食品保鲜中微生物控制存在的问题及对策

　　周道荣1，杨继梅1，李小飞2

　　（1.云南华测检测认证有限公司，云南昆明 650214；2.昆药集团股份有限公司，云南昆明 650106）

　　摘 要：食品保鲜过程中微生物控制的有效性直接关系着食品的品质安全，然而当前食品微生物控制仍面临诸多挑战。本文在系统梳理食品保鲜中微生物控制影响因素的基础上，重点分析低温贮藏条件下微生物适应性进化、化学保鲜剂使用不当诱导耐药性、包装技术缺陷导致交叉污染等关键问题，并从优化低温贮藏工艺、合理选用化学保鲜剂、改进包装无菌控制等方面提出针对性的微生物控制策略，为提升食品保鲜品质安全提供参考。

　　关键词：食品保鲜；微生物控制；低温贮藏；化学保鲜剂

　　食品保鲜是保障食品安全、延长货架期的关键环节。在食品保鲜过程中，微生物的污染与增殖是主要的影响因素。微生物的过度生长会引起食品腐败变质，甚至危及消费者健康。因此，研究如何在食品保鲜过程中有效控制微生物生长，对于保障食品安全、提升食品质量具有重要意义。

　　1 食品微生物的分类与特性

　　食品微生物按其对人体健康的影响，可分为有益菌、腐败菌和致病菌三大类。有益菌如乳酸菌，广泛应用于发酵食品的生产，如酸奶、泡菜等，其代谢产物如细菌素、过氧化氢可抑制腐败菌和致病菌生长，起到天然防腐作用[1]。然而，乳酸菌对外界环境条件如温度、pH值等较为敏感，不利因素会导致其代谢紊乱，产生异味等风味缺陷。腐败菌如假单胞菌，常引起食品腐败变质，产生不良气味及黏液，但一般不会引起食源性疾病。另外，某些腐败菌如肉毒梭菌，在厌氧环境中可大量产生致命神经毒素，对食品安全构成严重威胁。致病菌包括沙门氏菌、大肠埃希氏菌O157:H7等，是引发食源性疾病的主要病原体。这类细菌普遍具有专一的毒力因子，如内毒素、外毒素等，可引起人体急性胃肠炎、败血症等危重症。同时，一些致病菌如李斯特菌，能在冷藏条件下缓慢增殖，且对热处理、酸碱环境等具有较强耐受性，给食品安全把控带来挑战[2]。此外，一些条件致病菌如大肠杆菌，在机体免疫力低下时也可诱发感染。可见，食品微生物种类繁多，特性各异，深入了解其生物学特性，是实现精准控制的必要前提。

　　2 食品保鲜中微生物控制的影响因素

　　食品保鲜过程中微生物控制的有效性受到诸多因素的影响，温度作为最重要的环境因子之一，通过影响微生物的生长速率、代谢活性和酶促反应速度等，在很大程度上决定了食品腐败变质的进程[3]。大多数腐败微生物的最适生长温度在20～40 ℃，低温（0～8 ℃）虽能减慢其繁殖速度，但嗜冷菌如假单胞菌、肉毒梭菌等仍可在冷藏条件下生长。此外，pH值、水分活度、氧气浓度等因素通过影响微生物的生理生化特性，也在很大程度上制约着其在食品基质中的生长代谢。例如，少数耐酸菌如乳杆菌、丙酸菌等能在pH＜4.5的环境中生存，而大多数腐败菌与致病菌则因酸敏感而难以生长；水分活度降至0.85以下时，也可有效抑制多数微生

　　物；而肉制品中的兼性厌氧菌如肠杆菌科细菌，则因耐受低氧环境而成为主要腐败菌群。食品基质特性如营养成分、抑菌因子等也会影响微生物的定殖与代谢。富含蛋白质、维生素等的肉类、蛋品是微生物生长的优良基质，而富含糖、盐等渗透压升高物质的蜜饯、腌制品，则因控制水分自由度而限制微生物生长。另外，农药残留、重金属等化学污染物通过协同致病菌的毒性效应，也可加剧食品腐败变质。由此可见，温度、pH值等环境因子与食品基质特性、化学污染等因素共同构成了食品保鲜过程中复杂多变的微生态环境，有必要深刻理解各因素的交互作用机制。

