《微生物与食品》PPT课件.ppt
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1、微生物与食品,第一节微生物在食品中的应用第二节 微生物与食品腐败第三节微生物与食物中毒,第一节 微生物在食品中的应用,食醋1生产原料 主要原料:薯类 如甘薯、马铃薯等;粮谷类 如玉米、大米等;粮食加工下脚料 如碎米、麸皮、谷糠等;果蔬类 如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等;野生植物 如橡子、菊芋等;其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。辅料:疏松材料如谷壳、玉米芯等,使发酵料通透性好,好氧微生物能良好生长。,1)淀粉液化、糖化微生物 甘薯曲霉AS3.324 东酒一号是AS3.758的变异株 黑曲霉AS3.4309(UV-11)、宇佐美曲霉、米曲霉菌株:沪酿3.040、沪酿3.042(AS3.951)、AS3.8
2、63等。黄曲霉菌株:AS3.800,AS3.384等。2)酒精发酵微生物 北方地区常用1300酵母,上海香醋选用工农501黄酒酵母。K字酵母适用于以高梁、大米、甘薯等为原料而酿制普通食醋。AS2.109、AS2.399适用于淀粉质原料,而AS2.1189、AS2.1190适用于糖蜜原料。3)醋酸发酵微生物,食醋微生物,醋酸菌种制备工艺流程,斜面原种斜面菌种(3032,48h)三角瓶液体菌种(一级种子3032,振荡24h)种子罐液体菌种,谷氨酸发酵,1)谷氨酸生产菌 谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、黄色短杆菌。我国使用的生产菌株是北京棒杆菌AS1.299、北京棒杆菌D110、钝齿棒杆菌)AS1.5
3、42、棒杆菌S-914和黄色短杆菌T613等。2)生产原料 发酵生产谷氨酸的原料有淀粉质原料:玉米、小麦、甘薯、大米等。其中甘薯和淀粉最为常用;糖蜜原料:甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜;氮源料:尿素或氨水。3)工艺流程 味精生产全过程可分五个部分:淀粉水解糖的制取;谷氨酸生产菌种子的扩大培养;谷氨酸发酵;谷氨酸的提取与分离;由谷氨酸制成味精。,酒精发酵,酒精发酵微生物酒母:在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒精 酵母。啤酒酵母、粟酒裂殖酵母、克鲁维酵母产酒精微生物还有:细菌:林奈假单胞菌、嗜糖假单胞菌霉菌:总状毛霉,淀粉质原料酒精发酵工艺,白酒:以谷物、薯类或糖分等为原料,经糖化、发酵、陈酿、蒸馏、勾兑制
4、成的、酒精浓度大于20%(v/v)的一种蒸馏酒。,世界六大蒸馏酒:白兰地(Brandy)水果为原料酿制而成的蒸馏酒,“葡萄酒的灵魂”,法国干邑威士忌(Whisky)以粮谷(包括麦芽)为原料,以麦芽为糖化剂,经过糖化、发酵、蒸馏、后熟、勾兑制成的含有高酒精(38%-48%)和芳香性挥发物的蒸馏酒,苏格兰威士忌、爱尔兰威士忌、美国威士忌伏特加(Vodka)俄国烧酒,传统方法是用黑麦为主要原料,混加20%的大麦,大麦芽做糖化剂,发酵蒸馏而成。现在的工艺主要是用高纯食用酒精兑水稀释,经木炭或活性炭(吸附不良风味杂质,酯化作用改善酒的香气和口味)处理。,朗姆酒(Rum)甘蔗,甘蔗糖蜜酒精发酵蒸馏勾兑,含
5、酒精40-45%。集中于世界甘蔗种植地区,牙买加、古巴、多米尼亚、菲律宾、阿根廷、秘鲁、毛里求斯等国家。金酒(Gin)由荷兰的莱顿大学名叫西尔维斯的教授制造成功的。最初制造这种酒是为了预防热带疟疾病,作为利尿、清热的药剂使用,利尿剂香气和谐、口味协调很快就被人们作为正式的酒精饮料饮用。怡人香气主要来自具有利尿作用的杜松子,也叫杜松子酒。中国白酒(China distilled liquors)白兰地(Brandy)水果为原料酿制而成的蒸馏酒,“葡萄酒的灵魂”,法国干邑威士忌(Whisky)以粮谷(包括麦芽)为原料,以麦芽为糖化剂,经过糖化、发酵、蒸馏、后熟、勾兑制成的含有高酒精(38%-48%
