第五章 微生物与食品.ppt

第五章微生物与食品,食品中微生物的来源食品变质与微生物微生物与动物性食品腐败变质微生物与植物性食品变质罐藏食品的腐败变质微生物与食品卫生,食品变质：食品物理性质或化学性质的改变造成变质的因素：物理、化学和生物这里讨论微生物引起的变质,第一节食品中微生物的来源,微生物的真正来源水体中微生物对食品的污染水：工艺用水和辅助用水（冷却、洗涤等）空气饮食、肠道有益菌群（1）加菌；（2）加原料保健食品：目标人群食品包装污水,第二节微生物与食品变质,食品特性微生物环境因素,食品特性,1、食品营养组成动物性原料：鱼、禽、肉、蛋、乳类含蛋白质、脂肪多植物性原料：水果、蔬菜含碳水化合物多,2、基质条件：pH、水分、渗透压pH：几乎所有食品pH7.0酸性食品pH4.5水果细菌生长受抑制引起变质的是霉菌、酵母和耐酸细菌非酸性食品pH4.5pH=4.55.5蔬菜大多数细菌不能生长引起变质微生物：乳酸菌、酵母和霉菌pH5.5.肉类、乳类细菌、霉菌、酵母均可生长,水分活性aw水分活性aw下降，食品的保存时间增加aw0.50，则微生物一般不能生长大部分新鲜食品aw值在0.951.00，适合大多数微生物生长许多腌肉制品（保藏期12天）aw值在0.870.95，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12个周）aw值在0.750.87，可满足霉菌和少数嗜盐细菌的生长干制品（保藏期23个月）aw值在0.600.75，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（理论上可无限期保存）,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酵母、霉菌能耐高渗透压；大多数细菌不耐高渗压，不能在高渗压食品中生长酵母菌：耐高糖，引起果酱、果汁、糖浆变质霉菌：耐盐能力最强，破坏力大,耐盐细菌，可以10以下NaCl浓度的食品中生长嗜盐细菌：高度嗜盐：最适2030NaCl液中生长盐杆菌、小球菌中等嗜盐：最适518NaCl液中生长腌肉弧菌、盐脱氮小球菌低等嗜盐：最适25NaCl液中生长假单孢菌、无色杆菌耐糖细菌：能在高浓度糖溶液中生长，如肠膜状明串珠菌,3、食品的完整性（1）营养成分（2）外皮的保护作用,微生物,食品中的营养物质是决定微生物能否引起食品变质的重要条件腐败食品中蛋白质被微生物分解造成的败坏酸败食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解造成的败坏腐化有氧条件下，蛋白质被分解成CO2、NH3、H2O等,分解蛋白质的微生物细菌：都具有分解蛋白质的能力，但强弱不同分解能力强者：芽孢杆菌属、变形杆菌属、假单孢菌属和梭状芽孢杆菌属等酵母：大多数分解能力较弱，只有红酵母属的酵母分解蛋白质能力较强，易引起乳制品的变质霉菌：大多数霉菌都具有分解蛋白质的能力，分解天然蛋白质的能力比细菌强,分解脂肪的微生物脂肪分解：脂肪酸和甘油细菌：可分解蛋白质的大多数好氧菌，均可分解脂肪酵母：能分解的非常少，解脂假丝酵母能分解脂肪霉菌：能分解脂肪的非常多,分解碳水化合物的微生物碳水化合物：包括糖类、淀粉、纤维素、果胶、半纤维素等一般微生物都能分解葡萄糖、果糖、蔗糖，但大分子的淀粉、果胶、纤维素/半纤维素、多糖类的利用有差别细菌：单糖、双糖和有机酸是最好的碳源对淀粉，能分解的细菌很少，只有芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌等对纤维素、半纤维素，主要是芽孢杆菌能分解果胶：主要是芽孢杆菌等，分泌果胶酶，使食品质感改变、变软。（脆）,酵母：绝大多数不能分解淀粉，纤维素，半纤维素，果胶。