用水分活度、pH、化学物质及包装控制病原体生长

　　食品加工可以利用水分活度、pH、化学物质及包装来控制病原体生长。而对食品加工来讲，通过控制病原体所需的营养成分，则难以达到目的，因为除特别情形之外，大多数食品为病原体生长产提供了充足的营养。我们还是集中精力通过水分活度、pH、化学物质及包装控制病原体生长。

　　通过分别控制食品中水分活度和pH值，或加入化学添加剂如盐类物质，或通过特定的包装技术调节气体来控制病原体的生长。但是，加工者一般将这些控制技术结合使用，而不是只依赖于一种。因为单一控制系统如完全达到目的，可能是苛刻的，而且使产品不为消费者接受。

　　本节将叙述使用pH、水分活度、抑制剂和气体的微生物学控制。

一、控制pH

　　每种微生物生长都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生长，当pH值为 4.6或以下时可抑制致病菌生长和产生毒素的，这是我们关心的主要问题。但有些病原体，特别是艾希氏大肠杆菌0157:H7，虽然在酸性条件下生长被抑制，仍可存活较长时间。pH 是一种抑制病菌生长的方法，而不能破坏现存的致病菌。但是，在低pH值保持时间较长时，很多微生物将被破坏。

　　pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品开始是低酸食品，加工后成为酸性食品。这将在后面讨论。

　　天然酸性食品是那些自然含酸的食品。常见的天然酸性的食品有：pH为4.0的桃；pH为3.5的橙汁和pH为3.5的苹果。通常而言，大部分水果属天然酸性的食品。但有些热带水果如菠萝，根据生长条件pH可能大于4.6。

　　低酸食品（pH 4.6 以上）如有：pH为6.3的生鱼；pH为5.0的青刀豆罐头；pH为5.5 的面包和pH为6.2的鲜火腿。如上所述，低酸食品包括含蛋白质食品、各种蔬菜、淀粉质食品及其它多种食品。

　　食品经加工变酸的产品包括如使用醋（醋酸）降低pH的腌渍鱼和腌渍椒，和通过发酵产生乳酸来降低pH的橄榄和甜泡菜。

　　酸化是直接向低酸食品加酸的过程。目标通常为 pH 4.6或更低。这些食品称为酸化食品，要符合相应的法规如FDA 21CFR PART 114。 有些情况食品虽然经过加酸，但最终pH仍高于4.6，这就需要其他方法来加以控制，如冷藏。

　　通过发酵产生酸或乙醇有两个目的。一是赋予食品特定的品质以产生预期的味道或均匀结构。酸奶就是通过发酵加工具有独特的香味和结构。另一个目的是食品防腐，如腌渍产品，但这类发酵食品的pH一般达不到4.6或以下，所以在冷藏温度下贮存才是安全的。

　　酸化是直接向低酸食品加酸的过程。添加的酸有很多种----醋酸、乳酸和柠檬酸----根据预期成品的特性而选用。另外一些酸化产品包括：腌渍洋葱，腌渍芦笋和生装酸黄瓜。

　　除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作为添加配料，来酸化低酸食品。使用蕃茄的产品包括装有整形芹菜、洋葱或辣椒意大利面条酱。罐装蕃茄通常pH为约4.2，而其它蔬菜为低酸性。

　　如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，则认为该食品是酸化的，并适用于法规。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5则食品已经酸化了，因为蕃茄中的部分酸被用来酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍为4.2，则用来酸化蔬菜的蕃茄中的酸量没有明显变化，在这种情况下该产品不适用于酸化食品法规，并且认为不是配制成的酸性食物。这样的食品包括有芥木、蕃茄酱、沙拉调料和其它调味品，都是货架稳定的食品。

　　酸化食品加工者需科学地设定加工过程以保证最终pH肯定低于4.6。加工者需对每批制成品测试平衡后的pH 。意思是指所有配料达到自然pH平衡，这对较大颗粒食品可能需长达10天长的时间。需经几天达到平衡pH的产品在这段时间里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原体的生长。为加速测试过程，可将产品混成均匀糊状。均质含油的食品时，均质前应将油除去。另一种方法是在产品加油前测试pH，因为油不影响最终pH。

（二）、测量pH值

　　如加工者要进行酸化处理，必须有某种测量pH的方法。加工者多数选用pH计，但也可使用指示溶液、试纸、或进行滴定确保最终pH低于4.0。如用pH计，需进行适当地校正。

　　pH计可有双电极，或两个功能结合在一个电极上的单个复合电极。一个是参比电极，一个是测量电极。不用时，电极应浸没在蒸馏水或制造商推荐的其它溶液中。每天使用时应用两种缓冲溶液校正仪器，其中一中pH接近所测的平衡pH。校正后，电极应用蒸馏水冲洗，然后用于测试。pH计的操作和校正应遵照制造商的说明进行。

　　对经批酸化的制成品监测pH所需频率要比经直接酸化的低。这是因为直接酸化缸与缸之间有变化，而批酸化则不然。

　　最后一点，按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必须进行充分地热处理以灭活腐败微生物和病原体的繁殖体。两个原因，一个是防止腐败导致经济损失，另外是腐败生物的繁殖可使pH升高，危及产品的安全。

　　关于酸化食品的加工工程，可查找美国FDA《酸化食品生产者检验指南》或其他资料。

　　如同pH，每种微生物体有其生长的最低、最佳、最高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生长，但是0.85是病原体生长的安全界限。0.85是根据金黄色葡萄球菌产生毒素的最低水分活度得来的。

　　0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施来控制病原体生长。水分活度0.60至0.85的食品为中等水分食品，这些食品不需要冷藏控制病原体，但由于主要酵母菌和霉菌引起的腐败，要有一个限定货架期。对大部分水分活度在0.6以下食品，有较长的货架期，也不需冷藏，这些食品称为低水分食品。

　　水份较高的食品（水分活度高于0.85 ）的一些例子：

水份较高的食品	水分活度
生鱼	0.99
苹果	0.99
牛奶	0.98
熏火腿	0.87
面包	0.95

　　大部分生肉、水果和蔬菜属于水份较高的食品（水分活度高于0.85 ）。值得注意的是面包，多数人认为它是干燥，货架稳定的产品。实际上，它有相当高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原体更容易生长，换言之，它变危险之前就长霉变绿了。

　　有些独特风味的产品如酱油外表像是高水分产品，但因盐、糖或其它成分结合了水分，它们的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果酱和果冻的水分活度可满足酵母菌和霉菌生长，它们需在将包装前轻微加热将酵母菌霉菌杀灭以防止腐败。

　中等水分食品（水分活度在0.60至0.85之间）的一些例子：

　　货架完全稳定产品，或低水分食品（水分活度 0.60以下）的产品如：

低水分食品	水分活度
干面条	0.50
饼干	0.10

　　有些产品需仔细控制水分活度，其它则不必。例如，果酱如果不用糖降低已有水分活度，将不成酱----或者说不成冻胶----也不能投放市场。这类产品不需为安全而控制水分活度。

　　热空气干燥----用于固体食品如蔬菜、水果和鱼

　　喷雾干燥----用于流体和半流体如牛奶

　　真空干燥----用于流体如果汁

　　冷冻干燥----用于多种产品

　　另一种降低食品水分活度的方法是加盐或糖。这种类型食品的例子有----酱油、果酱和腌鱼，这不需要非常特殊的设备。对流体或半流体产品，如酱油或果酱，用配方加工控制。对固体食品如鱼或熏火腿，可用盐干燥，即放入盐溶液或浸入盐水中。

　　控制水分活度分两步。第一，科学地设定可保证水分活度为0.85或更低的干燥、盐渍或加工配方，然后严格地执行。第二，可取制成品样品测试其水分活度。

　　乳酸链球素和游霉素（NISIN，NATAMYCIN）是两种被批准可直接用于食品的抗生素。它们用于奶酪中作为抗微生物剂。

　　化学防腐剂使用的控制很简单----配方。意思是，加工者需对每批产品严格控制食品添加剂的剂量。

　　氧气是需氧腐败生物体生命线。但含有一定氧气可增加抑制肉毒梭菌的安全性。通常为浓度约2至4％的氧。然而，包装中存在的氧可使腐败微生物生长，并消耗氧气以至降低至2 ％安全浓度之下，这样产品的保质期受到限制。

　　虽然一般关注其它其它病原体，但主要关注的是肉毒梭菌。从这点考虑，除非有其它对肉毒梭菌的控制措施，否则不能使用这些包装技术。这些控制措施包括：水分活度低于0.93并且充分冷藏以控制其它病原体；pH低于4.6；盐分高于10％，数量较多的竞争微生物；在最终容器中热处理；在冷冻条件下贮存和销售。每种控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生长。

转载自<食品伙伴网>

食品饮料分析仪器主页