摘 要：微生物控制技術對保障食品質量、維護公眾健康具有至關重要的意義。本文簡單介紹了微生物控制技術的分類及原理，深入探討了微生物控制技術在食品工程中的廣泛應用，通過具體案例分析，展示了該技術在乳制品、肉制品等多個食品行業(yè)中的成功應用。

關鍵詞：微生物控制技術；食品工程；食品質量；食品安全

Application of Microbial Control Technology in Food Engineering

Abstract： Microbial control technology is of great significance to ensure food quality and maintain public health. This paper briefly introduces the classification and principle of microbial control technology， and the wide application of microbial control technology in food engineering is discussed in depth. Through specific case analysis， the successful application of this technology in dairy products， meat products and other food industries is demonstrated.

Keywords： microbial control technology; food engineering; food quality; food safety

在追求高品質生活的今天，食品安全已成為公眾關注的焦點。微生物作為影響食品安全的關鍵因素之一，其控制技術的研究與應用顯得尤為重要。隨著科技的進步與人們對食品安全意識的增強，微生物控制技術在食品工程領域的應用日益廣泛，不僅能夠有效預防和控制食品中微生物的污染，保障食品的質量與安全，還能延長食品的保質期，滿足消費者日益增長的多樣化需求。

1 微生物控制技術概述

1.1 微生物分類與特性

細菌是食品中最為常見的微生物之一，它們種類繁多，形態(tài)各異，有的對食品發(fā)酵有益，如乳酸菌在酸奶、泡菜等發(fā)酵食品中發(fā)揮著重要作用；而有的則是食品腐敗的主要原因，如大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌，一旦污染食品，就可能引發(fā)嚴重的食品安全問題[1]。

真菌也是食品中較為常見的微生物之一。①霉菌是一類以孢子形式存在的微生物，它們在適宜的條件下能夠迅速繁殖，導致食品發(fā)霉變質。霉菌不僅影響食品的口感和外觀，還可能產(chǎn)生有毒物質，對人體健康構成威脅。②酵母菌是一類能夠將糖發(fā)酵成酒精和二氧化碳的微生物。在食品工程中，酵母菌被廣泛應用于面包、酒類等發(fā)酵食品的生產(chǎn)中。然而，當酵母菌在不適宜的條件下過度繁殖時，也可能導致食品變質。

食品中的微生物類型繁多，特性各異。為了保障食品的質量與安全，深入了解這些微生物的特性，掌握其生長繁殖的規(guī)律，從而采取有效的微生物控制技術，確保食品在生產(chǎn)、儲存和運輸過程中免受微生物的污染，有助于食品行業(yè)的高質量發(fā)展。

1.2 微生物生長條件與影響因素

微生物的生長繁殖受到多種環(huán)境因素的影響，其中溫度、水分、pH值和氧氣是最為關鍵的幾個因素。

不同種類的微生物對溫度的要求各不相同，如乳酸菌在30～45 ℃的溫度范圍內(nèi)生長最為旺盛，而一些霉菌則更適宜在20～30 ℃的溫度下生長。當溫度超出微生物的適宜生長范圍時，其生長速度會明顯減慢甚至停止。

微生物細胞內(nèi)的生化反應需要水的參與，同時水分還能作為微生物吸收營養(yǎng)物質的媒介。食品中的水分含量在15%～18%時，微生物的生長最為活躍。當水分含量過低時，微生物的代謝活動會受到抑制；而當水分含量過高時，則可能導致食品腐敗變質。

不同種類的微生物對pH值的適應性不同，乳酸菌在pH值為4.5以下的酸性環(huán)境中能夠較好地生長并抑制其他雜菌的生長，而一些霉菌則更適宜在pH值為6～8的中性環(huán)境中生長。

根據(jù)微生物對氧氣的需求不同，可以將其分為好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌3類。好氧菌需要氧氣進行呼吸作用，如醋酸菌；厭氧菌則在無氧條件下才能生長，如某些乳酸菌；而兼性厭氧菌則既能在有氧條件下生長，也能在無氧條件下生長，如酵母菌。

1.3 微生物控制技術原理

物理控制技術主要依賴于物理手段來抑制或殺滅微生物。①加熱是最常見的方法之一。通過提高溫度，可以破壞微生物的細胞結構，使其失去活性或死亡。例如，在食品加工過程中，常采用巴氏殺菌法，將食品加熱到特定溫度并保持一段時間，以有效殺滅有害微生物（如細菌、病毒等）。②輻照技術則是利用電磁波或粒子束對食品進行照射，以破壞微生物的DNA結構，從而達到殺菌的目的[2]。

