食品的微生物污染及其预防

第八章食品污染及其预防食品污染（foodcontamination）是指在各种条件下，导致外源性有毒有害物质进入食品，或食物成分本身发生化学反应而产生有毒有害物质，从而造成食品安全性、营养性和（或）感官性状发生改变的过程。食品污染的分类生物性污染化学性污染物理性污染食品污染造成的危害影响食品的感官性状和营养价值对机体健康的不良影响污染食品的微生物致病性微生物相对致病微生物非致病性微生物污染途径可分为内源性污染和外源性污染食品中微生物生长的条件食品的成分：水分、营养成分、抑菌成分食品的理化性质：pH值、渗透压、生物结构环境因素：温度、氧气、湿度水分活度（wateractivity，Aw）为食品中可被微生物利用的水在物理化学上Aw是指食品中水的蒸汽压P与相同温度下纯水的蒸汽压P0的比值，即：Aw=P/P0Aw值介于0～1之间常见的食品细菌假单胞菌属黄单胞杆菌属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弧菌属嗜盐杆菌属和嗜盐球菌属乳杆菌属细菌菌相及其食品卫生学意义共存于食品中的细菌种类及其相对数量的构成称为食品的细菌菌相食品的理化性质及其所处的环境条件往往可预测污染食品的菌相检验食品细菌菌相又可对食品腐败变质的程度及特征进行估计菌落总数在被检样品的单位质量（g）、容积（ml）或表面积（cm2）内，所含有的在严格规定的条件下（培养基及其pH值、培育温度与时间、计数方法等）培养所生成的细菌菌落总数以菌落形成单位（colonyformingunit，CFU）表示是食品清洁状态的标志可以预测食品的耐保藏的期限大肠菌群为需氧与兼性厌氧，不形成芽孢，在35～37℃下能发酵乳糖产酸产气的革兰氏阴性杆菌包括肠杆菌科的埃希菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属和克雷伯菌属食品中大肠菌群的数量是采用相当于每克或每毫升食品的最近似数来表示，简称为大肠菌群最近似数（maximumprobablenumber，MPN）作为食品粪便污染的指示菌作为肠道致病菌污染食品的指示菌真菌与真菌毒素对食品的污染及其预防真菌产毒的特点真菌产毒只限于少数的产毒真菌，而产毒菌种中也只有一部分菌株产毒同一产毒菌株的产毒能力有可变性和易变性产毒菌种所产生的真菌毒素不具有严格的专一性主要产毒真菌曲霉菌属：黄曲霉、赭曲霉、杂色曲霉、烟曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉等。青霉菌属：岛青霉、桔青霉、黄绿青霉、扩展青霉、圆弧青霉、皱褶青霉和荨麻青霉等。镰刀菌属:禾谷镰刀菌、梨孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、粉红镰刀菌等。其它菌属：绿色木霉、漆斑菌属、黑色葡萄状穗霉等。主要真菌毒素黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、青霉酸、单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮黄曲霉毒素（aflatoxin，AF或AFT）是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物基本结构都有二呋喃环和香豆素（氧杂萘邻酮），在紫外线下都发生荧光AF的毒性与其结构有关，凡二呋喃环末端有双键者毒性较强并有致癌性AF污染可发生在多种食品上，其中以玉米、花生和棉籽油最易受到污染，其次是稻谷、小麦、大麦、豆类等图8-1几种黄曲霉毒素的结构式黄曲霉生长产毒的温度范围是12～42℃，最适产毒温度为25～33℃，最适Aw值为0.93～0.98主要污染粮油及其制品，其中以玉米、花生和棉籽油最易受到污染代谢途径与代谢产物图8-2黄曲霉毒素B1的代谢途径毒性急性毒性：AF是一种剧毒物质慢性毒性：主要表现为动物生长障碍，肝脏出现亚急性和慢性损害。如肝实质细胞变性和灶性坏死、肝实质细胞增生、以及胆管的囊性增生等。致癌性：黄曲霉毒素是目前已知的最强的致癌物。肝脏作为主要的靶器官，可诱发原发性肝细胞肝癌。动物实验中其他器官的肿瘤也有发生：前胃肿瘤、纤维瘤、肾小管腺瘤、泪腺癌、垂体腺瘤、睾丸间质细胞瘤、甲状腺瘤等。黄曲霉毒素对人是否有致癌性，目前尚不能肯定预防措施食品防霉去除毒素制定食品中AF限量标准镰刀菌毒素单端孢霉烯族化合物玉米赤霉烯酮丁烯酸内酯伏马菌素单端孢霉烯族化合物（tricothecenes）1.T-2毒素A型单端孢霉烯族化合物认为是食物中毒性白细胞缺乏症（ATA）的病原物质可损害动物造血器官2.二醋酸藨草镰刀菌烯醇A型单端孢霉烯族化合物毒性与T-2毒素相似3.雪腐镰刀菌烯醇与镰刀菌烯酮-XB型单端孢霉烯族化合物可引起人的恶心、呕吐、头痛、疲倦等症状，也可引起小鼠体重下降、肌肉张力下降及腹泻等。4.