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微生物在食品检测中的具体作用

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本文详细阐述了食品加工中通过控制pH值、水分活度、发酵、酸化、包装技术等手段抑制病原体生长的原理和方法,重点介绍了肉毒梭菌的控制措施及各类食品的微生物安全屏障。

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对食品加工来讲,通过控制病原体所需的营养成分来控制病原体难以达到目的,因为除特别情形之外,大多数食品为病原体生长提供了充足的营养。食品加工可以通过分别控制食品中水分活度和pH值,或通过特定的包装技术调节气体来控制病原体的生长。

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。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。天然酸性食品是那些自然含酸的食品,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。低酸食品包括含蛋白质食品、各种蔬菜、淀粉质食品及其它多种食品。

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。

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。

酸化是直接向低酸食品加酸的过程。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。添加的酸有很多种,主要有醋酸、乳酸和柠檬酸,根据预期成品的特性而选用。

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 ,因为所有配料达到自然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。

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。其原因有两个,一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。

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。

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。

发酵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。

2.1 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的。

常见食品的水分活度。水分活度分类控制要求:0.85以上水份较大的食品要求冷藏或其他措施控制病原体生长;0.6—0.85中等水份食品不需要冷藏控制病原体,由于因酵母和霉菌引起的腐败而限制货架期;0.6以

❓ 常见问题

Q: pH 4.6在食品微生物控制中有什么意义?
A: pH 4.6是酸性食品和低酸食品的分界限。当pH值为4.6或以下时,可抑制致病菌生长和产生毒素,但有些病原体如艾希氏大肠杆菌O157:H7在酸性条件下仍可存活较长时间。pH是一种抑制病菌的方法,不能破坏现存的致病菌。
Q: 如何通过控制水分活度来保证食品安全?
A: 水分活度0.85是病原体生长的安全界限,基于金黄色葡萄球菌产毒的最低水分活度。水分活度>0.85的食品需冷藏或其他措施控制病原体;0.6-0.85的中等水分食品不需冷藏但货架期有限;<0.6的低水分食品有较长货架期。降低水分活度的方法包括干燥、加盐或糖。
Q: 减氧包装(如真空包装)在食品安全中需要注意什么?
A: 减氧包装可防止腐败生物生长,延长货架期,但低氧环境有利于厌氧和兼性厌氧病原体(如肉毒梭菌)生长,可能导致在腐败前就已产生毒素。因此,除非有额外控制措施(如水分活度<0.93、pH<4.6、盐分>10%、竞争微生物、热处理、冷冻),否则不能单独使用这些包装技术。

📊 抽检实况

基于全国食品安全监督抽检数据(2023-01-30 至 2026-07-04),共检出 326 条不合格通报。

不合格检测项 TOP 5
霉菌 ×237金黄色葡萄球菌 ×87pH值 ×2
典型案例
能量型维生素饮品 — 霉菌:(标准 ≤20CFU/mL,不合格) 2026-07-04
原味瓜子 — 霉菌:110CFU/g(标准 ≤25CFU/g,不合格)(吾尔自治市) 2026-06-22
燕麦麸 — 霉菌:(标准 n=5,c=2,m=50CFU/g,M=100CFU/g,不合格) 2026-06-09
省份分布:珠海市(153条)、重庆市(57条)、甘肃省(13条)、河南省(12条)、山东省(10条)
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数据来源:全国食品安全监督抽检公告 · 自动关联

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