食品微生物培训提要

食品微生物培训提要一、微生物学及其发展史1．微生物学（microbiology），micro“小”，bios“生命”，logy“研究”——研究那些小得必须借助显微镜才能看见的活生物体。我们研究微生物的生命活动，达到控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品而引起的病害。2．微生物学发展简史：2.1．公元前二千多年夏禹时代，就有酿酒的记载，酿酒的记载，酿酒就必须有酵母菌参与。2.2．十七世纪荷兰人吕文虎克，用自制显微镜首先观察到微生物（细菌）。2.3．十九世纪，法国科学家斯德，发现发酵和腐败是微生物的作用结果，为了防止酒类变质，他创造加温处理方法“巴氏消毒法”。2.4．现代随着科学技术的日益发展，对微生物的研究日益深入。3．微生物学包括微生物，医用微生物，食品微生物等等。二、微生物形态结构1．前面已提到微生物是在生物界存在的一群体形微小的生物，它的特点：体形微小②结构简单③生长繁殖快④各类繁多⑤数量多，分布广，适应性强它包括：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、立克次氏体、支原体和病毒等。下面逐一简要分解其形态结构：2．细菌2-1．形态大小：①球菌（单球菌、双球菌、回联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌）大小直径0.2-2.0μm。杆菌（芽孢杆菌、无芽孢杆菌）宽0.5-1.0μm，长1-5μm，产芽孢比不产芽孢形体较大。螺形菌。2-2．结构：除病毒这类原始生物外，其它生物的个体都是由细胞构成的，细胞大小各异，驼鸟的卵细胞直径可达成17.5cm。细菌细胞直径直径只有0.5-2.0μm(细菌、酵母菌属单细胞生物)。①细胞壁:组成蛋白质、类脂质、多糖复合物等，但细胞壁组成不同以致于通过生物染色后，显示出颜色也不一样。如革兰氏染色：G-（紫）含有PG（肽聚糖、糖、蛋白质）G+（红）有磷脂和脂多糖（LPS）②细胞质膜：是由脂类和蛋白质组成的蛋白质膜，它是有选择半渗透性膜，这一特点与其生理功能适应。细胞核：无色透明粘稠的胶体。以结合蛋白质为主，代谢场所。细胞核：（DNA）遗传物质的基础，其构造原始而不完善。内含物“颗粒、液泡等。•2-3．特殊结构“芽孢”：•①细菌在一定环境条件下或处在一定的生活阶段（由于水分缺少、营养物质不足或处在细菌发育后期或温度发生改变）细胞质脱水浓缩，在菌体内形成一个折光性圆形或椭圆形的个体。•②菌体在形成芽孢前，称为繁殖体（营养体），一个细菌只能形成一个芽孢，常见产芽孢菌为杆菌。•③芽孢对高、低温度和干燥有强大抵抗力、对化学物质也有一定抗力，芽孢不需要营养物质，处于休眠状态，但在合宜条件下，芽孢会发芽形成新的个体。•2-4．细菌的繁殖方式为无性繁殖，无性繁殖就是接由母体分裂产生新的子体的方式。3．真菌及其它微生物：3-1．真菌：真菌与细菌的区别在于真菌细胞有一个明显而完整的细胞核，它包括酵母菌和霉菌。真菌的繁殖方式有两种：无性繁殖和有性繁殖。有性繁殖：两个细胞突起，突起相连，连接处膜消失，两个核融合，质融合，合二为一个细胞，形成接合子，其内核经过二至三次分裂，形成四或八个核，从而形成孢子，孢子发芽形成新个体。3-2．放线菌（是无性繁殖的单细胞微生物）3-3．病毒（噬菌体）：无细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成，个体极小，发毫微米表示，如口蹄疫病毒20mμ。放线菌细菌非细胞生物：病毒真菌（酵母、霉菌）藻类等生物细胞生物真核生物原核生物三、微生物的生理微生物的生理包括微生物的营养、酶、呼吸、生长、繁殖等，掌握微生物新陈代谢活动规律，正确控制它们的生活机能，达到加以利用或控制的目的。