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食物放涼了才能冰? 剩菜冰了會流失營養?關於生鮮食品保存的六大迷思──「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存」

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/20 ・3847字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文字記錄/馬嘉駿

「阿嬤,這是去年的肉粽耶,還能吃嗎?」「免煩惱啦,食物放冰箱都嘛不會壞。」阿嬤等等!食物放冰箱,真的就不會滋生細菌嗎?並且,所有食物都適合放冰箱嗎?

食安系列講座第二場「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存?」在陳邦元老師介紹過微生物與食品的關係之後,第二位講者 ── 好食課食育團隊的林世航營養師,整理出六大常見生鮮食品保存迷思,並帶著大家一一破解。

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來自好食課食育團隊、現在是台大食科所博士候選人的林世航營養師。圖/By PanSci

細菌怎麼活:肥湯姆六大準則

我們重視食品的加工過程、有沒有化學添加物、是否殘留農藥,卻常常忽略食物中的微生物污染。然而根據統計,臺灣食物中毒案件的可判明病因物質中,有高達八成是「細菌」造成,遠高於化學物質或天然毒性。

在食安系列的第一場講座「食安基本功」中陳宏彰老師曾提過,人們不是不想做,只是一次微生物檢驗要花上三天,食品 ── 尤其是生鮮食品 ── 早就壞了。那麼到底要如何注意這個隱藏的危險呢?所謂知己知彼、百戰百勝,要先摸清食品危害菌的底細,才能藉此調整食品保存方式。

「關於細菌,我們要先了解一個概念:食品危害菌不等於食品腐敗菌。」林世航營養師解釋,「乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物會讓食物臭酸腐敗,卻不影響人類身體;然而食品危害菌如沙門氏桿菌、仙人掌桿菌……等,儘管不會造成食物酸敗,卻能引發腹瀉嘔吐、食物中毒,甚至感染死亡。」

根據細菌生存條件,食品界有一套「肥湯姆六大準則」(FATTOM):

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  • Food(食物):食物本身即為細菌營養所需來源
  • Acidity(酸度):食品危害菌適合生長 pH 值約為 4.6-7.5
  • Temperature(溫度):食品危害菌適合生長溫度為 5℃ 至攝氏 60℃。尤其在 20℃ 至 50℃ 間會快速生長
  • Time(時間):快速降溫、升溫,以減少細菌生長時間
  • Oxygen(氧氣):大部分危害菌為好氧性,少部分如肉毒桿菌為厭氧性
  • Moisture(濕度):水活性越高的食物,愈容易滋長細菌

請記好這六個關鍵項目,接下來林世航營養師會帶著大家用肥湯姆準則一一檢視民眾在「生鮮食品保存」上的六大迷思。

迷思一:溫體肉好棒棒?

圖/By webandi @ Pixabay

臺灣大部分消費者仍習慣買溫體肉,認為溫體肉更新鮮、口感較佳,價格也較低。「但說實話,就我自己購買肉品的經驗來說,溫體肉真的不是很乾淨。」林世航營養師說。

「溫體」肉,想必最令人介意的就是 FATTOM 的第一個 T,「溫度」了。下圖是冷藏冷凍肉與溫體肉滋生細菌的實驗數據,虛線為冷藏冷凍肉、實線為溫體肉,在 15.5℃ 的條件下,溫體肉的細菌數每平方公分達到「1,000,000」隻,每平方公分肉面的細菌數是冷藏冷凍肉的 104 倍。

實線為溫體肉、虛線為冷藏冷凍肉,不過提醒大家,臺灣現在的室溫可不是 15.5 ℃ 啊。圖/By 林世航營養師簡報

如果仍然想買溫體肉回家,除了注意溫度與保存期限的關係,林世航還建議大家以四個步驟處理:外部清洗、分切後再冷凍、每次只拿要吃的量解凍、煮熟。「『肉品煮熟』的定義是食品(肉)中心溫度達 72℃ / 160℉,才能消除大部分危害菌。你可能看過一些餐廳烹煮肉類時會將溫度針直接插入肉品中央,就是在確認中心溫度是否加熱至安全標準。」

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迷思二:剩菜涼了才能冰?

圖/By Alexas_Fotos @ Pixabay, CC0 Public Domain

常聽長輩說「吃完飯的剩菜要放涼了才能冰,否則冰箱會壞掉」,但就生鮮食品保存的角度而言,放涼再冰真的恰當嗎?

