鲜切果蔬的微生物污染及杀菌技术分析2024-01-11

随着生活节奏的加快和收入的增加,鲜切果蔬开始频繁出现在人们的生活中,而制约该类食品快速发展的原因,主要是切分会损害果蔬,导致组织细胞液流出,导致微生物大量繁殖。若不对果蔬进行杀菌,不仅会给其口感和品质造成影响,还会致使果蔬货架期大幅缩短。由此可见,以鲜切果蔬较为常见的微生物为切入点,结合不同类型微生物特征,对其所适用的杀菌技术进行分析很有必要,这样做既能够解决果蔬保质期短的问题,还能在一定程度上推动该产业的发展。

1. 研究背景

鲜切果蔬指的是果蔬原料通过清洗表皮、修正及切分处理后,用塑料材质托盘或薄膜袋进行包装,供餐饮企业使用或消费者食用。虽然鲜切果蔬已被划入净菜的范畴,但其科技含量明显高于传统净菜,换言之,鲜切果蔬属于集加工和保鲜工艺于一体的综合工程。考虑到果蔬损伤组织、切口情况十分有利于微生物繁殖,经过切分处理的果蔬,极易出现变质或是腐败的情况,进而给消费者健康造成威胁,只有彻底解决该问题,才能使该产业得到更进一步的发展。综上所述,对果蔬微生物进行深入研究,掌握能够快速检测微生物含量的方法,同时对相关灭菌技术进行升级十分重要。从事果蔬切分、销售等工作的企业,应结合果蔬从加工到销售各个环节的特点,建立相应的冷链系统,通过控制果蔬新陈代谢速度的方式,抑制微生物繁殖的速度,确保果蔬品质达到行业标准。另外,有关企业还应尽快实施GMP规程与HACCP体系,在延长果蔬保质期的同时,为加工、处理鲜切果蔬所涉及各项工艺的推广奠定基础,通过加快产业发展速度的方式,使鲜切果蔬所具有的优势得到更加充分的发挥。

2. 鲜切果蔬的污染途径

对果蔬进行切分加工期间,果蔬被微生物污染的概率较大,一方面是因为切分会给果蔬带来机械损伤,加快果蔬内部营养物质流出的速度,使微生物拥有理想的生存及繁殖环境;另一方面是鲜切果蔬暴露在外的面积较大,极易被空气中酵母、细菌和霉菌污染。研究表明,果蔬所含酵母菌总数往往能够达到102cfu/g-106cfu/g左右,酵母的性质决定了其能够和乳酸菌长期共存,并在果蔬损伤部位快速繁殖,进而分泌出包括铁载体和裂解酶在内的多种抗菌物质。切割机是果蔬的主要污染源,因蔬菜酸浓度相对较低且切割面积较大,切分过程中蔬菜被污染的概率极大。除此之外,交叉污染同样需要引起重视,该问题也有一定概率致使果蔬变质或腐烂。

研究人员指出,原始状态下,不同蔬菜菌数往往有所不同,其中,以莴苣和韭菜为代表的非结球叶菜,其原始菌数普遍较大;而花椰菜、紫甘蓝等结球蔬菜,由于可食用部分外侧包裹有大量叶片,无论是前期栽培,还是后期采收环节,蔬菜接触泥土或其他污染物的概率均相对较小,原始菌数自然偏低。作为生长在泥土中的蔬菜,胡萝卜在切分前均要去皮,因此,其菌数也相对较低。运输期间,果蔬表面既有微生物总数将有所增加,进而给果蔬货架期产生一定影响。一般情况下,微生物总数与货架期长短的关系均为负相关。导致微生物总数增加的原因有三个,分别是运输车不洁、保存果蔬的仓库不洁、产品交叉污染。由此可见,要想使果蔬保质期得到延长,关键是要改善运输果蔬、保存果蔬等环节的卫生条件,为果蔬品质与安全性提供保证。

3. 污染果蔬的微生物分析

真菌、细菌以及病毒是造成果蔬变质、腐烂的主要原因,另外,寄生虫也有一定概率影响果蔬品质和保鲜期。研究表明,蔬菜所感染微生物多为霉菌、细菌,这是因为蔬菜组织的酸浓度偏低,极易被土壤中的黄疸孢菌、欧文氏菌还有假单胞菌所侵染。各类蔬菜所含细菌菌落类型往往存在明显区别,番茄常见微生物包括假单胞菌、黄杆菌,而叶菜微生物以欧文氏菌、假单胞菌为主。

外界温度给微生物所产生的影响极为显著,低温环境下,多数微生物均会出现生长速度放缓的情况,但以李斯特氏菌、大肠杆菌为代表的一部分微生物,仍然能够做到大量繁殖,其中,最应当引起重视的微生物,即为李斯特氏菌。该微生物可经由眼结膜、消化道或呼吸道进行传播,感染者有较大概率患脑膜炎,若不及时治疗,将给人体器官造成不可逆的影响,甚至导致感染者死亡。

