普洱茶后發(fā)酵之涵義"第二篇"
食品防腐變質(zhì)的包裝技術(shù)研究
1. 食品的腐敗與變質(zhì)
微生物廣泛分布于自然界，食品中不可避免的會受到一定類型和數(shù)量的微生物的污染，當(dāng)環(huán)境條件適宜時，它們就會迅速生長繁殖，造成食品的腐敗與變質(zhì)，不僅降低了食品的營養(yǎng)和衛(wèi)生質(zhì)量，而且還可能危害人體的健康。
食品腐敗變質(zhì)（food spoilage），是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響，造成其原有化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化，降低或失去其營養(yǎng)價值和商品價值的過程。如魚肉的腐臭、油脂的酸敗、水果蔬菜的腐爛和糧食的霉變等。
食品的腐敗變質(zhì)原因較多，有物理因素、化學(xué)因素和生物性因素，如動、植物食品組織內(nèi)酶的作用，昆蟲、寄生蟲以及微生物的污染等。其中由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的，故本章只討論有關(guān)由微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問題。
1.1微生物引起食品變質(zhì)的基本條件
食品加工前的原料，總是帶有一定數(shù)量的微生物；在加工過程中及加工后的成品，也不可避免地要接觸環(huán)境中的微生物，因而食品中存在一定種類和數(shù)量的微生物。然而微生物污染食品后，能否導(dǎo)致食品的腐敗變質(zhì)，以及變質(zhì)的程度和性質(zhì)如何，是受多方面因素的影響。一般來說，食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，與食品本身的性質(zhì)、污染微生物的種類和數(shù)量以及食品所處的環(huán)境等因素有著密切的關(guān)系，而它們?nèi)咧g又是相互作用、相互影響的。
1.1.1食品的基質(zhì)特性
⑴食品的營養(yǎng)成分
食品含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無機(jī)鹽、維生素和水分等豐富的營養(yǎng)成分，是微生物的良好培養(yǎng)基。因而微生物污染食品后很容易迅速生長繁殖造成食品的變質(zhì)。但由于不同的食品中，上述各種成分的比例差異很大，而各種微生物分解各類營養(yǎng)物質(zhì)的能力不同，這就導(dǎo)致了引起不同食品腐敗的微生物類群也不同，如肉、魚等富含蛋白質(zhì)的食品，容易受到對蛋白質(zhì)分解能力很強(qiáng)的變形桿菌、青霉等微生物的污染而發(fā)生腐?。幻罪埖群穷愝^高的食品，易受到曲霉屬、根霉屬、乳酸菌、啤酒酵母等對碳水化合物分解能力強(qiáng)的微生物的污染而變質(zhì)；而脂肪含量較高的食品，易受到黃曲霉和假單孢桿菌等分解脂肪能力很強(qiáng)的微生物的污染而發(fā)生酸敗變質(zhì)。
⑵ 食品的氫離子濃度
各種食品都具有一定的氫離子濃度。根據(jù)食品ph值范圍的特點(diǎn)，可將食品劃分為兩大類：酸性食品和非酸性食品。一般規(guī)定ph值在4．5以上者，屬于非酸性食品；ph值在4.5以下者為酸性食品。例如動物食品的ph值一般在5～7之間，蔬菜ph值在5～6之間，它們一般為非酸性食品；水果的ph值在2～5之間，一般為酸性食品。
各類微生物都有其最適宜的ph范圍，食品中氫離子濃度可影響菌體細(xì)胞膜上電荷的性質(zhì)。當(dāng)微生物細(xì)胞膜上的電荷性質(zhì)受到食品氫離子濃度的影響而改變后，微生物對某些物質(zhì)的吸收機(jī)制會發(fā)生改變，從而影響細(xì)胞正常物質(zhì)代謝活動和酶的作用，因此食品ph值高低是制約微生物生長，影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。
大多數(shù)細(xì)菌最適生長的ph值是7.0左右，酵母菌和霉菌生長的ph值范圍較寬，因而非酸性食品適合于大多數(shù)細(xì)菌及酵母菌、霉菌的生長；細(xì)菌生長下限一般在4．5左右，ph值3.3～4.0以下時只有個別耐酸細(xì)菌，如乳桿菌屬尚能生長，故酸性食品的腐敗變質(zhì)主要是酵母和霉菌的生長。
