食品微生物ppt课件

微生物与食品的腐败变质 1 提纲 污染食品的微生物来源及其途径食品的细菌污染食品的腐败变质食品原料与腐败变质食品被细菌污染后对人体的危害霉菌及其毒素污染食品后造成的危害食品微生物污染与腐败变质的控制 2 食品污染的种类 食品污染是指在食品生产经营过程中 可能对人体健康产生危害的物质介入食品的现象 第一节食品微生物污染 3 食品的微生物污染是指食品在加工 运输 贮藏 销售过程中被微生物及其毒素污染 它一方面降低了食品的卫生质量 另一方面对食用者本身可造成不同程度的危害 4 根据对人体的致病能力可将污染食品的微生物分为三类 a 直接致病微生物 包括致病性细菌 人畜共患传染病病原菌和病毒 产毒霉菌和霉菌毒素 可直接对人体致病并造成危害 b 相对致病微生物 即通常条件下不致病 在一定条件下才有致病力微生物 c 非致病性微生物 包括非致病菌 不产毒霉菌及常见酵母 它们对人体本身无害 却是引起食品腐败变质 卫生质量下降的主要原因 5 根据污染的途径分为两类 内源性污染 第一次污染 凡是作为食品原料的动植物体在生活过程中 由于本身带有的微生物而造成食品的污染 外源性污染 第二次污染 是指食品在生产加工 运输 贮藏 销售 食用过程中 通过水 空气 人 动物 机械设备及用具等而使食品发生微生物污染 6 一 污染食品的微生物来源及其途径 污染源1 来自土壤中的微生物土壤是微生物的大本营土壤中丰富的营养 土壤具有有较好的持水性土壤的酸碱度多数接近中性 渗透压在适中 土壤的团粒结构能调节空气和水份的含量 土壤表土以下的温度一般介于10 30 之间 土壤覆盖保护微生物免遭太阳紫外线的杀害 7 来自空气中的微生物空气中常见的微生物是一些抵抗力较强 耐干燥 耐紫外线能力强的类群 细菌中的革兰氏阳性球菌 芽孢杆菌以及酵母 霉菌的孢子在空气中普遍存在而且有较高的检出率 来自水中的微生物一般来说水中微生物的数量取决于水中有机质的含量 海洋中也有大量水生微生物存在 主要是细菌 它们均具有嗜盐的特性 4 来自人体和动植物的微生物人及动植物均带有一定的微生物 有些为病原微生物 8 微生物污染食品的途径通过水而污染通过空气而污染通过人及动物而污染通过用具和杂物而污染 食品中微生物的消长加工前 一般只有增多 加工过程中 微生物数量明显下降 但也有二次污染的问题 加工后 9 二 食品的细菌污染 1 食品中常见的细菌2 食品中细菌数量及其食品卫生意义食品中细菌数量通常指每克或每毫升或每平方厘米面积食品上的细菌数目 用菌落总数表示 1 作为食品被污染程度即清洁状态的标志 2 预测食品耐存放程度或期限 10 3 大肠菌群及其食品卫生学意义大肠菌群包括肠杆菌科的埃希氏菌属 柠檬酸细菌属 肠杆菌属和克雷伯菌属 其食品卫生学意义 人与温血动物粪便污染的指标菌 作为肠道致病菌污染食品的指标菌 但冷冻食品主要以肠球菌作为指标菌来评定卫生质量 11 检验方法 12 4 食品被细菌污染后对人体的危害 1 食品被细菌污染后会引起食源性疾病 1984年WHO将 食源性疾病 foodbornediseases 一词作为正式的专业术语 以代替历史上使用的 食物中毒 一词 并将食源性疾病定义为 通过摄食方式进入人体内的各种致病因子引起的通常具有感染或中毒性质的一类疾病 食源性疾患的发病率居各类疾病总发病率的前列 是当前世界上最突出的卫生问题 13 据WHO的最新报告 全球每年有数十亿人患食源性疾病 即使在发达国家也至少有1 3的人患食源性疾病 据不完全统计 全世界5岁以下儿童每年发生腹泻的病例约为15亿人次 其中70 是由于各种致病微生物污染食品和饮水所致 因腹泻病致死者约300余万 据美国疾病预防控制中心 CDC 报告 美国每年约发生7600万例食源性疾病 其中32 的人住院治疗 5000例死亡 英国每年有237万食源性疾病病人 占英国人口的1 3 据调查工业化国家每年有30 以上的人患食源性疾病 近年来许多工业化国家食源性疾病发病率呈上升趋势 目前被确认和获得报告的食源性疾病只占实际发生的很少部分 实际发病数要比报告的病例数多300 350倍 每年全球因食品污染而致病者达数十亿之多 据世界卫生组织统计 发达国家食源性疾病的漏报率在90 以上 发展中国家的漏报率在95 以上 14 细菌性食物中毒夏秋季节 爆发性集体食堂集体就餐 不传染 潜伏期短 吐泻胃肠道症状消化道传染病 食源性疾病的类型 15 1 沙门氏菌沙门氏菌常寄生在人类和动物肠道中 是食源性疾病的重要致病菌之一 常被污染的食物主要有各种肉类 鱼类 蛋类和乳类食品 其中以肉类占多 该菌是重要的食物中毒性细菌之一 人食入被沙门氏菌感染的食物后可在消化道内增殖 引起急性胃肠炎和败血症等 2013年 四川映山学校因为食源性鼠伤寒沙门氏菌疫情导致300余名学生患病 预防 不吃生的或未煮透的鸡蛋 生肉应与蔬菜 熟肉分开存放 16 2 金黄色葡萄球菌 常见的被污染食品主要是营养丰富的含水食品 