　　3 食品保鲜中微生物控制存在的问题

　　3.1 低温储存过程中微生物适应性增强

　　低温环境虽能有效抑制多数微生物的生长代谢，但长期处于该环境中的微生物会逐渐产生一系列适应性改变。例如，嗜冷菌如嗜冷芽孢杆菌，能通过调控脂肪酸不饱和化程度、积累渗透保护剂等方式，维持细胞膜的流动性，从而在冷藏条件下存活。而非嗜冷菌如金黄色葡萄球菌，也可诱导产生冷休克蛋白，帮助稳定mRNA二级结构，缓解低温对蛋白质合成的抑制作用。更值得警惕的是，这些适应性改变还可能伴随微生物代谢特性、毒力表型的改变。研究发现，低温驯化后的单增李斯特菌，其溶血素、磷脂酶等毒力因子的表达水平显著上调[4]。上述适应性改变，不仅增强了微生物在食品保鲜过程中的生存能力，还可能提高其引发食源性疾病的风险。

　　3.2 化学保鲜剂使用不当导致微生物耐药性提高

　　化学保鲜剂在食品工业中应用广泛，但其不合理使用可能引发微生物耐药性问题。例如，常见防腐剂山梨酸钾，其抑菌机制是通过干扰微生物ATP合成酶，阻断能量代谢。然而，在长期选择性压力下，一些细菌如肉毒梭菌，会通过泵出山梨酸根离子、修饰ATP合成酶等方式产生抗性。而抗菌素类保鲜剂如Nisin，作用靶点更为特异，耐药风险则更高。有研究发现，Nisin抗性乳酸菌可通过改变细胞壁组成，减少Nisin结合位点，从而大幅提高耐受浓度。此外，化学保鲜剂的广谱抗菌活性，可能导致食品微生态失衡，反而为耐药菌的定殖创造有利条件。同时，化学残留也可通过水平基因转移等机制，在微生物种群中扩散耐药基因[5]。目前，化学保鲜剂的使用多依赖经验，缺乏对微生物耐药机制的针对性考量，这无疑加剧了耐药性问题。

　　3.3 包装技术缺陷引发微生物交叉污染

　　食品包装是保鲜过程的重要环节，但包装技术的缺陷可能成为微生物交叉污染的突破口。例如，真空包装虽能有效抑制需氧菌生长，但条件不当时反而可能诱导产气荚膜梭菌等厌氧致病菌滋生。而改性大气包装虽通过调控气体组成延长货架期，但若气体比例失衡，则可能加速微生物腐败。值得警惕的是，包装材料与设备也可能成为污染源。例如，聚乙烯等常见塑料包装，其表面疏水性利于金黄色葡萄球菌等病原菌黏附，进而借助食品分装、运输等过程扩散。而热成型机、灌装机等设备表面，若清洁消毒不彻底，也可能残留大肠杆菌等指示菌，造成后续污染。需要注意的是不同类型食品对包装技术的要求各异。例如，低酸罐头食品，需严格控制商业无菌，而非即食冷鲜肉制品，其微生物控制的核心是避免生熟交叉。当前，食品包装缺乏系统性、针对性的微生物风险评估，相应的检测、控制及预警技术还不完善，这给微生物交叉污染埋下了隐患。

　　4 加强食品保鲜微生物控制的对策建议

　　4.1 优化低温储存条件，抑制微生物适应性进化

　　针对低温储存过程中微生物适应性增强的问题，可从优化储存温度、湿度与气体组成，应用物理抑菌技术，强化低温贮藏过程的微生物监测等方面入手。在温度控制方面，应根据食品特性，将贮藏温度尽可能降至微生物生长的限制温度以下，如将鲜奶储存温度从常规的4～6 ℃降至0～2 ℃，并严格控制波动幅度在±0.5 ℃内，可有效抑制嗜冷菌的繁殖。同时，可通过低温贮藏结合超高压（200～

　　400 MPa）、脉冲电场（10～50 kV·cm-1）等物理技术，在抑制微生物生长的同时诱导其细胞损伤，进一步降低微生物的耐受性。例如，将鲜榨果汁在

　　250 MPa、5 ℃条件下处理10 min，再于0～2 ℃低温贮藏，可使酵母菌和霉菌的适应性进化周期延长3～5倍。

　　在湿度控制方面，建议将低温贮藏环境的相对湿度控制在80%～85%，并适当通入如二氧化碳、一氧化氮等抑菌气体。较低的储存湿度可适度降低食品水分活度，并促进抑菌气体的溶解与渗透，从而强化微环境的抑菌效果，降低微生物的适应性进化速度。在优化低温贮藏条件的同时，应强化过程中的微生物监测。可结合分子生物学技术，如定量PCR、宏基因组测序等，实现低温贮藏环境与食品中微生物种群结构的实时解析，尤其要关注具有低温适应性的特殊菌群，如嗜冷菌、嗜压菌等，一旦发现上述菌群的比例明显升高，应及时调整贮藏温度与时间。同时，在冷藏车间、冷库等布设微生物快速检测设备，并与温湿度监控系统联动，实现食品冷链各环节的微生物污染预警，为动态调控储存条件提供依据。