據肥湯姆六大準則的「時間」,食物當然是越快冰越好,快速降溫才能減少細菌的生長時間。然而一碗熱湯放進冰箱,冰箱內部溫度升高,使冰箱冷媒和用電消耗量提高,會不會造成冰箱損壞?對此林世航營養師說,「取決於每台冰箱的狀況,首先,各位可以看看自家冰箱是變頻或定頻。」

「變頻與定頻冰箱差異在於壓縮機,若冰箱內部溫度升高,變頻壓縮機即會高頻運轉,直到低溫後才低頻運轉。而定頻壓縮機則是溫度提高時啟動,達低溫時關閉。就製冷效率來說,變頻因為能夠根據溫度變化進行轉速調整,可以精準控制溫度,而壓縮機不會開開關關,冰箱較不易故障。」

若真的有冰箱製冷效率不佳、恐連帶影響原本保存之其他食物的疑慮,林世航營養師建議,可以將食物降溫到 50~60℃ 左右,大概是用手觸摸會感覺溫熱的程度,再拿進冰箱保存。「食品危害菌的合適溫度區間約為 5~60℃,其中又以 20~50℃ 為快速生長的溫度區間,真的想要放涼再冰,也盡量注意別讓食物溫度降至這個區間。」

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迷思三:冰箱門邊溫度最高,蛋和牛奶不要放這裡?

冰箱門常開關,所以門邊溫度容易升高,易腐敗食物就不要放在這個位置嗎?事實上,冰箱結構不同也會影響冰箱內部各處溫度的差異。「直冷式冰箱」由上方的蒸發器製冷,透過自然對流方式降低溫度,因此內部溫度較不平均;「風冷式冰箱」則藉由風扇將空氣導入冷凝器,再吹入冰箱內部不斷循環,冷藏溫度較為平均。「現在許多冰箱在設計上下了功夫,循環冷房效果很好,出風口、內壁與冰箱門的溫度差異其實不大。」

圖/By 林世航營養師簡報

若你很介意,當然也可以為此調動儲存位置,不過林世航營養師更建議大家注意以下幾點:冰箱不要塞太滿,影響了內部的冷空氣循環、冰箱門開的時間不要過久,以及定期清理冰箱內部黴斑與除霜,才能讓冰箱發揮正常運轉功效。

迷思四:隔夜菜不能吃,易產生致癌物?

你可能也曾經看過「隔夜菜容易產生亞硝酸鹽,亞硝酸鹽有致癌風險」的警語,但這背後有科學根據嗎?林世航營養師澄清,亞硝酸鹽本身不致癌,亞硝酸根與二級胺結合才會形成致癌物「亞硝胺」,而這樣的機率很小。(二級胺多出現在已經腐壞的食品中,但你不太會食用已經發臭、長黴斑的肉品對吧?)

「以香腸為例,一名成人要連續每天食用 7 公斤,才會到達人體每日可接受安全攝取量(Acceptable Daily Intake ,簡稱 ADI),7 公斤的香腸實在不容易,因此無須過度擔心。」另外,他也提醒大家,致癌是多點激發,並不會吃了某單一食物就罹癌,「我寧願多吃蔬菜、多運動、多曬太陽,也不想要放棄美味的香腸。」林世航營養師打趣地比喻。

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而近日也有愈來愈多亞硝酸鹽「除罪化」的研究,發現硝酸鹽類代謝後的一氧化氮,或和特定脂肪酸結合的物質,可以降低心血管疾病風險。「妥善保存的隔夜菜絕對可以吃,不要浪費食物。」

圖/By 林世航營養師簡報,製表:食力媒體

迷思五:罐頭不加防腐劑?罐頭開封後要不要冷藏?

「沒錯,罐頭裡面沒有防腐劑。」臺灣法規規定,罐頭與泡麵不可添加防腐劑,罐頭的製程依序為脫氧、密封、殺菌,使罐頭成為無菌或是相當低菌量的狀態。因此,罐頭一旦開封,就失去了密封與無菌的狀態。林世航營養師表示,罐頭水活性高又營養,開封後便成為很容易生長食品危害菌的食材,若在室溫條件下,細菌更會快速滋長。「如果要保存罐頭食品,開封後,一定要冷藏。」

迷思六:剩菜冰了會流失營養?

