应用替代食品保存技术提高食品安全性和稳定性

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自20世纪90年代初，食品行业出现了新的趋势，即绿色消费主义。

绿色消费主义是开发替代食品保存方法的基础，例如天然化合物（精油、溶菌酶、乳酸链球菌素和其他细菌素、壳聚糖）和非热物质的使用处理（高压、均质、微波、辐照）。

这些新技术是本电子书的主题；本章介绍了整个作品。

因此，食源性疾病在发展中国家和工业化国家都是全球性威胁迫使公共机构为正确管理相关风险定义一些关键概念食品。食品生产商一直采用实证方法；然而，一种新的风险管理方式和该定义自1995年提出以来，被称为定量风险分析（QRA）。QRA是一个3步过程（风险管理、风险分析/评估、风险沟通）和结果公共目标，标记为ALOP（适当保护水平）和FSO（食品安全目标），以及具有一些中间参数（性能目标和标准、过程标准），有助于维护风险低于某个阈值。

本章简要介绍了量化风险评估的主要步骤，以及定义的一些关键概念食品微生物学标准。

几种机制导致食品变质并限制其保质期：生化或微生物腐烂、化学变化，尤其是氧化（脂肪酸败、水果和蔬菜的呼吸，变色、维生素损失）-、身体退化（水分迁移、水分损失或吸收）。因此，食品腐败是一种复杂的现象，涉及物理、化学、微生物和生物化学变化。由于所有涉及的因素和机制都是相互作用的，而且往往是不可预测的，因此很难准确预测食品的保质期。此外，由于食品的高度多样性，没有确定保质期的标准方法。

本章各节试图提供一些关于食品腐败和食品安全的关键概念特别关注微生物方面。主要涉及的细菌病原体简介随着食源性疫情的爆发，食品中主要的腐败微生物区系也随之出现。因为有几种方法可以检测食品中的微生物腐败，即微生物方法、化学/物理/物理化学方法、可接受标准，包括感官测定（颜色、质地、气味、味道和一般外观）-，报告了每种方法的一些细节。

自中世纪以来，精油（EOs）被广泛用于杀菌、杀病毒、，杀菌、抗寄生虫、杀虫、医药和化妆品应用。如今，众所周知EOs可以提高未加工或加工食品的保质期，因为它们具有抗菌性。然而，到目前为止，食品很少采用基于EOs利用的保存方法工业。

本章的目的是：1）概述抗菌活性的当前知识EO；2） 描述他们可能的行动模式；3） 评估其在食品工业。

体外研究已证明EOs对广泛腐败和致病细菌。由于EO包含大量成分，因此其作用方式可能是涉及细菌细胞中的几个靶点，但普遍认为它们的疏水性使它们在细胞膜和线粒体的脂质中分配，使这些膜具有渗透性导致细胞内容物泄漏。通常需要较高的浓度才能达到相同的效果在食品方面，但对肉类、鱼类、牛奶、乳制品、蔬菜和水果的研究显示出了良好的结果EOs浓度极低时（<0.5%，v/w）。鉴于它们目前在食品中的使用水平。

溶菌酶是从细胞、分泌物和组织中纯化出来的一种水解酶几乎所有的生物和病毒。溶菌酶已被证明对细菌、真菌、原生动物和病毒；此外，它基本上以其抗菌活性而闻名，并且具有用于食品保鲜。溶菌酶目前被用作许多食品的防腐剂，如奶酪、，鱼、肉、水果、蔬菜和葡萄酒。

乳铁蛋白是一种具有抗菌活性的球形多功能蛋白。它是由粘膜产生的各种哺乳动物的上皮细胞。它存在于粘膜表面和生物液体中，包括牛奶和唾液。它对广泛的细菌具有强大的抗菌活性，真菌、酵母菌、病毒和寄生虫。乳铁蛋白用于包括婴儿配方食品、，运动和功能性食品。

乳过氧化物酶系统（LPS）由三部分组成：酶乳过氧化物酶、硫氰酸盐和过氧化氢。脂多糖具有抑菌和/或杀菌活性；因此，它在乳制品中的应用为了保持原料奶的质量或延长巴氏杀菌奶的保质期，工业界已经开展了广泛的工作过去提出过。LPS还被用于稳定奶油、奶酪、液体全蛋、冰淇淋、，婴儿配方奶粉，用于保存番茄汁、芒果和鸡肉。

乳链菌肽属于一组细菌素，称为“植物双生菌”，是由不同属的革兰氏阳性细菌。Nisin由34个氨基酸组成，是唯一的商业化公认的食品保鲜用细菌素；它是由某些乳酸乳球菌亚种菌株产生的。乳酸。Nisin是一种天然的、毒理学安全的抗菌食品防腐剂，其特点是对多种革兰氏阳性菌具有抗菌活性，但对革兰氏阴性菌没有抗菌活性，酵母菌或真菌。它可以对抗革兰氏阴性菌，同时对外层膜。1988年，美国食品和药物管理局（FDA）将Nisin标记为GRAS（公认安全）目前在全球50多个国家被允许作为食品添加剂。

