第五章 微生物与食品

第五章微生物与食品食品中微生物的来源食品变质与微生物微生物与动物性食品腐败变质微生物与植物性食品变质罐藏食品的腐败变质微生物与食品卫生食品变质：食品物理性质或化学性质的改变造成变质的因素：物理、化学和生物这里讨论微生物引起的变质第一节食品中微生物的来源微生物的真正来源水体中微生物对食品的污染水：工艺用水和辅助用水（冷却、洗涤等）空气饮食、肠道有益菌群（1）加菌；（2）加原料保健食品：目标人群食品包装污水第二节微生物与食品变质食品特性微生物环境因素食品特性1、食品营养组成动物性原料：鱼、禽、肉、蛋、乳类含蛋白质、脂肪多植物性原料：水果、蔬菜含碳水化合物多食品原料占有机物的%蛋白质碳水化合物脂肪水果2~885~970~3蔬菜15~3050~850~5鱼70~95少量5~30禽50~70少量30~50蛋51346肉35~50少量50~65乳2938312、基质条件：pH、水分、渗透压pH：几乎所有食品pH7.0酸性食品pH4.5水果细菌生长受抑制引起变质的是霉菌、酵母和耐酸细菌非酸性食品pH4.5pH=4.5～5.5蔬菜大多数细菌不能生长引起变质微生物：乳酸菌、酵母和霉菌pH5.5.肉类、乳类细菌、霉菌、酵母均可生长动物食品的pH值蔬菜pH值水果pH值牛肉5.1~6.2卷心菜5.4~6.0苹果2.9~3.3羊肉5.4~6.7花椰菜5.6香蕉4.5~5.7猪肉5.3~6.9芹菜5.7~6.0柿子4.6鸡肉6.2~6.4茄子4.5葡萄3.4~4.5鱼肉6.6~6.8莴笋6.0柠檬1.8~2.0蟹肉7.0洋葱5.3~5.8橘子3.6~4.3小虾肉6.8~7.0番茄4.2~4.3西瓜5.2~5.6牛乳6.5~6.7萝卜5.2~5.5水分活性aw水分活性aw下降，食品的保存时间增加aw0.50，则微生物一般不能生长大部分新鲜食品aw值在0.95～1.00，适合大多数微生物生长许多腌肉制品（保藏期1～2天）aw值在0.87～0.95，可满足一般细菌的生长，其下限可满足酵母菌的生长盐分和糖分很高的食品（保藏期1～2个周）aw值在0.75～0.87，可满足霉菌和少数嗜盐细菌的生长干制品（保藏期2～3个月）aw值在0.60～0.75，可满足耐渗透压酵母和干性霉菌的生长奶粉aw值为0.20、蛋粉aw值为0.40，微生物几乎不能生长（理论上可无限期保存）渗透压高浓度的盐或糖降低了食品的水分活性；提高了食品的渗透压，因此可抑制微生物的生长和繁殖酵母、霉菌能耐高渗透压；大多数细菌不耐高渗压，不能在高渗压食品中生长酵母菌：耐高糖，引起果酱、果汁、糖浆变质霉菌：耐盐能力最强，破坏力大耐盐细菌，可以10％以下NaCl浓度的食品中生长嗜盐细菌：高度嗜盐：最适20～30％NaCl液中生长盐杆菌、小球菌中等嗜盐：最适5～18％NaCl液中生长腌肉弧菌、盐脱氮小球菌低等嗜盐：最适2～5％NaCl液中生长假单孢菌、无色杆菌耐糖细菌：能在高浓度糖溶液中生长，如肠膜状明串珠菌3、食品的完整性（1）营养成分（2）外皮的保护作用微生物食品中的营养物质是决定微生物能否引起食品变质的重要条件腐败––––食品中蛋白质被微生物分解造成的败坏酸败––––食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解造成的败坏腐化––––有氧条件下，蛋白质被分解成CO2、NH3、H2O等分解蛋白质的微生物细菌：都具有分解蛋白质的能力，但强弱不同分解能力强者：芽孢杆菌属、变形杆菌属、假单孢菌属和梭状芽孢杆菌属等酵母：大多数分解能力较弱，只有红酵母属的酵母分解蛋白质能力较强，易引起乳制品的变质霉菌：大多数霉菌都具有分解蛋白质的能力，分解天然蛋白质的能力比细菌强分解脂肪的微生物脂肪分解：脂肪酸和甘油细菌：可分解蛋白质的大多数好氧菌，均可分解脂肪酵母：能分解的非常少，解脂假丝酵母能分解脂肪霉菌：能分解脂肪的非常多分解碳水化合物的微生物碳水化合物：包括糖类、淀粉、纤维素、果胶、半纤维素等一般微生物都能分解葡萄糖、果糖、蔗糖，但大分子的淀粉、果胶、纤维素/半纤维素、多糖类的利用有差别细菌：单糖、双糖和有机酸是最好的碳源对淀粉，能分解的细菌很少，只有芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌等对纤维素、半纤维素，主要是芽孢杆菌能分解果胶：主要是芽孢杆菌等，分泌果胶酶，使食品质感改变、变软。