對食品加工來講，通過控制病原體所需的營養(yǎng)成分來控制病原體難以達(dá)到目的，因為除特別情形之外，大多數(shù)食品為病原體生長提供了充足的營養(yǎng)。食品加工可以通過分別控制食品中水分活度和pH值，或通過特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來控制病原體的生長。

1 控制pH

每種微生物生長都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長，當(dāng)pH值為 4.6或以下時可抑制致病菌生長和產(chǎn)生毒素。但有些病原體，特別是艾希氏大腸桿菌0157:H7，雖然在酸性條件下生長被抑制，仍可存活較長時間。pH 是一種抑制病菌生長的方法，而不能破壞現(xiàn)存的致病菌。但是，在低pH值保持時間較長時，很多微生物將被破壞。

pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品開始是低酸食品，加工后成為酸性食品。天然酸性食品是那些自然含酸的食品，大部分水果屬天然酸性的食品。但有些熱帶水果如菠蘿，根據(jù)生長條件pH可能大于4.6。低酸食品包括含蛋白質(zhì)食品、各種蔬菜、淀粉質(zhì)食品及其它多種食品。

酸化是直接向低酸食品加酸的過程。目標(biāo)通常為 pH 4.6或更低。這些食品稱為酸化食品，要符合相應(yīng)的法規(guī)如FDA 21CFR PART 114。 有些情況食品雖然經(jīng)過加酸，但最終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來加以控制，如冷藏。

發(fā)酵是使用某些無害微生物來促進(jìn)食品化學(xué)變化的過程。這些微生物作用的結(jié)果是產(chǎn)生酸或乙醇。細(xì)菌一般產(chǎn)生醋酸或乳酸，酵母菌一般產(chǎn)生乙醇。

通過發(fā)酵產(chǎn)生酸或乙醇有兩個目的。一是賦予食品特定的品質(zhì)以產(chǎn)生預(yù)期的味道或均勻結(jié)構(gòu)。酸奶就是通過發(fā)酵加工具有獨特的香味和結(jié)構(gòu)。另一個目的是食品防腐，如腌漬產(chǎn)品，但這類發(fā)酵食品的pH一般達(dá)不到4.6或以下，所以在冷藏溫度下貯存才是安全的。

1.1 酸化

酸化是直接向低酸食品加酸的過程。向產(chǎn)品中加酸有幾種不同方法：一種方法稱為直接酸化，即在生產(chǎn)低酸食品過程中，在單個制成品容器中加入預(yù)先確定數(shù)量的酸。用此方法，重要的是加工者控制酸與食品比例，酸化蔬菜最常用的方法。另一種方法是批酸化，顧名思義，酸和食品大批混合后讓其平衡，然后包裝酸化食品。添加的酸有很多種，主要有醋酸、乳酸和檸檬酸，根據(jù)預(yù)期成品的特性而選用。

除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作為添加配料，來酸化低酸食品。使用蕃茄的產(chǎn)品包括裝有整形芹菜、洋蔥或辣椒意大利面條醬。罐裝蕃茄通常pH為約4.2，而其它蔬菜為低酸性。

如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，則認(rèn)為該食品是酸化的，并適用于法規(guī)。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5則食品已經(jīng)酸化了，因為蕃茄中的部分酸被用來酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍為4.2，則用來酸化蔬菜的蕃茄中的酸量沒有明顯變化，在這種情況下該產(chǎn)品不適用于酸化食品法規(guī)，并且認(rèn)為不是配制成的酸性食物。這樣的食品包括有芥木、蕃茄醬、沙拉調(diào)料和其它調(diào)味品，都是貨架穩(wěn)定的食品。

酸化食品加工者需科學(xué)地設(shè)定加工過程以保證最終pH肯定低于4.6。加工者需對每批制成品測試平衡后的pH ，因為所有配料達(dá)到自然pH平衡，這對較大顆粒食品可能需長達(dá)10天長的時間。需經(jīng)幾天達(dá)到平衡pH的產(chǎn)品在這段時間里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原體的生長。為加速測試過程，可將產(chǎn)品混成均勻糊狀。均質(zhì)含油的食品時，均質(zhì)前應(yīng)將油除去。另一種方法是在產(chǎn)品加油前測試pH，因為油不影響最終pH。

