影響食品貨架期的三大因素

申海鵬

食物是人類能量的源泉，好的食品可以提供人體所需的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪及維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但是，當(dāng)食品發(fā)生物理、化學(xué)變化或被微生物污染后，食品品質(zhì)就會(huì)遭到破壞甚至變質(zhì)。食用變質(zhì)的食品，會(huì)對(duì)人體健康造成危害，輕則身體不適，重則危及生命安全。

人們?yōu)榱舜_保購(gòu)買到安全的食品，需深刻了解食品貨架期的。1974年，美國(guó)食品科技協(xié)會(huì)將貨架期定義為：“產(chǎn)品生產(chǎn)以后能夠保持令人滿意的特性的一段時(shí)間”。1993年，英國(guó)食品科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)對(duì)食品貨架期進(jìn)行了更為確切的規(guī)定：“在特定的貯存條件下，食品可保持以下描述性狀的時(shí)間即依然安全；具有其應(yīng)該有的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)；符合產(chǎn)品所標(biāo)注的營(yíng)養(yǎng)成分?！?/p>

近幾年，我國(guó)也逐漸開始展開對(duì)食品貨架期的研究。我國(guó)法律法規(guī)（GB 7718-2011）中要求，所有的預(yù)包裝食品，都要在包裝上標(biāo)明該食品的貨架期。今年7月，北京食品和藥物管理局也出臺(tái)了新規(guī)定：在北京生產(chǎn)的食品，如果在0～8℃下保存時(shí)間長(zhǎng)于24小時(shí)，或者在0～4℃保存時(shí)間長(zhǎng)于48小時(shí)的冷凍食品，都需要在第三方實(shí)驗(yàn)室做貨架期的檢驗(yàn)。實(shí)際而言，研究貨架期的目的更多在于確保企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)出高質(zhì)量的食品。如今食品企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，各大食品企業(yè)不斷推陳出新，如果產(chǎn)品標(biāo)注的貨架期高于實(shí)際保質(zhì)期，當(dāng)食品變質(zhì)時(shí)依然在銷售，這將有損企業(yè)的品牌形象，并對(duì)過期食品進(jìn)行下架、銷毀、賠償?shù)忍幚?，造成企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，準(zhǔn)確掌握食品貨架期以及了解其影響因素對(duì)食品企業(yè)而言至關(guān)重要。

梅里埃營(yíng)養(yǎng)科學(xué)（中國(guó)）食品科學(xué)中心鞠文庭介紹了影響食品貨架期的微生物、物理、化學(xué)等三大因素。

微生物因素

食品中的微生物主要分為三大類：細(xì)菌、霉菌和酵母菌。細(xì)菌常見于水分含量較高、營(yíng)養(yǎng)較為豐富的食品中，如牛奶、果汁、蔬菜及肉制品。細(xì)菌生長(zhǎng)十分迅速，多以二分裂方式進(jìn)行繁殖，而某些細(xì)菌具有芽孢——對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗力很強(qiáng)，細(xì)菌憑借快速繁殖和形成芽孢的特性，使它們幾乎無處不在。霉菌容易在水分活度低的食品如面包中滋生，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，日常生活很多食品上長(zhǎng)出一些肉眼可見的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。酵母菌在自然界分布廣泛，主要生長(zhǎng)在偏酸性、潮濕的含糖環(huán)境中，酵母菌的生殖方式有無性繁殖和有性繁殖兩大類，在有氧、或無氧的條件下都能生存。影響這3種微生物生長(zhǎng)的內(nèi)在因素包括pH、水活度（aw）、防腐劑、營(yíng)養(yǎng)等，外在因素如時(shí)間、溫度、濕度、背景微生物負(fù)載量、氧化還原電位類別等。

pH值

細(xì)菌的最適pH范圍是4.0～9.0，酵母菌是2.5～8.5，霉菌是1.5～11.0，pH為6.5～7.0是一般微生物的最適生長(zhǎng)范圍， pH值對(duì)食品貨架期有直接影響，食品在不同pH值條件下，最有可能引起腐敗的微生物見下表。

水活度（aw）

水活度不同于水分含量，水分含量是水分在食品中的百分比，水活度是食品中能夠被微生物利用的水（自由水）占整個(gè)水分的百分比。對(duì)于一些食品來說，各個(gè)部分的水活度是有差異的，控制食品水活度，可以控制微生物的生長(zhǎng)，不同水活度下的微生物存活情況如表1。