部分可利用有机酸，单糖、双糖是最好的碳源霉菌：大多数霉菌可以利用淀粉，极少数可以利用纤维素、半纤维素，少数对果胶有分解作用（黑曲霉、青霉等）,环境因素,温度2530，几乎所有微生物可生长37，人体温度肠道细菌可生长10，主要为霉菌，少数细菌、酵母菌可生长40，少数细菌可生长,气体:气体很多，一般O2关系最大有氧：微生物生长繁殖速度快，变质速度快无氧：微生物生长繁殖速度慢，变质速度慢新鲜食品原料，内部保持无氧（动物：SH基团，呼吸作用；植物：VC）内部只有厌氧微生物生长高浓度CO2，防止好氧细菌和霉菌引起的变质，乳酸菌比酵母耐CO2能力强10CO2，抑制水果霉变发酵制曲时，CO2聚积影响霉菌生长代谢，必须通风供应O2O3，几个ppm（mg/kg），可抑制大多数微生物生长，有效延长食品保鲜期,食品加工过程中微生物的变化加工前：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，或完全消除微生物如果加工过程中卫生条件差，还会出现二次污染，当残存在食品中的微生物有机会繁殖时，微生物数量就会骤然上升加工后：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再被污染，贮藏条件也不适合微生物的生长，则微生物的数量将会逐渐下降,可采用多种方法防止微生物对食品等的破坏,第三节微生物与动物性食品腐败变质,动物性食品：肉类、鱼类、乳类和蛋类,肉类,成分：水、蛋白质、脂类、碳水化合物和无机物等肉类中微生物的来源：健康牲畜禽类组织内部无微生物染病牲畜禽类组织内部有时有病原微生物存在特别注意有些病菌对人、畜/禽均有致病作用：结核病菌、沙门氏菌、疯牛病病毒和炭疽杆菌等宰前感染：皮毛、肛门，消化道，体表有微生物宰后污染：宰杀过程中，造成多次污染机会，肉表有微生物,微生物引起肉的变质侵入过程：兼性厌氧微生物能向组织内部繁殖、蔓延；肉体自溶酶，将大分子蛋白质转化为小分子，有利于微生物生长影响变质的因素：温度、组织、包装等,变质现象：发粘：微生物（细菌、酵母）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107cfu/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：在肉体表面有霉菌生长时，首先有轻度发粘，而后形成霉斑气味改变：酸味、臭味、哈喇味等脂肪酸败气味乳酸菌、酵母的作用产生挥性酸蛋白质分解产生臭味放线菌繁殖产生泥腥味,食品中总活菌数与腐败的关系a：在菌数106以下时，除生牛乳外一般不存在微生物腐败b：部分食品表现为初期腐败。如真空包装的肉通常释放有害气体并可能腐败c：有氧保存的肉和一些蔬菜会发生腐败d：所有的食品均会出现明显的腐败。有氧保存的肉表面会出现黏性物质e：食品结构会出现特定的变化，食品腐败,鱼类,鱼类：硬骨鱼、软骨鱼、甲壳纲动物和软骨动物成分：结缔组织含量低，蛋白质1520%，碳水化合物1%鱼类中微生物的来源：鱼体表面、呼吸道、腮和运输加工过程鱼类变质的原因：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；鱼类本身有自溶酶，死后不久即开始分泌，促进了鱼的变质,变质现象：鱼体含菌量达到108cfu/g时，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）或盐腌（10%的浓度），在盐腌鱼类时，常有嗜盐细菌的生长，造成鱼类发生赤变现象,乳类及其制品,乳及乳制品：鲜牛奶、乳粉、炼乳、酸奶、乳酪、乳酸饮料等成分:水分87.5固形物（脂类、蛋白质、乳糖）12.5这里主要介绍原乳和乳粉中的微生物及其影响,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,鲜牛乳中微生物的特性,乳酸菌G(+)兼性厌氧菌一类分解碳水化合物产生乳酸细菌：乳链球菌、乳酸杆菌胨化细菌：分解蛋白质，使蛋白质从不溶变为可溶的细菌脂肪分解菌G(-)菌；如假单孢菌属、无色杆菌属酪酸菌G(+)芽孢菌，分解碳水化合物产生酪酸，CO2，H2等产生气体菌：G(-)无芽孢细菌；分解碳水化合物产酸、产气产碱菌：分解有机酸盐（柠檬酸盐）为碳酸盐而使牛乳呈碱性。