生物课件-第十章 微生物与食品变质.ppt

1,第十章微生物与食品变质,2,本章内容,第一节微生物引起食品变质的原因第二节微生物引起的各类食品变质第三节食品变质带来的危害第四节食品保藏,3,第一节微生物引起食品变质的原因,食品的腐败变质：是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发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。造成食品腐败变质的因素很多，有物理因素、化学因素和生物性因素，其中由微生物污染引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的。本章只讨论有关微生物引起的食品腐败变质问题。,4,1.1微生物引起食品变质的基本条件,微生物污染食品后，能否导致食品的腐败变质，以及变质的程度和性质如何，是受多方面影响的。一般来说，与食品本身的性质、微生物的种类及环境等因素有着密切的关系。,5,1.1.1食品的基质特性,（1）食品的营养成分食品是微生物的良好培养基，因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖并造成食品变质。但由于食品各组分比例不同，而微生物分解各类营养物质的能力也不同，因此，造成不同食品发生腐败变质的类群也不同。,6,变形杆菌、青霉等,曲霉、根霉、乳酸菌、酵母等,黄曲霉、假单胞菌等,7,（2）食品的氢离子浓度,酸性食品（pH4.5）、非酸性食品（pH4.5）非酸性食品：大多数细菌、酵母菌、霉菌；酸性食品：主要为酵母和霉菌,8,（2）食品的氢离子浓度,食品的pH值也会因为微生物的生长繁殖而发生改变，由于微生物的活动，食品基质的pH值会发生很大的变化，当酸或碱积累到一定程度是，反过来又会抑制微生物的继续活动。,9,（3）食品的水分,一般来说，含水分较多的食品，细菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌则容易繁殖。通常用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。实际工作中，为了方便也常用含水量百分率来表示食品的含水量，并以此作为控制微生物生长的一项衡量指标。,10,表101食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围,从表中可以看出，食品的Aw值在0.60以下，则认为微生物不能生长；一般认为Aw值在0.64以下，是食品安全储藏的防霉含水量。,11,（4）食品的渗透压,酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压。食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质，糖或盐的浓度越高，渗透压越大，食品的水分活度越小，越不利于微生物的生长。,12,（4）食品的渗透压,一般来讲，微生物对低渗环境有一定的抵抗力，较易生长，对高渗环境的抵抗力不强，容易脱水死亡；绝大多数细菌不能在高渗透压的食品中生长，只有少数能在高渗环境中生长，如一些耐盐、耐糖的种属。,13,1.1.2微生物,在食品发生腐败变质的过程中，起重要作用的是微生物，微生物的污染是导致食品发生腐败变质的根源。能引起食品腐败变质的微生物种类很多，主要是细菌、酵母和霉菌。一般情况下细菌常比酵母菌占优势。,14,表102部分食品腐败类型和引起腐败的微生物,15,（1）分解蛋白质类食品的微生物,细菌中，有些分解蛋白质的能力较强，有些很微弱。许多霉菌都具有分解蛋白质的能力，霉菌比细菌更能利用天然蛋白质。多数酵母菌对蛋白质的分解能力极弱，在食品上，酵母菌竞争不过细菌，往往是细菌占优势。,16,（2）分解碳水化合物类食品的微生物,细菌中能高活性分解淀粉的为数不多，主要是芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的某些种；能分解纤维素和半纤维素的只有芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和八叠球菌属的一些种；但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；某些细菌能利用有机酸或醇类；还有一些能分解果胶，参与果蔬的腐败。