细胞的化学组成：①水分：分结合水和游离水，一般的比例为1：4，其中结合水不易挥发、不冻结，芽孢结合水的组成分达50%以上，所以其抵抗力较强。②干物质：蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类、无机盐类、维生素等。微生物营养物质：水：水的主要作用是营养物质必先溶于水才能被吸收作用，另外，生化反应（淀粉水解）也离不开水。碳源：CO2、单糖、双糖、多糖。氮源：蛋白质、核酸的组分，N2、蛋白质等。矿质元素：P、K、MgCa、Fe等主要元素和Cu、Zn等微量元素。生长因素（维生素）。微生物营养特性：细菌分自养型和异养型两种，酵母、霉菌、放线菌属异养型微生物。微生物的霉：微生物一切生命活动都离不开酶，酸的主要结构为蛋白质，是具有特殊催化能力的蛋白质，它是由活细胞产生的，不耐高温的生物催化剂，如水解酶、氧化还原酶。微生物的呼吸：呼吸：微生物在进行生命活动过程中，营养物质进入细胞前后，在酶的作用下，物质进行分解或合成。同时进行能量的释放和吸收，在分解代谢中，微生物细胞一切产生能量的氰化还原过程称之为呼吸。呼吸类型：需氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物。微生物的代谢活动：碳水化合物的分解：如酒精发酵：无氧（C6H12O6→C2H5OH（酒精）+CO2）蛋白质的代谢（蛋白质酶）：–有氧环境被微生物分解，称之为辅腐化，蛋白质完全氰化，其代谢产物为CO2、H等。–无氧环境被微生物分解，称之为腐败，蛋白质不完全分解成中间产物如氨基酸、有机酸等。脂肪代谢（脂肪酸）：分解杨脂肪酸和甘油，甘油进一步分解成CO2、H2O。代谢产物：微生物的代谢产物除CO2、H2O、H、氨基酸、有机酸等外还有：抗生素（具有抑制或杀死微生物作用的一种物质，如青霉菌产的青霉素）、毒素（病原微生物伤寒沙门氏菌产伤寒病毒）、色素（如红曲素）等。微生物生长繁殖的条件：充足的营养合适的酸碱度适宜温度必要的气体环境微生物的生长繁殖：一般细菌约20分钟分裂一次即一代，如此推算，1个细菌1h为8个，10h后达10亿以上，其繁殖公式为N=N0×2t/gN0为最初的菌数t为生长繁殖的时间hg为生殖时间（分裂时间）h但微生物不会无节制地生长繁殖下去，它受营养源的消耗程度，代谢产物（毒素）的积累程度制约而减慢，一般可分为四个期：迟缓期对数期稳定期衰亡期四、外界因素对微生物的影响外界环境与微生物是一对矛盾体，我们利用这一特性通过研究与运用就可以对微生物加以利用、抑制、杀灭、防止等。基本概念：灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法（包括病原微生物和非病原微生物，细菌的繁殖体及芽孢）商业无菌（略）消毒：用物理、化学或生物学等方法杀死病原微生物，但不一定杀死全部微生物生物的方法。防腐：防止或抑制细菌生长或物体的方法。灭菌：没有活的微生物存在。无菌操作：防止微生物进入机体或物体的方法。物理因素对微生物的影响：①热力灭菌法（高温对细菌有明显的致死作用）干热灭菌法（焚烧、干烤）湿热灭菌法（巴氏消毒法、煮沸法、高压蒸汽灭菌法等）一温度下，湿热比干热效力高，因为湿法穿透力大，具有潜热，同时微生物在湿热中蛋白质收水分，易使蛋白质凝固。②电磁波射线杀菌法：日光与紫外线：紫外线波长λ＝200-300nm，其中以265-266nm杀菌效力最强，这与DNA的吸收光谱范围一致，干扰DNA复制，导致细菌死亡或变异，紫外线穿透力不强，一般10-15m2安装30W紫外灯1支，照射1H以上，空气中微生物可减少50%-70%，紫外线对人体有伤害作用，另紫外线有空气中易形成臭氧，使人产生胸闷等中毒症状，要注意加以防治。③滤过除细菌蛋白质变性和盐类浓缩，妨碍细菌的生长。④干燥：引起细菌蛋白质变性和在浓缩，妨碍细菌的生长。⑤低温：（水的冻结等）3.