水果的酸浓度相对较高,符合真菌生长要求。受生理环境影响,不同水果所感染微生物类型同样有所不同。此外,鲜切水果还有一定概率被李斯特菌和大肠杆菌等致病菌所污染,进而使人体健康受到影响。专业人员指出,鲜切果蔬常见细菌包括假单胞菌和欧文氏菌,上述细菌均属于典型的腐败菌,一旦外界环境发生变化,菌落数量以及类型就会受到影响。例如:将果蔬贮藏在5℃以上、湿度较高且氧浓度偏低的环境下,将加快以李斯特菌为代表的致病菌的生长速度。食用被致病菌所污染的果蔬后,人体会被致病菌所产生的毒素所影响,进而出现器官衰竭或其他症状。

4. 如何对鲜切果蔬进行有效杀菌

4.1 合理选择杀菌剂

清洗果蔬所用溶剂以水为主,以往工厂多使用氯杀菌剂清洗果蔬,如次氯酸钠、漂白粉等,该杀菌剂极易与果蔬发生反应,进而生成对人体有害的氯化物。近几年,有大量氯杀菌剂的替代品问世并得到广泛运用,其中,以下几种需要引起重视:

4.1.1 臭氧

作为典型的强氧化剂,臭氧符合广谱杀菌的条件,其杀菌速度能够达到氯的500倍左右。臭氧性质并不稳定,置于空气环境下,分解半衰期约为30min-50min,而将其置于水中,对应分解半衰期在16min左右。以往制备和保存该化合物的难度较大,在一定程度上制约了化合物的运用。随着科技的进步,通过电晕放电的方式制备臭氧成为可能。研究证实,臭氧可被用来消灭水中虫类、细菌和病毒等微生物,同时能够做到无残留,而对浓度较低的气态氧加以运用,则可起到抑制细菌、霉菌生长速度的作用。

利用0.3mg/L浓度的臭氧溶液清洗果蔬60s,可将葡萄球菌、大肠杆菌尽数消灭;利用1.5mg/L浓度的臭氧溶液清洗果蔬60s,可将酵母、黑曲霉尽数消灭。将水体臭氧浓度调整到5mg/L-8mg/L间,通常只需180s-600s,便能够消灭约99.9%的变种芽孢。研究证实,臭氧不仅能够消灭果蔬表面既有微生物,还能够破坏果蔬所产生的乙烯,通过延缓后熟的方式,使果蔬保质期得到延长。需要注意的是,杀菌所用溶液的臭氧浓度过高,将有一定概率给果蔬风味和色泽带来负面影响。

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4.1.2 二氧化氯

该杀菌剂能够发挥出氯化及氧化作用,可利用原子氧、新生态氧和氯酸分子,对病毒蛋白质、微生物所含氨基酸进行分解,配合硫化物达到杀菌、祛除异味的效果。该杀菌剂反应后所生成物质包括有机糖、氯化钠和液态水等,均属于典型的无毒物质,通常不会给蛋白性质产生影响,真正做到了在保证人体细胞健康的前提下,将果蔬中的微生物尽数去除。另外,该杀菌剂的优点还体现在以下方面:一是不会散发出刺激性气味,二是不会形成氯化有机物及其他致癌物。需要注意的是,该杀菌剂的市场价格偏高,目前尚未得到大范围推广。

4.1.3 混合杀菌剂

该杀菌剂强调以氯化物所具有氯化作用、过氧化物所具有氧化性为依托,对微生物进行消灭。其杀菌效果和二氧化氯基本相同,但市场价格明显低于二氧化氯,可大范围推广与运用。

4.1.4 电解离子水

该杀菌剂强调利用食盐水电解所形成电解水进行杀菌,这是因为电解水含有大量氢离子、活性较强的氧气和一定量的次氯酸与氯气,在氧化性方面具有极为突出的表现,同时电解水的p H值在2.7左右,可快速杀灭多数细菌。目前,该杀菌剂已得到大范围推广并被用于果蔬清洗与加工,效果十分显著,应引起重视。

4.2 灵活运用杀菌技术

只有将果蔬置于常温、低温环境下,才能保证经过杀菌的果蔬仍符合鲜活食品的条件,目前,实证有效的冷杀菌技术,主要包括以下几种:

4.2.1 高压

该技术强调先对果蔬进行包装,再将其完全浸入液体介质,向果蔬施加一定压力。一般情况下,施加压力达到500Mpa-1000MPa时,微生物的细胞膜就会被破坏,同时还会减弱酶活性、加快DNA变性的速度,由此达到灭菌的目的。例如,将土豆色拉置于25℃的环境下,并向其施加约6×108Pa的压力,通常在等待20min后,产品原有芽孢菌便会被尽数消灭。考虑到低温环境下微生物的耐压性普遍较弱,此时,对基质水分所具有活度进行提高,可取得较为理想的杀菌效果。另外,高压杀菌并不会影响果蔬温度,将其用于鲜切果蔬杀菌是大势所趋。

