通過分別控制食品中水分活度和pH值，或加入化學添加劑如鹽類物質(zhì)，或通過特定的包裝技術(shù)調(diào)節(jié)氣體來控制病原體的生長。但是，加工者一般將這些控制技術(shù)結(jié)合使用，而不是只依賴于一種。因為單一控制系統(tǒng)如完全達到目的，可能是苛刻的，而且使產(chǎn)品不為消費者接受。
本節(jié)將敘述使用pH、水分活度、抑制劑和氣體的微生物學控制。
一、控制pH
每種微生物生長都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生長，當pH值為 4.6或以下時可抑制致病菌生長和產(chǎn)生毒素的，這是我們關(guān)心的主要問題。但有些病原體，特別是艾希氏大腸桿菌0157:H7，雖然在酸性條件下生長被抑制，仍可存活較長時間。pH 是一種抑制病菌生長的方法，而不能破壞現(xiàn)存的致病菌。但是，在低pH值保持時間較長時，很多微生物將被破壞。
pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品開始是低酸食品，加工后成為酸性食品。這將在后面討論。
天然酸性食品是那些自然含酸的食品。常見的天然酸性的食品有：pH為4.0的桃；pH為3.5的橙汁和pH為3.5的蘋果。通常而言，大部分水果屬天然酸性的食品。但有些熱帶水果如菠蘿，根據(jù)生長條件pH可能大于4.6。
低酸食品（pH 4.6 以上）如有：pH為6.3的生魚；pH為5.0的青刀豆罐頭；pH為5.5的面包和pH為6.2的鮮火腿。如上所述，低酸食品包括含蛋白質(zhì)食品、各種蔬菜、淀粉質(zhì)食品及其它多種食品。
食品經(jīng)加工變酸的產(chǎn)品包括如使用醋（醋酸）降低pH的腌漬魚和腌漬椒，和通過發(fā)酵產(chǎn)生乳酸來降低pH的橄欖和甜泡菜。
酸化是直接向低酸食品加酸的過程。目標通常為 pH 4.6或更低。這些食品稱為酸化食品，要符合相應(yīng)的法規(guī)如FDA 21CFR PART 114。 有些情況食品雖然經(jīng)過加酸，但最終pH仍高于4.6，這就需要其他方法來加以控制，如冷藏。
發(fā)酵是使用某些無害微生物來促進食品化學變化的過程。這些微生物作用的結(jié)果是產(chǎn)生酸或乙醇。細菌一般產(chǎn)生醋酸或乳酸，酵母菌一般產(chǎn)生乙醇。本部分主要論述了運用溫度控制微生物生長的方法。溫度為5到46℃是致病菌生長的危險范圍。當食品處于溫度危險范圍時，為使致病菌盡可能不生長，限制食品在這個溫度范圍存放的時間是非常關(guān)鍵的。
一、各類微生物生長溫度范圍：
某些微生物生長溫度范圍如下表
微 生 物
生 長 范 圍（℃）
沙 門 氏 菌 各 型
5-46
肉 毒 梭 菌
A和B型
非蛋白水解B型
E型
F型
10--- -7
3.3--45
3.3--45
3.3---45
金黃色葡萄球菌
7—50
耶爾森氏腸球菌
1---42
單增李斯特菌增
0.3—45
01型霍亂弧菌
10—42
副溶血性弧菌
5—44
產(chǎn)氣莢膜梭菌
10---52
蠟樣芽胞桿菌
4—55
大腸桿菌（致病型）
7---49
志賀氏菌 前面討論了冷藏和冷凍可以阻止微生物繁殖，而要殺死或滅活微生物通常是采用加熱。通常食品加工企業(yè)用于殺滅和控制微生物生長的熱處理有幾種形式；預(yù)煮 (熱燙)、巴氏消毒法、加熱殺菌或滅菌，還有熱的保持。
本部分將概述每種熱處理過程。首先介紹有關(guān)熱向食物傳遞熱的兩種主要形式。第一種是傳導傳熱，熱是緩慢地由一個粒子向下一個傳遞，首先是容器被加熱，然后將熱傳遞給食物，食物受熱最慢的點通常是離熱源最遠的點，當在爐中烤肉或干的包裝的情形就是這樣，中心受熱最慢。另一種熱傳遞較快的形式叫對流傳熱，熱傳導方式通過容器壁，當食物受熱時，延著容器壁食物溫度升高，遠離容器壁的食物下沉，產(chǎn)生循環(huán)，幫助熱在容器內(nèi)傳遞，當然，對流傳熱只能在食物能夠流動時才能進行，如液體或固液混合體類的食物，如湯罐頭或青豆罐頭。對流傳熱的冷點一般在液體上下流動的交叉點，對流加快了熱處理，使得內(nèi)容物受熱更快，更均勻。
