食品加工過程中的微生物污染及其防控措施

Microbial Contamination in Food Processing and Its Prevention and Control Measures

LI Siyu （BeijingUnion University， Beijing 1ooooo， China）

Abstract： Microbial contamination in food processng is a core problem that threatens food safety.This paper systematically analyzed the dynamic transmission mechanism of polltion path ofrawmaterial polution，production environment pollution and personnel pollution，revealed the impact of microbial polution on food sensory and food shelf life，and proposed measures to strengthen the management of processing environmental sanitation，carry out anti-corrosion treatment offood raw materials，establish food packaging safety control systemand strictlycontrol the pollution in the processing process，inorder to improve the preventionandcontrol effciencyof microbial pollution.

Keywords： microbial contamination; prevention and control measures; food processing; risk assessment; intelligent monitoring; non-thermal inactivation

在全球食品供應(yīng)鏈復(fù)雜化與消費(fèi)升級的雙重驅(qū)動下，食品加工過程中的微生物污染已成為制約食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主要影響因素[1]。當(dāng)前，食品加工鏈中微生物污染呈現(xiàn)隱蔽性、耐藥性與跨介質(zhì)傳播的特點(diǎn)，傳統(tǒng)消殺手段因難以穿透生物被膜或易引發(fā)化學(xué)殘留而面臨效能衰減的問題。同時，供應(yīng)鏈延長、跨境原料采購常態(tài)化等趨勢進(jìn)一步加劇微生物污染溯源與精準(zhǔn)防控的難度。

1食品加工中微生物污染的途徑

1.1原料污染

在動物飼養(yǎng)階段，畜禽會通過受污染的飼料、飲用水或養(yǎng)殖環(huán)境攜帶病原體，部分微生物可經(jīng)消化道定殖于動物體內(nèi)[2；在屠宰環(huán)節(jié)，刀具、設(shè)備清潔不徹底、操作不規(guī)范，可能導(dǎo)致致病菌擴(kuò)散；在運(yùn)輸與儲存環(huán)節(jié)，若溫度控制不當(dāng)，肉制品原料極易被微生物污染，發(fā)生腐敗變質(zhì)。植物性原料極易通過土壤、灌溉水、有機(jī)肥料等途徑接觸病原微生物；采收中因器械清潔不足、操作人員手部衛(wèi)生疏漏等，也會導(dǎo)致原料被致病菌污染[3]

1.2生產(chǎn)環(huán)境污染

加工車間內(nèi)的空氣循環(huán)系統(tǒng)若沒有配置高效的過濾裝置，則空氣中懸浮的細(xì)菌或真菌孢子會通過氣溶膠擴(kuò)散，附著于半成品表面。設(shè)備與管道的焊接縫隙、密封圈等結(jié)構(gòu)易成為微生物消殺殘留的死角，殘留的有機(jī)質(zhì)可為李斯特菌、假單胞菌等嗜常溫微生物提供適宜的生長環(huán)境，這些微生物分泌的胞外聚合物進(jìn)一步促進(jìn)生物被膜的形成，導(dǎo)致持續(xù)性污染。在人員操作環(huán)節(jié)中，手部、工作服或鞋靴若未嚴(yán)格執(zhí)行更衣消毒程序，則可能引入金黃色葡萄球菌等人體共生菌，并通過接觸面交叉?zhèn)鞑?。車間溫濕度調(diào)控失衡會使冷凝水積聚形成潮濕的環(huán)境，成為耐酸酵母或嗜濕霉菌的集聚區(qū)，而照明不足的角落則可能滋生光敏感厭氧菌[4。

