏食品具有更多的优越性，但其投放市场的商品较少且慢。其原因主要是人们对其安全性持极审慎的态度，在开始时使用了如“放射性食品”和“放射性辐照”等名词，引起了人们的恐惧心理。此外，卫生方面的试验要求很严，而动物毒性试验耗费的时间和资金很大，着也是原由之一。（二）辐照保藏食品的原理辐照保藏食品就是用X射线、γ射线、电子射线照射食品。这些带电和不带电的高能射线，能引起食品及其所带的昆虫和微生物的一系列物理化学反应，使他们的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，致使微生物和昆虫被杀死，从而食品的保藏时间得以延长。（三）辐照保藏食品的效果1、粮食防虫2、蔬菜3、水果4、辐照保藏水产品的效果5、辐照保藏肉类的效果6、辐照保藏调味料（四）辐照食品的射线剂量的选择及应用1、低剂量的辐照为10万rad以内。多用抑制发芽、杀虫和延缓成熟。2、中等剂量的辐照为10～100万rad。多用于减少非孢子致病微生物的数量和食品工艺性能的改进。3、高剂量的辐照约为100～500万rad。多用于商业目的的灭菌和消灭病毒。辐照灭菌的效果与食品性质、微生物区系、辐照剂量和辐照后的保藏条件等有关。影响辐照的主要因素：产品的最初质量和成熟度原始污染辐照的时间包装必须适合与辐照方法贮藏和运输条件水分含量和氧气五、利用发酵与腌渍保存食品发酵：代谢产物发酵保藏食品同时也是一个加工方法，可以制造出更丰富的食品品种来。腌渍：改变环境渗透压，盐的防腐等作用在许多情况下，发酵与腌渍是互相结合的。六、利用化学添加剂保存食品食品添加剂是在食品加工中，根据加工贮藏或包装的需要添加进食品中用以改进食品的感观、香味、组织度和贮藏性的物质，这些添加成分不含有营养。食品添加剂中，有一些是为了改善食品保藏性，这些物质称为防腐剂，他们在食品保藏中具有重要意义。食品加工中常用的防腐剂：苯甲酸及其钠盐在酸性食品中能抑制酵母和霉菌生长，多用于果汁等酸性饮料和果酱中，最高允许量不超过0.1％。山梨酸及其钾盐或钠盐对细菌的作用较弱，在pH4.5以下时，对酵母菌显示出较好的抑菌效果，对霉菌的抑制作用较强。适用于糕点、干果、果酱、果汁及其他无酒精饮料、酱腌菜等，最高允许量为0.1％。丙酸及其钙盐或钠盐在酸性条件下抑制霉菌生长，对酵母菌无效。常用于面包、糕点、干酪等制品的防霉，最高允许量为0.32％。在现有的防腐剂中，有些对人体健康不利，因此，研制和开发一些对人体无害的天然防腐剂是食品工业中急待解决的问题。以上简单的叙述了食品的保存问题，在生产实践中也常常不是采用单一的方法来防止微生物的危害，而是多种方法互相配合，以达到较为理想的保藏效果。第三节微生物发酵中杂菌污染的途径及其防治措施一、污染途径1、通过水而污染2、通过空气而污染（包括空气过滤的质量）3、通过人及动物而污染（操作不慎）4、通过用具及杂物污染（设备不合理，漏气漏液）5、发酵剂和原料本身的污染（原料消毒不彻底）6、发酵罐、管道消毒不彻底（死角消毒不到位）二、防治措施（一）加强环境卫生管理1、垃圾的无害化处理2、粪便的无害化处理3、污水的无害化处理（二）加强食品生产的卫生管理1、食品加工用料的卫生2、发酵用菌种的安全保存及发酵剂的卫生3、食品生产卫生（各个环节）4、生产人员个人卫生5、食品生产用水卫生6、设备（管道）消毒的有效性