＜菜冰＞食物放涼了才能冰？ 剩菜冰了會流失營養？關於生鮮食品保存 ... 2024

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本文由衛生福利部食品藥物管理署[2]委託，泛科學企劃執行

文字記錄／陳亭瑋

食物是怎樣開始變質腐敗的？把生鮮食品「冰起來」，就能對付食品上的微生物讓食物不會「壞掉」嗎？而我們使用冰箱的方式，又真的正確嗎？

今年度食安系列講座第二彈「PanSci TALK：生鮮食品該如何保存？」的首位講者，輔仁大學食品科學系的陳邦元助理教授，這次帶領大家話說從頭，由食品微生物學的角度探討食物保存的基本原理。[3]

輔仁大學食品科學所陳邦元助理教授。圖／By PanSci

「首先，日常生活中的新鮮食品可以被區分為『動物性』跟『植物性』兩類。」動物性食品如肉品、水產等，最大的特色就是生物體本身已經死亡，體內的酵素會在動物死後自動開始分解自身組織，因此，即使能夠透過加工、真空等方式排除外界微生物的影響，動物性食品仍然會產生劣變。而新鮮的植物性食品如蔬果，組織仍然存活，體內的呼吸作用一般都還持續進行，但已經失去種植環境下持續供給的養分跟水分，隨著保存時間拉長，植物性食品的狀況也會逐漸損失水分、養分而劣化。

生鮮食品。圖／Anelka @ Pixabay CC0 Public Domain[4]

既然食品本來就會變化，大家該如何判斷食物已經到了不堪食用的地步？「一般來說，當食品能從外觀發現有了腐敗、酸化、發黴、變色、產生黏液等較劇烈的變化，我們就會認為完全不適合食用了，而這類變化多是由『微生物』所引起的，包含食品科學上著重討論的幾類細菌、黴菌和酵母菌。」陳邦元老師表示，想完善保存食品，我們需要針對環境中微生物所需的幾個生長條件加以限制，盡可能減少微生物的生長以延長食品保存的時間。

「細菌存在於生活中各處，如果提供適當條件，可以生長得非常快速，例如金黃葡萄球菌每 12~15 分鐘就能分裂一次，8 個小時可以長到 100 萬個；一般的肉片或魚類，每一公克約有 10~10000 個細菌。而無論是哪種食物，細菌量只要到 500 萬個，大概都可以判定腐壞了。」陳邦元老師解釋道，「如果食物一開始就遭到污染，也就是沾染了比較多的細菌，腐壞的速度自然也會比未受污染的快上很多。」[5]

一般的情況下肉眼看不見細菌，要經由電子顯微鏡才能一窺其真面目。圖／By 陳邦元老師簡報

「食品微生物學的主要內容便是著眼於微生物生長所需的因子，從而控制環境條件、研發出適合食品保存的方式。」影響食品中微生物生長的因子，可以分成內在因子、外在因子、微生物因子等。

食品原本就有的、天生會影響微生物生長的因子，我們稱之為內在因子，主要包括：

微生物要在食品上存活繁衍，需要環境中有夠高的水活性，也就是「微生物能利用的水分」之比例。以蜂蜜為例，蜂蜜是液體，但它的水分幾乎都被糖類包裹住了，微生物無法獲得水分，自然非常難存活；但仍有少數微生物可以在裡面休眠，如肉毒桿菌的孢子，這也是一歲以下的幼兒不能吃蜂蜜的緣故 ── 幼兒腸道被認為酸性不足、益生菌叢少，肉毒桿菌孢子若入侵便可能致命。

「一般生鮮食品的水活性都非常高，因此在保存上會應用醃製、乾燥等方法降低食品的水活性，避免微生物增生。」陳邦元老師說。

環境中的酸鹼值會影響生物體酵素的運作，也會影響微生物生長，大多數微生物生長的最適當的酸鹼值範圍在 pH 值 6.5~8.5 之間。 除了少數產酸細菌（乳酸菌、醋酸菌等）外，一般細菌生長酸鹼值範圍範圍在 pH 值 4.0~9.0，偏鹼性環境；相對來說，酵母菌（適合範圍 pH 值 1.5~8.5）、黴菌（適合範圍 pH 值 1.5~11.0）則較偏愛酸性環境。陳邦元老師提到，一般蔬菜偏鹼性，較容易因細菌造成腐敗；水果則主要偏酸性，常由黴菌或酵母菌造成腐敗。

很簡單，微生物需要獲得能量延續生存，營養源越多的食物他們越愛。

部分天然食品含有「抗菌成分」，因此能抑制某些微生物生長，最常見的就是大蒜，其精油有抗菌效果。

大蒜本身擁有抗菌成份，能幫助食品不受微生物影響。圖／MALIZ ONG @ PublicDomainPictures[6], CC License

如果食品的取用過程中能盡量維持完整結構，對抵抗細菌也有幫助。一顆完整的水果不會露出養分與水分，外部微生物無法取用，也就無法增生。另一個例子，絞肉相較於整體的肉塊，其結構已經被破壞、內部更容易受細菌污染，因此腐敗速度會比完整肉塊快很多。

食品所含成分各有其氧化還原電位，各種微生物也有自己對氧的偏好程度。氧化還原電位數值正值越大，代表越趨向「氧化狀態」，有利假單胞菌、嗜鹽菌等好氧菌生長； 氧化還原電位數值負值越大，則代表越趨向「還原狀態」，有利如李斯特菌、酵母菌等厭氧菌生長。

食品所處的環境也會影響微生物的生長狀況，稱為外在因子，而這也是食品微生物學主要操控的內容。主要的外在因素包括：

食品保存的相關法規，對於各食品所處環境之溫度皆有限制，值得注意的是，保存食品不只限於低溫，常溫、甚至高溫，也都有一些條件可以保存食品。微生物最適合的生長溫度為 4~40 度，超商冬天有些飲品會放置於 60 度左右的保溫箱中，便是以高溫保存食品，提供大家更符合需求的選擇。不過，由於部分種類的細菌能在罐頭裡形成孢子，這類孢子會被高溫喚醒，因此這種高溫飲品通常不會放隔夜。

前面有提過食品的水活性會影響微生物生長，而食品外部的濕度當然也會有影響。絕大多數的微生物都喜歡潮濕的環境，細菌與酵母菌喜歡食品外部泡在水裡，而黴菌則不偏好過多的水分。

一般空氣組成為 20% 的氧與 80% 的氮，其中氮氣為無色無味的惰性氣體，不容易與一般化合物或微生物作用，因此食品保存上常會使用真空或真空充氮（抽除空氣後填入氮氣）的方式。