第十章微生物与食品腐败变质

第十一章微生物与食品腐败变质•第一节食品污染的途径•第二节微生物引起食品腐败变质的条件•第三节果蔬及其制品的腐败变质•第四节乳及其乳制品的腐败变质•第五节肉类及鱼类的腐败变质•第六节罐藏食品的腐败变质•第七节食品腐败变质给人类带来的危害•第八节食品的卫生要求和微生物学标准食品微生物污染及途径•食品污染的种类：生物污染：微生物、寄生虫及虫卵、昆虫化学污染：农药、工业三废、添加剂、包装材料物理污染：放射性污染•微生物污染食品的途径：通过水而污染通过空气而污染通过人及动物而污染通过用具及杂物而污染•食品中微生物的消长情况加工前：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。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。若加工后的食品不在被污染，贮藏条件也不适合于微生物的生长，微生物的数量将会逐渐下降控制微生物污染食品的措施垃圾的无害化管理加强环境管理粪便的无害化管理污水的无害化管理食品的运输卫生和贮藏卫生食品生产卫生加强食品生产的卫生管理个人卫生食品生产用水卫生微生物引起食品腐败变质的条件•食品基质：食品的pH值、食品的水分、食品的渗透压•食品的环境条件：温度、气体、渗透压食品的pH值不同食品原料的pH值动物食品的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各类食品中的微生物•酸性食品与非酸性食品：pH值在4.5以上者为非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）；pH值在4.5以下者为酸性食品（水果和少数蔬菜）•微生物生长与食品pH值的关系：非酸性食品适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。•微生物分解食品营养成分可使食品pH值变化：糖类物质被分解时pH值下降，蛋白质被分解时pH值上升食品水分•水分活性值（Aw）的概念：食品在密闭容器内的水蒸气压与在相同温度小纯水蒸汽压之比值，食品的Aw值范围为：0≦Aw≦1•不同类群微生物生长的Aw值•微生物生长Aw值的可变性食品Aw值与微生物生长的关系•大部分新鲜食品Aw值在0.95~1.00，许多腌肉制品（保藏期1~2天）Aw值在0.87~0.95，这一Aw值范围的食品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1~2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（理论上可无限期保藏）食品的环境条件•温度：低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微生物引起食品腐败变质的特点•氧气：食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类型；新鲜食品原料中微生物的分布规律。•微生物引起食品腐败变质与其它气体的关系（CO2、O3等）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。不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要上霉菌或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。耐高渗微生物主要有：高度嗜盐细菌（盐杆菌属、小球菌属）、中等嗜盐细菌（假单胞菌属、芽孢杆菌属等）、低等嗜盐细菌（黄杆菌属、无色杆菌属等）、耐糖细菌（肠膜状明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、鲁氏酵母等）、耐高渗的霉菌（青霉属、曲霉属等）第四节乳及乳制品的腐败变质乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。鲜牛乳中的微生物及其腐败变质奶粉中的微生物微生物引起的炼乳腐败变质现象鲜牛乳中的微生物及其腐败变质•牛乳中微生物的污染来源•牛乳中微生物的种类及特点•鲜乳中微生物的变化•鲜乳的净化、消毒和灭菌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（见附表）•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牛乳中的优势微生物种类鲜牛乳中的微生物优势种类是细菌、酵母菌和少数霉菌。即：乳酸菌胨化细菌脂肪分解菌细菌酪酸菌产生气体的细菌产碱菌霉菌和酵母菌乳酸菌1乳链酸菌：适宜在30~35℃的条件下生长，可产生乳链菌肽，鲜乳的自然酸败主要由它引起。2乳脂链球菌：适宜在30℃条件下生长，具较强的分解蛋白质的能力。3粪链球菌：人和动物的肠道细菌，卫生条件差时可发现该菌，在10~45℃的范围内均可生长。4液化链球菌：可强烈分解蛋白质，酪蛋白分解后可产生苦味5嗜热链球菌：适宜在40~45℃的条件下生长，在20℃以下时不生长6嗜酸乳杆菌：适宜在37~40℃时生长，在15℃以下时不生长胨化菌•概念：使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象，称为蛋白质的胨化。•主要细菌种类：芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌；生长的适宜温度范围是20~40℃；假单胞菌属中的荧光假单胞菌、腐败假单胞菌，生长温度范围为25~30℃其他细菌•脂肪分解菌：主要是G-的无芽孢杆菌，如无色杆菌、假单胞菌等。