,17,（2）分解碳水化合物类食品的微生物,多数霉菌都能分解简单碳水化合物；能够分解纤维素的霉菌并不多；分解果胶质的霉菌活力强的有曲霉属、毛霉属等；有些还具有利用某些有机酸和醇类的能力。决大多数酵母不能使淀粉水解；少数酵母能分解多糖；极少数酵母能分解果胶；大多数酵母能利用有机酸。,18,（3）分解脂肪类食品的微生物,分解脂肪的微生物能生成脂肪酶，使脂肪水解为甘油和脂肪酸。一般来讲，对蛋白质分解能力强的需氧性细菌，同时大多数也能分解脂肪。,19,（3）分解脂肪类食品的微生物,能分解脂肪的霉菌比细菌多，在食品中常见的有曲霉属、白地霉等。酵母菌分解脂肪的菌种不多，主要是解脂假丝酵母，这种酵母对糖类不发酵，但分解脂肪和蛋白质的能力却很强。,20,1.1.3食品的环境条件,在某种意义上，引起食品变质，环境因素也是非常重要的。影响食品变质的环境因素和影响微生物生长繁殖的环境因素一样，也是多方面的。本节主要讲述影响食品变质的最重要的几个因素：温度、水分和气体。,21,1.2食品腐败变质的化学过程,食品腐败变质的过程实际上是食品中蛋白质、碳水化合物、脂肪等被污染微生物的分解代谢作用或自身组织酶进行的某些生化过程。由于食品成分分解过程和形成产物十分复杂，因此建立食品腐败变质的定量检测尚有一定的难度。,22,1.2.1食品中蛋白质的分解,由微生物引起的蛋白质食品发生的变质，通常称为腐败。,23,（2）胺的分解腐败中生成的胺类物质通过细菌的胺氧化酶被分解，最后生成氨、CO2和H2O。RCH2NH2(胺）O2H2ORCHOH2O2NH3,24,（3）硫醇的生成硫醇是通过硫化物的分解生成的，如甲硫氨酸被甲硫氨酸脱硫醇脱氨基酶分解生成甲硫醇。（4）甲胺的生成鱼、贝、肉类的正常成分三甲胺氧化物可被细菌的三甲胺氧化还原酶还原生成三甲胺。(CH3)3NONADH(CH3)3NNAD,25,1.2.2食品中脂肪的分解,脂肪发生的变质称为酸败。脂肪发生变质主要是由于化学作用引起的，但研究表明，其与微生物也有着密切关系。油脂酸败的化学反应，主要是自身氧化，其次是水解反应。与微生物有关的化学反应是：脂肪脂肪酸甘油其他产物,微生物解脂酶,26,食品中油脂酸败的现象,油脂在自身氧化或酶水解作用下生成脂肪酸，脂肪酸可进一步断链形成具有不愉快气味的酮类和酮酸，脂肪酸也可再氧化分解成具有特臭的醛类和醛酸，正是这些物质导致油脂酸败气味。,27,油脂酸败的影响因素,脂肪的饱和度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化剂；铜、铁、镍等触媒；动植物残渣可促进油脂酸败；Vc、VE等天然抗氧化剂及芳香化合物能减慢油脂的氧化和酸败。,28,1.2.3食品中碳水化合物的分解,含有较多碳水化合物的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。由微生物引起糖类物质发生的变质，习惯上称为发酵或酵解。碳水化合物在分解糖类的微生物作用下，被分解成有机酸、酒精和气体等。碳水化合物含量高的食品变质的主要特征为酸度升高、产气和稍带甜味、醇类气味等。,29,1.3食品腐败变质的鉴定,食品受到微生物污染后，容易发生变质，鉴定的手段一般是采用感官、物理、化学和微生物4种手段进行。,30,1.3.1感官鉴定,感官鉴定是以人的视觉、嗅觉、触觉、味觉来查验食品初期腐败变质的一种简单而灵敏的方法。食品初期腐败，在颜色、气味、口味和组织状态方面都有变化，可以通过感官分辨出来，而且具有较好的灵敏程度。,31,32,33,（1）色泽,食品无论在加工前还是加工后，本身都具有一定的色泽，如有微生物繁殖引起食品变质，色泽就会发生改变。有些微生物产生色素，分泌到细胞外，不断累积的色素就会造成食品颜色的变化；微生物代谢产物促使食品发生化学变化也可引起食品色泽的变化。,34,（2）气味,食品本身具有一定的气味，动植物原料及其制品因微生物的繁殖而产生极轻微的变质时，人们的嗅觉就能敏感地觉察到有不正常地气味产生。食品中产生的腐败气味常是多种臭味混合而成的，有时能分辨出比较突出的不良气味，但有时产生的有机酸不易察觉。评定食品质量不是以香、臭味来划分的，而是按照正常气味与异常气味来评定的。,35,（3）口味,微生物造成食品腐败变质常会引起食品口味的变化。比较容易察觉的是酸味和苦味。口味的评价从卫生角度来说是不符合卫生要求的，而且不同的人评定的结果往往意见分歧较多，只能做大概的比较。