6、)和芳香性挥发物的蒸馏酒,苏格兰威士忌、爱尔兰威士忌、美国威士忌伏特加(Vodka)俄国烧酒,传统方法是用黑麦为主要原料,混加20%的大麦,大麦芽做糖化剂,发酵蒸馏而成。现在的工艺主要是用高纯食用酒精兑水稀释,经木炭或活性炭(吸附不良风味杂质,酯化作用改善酒的香气和口味)处理。,我国名白酒简介,全国八大名酒:贵州茅台;山西汾酒;四川泸州老窖特曲酒;陕西西凤酒;四川五粮液;四川全兴大曲酒;安徽古井贡酒;贵州遵义董酒,按糖化发酵剂分类大曲白酒:大麦小麦豌豆为原料,压成砖块曲胚,微生物自然生长。茅台大曲、泸州大曲、洋河大曲、汾酒大曲小曲白酒:酒药,药小曲,药饼,根霉、毛霉、酵母。厦门白曲、贵州散曲、
7、四川糠曲麸曲白酒:麸曲为糖化剂,纯种酵母培养物为酒母。,一、白酒的分类,按香型不同分为组成成分:乙醇、水、微量成分(2%,130多种,高级醇,酯,有机酸,醛,酮,含硫有机化合物等)浓香型白酒:又称泸香型,代表:泸州老窖(乙酸乙酯,丁酸乙酯)酱香型白酒:又称茅香型,代表:茅台酒(高沸点羰基化合物和酚类化合物,香而不艳,空杯留香,口味绵长)清香型白酒:又称汾香型,代表:汾酒(乙酸乙酯,乳酸乙酯,清香、味纯、淳厚甘润)米香型白酒:又称密香型,代表:桂林三花酒(-苯乙醇和乙酸乙酯。蜜香,甘爽),按酒度不同 高度白酒:酒度 41-65 低度白酒:酒度 40以下,按提酒方式分(所有酒类)发酵原酒:如啤酒、
8、黄酒、葡萄酒等,不需蒸馏营养好,产生了各种有机酸、醇、酯、氨基酸等营养物质蒸馏酒:用蒸馏法取的酒液,白酒配制酒:用蒸馏酒或食用酒精配以香料、药材制成 如:药酒,参酒,鹿龟酒 山西竹叶青,啤酒 传统下面酵母的几种主要菌株,啤酒酿造工艺,红葡萄酒生产工艺,红葡萄分选 除梗破碎梗 SO2葡萄浆 发酵酒母 压榨皮渣 调整成分 后发酵 添桶 第一次换桶酒脚蒸馏白兰地 干红葡萄酒原料 陈酿 第二次换桶 均衡调配 澄清处理酒脚蒸馏白兰地 包装灭菌干红葡萄酒,第二节 微生物与食品腐败变质,一、食品污染的途径二、微生物引起食品腐败变质的条件三、节果蔬及其制品的腐败变质四、乳及其乳制品的腐败变质五、肉类及鱼类的腐
9、败变质六、罐藏食品的腐败变质七、食品腐败变质及食物中毒八、食品的卫生要求和微生物学标准,近几年重要的食品质量安全事件,国际重要食品安全事件疯牛病事件(英国):自1987年至1999年期间焚烧400万头牛,直接经济损失300亿美。大肠杆菌O:157流行事件(日本):1996年5-8月,44个地区,7万例,死亡12人。1998年东南亚猪脑炎李斯特菌食物中毒事件(美国、法国)1999年年底,美国李斯特菌食物中毒事件导致密歇根州14人死亡,在另外22个州也有97人因此得病,6名妇女流产;2001年年初法国因李斯特菌有6人死亡。2000年7月雪印牛奶污染(日本)14500多人患有腹泻、呕吐症状,180人
10、住院治疗,使占牛奶市场总量14%的雪印 牌牛奶进行产品回收,21家分厂停业整顿。,2001年欧洲、日本爆发口蹄疫2003-2004年东南亚的禽流感事件,导致多人死亡2005年关于啤酒中甲醛标准事件,食品微生物污染及途径,食品污染的种类:生物污染:微生物、寄生虫及虫卵、昆虫 化学污染:农药、工业三废、添加剂、包装材料 物理污染:放射性污染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 通过用具及杂物而污染,食品中微生物的消长情况 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
11、降,或完全消除微生物。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。若加工后的食品不在被污染,贮藏条件也不适合于微生物的生长,微生物的数量将会逐渐下降,控制微生物污染食品的措施,垃圾的无害化管理 加强环境管理 粪便的无害化管理 污水的无害化管理 食品的运输卫生和贮藏卫生 食品生产卫生加强食品生产的卫生管理 个人卫生 食品生产用水卫生,微生物引起食品腐败变质的条件,食品基质:食品的pH值、食品的水分、食品的渗透压食品的环境条件:温度、气体、渗透压,食品的pH值,不同食品原料的pH值
12、,各类食品中的微生物,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,食品水分,水分活性值(Aw)的概念:食品在密闭容器内的水蒸气压与在相同温度小纯水蒸汽压之比值,食品的Aw值范围为:0 Aw1不同类群微生物生长的Aw值微生物生长Aw值的可变性,食品Aw值与微生物生长的关系,大部分新鲜食品Aw值在0.951.