1.3 人員污染

人員操作行為是微生物跨區(qū)域傳播的重要媒介。在人員直接接觸中，手部衛(wèi)生管理疏漏可能將金黃色葡萄球菌等人體共生菌或大腸桿菌等環(huán)境暫存菌轉(zhuǎn)移至食品表面，而咳嗽、打噴嚏等行為釋放的飛沫可擴(kuò)散溶血性鏈球菌等氣源性病原體。同時，人員消化道或皮膚定殖的沙門氏菌、諾如病毒可通過間接接觸污染設(shè)備或工具，形成“人-物-產(chǎn)品”的連鎖傳播。此外，手套破損、口罩松動等防護(hù)裝備穿戴不規(guī)范或生熟區(qū)人員混用等跨區(qū)域流動會加劇微生物交叉污染的風(fēng)險。尤其當(dāng)員工缺乏定期的健康監(jiān)測時，攜帶者的排泄物或體液可能成為食品中李斯特菌等耐冷菌的來源[5]。

2微生物污染對食品加工的影響

2.1對食品感官的影響

微生物污染對食品感官屬性的破壞具有顯著的直接性與累積性[。假單胞菌、乳酸菌等腐敗菌通過代謝蛋白質(zhì)與脂類，釋放硫化氫、胺類等揮發(fā)性物質(zhì)，引發(fā)肉類腐臭或乳制品酸敗，其產(chǎn)生的黏液狀胞外多糖會使熟食表面滑膩或結(jié)塊。酵母菌在含糖基質(zhì)中發(fā)酵產(chǎn)氣，致使罐頭膨脹或烘焙食品內(nèi)部蜂窩化，質(zhì)地由酥脆轉(zhuǎn)為綿軟。熒光假單胞菌等嗜冷菌在低溫儲運(yùn)中緩慢分解肌原纖維，使冷凍水產(chǎn)出現(xiàn)肌肉松弛、汁液流失等質(zhì)構(gòu)劣變。曲霉、青霉等產(chǎn)孢真菌在谷物或果蔬中滋生，不僅形成可見的霉斑，其分泌的果膠酶與纖維素酶會使細(xì)胞壁崩解，導(dǎo)致組織軟化并伴隨土腥味或苦味[7]。

2.2 對食品保質(zhì)期的影響

腐敗微生物的代謝活躍度直接決定食品的化學(xué)穩(wěn)定性。例如，假單胞菌分解脂質(zhì)產(chǎn)生的游離脂肪酸可加速油脂氧化酸敗，促使預(yù)包裝食品在標(biāo)注的保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)哈喇味[8]。枯草芽孢桿菌等產(chǎn)芽孢菌在熱處理后仍能以休眠態(tài)存活，其復(fù)蘇后分泌的蛋白酶與淀粉酶可破壞肉類或谷物制品的組織結(jié)構(gòu)，顯著縮短貨架期。魯氏接合酵母等耐滲透壓酵母在高糖或高鹽食品中持續(xù)發(fā)酵，不僅產(chǎn)氣引發(fā)包裝脹袋，其代謝產(chǎn)物還會改變食品內(nèi)部的pH值，為乳桿菌等其他嗜酸菌創(chuàng)造增殖條件[9]

3微生物污染的防控措施

3.1加強(qiáng)加工環(huán)境衛(wèi)生管理

構(gòu)建潔凈的加工環(huán)境是抑制微生物生長繁殖的重要措施[]。空間布局需遵循“單向流”原則，通過高效空氣過濾系統(tǒng)攔截微生物氣溶膠，并輔以紫外線或臭氧對死角區(qū)域進(jìn)行周期性脈沖滅菌，使空氣中菌落數(shù)控制在 100CFU?m^-3 的限值內(nèi)。設(shè)備表面與管道的清潔需采用原位清洗系統(tǒng)，結(jié)合熱堿液與過氧乙酸交替處理，有效瓦解生物被膜的物理屏障，原位清洗系統(tǒng)的溫度、流速等關(guān)鍵參數(shù)應(yīng)根據(jù)微生物抗性進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化。地面與墻壁應(yīng)選用無接縫抗菌材質(zhì)，配合泡沫清洗劑與季銨鹽類消毒劑，消除有機(jī)物殘留。引入環(huán)境微生物動態(tài)監(jiān)測技術(shù)可實時評估清潔效能，基于風(fēng)險熱圖調(diào)整消殺頻率與強(qiáng)度。溫濕度聯(lián)控系統(tǒng)可維持車間相對濕度，抑制冷凝水形成導(dǎo)致的嗜濕菌生長繁殖，而生熟加工區(qū)的物理隔離與正壓梯度設(shè)計可阻斷交叉污染的路徑[11]。