•产生气体的菌：分解糖类产酸产期，如大肠杆菌群。•产碱菌：一类可分解牛乳中有机酸的细菌，分解的结果造成乳的pH值上升，主要是G-的需氧细菌，如粪产碱杆菌、粘乳产碱杆菌。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，在微生物数量较少的情况下，这种抑菌作用可维持36小时左右（13~14℃），此期为抑菌期。•乳酸链球菌：乳中抗菌物质减少或消失后，首先看到乳酸链球菌的成为优势类群，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pH逐渐降低，接近中性。•胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖含量被大量消耗，蛋白质和脂肪含量相对增高，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•pH7.0•pH5.0•pH3.0鲜乳的净化、消毒和灭菌•鲜乳的净化：净化的目的是除去鲜乳中污染的非溶解性的杂质、牛毛、乳凝块，以减少微生物污染的数量。净化的方法有（3~4层纱布）过滤法和离心法。•鲜乳的消毒：消毒的时间和温度以消灭结核分支杆菌为指标，常用的方法有：低温长时间消毒法（61~65℃，30分）、高温短时间消毒法（70~75℃，15~16秒）、高温瞬时消毒法（80~90℃）。•消毒乳的变质：鲜乳消毒后，残留有耐热的芽孢细菌等微生物，在室温存放时间较长时（24~48小时），仍可发生变质，即首先出现乳液变稠，继而出现乳凝块，再后往往析出大量乳清。消毒乳凝固有两种原因，即微生物的凝乳酶造成的甜凝固，微生物代谢产酸而造成的酸凝固。•鲜乳的灭菌：75~85℃预热4~6分钟，通过130~150℃高温2秒，以彻底杀灭微生物二、奶粉中的微生物•奶粉中微生物的来源：鲜乳经杀菌、浓缩和干燥制成奶粉，奶粉的含水量一般5%以下，奶粉中的微生物一方面来源于原料奶的消毒不彻底，一方面来源于加工过程中的二次污染。•奶粉贮藏中微生物的消长•奶粉中的病原微生物：最常见的是沙门氏菌和金黄色葡萄球菌（毒素中毒）第六节罐藏食品的腐败变质•罐藏食品的特性•罐藏食品变质的原因•罐藏食品腐败的类型•腐败变质罐头的微生物分析罐藏食品的特性•概念：罐藏食品是将原料经过预处理、装罐、杀菌、密封后而成。因罐内保持一定的真空度，所以合格产品的罐盖和罐底是平的或向内凹陷。•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（动物性原料制成的罐头，蛋白质含量高）、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头（植物性原料制成的罐头，碳水化合物含量高）罐藏食品变质的原因•罐藏食品变质的原因：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常用的几个概念•商业灭菌：食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者只能检出极少数的非病原微生物，但他们在食品的保藏过程中不可能生长繁殖，这种从商品角度对某些食品提出的灭菌要求，称为商业灭菌•腐败：食品中的蛋白质被微生物分解造成的败坏，称为腐败。•酸败：食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏，称为腐败。罐藏食品腐败的类型•罐藏食品腐败变质的外观类型平盖酸败（平听）胖听•引起罐藏食品腐败变质的主要微生物：嗜热芽孢细菌、中温芽孢细菌、不产芽孢细菌酵母菌酵母菌和霉菌往往是由于杀菌温度不够或漏罐、罐内真空度不够而出现，主要存在与酸性或高酸性食品中，常造成罐头膨胀霉菌•引起罐藏食品微生物污染的原因嗜热芽孢细菌引起的腐败变质•平酸腐败（平盖酸败）：变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。引起罐头平盖酸败的典型菌种：嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐热适宜生长温度49~55℃、可在pH6.8~7.2时良好生长）、凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度33~45℃、可在pH4.5以下的酸性罐头中良好生长）。•TA腐败：分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为TA菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要是CO2和H2），常使罐头发生膨胀。引起TA腐败的微生物主要是嗜热解糖梭菌（适宜生长温度55℃）。•硫化物腐败：罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。引起硫化物腐败的微生物主要是致黑梭菌（适宜生长温度55℃）中温芽孢细菌中温芽孢细菌的最适生长温度是37℃，包括需氧和厌氧两大类，他们的少数芽孢耐过高压蒸汽处理而存活下来，常见的好氧种类有：B.bacillusB.megatheriumB.cereus等，他们可分解蛋白质和糖类，产物主要是酸，仅少数种类产生气体，因此通常情况下引起平盖酸败。常见的好氧种类有分解糖类产酸产气的ClostridiumpasteurianumCl.butyricum，分解蛋白质产生硫化氢、硫醇、粪臭素等化合物的Cl.SporogenesCl.