13、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),食品的环境条件,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氧气:食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类型;新鲜食品原料中微生物的分布规律。微生物引起食品腐败变质与其它气体的
14、关系(CO2、O3等),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。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上霉菌或酵母菌,有时也有耐高渗细菌。耐高渗微生物主要有:高度嗜盐细菌(盐杆菌属、小球菌属)、中等嗜盐细菌(假单胞菌属、芽孢杆菌属等)、低等嗜盐细菌(黄杆菌属、无色杆菌属等)、耐糖细菌(肠膜状明串珠菌)、耐高糖酵母(蜂蜜酵母、鲁氏酵母等)、耐高渗的霉菌(青霉属、曲霉属等),一、乳及乳制品的腐败变质,乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生
15、素等,适宜于多种微生物的生长繁殖,鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。鲜牛乳中的微生物及其腐败变质奶粉中的微生物微生物引起的炼乳腐败变质现象,鲜牛乳中的微生物及其腐败变质,牛乳中微生物的污染来源牛乳中微生物的种类及特点鲜乳中微生物的变化鲜乳的净化、消毒和灭菌,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、
16、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。,牛乳中的优势微生物种类,鲜牛乳中的微生物优势种类是细菌、酵母菌和少数霉菌。即:乳酸菌 胨化细菌 脂肪分解菌 细菌 酪酸菌 产生气体的细菌 产碱菌 霉菌和酵母菌,乳酸菌,乳链酸菌:适宜在3035的条件下生长,可产生乳链菌肽,鲜乳的自然酸败主要由它引起。乳脂链球菌:适宜在30 条件下生长,具较强的分解蛋白质的能力。粪链球菌:人和动物的肠道细菌,卫生条件差时可发现该菌,在1045 的范围内均可生长。液化
17、链球菌:可强烈分解蛋白质,酪蛋白分解后可产生苦味嗜热链球菌:适宜在4045 的条件下生长,在20 以下时不生长嗜酸乳杆菌:适宜在3740 时生长,在15 以下时不生长,胨化菌,概念:使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象,称为蛋白质的胨化。主要细菌种类:芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌;生长的适宜温度范围是2040;假单胞菌属中的荧光假单胞菌、腐败假单胞菌,生长温度范围为2530,其他细菌,脂肪分解菌:主要是G-的无芽孢杆菌,如无色杆菌、假单胞菌等。产生气体的菌:分解糖类产酸产期,如大肠杆菌群。产碱菌:一类可分解牛乳中有机酸的细菌,分解的结果造成乳的pH值上升,
18、主要是G-的需氧细菌,如粪产碱杆菌、粘乳产碱杆菌。,二、奶粉中的微生物,奶粉中微生物的来源:鲜乳经杀菌、浓缩和干燥制成奶粉,奶粉的含水量一般5%以下,奶粉中的微生物一方面来源于原料奶的消毒不彻底,一方面来源于加工过程中的二次污染。奶粉贮藏中微生物的消长奶粉中的病原微生物:最常见的是沙门氏菌和金黄色葡萄球菌(毒素中毒),三、罐藏食品的腐败变质,罐藏食品的特性罐藏食品变质的原因罐藏食品腐败的类型腐败变质罐头的微生物分析,罐藏食品的特性,概念:罐藏食品是将原料经过预处理、装罐、杀菌、密封后而成。因罐内保持一定的真空度,所以合格产品的罐盖和罐底是平的或向内凹陷。罐藏食品的分类:罐藏食品可根据酸性的不同
19、,分为低酸性罐头(动物性原料制成的罐头,蛋白质含量高)、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头(植物性原料制成的罐头,碳水化合物含量高),罐藏食品变质的原因,罐藏食品变质的原因:化学因素:如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀(主要发生于中酸性罐头)物理因素:如温度过高或排气不良,造成的金属容器腐蚀穿孔。微生物因素 罐内残留的微生物(多是产芽孢的耐热微生物)漏罐后的微生物再次污染,常用的几个概念,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