（脆）酵母：绝大多数不能分解淀粉，纤维素，半纤维素，果胶。部分可利用有机酸，单糖、双糖是最好的碳源霉菌：大多数霉菌可以利用淀粉，极少数可以利用纤维素、半纤维素，少数对果胶有分解作用（黑曲霉、青霉等）环境因素温度25～30℃，几乎所有微生物可生长37℃，人体温度肠道细菌可生长＜10℃，主要为霉菌，少数细菌、酵母菌可生长＞40℃，少数细菌可生长气体:气体很多，一般O2关系最大有氧：微生物生长繁殖速度快，变质速度快无氧：微生物生长繁殖速度慢，变质速度慢新鲜食品原料，内部保持无氧（动物：—SH基团，呼吸作用；植物：VC）内部只有厌氧微生物生长高浓度CO2，防止好氧细菌和霉菌引起的变质，乳酸菌比酵母耐CO2能力强10％CO2，抑制水果霉变发酵制曲时，CO2聚积影响霉菌生长代谢，必须通风供应O2O3，几个ppm（mg/kg），可抑制大多数微生物生长，有效延长食品保鲜期食品加工过程中微生物的变化加工前：原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖的机会，因此与加工后相比，微生物的种类和数量均较大加工过程中：清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下降，或完全消除微生物如果加工过程中卫生条件差，还会出现二次污染，当残存在食品中的微生物有机会繁殖时，微生物数量就会骤然上升加工后：食品贮藏过程中，若条件适于微生物生长，加工后残留的微生物或再度污染的微生物大量增殖直至引起食品的腐败变质，不再适合于微生物生长时，微生物的数量又开始下降若加工后的食品不再被污染，贮藏条件也不适合微生物的生长，则微生物的数量将会逐渐下降可采用多种方法防止微生物对食品等的破坏第三节微生物与动物性食品腐败变质动物性食品：肉类、鱼类、乳类和蛋类肉类成分：水、蛋白质、脂类、碳水化合物和无机物等肉类中微生物的来源：健康牲畜／禽类组织内部无微生物染病牲畜／禽类组织内部有时有病原微生物存在特别注意有些病菌对人、畜/禽均有致病作用：结核病菌、沙门氏菌、疯牛病病毒和炭疽杆菌等宰前感染：皮毛、肛门，消化道，体表有微生物宰后污染：宰杀过程中，造成多次污染机会，肉表有微生物微生物引起肉的变质侵入过程：兼性厌氧微生物能向组织内部繁殖、蔓延；肉体自溶酶，将大分子蛋白质转化为小分子，有利于微生物生长影响变质的因素：温度、组织、包装等变质现象：发粘：微生物（细菌、酵母）生长形成菌苔、产生黏液使肉表面出现发粘、拉丝等现象，此时微生物数量达到107cfu/cm2。变色：微生物分解含硫氨基酸产生硫化氢，硫化氢与肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白、微生物生长产生色素等。霉斑：在肉体表面有霉菌生长时，首先有轻度发粘，而后形成霉斑气味改变：酸味、臭味、哈喇味等脂肪酸败气味乳酸菌、酵母的作用产生挥性酸蛋白质分解产生臭味放线菌繁殖产生泥腥味食品中总活菌数与腐败的关系a：在菌数106以下时，除生牛乳外一般不存在微生物腐败b：部分食品表现为初期腐败。如真空包装的肉通常释放有害气体并可能腐败c：有氧保存的肉和一些蔬菜会发生腐败d：所有的食品均会出现明显的腐败。有氧保存的肉表面会出现黏性物质e：食品结构会出现特定的变化，食品腐败鱼类鱼类：硬骨鱼、软骨鱼、甲壳纲动物和软骨动物成分：结缔组织含量低，蛋白质15～20%，碳水化合物1%鱼类中微生物的来源：鱼体表面、呼吸道、腮和运输加工过程鱼类变质的原因：鱼肉的含水量高于畜、禽类，且含有蛋白质、脂肪等营养成分易受水中微生物假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌等的污染而发生变质；鱼类本身有自溶酶，死后不久即开始分泌，促进了鱼的变质变质现象：鱼体含菌量达到108cfu/g时，体表浑浊、无光泽、组织因被分解而变的疏松、鱼鳞脱落，进而鱼体组织溃烂，分解产生吲哚、