水活度 102：微生物生长

食品生产商在生产和包装产品时必须考虑微生物的生长问题。本次网络研讨会将探讨影响微生物生长的因素、水分活度如何控制微生物生长、政府合规要求、常见的食品病原体、设定特定水分活度以及屏障技术。

食品包装中的微生物污染可能导致产品召回，给企业造成数百万美元的损失，包括运营延误、法律费用、医疗索赔、食品回收、食品处置以及医疗护理等费用。此外，此类问题还会因声誉受损、未来销售额损失以及消费者信心丧失而造成额外损失。

FAT TOM：影响微生物生长的六个因素

影响微生物生长的六个主要因素是：食物、酸度、时间、温度、氧气和水分。（一个虽然简单却很有效的记忆口诀是“FAT TOM”。）食物的营养成分决定了哪些微生物能够生长。酸度（即pH值）也会影响微生物的生长。霉菌能在最低的pH值条件下生长，而细菌则在最高的pH值条件下生长旺盛，且无法在pH值低于4.6的环境中生长。

微生物的繁殖呈指数级增长，因此尽早发现危险病原体至关重要。我们可以通过切断微生物的营养和氧气供应，以及引入竞争性物种来抑制病原体的生长。不同病原体在不同的温度下繁殖旺盛。食品安全危险区为摄氏4至60度（华氏40至140度）。我们可以通过结合延长处理时间和提高温度的措施来灭活细菌。

考虑微生物的氧气需求或氧化还原电位。需氧微生物（如霉菌）需要氧气，而厌氧病原体（如肉毒杆菌和 蜡样芽孢杆菌）则无需氧气即可生长。 某些细菌（如大肠杆菌和 金黄色葡萄球菌）属于兼性需氧菌，这意味着它们可以根据环境在需氧和厌氧状态之间切换。另一方面，微需氧菌则需要少量氧气才能生长（如空肠弯曲菌）。

水分通过食品的水活度影响病原体的生长。例如，致病菌仅在水活度高于0.85时才会生长，而霉菌和酵母引起的变质则在水活度0.7时即可发生。相反，当水活度低于0.6时，微生物便无法生长。

水分活度如何影响微生物

水活度的差异意味着能量水平的差异。当水活度较高时，微生物体内的水分会试图逸出，从而改变微生物体内的触发压力。微生物会试图使其能量水平与环境中的水活度达到平衡。

微生物会改变其细胞膜以降低水分活度，从而维持其触发压力。它可能会产生或运输少量氨基酸或糖类，试图降低水分活度。然而，水分活度仍无法与环境相匹配，微生物便进入停滞状态或休眠状态。

常见的食品致病菌

食品病原体可分为两类：食源性中毒和食源性感染。食源性中毒是指摄入食物中产生的毒素后导致身体不适；食源性感染是指毒素在胃肠道内繁殖。（中毒由食物中的毒素引起，而感染则由肠道内的病原体引起。）

金黄色葡萄球菌可在有氧或无氧条件下生长，其水活度下限最低，且极易发生交叉污染。因此，在食品加工设备上发现金黄色葡萄球菌是卫生状况不佳的迹象。通过清洁、消毒、适当的处理以及尽量减少交叉污染，可以有效预防该病原体的生长。

肉毒杆菌属于厌氧菌，在pH值低于4.6的环境中无法生长。只需煮沸三分钟即可杀死肉毒杆菌。其水活度耐受阈值较高。肉毒杆菌存在于自然界中——如土壤、植物和水中——也存在于罐装不当的食物和低酸食物中，例如甜菜、青豆、用锡纸包裹的烤土豆、熏鱼、香草浸泡油以及蜂蜜。

沙门氏菌属是报告最多的病原体。这种微生物会引起食源性感染，在夏季更为常见。 沙门氏菌既能在富氧环境中也能在缺氧环境中繁殖，可通过烹饪杀死，常见于受污染的粪便、饮用水、人际接触、蛋制品、生鲜果蔬、未经巴氏杀菌的乳制品，甚至面粉和花生酱等产品中。

李斯特菌可在冷藏温度下生长，可通过烹饪和巴氏杀菌法杀灭，其水分活度阈值为0.92。李斯特菌存在于未烹饪的肉类、蔬菜、未经巴氏杀菌的牛奶以及某些软质奶酪中。在低温、低氧的环境中，若存在李斯特菌，则可能发生繁殖。

大多数大肠杆菌菌株无害，且对肠道至关重要。致病菌株可通过烹饪或巴氏杀菌法杀死。大肠杆菌的感染剂量较低，且难以杀灭。

蜡样芽孢杆菌属于厌氧菌，潜伏期较短。这种病原体常被误认为是胃肠型流感。

降低水分活度以抑制微生物生长

降低水分活度会改变微生物的生长条件。对产品进行脱水处理既能保存食品，又能降低水分活度。单独或组合使用保湿剂也能降低水分活度。屏障技术是指通过控制温度、水分活度、酸度和氧气含量等手段，为微生物生长设置障碍。