按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必須進(jìn)行充分地?zé)崽幚硪詼缁罡瘮∥⑸�物和病原體的繁殖體。其原因有兩個，一是防止腐敗導(dǎo)致經(jīng)濟損失，另外是腐敗生物的繁殖可使pH升高，危及產(chǎn)品的安全。

1.2 測量pH值

如加工者要進(jìn)行酸化處理，必須有某種測量pH的方法。加工者多數(shù)選用pH計，但也可使用指示溶液、試紙或進(jìn)行滴定，確保最終pH低于4.0。

1.3 發(fā)酵

葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，乙醇使產(chǎn)品防腐。在酸泡菜、發(fā)酵香腸、奶酪、甜酸泡菜、橄欖和酪乳的生產(chǎn)中，發(fā)酵時細(xì)菌產(chǎn)生了乳酸。霉菌也用于某些食品的發(fā)酵，主要是為了味道和其它特性，如醬油。

發(fā)酵一方面需要促進(jìn)好的微生物生長，同時一方面阻止會引起腐敗的不良微生物生長。通常的作法是向食品中加鹽或發(fā)酵劑，或在某些情形中將其輕微地酸化。發(fā)酵劑可以是酵母菌或細(xì)菌。

在很多發(fā)酵產(chǎn)品中，一個普遍現(xiàn)象就是沒有消除產(chǎn)酸細(xì)菌的加工過程。所以大部分發(fā)酵產(chǎn)品必須保持冷藏，以保證發(fā)酵細(xì)菌不會使產(chǎn)品腐敗。

2 控制水分活度

2.1 常見食品的水分活度

如同pH，每種微生物體有其生長的最低、最佳、最高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生長，但是0.85是病原體生長的安全界限。0.85是根據(jù)金黃色葡萄球菌產(chǎn)生毒素的最低水分活度得來的。

常見食品的水分活度。水分活度分類控制要求：0.85以上水份較大的食品要求冷藏或其他措施控制病原體生長；0.6—0.85中等水份食品不需要冷藏控制病原體，由于因酵母和霉菌引起的腐敗而限制貨架期；0.6以下低水份食品有較長貨架期，也不需要冷藏，這些食品稱為低水分食品。

大部分生肉、水果和蔬菜屬于水份較高的食品（水分活度高于0.85 ）。值得注意的是面包，多數(shù)人認(rèn)為它是干燥，貨架穩(wěn)定的產(chǎn)品。實際上，它有相當(dāng)高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原體更容易生長，換言之，它變危險之前就長霉變綠了。

有些獨特風(fēng)味的產(chǎn)品如醬油外表像是高水分產(chǎn)品，但因鹽、糖或其它成分結(jié)合了水分，它們的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果醬和果凍的水分活度可滿足酵母菌和霉菌生長，它們需在將包裝前輕微加熱將酵母菌霉菌殺滅以防止腐敗。

2.2 控制水分活度

降低食品中水分有兩種傳統(tǒng)方法，即干燥和加鹽或糖結(jié)合水分子。

干燥是食品防腐最古老的方法之一。除防腐之外，干燥產(chǎn)生了食品的自身特性，如同發(fā)酵。世界上很多地方還在用開放式空氣干燥，一般而言有四種基本干燥方法：熱空氣干燥，用于固體食品如蔬菜、水果和魚；噴霧干燥，用于流體和半流體如牛奶；真空干燥，用于流體如果汁；冷凍干燥，用于多種產(chǎn)品。

另一種降低食品水分活度的方法是加鹽或糖。這種類型食品的例子有醬油、果醬和腌魚，這不需要非常特殊的設(shè)備。對流體或半流體產(chǎn)品，如醬油或果醬，用配方加工控制。對固體食品如魚或熏火腿，可用鹽干燥，即放入鹽溶液或浸入鹽水中。

