食品微生物学-食品腐败变质及其控制

广东药学院食品科学学院《食品微生物学》课件E-mail:[e-mail]手机:[phone]郑传进食品腐败变质及其控制食品的腐败变质微生物引起食品腐败的基本条件食品腐败变质的机理食品腐败变质的鉴定各类食品的腐败变质食品保藏技术本章内容食品的腐败变质(foodspoilage)，是指食品受到以微生物为主的多种因素影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。食品的腐败变质一、食品的基质特性食品是微生物的良好天然培养基。食品中蛋白质被微生物分解造成的败坏称为腐败，食品中碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏称为酸败。第一节微生物引起食品变质的基本条件1.食品的营养成分根据食品pH值范围可将食品划分为两大类：非酸性食品：凡是pH值在4.5以上者的食品（动物性食品和大多数蔬菜）。酸性食品：凡是pH值在4.5以下者的食品（水果和少数蔬菜）。－如动物食品的pH值一般在5～7之间，蔬菜pH值在5～6之间，它们一般为非酸性食品；水果的pH值在2～5之间，一般为酸性食品。2.食品的氢离子浓度不同食品原料的pH值绝大多数细菌生长的最适pH6.5-7.5，非酸性食品是适合于多数细菌生长。酵母生长的最适pH是4.0-5.8；霉菌生长的最适pH3.8-6.0。酸性食品则主要适合于酵母、霉菌和少数耐酸细菌的生长。在低渗透压的食品中绝大多数微生物都能够生长。在高渗透压的食品中，多数霉菌和少数酵母能够生长，绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，只有少数细菌（盐杆菌属、肠膜明串珠菌）能在高渗环境中生长。3.食品的渗透压食品中的水分含量决定了生长的微生物种类。微生物在食品中的生长繁殖取决于水分活度（Aw，也称水活性）。4.食品的水分表食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围食品的Aw值在0.60以下，微生物不能生长。一般认为食品Aw值在0.64以下，是食品安全贮藏的防霉含水量。微生物类群最低Aw值范围微生物类群最低Aw值大多数细菌0.99～0.90嗜盐性细菌0.75大多数酵母菌0.94～0.88耐高渗酵母0.60大多数霉菌0.94～0.73干性霉菌0.651.温度二、食品的环境条件－低温对微生物生长不利，但低温微生物在5℃以下或更低的温度也能生长，是引起冷藏、冷冻食品变质的主要微生物。P277表9-5－-10℃可抑制所有腐败细菌生长，-12℃可抑制多数霉菌生长，-15℃可抑制多数酵母生长，-18℃可抑制所有霉菌和酵母菌生长。低温对微生物生长的影响－温度高于45℃时对大多数微生物生长不利。－高于45℃以上温度条件下进行代谢活动的微生物称为高温微生物，高温微生物造成的食品变质主要是酸败，引起糖类的分解而产酸。高温对微生物生长的影响2.气体有氧的环境中，由需氧微生物引起的食品变质速度快；在缺O2条件下，由厌氧或兼性厌氧微生物如酵母和少数细菌引起的食品变质速度较慢。食品贮藏时在含有高浓度CO2的环境中可防止好氧性微生物细菌和霉菌所引起的食品变质。3.湿度空气中相对湿度超过70%，富含蛋白质的鱼、肉、蛋、豆类制品等食品在这种环境中存放，则很快会发黏、发霉、变色、变味，甚至发臭。1、分解蛋白质类食品的微生物细菌：芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、假单孢菌属、变形杆菌属、链球菌属霉菌：青霉属、毛霉、曲霉、木霉、根霉酵母菌对蛋白质分解能力弱。三、引起食品腐败变质的微生物种类单糖和双糖：绝大多数细菌分解淀粉：芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属的一些种。分解纤维素：芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和八叠球菌属的某些种。分解果胶：芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和欧文氏芽孢杆菌属的某些种2、分解碳水化合物类食品的微生物分解碳水化合物的细菌绝大多数霉菌能分解糖和淀粉能力分解纤维素：青霉属、曲霉属、木霉属中的一些种。分解果胶：曲霉属、毛霉属、蜡叶芽枝霉。只有少数酵母能分解淀粉、多糖、果胶。