食品保鲜中微生物控制存在的问题及对策

周道荣 杨继梅 李小飞

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

Problems and Countermeasures of Microbial Control in Food Preservation

ZHOU Daorong1， YANG Jimei1， LI Xiaofei2

（1.Yunnan Huace Testing and Certification Co. Ltd.， Kunming 650214， China;

2.KPC Pharmaceuticals， Inc.， Kunming 650106， China）

Abstract： The effectiveness of microbial control during food preservation directly affects the quality and safety of food products. However， microbial control in food preservation still faces numerous challenges. This paper， based on a systematic review of factors influencing microbial growth in food preservation， focuses on analyzing key issues such as microbial adaptive evolution under low-temperature storage conditions， induction of resistance due to improper use of chemical preservatives， and cross-contamination caused by packaging technology defects. It proposes targeted microbial control strategies， including optimizing low-temperature storage processes， judicious selection of chemical preservatives， and improving packaging sterilization control， to provide insights for enhancing the quality and safety of food preservation.

Keywords： food preservation; microbial control; low-temperature storage; chemical preservatives

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.