為了更快地加熱和使得食物受熱更均勻，我們還可以使用強制對流。通過外力促使食物搖動，搖動或晃動加快了自然的對流過程，更快地將熱從容器的表面?zhèn)鬟f給食物本身，這就是為什么某些加工者使用旋轉(zhuǎn)裝式殺菌鍋來對罐頭食品進行熱處理。
知道熱是如何傳遞進食物是容易的，但要科學地計算需要多少熱量才能殺滅致病菌這并不容易，你不能期望經(jīng)過一定的熱處理微生物就肯定都能被殺死。
影響微生物死亡速度的因素很多，主要包括：食物的導熱性，食物的特性，微生物的種類，和微生物的耐熱性，下面我們將分別討論。
影響致死率的因素
·食物的導熱性
·食物的特性
·微生物的種類(芽胞或營養(yǎng)細胞)
·微生物細胞的耐熱性
導熱性：不同的食物導熱方式不同，傳熱速率也不同。如前面介紹的熱傳導導熱和對流導熱，它們的冷點也不同。在食物冷點的致病菌將比那些在食物表面的滅活更慢，因為它們受熱更少。
食物的特性：食物一定的特性使得熱處理更易或更難破壞其中存在的致病菌。這里有三個例子：在酸性環(huán)境下食物中的致病菌更易破壞；糖和油的存在降低了熱對致病菌的作用；濕度的大小，包括食物的濕度和環(huán)境濕度，使得致病菌滅活更容易。
微生物的種類(芽胞或繁殖體)：同一致病菌的芽胞比其繁殖體耐熱性高得多，同時不同的致病菌具有不同的熱耐受性。例如，單核李斯特菌，非常耐熱，而創(chuàng)傷弧菌具有很強的熱敏感性。然而，無論那一種的耐熱性，都無法和肉毒梭菌或臘樣芽胞桿菌相比，除了高壓殺菌，在許多種熱處理的情況下這兩種菌都能存活。
這就是一些為什么各種不同的致病性微生物不會同時死亡的原因。而且，一種致病菌的數(shù)千個細胞放在一個食品罐中，它們受到相同的熱處理，仍然不會同時死亡，這是因為相同種的致病菌個體的差異。如同每一種生物，一些強壯，一些較弱，知道對食物的加熱量來滅活其中的致病菌和一些方法來預(yù)測致病菌的滅活是很重要的。
一、預(yù)煮
預(yù)煮是一種比較溫和的熱處理形式，用來改善食品的質(zhì)量。預(yù)煮可去除產(chǎn)品中的氣體，軟化產(chǎn)品，固定產(chǎn)品的色澤以及滅活酶的活性等。
它同樣具有殺滅或減少熱敏感致病菌和腐敗微生物數(shù)量的作用。
水和蒸汽型的預(yù)煮機在食品加工業(yè)中最為常用，它們的構(gòu)造和操作相似，產(chǎn)品由傳送帶或螺旋結(jié)構(gòu)進入水浴或一蒸汽倉內(nèi)，水可以通過通入蒸汽直接加熱或分布在水浴中的管道進行加熱。
控制預(yù)煮的時間和溫度通常并不作為控制食品安全的關(guān)鍵點，只有在預(yù)煮作為后道熱殺菌的準備才是例外。對預(yù)煮設(shè)備如果不控制預(yù)煮的溫度和時間，殺菌可能導致偏差，預(yù)煮應(yīng)放在82℃或更高溫度下進行，并須頻繁騰空清理并清潔來防止耐熱菌的生長。
控制儀器，通常是在水浴中或在流動蒸汽中安放指針式溫度計。如果微小的溫度變化是重要的，指針式溫度計需替換成/或增加溫度控制記錄儀。
因為大量用于商業(yè)化的預(yù)煮機從進料到出料都是連續(xù)式的，預(yù)煮時間通過設(shè)備傳動的速度來控制，這可以通過某一產(chǎn)品從進到出的時間來進行核查，同樣可以通過計算設(shè)備的轉(zhuǎn)速來進行檢查。
二、巴氏消毒法
巴氏消毒法通常用來殺滅那些在正常儲藏條件下可以生長的致病菌的營養(yǎng)細胞，它同樣用于降低腐敗微生物的數(shù)量以保障有效的貨架期，但在另一些場合應(yīng)用，有別的含意，這點將在后食品工業(yè)界在繼續(xù)發(fā)展現(xiàn)有控制微生物控制方法的同時，正研究新技術(shù)以保證食品的微生物安全，同時也為消費者提供稍需加工或不需加工的高質(zhì)量食品。這些年，輻照、高強度電子場、脈沖光、紫外線、高壓加工和臭氧已作為消滅微生物的非加熱方法。然而，在商業(yè)上運用這些技術(shù)僅在最近幾年。盡管這些新技術(shù)以及其它方法看起來能達到預(yù)期結(jié)果，但通常也受到限制而不能應(yīng)用于實際生產(chǎn)。因此在現(xiàn)有食品加工中采用上述新技術(shù)時，必須理解每個方法的優(yōu)點、缺點和由那些要求。
一、輻照
· 伽瑪射線
· 加速電子
· 輻射消毒（滅菌）
· 針對性的輻射殺菌
· 有選擇的輻射殺菌
輻照是消滅微生物的一種方法，通常是用來描述一個產(chǎn)品暴露在離子射線下的常用術(shù)語。
1．伽瑪射線和加速電子射線
我們可能熟悉的一些普通形式的離子射線有Ｘ－射線，微波和紫外線，這些射線都已在食品中應(yīng)用，但這部分我們將集中討論兩種其它形式的射線，伽瑪射線和加速電子射線。這兩種射線在消滅和減少食品中的微生物方面有著實際應(yīng)用實例。
美國FDA已批準對豬肉、牛肉、禽肉、羊肉、香料、調(diào)味品進行輻照，也可以用于水果、蔬菜和谷物。有關(guān)食品輻照的要求在21CFR PART179可以查到。
每種技術(shù)都有自已的術(shù)語，輻照也不例外。KILOGRAY是個用于食品加工業(yè)中描述輻照量值的術(shù)語。
影響微生物抵抗輻照的一些因素包括：
· 細菌的數(shù)量
· 細菌的類型
· 細菌的年齡
· 氧氣的存在與否
· 食品的特征
數(shù)量是主要的，存在的微生物越多，就需越多的射線消滅它們。
一般而言：
· 芽胞比繁殖體對輻照更有抵抗性。
· 革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌對輻照更有抵抗性。
· 酵母比霉菌對輻照更有抵抗性。
· 微生物在生長期時對輻照更敏感。
· 生物體對輻照的敏感性在無氧時更大。
· 高蛋白食物和干燥食品能對微生物抵抗輻照提供更多的保護作用。
輻照過程必須科學地設(shè)計以保證用最少量的射線最理想的減少微生物。
2．輻射消毒（滅菌）
輻射消毒（滅菌）類似商業(yè)無菌。食品暴露在30～40千戈瑞之間的射線水平下被認為是商業(yè)無菌消毒。
暴露在2.5～10千戈瑞輻照水平將消除大部分食物的所有病原菌的繁殖體。這種輻照水平稱為針對性輻射通過加工控制可確保食品安全，加工控制就是控制食品在加工設(shè)施和車間內(nèi)的流程。
但加工控制必須符合必備的程序，建立在一定的基礎(chǔ)上。這包括：衛(wèi)生、良好操作規(guī)范(GMP)、培訓、產(chǎn)品回收程序和設(shè)備維修保養(yǎng)計劃等。這里重點講衛(wèi)生和良好操作規(guī)范。
確保食品在衛(wèi)生狀態(tài)下加工最重要的是衛(wèi)生操作，包括八個方面，適用于所有食品種類的零售商、批發(fā)商、倉庫和生產(chǎn)操作。下面分別說明衛(wèi)生操作的八個方面:
一、水的安全
水的安全是直接與食品或食品接觸表面接觸或用于生產(chǎn)的冰和水質(zhì)和水處理，包括防止飲用水和非飲用水系統(tǒng)的交叉污染。
食品加工者必須在適宜的溫度下能保證足夠的飲用水資源。關(guān)于井水，各級政府多有相應(yīng)的要求，如認可了水井的構(gòu)造和定期檢查大腸菌群總數(shù)和其它影響水質(zhì)的成份。井口必須遠離水井以促進適宜的排水，應(yīng)密封以禁止污水的進入。
水泵設(shè)計必須合理，防止虹吸, 使廢水和污水倒流入上水管造成交叉污染。在檢查時，要沿上水管道和廢水管道進行檢查，判定是否造成交叉污染。
加工操作中易造成交叉污染的關(guān)鍵區(qū)域包括：
水龍頭：需要典型的一個真空中斷器或其它禁止回流裝置以避免產(chǎn)生負壓情況。當在水管中排出空氣后產(chǎn)生負壓，由通常的正壓改變至負壓力。所以，如果水管中浸滿水，而水管沒有防止回流裝置保護，臟水在地面上或槽中可能被吸入飲用水中。
清洗/解凍/漂洗槽：水不應(yīng)進入低于水邊緣的槽中。再者，如果是負壓狀況，清洗用水可能有吸入飲用水供應(yīng)系統(tǒng)。在這些情況中，在進水管和槽邊緣之間必須有兩倍于進水管直徑的間隙以防止虹吸。
當冰與食品或食品接觸表面相接觸，生產(chǎn)和儲藏必須衛(wèi)生。食品及不衛(wèi)生的物品不能同存于冰中。制冰機內(nèi)應(yīng)經(jīng)常檢驗以保證清潔，不存在交叉污染。
二、食品接觸表面的狀況及清潔
食品接觸表面的裝況及清潔包括設(shè)計、工藝、原料、維護、清潔和衛(wèi)生，以及手套和衣服。
食品接觸表面在使用中斷時，在預(yù)備加工之前需要清潔，為了安全必要時進行消毒。要注意此時的關(guān)鍵是必須首先清潔，然后再消毒。
食品衛(wèi)生檢查者為判斷是否清潔時，需要察看難清洗的區(qū)域和產(chǎn)品殘渣可能出現(xiàn)的地方，如加工臺下或操作臺的排水管內(nèi)等產(chǎn)品殘渣聚集、微生物繁殖的地方。
食品接觸表面設(shè)備的設(shè)計和安裝應(yīng)易于清潔，這在衛(wèi)生中極為重要。設(shè)計的設(shè)備應(yīng)無粗糙焊縫、破裂或凹陷，防止細菌免于清潔或接觸到消毒劑。在不同表面連接處應(yīng)具有平滑的過渡區(qū)。設(shè)計時要考慮到設(shè)備的所有部件，從外到里要求一致。
另外，如果設(shè)備設(shè)計得很好，但實用性差，經(jīng)過刮擦而造成坑洼不平以致于難以充分清洗，這種設(shè)備應(yīng)修理或重新設(shè)計安裝。
食品接觸表面的設(shè)備必須用適宜的材料制作，如木頭這種為多孔狀、難于清洗的材料不能用做為食品接觸表面。食品接觸表面是食品可與之接觸的任意表面，如食品與墻壁相接觸，那么這堵墻是一個產(chǎn)品接觸表面，設(shè)計、維護和清潔應(yīng)符合同樣的要求。
其它產(chǎn)品接觸表面還包括加工人員接觸其他污染物而未經(jīng)清潔和消毒的手，然后接觸食品的。這些污染物如不能充分清洗和消毒的降溫設(shè)施和休息室的門把、垃圾箱和原材料包裝。
手套也是食品接觸表面，需要由一種適宜的材料制成并維持在一種合適狀態(tài)。手套解決不了關(guān)系到產(chǎn)品的衛(wèi)生狀況，它們能傳播細菌。手套和手一樣,清潔和消毒同等重要，但比手更易于清潔。若手套維護不適當，有破洞，也成為產(chǎn)品的污染源。
不使用時，手套的貯存也是一個問題，必須貯藏于不被污染的地方。處理即食產(chǎn)品禁止使用手套，因為可能會導致產(chǎn)品的二次污染。
如使用手套的話，應(yīng)有清潔和消毒的程序。加工廠也應(yīng)提供清潔加工人員的外衣，大街上穿的衣物不能與食品接觸。
三、防止交叉污染
防止交叉污染涉及到廠房的設(shè)計，人員的衛(wèi)生操作規(guī)范，原料和熟食產(chǎn)品的物理性隔離等。
1．人員衛(wèi)生：
手進行適宜的清洗和消毒能防止污染。清洗手的目的是去除感官存在的物質(zhì)和可傳播的細菌，所以消毒能有效地減少和消滅細菌。但如果人員戴著珠寶或其物品，手的清洗和消毒將不可能有效。感官上存在的物質(zhì)藏于皮膚和珠寶或戒指之間——清洗就是把工廠和加工設(shè)備的污物去掉。“污物”確切地說是存于食品接觸表面為細菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，包括脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)。消毒是在清洗之后，用消毒劑破壞微生物的繁殖體，，進而減少其它微生物的數(shù)量。但要切記設(shè)備未經(jīng)“清洗”，消毒劑時不能發(fā)揮作用的。
一般而言，有兩種清潔方式，即人工和現(xiàn)場清潔(CLEAN-IN PLACE)。人工清潔不只是意味著一把刷子和水桶，包括選擇正確的清潔器材和適用機械清潔方式以去除食品接觸表面的污物，還包括發(fā)泡劑等。沒有合適的清洗設(shè)備，只用刷子和人工很難清洗許多加工設(shè)備。
現(xiàn)場清潔體系是通過使用循環(huán)清潔管子和設(shè)備進行清洗和消毒的方式。設(shè)備不能輕易拆開，但現(xiàn)場清洗要確實。在使用清潔設(shè)備之前，必須去掉食品碎屑，否則就會降低清潔的有效性。
要去除污物，必須具有充分的水源供應(yīng)。理想的水源供應(yīng)是無微生物、中性pH值和低礦物成份。一些加工廠可能必須對水加以處理才能使水質(zhì)達到要求。清洗消毒用水最好包括熱水和冷水，而且壓力較大。對人工清洗來說，熱水的溫度應(yīng)最低82℃或更高。然而需要注意的是當溫度超過50℃可能導致一些蛋白質(zhì)和其它污物變性而粘到在要清潔的表面。水溫合適有助清潔劑去除脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)。清洗每種污物對清潔劑的有效性都是挑戰(zhàn)，清洗的對象不同，用的清洗劑不同。
堿/氯堿：脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物
酸：礦物質(zhì)
清潔劑在清潔中有幾種輔助功能。一些是降低水的硬度，另外可以結(jié)合水中的金屬離子，增加濕度能力，或乳化脂肪。例如，使用堿或氯堿清潔劑以去除脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物，用酸性清潔劑以可降低礦物質(zhì)等等。重要的是，查看標簽說明并驗證此清潔劑是去除污物的。
清潔程序：
清洗
沖洗
消毒
三個間隔的洗滌槽用于清洗、沖洗和消毒。第一個洗滌槽用于清洗設(shè)備，是清潔劑使用之處。清潔劑的作用是松散并去除固態(tài)物體和微生物。為達到清潔劑的全部效果，使用機械清潔也是很重要的。第二個洗滌槽裝滿清水，用于沖洗清潔劑和那些被清潔劑松散的固態(tài)物體，其影響消毒效果。第三個洗滌槽是用于消毒的。
消毒方式：
化學劑
加熱
輻射
基本上有三種方式來消毒：化學劑；加熱；或輻射。因為輻射在加工廠環(huán)境下對于設(shè)備消毒不現(xiàn)實，只有加熱和化學劑消毒是可討論的。
化學消毒方式是最普遍的消毒方式。有四種：氯、碘、季銨和酸。氯是最普遍的，但碘、季銨或四價化合物及酸也常用。能影響消毒劑作用的因素包括時間、pH值、溫度和水的硬度。
對pH值，一般說消毒劑的有效性隨pH的增加而增長。除了四價化合物，對碘、氯和酸性消毒劑來說，對所有的消毒方式，溫度越高，消毒就越有效。在較高的溫度下氯和碘作為氣體開始由消毒劑解決方式脫離出去。加熱能加速化學反應(yīng)，降低表面張力。
每一種消毒劑最低有效性是不同的，可根據(jù)說明使用。
氯是最廣泛使用的消毒劑。氯在下列接觸時間和水溫時最有效。
49℃或更高：25ppm氯的接觸時間為10秒。
37.7℃和49℃之間，50ppm氯需7秒鐘。
37.7℃以下：100ppm氯需10秒鐘。
堿性高的水（指pH10.0以上）這些數(shù)值有的可能改變。
碘要求12.5ppm濃度溶液要有效條件為最低24℃水溫和30秒的接觸時間。
季銨要求150-400ppm的溶液有效條件為最低24℃的水溫和30秒的接觸時間。水的硬度可能影響四價化合物的消毒劑。在使用此消毒液之前應(yīng)知道水的硬度。
最低溶液濃度 最低溫度 最少接觸時間
氯25ppm 49℃ 10秒
氯50ppm 37.7℃ 7秒
氯100ppm 12.7℃ 10秒
碘12.5ppm 24℃ 30秒
季銨150-400ppm 24℃ 30秒
