廚房與食品工廠如何確保食品安全?認識傳統食品加工

  • 作者/朱中亮,財團法人食品工業發展研究所資深研究員

蔬菜與生鮮魚肉等食物,從採收或屠宰一直到送到廚房或餐桌之前,會經過各種生化反應,同時微生物也會在其中繁殖,當菌數過多或產生毒素時,就會對人體產生危害。為了確保食品安全,必須進行適度加工以便保存,許多食品加工技術都是因此發展出來的。

食品加工對食品的重要性不容忽略,本期的 ILSI Taiwan 專欄邀請財團法人食品工業發展研究所朱中亮資深研究員為您介紹這些基礎且重要的傳統食品加工技術。

食品加工的初衷:為人類生活帶來便利

美國知名的商業雜誌《彭博商業周刊》(Bloomberg Businessweek) 2014 年慶祝創刊 85 周年時,列舉 85 項為人類生活帶來便利的發明及創造,其中與食品有關的包括:麥當勞的誕生、冰箱(製冷技術)的發明、高果糖糖漿的問世、瓶裝水的製造、嬰兒奶粉配方的發明、星巴克的誕生。

這些發明中,高果糖糖漿被認為是造成肥胖、人體危害的元兇而備受批評。

其實高果糖糖漿的發明是為了避免自然資源的浪費,由於許多食品製造時都需要糖,但糖從原料甘蔗或甜菜的種植到採收、再加工變成蔗糖所需的程序非常繁複與漫長,科學家便想到利用澱粉含量極高的玉米,透過酵素直接轉換成糖,不僅簡化製程,也能避免自然資源的浪費。

掌握美味與安全的秘訣:火候

不少人認為食品工廠就是放大版的廚房,其實並不然,如果只是將廚房的一個灶擴增為十個灶來生產,勢必無法對食品品質進行嚴格的控管,更將導致食品品質參差不齊的狀況發生。

廚師製作料理時經常談到火候,所謂「小火慢燉、大火快炒」,食品工廠進行調理生產時,也必須精確掌握溫度與時間,否則將無法維持食品的品質。

火候掌握得宜不僅是美味的秘訣,更是食品安全的重要關鍵。因為加熱殺死微生物是一種很有效保存食品的技術。若兩者無法同時兼顧時,食品業者絕對是要犧牲美味,做到足夠的殺菌或滅菌,以確保食品的安全。

在此必須與讀者們介紹兩個名詞:「滅菌 (sterilization)」與「殺菌 (pasteurization)」,在食品科技上有非常明確的定義,可惜卻時常被大眾所混用。

兩者最大的差別在於:滅菌後的產品能夠室溫保存,而殺菌後的產品必須冷藏保存

延長保存時間大招:冷凍冷藏技術

談完「熱」接著提到「冷」的技術。將溫度降低的冷凍冷藏技術能減緩食品腐壞的速度、延長食品保存時間。

如果要問冷凍與冷藏孰優孰劣?其實各有優缺點,兩者最主要的區別在於溫度差異,將食品冷凍所產生的冰晶容易破壞其質地,解凍復熱時也較為不便;將食品冷藏保存雖然復熱較快速,但保存期限較短。

食品業者也會針對產品的特性,而選擇使用冷凍或是冷藏來保存食品。便利商店的三角飯糰大多擺放在 18℃ 的冷藏櫃,目的是兼具食品安全與美味。

因為米飯在 12℃ 以下口感會開始變硬,更別提一般的 4℃ 冷藏,食品業者必須在美味與食品保存的綜合考量下做出妥協,以至於飯糰的保存期就變得很短。在此也呼籲消費者購買飯糰後應儘速食用,切勿放置在室溫下一陣子才吃。

便利商店的三角飯糰大多擺放在18℃的冷藏櫃,目的是兼具食品安全與美味。

提到冷凍就不得不提「急速冷凍技術」。急速冷凍能維持較良好的食品品質,蔬菜與肉品都是細胞組成,緩慢冷凍容易使食品中的冰晶聚集形成大冰晶穿破這些細胞使裡面的細胞質流出,所以在解凍時會有「湯汁」滲出,食物中的美味與營養也容易就這樣「付諸流水」。

