39微生物与食品腐败变质

第八章微生物与食品腐败变质第一节食品的微生物污染及其控制第二节微生物引起食品腐败变质的原理第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件第四节食品变质的症状、判断及引起变质的微生物类群第五节食品保藏中防腐与杀菌措施微生物污染食品的来源和途径空气土壤水人及动物加工机械包装材料原辅料第一节食品的微生物污染及其控制垃圾的无害化管理加强生产环境卫生管理粪便的无害化管理污水的无害化管理食品生产卫生严格控制加工过程中的污染个人卫生食品生产用水卫生注意贮藏、运输和销售卫生控制微生物污染的措施第二节微生物引起食品变质的原理碳水化合物分解----二氧化碳、水，酸度升高，果蔬软化蛋白质分解----胺类、有机酸和各种碳氢化合物脂肪分解----甘油和脂肪酸有害物质形成----颜色、气味异常，组织溃烂，毒素第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件食品基质条件：食品的营养成分食品的pH值食品的水分活性食品的外界环境条件：环境温度、气体状况食品的营养成分与微生物生长的适应性1.分解蛋白质的微生物----细菌、霉菌2.分解碳水化合物的微生物----绝大多数微生物都能利用比较简单的碳水化合物。强烈分解淀粉的较少，主要为芽孢杆菌属3.分解脂肪的微生物----不多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PH与微生物生长的适应性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食品的水分活性与微生物生长的适应性食品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）食品的外界环境条件温度：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）第四节食品变质的症状、判断及引起变质的微生物类群本节主要介绍罐藏食品、果蔬及其制品、乳及如制品、禽肉及鱼肉发生变质的症状、判断及引起变质的微生物类群。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。罐内残留的微生物微生物因素（多是产芽孢的耐热微生物）漏罐后的微生物再次污染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、霉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引起罐藏食品微生物污染的原因不产芽孢细菌引起的食品腐败变质不产芽孢的细菌不耐热，因此罐头中出现此类菌时，主要是由于漏罐而造成的（冷却水是重要的污染源）。罐头中污染的不产芽孢细菌主要有两类，一类是肠道细菌，另一类是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等，他们分解糖类化合物产酸产气，变质时使罐头膨胀。不同外观的腐败变质罐头的微生物分析胖听：除部分氢膨胀外，胖听主要由微生物生长繁殖而造成，即TA腐败产生的CO2和H2、中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败，产生CO2和H2、中温需氧芽孢杆菌、不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌发酵糖类产酸产气。平听：平酸菌、中温芽孢细菌、不产芽孢乳酸菌、致黑梭状芽孢杆菌（硫化物腐败）、霉菌果蔬及其制品的腐败变质一、微生物引起新鲜果蔬的变质微生物侵入果蔬的过程、在果蔬变质过程中微生物种类的演变二、微生物引起果汁的变质微生物引起果汁的变质果汁中微生物的来源：原料中的微生物、加工过程中微生物的再污染。果汁的基本营养条件：pH值在2.4~4.2之间，含有一定量的糖分，含水量很高。果汁中微生物的种类：细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌微生物引起果汁变质的现象浑浊：多数情况下浑浊是由酵母菌引起的，它主要来源于原料清洗不彻底。产生酒精：主要是酵母菌，细菌和霉菌的转化果汁为酒精的情况非常少。有机酸的变化：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。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）肉类和鱼类食品的腐败变质畜、禽肉类中微生物污染的来源和种类健康的畜、禽组织内部是无菌的，但因其腔道及体表都存在微生物，屠宰过程在空气中进行，因此宰杀、放血、脱毛、去皮及内脏、分割等环节就可造成微生物的多次污染。常见的污染类群如下：腐生性微生物病原微生物（兽医漏检时）：结核杆菌、布鲁氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等鱼类的腐败变质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。变质现象：鱼体含菌量达到108/g，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）或盐淹（10%的浓度），在盐淹鱼类时，常有嗜盐细菌的生长，造成鱼类发生赤变现象。畜、禽肉类变质的现象发粘：微生物生长形成菌苔、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了107/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：出现羽毛状的丝状物并具有颜色。气味改变：酸味、臭味、哈喇味。第五节食品保藏中的防腐与杀菌措施低温保藏冷冻保藏冷藏0~10℃-18℃第五节食品保藏中的防腐与杀菌措施加热保藏超高温瞬时灭菌巴氏消毒62~63℃30min130~150℃高温灭菌100~121℃第五节食品保藏中的防腐与杀菌措施高渗透压保藏糖渍盐腌18~25%70~80%第五节食品保藏中的防腐与杀菌措施防腐保藏山梨酸及其盐类硝酸酸亚硝酸盐SO2亚硫酸酸乳酸菌素丙酸