食品微生物学10微生物与食品的腐败变质及保藏王霞霞.ppt

第9章 食品腐败与食品保藏,本章内容,9.1 食品的腐败变质9.2 食品腐败变质的机理9.3 食品腐败变质与食品类型的相关性9.4 食品防腐保藏技术,9.1 食品的腐败变质,一、微生物引起食品变质的基本条件1.食品本身的性质（1）食品的营养（2）PH条件（3）水分（4）渗透压2.微生物3.食品的外界环境条件（1）温度（2）湿度（3）气体,1、食品本身的性质,1.营养组成：食品含丰富的营养物质，是良好培养基，故一旦被微生物污染即可导致变质。,2.基质条件:食品的pH值、食品的水分、食品的渗透压（）PH,酸性食品与非酸性食品：pH值在4.5以上者为非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）；pH值在4.5以下者为酸性食品（水果和少数蔬菜）微生物生长与食品pH值的关系：非酸性食品适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。微生物分解食品营养成分可使食品pH值变化：糖类物质被分解时pH值下降，蛋白质被分解时pH值上升。pH值影响杀菌工艺 非酸性食品：灭菌;酸性食品：消毒。因为酸抑制孢子萌发。,（）水不同类群微生物生长的Aw值不同，微生物生长Aw值具有可变性大部分新鲜食品Aw值在0.951.00，许多腌肉制品（保藏期12天）Aw值在0.870.95，这一Aw值范围的食品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12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（理论上可无限期保藏）,（）食品的渗透压。引起扩散和渗透现象的不平衡压力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。不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要是霉菌或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。（）食品的存在状态：完好无损的食品，一般不易发生腐败,2、微生物,分解蛋白质类食品的微生物：分解蛋白质而使食品变质的微生物，主要是细菌、霉菌和酵母菌，它们多数是通过分泌胞外蛋白酶来完成的。分解碳水化合物类食品的微生物：细菌中能分解淀粉的为数不多，多数霉菌都有分解简单碳水化合物的能力；能够分解纤维素的霉菌并不多 分解脂肪类食品的微生物：白地霉、解脂假丝酵母，曲霉属、代氏根霉、娄地青霉和芽枝霉属等，假单孢菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属和芽孢杆菌属,3、食品的环境条件,1.温度：低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微生物引起食品腐败变质的特点 2.气体：有氧环境较无氧环境易使变质。气调保藏：利用充入CO2、N2、O3等气体、减少O2浓度延长食品保藏期。如霉菌对CO2敏感用于防霉；几ppmO3可抑菌。3.湿度：相对湿度：aw 100,二、食品腐败变质的鉴定1.感官鉴定（1）色泽（2）气味（3）口味（4）组织状态2.化学鉴定（1）挥发性盐基总氮（2）三甲胺（3）组胺（4）K值（4）P的变化3.物理指标鉴定4.微生物鉴定,1.食品变质的感官鉴别,色泽 菌体色素，代谢产物使食品发生化学变化而变色。如肉类的绿变，H2S+血红蛋白（Hb）H2S-Hb(绿)气味：各种挥发性代谢产物如氨、二甲胺、三甲胺（死鱼腥味）、尸胺、腐胺、乙酸、乙硫醇、己酸、脂类、醛、酮、醇、酚、吲哚、粪臭素。口感：酸、苦、异味等 组织状态：固体食品：软、粘、烂、霉 液体食品：浊、沉淀、稀或稠、浮膜,2.化学鉴定,(1)挥发性盐基总氮(TVBN)(2)三甲胺(3)组胺(4)K值(Kvalue)(5)pH的变化,(1)挥发性盐基总氮(TVBN)主要是氨和胺类(三甲胺和二甲胺)，常用蒸馏法或Conway微量扩散法定量。