食品保鲜中微生物控制存在的问题及对策

作者: 臧彦博

确保食品的保存新鲜是保障食品不受污染、延长其市场销售期限的核心步骤。若微生物不受控制地繁殖,将导致食品腐烂,严重时可能对消费者的健康造成威胁。所以,探索在食品储存环节中如何高效抑制微生物的繁殖,对于确保食品的安全性和提高食品的品质至关重要。

1.食品中微生物污染的风险与影响

食品安全问题常常因食品中的微生物污染而加剧,这主要涉及细菌、病毒、真菌和寄生虫等生物体,它们可能在食物中滋生并引发疾病。这些污染源不仅源自原材料,还可能在生产、存储、运输直至销售的各个环节中滋生,与环境条件密切相关。微生物污染带来的后果严重,包括触发食品安全突发事件、危害公众健康、增加经济负担及削弱消费者对食品的信任。

2.食品保鲜中微生物控制的影响因素

食品保存期间,微生物控制受到多种因素的影响。其中,温度作为一个核心的环境条件,极大地影响了食品变质的速度。大多数导致腐败的微生物在20℃-40℃的温度下达到最佳生长状态,然而即使在低温(0℃-8℃)环境下,某些低温适应性微生物仍能继续在冷藏条件下繁殖。食品中的pH值、水分活性及氧气浓度等关键因素,对微生物在食品内的生长和代谢起重要作用。肉类产品中的兼性厌氧微生物,如肠杆菌属,能在低氧环境中生存,导致食品变质。食品的营养成分和抗菌物质也会影响微生物的附着和代谢。高蛋白质和维生素的肉类及蛋类为微生物提供良好生长环境,而高浓度糖分和盐分的果脯、腌制食品则抑制微生物繁殖。因此,环境因素、食品组成和化学污染物质共同构成了一个复杂的微生物生态系统,在食品保存期内不断变化。深入理解这些因素间的相互影响对食品保鲜至关重要。

3.食品加工的主要污染源

3.1 原料污染源

食品加工的初始材料是其质量和安全性的基石,同时也是微生物污染的关键途径。在养殖和种植阶段,如肉类和果蔬,它们往往容易遭受来自土壤、大气和水源的微生物侵袭。粮食制品在收割、运送和贮存期间,如果处理不慎,可能会被细菌和霉菌等微生物污染。同时,在食品制造过程中,如果添加剂和复合调料的生产环境不卫生,也会埋下污染的种子。另外,不适当的运输条件,如温度和湿度控制不足,可能导致食品原料成为有害微生物的滋生地。

3.2 人员交叉污染源

人员交叉污染主要源于加工人员在不同生产环节中的不当操作或卫生习惯不佳。当加工处理生制品的员工未经充分清洁消毒就直接进入熟制品加工区,就会将生制品上的微生物带入熟制品中,导致交叉污染。同样,若熟制品车间的操作工在生熟制品间频繁穿梭,也会增加交叉污染的风险。此外,加工人员的个人卫生状况也是影响交叉污染的重要因素。如果员工的手部未经严格消毒就直接接触食品,或者佩戴的手套、大襟等防护用品未经适当清洁,就可能将手部携带的微生物转移到食品上。特别是当员工进出厕所或接触非洁净区域后,如果不及时消毒清洁就可能将大肠杆菌、沙门氏菌等有害微生物带入工作场所,导致食品严重被污染。

3.3 设备器具污染

在食品生产环节中,机器与工具扮演关键角色,但若清洁和杀菌不彻底,易成为微生物繁衍场所。机器内部构造复杂,难以触及的角落和缝隙易遗留食品残渣,成为微生物繁殖栖息地。同时,机器和工具表面频繁接触各种食材,若清洁消毒不及时彻底,可能导致病原体在不同食品间传播,造成食品安全隐患。此外,设备维护保养和使用不规范也可能引起污染,影响食品品质。因此,食品加工企业务必将机器和工具的清洁消毒工作放在首位,以保障食品安全。

设备和器具是食品加工过程中不可或缺的硬件条件,但如果清洁消毒不到位,极易造成微生物污染。设备的内部结构往往复杂,存在诸多死角和缝隙,这些地方在日常清洁时很难彻底清洁,残留的食品残渣就可能成为微生物生长的温床。同时,在加工过程中,设备器具表面会接触各种食品原料,如果清洁消毒工作不及时、不彻底,就可能造成病菌在不同食品间的传播,引发食品安全问题。此外,设备的维修保养和使用如果不规范,也可能造成设备污染,影响食品质量。因此,食品加工企业必须高度重视设备和器具的清洁消毒工作,确保食品安全。