分解碳水化合物的霉菌和酵母3、分解脂肪类食品的微生物细菌：假单孢菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、产碱杆菌和芽孢杆菌属中的许多中。荧光假单孢菌分解脂肪能力特别强。霉菌：曲霉属、白地霉、代氏根霉、娄地青霉。酵母：解脂假丝酵母。一、食品中蛋白质的分解多肽氨基酸氨十胺十硫化氢等微生物蛋白酶肽酶脱羧基作用或组织蛋白酶脱氨基、脱硫等作用食物中蛋白质第二节食品腐败变质的机理食品中蛋白质的变质主要是腐败。－挥发性和特异的恶臭味－颜色变化－组织变软、变黏－挥发性盐基总氮上升蛋白质食品变质的主要特征二、食品中脂肪的分解食品中脂肪的变质主要是酸败。化学过程：－油脂自身氧化：不饱和脂肪酸→过氧化物→醛、酮－脂肪水解食物中脂肪脂肪酸十甘油十其它产物食品中脂肪的变质主要特征－过氧化值上升－酸度上升－羰基（醛酮）反应阳性－特有的“哈喇”味－肉、鱼类食品脂肪的超期氧化变黄－鱼类的“油烧”现象三、食品中碳水化合物的分解食品中碳水化合物的变质主要是酸败或酵解。化学过程：碳水化合物类食品变质的主要特征：－酸度升高－产气，稍带有甜味、醇类气味碳水化合物有机酸+酒精+气体等分解糖类的微生物色泽：微生物自身代谢；发生化学反应气味：氨、三甲胺、硫化氢、粪臭素口味：酸味、苦味组织状态：变形、软化；肌肉松弛、发黏；结块等第三节食品腐败变质的鉴定一、感官鉴定：视觉、嗅觉、味觉、触觉指肉、鱼类样品浸液在弱碱性条件下能与水蒸气一起蒸馏出来的总氮量。蒸馏法、微量扩散法二、化学鉴定扩散皿（康威皿）鱼类变质：30mg/100g1、挥发性盐基总氮（TVBN）：2、三甲胺季胺类含氮物质经微生物还原产生。初期腐败时4-6mg/100g气相色谱法圆形滤纸色谱法鱼贝类食品被细菌分泌和组氨酸脱羧酶脱羧生成组胺而发生腐败变质。4-10mg/100g3、组胺K值≤20％，绝对新鲜；K值≥40％，腐败鱼早期腐败。100%XXXXHRHKATPADPAMPIMPHRH4、K值HPLC法测定5、pＨ的变化6、过氧化值（油脂鉴定）7、羰基价（油脂鉴定）是1千克样品中过氧化物的毫摩尔数。用于说明样品是否因已被氧化而变质。1kg样品中各种醛物质的量，mmol/kg多呈V字形变化－浸出物量、浸出液电导度、折光率↑、冰点↓、粘度↑三、物理指标四、微生物检验－菌落总数、大肠菌群最近似数(MPN)第四节食品腐败变质的危害－产生厌恶感－降低食品的营养价值－引起食物中毒或潜在的危害一、乳及乳制品的腐败变质－乳房中的正常菌群：小球菌属和链球菌属。102/mL－人畜共患致病菌：结核分枝杆菌、炭疽杆菌、葡萄球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等。第五节各类食品的腐败变质1、乳中微生物的来源（1）乳房内的微生物－挤乳过程中微生物的污染－挤乳后的微生物污染（2）环境中的微生物不同的挤奶条件对牛奶污染程度的比较2、鲜乳中微生物的主要类群细菌－产乳酸细菌：链球菌属、乳杆菌属－使鲜乳发酵产酸产气的细菌：大肠菌群－胨化细菌：芽孢杆菌属、假单胞菌属－分解柠檬酸盐而使鲜乳呈碱性的细菌：粪产碱菌、粘乳产碱菌－脂肪分解菌：假单胞菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、产碱杆菌属等酵母菌和霉菌－红酵母、假丝酵母、青霉、曲霉等乳所特有的菌群交替现象：（1）抑制期（2）乳链球菌期（3）乳杆菌期（4）真菌期（5）腐败期鲜乳中微生物活动曲线3.乳液的腐败变质过程产酸、凝固：沉淀、凝块为乳白色，乳清为淡黄绿色异味：酸味、腐败味、味苦产气：发泡4.鲜乳的变质现象二、肉类的腐败变质腐生性微生物：污染肉品，使肉类发生腐败变质。－细菌、酵母菌、霉菌病原微生物：造成食物中毒－如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌和炭疽芽孢杆菌等。1.肉类中的微生物细菌：需氧的G＋菌如蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌等；需氧G－菌如假单胞菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、埃希氏杆菌属等；厌氧G－菌如腐败芽孢杆菌及产气荚膜梭菌。酵母菌：假丝酵母属、丝孢酵母属、红酵母属。霉菌：曲霉属、毛霉属、根霉属和青霉属等。鲜肉变质过程中，细菌呈现菌群交替现象，即为：（1）需氧菌繁殖期：表层－出现各种球菌、继而大肠杆菌、变形杆菌、枯草杆菌。