怎样才能生产保质期 1000 年的食物?
说起食物,我们每个人都不陌生,但是你知道食物保质期与哪些因素有关吗?
你是否有过这样的疑惑:为什么家里的罐头、糖果过期了,但从外观、味道上感觉都没什么变化,这样的食物到底还能不能吃?
今天知乎答主们就分享了自己的观点并进行了讨论。
我们先来看看保质 100 年的食物。
2017 年,有人在南极发现了一个 106 年以前的蛋糕,蛋糕的外观、品质完好~
除了有轻微的油哈味以外,和平时放了几天的蛋糕似乎没有太大的区别。
是什么原因让一个蛋糕能放 100 多年呢?
我们从食品防腐的三个方面来看看:防腐力、外包装、环境。
一、食品的「防腐力」
即使是同类型的食物,防腐能力也会有很大区别,比如啤酒不如白酒耐放,牛奶不如酸奶耐放,等等。
原因是食物中有影响防腐能力的各种因素:
首先,是水分:去掉食物中的水分,是最基础的防腐方式。在低水分时,微生物繁殖和化学反应的速度都要慢很多,它不仅是微生物生长的必须条件,更是化学反应时「物质传递」的基础。
控制食物的水分,可以把食物变坏的速度降低好几个数量级。
像大米、面粉、食糖这些常见的低水分食物,即使在常温下,也能放上好几个月不坏。
和低水分类似的是在食物内制造高渗透压。
比如高盐、高糖引起的高渗透压,可以像海绵一样把微生物体内的水份「吸」出来,制造一个局部的失水环境。绝大部分的微生物会因为持续失水而停止生长、甚至死亡。
蜂蜜、咸菜、酱油等高水分食物比较耐放,就是这个原因;现在很火的黄桃罐头,也是利用高浓度糖水进行防腐的。
那块放了 106 年的蛋糕,也是利用了类似原理(低水分、高糖)。在防腐原理上,其实和一块盐渍的肉干没有太大的区别。
除了水分控制以外,我们还可以往食物中加入抗菌因子。
比如,用烟熏把植物里面一些易挥发的、有抑菌作用的天然物质「移」到了食物的表面,帮助食物防腐。
在加工食品中也有类似的应用案例。
人们会直接把植物里有抑菌作用的精油、酚类提取出来作为天然防腐剂,比如配料表中的某某精油、某某提取物等。
其次,可以利用有益菌去发酵食物。微生物有「排他性」,有益菌发酵时会分泌抑制杂菌生长的物质。比如有机酸、多肽、细菌素等等,这也是酸奶比牛奶更耐放的原因。
而在今天,人们把这些有用物质提取出来,做成了天然的防腐剂,比如乙酸、丙酸、纳他霉素、乳酸链球菌素等。当然,也可以用成本更低的化学防腐剂,比如苯甲酸钠、山梨酸钾等。
总之,延长食物保质期的第一个要素,是食物自身的防腐能力。
接下来,我们说下食品保质的外部条件:外包装、环境。
二、食品的外包装
说到食品的外包装,就不得不说到一个著名的实验:巴斯德鹅颈烧瓶实验。
实验发现,灭菌然后隔绝细菌后的肉汤,竟然能够放上好几年不坏。
这个实验也给出了现代食品防腐、食品包装的根本依据:
只要消灭了食物里的微生物,再杜绝引入外部的微生物,食物就能保质很久很久。
比如一些铁罐头,光靠上面这两个条件就能放个几年、甚至十几年不坏。再加上脱水、防腐等手段,保质期更是可以大幅度地延长。
比如美国生产的一些「末日食品」,还有二战时生产的、放了 70-80 年还能吃的军用罐头等。
所以,长保质期的第二个关键要素,就是彻底灭菌+良好的外包装 (最好是铁罐头)。
三、储藏的环境
南极这种超低温的环境当然是最理想的环境,就像开头那个蛋糕的例子。
当然,这个例子比较特殊。
储藏的原则是低温、低氧、低湿、避光——它们可以降低微生物生长,和物理、化学反应的速度。
比如粮食储藏中的低氧气调技术,可以延长粮食的保质期;啤酒的瓶口充氮气来保鲜,等等。
理想的环境,是长保质期的最后一个关键因素。
最后,虽然现实中,我们没有见过保质 1000 年的食物,但从上面的三个方向入手,我们可以尽量地接近 1000 年保质期的这个终极目标:
内在的防腐力:低水分、高渗透压、抑菌因子(防腐剂);
外包装:彻底灭菌后,良好的外包装(最好是铁罐头);
环境:低温、低氧、低湿和避光。
先直接说结论:现实层面基本不可能,科幻层面有得谈。
下面我分三个层面去阐述。
1. 商家会主动生产「保质期 1000 年」的食物吗?