3.4 包装污染

食品微生物污染不仅源自食品,包装环节亦存隐患。包装材料若不达标,可藏微生物;包装作业中卫生不规范,如未戴口罩手套、机械未定期清洗消毒均致微生物污染。存储环境温湿度不当,会促进微生物生长,包装瑕疵如密封不良,也为微生物入侵提供机会。因此,包装全程需严格把控,确保食品安全。

包装材料和包装过程同样是食品微生物污染的潜在风险源。一些包装材料本身如卫生条件不达标,就可能带有微生物污染;在包装过程中,如操作人员未按要求戴口罩手套、包装设备未及时清洁消毒等,也会将微生物转移至包装材料或直接污染食品。此外,包装后的贮存环境如温湿度控制不当,也可能导致微生物在包装内部滋生;包装缺陷如密封不严,也给微生物的侵入制造了条件。

4.现行微生物控制技术的功能和作用

在食品行业中,微生物控制技术是保障食品安全和延长产品保质期的重要措施。现有的控制技术可分为物理、化学和生物三大类别,各有其功能和作用。

物理技术涵盖了热力杀菌、低温储存、辐射加工和高压处理。热力杀菌,如巴氏杀菌和超高温(UHT)处理,通过短暂的高温时段消除食品内的微生物,被人们广泛采用。低温储存(如冷藏和冷冻)借助降低温度延缓微生物活动。辐射处理利用γ射线或电子束穿透包装,消除或抑制食品内的微生物。高压处理(HPP)是一种非热处理方式,通过600MPa以上的压力破坏微生物细胞,实现消毒效果。

化学方法依赖化学制剂。食品添加剂和防腐剂通过干扰微生物代谢过程以阻止其生长。益生菌通过争夺营养资源和附着位置,以及分泌抗菌物质,来抑制有害菌的增殖。

生物技术在食品行业中的应用日益广泛,尤其在微生物控制方面发挥着重要作用。其主要原理是利用生物体或其代谢产物来抑制或杀死食品中的有害微生物,从而保障食品安全,延长产品保质期。生物技术应用形式多样,主要包括以下几种:一是利用益生菌,如乳酸菌、双歧杆菌等,对食品进行发酵处理,产生抗菌物质,抑制有害微生物的生长;二是采用生物酶技术,如溶菌酶、葡萄糖氧化酶等,破坏微生物细胞壁,使其失去活性;三是运用生物抗菌肽,如抗菌肽、细菌素等,直接作用于微生物细胞膜,导致细胞死亡。

5.食品保鲜中微生物控制存在的问题

5.1 低温控制中微生物适应性增强

低温环境通常会对微生物的生命活动产生抑制作用,这是因为低温会减缓微生物的新陈代谢和生长速度。然而,长时间暴露在低温环境中的微生物会逐渐发展出一套适应机制,以应对低温带来的压力。一些研究发现,经过低温适应的单增李斯特菌,其毒性成分如溶血素和磷脂酶的表达水平显著增强。溶血素是一种能够破坏红细胞膜的毒素,而磷脂酶则能够破坏细胞膜的完整性。这些毒性成分的增加使得低温适应的单增李斯特菌具有更高的致病能力。此外,低温适应可能改变微生物的代谢特性。一些微生物会通过增加细胞内抗冻蛋白的表达来保护细胞免受低温的伤害。另外,一些微生物会通过调整其代谢途径来提高对低温环境的适应能力。这些适应性变化提升了微生物在食品保存期间的生存能力,也增加了由食物传播疾病的风险。

5.2 化学保鲜剂使用不当导致微生物耐药性提高

在食品行业中,化学保鲜剂的使用十分普遍,但过度或不当使用可能导致微生物对抗剂的抵抗力增强。以常用的防腐物质山梨酸钾为例,它的杀菌原理在于干扰微生物的ATP合酶,影响能量产生。然而,像肉毒梭菌,可能会在持续的压力下适应性进化,通过排除山梨酸根离子或改变ATP合酶结构来抵抗这种抑制。另外,专门针对特定作用位点的防腐剂如Nisin,其抗药性的形成尤其令人忧虑。化学残留有可能通过横向基因传递等途径,在微生物社群中扩散抗药性基因。现阶段,化学防腐剂的运用多依赖传统惯例,而对微生物抗药性的深入研究尚显不足,这无疑放大了问题的严重程度。