背景微生物負(fù)載量

將雞腿放入4℃的冰箱中，當(dāng)冰箱內(nèi)微生物負(fù)載量為103cfu/cm2時(shí)，保存12天后會(huì)出現(xiàn)變味、變粘現(xiàn)象；微生物負(fù)載量量為104～105cfu/cm2時(shí)，保存4～5天后將出現(xiàn)變味、變粘現(xiàn)象；微生物負(fù)載量為106～107cfu/cm2時(shí)，保存2天后即出現(xiàn)變味、變粘的現(xiàn)象。因此，采取相應(yīng)工藝來降低背景微生物負(fù)載量可延長(zhǎng)食品貨架期。

氧化還原電位類別

氧化還原電位主要受環(huán)境中氧的影響，如假單胞菌屬于嚴(yán)格需氧菌，在無氧條件則無法存活。一些食品包裝采用充氮包裝，使需要氧氣的微生物無法生存。一般嗜氧微生物在氧化還原電位為正時(shí)都能生長(zhǎng)，而厭氧微生物要求氧化還原電位為負(fù)值，通過改變氧化還原電位控制微生物的生長(zhǎng)可以延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。

溫度

溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)十分重要，對(duì)貨架期的影響也很大，不同溫度下微生物含量不同，適當(dāng)提高溫度可加快微生物的生長(zhǎng)速度，圖1為溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)速率的影響情況。

物理因素

物理?yè)p傷：蔬菜水果容易擦傷，釋放出酶類物質(zhì)，而產(chǎn)生顏色變化，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的散失；餅干類產(chǎn)品容易受機(jī)械力的擠壓而變碎，預(yù)示著貨架期結(jié)束。

水分散失或吸收：冷凍食品的水分容易散失；蛋卷類較脆的食品容易吸收水分而變軟；巧克力在高濕條件下容易出現(xiàn)糖類物質(zhì)并在表面析出形成白色顆粒的現(xiàn)象；水分能通過除了玻璃和金屬，其他包材，水分散失或吸收會(huì)對(duì)食品口感產(chǎn)生一定影響。

化學(xué)因素

脂質(zhì)氧化：脂肪氧化有不同的方式，自由基和不飽和脂肪酸反應(yīng)形成酒精、乙醛和游離脂肪酸；脂肪氧化酶催化不飽和脂肪酸和氧氣之間的反應(yīng)；光催化氧化，需要感光物如葉綠素的參與。脂質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生很多一級(jí)、二級(jí)產(chǎn)物從而影響食品品質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)成分和質(zhì)量的流失以及形成有顏色的褐色物質(zhì)。

維生素降解：維生素降解的因素有氧氣、水、光線、時(shí)間、pH等，不同維生素分解快慢不同，可用以預(yù)測(cè)貨架期。

褐變：褐變是食品中普遍存在的一種變色現(xiàn)象，尤其當(dāng)新鮮果蔬原料進(jìn)行加工時(shí)或經(jīng)貯藏或受機(jī)械損傷時(shí)。沒有酶參與的褐變?yōu)榉敲负肿儯忻冈谘鯕獾膮⑴c下，將酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩亩嗑垠w，為酶促褐變，多酚氧化酶和過氧化酶是水果中常見的酶。

確定食品貨架期的主要技術(shù)和方法有很多。1.感官評(píng)定：由感官評(píng)定小組對(duì)產(chǎn)品的氣味、色澤、口感、質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法非常有效、直接，但是昂貴、費(fèi)時(shí)，在一段較長(zhǎng)的時(shí)間獲得高質(zhì)量的感官評(píng)價(jià)比較困難。2.物理方法：對(duì)食品的粘度、咬力、水活度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，來評(píng)定是否達(dá)標(biāo)。3.化學(xué)方法：通過測(cè)定食品過氧化值、游離脂肪酸等，對(duì)食品酸敗狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，另外通過測(cè)定維生素的降解情況，也可確定食品貨架期。4.微生物測(cè)試：一般對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母菌進(jìn)行測(cè)試，也可以通過挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)將微生物菌群接種到食品上，對(duì)貨架期進(jìn)行評(píng)估。5.預(yù)測(cè)方法：通過加速實(shí)驗(yàn)和微生物學(xué)模型對(duì)貨架期進(jìn)行確認(rèn)。