尼辛作为一种天然食品防腐剂在许多类别的食品中都有实际应用，例如天然奶酪（Emmental和Gouda）、加工奶酪（切片、涂抹、酱汁和蘸料）、巴氏杀菌乳制品产品（牛奶、冷冻甜点、凝固奶油和马斯卡彭奶酪）、蛋制品、热烤面粉产品（拐杖）、罐装产品、酒精饮料（啤酒和葡萄酒）、沙拉酱、肉和鱼产品、酸奶和巴氏杀菌汤。

目前，世界渔业的废弃物超过2000万吨。传统上，渔业废物用于生产肥料、鱼类青贮饲料或宠物食品；如今，随着生物工艺工程技术和新型酶和微生物水解方法、加工废物可以作为廉价的原料，用于生产高价值的生物活性化合物和新产品来自海洋废弃物的环境和生态材料。尤其是贝类废弃物是主要的甲壳素（及其衍生物）生产的生物质来源。在这次比赛中，由于壳聚糖的多功能性，在抗菌剂、抗氧化剂、添加剂、酶固定化和用于营养药品的封装。此外，壳聚糖具有成膜特性，用作可食用的薄膜或涂层。几位研究人员研究了壳聚糖、其化学和物理特性及其应用。本章试图总结这些作品，重点关注以下问题：什么是壳聚糖？它是如何对抗微生物的，对食品特性有什么影响？

高压处理自1900年初就被提出作为一种合适的方法减少病原体和腐败微生物对食品的污染。它被定义为非热使用压力（300-700 MPa，在某些情况下高达1000 MPa）作为主要保护的处理方法。

根据实现压力增加的不同方式，我们可以区分高静水压压力（HHP）和高压均化（HPH）；HHP通过流体实现压力上升，而在HPH处理中，由于迫使产品通过一个小阀门，压力增加（均质阀）。

这两种方法都被用于不同种类的食物（HHP，用于碎洋葱、苹果酱汁和苹果酱/水果混合物，作为一次性食用管；HPH，用于牛奶和果汁）和目前在许多工业应用中使用。

本章对这两种方法进行了详尽的描述，包括针对微生物、食品的改良、与其他障碍的可能结合以及工业应用的一些例子。

最后，在HHP的案例中，有一份关于其安全性和健康影响的报告，基于一些公共机构出版物。

本章介绍了一些非热技术（微波、超声波、，脉冲技术、辐射）作为灭活食源性病原体和腐败的合适工具热敏性食品中的微生物。

超声波（US）定义为频率为20 kHz或以上的压力波；脉冲电场（PEF）加工包括用20个左右的高压脉冲处理放置在电极之间的食物-80 kV/cm（通常为几微秒）；当一个或多个电子从原子的电子轨道上移开；微波（MW）被定义为电磁波在红外（IR）和无线电波（RF）范围内，波长为1毫米至1米以300兆赫至300兆赫的频率运行。每种技术都可以杀死植物微生物，但到目前为止，单独使用时，无法破坏孢子。

本章报告了所提出的方法在食品工业中的一些实际应用，并重点介绍了他们的缺点和局限性。

预测微生物学（PM）是一种预测病原体生存/生长的有趣工具食品中的腐败微生物，以及评估保质期和食品工业中一些障碍的影响。本章概述了最重要的一次适合生长（Baranyi、Gompertz和lag-exponenty方程）或生存动力学（Bigelow，以及Add-in-Excel组件GInaFiT中包含的方程式）。

然后，本章描述了食品微生物学中使用的一些二级模型（平方根、基数、，Arrhenius和多项式方程），以及基于微生物群落生长和最终产品生产的同时评估基板的消耗。

本章提出的另一个有趣的工具是用于评估微生物种群的滞后阶段，以及一个附录，报告了设计的一些关键概念函数拟合优度评估指标的实验和描述。

微胶囊被定义为“固体、液体和气体的包装技术小胶囊中的活性成分，在长时间的时间”。微胶囊的生产始于20世纪50年代，当时Green和Schleicher生产微胶囊明胶和阿拉伯树胶复合凝聚染料，用于制造无碳复写纸。

根据其结构，粒子可分为：单核、多核和基质型。微胶囊的生产有几种方法；微胶囊化方法的选择取决于所用聚合物材料的性质和特性以及活性物质的特性成分。主要的封装技术有：乳液和界面聚合、凝聚、，脂质体、悬浮交联、喷雾干燥、喷雾冷却、溶剂蒸发或萃取。

该技术最早在制药行业提出，如今在农业、食品工业、，化妆品和能源生产。在食品工业中，微胶囊用于维生素、香料、酶以及益生菌。

改性气调包装（MAP）具有长期安全有效的使用历史，可延长食品保质期；它涉及到袋子内气体成分的变化，主要是二氧化碳的增加含量和O2的降低。

近年来，许多作者建议使用一些非传统气体，如氩气（Ar）和其他惰性气体，或在顶空使用挥发物（己醛、己烯醛、柑橘精油）提高新鲜产品的安全性和质量。

本附录简要概述了这些新方法应用中的最新发现以及一些可能的方法来改进这些方法的使用食品工业的有效扩大。

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