5.3 包装技术缺陷引发微生物交叉污染

食品包装在保持食品新鲜度的过程中扮演着关键角色,但其技术上的不足可能导致微生物的交叉污染问题。比如,真空包装虽然能抑制氧气依赖型细菌的活动,然而在特定情况下,可能会促进厌氧性病原体如产气荚膜梭菌的繁殖。此外,调整气体比例的改良气氛包装虽然可以延长食品的保质期,但如果气体混合比例失调,反而会加速微生物的腐败过程。包装材料和设备也是潜在的污染源。值得强调的是,各类食品对于包装工艺的要求存在显著差异。例如,低酸性罐头产品必须达到严格的商业无菌级别,而即食冷冻肉品则更着重于避免生熟食品间的相互污染。现阶段,在微生物危害的评估、检验以及管理方面,食品包装仍存在不足,这为微生物的交叉感染创造了机会。

6.加强食品保鲜的微生物控制对策及建议

6.1 优化低温存储条件,促进微生物适应性进化

面对低温环境下微生物活性问题,可采取多种策略进行有效管理。首先,针对食品特性优化储存温度至最低阈值,如将乳品冷藏温度调至0℃-2℃,严格控制温度波动,以抑制微生物繁殖。其次,结合超高压技术和脉冲电场技术,通过物理方法破坏微生物细胞,降低其逆境耐受能力。

在湿度控制上,建议将冷藏室湿度维持在80%-85%,并引入抗菌气体如二氧化碳和一氧化氮,利用低水分活性环境提升抗菌效果,减缓微生物适应性进化。监测方面,一旦发现菌群数量上升,应立即调整保存期限和冷藏温度,并在冷藏设备中安装快速微生物检测装置,与温湿度监控系统结合,实现实时监测,确保食品在冷链过程中的微生物污染风险得到及时控制和管理。通过这些综合措施,可以有效地保障食品的安全性和延长保存期限。

6.2 合理选择化学保鲜剂,防止微生物耐药性产生

针对化学防腐剂不当使用导致的微生物抗药性增强问题,我们可采取综合策略应对。首先,依据食品特性和腐败微生物种类,精准选择并调整化学保鲜剂浓度,探索混合使用方式以增强效果。其次,研发新型保鲜剂如c-聚赖氨酸,其独特抗菌机制有助于延缓抗药性形成,实际应用中能有效延长冷鲜牛肉保质期并抑制嗜冷菌。再者,融合非热处理技术如超声波处理与化学保鲜剂协同作用,提升抗菌效果同时,减少热影响,保持食品品质。重要的是,结合使用时因机制不同,能降低细菌交叉抗药性风险。实施中需密切监控微生物耐受性变化,适时调整策略。此外,加强化学保鲜剂残留检测和微生物接触量控制,是预防抗药性发展的关键。通过这些综合措施,能有效应对微生物抗药性挑战,确保食品安全。

6.3 改善包装技术,阻断微生物交叉污染途径

为避免包装过程中微生物交叉感染的问题,可以执行以下策略:首先,在选用包装材质时,需要重视其抗菌和隔离性能。比如,采用纳米银增强的聚乙烯复合材料,其中银微粒的直径控制在10-50纳米范围内,混合比例在0.5%-2.0%之间,这种材料能够有效遏制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等常见细菌的滋生,并保持较好的耐高温特性和透明度,适合用于低温杀菌乳品的灌装作业,从而降低污染的可能性。接下来,在包装和封口环节,要严格实施无菌操作,并对工艺参数进行精细调整。若检测到菌落总数或大肠菌群超过标准,应立刻暂停生产并进行原因调查,如有必要,则进行彻底的清洁和消毒。最终,应用快速检测手段,如微生物呼吸检测法、ATP荧光检测法等,以缩短无菌检测的反馈时间。对于风险较高的产品,实施全检的微生物抽检,一旦检出污染,应迅速通知下游经销商和消费者,以最大程度降低公共卫生安全隐患。

结语

在食品工艺与卫生安全范畴内,对微生物进行有效管理的科技进步与实践至关重要,它是保障公众健康与食品质量的核心环节。企业方面需强化对原料的监控力度,规范操作流程,改进制造工艺,引入尖端科技,并构建一套周密的防范、监督及回溯机制,以实现管理的完整性。此外,还应增加资金投入,不断革新,紧跟时代步伐,积极吸取国内外成熟的科技手段,从而提升食品生产的科技含量和自动化层级。未来,快速鉴定技术将成为重要的发展方向,结合人工智能和大数据分析,开发智能检测系统,实现对食品中微生物的实时监测和预警,提高食品安全管理的智能化水平。

作者简介

臧彦博(1996-),男,山东诸城人,研发员,本科;研究方向:食品健康、食品保鲜。

经典小说推荐

杂志订阅

友情链接