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1、食品的细菌污染与腐败变质 第一节食品的细菌污染 2019 1 食品细菌中非致病菌种类很多 它们对温度 pH值 氧气 渗透压等要求也不相同 就温度而言 非致病菌可分为嗜冷性菌 嗜温性菌和嗜热性菌三种 嗜冷菌生长在0 或0 以下 多见于海水及冰水中 鱼体容易腐败与鱼体存在嗜冷性腐败菌有关 嗜温菌生长在15 45 最适温度为37 多数腐败菌为嗜温菌 嗜热性菌生长在45 75 其特点是在一般细菌不能发育或杀灭的温度下仍能生长 能引起非酸性罐头食品腐败变质的嗜热脂肪芽胞杆菌以及嗜热解糖梭状芽胞杆菌均为嗜热性菌 由于非致病菌中多数为腐败菌 从影响食品卫生质量的角度 就要特别注意以下几属常见的食品细菌 20
2、19 2 一 常见的食品细菌 一 假单胞菌属本属为革兰阴性无芽胞杆菌 需氧 嗜冷 pH值5 0 5 2下发育 是典型的腐败细菌 在肉和鱼上易繁殖 多见于冷冻食品 二 微球菌属和葡萄球菌属本菌属为革兰阳性细菌 嗜中温 营养要求较低 在肉 水产食品 蛋品上常见 有的能使食品变色 三 芽胞杆菌属与芽胞梭菌属分布较广泛 尤其多见于肉和鱼 前者需氧或兼性厌氧 后者厌氧 属中温菌者多 间或嗜热菌 是罐头食品中常见的腐败菌 四 肠杆菌科各属除志贺菌属及沙门菌属外 皆为常见的食品腐败菌 革兰阴性 需氧及兼性厌氧 嗜中温杆菌 多见于水产品 肉及蛋 沙雷菌属尤其与鱼 牛肉腐败有关 且可使表面变红或变粘 2019
3、3 五 弧菌属与黄杆菌属均为革兰阴性兼性厌氧菌 主要来自海水或淡水 在低温和5 食盐中均可生长 故在鱼类等水产食品中多见 黄杆菌属还能产生色素 六 嗜盐杆菌属与嗜盐球菌属革兰阴性需氧菌 嗜盐 在12 食盐甚至更高浓度的食盐仍能生长 多见于咸鱼类 且可产生橙红色素 其中嗜低盐菌的致病性值得重视 七 乳杆菌属革兰阳性杆菌 厌氧或微需氧 在乳晶中多见 能使乳品变酸 2019 4 二 评价食品卫生质量的细菌污染指标与食品卫生意义 反映食品卫生质量的细菌污染指标 可分为两方面 一是菌落总数 二是大肠菌群 一 菌落总数是指在被检样品的单位质量 g 容积 m1 或表面积 cm2 内 所含能在严格规定的条件下
4、 培养基及其pH值 培养温度与时间 计数方法等 培养所生成的细菌菌落总数 以菌落形成单位表示 2019 5 食品菌落总数一方面意义是食品清洁状态的标志 利用它监督食品的清洁状态 食品中细菌在繁殖过程中可分解食品中成分 因而食品细菌数量越多越能加速食品腐败变质 利用菌落总数预测食品的耐保藏性是食品菌落总数的另一方面意义 但由于食品性质 细菌种类以及所处环境条件较复杂 从生态学上分析 细菌存在着相互制约与菌丛平衡的现象 当细菌数量少时 有时菌丛平衡被破坏 某种腐败菌反而出现优势 因此关于食品细菌菌落总数与食品腐败程度之间对应关系的研究仍待进一步探讨 2019 6 二 大肠菌群包括肠杆菌科的埃氏菌属
5、 柠檬酸杆菌属 肠杆菌属和克雷伯菌属 这些菌属中的细菌 均系来自人和温血动物的肠道 需氧与兼性厌氧 不形成芽胞 在35 37 下能发酵乳糖产酸产气的革兰阴性杆菌 仅极个别菌种例外 大肠菌群已被许多国家用作食品生产上质量鉴定的指标 我国目前对很多种食品如冷饮食品 熟肉制品 冰蛋 蛋粉 牛奶及奶制品等已规定了大肠菌群的数量 是采用相当于100g或100m1食品中的可能数来表示 简称大肠菌群最近似数 这是按一定方案检验的结果 根据Mccrady及Hopkins等按概率论所求出的统计数值 MPN是表示样品中活菌密度的估测 在我国是采用样品三个稀释度各三管的乳糖发酵三步法 根据各种可能检验结果 编制相应
