第十二章腐败微生物与食品保藏

第十二章腐败微生物与食品保藏•第一节引起食品腐败的微生物•第二节微生物引起食品腐败的基本条件•第三节微生物引起食品腐败的鉴评•第四节微生物引起食品腐败变质的机理•第五节微生物引起食品腐败与其类型的相关性•第六节腐败微生物的防治与食品保藏技术第一节引起食品腐败的微生物•广义指食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质和感观性状发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。食品腐败变质(foodspoilage)狭义的食品腐败变质指食品在一定的环境因素影响下，由微生物为主多种因素作用下所发生的食品失去或降低食用价值的一切变化，包括食品成分和感官性质的各变化，从而使食品失去了食用价值。••造成食品的腐败变质的原因：•生物性污染化学性污染物理性污染一、细菌•假单胞菌属•微球菌属和葡萄球菌属•芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属•肠杆菌科各属（除志贺氏菌属与沙门氏菌属），•均为常见的食品腐败菌•弧菌属和黄杆菌属•嗜盐杆菌属和嗜盐球菌属•乳杆菌属和丙酸杆菌属引起食品腐败变质细菌属：二、霉菌•霉菌强分解蛋白质、脂肪、糖类：•根霉属•毛霉属•曲霉属•青霉属分解纤维素的能力强：•绿色木霉三、酵母•酵母不能利用淀粉•大多酵母具有利用有机酸的能力•少数分解利用蛋白质、脂肪的能力较强•解假丝酵母酵母菌可耐高浓度的糖，可使糖浆、蜂蜜和蜜饯等食品腐败变质。红酵母可在肉类及酸性食品上产生色素，形成红斑。第二节引起食品腐败的基本条件•三者之间的作用斗争结果则决定着食品是否发生变质以及变质的程度。食品的基质特性微生物的种类和数量食品的环境因素微生物引起食品腐败变质的条件:一、食品的基质特性食品的营养成分氢离子浓度水分渗透压食品的存在状态食品的基质特性食品的基质特性(1)食品的营养成分富含蛋白质的食品，变形杆菌、青霉等米饭等含糖类较高的食品，易受到曲霉属、根霉属、乳酸菌、啤酒酵母等对碳水化合物分解能力强的微生物脂肪含量较高的食品黄曲霉和假单胞杆菌等(2)氢离子浓度•各种食品都具有一定的氢离子浓度:•动物食品的pH值一般在5-7之间•蔬菜pH值一般在5-6之间•水果pH值一般在2-5之间根据食品pH值范围的特点分为两大类：pH值在＞4．5非酸性食品pH值在＜4．5酸性食品(2)食品的氢离子浓度pH值不同，微生物原生质膜所带电荷不同，食品酸度不同，引起食品变质的微生物类群呈现出一定的特殊性4.55.57酵母菌、霉菌少数细菌腐败菌、病原菌酸性食品：水果非酸性食品：鱼肉、乳、蔬菜PH可提高酸度保藏(3)食品的水分食品种类AW微生物类群生长需求的AW鲜果蔬鲜肉蛋果子酱面粉蜂蜜干面条奶粉0.97～0.990.95～0.990.970.75～0.850.67～0.870.54～0.750.500.20多数细菌多数酵母多数霉菌嗜盐性细菌耐渗酵母干性霉菌0.90～0.990.88～0.940.73～0.940.750.600.65•食品Aw值•0．80-0．85保存几天•0．72保存2至3个月•＜0．65保存l至3年。(4)食品的渗透压形成物质：食盐、糖低渗透压：新鲜食品渗透压低，适宜大多数微生物生长高渗透压:微生物种类和数量随渗透压升高减少，食品腐败变质进程减缓食品腌渍保存适应高渗透压的微生物：细菌（嗜盐细菌、耐盐细菌、耐糖细菌），少数酵母、多数霉菌(5)食品的存在状态•完好无损的食品食品组织溃破或细胞膜碎裂二、引起食品腐败的微生物类型••1．分解蛋白质的微生物•细菌分解力强的细菌如芽孢菌属、假单胞菌属、梭状芽孢杆菌属、变形杆菌属、链球菌属等•酵母多数酵母对蛋白质分解能力较弱。•霉菌许多霉菌都具有分解蛋白质的能力，如毛霉属、根霉属、青霉属、曲霉属、木霉属等。•2．分解碳水化合物的微生物•细菌能强烈分解淀粉的主要为芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属。•绝大多数细菌都具有分解某些糖的能力，特别是利用单糖的能力极为普遍•酵母菌绝大多数不能分解淀粉。•霉菌多可直接分解淀粉，如曲霉属、根霉属等。•3．分解脂肪的微生物•细菌假单胞菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属和芽孢杆菌属中的许多种，都具有分解脂肪的特性。