（2）兼性厌氧繁殖期：中层－可见产气荚膜杆菌（3）厌氧菌繁殖期：深层－腐败杆菌。2.鲜肉变质过程发粘肉表面出现发粘、拉丝等现象；机理菌落本身，蛋白分解产物。变色微生物产生的色素微生物代谢物，如硫化氢与血红蛋白结合形成（H2S－Hb)呈暗绿色肉类腐败变质时，往往在肉的表面产生明显的感官变化，常见的有：3.肉类变质现象霉斑霉菌在肉表面生长形成霉斑，如白色霉斑；黑色斑点。异味酸味、臭味、哈喇味；机理微生物分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等产生各种胺类、硫化氢、吲哚、酸类、酮类等物质。三、鱼类的腐败变质体表、消化道内、鱼鳃都有一定量的水系环境中的微生物存在。捕捞后污染的微生物主要有：假单孢菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、莫拉氏杆菌属和弧菌属。淡水中的鱼还有产碱杆菌、短杆菌属等。1.鱼类微生物的来源(1)鱼体表呈现浑浊并失去光泽；(2)表皮组织由坚硬变为疏松；(3)鱼鳞脱落，眼球下陷；(4)腹部膨胀，有恶臭味。2.鲜鱼的变质过程四、鲜蛋的腐败变质产蛋前的染菌、产蛋时的污染、产蛋后的污染。常见的细菌：假单胞菌属、变形杆菌属、产碱杆菌属、埃希氏菌属等。常见的霉菌：枝孢霉属、侧孢霉属，青霉属、毛霉属等。鲜蛋偶然能检出球拟酵母。病原菌，如沙门氏菌、金黄色球菌。1.鲜蛋中微生物的来源腐败：蛋白质被分解，产生硫化氢、吲哚等臭味物质。霉变：霉菌的菌丝在蛋壳内生长，形成霉斑。散黄蛋、黑腐蛋、粘皮蛋2.鲜蛋的腐败变质五、罐藏食品的腐败变质罐藏食品的分类：罐藏食品可根据酸性的不同，分为低酸性罐头、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头。1.罐藏食品的特性罐藏食品的pH值分类低酸性食品(pH值5.3以上）中酸性食品(5.3～4.5)酸性食品(4.5～3.7)高酸性食品(3.7以下)种类谷类、豆类、肉、禽、乳、鱼、虾等蔬菜、甜菜、瓜类等番茄、菠萝、梨、柑桔等酸泡菜、果酱等灭菌要求高温杀菌105～121℃高温杀菌105～121℃沸水或100℃以下介质中杀菌沸水或100℃以下介质中杀菌低酸性食品(pH值5.3以上）中酸性食品(5.3～4.5)酸性食品(4.5～3.7)高酸性食品(3.7以下)种类谷类、豆类、肉、禽、乳、鱼、虾等蔬菜、甜菜、瓜类等番茄、菠萝、梨、柑桔等酸泡菜、果酱等灭菌要求高温杀菌105～121℃高温杀菌105～121℃沸水或100℃以下介质中杀菌沸水或100℃以下介质中杀菌低酸性食品(pH值5.3以上）低酸性食品(pH值5.3以上）中酸性食品(5.3～4.5)中酸性食品(5.3～4.5)酸性食品(4.5～3.7)酸性食品(4.5～3.7)高酸性食品(3.7以下)高酸性食品(3.7以下)种类种类谷类、豆类、肉、禽、乳、鱼、虾等谷类、豆类、肉、禽、乳、鱼、虾等蔬菜、甜菜、瓜类等蔬菜、甜菜、瓜类等番茄、菠萝、梨、柑桔等番茄、菠萝、梨、柑桔等酸泡菜、果酱等酸泡菜、果酱等灭菌要求灭菌要求高温杀菌105～121℃高温杀菌105～121℃高温杀菌105～121℃高温杀菌105～121℃沸水或100℃以下介质中杀菌沸水或100℃以下介质中杀菌沸水或100℃以下介质中杀菌沸水或100℃以下介质中杀菌化学因素：如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）物理因素：如温度过高或排气不良，造成的金属容器腐蚀穿孔。微生物因素：罐内残留的微生物（多是产芽孢的耐热微生物）漏罐后的微生物再次污染2.罐藏食品变质的原因杀菌不彻底－罐藏食品达到商业无菌的要求，仍残留微生物。密封不严－主要由冷却水及空气的微生物污染。－污染的微生物类群可以是不耐热的球菌或杆菌。3.罐藏食品微生物的来源－平酸腐败：产酸不产气的腐败，引起平酸腐败的微生物属芽孢杆菌属，统称为平酸菌。不胀罐。兼性厌氧菌：嗜热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌嗜热菌；枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌中温菌。一般发生在低酸、中酸罐头。4.引起罐藏食品变质的微生物（1）芽孢杆菌（嗜热菌）－TA腐败：引起TA腐败的菌称为TA菌，是一类不产生硫化氢的“嗜热厌氧菌”。如嗜热解糖梭菌，可分