本文来自微信公众号：地球知识局 （ID：diqiuzhishiju），作者：筋斗云，校稿：辜汉膺，编辑：板栗，原文标题：《严肃谈谈食物“续命”这件事》，题图来自：视觉中国
在以前，由于物资匮乏，人们为了保存能够长期保存食物，制作了咸菜、腊肉等各种食品。
(相关资料图)
如今，随着生产力的提高，各种超市中的食物琳琅满目，消费者也倾向于购买新鲜的食物。而对于食品生产厂家来说，更倾向于延长食品的保质期，以满足储存、运输等要求。
人们一般认为，“新鲜”的食物保质期更短，保质期长的食物都不“新鲜”。那么，怎样的食品才算是“新鲜”？“新鲜”的食物一定就更好吗？
“新鲜”与保质期
新鲜并没有明确的定义。从不同的角度，“新鲜”的定义也不同。
化学家可能会说“新鲜”是食品还没有发生氧化；流变学家可能会说“新鲜”是食物还没有流失水分；营养学家可能会说“新鲜”是食物的营养更好地保留；微生物学家可能会说“新鲜”是食物还没有腐败变质；农民可能会说“新鲜”是食物刚刚采摘或者宰杀。
从某种意义上说，所有这些说法都是正确的。总之，它是被认为是一种与原始或天然产品相关的属性。
现代食品工业的发展，让新鲜的概念更加模糊，“新鲜”也不完全代表食品的品质更好。超市里的看起来“新鲜”的苹果，可能已经在仓库储存了半年；刚刚屠宰的肉要进行后熟操作，放置一段时间后才更嫩。
目前，一些新兴技术也应用在了食品中，如辐照、高压、脉冲电场、超声波和紫外线处理等方法，这些方法对食品的加工程度很小，可以让食品看起来“新鲜”。
但是人们对这些新技术的接受程度却不同，尤其是当人们知道看起来“新鲜”的产品采用了自己陌生或不接受的新技术，还能否安心购买？
虽然“新鲜”的定义模糊，但是“食品保质期”的定义却很明确：即食品在既定的温度、湿度、光照等贮存环境参数下保持品质的期限。
也就是说，在保质期内，食品应保持其所需的感官、化学、物理、功能或微生物特征，并且在正常条件下储存时，营养成分也应该符合包装上的标签说明。
食品保质分为微生物保质、化学保质和感官保质。食品保质期反映的是这些不同方面的总体效果，因此食品保质期的研究涉及到多种学科。
另外，食品保质期的研究也不太可能有特别明确的结果，无法真正精确到某年某月某日。这主要是因为，食品是非常复杂、活跃的系统。
那么，食品保质期相关的研究，到底在研究什么呢？
食品保质，保的是什么？
便利店人来人往，冰柜时常被打开又关闭，时间久了里面的冰淇淋可能会融化变形。虽然融化的冰淇淋还在保质期限内，食用后大概也不会食物中毒，但我们依然认为这根冰淇淋品质不好了。尤其是刚进入夏天，很容易买到尘封许久“身材走样”的“老冰棍”。这种变质是由于食品储存不当，温度反复升降而引起的变质。
所有食物都会变质，变质方式也很复杂，通常由多个机制共同作用。想要阻止食品变质基本上是不可能的，了解食品变质的机制目的，就是尽可能地预测或延长食品保质期。
食品中常见的变质机制有以下5种。
一是水分转移导致的食品变质。在许多食品中，水是最主要的成分。因此许多食品对水分的转移很敏感，如蔬菜沙拉中沙拉吸水变稀，饼干吸水失去脆性。食品包装中常常可以看到的干燥剂，就是延长食品保质期的“大功臣”。
而且，只要存在水分梯度，复合产品中的相邻组分之间就会发生水分的转移，即便在冷冻温度下，水分转移也不会停止。例如，为防止水分转移，人们会在冰淇淋蛋卷内部涂上一层巧克力等油脂类涂层，以延缓蛋卷吸水变软。
二是微生物引起的食品变质。微生物是目前导致食品变质最重要的因素，也是人们日常最在意的食品变质类型。许多食品技术的首要目标就是尽量减少微生物繁殖。充分了解赋予食品微生物安全性和稳定性的各种保存技术也有助于选择延长保质期的最合适方法。
主要的保存技术通过以下机制发挥作用：灭活微生物（巴氏杀菌、灭菌、辐照、高压处理），防止或抑制微生物生长（冷藏、冷冻、干燥、真空包装、酸化、发酵、添加防腐剂），限制微生物进入产品（无菌处理、净化、包装）。
三是除水分外的物质，如氧气、气味或香料等转移导致的食品变质。如PET瓶包装的碳酸饮料中的二氧化碳会逐渐损失而导致气泡消失，一瓶500毫升的PET包装的碳酸饮料可损失多达60%的二氧化碳。包装材料中的重金属会迁移到食品中，从而可能导致食品变质。
四是化学反应导致的变质。食品是由化学物质组成的，大多数用于制造食品的原料都是生物原料，因此食物中的这些不可避免会互相发生反应。这些主要的化学反应包括氧化（油脂氧化、食品色素氧化、维生素氧化）、水解、非酶褐变、酶褐变（切开的苹果放久了会变色），以及食品和包装之间的相互作用。