20、求,称为商业灭菌腐败:食品中的蛋白质被微生物分解造成的败坏,称为腐败。酸败:食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏,称为腐败。,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 霉菌引起罐藏食品微生物污染的原因,嗜热芽孢细菌引起的腐败变质,平酸腐败(平盖酸败):变质的罐头外观正常,内容物由于细菌的活动变质,呈轻、重不同的酸味,导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。引起罐头平
21、盖酸败的典型菌种:嗜热脂肪芽孢杆菌(较耐热适宜生长温度4955、可在pH6.87.2时良好生长)、凝结芽孢杆菌(耐热性较差适宜生长温度3345、可在pH4.5以下的酸性罐头中良好生长)。TA腐败:分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为TA菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长,分解糖产酸产气(主要是CO2和H2),常使罐头发生膨胀。引起TA腐败的微生物主要是嗜热解糖梭菌(适宜生长温度55)。硫化物腐败:罐头外形正常或稍微膨胀,罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。引起硫化物腐败的微生物主要是致黑梭菌(适宜生长温度55),不产芽孢细菌引起的食品腐败变质,不产芽孢的细菌不耐热,因此罐头中
22、出现此类菌时,主要是由于漏罐而造成的(冷却水是重要的污染源)。罐头中污染的不产芽孢细菌主要有两类,一类是肠道细菌,另一类是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等,他们分解糖类化合物产酸产气,变质时使罐头膨胀。,不同外观的腐败变质罐头的微生物分析,胖听:除部分氢膨胀外,胖听主要由微生物生长繁殖而造成,即TA腐败产生的CO2和H2、中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败,产生CO2和H2、中温需氧芽孢杆菌、不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌发酵糖类产酸产气。平听:平酸菌、中温芽孢细菌、不产芽孢乳酸菌、致黑梭状芽孢杆菌(硫化物腐败)、霉菌,四、肉类和鱼类食品的腐败变质,畜、禽肉类中微生物污染的来源和种类 健康的畜、禽组织内
23、部是无菌的,但因其腔道及体表都存在微生物,屠宰过程在空气中进行,因此宰杀、放血、脱毛、去皮及内脏、分割等环节就可造成微生物的多次污染。常见的污染类群如下:腐生性微生物 病原微生物(兽医漏检时):结核杆菌、布鲁氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等,鱼类的腐败变质,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。变质现象:鱼体含菌量达到108/g,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
24、的速冻)或盐淹(10%的浓度),在盐淹鱼类时,常有嗜盐细菌的生长,造成鱼类发生赤变现象。,畜、禽肉类变质的现象,发粘:微生物生长形成菌苔、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了107/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:出现羽毛状的丝状物并具有颜色。气味改变:酸味、臭味、哈喇味。,果蔬及其制品的腐败变质,一、微生物引起新鲜果蔬的变质 微生物侵入果蔬的过程、在果蔬变 质过程中微生物种类的演变二、微生物引起果汁的变质,微生物引起果汁的变质,果汁中微生物的来源:原料中的微生物、加工过程中微
25、生物的再污染。果汁的基本营养条件:pH值在2.44.2之间,含有一定量的糖分,含水量很高。果汁中微生物的种类:细菌(主要为乳酸菌)、酵母(假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等)、霉菌,微生物引起果汁变质的现象,浑浊:多数情况下浑浊是由酵母菌引起的,它主要来源于原料清洗不彻底。产生酒精:主要是酵母菌,细菌和霉菌的转化果汁为酒精的情况非常少。有机酸的变化:,食品腐败变质给人类带来的危害,细菌性食物中毒 食物中毒 真菌性食物中毒 志贺氏菌 炭疽病 布鲁氏杆菌病传播人畜共患病 结核病 病毒病(脊髓灰质炎、肝炎)伤寒和副伤寒 霍乱和副霍乱,食物中毒,概念:凡是经口摄入正常数量“可食态”含有致病菌
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