鱼类挥发性盐基氮的量达到30mg/100g时，即认为是变质的标志。(2)三甲胺 用气相色谱法进行定量，或者三甲胺制成碘的复盐，用二氯乙烯抽取测定。新鲜鱼虾等水产品、肉中没有三甲胺，初期腐败时，其量可达46mg/100g。,(3)组胺 通常用圆形滤纸色谱法(卢塔一宫木法)进行定量。当鱼肉中的组胺达到410mg/100g，就会发生变态反应样的食物中毒。(4)K值(Kvalue)若K20，说明鱼体绝对新鲜；K40时，鱼体开始有腐败迹象。K值主要适用于鉴定鱼类早期腐败。(5)pH的变化 腐败开始时食品的pH略微降低，随后上升，呈现V字形变动。一般不用pH作为初期腐败的指标。,3.物理指标,研究指标食品浸出物量浸出液电导度折光率冰点 黏度,4.微生物检验,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。国家卫生标准中常用：细菌总菌落数 大肠菌群的近似值,9.2 食品腐败变质的机理,食品中蛋白质的分解食品中脂肪的分解食品中碳水化合物的分解,概念 食食品腐败：食品受外界有害因素污染后其理化性质变化，食品原有的色香味和营养发生从量变到质变的过程，从而使食品质量降低或完全不能食用。,蛋白质食物+分解的微生物氨基酸+胺+氨+硫化氢等。由微生物引起蛋白质食品发生的变质称为腐败。碳水化合物+分解糖类的微生物有机酸+酒精+气体等。脂肪食物+解脂微生物脂肪酸+甘油及其它产物。食品中碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏称为酸败。,微生物引起的食品变质,蛋白质,胨、肽,RCH2CHCOOH NH2,RCH2CH2NH2（脱羧）,RCH2COCOOH(氧化脱氨),RCH=CHCOOH（脱氨）,有机酸（还原脱氨）,RCH2COCOOH,RCH2CH（OH）COOH羟酸,RCH2CHO,RCH2COOH,RCH2CH2OH,Gly 甲氨 鸟氨酸 腐胺Arg 吲哚 含S氨基酸 H2S、NH3,B.酵解：微生物引起糖类食品变质，酸度上升。碳水化合物-有机酸、乙醇、CO2、醛、酮、羧酸等C.酸败：脂肪变质产生酸和刺激性“油蚝”味,脂肪,甘油,+脂肪酸,水解,氧化,水化过氧化物,羟基化合物脂肪酸醇、脂类,羟酸聚合缩合化合物,一、加热杀菌法二、低温保藏法三、脱水干燥保藏法四、增加渗透压保藏法五、防腐剂保藏法六、食品辐射保藏法七、食品的气调保藏法,9.4 食品防腐保藏技术,七、食品的气调保藏法原理：能控制食品贮藏环境气体的组成，如增加环境气体中CO2、N2比例，降低O2比例，控制食品变质的因素，可达到延长食品保鲜或保藏期的目的。特别适合于鲜肉、果蔬的保鲜，还可用于谷物、鸡蛋、肉类、与产品等的保鲜或保藏。,食品保鲜栅栏,竞争性微生物“有益的”细菌抑制“有害的”细菌（腐败菌、病原体）可通过下列方式实现：“排挤出产生酸产生抗生素（细菌素）例如：乳酸菌（泡菜、酸奶）,“栅栏”技术,综合使用几种保鲜方法（次优级）：-使产品可在货架上长期存放-改进品质-如果主要栅栏失败，可提供额外的安全保护也被称为“综合方法”技术,（Leistner,1987）,图13.3 此天平演示：不同的栅栏即使稍有改进，综合起来也可以对食品的微生物稳定性起到显著作用。（Leistner，1987年）,稳定,不确定,不稳定,“栅栏”技术,图13.1 用9个例子演示栅栏效果。标记含义如下：F-加热，t-制冷，aw-水活性，pH-酸度，Eh-氧化还原势，pres.-防腐剂，V-维他命，N-营养素（Leistner，1987年）,食品保鲜栅栏,图13.1 用9个例子演示栅栏效果。标记含义如下：F-加热，t-制冷，aw-水活性，pH-酸度，Eh-氧化还原势，pres.-防腐剂，V-维他命，N-营养素（Leistner，1987年）,食品保鲜栅栏,发酵的干腊肠栅栏的次序确保每个阶段的稳定性。除了aw，所有的栅栏都会随着时间的推移而衰弱。1.亚硝酸盐抑制病原体 2.其他细菌的生长耗尽氧分 3.低氧喜好产酸竞争性菌丛 4.酸降低pH值 5.由于干制，Aw栅栏逐渐升高。,（Leistner,1987）,图13.4 在发酵香肠（意大利腊肠）的成熟和贮藏期间发生的栅栏次序。