因此，口味的评定应借助仪器来测试，这是食品科学需要解决的一项重要课题。,36,（4）组织状态,食品由于微生物污染而发生腐败变质时，状态往往会出现一些特有的改变。固体食品通常会出现变形、软化；鱼肉食品则呈现肌肉松弛、弹性差，有时组织体表出现发黏等现象；粉碎后加工制成的食品常会出现粘稠、结块等表面变形、湿润或发黏现象。液态食品变质后会出现混浊、沉淀，表面出现浮膜、变稠等现象，有时还会产气。,37,1.3.2化学鉴定,微生物的代谢可引起食品化学组成的变化，并产生多种腐败性产物，可直接测定这些腐败产物作为判断食品质量的依据。（1）挥发性盐基氮（TVBN）（2）三甲胺（3）组胺（4）K值（5）pH值的变化,38,1.3.3物理指标,应用物理指标来判断食品变质的依据主要是根据蛋白质分解时低分子物质增多的现象，通过检测食品浸出物的量、浸出液的电导率、折光率，及冰点下降、黏度上升等指标来评定食品质量。其中肉浸出液的黏度测定尤为灵敏，能反映腐败变质的程度。,39,1.3.4微生物检验,对食品进行微生物菌数测定，可以反映食品被微生物污染的程度及是否发生变质。对食品进行微生物菌数测定也是判断食品生产的一般卫生状况及食品卫生质量的一项重要依据。国标中常用细菌总数和大肠菌群的近似值来评定食品卫生质量，一般食品中的活菌数达到108cfu/g时，可认为处于初期腐败阶段。,40,1.4腐败变质食品的卫生学意义及处理原则,卫生学意义：给人以难以接受的感官性状；营养成分被分解，营养价值降低；对人体造成危害，引发食物中毒。处理原则：对食品腐败变质要及时准确鉴定，并严加控制；一切处理的前提都必须以保证人体健康为原则。,41,一、果蔬及其制品的腐败变质,（1）新鲜果蔬的变质一般正常的果蔬内部组织是无菌的，但当果蔬表皮组织被破坏后，微生物就会侵入并繁殖，促进果蔬的腐烂变质。水果与蔬菜中水分含量很高，容易发生变质；其次，水果pH4.5，蔬菜pH值在57之间，决定了蔬菜水果中能进行生长繁殖的微生物类群。引起水果变质的微生物开始只能是酵母菌、霉菌；引起蔬菜变质的微生物是霉菌、酵母和少数细菌。,第二节微生物引起的各类食品的腐败变质,42,（2）果汁的变质,引起果汁变质的微生物来源：水果原料、果汁制造过程能否引发变质的决定因素：果汁的pH值、糖分主要微生物类群：细菌:植物乳杆菌、乳明串珠菌和嗜酸链球菌；酵母菌是果汁中所含数量和种类最多的一类微生物；霉菌引起果汁变质时会产生难闻的气味。,43,果汁变质的现象,a.出现混浊大多数是由于酵母菌进行酒精发酵而造成的，有时也可由霉菌造成，少量的霉菌在果汁中生长时，并不发生混浊，仅使果汁的风味变坏，只有大量生长时才会混浊。b.产生酒精主要是酵母菌，少数霉菌和细菌也可引起果汁产生酒精变质。c.有机酸发生变化,44,二、糕点的腐败变质,（1）变质现象及微生物类群现象：霉变和酸败微生物：细菌和霉菌（2）变质的原因分析生产原料不符合质量标准、制作过程中灭菌不彻底、包装储藏不当。,45,三、乳及乳制品的腐败变质各种乳虽成分各异，但都是微生物生长的良好培养基，一旦被微生物污染，在适宜的条件下，就会迅速繁殖并引起腐败变质而失去食用价值，甚至可能引发食物中毒或传染病的传播。乳中微生物的来源可分为两类：（1）乳房内的微生物（2）环境中的微生物,46,乳液的变质过程,（1）抑制期（混合菌群期）12h左右（2）乳链球菌期（3）乳杆菌期（4）真菌期（5）腐败期（胨化期）,47,乳的消毒和灭菌方法,（1）低温常时消毒法（巴氏消毒法）6065，30min（2）高温短时消毒法7275，46min或8085，1015s（3）高温瞬时消毒法8595，23s（4）超高温瞬时灭菌法7585预热46min，后13615023s,48,四、肉类的腐败变质,（1）肉类中的微生物一般常有的是：腐败微生物和病原微生物。腐败微生物包括细菌、酵母菌和霉菌；病原微生物主要有沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、结核分支杆菌、炭疽杆菌和布氏杆菌等。,49,（2）肉类变质的现象和原因,发黏微生物繁殖形成的菌落和蛋白质分解的产物变色常见的绿色，由于蛋白质分解产生H2S与肉中的血红蛋白结合形成硫化氢血红蛋白；黏质赛氏杆菌产生红色斑点；深蓝色假单胞菌产生蓝色；黄杆菌产生黄色；有些酵母产生白色、粉红色、灰色斑点。