馬里蘭大學營養與食品科學系主任米奇·帕裡什解釋道。
使用鹽(通常是氯化鈉)或糖(通常是蔗糖)來保護食物免受微生物腐敗具有悠久的歷史,通常被稱為鹽醃、鹽漬、醃製或糖漬。(用於醃製的岩鹽塊有時被稱為醃粒,因此得名“醃牛肉”。)醃製可以利用固態的鹽和糖,也可以利用鹽或糖與水混合的溶液。例如,鹽水是指用於醃製或泡菜保鮮過程的鹽溶液。用鹽或糖儲存的食物的例子包括前面提到的醃牛肉,以及培根、鹹豬肉、糖醃火腿、水果蜜餞、果醬和果凍等等。
醃製方法有很多描述和變化,其中可能包括額外的保鮮技術,如熏製,或香料等成分。然而,所有醃製過程從根本上都依賴於使用鹽和/或糖作為主要的保鮮劑。順便說一句,這些過程不僅可以防止食物腐敗,更重要的是,當正確應用時,還可以抑制或防止沙門氏菌或肉毒桿菌等食源性病原體的生長。
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鹽和糖抑制微生物生長有幾種方式。最顯著的是簡單的滲透作用,或脫水。鹽或糖,無論是固態還是液態,都試圖與與其接觸的食品中的鹽或糖含量達到平衡。這具有將食物內部的可用水吸出到外部,並將鹽或糖分子插入食物內部的效果。結果是降低了所謂的產品水活性 (aw),這是一種衡量食物中未結合的遊離水分子含量的指標,而遊離水分子是微生物生存和生長所必需的。大多數新鮮食物的 aw 為 0.99,而抑制大多數細菌生長所需的 aw 大約為 0.91。另一方面,酵母和黴菌通常需要更低的 aw 才能阻止生長。
鹽和糖的其他抗菌機制包括干擾微生物的酶活性和削弱其 DNA 的分子結構。糖也可能透過促進某些其他生物的生長而加速抗菌化合物的積累,從而提供間接的保鮮形式。例子包括髮酵酵母將糖轉化為葡萄酒中的乙醇,或乳酸菌將糖轉化為酸菜中的有機酸。
微生物抵抗鹽或糖引起的 aw 降低的能力差異很大。大多數致病細菌在低於 0.94 aw(約 10% 氯化鈉濃度)時不會生長,而大多數導致食物腐敗的黴菌在低至 0.80 aw 的條件下生長,這相當於高濃度的鹽或糖溶液。然而,其他微生物在甚至更高滲透壓、低 aw 條件下也能很好地生長。例如,嗜鹽菌是整整一類“喜鹽”細菌,它們實際上需要相當程度的鹽才能生長,並且能夠使鹽醃食品腐敗。其中包括鹽桿菌屬和鹽球菌屬的成員。糖溶液濃度高的食品,如濃縮果汁,可能會被喜糖酵母(如接合酵母屬物種)破壞。然而,使用鹽和糖醃製來防止微生物生長是一種古老的技術,至今對於食品保鮮仍然很重要。