「先講結論的話,大部分的營養素都不會因為短期冰存而『大量』流失。」林世航營養師說。他舉出一份研究血液中維生素 D 含量與存放條件關係的研究報告結果,將血液在 4℃ 擺放一天或是 -20℃ 擺放一天與七天,三者中維生素 D 含量皆與原先檢測值無差異。不過,也有另一份研究發現,食品中的維生素 C 在加熱、冷藏的過程中會些微流失。

圖/By 林世航營養師簡報

然而林世航營養師也提出一個疑問:「為什麼要追求剩菜中的營養素?」一般人保存與食用剩菜的目的在於避免浪費食物,未能完整攝取的營養素可以透過其他方式吸收,例如上述維生素 C 的成年人每日最低建議攝取量為 100 毫克,能輕易從一顆奇異果、半顆芭樂或十顆聖女番茄中取得,或許只要不致病,我們不用那麼在乎剩菜的營養價值。

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為什麼要在剩菜中追求營養素呢?新鮮食物中的維生素 C 含量參考。圖/By 林世航營養師簡報

重點總結:適量烹煮、當餐吃完

在分享之後,主持人提問:身為營養師,平日飲食會更加小心翼翼嗎?「含糖量高的手搖杯是有少喝一點,但那或許是因為我平常待在實驗室,食科所離飲料店太遠了(笑)。」林世航想了想回答,「其實,我無法想像沒有炸薯條、可樂,如果每天只能吃燙青菜,那還叫做生活嗎?」他強調,均衡飲食不是嚴格限制自己只能吃極少調味的蔬果,而是好好認識食物背後的營養、製作過程、保存方式與安全等知識,才能在健康的同時也保持生活品質。

最後,林世航營養師總結,從食品衛生安全的角度來看,生鮮食品的保存重點在於「適量購買、小份量烹煮、當餐吃完」,才不致在保存過程中產生微生物污染的風險,也能相較完整攝取食物營養。

講座現場大合照。圖/By PanSci
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文章難易度
衛生福利部食品藥物管理署_96
65 篇文章 ・ 23 位粉絲
衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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微生物的奇幻旅程:食物為何變得好壞壞? ──「PanSci TALK:生鮮食品該如何保存」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/19 ・4438字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,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。

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輔仁大學食品科學所陳邦元助理教授。圖/By PanSci

生鮮食品是活的還死的?

「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

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。

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看不見的微生物大軍,食品微生物學的基礎

「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。」

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。

內在因子:自身條件的影響

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:

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  • 水活性 Water activity

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。

  • 酸鹼值 pH value

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。

  • 食品中的營養成分 Nutrient contents

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。

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  • 抗菌物質存在與否 Antimicrobial agents

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, CC License

  • 食品之生物性結構屏障 Biological barrier

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。

  • 氧化還原電位 Oxidation/Reduction potential

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。

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外在因子:四面八方的推波助瀾

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:

  • 食品所處環境之溫度 Temperature

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。

  • 相對濕度 Relative humidity

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。

  • 氣體環境 Gas composition

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。

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真的不要再說買洋芋片送空氣啦,那是食品保存技術啊。圖/41330@pixabay, CC License

微生物因子:互助與競爭

接著,陳邦元助理教授提到微生物間的互動關係。

「食品中含有多種不同微生物,彼此會互相幫助或競爭。舉例來說,跟鮮乳相較起來,優酪乳比較不容易嚴重變質,是因為優酪乳本身含有很多的乳酸菌,其他的菌種不容易在其中繁殖;但放置太久的優酪乳乳酸菌繁衍較多,可能讓優酪乳變得太酸不好喝。」

欄柵技術:控制各種因子以保存食品

欄柵技術 (Hurdle Technology) 會綜合以上提到的各種因子,藉由控制水活性、酸鹼值、微生物互動等,來延長保存期限。例如市面上販售的鮮魚,常會用三去法、真空加冷凍的方式加以保存 ── 除去頭、鱗與內臟三種最容易腐敗的部位,再擦乾後使外包裝真空並進行冷凍,結合幾個「外部因子」的概念,盡可能延長食品的保存期限。

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冰箱的食品保存秘訣

對一般人來說,比起水活性、酸鹼值和微生物,「溫度」會是比較容易控制的條件。那麼,將食品丟進冰箱裡就不會壞了嗎?陳邦元老師以一張各溫度區間的細菌分類(如下圖)解釋冰箱的應用方式。

