食品保鲜

罐头制作包括烹饪食物，将其密封在消毒的罐头或罐子中，然后煮沸容器以杀死或削弱任何残留的细菌，以作为一种灭菌形式。它是由法国糖果制造商NicolasAppert发明的。到1806年，法国海军使用这一工艺来保存肉类、水果、蔬菜甚至牛奶。尽管阿佩尔发现了一种新的保存方式，但直到1864年路易斯·巴斯德发现微生物、食物腐败和疾病之间的关系时，人们才明白这一点。

食物有不同程度的自然保护防止变质，可能需要在高压锅中进行最后一步。草莓等高酸水果不需要防腐剂，只需要很短的煮沸周期，而胡萝卜等边缘蔬菜需要更长的煮沸时间和添加其他酸性元素。蔬菜和肉类等低酸食品需要压力罐装。一旦罐头或瓶子打开，罐头或瓶装保存的食品就有立即变质的风险。

罐装过程中缺乏质量控制可能会导致水或微生物进入。大多数此类故障都可以迅速检测到，因为罐内的分解会导致气体产生，并且罐会膨胀或爆裂。然而，也有一些制造不良（加工不足）和卫生条件差的例子，导致罐头食品被专性厌氧菌 杆菌污染，在食品中产生急性毒素，导致严重疾病或死亡。这种生物不会产生气体或明显的味道，并且不会被味道或气味检测到。然而，它的毒素会因烹饪而变性。煮熟的蘑菇，处理不当然后罐头，可以支持金黄色葡萄球菌的生长，它产生的毒素不会被罐装或随后的再加热破坏。

食品保存技术是在研究实验室中开发的，用于商业应用。

巴氏杀菌是保存液体食品的过程。它最初用于对抗当地年轻葡萄酒的酸味。今天，该工艺主要应用于乳制品。在这种方法中，牛奶在大约70°C(158°F)下加热15–30秒以杀死其中的细菌，并迅速将其冷却至10°C(50°F)以防止剩余的细菌生长。然后将牛奶储存在经过消毒的瓶子或袋子中，置于寒冷的地方。这种方法是由法国化学家路易斯巴斯德于1862年发明的。

真空包装将食物储存在真空环境中，通常放在密封袋或瓶子中。真空环境剥夺了细菌生存所需的氧气。真空包装通常用于储存坚果，以减少氧化造成的风味损失。在消费者层面，真空包装的一个主要缺点是真空密封会使内容物变形并剥夺某些食物（例如奶酪）的风味。

冷冻干燥，也称为冻干或冷冻干燥，是一种低温脱水过程，包括冷冻产品、降低压力，然后通过升华除去冰。这与使用热量蒸发水的大多数传统方法的脱水形成对比。

由于加工过程中使用低温，再水化产品的质量非常好。当草莓等固体物体被冷冻干燥时，产品的原始形状得以保持。如果要干燥的产品是液体，正如在制药应用中经常看到的那样，最终产品的性质通过赋形剂（即非活性成分）的组合进行优化。冷冻干燥的主要应用包括生物（例如，细菌和酵母菌）、生物医学（例如，外科移植）、食品加工（例如，咖啡）和保存。

防腐食品添加剂可以是抗菌剂——抑制细菌或真菌（包括霉菌）的生长——或抗氧化剂，如氧气吸收剂，它可以抑制食品成分的氧化。常见的抗菌防腐剂包括丙酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硫酸盐（二氧化硫、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾等）和EDTA。抗氧化剂包括丁基羟基苯甲醚(BHA)和丁基羟基甲苯(BHT)。其他防腐剂包括甲醛（通常在溶液中）、戊二醛（杀虫剂）、乙醇和甲基氯异噻唑啉酮。还有另一种用抗氧化剂和抗微生物剂浸渍包装材料（塑料薄膜或其他）的方法，例如丁基羟基茴香醚、丁基羟基甲苯、生育酚、扁柏酚、溶菌酶、乳酸链球菌素、游霉素、壳聚糖和ε-聚赖氨酸。

食物辐照是指食物暴露于电离辐射。可以使用多种类型的电离辐射，包括β粒子（高能电子）和伽马射线（从钴60或铯137等放射源发射）。辐照可以杀死细菌、霉菌和害虫，减少果实的成熟和变质，并且在较高剂量下会导致不育。该技术可比作巴氏杀菌；它有时被称为冷巴氏杀菌，因为产品没有加热。辐照可能使低质量或受污染的食品变得可销售。

国家和国际专家机构已宣布食品辐照有益健康；联合国组织，如世界卫生组织和粮食及农业组织，认可食品辐照。消费者可能会基于对辐照食品具有放射性的误解而对辐照食品产生负面看法；事实上，辐照食品不会也不会具有放射性。活动人士还出于其他原因反对食品辐照，例如，认为辐照可用于对受污染的食品进行消毒，而无需解决污染的根本原因。关于食品是否可以辐照的国际立法在世界范围内各不相同，从没有法规到全面禁止。

