巴斯夫中国

不浪费则不匮乏

保质期

食品保鲜始于简单的腌制和加热,但如今已发展为高科技产业,维持着技术与垃圾桶之间的微妙平衡。

早在即食产品和添加剂出现的数千年前,人类就开始利用自然过程来防止食物变质,并保证食物可以安全食用更长时间。尽管人们不了解传统食品保鲜技术背后的科学原理,但其效果良好。今天,我们才知道盐能去除水分,从而减缓细菌引起的分解;木材烟雾中含有苯酚,这是从煤焦油中发现的用于防腐的化学物质;用卤水腌制蔬菜会产生乳酸,而高酸度则是另一种保持食物新鲜的好方法。

从 18 世纪起,可有效防止食物腐烂的有机羧酸族等化学成分都提取自天然存在的物质,例如蚂蚁、硝石、盐、浆果和煤焦油。伴随食物的批量生产,这些分子及其衍生物为我们提供了许多经典的防腐剂,例如硝酸盐、亚硫酸盐、苯甲酸和山梨酸盐,其中多数至今仍在使用。到 19 世纪末,在工业领域内,巴斯夫和其他公司都在生产这些产品,当时科学家们已经分离出并命名了引起食物中毒的主要细菌,包括肉毒梭菌、大肠杆菌和沙门氏菌。此外,许多国家也出台了食品安全法。

如今,如果没有食品保鲜技术,就不可能为消费者提供整年的新鲜农产品,同时还会有大量种植生产的食物被浪费。以苹果为例,合成植物生长调节剂 1-MCP(1- 甲基环丙烯)可减缓果实成熟,储存期长达一年,这意味着消费者可以享用更多苹果。防腐剂不仅仅是添加剂,还能帮助食品行业应对不断变化的天气以及不同的消费需求。

饱受质疑

然而,尽管食品保鲜益处颇多,但许多用以保证食品安全的化学物质却受到越来越多的检查,一些传统的食品防腐剂也已经不再受欢迎。用于保存饮料、泡菜、果汁和腌制肉类的苯甲酸盐和硝酸盐已被认定与致癌有关。同时,防腐剂与超敏、多动症、过敏和哮喘之间也存在关联。导致食品不耐受的可疑原因也日益增加。用于保存干果、葡萄酒和啤酒的亚硫酸盐在 1986 年被美国食品和药物管理局禁止用于新鲜农产品,并且自 2016 年起欧盟已经将其标记为潜在过敏原。此外,众所周知的合成抗氧化剂也受到公众质疑。

为应对食品监管和消费者对健康的担忧(例如发展壮大的 “clean food” 运动),食品制造商们正在改变生产配方。除盐和糖的含量日益降低外,硝酸盐和苯酸盐正被各类替代物取代,例如山梨酸酯、柠檬酸盐、“天然”抗氧化剂维生素 E 及其衍生物生育酚。

英国克兰菲尔德大学采后生物学讲师 Mari Carmen Alamar 博士表示消费者对食品中添加的化学物质越来越排斥和抗拒。与过去相比,他们不太关心水果和蔬菜的表面瑕疵,而注重寻找味道鲜美的食物。这带来了挑战。“消费者希望远离化学物质,同时食品安全法正变得更加严格。” Alamar 称。

食品包装用来保鲜

其中一项解决方案是食品包装的创新。Styropor® 是巴斯夫在 1951 年发明的发泡聚苯乙烯,已被证明是用于保质期短的冷冻食品的理想材料。改良后的空气包装通过防护混合气体替代了包装中的标准空气,提供了另一种延迟水果成熟的方法,从而减少了食用前的浪费。然而,这样的创新却带来了意想不到的副作用。Alamar 说,“这项技术是好的,混合气体能够减少无化学成分的食物浪费,但塑料薄膜的使用却增加了塑料废弃物。”

目前,我们的工作重点是开发新的对环境影响小的包装形式。一个例子为具有生物质平衡属性的聚苯乙烯树脂,其由有机废物的沼气制成,而非原始化石燃料。巴斯夫聚苯乙烯树脂全球营销总监 Gregor Haverkemper 表示,这一概念旨在大幅度减少产品碳足迹,这一点对于全世界食品行业来说至关重要。他说:“聚苯乙烯树脂拥有绝佳的绝缘性能,并能维持恒定低温,因此能够很好地应用于冰淇淋、生鲜、水果和蔬菜中。它 98% 都是空气,完全可循环利用。”

除可循环外,人们还在努力寻找可堆肥食品包装。另一种基于巴斯夫 ecovio® EA 开发的新型颗粒泡沫食品包装材料可以应对这一挑战。它由以植物为基础的材料制造而成,包含可生物降解的聚合物 ecoflex®。Haverkemper 说:“我们对此感到非常兴奋,这种材料能够在市政堆肥设施中自然分解。”