例如，油脂氧化会导致不良的“异味”（酸败）和气味的产生。鲜肉中的肌红蛋白氧化会使肉的颜色变得暗沉，让人感觉肉很不新鲜。甜味剂阿斯巴甜常用于“无糖”饮料中，在适当的温度和pH条件下，它也会缓慢水解，导致产品的甜度逐渐降低。
五是光诱导变化，即暴露于日光和人造光导致的食品变质。抗坏血酸在氧气和光的存在下迅速分解，分解随着光照的增加而增加。许多天然色素（如核黄素、叶绿素）对光敏感，光照会导致褪色。胡萝卜中就含有丰富的B族维生素和维生素C，避光储存能有效防止其营养流失。
在以上五种食品变质的机制中，温度是最关键的影响因素，会影响以上所有导致食品变质的机制，因此在所有的保质期研究中都会评估温度的影响。
如何预测食品保质期
了解了食品变质的类型，研发人员就要想办法预测食品的保质期了。食品保质期可通过试验法、文献法、参照法确定。
文献法和参照法比较好理解，就是根据现有的文献和相似产品来确定食品保质期。而试验法就是根据以上介绍的机制，通过基于食品稳定性的试验确定食品的保质期，可分为长期稳定性试验和加速破坏性试验（ASLT）。
两种试验方式有着不同的适用对象，但长期稳定性试验更普适一些▼
顾名思义，长期稳定性试验是指在真实或模拟真实的温度、湿度、光照等贮存环境参数条件下进行的，分析食品在整个生命周期内的物理、化学、微生物状况随时间变化的程度和规律，以确定或验证食品保质期的研究方法。其缺陷也很明显，就是试验时间太长，不适应产品高速更新换代的情况。
试验的参数的选择及试验条件的设置直接影响着保质期预测的准确性（试验变量条件设置参考）▼
加速破坏性试验通过将食品样品置于一个或多个温度、湿度、气压和光照等外界因素高于正常水平的环境中，促使样品在短于正常的劣变时间内达到劣变终点。简言之，加速破坏性试验采取的是比实际贮存环境参数更加恶劣的贮存条件。加速破坏性试验一般适合于特定的食品类型，冷冻食品就不太适合这种试验方式。
在加速破坏试验过程中，还要定期检测、收集样品在劣变过程中的各项数据，经分析计算后，推算出食品在预期贮存环境参数下的保质期。通常情况下，温度每上升10℃，则劣变反应速度加倍。
设计加速破坏性试验时，常将温度作为关键因素，甚至作为唯一因素。由于涉及到计算，较复杂加速破坏性试验，如多温度试验法可能还会要求试验人员有较高的数学要求。
不过采用多变量的加速试验会比单变量的加速试验更准确可靠一些（香菇采后保质期预测模型 图：Yanjie Li ）▼
不过，加速破坏性试验也存在一些局限性。由于食品成分的复杂性，随着温度升高，食品组分之间可能互相影响，如物理状态的变化（固体脂肪的熔化），这反过来会影响某些反应的速率。
延长食品保质期大多是从商业角度考虑。在许多情况下，生产厂家大多希望食品保质期可以延长。但是，延长保质期的方法必须建立在我们对食物变质的各种机制的理解之上。延长食品保质期的能力也反映了我们对其变质机制的了解程度。在寻找延长保质期的方法过程中，也诞生了不少独具风味的食品。
从商业的角度，延长保质期通常会带来以下好处：消除食品生产的高峰和低谷，为消费者提供更广泛的选择，用于季节性增加销售或特别促销的库存，扩大销售地区，减少因实际产品故障或零售货架上时间不足而造成的产品浪费。保质期长的食品还能作为储备粮以备不时之需。
科学技术是一把双刃剑，或许为了达到长保质期，一些营养成分会损失，但是客观上也改善了我们消费者的生活品质。如食品保质期的延长丰富了我们的选择：我们可以随时吃到世界各地、一年四季的水果；进口食品在经历了几个月的海运后，依然可以安全食用。我们现在吃的食物几乎都离不开食品科技在背后的支持。
因过度加工而损失的营养，可以从生鲜中获得；坚持一段时间的蔬菜沙拉后，可以偶尔选择“肥宅快乐水”放肆一下。
古人说，鱼和熊掌不可兼得，但是现在的我们在丰富的食品选择下，完全可以做到营养和美味兼得。
那么，你会不会吃过期食物？
参考资料
[1] 刘玲. 确定食品保质期的理论和技术[J]. 乳业科学与技术， 2004(4):4.
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[5] (Dominic Man).Food Industry Briefing Series Shelf Life[M]. ACS， 2001
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