如剩饭 糕点 凉糕 冰淇淋 乳及乳制品 其次是熟肉类 偶见于鱼类及其制品 蛋制品等 近年 由熟鸡 鸭制品引起的中毒现象有增多的趋势 葡萄球菌中金黄色葡萄球菌致病力最强 可产生肠毒素引起食物中毒 出现有恶心 呕吐 中上腹部痉挛性疼痛 腹泻等症状 89年美国一个大学因食用了被金黄色葡萄球菌肠毒素污染的蘑菇罐头引起了集体食物中毒事例 预防 讲究个人卫生 特别是人手和鼻腔的卫生 皮肤创伤应及时处理 合理用药避免滥用抗生素 家庭应注意带奶油的糕点及其他奶制品 要低温保存 避免形成肠毒素 17 3 肉毒杆菌肉毒杆菌广泛分布于土壤 水 海洋 腐败变质的有机物 霉干草 畜禽粪便中 带菌物可污染各类食品原料 特别是肉类和肉制品 食品被肉毒杆菌污染后在厌氧条件下繁殖产生外毒素 人食用后会引发中毒 肉毒杆菌所产生的毒素是世界上最毒的毒素 30克肉毒毒素可毒死全世界50亿人口 预防 在家庭自制的发酵食品中加大盐的含量 并提高发酵温度以抑制肉毒杆菌产生 要经常日晒 充分搅拌 注意婴幼儿食品卫生 防止婴幼儿肉毒杆菌中毒 18 4 志贺氏菌志贺氏菌是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌 痢疾病人和带菌者的大便含有大量的志贺氏菌 可通过多种方式污染瓜果 水源 玩具和周围环境 夏秋季天气炎热 苍蝇孳生快 苍蝇上的脚毛可黏附大量痢疾杆菌 所以苍蝇是痢疾杆菌的义务搬运工 是重要的传播媒介 同时夏秋季节痢疾的发病率明显上升 志贺氏菌食物中毒后 潜伏期一般为10 20h 发病时以发热 腹痛 腹泻 痢疾后重感及黏液脓血便为特征 预防 保证饮水卫生 作好疫情报告 出现疫情后 立即找出并控制传染源 禁止患者或带菌者从事餐饮业和保育工作 限制大型聚餐活动 用消毒过的水洗瓜果蔬菜和碗筷及漱口 饭前便后要洗手 不要随地大便 吃熟食不吃凉拌菜 剩饭菜要加热后吃 做到生熟分开 防止苍蝇叮爬食物 对污染有志贺氏菌的食品 食用前要加热处理 彻底杀死其中的志贺氏菌 19 5 副溶血性弧菌副溶血性弧菌引起的食物中毒最早在日本和我国报道 是我国沿海地区夏秋季节最常见的一种食物中毒原因菌 该菌存活力极强 在抹布和砧板可生存一个月左右 常见的鱼 虾 蟹 贝类中副溶血性弧菌的检出率很高 副溶血性弧菌导致的食物中毒 临床以急性起病 腹痛 吐泻 发热等特征 重症型常出现失水 休克症状 潜伏期一般为6 10h 最短者1h 长者可达24 48h 预防 副溶血性弧菌对热抵抗力弱 海产品及其他食品应低温保存 不生吃各种鱼 虾 蟹 贝壳类海产品 对凉拌食品 预先要清洗干净 在食醋中浸泡10min或在沸水中漂荡数分钟可杀死该菌或抑制其生长繁殖 20 6 致病性大肠杆菌大肠杆菌是人畜肠道中的常见菌 随粪便排出后可通过多种途径污染食品 人们饮用受污染的水或进食未熟透的食物 特别是牛肉 汉堡扒及烤牛肉 而感染该细菌 饮用或进食未经消毒的奶类 芝士 蔬菜 果汁及乳酪而染病的个案亦有发现 此外 若个人卫生欠佳 亦可能会通过人传人的途径 或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌 由致病性大肠杆菌导致的疾病主要是肠道外感染和急性腹泻 2000年 江苏 河南等省发生致病性大肠杆菌污染食品的事件 导致2万人中毒 177人因此失去生命 2011年 震惊世界的德国毒黄瓜事件经调查发现 大肠杆菌是事件的罪魁祸首 事例 图片 预防 加强控制饮用水或食物的卫生情况 避免感染 对污染粪便的食物和水源应按卫生学要求进行管理和控制 注意个人卫生的管理 养成良好的个人卫生习惯 21 霉菌污染食品后会引起食品的霉变 不能食用造成巨大的经济损失 据不完全统计全世界每年平均有2 的谷物由于霉变不能食用 有20 30 的果蔬真因菌等病原菌侵染导致腐烂变质 而产毒霉菌污染食品并产生毒素 会照成人畜急性或慢性中毒以及导致肿瘤 危害极大 霉菌毒素是由真菌产生的具有毒性的次生代谢产物 广泛污染农作物 食品及饲料等植物性产品 三 霉菌及其毒素污染食品后造成的危害 1 22 一 产毒真菌的种类和产毒特点 能产生毒素的真菌被称之为产毒真菌 主要产毒真菌 23 霉菌产毒的特点 1 霉菌产毒仅限于少数的产毒霉菌 而产毒菌种中也只有一部分菌株产毒 产毒能力还表现出可变性和易变性 霉菌毒的产生并不具有一定的严格性 即一种菌种或菌株可以产生几种不同的毒素 而同一霉菌毒素也可由几种霉菌产生 产毒霉菌产生毒素也需要一定条件 24 二 真菌毒素的种类1曲霉及其毒素 1 黄曲霉毒素 aflatoxin AFT 黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉在生长繁殖过程中所产生的一种对人类危害极为突出的一类强致癌物质 25 26 黄曲霉毒素的种类及结构 1960年英国伦敦郊区发生 