粪臭素、硫醇、氨、硫化氢等臭味物质鱼类的贮藏：鱼类贮藏一般采用冻藏（-25～-30℃的速冻）或盐腌（10%的浓度），在盐腌鱼类时，常有嗜盐细菌的生长，造成鱼类发生赤变现象乳类及其制品乳及乳制品：鲜牛奶、乳粉、炼乳、酸奶、乳酪、乳酸饮料等成分:水分87.5％固形物（脂类、蛋白质、乳糖）12.5％这里主要介绍原乳和乳粉中的微生物及其影响牛乳中微生物的来源乳房内的微生物污染：在健康乳牛乳房的乳头管及其分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大减少细菌在鲜乳中的数量）当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如无乳链球菌、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希氏杆菌、牛型结核杆菌、牛布氏杆菌。环境中的微生物污染：挤奶时和挤奶后食用前的一切环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质不同的挤奶条件对牛奶污染程度的比较污染来源遵守卫生条件不遵守卫生条件牛皮肤与毛5020，000空气130挤奶者的手110，000滤奶器1100，000挤奶用小桶701，000，000鲜牛乳中微生物的特性乳酸菌G(+)兼性厌氧菌一类分解碳水化合物产生乳酸细菌：乳链球菌、乳酸杆菌胨化细菌：分解蛋白质，使蛋白质从不溶变为可溶的细菌脂肪分解菌G(-)菌；如假单孢菌属、无色杆菌属酪酸菌G(+)芽孢菌，分解碳水化合物产生酪酸，CO2，H2等产生气体菌：G(-)无芽孢细菌；分解碳水化合物产酸、产气产碱菌：分解有机酸盐（柠檬酸盐）为碳酸盐而使牛乳呈碱性。病原细菌：牛乳房炎细菌；人畜共患病细菌酵母菌和霉菌较少鲜乳变质时的微生物变化抑菌期：鲜乳中含有来源于动物体的抗体物质等抗菌因素，在微生物数量较少时，抑菌作用可维持36小时（13～14℃），此期为抑菌期乳酸链球菌期：乳中抗菌物质减少或消失后，首先乳酸链球菌成为优势类群，使乳液酸度不断升高，出现乳凝块。当酸度达到一定时，乳酸链球菌的生长也被抑制，不再继续繁殖，数量开始下降乳酸杆菌期：当pH下降到6左右时，乳酸杆菌开始生长，当pH下降到4时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌成为优势菌群,继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现真菌期：pH值达3～3.5时绝大多数细菌被抑制，甚至死亡，耐酸的酵母菌和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长，使乳液的酸度逐渐升高,pH逐渐回升，接近中性胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖被大量消耗，蛋白质和脂肪相对含量增高，分解蛋白质和脂肪的细菌大量生长，乳凝块逐渐消失，乳的pH值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味鲜乳中微生物的活动曲线pH7.0pH5.0pH3.0乳粉中的微生物生产过程中微生物的变化原料乳的净化和消毒：原料检验、净化、消毒浓缩:48～60℃,抽真空、缺氧,只有嗜热菌、厌氧菌可生存（较少）干燥:120～150℃热风使乳液干燥，乳浓缩液中心温度约60℃，微生物不受作用，但也不会增加包装：抽真空或充N2，乳粉含水量低，一般微生物不能生长乳粉贮存过程中微生物的变化密封情况好：微生物数量越来越少，乳品营养成分不变密封不良时：①含脂成分被氧化②返潮，微生物会生长繁殖，造成变质（极少）双重包装禽蛋鲜蛋中的微生物来源:卵巢内污染：形成蛋黄时，细菌侵入；吃了含病原菌的饲料，染菌产蛋时污染：蛋壳未形成前蛋壳的污染：收购运输，贮藏过程中的污染引起鲜蛋变质的条件：温度（高低温度交替，更易变质）湿度微生物引起鲜蛋变质的现象变质初期：散黄蛋泻黄蛋：蛋的蛋白质进一步被微生物分解，产生吲哚，H2S、NH3等分解产物，蛋液变为灰绿色