　　4.2 合理选用化学保鲜剂，防止微生物耐药性产生

　　为解决化学保鲜剂使用不当导致微生物耐药性提高的问题，可从优化使用浓度与组合、采用新型保鲜剂、结合非热物理技术等方面采取措施。①应根据食品特性与腐败菌谱，合理选择化学保鲜剂种类，严格控制使用浓度。以乳制品为例，苯甲酸钠复配山梨酸钾可有效抑制酵母菌和霉菌生长，但为避免酵母菌和霉菌产生耐药性，二者质量浓度比应控制在2∶1至3∶1，且总添加量不宜超过1 g·kg-1。

　　②可采用新型保鲜剂替代传统防腐剂，如ε-聚赖氨酸。该物质通过静电吸附细菌细胞壁，改变膜渗透性，其作用机制不同于Nisin等抗菌肽，可有效延缓耐药性的产生。使用时可将其涂覆于鲜肉表面，5 g·L-1浓度即可延长冷鲜牛肉货架期3～5 d，且对嗜冷菌亦有良好的抑制效果。③将化学保鲜剂与非热物理技术相结合，可从多角度控制微生物生长，避免单一因素导致微生物产生耐药性。例如，超声波处理（20～40 kHz，100～1 000 W·cm-2）

　　可使细胞壁松弛，增强防腐剂渗透性，同时热效应有限，可最大限度保持食品品质。将其与Nisin或ε-聚赖氨酸复配使用，协同抑菌效果更佳，且二者作用机制不同，可降低细菌交叉耐药风险。在各项新技术的实际应用中，应注意评估微生物耐受性变化，及时调整防控方案。此外，加强化学保鲜剂残留监测，控制微生物暴露水平，也是延缓微生物耐药性产生的重要举措。

　　4.3 改进包装技术，阻断微生物交叉污染途径

　　针对包装技术缺陷引发微生物交叉污染的问题，可从优化包装材料、改进灌装封口工艺、建立包装无菌监测体系等方面采取措施。①在选择包装材料时，应优先考虑抑菌性与阻隔性能。例如，纳米银复合聚乙烯材料，银颗粒直径控制在10～50 nm，添加量为0.5～2.0%（w/w）时，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见污染菌有显著抑制作用，且耐热性、透明性良好，可用于低温杀菌乳制品灌装，降低后续污染风险。②在包装灌装封口环节，应严格控制无菌操作，优化工艺参数。以酱腌制品为例，在热灌装（85～95 ℃）过程中，应确保瓶口、瓶盖在高温蒸汽中停留5～8 s，快速灭活附着微生物，然后立即密封，防止空气中微生物落入。对于易受热影响的低温食品，可采用臭氧水无菌冷灌装，臭氧质量浓度控制在1.0～1.5 mg·L-1，灌装后迅速封口，可有效控制食品中好氧菌数量。③建立食品包装无菌监测及预警体系，可在关键环节设置微生物采样点，如空瓶存放区、灌装封口处等，并对包装设备表面、灌装间空气进行定期采样检测。若发现菌落总数或大肠菌群超标，应及时停产排查，必要时进行清洁消毒。同时，可引入快速检测技术，如微生物呼吸法、ATP荧光法等，缩短无菌监测反馈周期。针对高风险产品，宜实行100%成品微生物抽检，一旦发现污染问题，应及时预警下游经销商与消费者，最大限度降低公共卫生风险。

　　5 结语

　　本文围绕食品保鲜过程中微生物控制这一关键问题，在深入剖析了低温适应性进化、抗菌剂耐受性、包装无菌控制等方面存在的技术瓶颈的基础上，提出了一系列抑制微生物适应性进化、延缓耐药性产生、阻断交叉污染途径的微生物控制新策略。这些技术路线的优化组合，可显著提升食品冷链各环节的微生物控制水平，进而实现食品品质安全的系统化保障。未来，随着微生物检测技术、大数据分析手段的进一步发展，精准调控食品保鲜环境，实现微生物污染的早期预警、动态防控将成为可能。

　　参考文献

　　[1]崔方超,李兰玲,王当丰,等.纳米酶在食品保鲜中的应用[J].中国食品学报,2024,24(3):405-417.

　　[2]陈虹,王群,方欣,等.二氧化氯的抗菌效果及其在食品保鲜中的研究进展[J].保鲜与加工,2024,24(1):90-96.

　　[3]葛少晖,郎玉苗,郭南,等.基于植物精油的可食用涂层在食品保鲜中的应用[J].食品研究与开发,2023,44(16):200-207.

　　[4]肖玮,巩雪,董静,等.预制方便食品保鲜包装技术及货架期预测的研究进展[J].包装工程,2023,44(9):37-44.

　　[5]王帅.辐照技术在食品加工中的应用[J].中国食品工业,2023(2):42-43.