火鸡X病1961年首先从霉变花生粉中提取黄曲霉毒素是一类结构类似的化合物主要污染粮油及其制品 如花生 花生油 玉米 玉米油 大米 棉籽等 黄曲霉毒素Bl是目前为止所发现的毒性最大的真菌毒素目前已知黄曲霉毒素除了常见的AFBl AFB2 AFG1 AFG2 AFM1 AFM2 AFB2a AFG2a AFBM2 AFGM2a外 尚有多种黄曲霉毒素的代谢产物 异构物和相似物通常所说的AFT是指AFB1 27 28 黄曲霉毒素限量标准 WHO推荐 食品 饲料中黄曲霉毒素 AFT总量 最高允许量标准为15ug kg 不合格的等级有 30 50ug kg为低毒 50 100ug kg为中毒 100 1000ug kg为高毒 1000ug kg以上为投毒 我国规定 GB2761 2005 黄曲霉毒素B1限量标准 黄曲霉毒素M1限量标准 29 黄曲霉毒素的毒性 主要作用于动物的肝脏急性毒性 慢性毒性 三致作用 1 急性毒性根据对动物的半致死量 LD50 黄曲霉毒素属于剧毒物 其毒性为氰化钾的l0倍 砒霜的68倍黄曲霉毒素中以B1的毒性最强 G2的毒性最弱主要表现为肝脏细胞变性 坏死 出血等以及肾脏细胞变性 坏死2 慢性毒性主要表现为动物生长障碍肝脏出现慢性损害等 30 2 黄曲霉毒素 aflatoxin AFT 黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉在生长繁殖过程中所产生的一种对人类危害极为突出的一类强致癌物质 31 2 赭曲霉毒素 Ochratoxin 赭曲霉毒素是曲霉属和青霉属中的某些菌种所产生的一组次级代谢产物 赭曲霉毒素能毒害所有的家畜家禽 也能毒害人类 因此对人体健康和畜牧业的发展都有很大的危害 基本化学结构与理化性质赭曲霉毒素的7种结构类似的化合物中赭曲霉毒素A OTA 是毒性最强的赭曲霉毒素溶解于极性有机溶剂 微溶于水和稀的碳酸氢盐毒素具有耐热性 32 赭曲霉毒素的毒性 1 急 慢性毒性肾脏毒和肝脏毒不同动物毒性差异大 2 致病性肾脏的严重病变 肝脏的急性功能障碍 脂肪变性 透明变性及局部性坏死 3 三致作用长期摄入也有致癌 致畸和致突变性动物实验 赭曲霉毒素对食品的污染及限量标准赭曲霉毒素常存在于玉米 小麦 大麦 燕麦和其它原料中GB13078 2 2006饲料卫生标准饲料中赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮的允许量 33 赭曲霉毒素对食品的污染及限量标准赭曲霉毒素常存在于玉米 小麦 大麦 燕麦和其它原料中FAO WHO食品添加剂联合专家委员会 JFA3 A 暂定OTA对人体的每周最大耐受量为100ng kgbw 国际健康组织建议谷物中OTA的最高含量为5 0pg kg 目前我国和欧盟也采用了这 限量标准 由此可见 OTA的毒性以及OTA污染对人和动物的健康具有很大的危害 34 3 杂色曲霉素 Sterigmatocystin ST 类似的结构 基本化学结构与理化性质 熔点246 248 在紫外线照射下具有砖红色荧光淡黄色针状结晶 易溶于氯伤 苯 吡啶 乙腈和二甲亚砜 微溶于甲醇 乙醇 不溶于水和碱性溶液ST及其衍生物是一类化学结构近似的化合物 35 主要产毒菌株及其分布 由杂色曲霉 构巢曲霉 焦曲霉及索拉金离蠕孢霉产生在大米 玉米 花生和面粉上等都曾分离出杂色曲霉和构巢曲霉从我国现有状况来看它们不是储粮中主要污染菌 但在少数地区和粮食品种中也占有相当大的比重莫桑比克是世界上肝癌高发区之一 其食品中杂色曲霉毒素检出率较高杂色曲霉素对食品的污染及限量标准杂色曲霉毒素主要存在于小麦 玉米 大米 花生 大豆等粮食作物 食品和饲料 我国目前还没有相关标准 36 杂色曲霉素的毒性 1 急性毒性肝 肾坏死2 亚急性与慢性毒性动物实验 翠猴 引起慢性肝炎 部分肝细胞坏死 纤维组织增生 甚至肝硬化3 致癌性肠系膜肉瘤 肝脏肉瘤 脾血管肉瘤和胃鳞状上皮瘤 皮肤肿瘤 多数为鳞状上皮癌 也有乳头状瘤 肝癌 肺癌和淋巴肉瘤等 37 杂色曲霉素对食品的污染及限量标准杂色曲霉毒素主要存在于小麦 玉米 大米 花生 大豆等粮食作物 食品和饲料 我国目前还没有相关标准 38 2 镰孢菌毒素全世界小麦 玉米产区每年都受镰孢菌不同程度的侵染 并产生镰孢菌毒素致使粮食 小麦 玉米 不但减产 而且食用受污染的粮食或饲料 可引起人畜中毒 严重危害人的健康 主要有T 2毒素 脱氧雪腐镰孢菌烯醇 伏马菌素 玉米赤霉烯酮等 39 1 T 2毒素 T2 Toxin T 2毒素是单端孢霉烯族毒素之一 可由多种真菌产生 该毒素毒性强烈 在自然界中广泛存在 严重危害人畜健康 基本化学结构与理化性质 白色针状结晶 熔点151 152 一般的食物烹调加热方法不能破坏其结构 在室温下放置6 7年或加热至200 1 2h毒力仍无减弱易溶于极性溶剂碱性条件下次氯酸钠可使之失去毒性 40 T 2毒素的主要产毒菌株及产毒条件 