控制水分活度分兩步。第一，科學(xué)地設(shè)定可保證水分活度為0.85或更低的干燥、鹽漬或加工配方，然后嚴(yán)格地執(zhí)行。第二，可取制成品樣品測試其水分活度。

3 控制包裝

包裝不同于其它控制方法，雖然包裝有時用于控制微生物生長，但對腐敗生物體的控制是有限的，不能作為可控制致病菌生長的單一方法，但通過改變包裝有助于產(chǎn)品安全性。

從食品安全角度看，包裝有兩個功能：可防止食品污染，也可增加食品控制的有效性。

3.1 包裝類型

很多產(chǎn)品是真空包裝。真空包裝是在將封口前用機械抽出包裝中空氣。產(chǎn)品放在低透氧性袋中，再放在真空機內(nèi)用機械抽出袋中空氣然后進(jìn)行熱封口。薄膜緊貼在產(chǎn)品上。袋中不殘留空氣或氣體。

充氣包裝產(chǎn)品可包裝于充氣包裝中。充氣包裝包括一次充氣和封口處理。所充的氣體有三種，可單獨或混合使用，包括氮氣、二氧化碳和氧氣。這些氣體都有各自不同功能：氮氣取代氧氣，因而減弱了需氧腐敗生物的生長；二氧化碳能使很多微生物致死，破壞腐敗生物以延長貨架期；氧氣是需氧腐敗生物體生命線。但含有一定氧氣可增加抑制肉毒梭菌的安全性，通常為濃度約2%至4％的氧。然而，包裝中存在的氧可使腐敗微生物生長，并消耗氧氣以至降低至2 ％安全濃度之下，這樣產(chǎn)品的保質(zhì)期受到限制。

3.2 控制氣體包裝

控制氣體包裝是一個動態(tài)過程，包裝中使用氧清除劑，在整個貨架期內(nèi)保持包裝中的氣體。吸收氧氣有利于較長貨架期產(chǎn)品，因為大部分包裝對氧氣都有某種程度的通透性。

不同的包裝膜具有不同的透氧性。這些包裝用于貨架期較長產(chǎn)品的貯存。這類包裝用于蔬菜如生菜。當(dāng)植物體呼吸時，它們吸入氧氣排出二氧化碳。如果薄膜限制了現(xiàn)有氧氣的含量，則可降低呼吸的速度并延長貨架期。

減氧包裝——所有這些不同包裝形式歸為一類稱為減氧包裝。使用減氧包裝可防止腐敗生物的生長，因而延長產(chǎn)品的貨架期。同時還對產(chǎn)品品質(zhì)有其它益處，如減輕酸敗和褪色。使用這種包裝應(yīng)注意，貨架期較長的產(chǎn)品為病原體生長和產(chǎn)生毒素提供了更多的時間。氧濃度低時，比需氧腐敗生物而言，更有利于有利于厭氧和兼性厭氧病原體的生長。因此，有可能在腐敗前就已產(chǎn)生毒素。

3.3 肉毒梭菌的控制

重點要關(guān)注的是肉毒梭菌，除非有其它對肉毒梭菌的控制措施，否則不能使用這些包裝技術(shù)。這些控制措施包括：水分活度低于0.93并且充分冷藏以控制其它病原體；pH低于4.6；鹽分高于10％，數(shù)量較多的競爭微生物；在最終容器中熱處理；在冷凍條件下貯存和銷售。每種控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生長。

真空包裝生肉和禽肉，如同發(fā)酵奶酪，是利用競爭微生物抑制肉毒梭菌產(chǎn)生毒素的例子。像發(fā)酵產(chǎn)品如奶酪，發(fā)酵劑增殖產(chǎn)酸可防止肉毒梭菌生長。

零售和家庭冰箱的溫度常常不能控制在能充分阻止肉毒梭菌生長的溫度。單獨通過真空包裝、部分蒸煮、冷藏保存不能作為唯一的屏障。因此為了產(chǎn)品的安全，在加工、貯存和銷售過程中必須嚴(yán)格控制冷藏。