另外，食品的ph值也會因微生物的生長繁殖而發(fā)生改變，當(dāng)微生物生長在含糖與蛋白質(zhì)的食品基質(zhì)中，微生物首先分解糖產(chǎn)酸使食品的ph值下降；當(dāng)糖不足時，蛋白質(zhì)被分解，ph值又回升。由于微生物的活動，使食品基質(zhì)的ph值發(fā)生很大變化，當(dāng)酸或堿積累到一定量時，反過來又會抑制微生物的繼續(xù)活動。
⑶ 食品的水分
水分是微生物生命活動的必要條件，微生物細(xì)胞組成不可缺少水，細(xì)胞內(nèi)所進(jìn)行的各種生物化學(xué)反應(yīng)，均以水分為溶媒。在缺水的環(huán)境中，微生物的新陳代謝發(fā)生障礙，甚至死亡。但各類微生物生長繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量決定了生長微生物的種類。一般來說，含水分較多的食品，細(xì)菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌則容易繁殖。
食品中水分以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。微生物在食品上生長繁殖，能利用的水是游離水，因而微生物在食品中的生長繁殖所需水不是取決于總含水量（%），而是取決于水分活度（aw，也稱水活性）。因為一部分水是與蛋白質(zhì)、碳水化合物及一些可溶性物質(zhì)，如氨基酸、糖、鹽等結(jié)合，這種結(jié)合水對微生物是無用的。因而通常使用水分活度來表示食品中可被微生物利用的水。
水分活度（aw）是指食品在密閉容器內(nèi)的水蒸汽壓(p)與純水蒸汽壓(p0)之比，即aw=p/p0 。純水的aw=1；無水食品的aw=0，由此可見，食品的aw值在0-1之間。表1給出了不同微生物類群生長的最低aw值范圍，從表中可以看出，食品的aw值在o.60以下，則認(rèn)為微生物不能生長。一般認(rèn)為食品aw值在o.64以下，是食品安全貯藏的防霉含水量。
食品中主要微生物類群生長的最低aw值范圍
微生物類群 最低aw值范圍 微生物類群 最低aw值
大多數(shù)細(xì)菌 0.99～0.90 嗜鹽性細(xì)菌 0.75
大多數(shù)酵母菌 0.94～0.88 耐高滲酵母 0.60
大多數(shù)霉菌 0.94～0.73 干性霉菌 0.65
新鮮的食品原料，例如魚、肉、水果、蔬菜等含有較多的水分，aw值一般在o.98～0.99，適合多數(shù)微生物的生長，如果不及時加以處理，很容易發(fā)生腐敗變質(zhì)。為了防止食品變質(zhì)，最常用的辦法，就是要降低食品的含水量，使aw值降低至o．70以下，這樣可以較長期地進(jìn)行保存。許多研究報導(dǎo)，aw值在o.80～o.85之間的食品，一般只能保存幾天；aw值在o.72左右的食品，可以保存2至3個月；如果aw在0.65以下，則可保存1至3年。
在實(shí)際中，為了方便也常用含水量百分率來表示食品的含水量，并以此作為控制微生物生長的一項衡量指標(biāo)。例如為了達(dá)到保藏目的，奶粉含水量應(yīng)在8% 以下，大米含水量應(yīng)在13% 左右，豆類在15% 以下，脫水蔬菜在14～20% 之間。這些物質(zhì)含水量百分率雖然不同，但其aw值約在0.70以下。
⑷ 食品的滲透壓
滲透壓與微生物的生命活動有一定的關(guān)系。如將微生物置于低滲溶液中，菌體吸收水分發(fā)生膨脹，甚至破裂；若置于高滲溶液中，菌體則發(fā)生脫水，甚至死亡。一般來講，微生物在低滲透壓的食品中有一定的抵抗力，較易生長，而在高滲食品中，微生物常因脫水而死亡。當(dāng)然不同微生物種類對滲透壓的耐受能力大不相同。
絕大多數(shù)細(xì)菌不能在較高滲透壓的食品中生長，只有少數(shù)種能在高滲環(huán)境中生長，如鹽桿菌屬（halobacterium)中的一些種，在20～30%的食鹽濃度的食品中能夠生活；腸膜明串珠菌能耐高濃度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受較高的滲透壓，如異常漢遜氏酵母（hansenula anomala)、魯氏糖酵母（saccharomyces rouxii)、膜畢赤氏酵母（pichia membranafaciens）等能耐受高糖，常引起糖漿、果醬、果汁等高糖食品的變質(zhì)。霉菌中比較突出的代表是灰綠曲霉（aspergillus glaucus)、青霉屬、芽枝霉屬等。
食鹽和糖是形成不同滲透壓的主要物質(zhì)。在食品中加人不同量的糖或鹽，可以形成不同的滲透壓。所加的糖或鹽越多，則濃度越高，滲透壓越大，食品的aw值就越小。通常為了防止食品腐敗變質(zhì)，常用鹽腌和糖漬方法來較長時間地保存食品。