化學控制技術則主要依賴于化學物質來抑制微生物的生長。①防腐劑是這類技術中的代表，它們能夠破壞微生物的細胞膜或抑制其代謝活動，從而防止食品腐敗，常見的防腐劑包括苯甲酸鈉、山梨酸鉀等。②抗氧化劑則是另一種重要的化學控制手段，它們能夠防止食品中的脂肪氧化，減少因氧化而產(chǎn)生的異味和有害物質，同時也有助于延長食品的保質期。

生物控制技術則主要利用微生物之間的相互作用來抑制有害微生物的生長。①競爭性抑制是一種常見的生物控制方法，即利用一種或多種有益微生物與有害微生物競爭營養(yǎng)和空間資源，從而抑制有害微生物的生長。例如，在乳制品發(fā)酵過程中，乳酸菌會競爭性地占據(jù)乳中的營養(yǎng)和空間，從而抑制其他有害微生物的生長。②發(fā)酵技術則是利用微生物的代謝活動來產(chǎn)生有益物質，同時抑制有害微生物的生長。

2 微生物控制技術在食品工程中的應用

2.1 加工過程中的微生物控制

（1）原料選擇與預處理。在原料選擇時，應優(yōu)先選擇新鮮、無污染、微生物含量低的原料。同時，對原料進行預處理也是控制微生物的重要手段。預處理包括清洗、去皮、切割等步驟，去除原料表面的污垢、微生物和農(nóng)藥殘留。對原料進行有效的預處理，可以顯著降低原料中的微生物數(shù)量，為后續(xù)加工過程打下良好的基礎。

（2）加工環(huán)境的控制。加工環(huán)境是微生物滋生的溫床，因此對加工環(huán)境進行嚴格控制是確保食品安全的關鍵，主要措施包括保持加工車間的清潔與衛(wèi)生，定期進行消毒處理；控制車間的溫度和濕度，以防止微生物的快速繁殖；采用空氣凈化系統(tǒng)，減少空氣中的微生物含量。此外，對于直接接觸食品的設備和工具，也應進行嚴格的清洗和消毒，以防止交叉污染。

（3）加工工藝的改進。優(yōu)化加工流程，可以減少微生物的污染機會。例如，在食品加工過程中，采用密封式或自動化生產(chǎn)設備，可以減少人工操作帶來的污染；在包裝環(huán)節(jié)，采用無菌包裝技術，可以進一步降低產(chǎn)品中的微生物數(shù)量。同時，對加工工藝進行定期評估和改進，也是確保食品安全和質量的必要措施[3]。

2.2 包裝過程中的微生物控制

（1）包裝材料的選擇。理想的包裝材料應具備阻隔微生物、氧氣、水分和異味的能力，同時應具備良好的機械性能和熱封性能。常見的包裝材料包括聚乙烯、聚丙烯、鋁箔復合膜等，這些材料經(jīng)過特殊處理，能夠有效防止微生物的侵入。此外，隨著科技的發(fā)展，一些新型包裝材料如智能包裝、活性包裝等也逐漸應用于食品包裝中，通過添加抗菌劑、抗氧化劑等成分，進一步提升了包裝的微生物控制能力。

（2）包裝技術的優(yōu)化。在包裝過程中，應確保包裝設備、工具和環(huán)境的清潔衛(wèi)生，避免交叉污染。同時，采用真空包裝、氣調包裝等先進技術，可以有效降低包裝內(nèi)的氧氣含量，抑制微生物的生長和繁殖。此外，對于易腐敗的食品，還可以采用無菌包裝技術，即在無菌環(huán)境下進行包裝，以進一步減少微生物的數(shù)量。

（3）包裝后的處理。在包裝完成后，應對成品進行嚴格的檢驗和抽樣檢測，確保產(chǎn)品的微生物指標符合相關標準。同時，對于需要冷藏或冷凍保存的食品，應及時將其放置在相應的儲存環(huán)境中，以防止微生物快速繁殖。此外，在運輸過程中，也應采取必要的保溫和防潮措施，確保食品在運輸過程中的安全性和質量。

2.3 儲存與運輸中的微生物控制

（1）溫度控制。在儲存與運輸過程中，精確控制溫度，可以有效抑制微生物的活性，延長食品的保質期。對于易腐食品，如肉類、乳制品、果蔬等，低溫儲存是防止微生物滋生的有效手段。冷藏（通常指4 ℃左右）和冷凍（通常指-18 ℃以下）是兩種常用的溫度控制策略，冷藏能夠減緩微生物的生長速度，而冷凍則幾乎可以停止所有微生物的生命活動。因此，在食品儲存與運輸過程中，應根據(jù)食品的特性選擇合適的溫度，并確保溫度的穩(wěn)定性和均勻性，以最大限度地減少微生物的污染風險。