化学因素：①酸类（PH值）H+影响菌体细胞质膜上电荷性质，微生物吸收物质变化，影响代谢，高浓度H+或引起菌体表而蛋白质和核酸水解以及影响酶和活性。②碱类：蛋白质、核酸水解，另有去油污作用，有机械消除微生物的作用，病毒对强碱较敏感。③盐类及重镏金属盐类。④氧化剂：氧化剂放了游离的[O]，作用于微生物蛋白质结构中化学基因取代，千万代谢障碍，常见有：高锰酸钾、双氧水、氯、漂白粉、过氧乙酸等。⑤有机化合物（酒精、甲醛等）五、微生物引起食品变质的基本因素：食品组成不同，引起食品变质的微生物类群和过程都不同。1.食品的营养组成与微生物的分解作用：①分解蛋白质的微生物：觉为细菌和霉菌，少数为酵母。细菌：芽孢杆菌酵母：多数对蛋白质分解能力极为微弱。霉菌：许多都具有分解蛋白质的能力。②分解碳水化合物的微生物：为为酵母和霉菌。③分解脂肪的微生物：多为酵母和霉菌。2.食品的基质条件与微生物的适应性：①氢离子浓度：绝大多数细菌PH7.2-7.6，当食品＜5.5，腐败菌基本被抑制，但大肠杆菌（PH4.5-9），而酵母（PH4.0-5.8）、霉菌（PH3.8-6.0）°在非酸性的食品中，主要为细菌。②水分：水分活性值（AW），即食品在密闭容器内的水蒸汽压与相同温度下纯水蒸汽压比值。O≤AW≤1，在AW＜0.64的食品中任何霉菌均不以生长，影响大小：细菌＞酵母＞霉菌。③渗透压：食品中形成不同渗透压的物质主要为盐和糖。影响大小细菌：细菌＞酵母＞霉菌。3.食品的外界环境条件与微生物的适应性：①温度：低温＜10℃中温25℃-30高温＞40℃霉菌霉菌细菌酵母（少）酵母细菌（少）细菌②气体：仪器牌有氧环境下，细菌、酵母、霉菌都可引起食品变质；缺氧条件下，引起食品变质只能是酵母和细菌。六、罐头食品变质的因素和原因菌：1.细菌：①需氧芽孢子杆菌—罐头杀菌不足和真空不足。②压氧芽孢子杆菌—罐头杀菌不完全和在高温（＞43℃）环境中存放时间较长。③非芽孢子细菌—杀菌不完全或罐头密封不良。•“平酸菌“：•具有嗜热、耐热特点，嗜热脂肪芽孢杆菌，D121.1℃＝4-5mm作制订杀菌规程对象菌的肉毒梭状芽孢杆菌D121.1℃＝0.1-0.2mm.•生长温度37-60℃，最适50-55℃，PH6.8-7.2，主要分布土壤、灰尘及糖、淀粉等原辅料中。•防止它，须知强食品卫生和严格操作规程：•a.原料加工前应充分洗涤，同时尽是缩短工艺流程，严防半成品积压和污染。•b.设备、工器具不宜采用木质材料，管道清洗干净。•c.罐头杀菌迅速冷至370℃左右，水经氯处理。•d.选用合理杀菌规程，并严格控制罐头密封质量。•e.贮藏温度＜43℃。•f.保温试验，常对原料、半成品、杀菌前罐头、工具、设备、人手等进行耐热芽孢数的检验。•2.酵母菌—PH4.6,罐头杀菌不充分，密闭不良（食糖是一个重要的污染源）•3.霉菌――杀菌不足，密封不良，真空度不够。•4.分类：•膨胀罐（产气）平盖罐（不产气）•酵母细菌霉菌细菌霉菌•（极少）•嗜温菌嗜热菌嗜温菌嗜热菌嗜热菌••需厌非厌需非需厌•氧氧芽氧氧芽氧氧•性性孢性性孢性性•芽芽菌芽芽菌芽芽•菌菌菌菌菌菌•PH值＜4.5＞4.5≥4.5＞4.5＜4.5＞4.5≥4.5＞4.5≥4.5•Co2N2+NOCo2+H2Co2产酸H2S霉变+Co2黑变•①M引起产气型的变质，主要是从作用于含有碳水化合物的食品而引起的。②引起产气型的M，主要是细菌和酵母。细菌，大多数PH＞4.5食品，芽孢菌最为常见。酵母，大多数PH＜4.5。③M引起非产气型变质，绝大多数PH＞4.5，并含有碳水化合物的食品，以芽孢菌为主要原因菌。④霉菌的出现，常是罐头密闭不良所造成的。七、碳酸饮料和利乐包饮料生产特点及常见污染菌与控制。八、微生物污染食品的途径和控制：1.途径：①水②空气③人及动物④用具及杂物2.控制：①加强环境卫生管理②加强食品生产卫生管理九、食品衩微生物污染后对人体的危害：细菌性食物中毒真菌性食物中毒消化道传染病