不同溫度範圍下,微生物生長曲線。圖/By 陳邦元老師簡報

大家可以看到,15~50℃ 是微生物繁殖快速的危險區,法規規定冷凍食品的品溫應保持在 -18℃ 以下;冷藏食品則是 7℃ 以下、凍結點以上,並且要避免劇烈之溫度變動。

一般家用冰箱的冷藏層大多設定在 4~5℃,這個溫度下大部分的細菌都無法生長,或者生長得非常緩慢,只剩下低溫菌、酵母菌以及黴菌,也所以這些微生物會是冷藏食物腐敗的主要原因。「也因此,烹煮完成的食物如果沒有要馬上食用,應該要盡量快速降溫到 15℃ 以下,避免食物處在危險的 15~50℃ 下太久。」陳邦元老師說。

以米飯為例,加熱後若沒有即刻食用,應盡快離開微生物(仙人掌桿菌)容易生長的溫度區間(圖中深橘色底處)。圖/By 陳邦元老師簡報

若想讓所有的微生物不生長,則得將外部溫度設定至 -10℃ 左右 ── 當然,還是很難保證百分之百。

來到冰箱的冷凍庫,熔點以下的低溫會使食品內部的水分凍結(即前面說的水活性下降),阻止微生物生長、降低酵素的活性,達到冷凍中食品的保存。「但是,即使將冷凍溫度控制在微生物完全無法生長的 -10℃ ,並確保食品解凍後沒有腐敗,也不代表食品完全不會變質。食品本身的酵素(內部因子)在 -10℃ 仍可能繼續運作,長時間下來,依然會影響食品的風味。」這也是為什麼冷凍食品還是有保存期限的限制。

而陳邦元老師也提到冷凍儲存食品的缺點之一:一般家用冰箱的降溫速度較慢,容易在食品中形成冰晶,造成植物組織、動物組織破裂,因此許多冷凍過的食品會流失水分、口感改變。「另外,冷凍保存的食品水分容易昇華,肉品甚至會變色,因此如果要冷凍食物,尤其是肉品類,建議盡可能採取真空包裝。」

食品的凍結曲線,降溫速度越慢,越容易形成較大的冰晶。圖/By 陳邦元老師簡報

食品冷藏的注意事項

最後,陳邦元老師談到食品冷藏保存的注意事項。「應用生鮮水果天生的植物特性,冷藏保存應該盡量維持原本的生物結構、減少組織的破壞,例如葡萄先不清理蒂頭,則可以維持得比較良好;另外部分水果的型態如熱帶水果、沒有硬外皮如香蕉、枇杷等容易凍傷,不能冷藏。」

而生鮮水產與肉品的保存期限通常是 3 天,他提醒大家若選擇放在「冷藏」,要注意盡量維持食品表面的乾燥。「肉品、魚類尤其容易有組織液滲出,因此超級市場的肉品底層會有吸水墊,減少肉品表面的水分可以防止細菌聚集生長;但若是從傳統市場購入,通常不會有吸水墊,保存時要注意盡可能維持乾燥。」

更多關於生鮮食品的居家保存,歡迎閱讀下半場講座紀實《生鮮食品買回家了,該如何保存?

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衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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食物都丟冰箱還尋求生鮮是否搞錯了什麼?–冰箱的正確使用方法
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/18 ・3662字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

諮詢專家/蘇南維教授│國立臺灣大學農業化學系教授
採訪/雷雅淇、李德庭
整理/泛科學編輯部

編按:去年在「食在好棒棒」特輯中,泛科學規劃了「食品保存」主題,討論到泡麵、罐頭與防腐劑的關係以及微生物在食品中的變化等。這次,我們從一般家庭常接觸的生鮮食品切入,一起來看看幾乎人人家裡至少有一台的「冰箱」,是如何幫我們保存食品。

在去年談及食物保存的文章中曾提到,食物會「壞掉」與其中的微生物很有關係。因此一開始,我們就先來回答這題:食物一定含有微生物嗎?其實微生物無所不在,食物有營養源當然也有微生物存在。但微生物的多寡、種類則取決於製造、運送過程中的衛生條件,例如是否經過滅菌以及是否有二次污染。

而冰箱能夠對付微生物、協助保存食物主要是基於以下兩點:

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  • 低溫:多數病原菌都是嗜溫菌(Mesophile),是喜歡 20℃~40℃環境的細菌,當溫度降低至 -1℃~-5℃時,大部分的微生物都會停止活動。
  • 水活性低:首先要解釋,「水活性」不等於含水量,而是指「微生物可直接利用」的水(又稱自由水,free water)之含量。0℃以下的環境會使水活性降低,微生物難以利用活動,食物也就較不容易劣變。

Photo credit: Tino

低的溫度與水活性能夠抑制食品之中或存放環境裡的各種「反應」,包含微生物與害蟲、寄生蟲的生物反應(包含呼吸、代謝等),或梅納反應(沒錯,常溫中也會有些微梅納反應喔)、脂質氧化等化學反應,讓食品較不易腐敗與腐壞。

冷藏和冷凍有什麼差別?

我們把不致將水結凍的 0℃~10℃(也有將上界定為 8℃或 5℃的說法)稱作「冷藏(refrigeration)」,0℃以下稱為「冷凍(freezing)」,實際溫度則會因每台冰箱、低溫儲藏空間的功能規劃與設計有所不同。在食品保存上,冷凍較冷藏多了一種功能,即前面提到的「降低水活性」,冷凍室能將細胞之間與內部的水分結凍,使微生物更難活動,但食品本身的氧化活動仍會緩慢地持續進行。

一般來說,在冷藏環境中,蔬果類能保存 1~2 個月、肉類 1~2 週、水產類 5~7 天;冷凍環境下食品通常能保存 1~2 年。但每樣食品的保存期仍會受種類、包裝方式、冷凍方式等因素影響,因此大家還是要仔細閱讀該食品包裝上的保存期限與建議保存方式喔。

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食物在冰箱裡發生了什麼事

冰箱會幫我們抑制微生物活動,食物可以看做是進入了一個「靜止」或「慢動作」的狀態,可是為什麼有些生鮮冰過之後,口感會變得軟軟爛爛、或者濕答答呢?究竟,食物們在冰箱裡經歷了什麼?

詳細說明首段稍微提過的「冷凍」,廚師兼烹飪教材編寫者伊森‧貝克曾在《廚藝之樂:從食材到工序,烹調的關鍵技法與實用食譜》一書中提到,食品的冷凍是一種「鏈式反應」:先凍結細胞與細胞之間的水分,結成冰之後、這些冰會再將細胞內的水分拉出來結凍。

在鏈式反應中,結凍的「速度」與結凍後的食品狀態非常相關,若為急速結凍,細胞之中與之間的水分會結為較不破壞細胞壁的「細微冰晶」;反之,如果結凍時間較長,則會形成針狀的「大晶體」,使食品解凍後的質地較為粗糙。再者,若保存環境的溫度上下波動,冰晶也會在食物中移動(crystal rearrangement),破壞組織、改變口感。

小時候曾經自製冰棒來吃嗎?裡面也有一番冷凍學問喔!

接下來,我們舉一個不少人共同的童年回憶作為例子:把果汁、乳酸菌飲料放到冷凍庫,等結冰後食用的「自製冰棒」。吃過的人有沒有發現,這樣的冰棒到最後總是有味道的飲料部分先被吸光、剩下碎冰的渣子?這是由於水的密度為 1、冰卻只有 0.9,飲料結冰後體積變大,溶質(有味道的部分)被濃縮,間接影響了食物的風味。同樣的,這個狀況也會發生在其他食物、生鮮食品上。

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凍結速度會影響所結成的冰晶狀態,進而影響食品口感與風味。圖/kropekk_pl @ pixabay, CC License

不過這些食物被影響的只是風味,只要沒有劣變,便不會造成中毒或致病等食安問題。

不是所有生鮮食品都該放冰箱

然而,雖然冰箱能協助延長食品的保存期,卻不是所有生鮮食品都適合放入冰箱保存。

「水果是活的,肉品是死的。」這句話是什麼意思?當你把生鮮食品帶回家,它的呼吸作用是否還持續進行,對如何保存來說可是個重要的考量因素。

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以水果來說,人們通常在成熟期(Maturation)採收,但最適合食用的階段其實是完熟期(Ripening),完熟期之後則是老化(Aging);例如買回來還帶點綠色的香蕉(成熟),放了一陣子變成黃色時會更好吃(完熟),若來不及食用完畢則可能逐漸腐爛(老化)。而影響這個過程的因子,便包含了該果實的呼吸作用。