脱氧雪腐镰刀菌烯醇也称致呕毒素（vomitoxin）是赤霉病麦中毒的主要病原物质对生长较快的细胞如胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞、脾细胞和骨髓造血细胞等有损伤玉米赤霉烯酮（zearlenone）又称F-2毒素有类雌激素样作用，可表现出生殖系统毒性作用，猪为敏感动物免疫毒性对肿瘤发生也有一定影响主要污染玉米，其次是小麦、大麦、大米等粮食作物丁烯酸内酯（butenolide）在自然界发现于牧草中，牛饲喂带毒素牧草导致烂蹄病据报道在我国黑龙江和陕西的大骨节病区所产的玉米中发现有丁烯酸内酯存在伏马菌素（fumonisin）伏马菌素B1（FB1）、伏马菌素B2（FB2）食品中以FB1污染为主，主要污染玉米及其制品神经毒性作用，可引起马的脑白质软化慢性肾脏毒性动物实验表明伏马菌素具有促癌及致癌作用，主要引起原发性肝癌预防措施防霉去毒：首先要注意田间管理，精耕细作，以及选择抗赤霉病的作物，以防治赤霉病；对污染的粮食可采用比重分离法或碾磨去皮法加强检测制定食品中限量标准：DON、玉米赤霉烯酮的限量标准赭曲霉毒素（ochratoxin）7种结构相关的一组霉菌代谢产物食品中污染的主要是赭曲霉毒素A急性毒性强靶器官主要为肾脏和肝脏有致畸、致突变和致癌作用主要污染玉米、大豆、可可豆、大麦、柠檬类水果，腌制的火腿、花生、咖啡豆等展青霉素（patulin）对小鼠经口LD50为35mg／kg小鼠中毒主要病变为肺水肿、出血，肝、脾、肾淤血，中枢神经系统亦有水肿和充血日本曾发生展青霉素污染饲料引起的奶牛中毒事件，主要表现为上行性神经麻痹、脑水肿和灶性出血对鸡胚有明显的致畸作用主要污染食物：霉变的面包、香肠、水果（包括香蕉、梨、菠萝、葡萄和桃子）、苹果汁、苹果酒展青霉素限量标准为50μg／kg食品腐败变质（foodspoilage）食品在微生物为主的各种因素作用下，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值的过程食品腐败变质的原因和条件1.微生物在食品腐败变质过程中起重要作用的是细菌、酵母和霉菌，但一般情况下细菌更占优势2.食品本身的组成和性质酶营养成分水分理化性质状态3.环境因素温度氧气湿度食品腐败变质的化学过程1．食品中蛋白质的分解食物中的蛋白质在细菌的蛋白酶和肽链内切酶等作用下，先后分解为胨、肽，并经断链形成氨基酸，氨基酸及其它含氮的低分子物质在相应酶的作用下进一步分解酪氨酸、组氨酸、精氨酸和鸟氨酸在细菌脱羧酶的作用下分别生成酪胺、组胺、尸胺及腐胺，后两者均具有恶臭气味色氨酸脱羧基后形成色胺，又可脱掉氨基形成甲基吲哚而具有粪臭味含硫的氨基酸在脱硫酶作用下可脱掉硫产生具有恶臭味的硫化氢2．食品中脂肪的酸败主要是经水解与氧化产生相应的分解产物。中性脂肪分解为甘油和脂肪酸，随后进一步氧化为低级的醛、酮、酸等不饱和脂肪酸的双键被氧化形成过氧化物，进一步分解为醛、酮、酸。不饱和脂肪酸含量越高的食品越容易氧化带有特殊的刺激性臭味必需脂肪酸的破坏维生素和色素的破坏3．碳水化合物的分解经过产生双糖、单糖、有机酸、醇、醛等一系列变化，最后分解成二氧化碳和水主要变化是酸度升高，也可伴有其它产物所特有的气味食品腐败变质的鉴定指标感官鉴定通过视觉、嗅觉、触觉、味觉、组织形态对食品卫生质量的鉴定化学鉴定（1）挥发性盐基总氮（2）三甲胺（3）组胺（4）K值（5）pH的变化（6）过氧化值和酸价物理指标食品浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点、黏度等微生物检验菌落总数和大肠菌群食品腐败变质的卫生学意义感官性状发生改变营养成分分解，营养价值严重降低增加了致病菌和产毒霉菌等存在的机会，可引起人体不良反应或食物中毒食品腐败变质的处理原则必须以确保人体健康为原则其次也要考虑具体情况防止食品腐败变质的措施（一）食品的化学保藏盐腌法和糖渍法酸渍法防腐剂保藏（二）食品的低温保藏食品的冷藏食品的冷冻保藏（三）食品的加热杀菌保藏常压杀菌加压杀菌超高温瞬时杀菌微波杀菌（四）食品的干燥脱水保藏降低食品水分至15%以下或Aw值在0～0.60之间，以抑制腐败微生物的生长，使食品在常温下长期保藏方法：日晒、阴干、喷雾干燥、减压蒸发、冷冻干燥（五）食品辐照保藏用于食品杀菌、灭虫、抑制蔬菜发芽、延迟果实后熟，以延长食品保藏期的技术辐照源：60Co和137Cs产生的γ射线，以及电子加速器产生的低于10(Mev)的电子束优点：①穿透力强②节省能源③在恰当的照射剂量下，食品的感官性状及营养成分很少改变④没有非食品成分的残留评价辐照食品是否安全一般考虑的因素①是否在食品中产生放射性；②对食品感官性状的影响；③对食品营养成分的影响；④可能产生的有害物质。1戈瑞（Gray，Gy）=被辐照物吸收1焦耳辐照能1980年WHO、FAO和国际原子能机构（IAEA）三个国际组织的联合专家委员会指出：任何食品总体平均剂量低于10000戈瑞（Gy），没有毒理学危险，用此剂量辐照的食品不再要求做毒理学实验，同时在营养和微生物学上也是安全的。