作为食品科学家,我们的职责是解释科学并消除大家的恐慌。

Vibeke Orlien 教授
丹麦哥本哈根大学

物理性杀菌处理技术

我们的最终目标仍是确保食品安全、减少食品浪费以及尽量降低对环境的影响。与此同时还出现了一些新的解决方案,例如物理性处理已成为化学防腐剂的替代品或备选。超高压电场冷杀菌生物处理使密封的果汁具有更长的保质期,而常压冷等离子体通过对包装里的产品施加高电压,可以在不损坏食物的情况下杀死李斯特菌等有害细菌。超声波、冲击波、膜过滤和电解技术等冷抑菌方法已经成为食品保鲜创新的前沿。

丹麦哥本哈根大学食品科学系副教授 Vibeke Orlien 表示,尽管科技在不断发展,但食品保鲜技术创新的关键驱动力永远都是消费者的需求与期望。她说,必须找到新方法延长新鲜农产品的保质期,但一些创新可能会受到消费者的排斥。她指出,在与生活相关的事情上,公众往往惧怕那些新科技。“有人错误地认为,将电离辐射应用于食品,就像我们在欧洲对草药和香料所做的那样,会使其带有放射性,然而,世界卫生组织已经确认这一做法十分安全。作为食品科学家,我们的职责是解释科学并消除大家的恐慌。” Orlien 解释道。

化学拯救生命

苏格兰阿伯丁大学细菌学荣誉教授 Hugh Pennington 称,不论新技术如何发展,如果要摒弃那些已经证明可以保护我们免受伤害的化学物质,我们应该谨慎。在全世界,食物中毒仍是造成疾病和死亡的重要原因。根据疾病控制中心的数据,仅在美国,食物中毒每年就造成 7600 万人患病、32.5 万人住院以及 5000 人死亡。

Pennington 相信,在我们追求清洁和有机的过程中,可能忘记了化学品已经拯救了数百万人的生命。他说:“除非有强有力的科学证据证明需要减少或去除传统防腐剂,否则我认为就不应干涉。”

五种不会变质的食物

  • 考古学家在埃及墓穴里发现了蜂蜜,其虽已结晶,但仍可安全食用。

  • 若将白米存置于冰箱内的密闭容器中,其口味和营养可维持 30 年。

  • 若将白糖储存在阴凉干燥之处,其保质期将不受限制,因为它能够阻碍微生物生长。

  • 盐从史前时代起就被用来保存食物。在凉爽干燥的储存条件下,它永远不会变质。

  • 醋的保质期则几乎不受限,即使在不冷藏的情况下也是如此,它的酸性可进行自我保护。

大自然如何保存食物?

从收获或生产后的某个时刻起,几乎所有的食物都开始变质。暴露在空气中会开启氧化过程,微生物生长导致食物腐烂,有些时候甚至变得有毒。阻止这个过程或减缓其速度可以延长食物新鲜度和安全食用时间。人类已经在采用并适应一些大自然提供的方法。

维生素 E

优秀的抗氧化剂

维生素 E 存在于小麦胚芽油、蛋黄和多叶蔬菜中,是具有抗氧化特性的脂溶性化学物质。其通过抗氧化可延长多种食品的保质期,包括烘焙食品、乳制品、鱼油、植物油和柑橘油。巴斯夫是世界上天然维生素E 和混合生育酚的主要供应商,其产品品牌为 Covi-Ox®

丙酸

从发酵到保鲜

丙酸是消化的天然副产品,在奶牛甚至人类的消化道都可以产生。其制品可用于防止饲料谷物和青贮饲料中霉菌的形成,同时,丙酸转化成钙盐后也有助于包装面包的保鲜。巴斯夫是世界领先的丙酸生产商。

 

蜂蜜

永生的秘诀是什么?

蜂蜜不仅拥有看似无限的保质期,还可以用来保存其他食物和有机物。古埃及人曾用它来保存珍贵的种子以及尸体,防止其腐化。最近,考古学家在佐治亚州的一座墓地里发现了 4000 年前保存在蜂蜜中的浆果和坚果。人们相信,这一保鲜效果不仅仅是因为蜂蜜中含有高浓度、抗菌的糖分,还由于蜂蜜中含有天然的抗生素物质。

 

甲酸

一种抗菌剂

蚂蚁通过喷射酸抵御敌人并麻醉猎物。甲酸以拉丁语蚂蚁(formica)命名,是天然的防腐剂和抗菌剂。1671 年,英国博物学家 John Ray 首次用烧瓶加热死蚂蚁来蒸馏甲酸。如今,工业化生产则采用一氧化碳和水制作甲酸,将其用于动物饲料产业中的防腐剂。蚂蚁仍是全球最大的甲酸生产者,在人类世界中,巴斯夫则是甲酸生产的翘楚。