,50,（2）肉类变质的现象和原因,霉斑霉菌生长不良气味微生物分解蛋白质产生恶臭；乳酸菌、酵母菌产生挥发性有机酸；霉菌产生霉味。,51,（3）鲜肉变质的过程,菌群交替现象一般分为3个时期，即需氧菌期、兼性厌氧菌期、厌氧菌期。,52,需氧菌繁殖期：细菌分解前34d，细菌主要在表层蔓延，最初见到各种球菌，继而出现大肠杆菌、变形杆菌、枯草杆菌等。兼性厌氧菌期：腐败分解34d后，细菌已在肉的中层出现，能见到产气荚膜杆菌。厌氧菌期：在腐败分解的78d后，深层肉中已有细菌生长，主要是腐败杆菌。,53,五、鱼类的腐败变质,（1）鱼类中的微生物一般认为新捕获的健康鱼，其组织内部和血液中常常是无菌的，但在鱼体表面的黏液中、鱼腮及肠道内存在着微生物。（2）鱼类的腐败变质一般情况下，鱼类比肉类更易腐败，原因一，没有及时处理；原因二，鱼体本身含水量高。,54,七、鲜蛋的腐败变质,（1）鲜蛋中的微生物通常情况下，新产下的鲜蛋基本是没有微生物的，蛋表面的黏液层具有防止水分蒸发、阻止微生物侵入的作用，蛋壳膜和蛋白中还存在一定的溶菌酶，也可抵御微生物；但鲜蛋也会受到微生物污染，如母禽不健康、产蛋环境不卫生、储藏环境不卫生等，都会使微生物污染蛋。鲜蛋中常见的微生物有：大肠菌群、无色杆菌属、假单胞菌属等；也可能存在病原菌，如沙门氏菌、金黄色球菌。,55,（2）鲜蛋的腐败变质,腐败主要是由细菌引起的鲜蛋变质。霉变霉菌菌丝由蛋壳气孔侵入后，首先在蛋壳膜上生长起来，逐渐形成斑点菌落，造成蛋液粘壳，蛋内成分分解并有不愉快的霉味产生。,56,八、罐藏食品的腐败变质,一般来说，罐头食品可保存较长时间而不发生腐败变质，但是，有时由于杀菌不彻底或密封不良，罐头食品也会遭受微生物污染而变质。,57,八、罐藏食品的腐败变质,（1）罐头食品的性质罐头食品按照pH值可以分为低酸性食品、中酸性食品、高酸性食品。（2）引起罐头食品变质的微生物主要是嗜热菌、中温菌、产芽孢菌、酵母菌和霉菌。,58,2食品腐败变质的控制,食品的腐败变质主要是由于食品中的酶及微生物的作用，使食品的营养物质分解或氧化而引起的。食品腐败变质的控制就是要针对引起腐败变质的各种因素，采用不同的方法或方法组合，杀死腐败微生物或抑制其在食品中的生长繁殖，从而达到延长食品货架期的目的。,59,2.1食品的防腐保藏技术,食品保藏的原理就是围绕着防止微生物污染、杀死或抑制微生物生长繁殖以及延缓食品自身组织酶的分解作用，采用物理学、化学和生物学方法，使食品在尽可能长的时间内保持其原有的营养价值、色、香、味及良好的感官性状。,60,2.1.1食品的低温保藏,低温保藏一般可以分为冷藏和冷冻两种方式。（1）食品的冷藏一般的冷藏是指在不冻结的状态下的低温储藏，新鲜果蔬和短期储藏食品常用此法。（2）食品的冻藏是指将保藏物降温至冰点以下，使水部分或全部呈冻结状态，动物性食品常用此法。,61,2.1.2食品的气调保藏,气调保藏是指用阻气性材料将食品密封于一个改变了气体的环境中，从而抑制腐败微生物的生长繁殖及生化活性，达到延长食品货架期的目的。,62,2.1.2食品的气调保藏,原理：果蔬变质主要使由于呼吸和蒸发、微生物生长、食品成分的氧化和褐变，这些作用与贮藏环境中的气体有着密切的关系。增加环境中的CO2、N2的比例，降低O2比例，可达到延长食品保鲜和保藏期的目的。,63,2.1.2食品的气调保藏,方法:气调储藏可分为MA和CA两种，MA是指用改良的气体建立气调系统，在以后储藏期间不再调整；CA是指在储藏期间，气体的浓度一直控制在某一恒定的值或范围内。,64,2.1.3加热杀菌保藏,（1）微生物的耐热性及影响加热杀菌的因素（2）加热杀菌的方法常压杀菌加压杀菌超高温瞬时杀菌微波杀菌远红外线加热杀菌欧姆杀菌,65,2.1.4非加热杀菌保藏,所谓非加热杀菌（冷杀菌）是相对于加热杀菌而言的，无需对物料进行加热，利用其他灭菌机理杀灭微生物，因而避免了食品成分因热而被破坏。冷杀菌的方法有多种。,66,（1）辐照杀菌,食品的辐照保藏是指用放射线辐照食品，借以延长食品保藏期的技术。辐射线主要包括紫外线、X射线和射线等。其中紫外线穿透力弱，只有表面杀菌的作用，而X射线和射线是高能电磁波，杀菌效果更强。辐照在食品保藏中的应用：辐照杀菌具有节约能源、杀菌效果好，可改善某些食品品质、便于连续工业化生产等优点，目前已在70多个国家批准应用于食品保藏，并已具相当规模。,67,（2）超声波杀菌,超声波对微生物的破坏作用主要是强烈的机械振荡作用，使细胞破裂、死亡；超声波作用于液体物料时，产生空化效应