全世界每年约有500,000吨食品在40多个国家受到辐照。这些主要是香料和调味品，越来越多的新鲜水果被辐照用于果蝇检疫。

脉冲电场(PEF)电穿孔是一种通过强电场的短脉冲处理细胞的方法。PEF作为一种用于食品灭菌的低温替代巴氏灭菌工艺具有潜力。在PEF处理中，将一种物质置于两个电极之间，然后施加脉冲电场。电场扩大了细胞膜的孔隙，从而杀死细胞并释放其内容物。用于食品加工的PEF是一项仍在研究中的发展技术。PEF加工在果汁巴氏杀菌方面的工业应用有限。迄今为止，欧洲市场上有几种经过PEF处理的果汁。此外，几年来，美国的果汁巴氏杀菌应用一直使用PEF。对于细胞分解目的，尤其是马铃薯加工商对PEF技术作为其预热器的有效替代品表现出极大的兴趣。马铃薯应用程序已经在美国和加拿大投入使用。欧洲各国以及澳大利亚、印度和中国也有商业PEF马铃薯应用。

改造气氛是一种通过对周围气氛进行操作来保存食物的方法。众所周知，难以保存的沙拉作物现在被包装在密封袋中，并通过调节气氛来降低氧气(O2)浓度并增加二氧化碳(CO2)浓度。有人担心，虽然沙拉蔬菜在这种条件下保持其外观和质地，但这种保存方法可能无法保留营养，尤其是维生素。用二氧化碳保存谷物有两种方法。一种方法是在底部放一块干冰，然后在罐子里装满谷物。另一种方法是用来自气瓶或散装供应容器的气态二氧化碳从底部吹扫容器。

二氧化碳可以防止昆虫，并根据浓度防止霉菌和氧化损害谷物。以这种方式储存的谷物可以食用大约五年。

浓度为98%或更高的氮气(N2)也可有效用于通过缺氧杀死谷物中的昆虫。然而，二氧化碳在这方面具有优势，因为它通过高碳酸血症和缺氧（取决于浓度）杀死生物体，但它需要浓度高于35%左右。这使得二氧化碳在无法保持密封的情况下更适合熏蒸。

受控大气储存(CA)：CA储存是一种非化学过程。密封房间中的氧气含量通常通过注入氮气而降低，从我们呼吸的空气中的大约21%降低到1%或2%。温度保持在恒定的0–2°C(32–36°F)。湿度保持在95%，二氧化碳水平也得到控制。房间的确切条件是根据苹果品种设置的。研究人员为每个品种制定了特定的方案，以达到最佳质量。计算机有助于保持条件不变。根据华盛顿州农业部植物服务部经理在1997年所做的一份报告，华盛顿州的大部分苹果都生长在华盛顿东部，那里有足够的仓库存储1.81亿箱水果.

谷物的气密储存（有时称为密封储存）依赖于谷物、昆虫和真菌的呼吸作用，这些呼吸作用可以充分改变封闭的大气以控制害虫。这是一种非常古老的方法，也有现代的等效方法。该方法的成功依赖于密封、谷物水分和温度的正确混合。

一项获得专利的工艺使用燃料电池排出并自动保持运输容器中氧气的排出，例如鲜鱼。

这个过程使食物表面受到电离气体分子的火焰，例如氦气或氮气。这会导致微生物在表面死亡。

高压食品保鲜或帕斯卡化是指使用利用高压的食品保鲜技术。将食品压入施加70,000磅/平方英寸(480兆帕)或更多压力的容器内，可以对食品进行加工，使其保持新鲜的外观、风味、质地和营养成分，同时抑制有害微生物并减缓腐败。到2005年，该工艺已被用于从橙汁到鳄梨酱再到熟肉的各种产品，并广泛销售。

生物保存是使用天然或受控微生物群或抗菌剂作为保存食品和延长其保质期的一种方式。有益细菌或由这些细菌产生的发酵产物用于生物保鲜，以控制食物腐败和使病原体失去活性。这是一种良性的生态方法，正受到越来越多的关注。

特别感兴趣的是乳酸菌（LAB）。乳酸菌具有拮抗特性，使其特别可用作生物防腐剂。当LAB竞争营养物质时，它们的代谢物通常包括活性抗菌剂，例如乳酸、乙酸、过氧化氢和肽细菌素。一些乳酸菌会产生抗菌乳酸链球菌肽，这是一种特别有效的防腐剂。

如今，LAB细菌素被用作障碍技术的一个组成部分。将它们与其他防腐技术结合使用，可以有效控制腐败菌和其他病原体，并能抑制多种生物的活性，包括固有耐药革兰氏阴性菌。

跨栏技术是一种确保通过组合多种方法来消除或控制食品中病原体的方法。如果要在食物中保持活跃，这些方法可以被认为是病原体必须克服的障碍。障碍的正确组合可以确保最终产品中的所有病原体都被消除或变得无害。

Leistner(2000)将障碍技术定义为一种智能的障碍组合，可确保微生物的安全性和稳定性以及食品的感官和营养质量以及经济可行性。食物的感官品质是指其感官特性，即外观、味道、气味和质地。

食品系统中的障碍示例包括加工过程中的高温、储存过程中的低温、增加酸度、降低水活度或氧化还原电位以及防腐剂或生物防腐剂的存在。根据病原体的类型和它们的风险程度，可以单独调整障碍的强度，以经济的方式满足消费者的喜好，而不会牺牲产品的安全性。