Pres.=亚硝酸盐，Eh=氧化还原势的减弱，c.f.=竞争性菌丛的生长，pH-酸度，aw=干制流程,1.微生物与乳及乳制品的腐败变质 2.微生物与肉类的腐败变质 3.微生物与鱼类的腐败变质 4.微生物与鲜蛋的腐败变质 5.微生物与罐藏食品的腐败变质 6.微生物与糕点的腐败变质,9.3 食品腐败变质与食品类型的相关性,1.微生物与乳及乳制品的腐败变质,1 乳中微生物的来源及主要类群(1)乳房内的微生物 乳房中的正常菌群：主要是小球菌属和链球菌属。能适应乳房的环境而生存细菌称为乳房细菌。,(2)环境中的微生物,存在于鲜乳中的病原菌(1)来自人体的病原菌 伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、白喉棒杆菌、猩红热链球菌(2)来自牛体的病原菌 金黄色葡萄球菌、无乳链球菌(3)来自人畜共患的病原菌 结核分枝杆菌、流产布鲁氏菌、炭疽杆菌,分五个阶段：,1)抑菌期：在新鲜的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物质，对乳中存在的微生物具有杀灭或抑制作用。这个时期约持续12h。,2.乳液的自然腐败变质过程,2)乳酸链球菌：乳中抗菌物质减少或消失后，首先看到乳酸链球菌的成为优势类群，分解乳糖产生乳酸，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，数量开始下降。,3）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4.5以下时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现。(约2d),4）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pH回升，逐渐接近中性。,5）胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖被大量消耗，蛋白质和脂肪含量相对增高，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。,3 乳液的消毒和灭菌(1)低温长时消毒法 6065，加热保温30min。(2)高温短时消毒法 7275 加热46min，或8085，加热1015s。(3)高温瞬时消毒法 8595，23s加热杀菌。(4)超高温瞬时灭菌法 牛乳先经7585预热46min，接着通过130150的高温23s。,4 消毒牛乳的微生物 消毒牛乳中残存的细菌常见：芽孢杆菌枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌。非芽孢杆菌类 嗜热链球菌、牛链球菌、小球菌、变异小球菌和乳杆菌等。,酸奶的腐败变质 酸度在1左右（乳酸计）多种抑菌物质 霉菌 木霉属、根霉属、曲霉属或青霉属等 霉菌 钮扣状斑块。,干酪的腐败变质 干酪是一种浓缩的乳制品 干酪主要碳水化合物乳糖全部被发酵剂耗尽 膜性酵母和霉菌仅能在干酪表面生长 产生霉味，甚至产生毒素。常见的霉菌有交链孢属、曲霉属、枝孢属、念珠霉属、木霉属 和青霉属。,二、微生物与肉类的腐败变质,细菌:需氧 G+蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌等 需氧 G-假单胞杆菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产菌属、埃.希氏杆菌属、变形杆菌属等。厌氧梭状芽孢杆菌腐败梭菌、溶组织梭菌和产气荚膜梭菌等,1 肉类中的微生物,酵母菌 假丝酵母菌属、丝孢酵母属 霉 菌 交链孢霉属、曲霉属、芽枝霉属、毛霉属、根霉属和青霉属。病畜、禽肉类可能带有各种病原菌 沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌、炭疽杆菌和布氏杆菌等。