4.2.2 超声波

基于2.6k Hz超声波进行灭菌能够发现,以绿脓杆菌和大肠杆菌为代表的浓度较低的细菌,普遍对超声波具有极高的敏感度,会被超声波破坏,链球菌和葡萄球菌所受影响有限,白喉病毒素不会被影响。研究表明,该技术具有不会损害食品、杀菌速度快和不会给人体造成负面影响等优点,但同时也存在灭菌不彻底的问题。运用过氧化氢+超声波的方式进行杀菌,可使过氧化氢功效得到强化,杀菌所花费时间也将由最初的25min变为15min左右。另外,基于臭氧、超声波对污水进行消毒,同样能够取得理想效果。现阶段,该技术主要被用来清洗果蔬,一方面,洗涤液将在超声波的影响下快速形成氧泡,消泡过程中会产生一定的水压,使果蔬清洗更加彻底;另一方面,超声波能够加快洗涤剂乳化的速度,在去除果蔬表面污渍的同时,将果蔬受到机械损伤的概率降至最低。

4.2.3 电子束

该技术的杀菌原理如下:运用电子射线反复照射果蔬表面,使果蔬内微生物出现物化反应,通过抑制生长速度、破坏新陈代谢的方式,杀灭微生物,从而延长果蔬保质期。研究表明,用0.4k Gy的剂量反复照射果蔬,可彻底杀死假单胞菌。与此同时,果蔬后熟速度过快的问题也能够解决,而用0.5k Gy剂量照射果蔬,能够起到延缓果蔬成熟的效果。在所发现的细菌中,黄杆菌、假单胞菌对电子束的敏感度相对较高,霉菌及酵母的抗性相对较强。在鲜切柿子椒、胡萝卜等果蔬中接入提前培育的李斯特菌,用1 k G y的剂量照射接入李斯特菌的果蔬,随后,将果蔬转移到15℃的环境下进行保存。结果表明,李斯特菌总数、整体活性均有较为明显的降低。需要注意的是,运用该技术进行杀菌时,应保证辐照计量不超过10k Gy,以免给果蔬造成毒理危害,导致果蔬出现微生物或是营养学方面的问题。

4.2.4 紫外线

众所周知,紫外线具有极强的杀菌能力,可快速杀灭病毒、细菌和酵母等常见微生物。研究证实,用68000uw·s/cm2剂量的紫外线不间断照射果蔬,通常只需10min左右,便可杀灭99.9%的芽孢。目前,世界各国均已掌握用紫外线对水、空气进行灭菌的方法,但要了解一点,即:紫外线并不具备良好的穿透能力,其灭菌效果极易被照射强度、障碍物还有外界温度所影响,如果在温度未达到16℃、湿度在70%以上的环境下进行杀菌,该技术所能取得效果将十分有限。

4.2.5 脉冲电磁场

(1)脉冲电场

现阶段,该技术的工作原理尚不明确,多数专家都认为,正常情况下,细胞膜外侧和内侧电位之间均存在明显电位差,将微生物置于电场环境中,将使电位差有所加大,细胞膜所具有通透性随之增强。待电场强度达到临界点,细胞膜表面将出现大量小孔,其整体强度也会随着通透性的增强而降低。而脉冲电场的特点决定其所施加电压将在短时间内快速波动,导致细胞膜形成明显的振荡效应。考虑到该技术无需提前加热,并且杀菌速度快,现已被广泛用于果蔬杀菌。可以预见的是,未来该技术将拥有更加广阔的应用市场,对其进行深入研究很有必要。

(2)脉冲磁场

该技术与脉冲电场大致相同。研究表明,将果蔬置于脉冲磁场中,只需等待1μs的时间,便能将微生物总量降低2个数量级左右。除特殊情况外,经过510次左右脉冲处理的果蔬,其品质就能够达到行业要求。该技术的优点与脉冲电场基本一致,均为不需要预热、杀菌速度快。

结束语

通过上文的分析可知,作为时代发展的产物,鲜切果蔬所面临问题主要是微生物污染,若不尽快解决该问题,不仅会使该类食品丧失市场,还会给消费者安全造成威胁。在此背景下,本文提出了以下三点建议,一是从全局视角出发,阻断微生物浸染果蔬的途径;二是落实HACCP标准,要求加工企业引入先进技术,通过科学切分的方式,将果蔬被污染的概率降至最低;三是灵活运用现有杀菌剂、杀菌技术,对果蔬常见微生物进行消除,确保经过杀菌处理的鲜切果蔬,其品质能够达到行业标准。