由早熟禾拟分枝孢镰孢菌 枝孢镰孢菌 梨孢镰孢菌和三隔镰孢菌等产生产毒能力随真菌种类而异 同时受到环境因素的影响 枝孢镰孢菌的最适产毒条件为基质含水量为40 50 温度3 7 在玉米和黑麦中产毒能力较强 其次为大麦 大米和小麦 辐射对产毒有影响 T 2毒素的毒性 1 急性毒性恶心 呕吐 食欲减退或拒食 倦怠和体重减轻等 P67 2 慢性毒性胃腺淋巴组织3 三致作用弱的致畸性和致癌性 不具有致突变性 41 2 脱氧雪腐镰孢菌烯醇 致呕毒素 deoxynivalenol DON 脱氧雪腐镰孢菌烯醇 DON 又名致呕毒素 VT DON是一种全球性的谷物污染物主要是链孢霉属在缺乏营养物质时合成的活性物质 多存在于大麦 小麦 燕麦和玉米等农作物中基本化学结构与理化性质无色针状结晶 熔点为151 152 具有较强的抗热能力 加热到l10 以上才被破坏 121 高压加热25min仅少量被破坏易溶于水 乙醇等溶剂 42 脱氧雪腐镰孢菌烯醇的毒性 毒性较弱1 急性毒性站立不稳 呕吐 食欲减退或拒食 倦怠和体重减轻等 P69 猪雄性2 慢性毒性生化血液病理3 细胞毒性损伤抑制蛋白质合成4 三致作用致畸性和弱的致癌性 不具有 争议 致突变性 43 对食品的污染及限量标准脱氧雪腐镰孢菌烯醇主要存在于小麦 大麦 玉米 也污染燕麦 高梁等谷物 我国规定GB2761 2005 44 3 伏马菌素 fumonisin 伏马菌素是一组由串珠镰孢 轮状镰孢 多育镰孢和其它一些镰孢菌种产生的真菌毒素串珠镰孢是玉米的一种致病菌 是全世界玉米中分布最广泛的一类真菌IARC WHO所属的国际癌症研究所 于1993年评价了伏马菌素的毒性 并将该毒素归类为可能的人类致癌物 JECFA FAO WHO食品添加剂与污染物联合专家委员会 于2001年第一次对伏马菌素进行了评价 45 基本化学结构与理化性质 FAl FA2 FA3和FAKlFBl FB2 FB3和FB4FCl FC2 FC3和FC4FP1 FP2和FP3 46 伏马菌素的毒性1 急性毒性及亚急性毒性在所有的动物实验中 伏马菌素均与肝脏损伤 某些酯类的水平改变相关 还发现对很多实验动物肾脏的损害2 致癌性动物实验表明 长期摄入高水平的伏马菌素 50mg kg以上 可诱发雌性小鼠的肝癌病并使其寿命缩短 诱发Fisher 334雄性大鼠的肾癌但不影响其寿命3 马的脑白质软化病伏马菌素对食品的污染及限量标准伏马菌素主要污染玉米及其制品 也污染燕麦 高梁等谷物我国目前还没有相关标准 47 3 青霉菌及其毒素 1 展青霉素 Patulin Pat 广谱抗生素 有毒物质 展青霉素对食品的污染展青霉素主要存在于霉烂苹果和苹果汁中 在苹果酒 苹果蜜饯等制品 及梨 桃 香蕉 葡萄 杏 菠萝等食品中也曾有检出侵染米粒时 呈灰白病斑 白垩状 GB2761 2005食品中真菌毒素限量 MRL50ug kg 48 展青霉素的毒性以神经中毒症状为主要特征 表现为全身肌肉震颤痉挛 对外界刺激敏感性增强 狂噪 后躯麻痹 跛行 心跳加快 粪便较稀 溶血检查阳性等具有致癌性对大鼠和小鼠没有致畸作用 但对鸡胚有明显的致畸作用薄层色谱 HPLC ELISAGB T5009 185 2003苹果和山楂制品中展青霉素的测定 49 2 桔青霉素 Citrinin 桔青霉素对食品的污染及限量标准桔青霉素主要污染大米 尤其是加工精磨后的大米 是 黄变米 中的霉菌毒素之一 在花生 小麦 大麦 燕麦和黑麦中都曾有检出桔青霉素的报告 我国目前还没有相关标准 桔青霉素的毒性是一种肾毒素 急性或慢性肾病 并伴随多尿 口渴 呼吸困难的症状对小肠平滑肌具有兴奋作用 导致动物机体胃肠功能紊乱 发生腹泻 备注 50 防毒方法和去毒措施防霉物理防霉 低温 干燥防霉 气调防霉 除氧 加N2 CO2化学防霉 防霉剂 溴化钾 环氧乙烷等 去毒物理去毒挑选法 加热法 吸附法 射线处理化学去毒酸碱处理 溶剂抽提 氧化剂处理醛类处理生物去毒微生物发酵法 51 花生 大豆 米谷 小麦等在贮存前应将其水分含量迅速降至8 13 以下 并贮存在干燥的地方 75 相对湿度以下 室温10 以下贮存期间注意通风防潮减少食品表面环境的氧浓度加强对贮存和市售粮油豆谷等农产品检验化学防霉 溴甲烷 二氯乙烷 豆类 谷类应先淘洗后烹煮挑选霉变粒 52 霉菌及霉菌毒素的食品卫生学意义人体霉菌毒素中毒霉菌污染引起的食品变质 53 一 食品腐败变质 foodspoilage 是指食品受到各种内外因素的影响 造成其原有理化性质发生变化 降低或失去其营养价值和商品价值的过程 二 食品腐败变质的原因1 理化因素 如食品因氧化 高温 受潮等而变质 2 生物性因素 如动 植物食品组织内酶的作用 昆虫 寄生虫以及微生物的污染等 食品腐败变质的原因中 由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的 第二节食品的腐败变质 