而急速冷凍技術的可貴之處就是讓細胞中的水份結凍時維持小冰晶,在解凍時較能保持質地完整,使食品風味保存更佳。

食品品質的關鍵:掌握「水活性」

影響食品安定性的因子可以分為物理性、生物性及化學性,物理性如同冷凍結晶、乾燥收縮或受壓破損等會影響食品品質;生物性因子最常見的如麵包上的黑黴、橘皮上的青黴、酵素分解食品產生異味等;化學性如氧化、褐變等造成食品外觀改變,這些因子都會影響食品的安定性與消費者對食品的接受度。

影響食品安定性的因子。

無論是物理、化學或是生物性因子,控制水份都是重要的手段,因此在食品中,便出現水活性的概念。水活性是由澳洲學者 William James Scott 所提出,他雖然不是第一位研究水份對食品品質影響的人,但卻是第一位把這些變化因素,用科學方法歸納成水活性這個指標,且發現控制該指標就能確實掌握食品品質。

Scott 提出一個聰明又簡單的方法:將食品盛裝在容器中量測食品能產生多少水蒸氣,如果產生的水蒸氣越多,就代表水越容易被微生物利用。

如果食品中含有某些成分比微生物或者其他化學物質更能抓住水,那水就不會被微生物或化學反應使用,也就不會發生食品劣變反應,因此我們定義取得水的容易程度為水活性。

許多糕點師傅知道降低含水率能避免發霉,但也容易使產品過乾,導入水活性的概念後,師傅們了解即使含水率高,仍能藉由降低水活性阻止糕點發霉。

降低水活性的方法有很多,如醬油加鹽、水果乾加糖、榨菜及德式酸菜除了鹽漬降低水活性之外,還會透過發酵來增加酸度降低 pH值,這些步驟都能增加食品的保存期限。

食品保存期限的意義到底是什麼呢?

我曾經在報導上看到日本研發出 20 年不會變質的防災食品,以現在食品加工技術來說,製造 20 年不會發霉的食品並不困難,難的是除了不發霉之外,還要兼具美味。

請試著思考一下,20 年不會發霉的防災食品是否代表產品標示上的保存期限就該寫 20 年?我們該如何看待食品的保存期限呢?

灰姑娘的故事相信讀者們都耳熟能詳,「……灰姑娘飛快地奔出皇宮大門時,12 點的鐘聲剛好響完。剎那間,所有的東西都恢復原樣……」,如果食品標示上寫的保存期限是 7 月 1 日,是不是代表一旦到了 7 月 2 日的 0 時 1 分,食品剎那間就會對食用者造成嚴重後果呢?絕對不是如此。又如同梅干菜、酒這類的食品都是越陳越香,它們的保存期限又該是多久呢?

保存期限的概念非常複雜,對食品業者而言,決定保存期限的指標包含兩種:微生物產生的腐敗成分變化帶來的感官品質劣變。

大多數生鮮產品的保存期限到期是因微生物生長而造成產品腐敗,但有些產品如罐頭、冷凍食品,所謂的過期並非因為微生物生長,而是產品的風味變差。

我曾經做過一個實驗針對超過保存期限的罐頭果汁進行感官測試,發現真正產生風味變化的產品的百分率並不高,但對食品企業而言無法接受這樣的不良率,因此在訂定保存期限時會採取較保守的作法,也往往出現有些食品即使到達保存期限仍然還可食用的現象。

然而這已非單純的科學議題,如何在減少食物浪費的情況下,同時確保食品品質與安全,使食物資源能更有效地被運用?這是一個值得大家思考與重視的議題。

  • 本文轉載自 ILSI Taiwan-2019 年第 6 期《走進廚房與食品工廠,認識傳統食品加工》,歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 ILSI Taiwan 喔!
  • 作者/朱中亮│資深研究員
    德國Hohenheim大學食品科技研究所博士,現任財團法人食品工業發展研究所資深研究員。專長為食品加工與製程,目前研究技術領域為食品非熱加工技術、冷藏食品保存期限預測及溫度管理技術等。

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關於作者

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