6、的MPN检索表 2019 7 大肠菌群一般都是直接或间接来自人与温血动物粪便 当粪便排出体外后 初期以典型大肠杆菌占优势 而两周后典型大肠杆菌在外界环境的影响下产生生理特性的变异 食品中检出大肠菌群其卫生意义之一即表示食品曾受到人与温血动物粪便污染 其中典型大肠杆菌说明粪便近期污染 其他菌属可能为粪便的陈旧污染 大肠菌群在粪便中存在数量较大 食品中的粪便污染含量只要达到0 001mg kg即可检出大肠菌群 因此检验方法不仅简易而且敏感 鉴于大肠菌群与肠道致病菌来源相同 而且在一般条件下大肠菌群在外界生存的时间与主要肠道致病菌也是一致的 故大肠菌群另一重要食品卫生意义是作为肠道致病菌污染食品的指
7、示菌 2019 8 菌落总数cfu g大肠菌群MPN 100g面饼100030面饼 调料50000150酱包1000090粉包100000450浓缩料100002400菜包50000150灭菌物料1000050 2019 9 第二节食品腐败变质食品腐败变质 一般是指食品在一定环境的因素影响下 由微生物作用而发生的食品成分与感官性状的各种变化 食品被微生物污染后 是否会导致食品变质 与食品本身的性质 微生物的种类和数量 当时所处的环境因素等有着密切的关系 由它们三者之间的作用结果来决定食品是否发生变质和变质的程度 一 微生物的代谢活动食品变质主要是微生物的一系列代谢作用 能引起食品发生变质的微生
8、物很多 主要属于细菌 酵母菌和霉菌 在一般情况下细菌常比酵母菌与霉菌占优势 它们中间有病原菌和非病原菌 有芽胞和无芽胞的 有嗜热性 嗜温性或嗜冷性的 有好气或厌气的 有分解蛋白质能力强的 有分解糖类能力强的 所以 由微生物引起的食品变质情况 与微生物的特性关系很大 2019 10 一 分解蛋白质主要的微生物一般能分泌胞外蛋白酶的细菌有摩根菌属和梭菌属 分解力特别强的有芽胞杆菌属假单胞菌属分解力弱的有小球菌属葡萄球菌属 八叠球菌属 无色杆菌属 产碱杆菌属 黄杆菌属 短杆菌属 沙雷菌属气杆菌属 埃希杆菌属等 蛋白分解菌在以蛋白质为主体的食品上能良好生长 即使无糖存在 也能生长 许多霉菌都具有分解蛋
9、白质的能力并且比酵母菌强 如青霉属 曲霉属 根霉属 毛霉属和复端孢霉属中的许多种 尤其是沙门柏于酪青霉和洋葱曲霉能迅速分解蛋白质 能分解蛋白质的酵母菌较少 分解力较弱 如红棕色拿逊氏酵母 白色拟内胞霉 巴氏酵母 活跃酵母 啤酒酵母等 2019 11 二 能分解淀粉的微生物其中大多数的霉菌都有利用简单碳水化合物的能力 如毛壳霉月 灰色土霉 曲霉属中的黑曲霉 土曲霉 烟曲霉 青霉属中的黄青霉 淡黄青霉 纤维素分解力特别强的为绿色木霉和黑曲霉 分解果胶质的霉菌中 以黑曲霉 米曲霉 灰绿青霉最强 细菌对淀粉的分解较强者仅是少数 主要是芽胞杆菌属中的枯草芽胞杆菌 马铃薯芽胞杆菌 丁酸梭菌 能分解纤维素和
10、半纤维的细菌较少 主要是芽胞杆菌属 八叠球菌属和梭状芽胞杆菌属中的一些菌种 能分解果胶的细菌有欧氏植病杆菌属 如胡萝卜软腐病欧文氏菌 软腐病欧氏杆菌等 芽胞杆菌属中的环状芽胞杆菌 多粘芽胞杆菌 梭状芽胞杆菌属中的费地浸麻梭状芽胞杆菌等 酵母通常不能使淀粉分解 但少数特殊的酵母 如彭身裂殖酵母和拟内胞霉属中某些酵母能分解多糖 胞壁酵母能使乳糖发酵 球拟酵母属和假丝酵母属中有些酵母能分解蔗糖 这常是使果汁饮料 含糖酸性饮料变质的原因 2019 12 三 分解脂肪有关的微生物能分解脂肪的微生物主要是霉菌 其次是细菌和酵母 分解蛋白质能力强的需氧性细菌中的大多数菌种都能分解脂肪 假单胞菌属中荧光假单胞
11、菌分解脂肪能力很强 其他如黄杆菌属 无色杆菌属 产碱杆菌属 沙雷菌属 小球菌属 葡萄球菌属和芽胞杆菌属等中的一些菌株 能分解脂肪的酵母不多 主要是解脂假丝酵母和娄沙假丝酵母 这两种酵母都能产生脂酶 其中解脂假丝酵母对糖类不发酵 但分解脂肪和蛋白质能力都很强 因此 它也能引起乳制品与肉类食品的腐败变质 霉菌能分解脂肪的菌种较多 在食品中较为多见的有以下几种 黄曲霉 黑曲霉 烟曲霉 灰绿青霉 娄地青霉 伏氏根霉 无根根霉 解脂毛霉 爪哇毛霉 亚麻镰胞霉 白地霉和芽枝霉属等 从而说明细菌 酵母 霉菌三大类微生物对不同营养物质的分解作用均显示出一定的选择性 因此 根据食品成分组成的特点 就可以推测可能