54 三 微生物引起食品腐败变质的原理 形成小分子物质 包括有毒物质和具有特异臭味的气体 食品中的碳水化合物 蛋白质 脂肪等 食品中污染的微生物的分解作用 食品腐败变质 食品营养价值降低 色香味等感官性状变差 食品发粘溃烂 微生物大量繁殖 产生毒素等如鱼肉的腐臭 果蔬的腐烂 油脂的酸败 粮食的霉变等 微生物引起食品腐败变质的过程 实质上是食品中碳水化合物 蛋白质 脂肪等在污染的微生物作用下分解并产生有毒物质的过程 55 四 微生物引起食品腐败变质的条件 1 食品基质条件 1 食品的营养成分 食品含有蛋白质 糖类 脂肪 无机盐 维生素和水分等丰富的营养成分 微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造成食品的变质 2 食品的pH值 非酸性食品 pH值在4 5以上 如动物性食品 蔬菜 特别适合于大多数细菌生长 很多酵母菌和霉菌也能生长 酸性食品 pH值在4 5以下 如水果类食品 特别适合酵母和霉菌生长 微生物引起的pH变化 分解碳水化合物产酸pH 分解蛋白质产碱pH 含糖和蛋白质的食品则先pH 后pH 56 3 食品的水分 水分活度 Aw 越高 微生物越容易生长 一般认为 Aw值降低至0 70以下可以较长时间地保存食品 Aw值在0 64以下是食品安全贮藏的防霉含水量 在实际中 为了方便也常用含水量百分率来表示食品的含水量 57 4 食品的渗透压 食品渗透压越大 Aw值就越小 故盐腌和糖渍方法可防止食品腐败变质 较长时间地保存食品 5 食品的存在状态 破损的食品比完好的食品更易受到微生物的污染而发生腐败变质 58 2 微生物 1 微生物的污染是导致食品发生腐败变质的根源微生物在食品发生腐败变质的过程中起重要作用 如果某一食品经过彻底灭菌或过滤除菌 则食品长期贮藏也不会发生腐败 反之 如果某一食品污染了微生物 一旦条件适宜 就会引起该食品腐败变质 2 能引起食品发生腐败变质的微生物种类很多主要是细菌 霉菌和酵母 在这些微生物中 有病原菌和非病原菌 有产芽孢菌和非芽孢菌 有嗜热性 嗜温性和嗜冷性菌 有好气或厌气菌 59 1 温度 45 以上主要是嗜热菌生长 10 以下主要是嗜冷菌生长 在20 30 之间 嗜热 嗜温和嗜冷菌往往都可以生长 而且自然界中以中温型微生物占优势 容易引起食品的变质 2 气体 有氧环境中 微生物生长 代谢速度快 食品变质速度也快 缺乏O2条件下 主要由厌氧性微生物引起食品变质 但变质的速度较慢 3 湿度 湿度大 食品则易吸潮 容易引起食品的变质 3 微生物食品的外界环境条件 60 蛋白质分解氨基酸 胺类 有机酸和碳水化合物脂肪分解 甘油和脂肪酸 酮类或酮酸 醛和醛酸 油耗味 碳水化合物分解单糖 醛 醇 酸 羧酸 CO2 水 3 微生物引起的食品腐败变质的过程 61 五 食品腐败变质的鉴定 一般从感官 物理 化学和微生物四个方面来鉴定食品的腐败变质 1 感官鉴定感官鉴定是以人的视觉 食品发生颜色变化 如 褪色 变色 着色 失去光泽等 嗅觉 食品产生腐败臭味 触觉 食品出现组织变软 变粘等 味觉 食品出现酸味和苦味等 来查验食品初期腐败变质的一种简单而灵敏的方法 62 2 化学鉴定 微生物代谢可引起食品化学组成的变化 并产生多种腐败性产物 直接测定这些腐败产物可作为判断食品质量的依据 一般氨基酸 蛋白质类等含氮高的食品 如鱼 虾 贝类及肉类 在需氧性败坏时 常以测定挥发性盐基总氮含量的多少作为评定的化学指标 对于含氮量少而含碳水化合物丰富的食品 在缺氧条件下腐败则经常测定有机酸的含量或pH值的变化作为指标 63 3 物理指标 食品的物理指标 主要是根据蛋白质分解时低分子物质增多这一现象 来先后研究食品浸出物量 浸出液电导度 折光率 冰点下降 粘度上升等指标 其中肉浸液的粘度测定尤为敏感 能反映腐败变质的程度 4 微生物指标 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 同时它是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 在国家卫生标准中 常用细菌菌落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 则可认为处于初期腐败阶段 64 六 腐败变质食品的卫生学意义及处理原则 感官性状难以接受营养价值严重降低微生物污染严重与增加了致病菌和产度真菌存在的机会分解产物可能导致食物中毒和不良反应严重的腐烂弃之不要轻度腐败 肉鱼煮沸消除异味果蔬 挑除法处理一切处理的前提是确保人体健康为原则 一 卫生学意义 二 处理方法 65 果蔬及其制品的腐败变质 一 新鲜果蔬1 特点碳水化合物和水分含量高 水果85 蔬菜88 PH低 水果4 5以下 蔬菜5 0 7 02 主要微生物酵母菌 霉菌和少量细菌如乳酸菌 醋酸菌3 