香蕉通常在外皮還帶點綠色的成熟期採收,最適合食用的階段則是亮黃色外皮的完熟期。圖/By Scott Webb @ pexel, CC License

果實在採收之後養分輸送與光合作用皆會停止,只剩下呼吸作用維持生命,就如同人類消耗熱量維持生命般,若無養分補充,呼吸速率越高則壽命越短。而部分蔬果如香蕉、梨子、蘋果、番茄等有個共同特性:在成熟期至完熟期時,呼吸作用速率會急速上升,使果實的保存期縮短,故它們又被稱為「更性水果(climacteric fruit)」。

另一方面,若蔬果還未至達完熟期,低溫儲藏可能會因呼吸作用被抑制,讓它們無法完熟、達到食用風味最佳的狀態,甚至因為代謝不正常而造成冷傷(chilling injury),使水果果皮凹陷、軟腐或產生褐斑。一般來說,熱帶、亞熱帶地區的水果較容易出現冷傷,而冷傷後的水果回到室溫時,因代謝物易從破裂的細胞流出,會更容易腐爛。

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因此,如何保存就很重要了。已熟成、在此階段又容易加劇呼吸作用的水果,建議以低溫延長保存期;而果實還未熟成,或是蘋果、柳橙、檸檬等容易因低溫而流失水分的水果,就比較不適合放進冰箱。當然,想要吃到營養而風味佳的水果,還是趁新鮮──耐心等待熟成、且不去挑戰(?)它的保存期──的時候食用最好囉。

洗選蛋、散裝蛋,怎麼保存?

為從源頭預防病菌傳播,農委會於今年初提出的「全面洗選蛋制度」在前陣子興起一波討論。那麼,洗選蛋在保存上,是否有特別需要注意的地方呢?

洗選蛋顧名思義經過了「洗淨」與「挑選」的步驟,除清洗表面細菌外,也會剔除有裂痕或軟殼的蛋 [1]。而根據食藥署的說明,洗選蛋或傳統散裝蛋都應儲存於冰箱中,並建議在兩週內食用完畢。

不論是洗選蛋或散裝蛋,買回家都要放冰箱。圖/DEZALB@pixabay, CC License

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注意冰箱擺設、肉品要煮熟

雖然介紹了冰箱保存食物的原理,我們仍要強調:低溫只能抑制生長但無法消滅食物中的微生物,冰箱只能延長食品保存期、可沒有殺菌的功能啊!而新聞上看到的食品中毒案例,便時常是沒將食物煮熟所導致。

這裡討論的微生物包含寄生蟲、病毒與細菌等,以食品中常見的細菌為例,金黃色葡萄球菌為常見病原菌,通常是因處理人員挾帶此菌而感染,此菌本身不耐熱、但其產生的毒素耐熱(也就是一旦產生毒素,烹煮過後食用仍可能造成食品中毒),在約 6.5℃ 以下的環境不生長,所以千萬要記得以低溫保存。另一種近年來已較少在食安事件中看見的肉毒桿菌則廣泛存在土壤、飼料與食品中,此菌較嗜冷(E 型肉毒桿菌的生長溫度可低至 3.3℃)、厭氧,因此,造成肉毒桿菌中毒的食品通常為真空包裝、食用前又不會經過高溫烹調的「罐頭」。[2]

而歐美國家習慣攝食生菜沙拉,在約 8℃ 環境下最為活躍的李斯特菌便成為他們食物中毒常見的原因。

最後,冰箱的擺設也會影響內部的溫度狀況,若使用傳統舊式冰箱,記得注意出風口不要被存放食品擋住,降低冷卻效果。提醒大家,冰箱容量最好別放超過八分滿,才能讓它發揮最好作用,「冷冰冰」地幫我們保存食物喔!

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泛科學整理、委託製作

參考資料

  1. 詳細規定可參考食藥署目前公布的「生鮮雞蛋品洗選作業指引」草案(非強制)。
  2. 罐頭的製作過程應在食品調理、密封於密閉容器後進行「商業滅菌」,會造成肉毒桿菌中毒的食品應是未完全滅菌的結果。更多罐頭食品的資訊請見〈泡麵和罐頭其實是防腐劑絕緣體!你誤會很久的食物保存二三事〉一文。
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx