影響微生物生長的因子 - 農業知識入口網

我們了解食品一旦受到微生物汙染，可能會導致食用後造成健康上的危害，因此在食品的製作上，就必須多加考慮如何減輕微生物的汙染。在食品的各種性質中，跟微生物生長最有關係的有兩樣，一樣稱之為「水活性」另一項則為「酸鹼值（pH 值）」。他們兩者的交互作用，將會影響微生物在食物中是否容易繁衍，也決定了食品加工時所須採取的殺菌強度。

水活性在科學上的定義為：「一個固定的物體跟純水在同一個溫度下，放進同體積的密閉容器之後，所達成的飽和蒸氣壓的比值。」這段定義聽起來非常的學術，而且不容易理解，因此用另一個簡單的方式說明：「食品裡面的水可以被微生物自由使用的容易程度，1 為最大值。」

水活性的高低，會決定微生物容不容易在這個環境中生存，一般的生鮮食品，在室溫下的水活性幾乎都有0.95 以上，而水活性越低，對於微生物來說便是越不易存活的環境。常見的致病類細菌在水活性0.9以上可以正常存活，比較特殊的是金黃色葡萄球菌，可以耐受到0.86，而黴菌大多要到0.8 以下才會停止生長。

水活性的測定必須以專業的儀器進行，因此一般的小型加工者比較不容易掌控，並不是外表看起來含水量高或是液體的食品水活性就高，以蜂蜜為例，因為蜂蜜是高濃度的糖類聚集而成，雖然外表是液態，但是水活性幾乎都不到0.7，因此，如果家中的蜂蜜在密封狀態下出現發黴的情況，很有可能就是摻了水的假蜜。

酸鹼值比起水活性而言，對於小型生產者是比較容易掌握的，僅需要用酸鹼試紙，或是要求更精確的攜帶式pH 計就可以測量。一般的致病微生物生存的門檻大約在pH 4.6 左右，所以在加工的時候，可以透過選擇原料的酸度、額外加酸等手段，調整最終產品的pH 值，或是直接生產會自行產酸的產品，例如泡菜利用乳酸菌產生乳酸以降低整體pH 值。

在各類食品的安全檢測上，有一個重要標的──肉毒桿菌。由於肉毒桿菌毒素的毒性非常強，不能允許其在食品內繁衍，所以在許多國家都設立了水活性低於0.85以及pH 小於4.6 的安全門檻。在這個安全門檻下，肉毒桿菌會以孢子的形式存在，不會活化產生毒素。

依據水活性與酸鹼值兩項要點，可做出一個簡易的圖形（如附圖），以水活性0.85和酸鹼值4.6 為原點，劃分出四個區塊：1.水活性大於0.85，酸鹼值高於4.6，稱為低酸性食品 2. 水活性大於0.85，酸鹼值低於4.6，稱為酸性或酸化食品 3. 水活性小於0.85 的兩區皆屬於低水活性食品。

pH 小於4.6 且低水活性食品是微生物風險最小的食品，只要把握住衛生原則，就可以安全地生產，例如乾燥水果、蔬菜等，水活性都在0.6 左右，微生物難以生長。酸性食品在良好的操作下，也可以在小生產者的環境下生產。至於低酸性食品，是風險最高的類別，因為成品環境非常適合微生物生存，要長期保存的話，必須經過嚴格的殺菌手續。水活性低於0.85 的產品，還是有被黴菌感染而後腐敗的風險，但是腐敗是顯而易見的，因此不易因誤食造成健康風險。

在生產低酸性產品時，大多需要用「商業滅菌法」來進行殺菌，大略的要求為必須在滅菌釜裡以攝氏121 度的蒸氣維持15分鐘以上，並且以密封罐頭盛裝，才能在常溫中存放；不然就必須保持在低溫狀態，且保存期限較短，例如新鮮果汁。通常一般的小農手中並沒有可進行商業殺菌的設備，僅僅靠著沸水殺菌是完全不夠的。在風險預防的前提下，實在不宜挑戰自行加工成低酸性食品，而衛生法令也規定，低酸性食品必須在設備完善的加工工廠才能製作。

小生產者在選擇自行加工農產品的時候，選擇適當的產品是很重要的，表1 是一些常見的原料概略pH 值，可供小生產者在選擇品項時參考。以下也列出一些常見的農產加工品需注意的事項：

1. 果乾、菜乾類產品只要烘乾，水活性就能降至0.85 以下，屬於安全加工。
2. 果醬類產品由於沒有測量水活性的儀器，建議將糖度提升至60 度以上，並且在最終冷卻裝罐之前，先以pH 測量計或試紙測試酸鹼度，確認pH 值在4.6 以下再進行裝罐，否則需要調整製程以降低pH 值。
3. 水果酒需有財政部核准的酒製造業許可執照才可進行加工，執照核准過程即會對生產設施和操作進行審查。
4. 水果醋的水活性雖然較高，但因pH 值均低於4.6，屬於安全可生產的產品。
5. 醃漬類產品以水果蜜餞、臘肉等為主，但須注意糖或鹽的分量必須足夠。由於小農對於水活性的控制不易做到像食品廠ㄧ般精準，如果想做減糖或低鹽配方，很容易產生風險，因此非常不推薦自行操作。
6. 果汁系列的產品必須由專業加工廠代工，小農本身的加工室對於溫度和微生物的控制不夠好，容易發生危險。

農產加工是處理格外品以及賦予農產品新價值的重要手段，希望小生產者在產品加值過程中能夠體認對於食品安全的控制因子，謹慎選擇符合自己加工能力所能處理的品項，製作出兼具美味、文化與安全的產品。

表1. 常見的食品原料酸鹼值(pH 值) 概略範圍

品項	pH 值	品項	pH 值
檸檬汁	2.0 ～ 2.6	木瓜	5.2 ～ 6.0
蘋果	3.1 ～ 4.0	甘薯	5.3 ～ 5.6
柳橙汁	3.3 ～ 4.2	洋蔥	5.3 ～ 5.8
鳳梨罐頭	3.4 ～ 4.1	菠菜	5.5 ～ 6.8
香蕉	4.5 ～ 5.2	牛奶	6.4 ～ 6.8
胡蘿蔔	4.9 ～ 5.2	全蛋	7.1 ～ 7.9

文‧ 圖表／林弘仁　臺大農業規劃發展研究中心(豐年6621.6622)