变质表现外观上出现深色斑点 组织边的松软 发绵 凹陷变形 逐渐变成浆液乃至水液状 并产生各种不同的酸味 芳香味 酒味等 66 二 果蔬制品1 特点pH偏酸 2 4 柠檬汁 4 2 番茄汁 糖度较高 2 微生物噬酸性微生物 主要是酵母菌 其次是少数几种霉菌和极少数的细菌 3 变质表现A 浑浊 B 产生酒精 C 有机酸的变化 67 粮食及其制品的腐败变质 粮食类主要含淀粉 因此主要污染微生物是霉菌 然后才是酵母菌 细菌 主要变质现象是营养品质劣变 颜色变化 产生霉 酒臭等异味 产生有毒物质 加工工艺品质降低 出粉率 出米率 黏度等降低 种子丧失生命力等 粮食应保藏在干燥 低温 缺氧环境中 68 乳及乳制品的腐败变质 鲜乳的腐败变质 一 鲜乳中微生物的类型1 使鲜乳发酵产生乳酸的细菌种类 乳酸杆菌 乳酸链球菌 特征 不产芽孢 无鞭毛 G 兼性厌氧 可进行同型乳酸发酵 产生大量乳酸使鲜乳均匀凝固 2 使鲜乳发酵产酸产气的细菌种类 大肠菌群 大肠杆菌 产气杆菌 丁酸菌类 丁酸梭菌 韦氏梭菌 现象 分解碳水化合物 生成乳酸及其他有机酸 产生气体 CO2 H2 和臭味 使牛乳凝固 有多孔气泡 69 3 分解鲜乳蛋白质而胨化的细菌种类 枯草杆菌 荧光假单胞菌 液化链球菌等 现象 分泌凝乳酶使乳液中酪蛋白凝固 后又分解 4 分解柠檬酸盐变为碳酸盐 而使鲜乳呈碱性反应的细菌种类 粪产碱菌 粘乳产碱菌 5 鲜乳中噬冷噬热细菌6 鲜乳中的霉菌和酵母7 鲜乳中的病原菌及其他微生物 70 二 鲜乳贮存过程中微生物学变化放置于10摄氏度以上室温中的鲜乳 会发生一系列微生物学变化 大致可分为五个阶段 1 抑制期2 乳链球菌期3 乳杆菌期4 真菌期5 腐败期 71 鲜乳中的微生物活动曲线 72 同一次挤乳不同阶段鲜乳的菌数 2 1万 0 58万 0 14万 50 330 73 二 乳制品的腐败变质1 奶油的变质2 干酪的变质3 淡炼乳的变质4 甜炼乳的变质5 奶粉的变质 74 肉类和鱼类的腐败变质 一 肉类的腐败变质 一 微生物类型1 腐生微生物1 1细菌 假单胞菌属 无色杆菌属 产碱杆菌属 小球菌属 链球菌属 黄杆菌属 八叠球菌属 明串珠菌属等1 2酵母和霉菌 假丝酵母属 丝孢酵母属 卵孢霉属 枝霉属 毛霉属 念珠霉属等 75 2病原微生物一种仅对某些牲畜有致病作用 对人体无致病作用 一种是人畜共患病的病原微生物 76 鲜肉的腐败变质肉类变质 可出现各种变质现象 凭感官可制定为 1发粘2变色3霉斑4气味改变 77 二 鱼类的腐败变质 一 鱼类中的微生物表面皮鳞 102 107个 cm2 鳃103 106个 克主要种类 假单胞菌属 不动杆菌属 莫拉氏菌属 无色杆菌属 黄杆菌属和弧菌属 78 二 鱼类的腐败变质1尸僵2自溶开始变质的表现 鱼体表面呈现浑浊 无光泽 表皮组织因被分解而变得疏松 鱼鳞脱落 3腐败产毒 79 鲜蛋的腐败变质 一 鲜蛋中微生物的种类1鲜蛋的自卫机制1 黏液胶质层2 溶菌酶3 pH值 80 2主要微生物种类大肠杆菌群 假单胞菌属 无色杆菌属 产碱杆菌属 变形菌属等细菌 青霉 枝孢属 毛属 葡萄孢属等霉菌 沙门氏菌 金黄色葡萄球菌等病原菌 81 二 鲜蛋的腐败变质1蛋白分解2散黄蛋3泻黄蛋4酸败蛋5粘壳蛋 82 罐藏食品的腐败变质 一 罐藏食品的性质与变质类型 一 PH值和变质特点 根据PH值高低将罐藏食品分为以下4类 1低酸性食品 PH 5 32中酸性食品 PH5 3 4 53酸性食品 PH4 5 3 74高酸性食品 PH 3 7 83 二 变质的外观类型及微生物学分析2种外观类型 胀听和平听 1胀听除由氢膨胀引起外 主要原因是由微生物生长繁殖造成1 TA腐败产生二氧化碳和氢气造成 2 中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败 3 中温需氧芽孢杆菌发酵 产酸产气 4 不产芽孢细菌发酵 产酸产气 5 酵母菌发酵产生二氧化碳 84 平听微生物已在罐内繁殖 食品已变质 但并不出现膨胀现象 外观正常 微生物分析有如下几种情况 1 平酸菌引起2 致里梭状芽孢杆菌引起的硫化物腐败变质3 由霉菌引起的腐败变质 85 第九章微生物与食品保藏 食品保藏是食品从生产到消费过程中的重要环节 食品保藏 是利用各种物理学 化学以及生物学方法 使食品在尽可能长的时间内保持其营养价值 色香味以及良好的感官性状 引起食品污染和腐败变质的因素有 物理的 化学的和生物的等等 其中生物的因素是较为主要的方面 在生物因素中 微生物引起食品腐败又是最大和最主要的 86 第一节 食品保藏中的微生物学问题 目前人类消费的食品归纳起来可以分为植物性食品和动物性食品 这些食品都具有较丰富的营养 在一定条件下都是微生物的良好的培养基 当条件适于微生物生存时 就可能被微生物分解利用 其结果导致食品的腐败变质 使食品失去原有的色 香 味和良好的组织状态 失去食用价值 更有甚者 