用水分活度、pH及包材的控制.doc
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1、用水分活度、pH、化学物质及包装控制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
2、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
3、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
4、控制,如冷藏。发酵是使用某些无害微生物来促进食品化学变化的过程。这些微生物作用的结果是产生酸或乙醇。细菌一般产生醋酸或乳酸,酵母菌一般产生乙醇。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。(一)酸化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
5、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
6、 。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
7、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。(三)直接酸化和批酸化向产品中加酸有几种不同方法。一种方法称为直接酸化,即在生产低酸食品过程中,在单个制成品容器中加入预先确定数量的酸。用此方法,重要的是加工者控制酸与食品比例,酸化蔬菜最常用的方法。另一种方法是批酸化,顾名思义,酸和食品大批混合后让其平衡。然后包装酸化食品。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
8、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。(四)发酵对于发酵食品,判定一个特定食品是否安全时常常令人困惑。发酵食品如发酵泡菜和酸奶等。葡萄酒和啤酒,是用酵母菌使产品发酵产生乙醇,乙醇使产品防腐。在酸泡菜、发酵香肠、奶酪、甜酸泡菜、橄榄和酪乳的生产中,发酵时细菌产生了乳酸。霉菌也用于某些食品的发酵,主要是为了味道和其它特性,如酱油和其它中国特色食品,。实际上,发酵实在是一种艺术。一方面需要促进好的微生物生长同时一方面阻止会引起腐败
9、的不良微生物生长。通常的作法是向食品中加盐或发酵剂,或在某些情形中将其轻微地酸化。发酵剂可以是酵母菌或细菌。在很多发酵产品中,一个普遍现象就是没有消除产酸细菌的加工过程。所以大部分发酵产品必须保持冷藏,以保证发酵细菌不会使产品腐败。二、控制水分活度(一)常见食品的水分活度如同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。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
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