病原细菌：牛乳房炎细菌；人畜共患病细菌酵母菌和霉菌较少,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，在微生物数量较少时，抑菌作用可维持36小时（1314），此期为抑菌期乳酸链球菌期：乳中抗菌物质减少或消失后，首先乳酸链球菌成为优势类群，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，乳酸杆菌成为优势菌群,继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现,真菌期：pH值达33.5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，使乳液的酸度逐渐升高,pH逐渐回升，接近中性胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖被大量消耗，蛋白质和脂肪相对含量增高，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,pH7.0pH5.0pH3.0,乳粉中的微生物,生产过程中微生物的变化原料乳的净化和消毒：原料检验、净化、消毒浓缩:4860,抽真空、缺氧,只有嗜热菌、厌氧菌可生存（较少）干燥:120150热风使乳液干燥，乳浓缩液中心温度约60，微生物不受作用，但也不会增加包装：抽真空或充N2，乳粉含水量低，一般微生物不能生长乳粉贮存过程中微生物的变化密封情况好：微生物数量越来越少，乳品营养成分不变密封不良时：含脂成分被氧化返潮，微生物会生长繁殖，造成变质（极少）双重包装,禽蛋,鲜蛋中的微生物来源:卵巢内污染：形成蛋黄时，细菌侵入；吃了含病原菌的饲料，染菌产蛋时污染：蛋壳未形成前蛋壳的污染：收购运输，贮藏过程中的污染引起鲜蛋变质的条件：温度（高低温度交替，更易变质）湿度,微生物引起鲜蛋变质的现象变质初期：散黄蛋泻黄蛋：蛋的蛋白质进一步被微生物分解，产生吲哚，H2S、NH3等分解产物，蛋液变为灰绿色并有恶臭气体酸败蛋：蛋中的碳水化合物被微生物分解，酸使蛋白质变性，蛋清变得粘稠，有凝块出现粘壳蛋：霉菌侵入蛋内，菌落将蛋白或蛋黄粘在蛋壳鲜蛋散黄蛋酸败蛋、泻黄蛋、粘壳蛋坏蛋不同菌类侵入有不同生理现象,第四节微生物与植物食品变质,粮食及其制品糖果水果与水果产品蔬菜与蔬菜制品豆类、坚果与油料种子,粮食及其制品,成分：碳水化合物（淀粉）粮食微生物种类：细菌和霉菌微生物的来源：外界污染危害：品质劣变霉变的3个阶段：霉变的初期、中期、末期储藏：控制水分、温度（水分13；温度10）面粉谷物去壳、粉碎，粒度细，更加有利于微生物的生长微生物作用的特点：水分15霉菌水分17霉菌、细菌酵母（霉菌先作用）储藏：同粮食,粮食制品的变质粮食制品：米、面及其制品营养特点：全面（食品）微生物污染：原料、生产过程和贮藏、运输变质的防止：控制原料质量、控制环境条件（温度、氧气等,糖果,糖度高，渗透压高，变质一般可以避免微生物：嗜干性霉菌、耐高渗酵母硬糖：含水分低，变质较少软糖（或+果仁）：糖度较低，变质机会多储存：同水分多少有关,水果与水果产品,水果水果表面盖有一层蜡质可防止水侵入，当表皮组织损伤后，微生物才能侵入，造成水果变质溃烂变质：aw高、pH低真菌占优势（酵母、霉菌）（1）开始霉菌和酵母菌引起变质霉菌：分解果胶、水果变软，还可分解纤维素酵母：利用水果中有机物，碳水化合物（2）细菌酵母菌利用有机酸，使pH上升，促进细菌繁殖储存：降低温度升高CO2浓度,水果产品：果汁、果酱、水果罐头果汁pH2.44.2高糖分（高渗透压）抑制微生物生长引起变质的微生物，仅为一些酵母、霉菌和极少数细菌（1）果汁中细菌乳酸菌类为主；利用果汁中有机物，碳水化合物产生乳酸、CO2等芽孢菌和人体病原菌不能在果汁中生长繁殖（2）果汁中的酵母菌：要求耐高糖，低pH值压榨出新鲜果汁：外界污染主要有假丝酵母菌属、红酵母属、园酵母属、隐球酵母属等酵母菌发酵后的果汁：酵母属酵菌浓缩果汁：极少数耐高渗压的酵母,（3）果汁中的霉菌：青霉最常见，还有曲霉对低温消毒有一定的耐热