如果食品被病原菌污染 在其中繁殖 产生毒素 造成对人类健康的危害 因此 食品的贮藏是围绕着防止微生物污染和延缓微生物的分解作用而进行的 87 一 预防微生物污染食品预防污染是重要的一环 对延长食品的保藏时间和提高食品的质量关系甚大 避免损伤保护层清洗保持食品 特别是果蔬 粮食 表面干燥和降温食品的加工环境 机械设备 加工用水 辅料及操作人员的卫生采用无菌包装运输和销售过程中的卫生 88 总之 凡食品与外界接触时 如果环境中有微生物存在 那么食品就会受到微生物的污染 而微生物在食品中存在的数量和种类直接影响加工工艺和贮藏食品的质量 所以防止微生物的污染 是食品生产 贮藏 运销的一个重要问题 必须给予高度重视 采取有效措施 89 二 减少和去除食品中的微生物在食品生产和销售过程中完全避免微生物污染几乎时无法做到的 食品中或多或少的存在着微生物 为了保证食品的安全必须完全除菌或使微生物减少到安全程度 消灭病原菌和腐败菌 除菌的方法很多 如离心 过滤 沉淀 洗涤 修整 加热 干燥 添加防腐剂 辐照等 有些方法既是加工过程又是贮藏工艺 但目的都是减少微生物的数量 90 过滤 是完全除去微生物的成功方法 但它仅限用于澄清的液体 这种方法适用于果汁 果酒 啤酒 软饮料以及食品加工用水 沉淀和离心 不能达到完全除菌 配合其它方法才能得到好的效果 多用于饮水处理 洗涤和整修 是生鲜食品除去表面细菌的好方法 加热 干燥 辐照和添加防腐剂等 是杀死食品中微生物的有效方法 有的也是加工方法 这些方法并不能达到完全杀菌的目的 91 三 控制食品中残留微生物的生长繁殖许多食品经过清洗等加工过程及杀菌处理 微生物应被杀灭 但有的食品并不能完全达到无菌 还残留有少量的微生物 如果采取进一步措施 如低温 干燥 厌氧等 使微生物停止生长 就可以延长食品的保存期 92 第二节 食品保藏的主要方法 人类在长期的实践中创造了许多有效的保藏方法 随着科学技术的发展 人们创造出许多新的 更为有效的方法 但总起来不外乎是利用热保藏 低温保藏 干燥 脱水 保藏 辐照保藏 添加防腐剂 以及利用盐 糖 酸等腌渍保藏等等 所有这些方法 都是围绕杀灭和抑制食品中微生物的生长繁殖来进行的 当然有些方法同时兼有加工制造不同风味食品的目的 93 一 利用加热保藏食品利用加热保藏食品的方法 在家庭生活以及大规模食品工业中都得到广泛地应用 不管方法和形式怎么不同 都是利用高于微生物最适温度的高温对食品进行加热 杀死病原菌及腐败微生物 然后采用适当的包装使食品与外界环境隔离 避免微生物再污染而达到较长时间保藏的目的 94 一 利用加热保藏食品的常用方法煮沸 烘烤 油炸是家庭及食品工业常用的加工方法 但其不能杀死全部微生物 此外 热包装的杀菌效果与预煮温度及煮沸时间有关 加热杀菌常用的方法有煮沸 巴氏消毒法 高压蒸气灭菌 高温瞬时灭菌法等 使用时根据杀菌的目的 杀菌的对象选择方法 以既达到杀菌的目的又尽可能地保持食品的营养和质地为准 关键是选择杀菌的时间和温度 95 二 影响食品加热灭菌效果的因素食品中微生物的数量和种类 食品本身的组成 体积和形状 食品中的水分含量 食品的pH值及其本身性质 杀菌方式等都是影响食品加热灭菌的因素 96 1 食品中存在的微生物的数量对杀菌效果的影响实验证明 食品中微生物的数量越大 尤其是细菌的芽孢 杀菌的时间就要长 或所需温度要高 97 2 食品中微生物的种类对加热灭菌效果的影响不同种类的微生物对热的抵抗力有很大差异 各种微生物的温度上限值是不同的 多数细菌 酵母 霉菌的营养细胞 抗热性较差的 50 60 10min可致死 腐生嗜热芽孢杆菌的营养细胞可在80 下生长 121 12min可致死 细菌芽孢和霉菌的孢子抗热力比营养细胞强 同一菌种不同菌株或不同菌龄 抗热性也有差异 98 3 食品本身的组成对杀菌效果的影响水分含量高的食品 杀菌效率也高 食品的氢离子浓度 pH值 接近中性时 细菌细胞和芽孢耐热性最高 而食品处在酸性和碱性都有助于杀菌 食品中糖含量高低 杀菌效果也不一样 食品中无机盐在一定浓度下可增加微生物的耐热性 99 4 食品的体积和形状对杀菌效果的影响加热灭菌效果与食品的体积成反比 同样体积的食品随容器形状不同加热效果也不同 5 灭菌方式对杀菌效果的影响摇动式的灭菌比静置式的效果要好 100 二 利用低温保藏食品利用低温保藏食品是食品保藏中的一种重要方法 因为 在低温保藏的食品 其营养和质地能得到较好的保存 对一些生鲜食品 如水果 蔬菜等更具优越性 因此 是食品保藏中使用的最广泛的方法 101 一 低温保藏食品的基本原理食品在低温下 本身的酶活性及化学反应得到延缓 食品中的微生物的生长繁殖大大降低或完全受到抑制 处于休眠状态 这样食品在一定时间内得以保藏 微生物对冷的抵抗力与微生物的种类和生长发育阶段 贮存时期的温度 贮藏时间以及食品的种类和性质均有密切关系 102 二 利用低温保藏食品的常用方法1 