3.2 食品原料的防腐處理

針對原料初始微生物負(fù)載差異，需構(gòu)建分級的靶向防腐體系。鮮肉、果蔬等高水分活度原料可采用氣調(diào)包裝，通過調(diào)節(jié) CO₂ ！ N₂ ！ O₂ 的比例抑制需氧菌增殖，或結(jié)合低溫等離子體技術(shù)靶向滅活食品原料表面的致病菌而保留營養(yǎng)組分。對于谷物與香辛料等干制原料，短波紫外線輻照可穿透表層破壞微生物的復(fù)制能力，輔以ε-聚賴氨酸、茶多酚等天然抑菌劑的微膠囊緩釋技術(shù)，實現(xiàn)貯藏期的長效微生態(tài)調(diào)控。發(fā)酵類原料則需引人定向接種技術(shù)，利用植物乳桿菌等益生菌的競爭排斥效應(yīng)抑制腐敗菌定殖。原料防腐需規(guī)避化學(xué)殘留風(fēng)險，如以殼聚糖-納米銀復(fù)合膜替代傳統(tǒng)苯甲酸鹽，既能阻斷微生物跨膜運(yùn)輸，又可降解為無毒產(chǎn)物。

3.3建立食品包裝安全控制體系

食品包裝作為隔絕外界微生物入侵的最后屏障，其安全控制體系的構(gòu)建需融合材料科學(xué)與智能監(jiān)測技術(shù)。乙烯-乙烯醇共聚物、鍍鋁薄膜等高阻隔性材料可有效攔截氧氣與水分滲透，破壞嗜氧菌與霉菌的生存微環(huán)境；抗菌活性包裝則通過表面涂覆緩釋型二氧化氯、植物精油納米膠囊等抑菌劑，在貯藏期內(nèi)持續(xù)抑制微生物的生長繁殖。氣調(diào)包裝系統(tǒng)通過調(diào)控包裝內(nèi)氣體組分，如提升 CO₂ 濃度阻斷腐敗菌代謝通路，而時間-溫度指示器、微生物響應(yīng)型熒光探針等智能標(biāo)簽可實時反饋包裝完整性及內(nèi)容物的安全狀態(tài)。對于熱敏感食品，非熱殺菌技術(shù)（如超高壓處理結(jié)合無菌灌裝）能同步實現(xiàn)包裝材料滅菌與內(nèi)容物微生物滅活。包裝設(shè)計需規(guī)避二次污染風(fēng)險，如激光焊接替代傳統(tǒng)膠黏封口以減少化學(xué)遷移，建立包裝材料阻菌性能的標(biāo)準(zhǔn)化測試體系，確保從材料研發(fā)到終端應(yīng)用的全鏈條安全性。