（2）濕度與氣體環(huán)境管理。在儲存與運輸過程中，合理的濕度控制可以防止食品因失水或吸水而變質，同時也有助于維持食品的口感和營養(yǎng)價值。此外，使用真空包裝或氣調包裝技術，可以改變包裝內(nèi)的氧氣、二氧化碳和氮氣的比例，從而抑制微生物的生長。例如，低氧環(huán)境可以減緩需氧微生物的繁殖速度，而高二氧化碳環(huán)境則對某些微生物具有抑制作用。因此，在儲存與運輸過程中，應根據(jù)食品的類型和儲存期限，綜合考慮濕度和氣體環(huán)境的調節(jié)，以創(chuàng)造不利于微生物生長的環(huán)境條件[4]。

3 微生物控制技術的案例分析

3.1 乳制品行業(yè)的應用

3.1.1 巴氏殺菌與超高溫瞬時滅菌技術在牛奶加工中的應用

巴氏殺菌是一種廣泛應用的牛奶加工技術，其原理是通過加熱牛奶至一定溫度并保持一段時間，以殺滅牛奶中的有害微生物，同時盡量保留牛奶的營養(yǎng)成分和風味。通常情況下，巴氏殺菌的溫度控制在62.8～85.0 ℃，持續(xù)時間從15 s到30 min不等，可殺滅大部分有害微生物，產(chǎn)品保質期一般為7～21 d。

而超高溫瞬時滅菌技術則是一種更為先進的牛奶加工技術。它通過將牛奶加熱到135～150 ℃的高溫區(qū)間，并維持2～5 s的極短時間，以達到殺滅幾乎所有微生物的目的。由于加熱時間短，該技術能夠最大限度地保留牛奶的營養(yǎng)成分和口感，同時使牛奶的保質期延長至數(shù)月之久。

3.1.2 發(fā)酵乳制品中的微生物調控

通過精心挑選和培育特定的乳酸菌，可以制作出風味獨特、營養(yǎng)豐富的發(fā)酵乳制品，如酸奶、酸乳酪等。以酸奶為例，其生產(chǎn)過程中通常會使用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌等乳酸菌進行發(fā)酵。這些乳酸菌在適宜的條件下能夠迅速繁殖并產(chǎn)生乳酸，使牛奶的pH值保持在4.2～4.6，從而抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害微生物的生長。

3.2 肉制品行業(yè)的應用

3.2.1 輻照殺菌在肉制品中的應用

輻照殺菌是一種利用電離輻射殺滅微生物的方法，具有高效、無殘留、無須添加化學防腐劑等優(yōu)點。在肉制品中，輻照殺菌可以有效殺滅細菌、病毒和寄生蟲等有害微生物，延長產(chǎn)品的保質期[5]。

根據(jù)相關研究，當輻照劑量達到1.5 kGy時，可以顯著減少肉制品中的大腸桿菌、沙門氏菌等有害微生物的數(shù)量，同時保持產(chǎn)品的口感和營養(yǎng)價值。此外，輻照殺菌可以降低肉制品在儲存和運輸過程中的腐敗風險，提高產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性，保質期一般為30～90 d。

3.2.2 低溫儲存技術在肉制品中的應用

降低儲存溫度，可以抑制微生物的生長和繁殖，延長產(chǎn)品的保質期。在肉制品行業(yè)中，常用的低溫儲存溫度為-18～4 ℃。以豬肉為例，在-18 ℃的低溫條件下儲存，可以顯著延長其保質期至數(shù)月之久。同時，低溫儲存還能保持豬肉的口感和營養(yǎng)價值，減少脂肪氧化和蛋白質變性等不利變化。

4 結語

微生物控制技術在食品工程中的應用研究不僅關乎食品的質量與安全，更是保障消費者健康和維護公共衛(wèi)生安全的重要基石。通過不斷探索和創(chuàng)新，努力提升微生物控制技術的精準度和效率，以期在保障食品安全的同時，促進食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為構建更加健康、安全的食品環(huán)境貢獻力量。

參考文獻

[1]吳琦.微生物在食品發(fā)酵中的應用研究[J].現(xiàn)代食品，2023，29（22）：111-113.

[2]王艷，苑宏博，董迎迎，等.微波輻射技術在食品微生物中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2022，13（18）：5974-5982.

[3]李燕.食品中微生物污染檢測技術及其應用研究[J].中國食品工業(yè)，2024（9）：83-85.

[4]季婧涵.微生物檢測技術在食品檢驗中的應用分析[J].食品界，2024（7）：125-127.

[5]李翔天.食品工程中微生物控制與食品安全保障研究[J].中國食品工業(yè)，2024（7）：122-124.