•酵母分解脂肪的菌种不多，主要是白地霉、解脂假丝酵母等。•霉菌大部分具有一定的脂肪分解能力常见曲霉属、代氏根霉、娄地青霉和芽枝霉属等。微生物对营养物质分解作用的选择性食品性质具有显著分解能力的微生物类群举例菌种蛋白质细菌变性杆菌霉菌卡门柏干酪青霉碳水化合物酵母啤酒酵母霉菌黑曲霉脂肪霉菌黄曲霉细菌荧光假单胞菌三、引起食品腐败的环境条件嗜冷微生物－5～30℃嗜温微生物10～45℃嗜热微生物25～95℃低温保存：－20℃高温杀菌保存1.温度食品中微生物生长的最低温度•微生物的温度类型及其分布••低温(10℃)中温(25～30℃)高温(45℃)霉菌酵母(少数)细菌(少数)霉菌酵母细菌细菌(少数)2.气体•有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长、代谢速度快，食品变质速度快。缺乏氧条件下，由厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。氢和二氧化碳等气体的存在，对微生物的生长有一定影响。3.湿度•空气中的湿度对于微生物生长和食品变质来讲，起着重要的作用，尤其是未经包装的食品。•Aw值相对湿度两者处于平衡状态时，AwXl00就是大气与作用物平衡后的相对湿度。•每种微生物只能在一定的Aw值范围内生长，但这一范围的Aw值要受到空气湿度的影响。第三节微生物引起食品腐败的鉴评•一、感官鉴定•二、化学鉴定•三、物理指标•四、微生物检验一、感官鉴定•人的视觉、嗅觉、触觉、味觉•(1)色泽•(2)气味•(3)口味•(4)组织状态•二、化学鉴定•(1)挥发性盐基总氮(TVBN)•(2)三甲胺•(3)组胺•(4)K值(Kvalue)•(5)pH的变化三、物理指标•研究指标•食品浸出物量•浸出液电导度•折光率•冰点•黏度四、微生物检验•判定食品生产的一般卫生状况以及食品卫生质量的一项重要依据。•国家卫生标准中常用：•细菌总菌落数•大肠菌群的近似值第四节引起食品腐败变质的机理•蛋白质食物+分解的微生物→氨基酸+胺+氨+硫化氢等。•由微生物引起蛋白质食品发生的变质称为腐败(spoilage)。•碳水化合物+分解糖类的微生物→有机酸+酒精+气体等。••脂肪食物+解脂微生物→脂肪酸+甘油及其它产物。••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。第五节引起食品腐败与其类型的相关性•一、微生物与乳及乳制品的腐败变质•二、微生物与肉类的腐败变质•三、微生物与鱼类的腐败变质•四、微生物与鲜蛋的腐败变质•五、微生物与罐藏食品的腐败变质•六、微生物与果蔬及其制品的腐败变质•七、微生物与糕点的腐败变质一、微生物与乳及乳制品的腐败变质•1乳中微生物的来源及主要类群•(1)乳房内的微生物•乳房中的正常菌群：主要是小球菌属和链球菌属。•能适应乳房的环境而生存细菌称为乳房细菌。(2)环境中的微生物•．存在于鲜乳中的病原菌•(1)来自人体的病原菌•伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphi)•副伤寒沙门氏菌(S．paratyphi)•痢疾志贺氏菌(Shigelladysenteriae)•霍乱弧菌(Vibriocholerae)•白喉棒杆菌(Corynebacteriumdiphtheriae)•猩红热链球菌(Streptococcusscarlatinae)•(2)来自牛体的病原菌•金黄色葡萄球菌•无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)•(3)来自人畜共患的病原菌•结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)•流产布鲁氏菌(Brucellaabortus)•炭疽杆菌(Bacillusanthracis)•乳酸菌脂肪分解菌•胨化细菌•酪酸菌•产气细菌•产碱菌•霉菌和酵母菌鲜牛乳中微生物的种类胨化细菌：凡能使不溶解状态的蛋白质变成溶解状态的简单蛋白质的一类细菌。分五个阶段：•1)抑菌期：在新鲜的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物质，对乳中存在的微生物具有杀灭或抑制作用。这个时期约持续12h。2.