3.4嚴(yán)格控制加工過程污染

加工過程的動態(tài)性與開放性決定了污染防控需依托全流程精細(xì)化管控。引入自動化生產(chǎn)線替代人工操作，可減少手部接觸導(dǎo)致的交叉污染，如通過機(jī)械臂分裝、真空灌裝技術(shù)阻斷微生物氣溶膠吸附。針對冷鮮肉分割等熱敏感工序，需結(jié)合時間-溫度積分儀實時監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，確保嗜冷菌增殖窗口期 ?2h 。在殺菌等關(guān)鍵控制點(diǎn)建立危害分析及關(guān)鍵控制點(diǎn)（Hazard Analysisand Critical Control Point，HACCP）體系，通過腺嘌呤核苷三磷酸（AdenosineTriphosphate，ATP）生物熒光檢測技術(shù)量化設(shè)備表面的清潔度，將殘留微生物負(fù)荷控制在 ?50 RLU閾值內(nèi)。高壓脈沖電場、超聲波輔助過氧化氫霧化等非熱殺菌技術(shù)，可穿透生物被膜，滅活設(shè)備縫隙中的頑固性微生物，同時避免高溫對食品質(zhì)構(gòu)的破壞。

3.5加強(qiáng)從業(yè)人員衛(wèi)生教育與培訓(xùn)

從業(yè)人員的衛(wèi)生素養(yǎng)是防控人為污染的重要因素。需構(gòu)建“理論一實操一考核”三位一體的培訓(xùn)體系。理論層面，通過微生物傳播路徑可視化模型，如熒光示蹤技術(shù)深化員工對交叉污染機(jī)理的認(rèn)知；實操環(huán)節(jié)則聚焦標(biāo)準(zhǔn)化操作，如七步洗手法、無菌服穿戴流程的肌肉記憶訓(xùn)練，利用ATP生物熒光檢測儀即時反饋手部清潔度，確保菌落數(shù) ?10CFU?cm^-2 。建立動態(tài)健康監(jiān)測機(jī)制，要求員工每日上報腹瀉、皮膚感染等癥狀，并結(jié)合智能手環(huán)實時監(jiān)測體溫與體表微生物負(fù)載，對高風(fēng)險個體實施崗位隔離。培訓(xùn)內(nèi)容需融入情景模擬技術(shù)，可借助虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，VR）重現(xiàn)因工具混用導(dǎo)致的李斯特菌擴(kuò)散場景，強(qiáng)化行為約束力。應(yīng)定期更新課程以應(yīng)對新型耐藥菌的威脅，并通過移動學(xué)習(xí)平臺推送微生物防控前沿案例，激發(fā)自主防護(hù)意識。

3.6現(xiàn)代科技在微生物污染防控中的應(yīng)用

現(xiàn)代科技革新為微生物污染防控提供了精準(zhǔn)化與智能化的解決方案。高壓脈沖電場、低溫等離子體等非熱殺菌技術(shù)，通過破壞微生物細(xì)胞膜電滲透性實現(xiàn)高效滅活，尤其適用于果汁、冷鮮肉等熱敏感食品的微生物負(fù)載控制，其殺菌效率可達(dá)4＼～ ，且無化學(xué)殘留。在智能監(jiān)測系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)可實時采集加工環(huán)境的溫濕度、氣壓與微生物氣溶膠濃度數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測污染暴發(fā)閥值并觸發(fā)預(yù)警。納米抗菌材料的應(yīng)用具有靶向優(yōu)勢，如二氧化鈦光催化涂層在紫外激發(fā)下產(chǎn)生活性氧自由基，可分解生物被膜并抑制大腸桿菌再生，而納米銀-殼聚糖復(fù)合膜則通過緩釋銀離子阻斷微生物跨膜運(yùn)輸。

4結(jié)語

食品加工中的微生物污染防控是一項涉及多環(huán)節(jié)、多學(xué)科的系統(tǒng)工程。當(dāng)前，盡管非熱殺菌、智能監(jiān)測等技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了防控效能，但耐藥菌株進(jìn)化、供應(yīng)鏈全球化等新挑戰(zhàn)仍亟待應(yīng)對。未來研究需進(jìn)一步融合合成生物學(xué)、人工智能等前沿領(lǐng)域，開發(fā)更具靶向性與環(huán)境適應(yīng)性的防控技術(shù)，同時強(qiáng)化從“農(nóng)場到餐桌”的全鏈條數(shù)據(jù)追溯與協(xié)同治理。

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