普通贮藏温度高于15 而低于大气温度 本法对块根类 马铃薯 甘蓝 芹菜 苹果等可以作短期贮存 2 冷藏温度稍高于冻结温度 通过冰或机械冷却 对鲜蛋 奶制品 肉 水产 蔬菜水果等可在有限期内保存 3 冻藏一般认为 18 是较为合适的冻藏温度 冻藏条件下微生物并不死亡 而是处于休眠状态 另外酶反应仍缓慢进行 103 三 利用干燥保藏食品利用干燥保存食品是一个古老的方法 也是现在食品保藏的重要方法之一 干燥保存食品有许多优点 人工技术的进步 设备的改进 使食品中的营养成分得到较好的保存 同时节省劳力 占地面积小 干制食品重量轻 体积小 便于贮藏和运输 也节省了包装材料 对于军需 航海 野外作业 旅游等都很方便 104 一 利用干燥保藏食品的基本原理食品通过干燥 大大降低了食品中的水分活性 食品中营养成分被浓缩 提高了渗透压 微生物由于得不到能利用的水分而受到抑制 停止了生长繁殖 另外食品本身的酶活性也受到抑制从而达到较长时间的保藏目的 105 二 食品干燥的方法1 预处理对于水果和蔬菜食品 预处理使十分重要的 包括几个步骤 1 原料分选 2 清洗 3 有的经过碱处理等去皮 4 有的需切分成一定的大小和形状 5 预煮和漂烫 6 熏硫 106 2 干燥 1 自然干燥利用太阳 风 自然冷冻干燥等 在农村和家庭广为应用 2 人工干燥有常压和真空干燥等几类 常压干燥包括热风 喷雾 薄膜 泡沫 干燥剂 冻结 微波等 真空干燥包括真空和冷冻真空干燥 冷冻真空干燥是最好的干燥方法 特别是一些对热和氧气敏感的食物成分 在干燥过程中不会损失或损失较少 因而发展迅速 在食品工业中得到越来越多的应用 107 三 干燥食品中微生物的变化不同种类的干燥食品上的微生物 在种类和数量上有所不同 108 四 利用辐照保藏食品食品辐照保藏是指用射线辐照食品 借以延长食品保藏期的技术 食品经过辐照可以延迟某些生理过程 如发芽和成熟 的进展 起到杀虫 杀菌 消毒等防霉防腐作用 达到延长保藏时间 提高食品的质量和加工适应性 109 一 利用辐照保藏食品的优点1 射线穿透力强 可处理包装和冻结的食品 杀灭深藏于食品内部的害虫 寄生虫和微生物 2 照射几乎不产生热 食品能在新鲜状态下进行保藏 3 辐照是物理加工的过程 不需添加防腐剂 因此 不留下任何残留物 4 可以改善一些食品的品质 5 节约能源 6 处理能连续进行 110 辐照食品比其他方法保藏食品具有更多的优越性 但其投放市场的商品较少且慢 其原因主要是人们对其安全性持极审慎的态度 在开始时使用了如 放射性食品 和 放射性辐照 等名词 引起了人们的恐惧心理 此外 卫生方面的试验要求很严 而动物毒性试验耗费的时间和资金很大 着也是原由之一 111 二 辐照保藏食品的原理辐照保藏食品就是用X射线 射线 电子射线照射食品 这些带电和不带电的高能射线 能引起食品及其所带的昆虫和微生物的一系列物理化学反应 使他们的新陈代谢 生长发育受到抑制或破坏 致使微生物和昆虫被杀死 从而食品的保藏时间得以延长 112 三 辐照保藏食品的效果1 粮食防虫2 蔬菜3 水果4 辐照保藏水产品的效果5 辐照保藏肉类的效果6 辐照保藏调味料 113 四 辐照食品的射线剂量的选择及应用1 低剂量的辐照为10万rad以内 多用抑制发芽 杀虫和延缓成熟 2 中等剂量的辐照为10 100万rad 多用于减少非孢子致病微生物的数量和食品工艺性能的改进 3 高剂量的辐照约为100 500万rad 多用于商业目的的灭菌和消灭病毒 114 辐照灭菌的效果与食品性质 微生物区系 辐照剂量和辐照后的保藏条件等有关 影响辐照的主要因素 产品的最初质量和成熟度原始污染辐照的时间包装必须适合与辐照方法贮藏和运输条件水分含量和氧气 115 五 利用发酵与腌渍保存食品发酵 代谢产物发酵保藏食品同时也是一个加工方法 可以制造出更丰富的食品品种来 腌渍 改变环境渗透压 盐的防腐等作用在许多情况下 发酵与腌渍是互相结合的 116 六 利用化学添加剂保存食品食品添加剂是在食品加工中 根据加工贮藏或包装的需要添加进食品中用以改进食品的感观 香味 组织度和贮藏性的物质 这些添加成分不含有营养 食品添加剂中 有一些是为了改善食品保藏性 这些物质称为防腐剂 他们在食品保藏中具有重要意义 117 食品加工中常用的防腐剂 苯甲酸及其钠盐在酸性食品中能抑制酵母和霉菌生长 多用于果汁等酸性饮料和果酱中 最高允许量不超过0 1 山梨酸及其钾盐或钠盐对细菌的作用较弱 在pH4 5以下时 对酵母菌显示出较好的抑菌效果 对霉菌的抑制作用较强 适用于糕点 干果 果酱 果汁及其他无酒精饮料 酱腌菜等 最高允许量为0 1 丙酸及其钙盐或钠盐在酸性条件下抑制霉菌生长 对酵母菌无效 常用于面包 糕点 干酪等制品的防霉 最高允许量为0 32 118 在现有的防腐剂中 有些对人体健康不利 因此 研制和开发一些对人体无害的天然防腐剂是食品工业中急待解决的问题 119