性，稍一生长，就会有不良气味微生物引起果汁变质的现象：浑浊、有机酸的变化（1）浑浊：酵母菌酒精发酵引起，加入CO2可以抑制（2）有机酸变化,蔬菜与蔬菜制品,蔬菜表面盖有一层蜡质可防止水侵入，当表皮组织损伤后，微生物才能侵入，造成变质溃烂蔬菜pH5.07.0水份88引起变质微生物：霉菌、酵母菌、细菌表现：组织松驰、变软、变酸、溃烂方法：降低温度、控制湿度、气体组分调节（升高CO2、降低O2）蔬菜色拉（生食）O157：H7：儿童、老人易受感染（0.63）,75、1min杀死单核细胞增生李斯特氏菌：嗜冷（4缓慢生长）小肠结肠炎耶尔森氏菌低温下生长繁殖和产生毒素（11）,豆类、坚果和油料种子,一般植物：碳水化合物（高）、蛋白质（中）、脂肪（低）豆类、坚果等：碳水化合物（低）、蛋白质（高）、脂肪（高）注意问题：（1）霉菌（2）霉菌毒素,第五节微生物与罐藏食品的变质,分类变质现象与原因不同类型的微生物引起罐头变质的特点罐藏食品变质的微生物学分析,分类,Schmitt分类：低酸性罐藏食品：pH5.3谷、豆、鱼、肉、乳中酸性罐藏食品：pH5.34.5瓜果、蔬菜酸性罐藏食品：pH4.53.7水果高酸性罐藏食品：pH3.7果汁、果酱、酸菜、泡菜等变质原因：类型1含丰富的蛋白质，引起变质多为分解蛋白质为主的微生物类型2、3、4含丰富的碳水化合物，引起变质的多为分解碳水化合物为主，且耐酸的微生物,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,变质现象与原因,正常：罐盖、罐底为平或向内凹陷变质：胀罐：微生物生长繁殖产生气体，使罐头膨胀，严重时爆裂不胀罐：微生物繁殖，但外观与正常罐一样变质现象：胀罐、平酸（产酸不产气）、黑变（H2SFeS黑色）、发霉（少见）胀罐原因：微生物代谢产生的气体酸性食品（pH4，与金属反应产H2）食品过多，加热后明显胀罐。排气不充分，加热后胀罐变质原因：化学因素、生物因素,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,不同类型的微生物引起罐头变质的特点,产芽孢的嗜热细菌引起的腐败嗜热细菌的芽孢比大多数嗜温细菌的芽孢更为抗热，所以罐藏食品由于杀菌不够而导致的大多数腐败是由嗜热细菌所引起的。嗜热细菌能使罐头产生3种主要类型的腐败：平酸腐败、TA腐败和硫化物腐败嗜温产芽孢细菌引起的腐败杀菌不足而残留的嗜温芽孢细菌所引起的腐败，大多数是由芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属内的菌株所引起。但是经过轻微热处理的食品（lightlyheatedfoods），例如某些酸性食品，也可能由不产芽孢的细菌，甚至酵母和霉菌残留下来而引起腐败,不产芽孢细菌引起的腐败不产芽孢的细菌耐热性不及芽孢的细菌，因此如果在罐藏食品中发现不产芽孢的细菌，则可以肯定杀菌温度过低，或者是由于罐藏食品密封性能不良，或者两者兼之的原因所引起的霉菌、酵母引起的腐败霉菌、酵母菌及其孢子容易被巴氏消毒所杀死，所以它们在罐藏食品中存在，表明杀菌严重不足或发生漏罐,罐藏食品变质的微生物学分析,罐头食品变质的原因菌分析1、pH4.5的低酸性罐头，高温杀菌后残留下抗热性强的微生物2、酸性、高酸性罐头，低温消毒（100）后，残存的微生物为：（1）耐酸性强的微生物；（2）耐热力大的细菌，如芽孢菌3、微生物引起的罐装食品变质过程分析（1）产气型变质：引起胀罐，多是由微生物分解碳水化合物产生。pH4.5，主要为细菌，尤其芽孢细菌。pH4.5，主要为酵母菌，耐酸细菌。（2）非产气型变质：平盖酸败主要出现于pH4.5的含碳水化合物的罐藏食品中，微生物为好氧性芽孢细菌,罐装食品变质的原因与微生物的检验1、食品已变质，但检验不出微生物存在原因：（1）食品原料或半成品杀菌前已变质，杀菌后微生物给杀死。（2）杀菌后，抗热微生物残留下来引起食品变质，但微生物因环境影响而死亡。（3）有微生物存在，但由于仪器或方法不合适，检不出2、食品没有变质，但有微生物存在原因：（1）食品经