,2 肉类腐败变质现象和原因,一是原料污染 二是加工污染,微生物污染主要来自两个方面,鲜肉的腐败变质现象,表面发黏 变色 霉斑 产生异味,肉类腐败细菌：假单胞菌属、莫拉氏菌属、不动杆菌属、气单胞菌属 等革兰氏阴性、需氧嗜冷菌和肠杆菌科、交替单胞菌属、红酵母 等兼性厌氧菌以及葡萄球菌属、乳杆菌属和热杀索丝菌等革兰氏阳性菌。,致病性嗜中温细菌：沙门氏菌属、金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、弯曲乳杆菌、嗜水气单胞菌以及单核细胞增生李斯特氏菌。,3 鲜肉的腐败变质过程,随着保藏条件的变化与变质过程的发展，细菌由肉的表面逐渐向深部侵入。与此同时，细菌的种类也发生变化，呈现菌群交替现象。菌群交替现象一般分为三个时期。,(1)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。(2)兼性厌氧菌繁殖期 腐败分解34d后细菌已在肉的中层出现，能见到产气荚膜梭菌等。(3)厌氧菌繁殖期 在腐败分解的78d深层肉中已有细菌生长，主要是腐败梭菌。,腌熏肉食的腐败常见的几种类型：1表面发黏 2发酸 3产气 4变绿,许多病原微生物在腌熏肉中不能生长 乳酸细菌的生长通常伴随着酸性物质的形成，降低了产品的pH，进一步抑制了食物病原微生物的生长。葡萄球菌肉毒梭菌,三、微生物与鱼类的腐败变质,1 鱼类中的微生物,淡水鱼除海水鱼中常见细菌外，还有产碱杆菌、气单胞杆菌和短杆菌属等细菌。另外，芽孢杆菌、大肠杆菌、棒状杆菌等也有报道。,海水鱼中常见的腐败微生物有假单胞菌、无色杆菌、摩氏杆菌、黄色杆菌、小球菌、棒状杆菌及葡萄球菌等。,2 微生物与鱼类的腐败变质细菌侵入鱼体的途径主要为两条：体表污染的细菌 腐败细菌在消化道内繁殖 贝类微生物贝类对微生物的浓缩功能：贝类吸水，病原体同水或食物一起吸入后，水排除体外，微生物被浓缩。传染病：甲肝、病毒性胃肠炎,来源于水产品中的致病菌通常可分为两种：自身原有的细菌嗜冷菌 肉毒梭菌和李斯特氏菌 嗜热菌 霍乱弧菌和副溶血性弧菌 非自身原有细菌沙门氏菌属、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌等。,四、微生物与鲜蛋的腐败变质,蛋白 溶菌酶 蛋清蛋白,蛋壳外蛋壳膜 壳内膜,蛋黄蛋黃膜蛋黃液胚胎,大肠菌群、无色杆菌属假单胞菌属、产碱杆菌属变形杆菌属青霉属、枝孢属、毛霉属、枝霉属等。蛋中可能存在病原菌：沙门氏菌 金黄色葡萄球菌,鲜蛋常见的微生物,鲜蛋的腐败变质(1)腐败 主要由荧光假单胞菌所引起，使蛋黄膜破裂，蛋黄流出与蛋白混合即散蛋黄。进一步由变形杆菌属和某些假单胞菌和气单胞菌引起蛋黄中的核蛋白和卵磷脂也被分解，产生恶臭的H2S等气体和其他有机物，使整个内含物变为灰色或暗黑色。(2)霉变,5.微生物与罐藏食品的腐败变质,罐藏食品是将食品原料经一系列处理后，再装入容器，经密封、杀菌而制成的一种特殊形式保藏的食品。,1 罐藏食品的性质,回本章目录,2.罐头微生物种类及分布,芽孢杆菌 非芽孢细菌 酵母菌 霉菌,污染罐头的六种常见致病菌,溶血性链球菌致病性葡萄球菌肉毒梭状芽孢杆菌产气荚膜梭菌沙门氏菌属志贺氏菌属,罐藏食品变质原因分析：加热杀菌不彻底密封不良冷却不充分,6.微生物与糕点的腐败变质,1 糕点变质现象和微生物类群 糕点类食品由于含水量较高，糖、油脂含量较多，在阳光、空气和较高温度等因素的作用下，易引起霉变和酸败。,引起糕点变质细菌和霉菌：沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、大肠杆菌、变形杆菌、黄曲霉、毛霉、青霉、镰刀霉等。,2 糕点腐败变质的原因 1）生产原料不符合质量标准 糕点食品的原料有糖、奶、蛋、油脂、面粉、食用色素、香料等。特别是以奶、蛋为主的糕点，微生物容易生长繁殖。,2）制作过程中灭菌不彻底 抵抗力较强的细菌芽孢和霉菌孢子往往残留在食品中，遇到适宜的条件，仍能生长繁殖，引起糕点食品变质。3）糕点包装储藏不当 另外，生产、销售人员如不讲卫生，用不清洁的手接触食品、打喷嚏、咳嗽，甚至谈话都可能带进细菌使食品受到污染。,作业与思考题,P335 复习题1、5、8、12、14,