乳液的自然腐败变质过程2)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，分解乳糖产生乳酸，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，数量开始下降。3）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4.5以下时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现。(约2d)•4）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回升，逐渐接近中性。5）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。鲜乳中微生物活动曲线•3乳液的消毒和灭菌•(1)低温长时消毒法60～65℃，加热保温30min。•(2)高温短时消毒法72～75℃加热4～6min，或80～85℃，加热10～15s。•(3)高温瞬时消毒法85～95℃，2～3s加热杀菌。•(4)超高温瞬时灭菌法牛乳先经75～85℃预热4～6min，接着通过130～150℃的高温2～3s。•4消毒牛乳的微生物•消毒牛乳中残存的细菌常见：•芽孢杆菌•枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌。•非芽孢杆菌类•嗜热链球菌、牛链球菌、小球菌、变异小球菌和乳杆菌等。•5乳粉的腐败变质乳粉由原乳经调整成分、杀菌、真空浓缩及喷雾干燥而成的乳制品。•杀菌真空浓缩•喷雾干燥密封包装•水分2％～3％水分含量超过了5％•适于牛乳中生存的乳酸链球菌、小球菌、八叠球菌和乳杆菌•分泌肠毒素发生食物中毒•生产措施金黄色葡萄球菌•6炼乳的腐败变质•炼乳是将牛乳浓缩至原体积40％左右的乳制品。（1）甜炼乳加入16％的蔗糖不再进行杀菌•变质现象：霉变匍匐曲霉和芽枝霉等。膨罐耐高渗透压的嗜糖酵母、乳酸菌和丁酸菌变稠芽孢菌、链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌•（2）淡炼乳的腐败变质•淡炼乳是将原料乳消毒并浓缩至原体积的40％后，再经装罐密封、杀菌等工序制成的乳制品。•115～117℃、15min高温灭菌或超高温灭菌•变质现象：•凝乳枯草芽孢杆菌、凝结乳芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌•巨大芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌和单纯芽孢杆菌•产气乳凝结芽孢杆菌、酵母、产气性大肠杆菌•梭状芽孢杆菌属细菌•苦味乳刺鼻芽孢杆菌、面包芽孢杆菌•7稀奶油的腐败变质•鲜稀奶油储存：•5℃102～107cfu／ml优势菌•假单胞菌、无色杆菌、产碱杆菌、不动杆菌、气单胞菌•30℃103～108cfu／ml优势菌•棒杆菌、芽孢杆菌、微球菌、乳杆菌和葡萄球菌等•稀奶油产麦芽臭的原因——产麦芽臭乳链球菌变成紫色——蓝紫色杆菌乳糖发酵性酵母不发酵乳糖的酵母霉菌在稀奶油表面呈膜状或簇状繁殖。•8酸奶的腐败变质•酸度在1％左右（乳酸计）•多种抑菌物质•霉菌木霉属、根霉属、曲霉属或青霉属等霉菌——钮扣状斑块。•9干酪的腐败变质•干酪是一种浓缩的乳制品•干酪主要碳水化合物——乳糖全部被发酵剂耗尽•膜性酵母和霉菌仅能在干酪表面生长•产生霉味，甚至产生毒素。•常见的霉菌有交链孢属、曲霉属、枝孢属、念珠霉属、木霉属和青霉属。•引起污染的细菌不同，产生气体的时间不同：•早产气几天•主要大肠菌群，发酵乳糖的酵母菌•中期产气3—6周•产气性的乳杆菌•晚期产气制成的几周后•主要是梭状芽孢杆菌属：生孢梭菌、丁酸梭菌和酪丁酸梭菌•烂边色斑二、微生物与肉类的腐败变质•细菌:•需氧G+蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌等•需氧G-•假单胞杆菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产菌属、埃.希氏杆菌属、变形杆菌属等。•厌氧梭状芽孢杆菌•腐败梭菌、溶组织梭菌和产气荚膜梭菌等•1肉类中的微生物•酵母菌假丝酵母菌属、丝孢酵母属•霉菌交链孢霉属、曲霉属、芽枝霉属、毛霉属、根霉属和青霉属。•病畜、禽肉类可能带有各种病原菌•沙门氏菌