想回答这个问题,我们需要先来探讨一下「保质期」到底是什么。
「保质期」说白了就是商家和消费者之间,对于食品质量的一个契约。商家需要向消费者保证,如果按照商家规定的保存条件存放,那么在保质期内,产品质量就会是没问题的。
如果你保质期内吃出了问题,可以找商家索赔。但保质期外你吃出了问题,商家就没有索赔责任了。
所以,保质期的长短是商家自己规定的。它只是商家对于食品的保证,它并不正好等于「食品变质到无法吃的时间」。
其实,「食品变质到无法吃的时间」也是一个很难定义的概念。
食品变质是一个连续过程,到底变质到什么程度就算「无法吃」,各家有各家的说法。
对于短保质期产品,由于微生物腐败,「变质到无法吃」还能有一条比较清晰的食品安全红线,但对于很多长保质期食品,只要过期时间不长,那问题就主要是风味下降,异味产生,并不涉及食品安全。
一般的食物在保质期内发生的变化主要包括:
生物变化(比如微生物导致的食物腐败变质)
化学变化(氧化、酶解等导致的食物变质)
物理变化(受潮、变干、结晶、水油分离等)
商家在研发新品时,会通过「保质期测试」来确定保质期。对于长保质期产品来说,产品主要发生的是物理和化学变化,不涉及「微生物腐败」。
商家一方面追求尽可能延长产品的「可销售时间」,一方面放得越久,变质也会越厉害,可以接受变质的消费者也会越来越少。两者之间的妥协产物就是最终的保质期。过了保质期,代表的其实是「产品品质对于大部分消费者不再能接受了」。
真正要到「吃了会中毒、威胁安全」的程度,你可能需要等待远远大于保质期的时间。
说到这里,大家应该明白了。除开高度酒、白糖、醋等豁免保质期的食物,从商业角度来说,如果不是特殊需求,很少有商家会主动把产品保质期设得过长,即使食物真的可以放那么久,也不会这么做。
因为「可销售时间」延长产生的边际效用递减,但食品变质引起的风险则会大大增加。保质期设得太长就是相当于在给自己挖坑。
所以,想让商家主动生产出「保质期 1000 年」的食物,对商家没啥好处,别想了。
2. 有可能生产出「放 1000 年仍然可吃」的食物吗?
那么,如果你是一个疯狂食品科学家,你就想制造出一种「放 1000 年仍然可吃」的食物,不做任何商业层面的考虑,这有可能吗?很难。
就算包括高度酒、白糖、醋等豁免保质期的食物,过了 1000 年,也会发生很多变化,产品可能不再适宜食用。因为在这么长的时间范围内,很多问题必须考虑:
食物与外界的物质交换:即使之前真空、充氮、罐藏包装,在 1000 年的时间跨度上基本可以等同于无。食物跟外界一定会发生可观的物质交换。食物本身的氧化、水解等变化不可忽略。
食物与包装的物质交换:无论包装是塑料、金属、玻璃还是其他物质,包装内的物质会缓慢进入食品内部,食品中一些物质也会进入包装。在 1000 年的跨度上,这种物质交换也不可忽略。
这两者之间还会有相互作用:食物与包装之间的物质交换会影响包装性能,进一步增加食物与外界的物质交换。
最终,食物即使被加以最严格处理,最妥善的保存,最终也会不可避免地发生诸如氧化、水解等化学反应;食物中塑化剂、重金属离子等污染物含量也极有可能超标。
食物的包装也会越来越脆弱,直至破损,前功尽弃。
总之,食物「仍然适合食用」的概率不能说是零,但可以预计,不会很高。
关于「100 年前的蛋糕」的例子,我之前说过:即使味道尝起来 OK,也不代表这个蛋糕一定可食用。
100 年,对于蛋糕来说,还是太长了。
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