12、引起某些食品变质的主要微生物类群或属甚至种 2019 13 二 食品的特性许多食品本身就是动植物组织的一部分 在宰杀或收获后的一定时间内 其所含酶类继续进行某些生化过程 如肉 鱼类的后熟 粮食水果的呼吸等 引起食品组成成分分解 加速腐败变质 食品营养成分 水分多少 pH值高低和渗透压大小等 对食品中微生物增殖速度 菌相组成和优势菌种有重要影响 从而决定食品的耐藏与易腐败变质的进程和特征 一 pH值各种食品都存在一定的pH值 一般微生物在食品的pH值接近中性时 都能适应生长 在过于偏向酸性或碱性食品中 不同类群的微生物可显示出一定的特殊性 同时 由于微生物的生长可以使食品pH值发生改变 使微生物
13、类群也会改变 1 微生物生长的pH值范围大多数酵母 霉菌适于酸性环境pH3 6 范围pHl 5 11 0 大多数细菌及放线菌以pH6 5 7 5合适 范围pH4 10 酵母和霉菌耐受的pH值范围大于细菌 微生物生长的pH值范围见表1 1 2019 14 2019 15 2 微生物引起食品pH值的改变某些微生物能否在某种食品中生长 除了微生物生长有一定pH值要求以外 还应了解食品的pH值 植物性食品 如水果为pH3 5 水果中柠檬酸pH值低至1 8 2 0 蔬菜pH4 6 动物性食品则近于中性 如鱼为pH6 6 6 8 牛奶为pH6 3 6 5 当微生物在食品中繁殖时 不断利用分解食品中成分 产
14、生一系列代谢产物 pH值就会发生变化 蔬菜中含碳水化合物多 故易变酸 肉类食品中蛋白质丰富 分解后易产碱等 在制备腌菜时 初期由于乳酸菌利用菜中糖分而产酸 pH值下降 直至有大量的酸积累时 乳酸菌生长被抑制 耐酸真菌生长 pH值逐渐上升 当pH值接近中性时 可出现一些腐败细菌生长繁殖 最后pH值是趋向碱性 2019 16 二 水分水分是微生物生存不可缺少的 食品中水分以结合水和游离水两种状态存在 结合水存在于食品的组织本身 它是活组织的一部分 是细胞所有生理过程所必需的 微生物能利用的水分是游离水 微生物必须在有游离水存在的状况下 才能进行一系列代谢活动 所以脱水是一种保藏食品的重要方法 游离
15、水对微生物生理关系重大 而结合水对微生物影响很少 由此 从影响微生物生长来看 食品中含水量并不能真正反映出与微生物生长的利弊 为了更确切研究二者关系 用水分活性Aw表示 水分活性Aw引用Raout定律 溶液中溶剂的蒸气压的降低溶质的摩尔分数有关 2019 17 式中的 n1和n2各为溶剂和溶质的摩尔数 p和p0各为溶液的蒸气压和纯溶剂的蒸气压 当食品中可溶性溶质多时 水分被结合的多 游离水就会减少 细菌能利用的水也减少 Scott提出Aw定义是蒸气压比率 蒸气压也要用相对湿度表示 因为食品水分与容器空间中相对湿度最后要达到平衡状态 即平衡相对湿度Aw ERH 100 纯水的水分活性为1 0 相
16、当于相对湿度100 Reid于1976年指出 Aw是用于衡量在一定温度下水溶液中逸出与纯水中逸出之间的关系 2019 18 纯水的Aw理论值等于1 而没有水分的食品Aw为0 故Aw的最大值为1 最小值为0 当Aw值越小时 细菌能利用水少 食品不易变坏 不同类群微生物生长的最低Aw值是不一致的 见表1 2 各种微生物生长对水要求不同 细菌对水要求最高 酵母菌次之 霉菌最低 在同一类微生物中不同菌对Aw要求又有差异 2019 19 三 渗透压渗透压可影响微生物生长 它是指能引起扩散和渗透现象的不平衡压力 细菌细胞内与其生长的外界环境之间保持着平衡 等渗状态时 细菌细胞内容物浓度与周围培养基或食物相同 这时在环境中细菌生长最为有利 细菌细胞中水分与细胞内外的电解质密度有关 如果菌细胞处于高渗环境中 水从细胞溢出 胞浆和胞膜分离即出现质壁分离现象 用糖或盐保存食品就是利用这个原理 如果细菌周围培养基或食品的电解质密度比细胞内低 水分从低密度转移到高密度环境 菌细胞吸收水分细胞膨胀破裂 使胞浆压出 称为胞质溢出 渗透压依赖于溶液中分子大小及数量 蔗糖分子大的化合物渗透压相对低 而盐分子相对较小
