微生物引起食品腐败变质.ppt
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1、第11章 微生物引起食品腐败变质第一节 食品腐败变质的鉴别第二节 微生物引起食品变质的条件(一)微生物(二)食品的基质特性(三)食品的外界环境条件第三节 食品腐败变质的机理,第四章 微生物引起食品腐败变质一 食品腐败变质 食品受到外界有害因素的污染以后,食品原有色、香、味和营养成分发生了从量变到质变的变化,结果使食品的质量降低或完全不能食用,这个过程称为食品腐败变质。由于习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品变质,实际上食品腐败是食品变质的一个方面。造成食品变质的原因较多,有物理的、化学的,也有生物的,这里只讲生物原因中由微生物引起的食品变质问题。,二 腐败 腐败指的是由微生物引起蛋白质食品发生
2、的变质。食物+分解Pr的微生物 AA+胺+硫化氢等三 发酵 发酵指的是由微生物引起糖类物质的变质。碳水化合物+分解糖类的微生物 有机酸+酒精+气体 四 酸败 酸败指的是由微生物引起脂肪类物质发生的变质,脂肪发生变质的特征是产生酸和刺激性的“油哈”气味。脂肪食物+解脂微生物 脂肪酸+甘油及其它产物 注:脂肪发生变质主要是由于化学作用所引起的,但许多研究证明与微生物有密切的关系。,第一节 微生物引起食品变质的条件 食品一经微生物污染后,是否必然会导致腐败变质,变质的性质和程度如何,是受多方面因素影响的。这既要看是否具备了微生物生长繁殖的条件,又要看食品本身的组成成分和性质如何?具体从以下3个方面来
3、分析:微生物 食品的基质条件 食品的外界环境条件,第二节 微生物引起食品变质的条件一 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。如果某一食品经过彻底灭菌或过滤除菌,则食品长期保藏也不会发生腐败。反之,如果某一食品污染了微生物,一旦条件适宜,就会引起变质。故微生物的污染是导致食品发生变质的主要根源。能引起食品变质的微生物种类很多,主要有细菌、酵母菌和霉菌。一般情况下细菌比酵母菌占优势。,一 微生物1.分解蛋白质的微生物 细 菌:分解力强的包括有芽孢杆菌属、假单孢菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属。分解力弱的包括有小球菌属、葡萄球菌属、八叠球菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、
4、肠细菌属、埃希氏杆菌属。酵母菌:大多酵母菌对蛋白质分解能力极微弱。霉 菌:许多霉菌都具有分解蛋白质的能力。霉菌与细菌相比,霉菌更能利用天然蛋白质。如青霉属、曲霉属、根霉属、毛霉属、木霉属和复端孢属中的许多种。,一 微生物2.分解碳水化合物的微生物 细 菌:能强烈分解淀粉的细菌仅是少数。主要是芽孢杆菌属的细菌,如枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和马铃薯芽孢杆菌。其次是梭状芽孢杆菌属,如淀粉梭状芽孢杆菌。能分解纤维素和半纤维素的细菌仅少数菌株。能分解果胶质的细菌有欧氏植病杆菌属(胡萝卜软腐病欧氏杆菌)、芽孢杆菌属(环状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌)和梭状芽孢杆菌属。绝大多数细菌都具有分解单糖或双糖的能力,某些
5、细菌能利用有机酸和醇类,特别是利用单糖的能力极为普遍。,第二节 微生物引起食品变质的条件一 微生物2.分解碳水化合物的微生物 细 菌:酵母菌:绝大多数酵母菌不能使淀粉分解。但少数特殊的酵母菌能分解多糖,个别酵母能分解果胶如脆壁酵母。大多数酵母菌有利用有机酸的能力。,一 微生物 2.分解碳水化合物的微生物 霉 菌:大多数霉菌都有利用简单碳水化合物的能力。能分解纤维素的霉菌较少。纤维素分解力最强的是木霉属中的绿色木霉。其次曲霉中的黑曲霉、土曲霉、烟曲霉以及青霉中的黄青霉、淡黄青霉等也具有分解纤维素的能力。分解果胶质的霉菌中,活力最强的有黑曲霉、米曲霉、灰绿青霉。其次是蜡叶芽枝霉、大毛霉等。青霉属、
6、曲霉属、毛霉属和镰刀霉属中的许多种都具有利用某些简单有机酸或醇类的能力。,第二节 微生物引起食品变质的条件一 微生物3.分解脂肪的微生物 细 菌:脂肪分解菌是指能产生脂肪酶,使脂肪分解为脂肪酸和甘油的细菌。一般来说,有强烈分解蛋白质能力的需氧菌中的大多数细菌,同时也就是脂肪分解菌。细菌中具有分解脂肪的细菌并不多,主要有假单孢菌属、黄杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、小球菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属。,第二节 微生物引起食品变质的条件一 微生物3.分解脂肪的微生物 酵母菌:能分解脂肪的酵母菌不多,常见的有解脂假丝酵母。霉 菌:能分解脂肪的霉菌比细菌多的多。常见的有黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉
7、、灰绿青霉、脂解毛霉、白地霉和芽枝霉等。,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性1.食品的营养组成 食品除了含有一定的水分外,主要是含有丰富的蛋白质、脂肪、碳化合物、维生素和无机盐等营养成分,而这些成分又都是微生物生长的良好培养基,所以食品一旦被微生物污染,微生物就很容易在其上生长,从而导致食品变质。,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性2.食品的氢离子浓度 食品中氢离子浓度对微生物的生命活动有很大影响。氢离子浓度会影响到菌体细胞膜上电荷的性质。正常细胞膜上的电荷,是有利于某些营养物质的吸收。当微生物细胞膜上的电荷受到食品氢离子浓度的影响而改变后,微生物对某些物质的吸收机能就发生
8、改变,从而影响了细胞正常物质代谢活动。,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性2.食品的氢离子浓度 食品中氢离子浓度也影响原生质生长过程和酶的作用。我们知道,在一定的氢离子浓度下,微生物的酶系统才能发挥最大的催化作用,如果氢离子浓度改变,酶的催化就会减弱或消失,必然影响到微生物正常代谢。各种食品都具有一定的氢离子浓度,动植物食品原料的pH几乎都在7以下,有的可低到2-3。根据食品pH值不同,一般将食品分为酸性食品和非酸性食品。,食品基质特性2.食品的氢离子浓度 酸性食品和非酸性食品 非酸性食品:pH值在4.5以上者称为非酸性食品。酸 性 食 品:pH值在4.5以下者称为酸性食品。从食品原
9、料及其制品来看,几乎所有的蔬菜,乳、肉等动物性食品都属于非酸性食品,而所有的水果都属于酸性食品。由于食品的pH值不同,故引起食品腐败变质的微生物类群也就呈现一定的特殊性。,二 食品基质特性2.食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 我们已经知道,不同种类的微生物都有自己最适生长的pH值范围。大多数细菌最适生长pH值是7.0左右,所以多数非酸性食品适宜各种细菌生长,因而食品的pH值越偏酸性,可以生长的细菌种类就越少,即使细菌能生长,其生长能力也弱。当食品pH值在5.5以下时,一般腐败细菌基本上被抑制,只有少数细菌,如大肠杆菌和一些耐酸细菌(LAB)仍能继续生长。但在酸性食品中,酵母菌和
10、霉菌可以生长。,二 食品的基质特性 2.食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 食品的酸度不同,引起食品腐败变质的微生物的类群就不同。除此之外,微生物在食品中生长也能导致食品的pH值改变。如某些微生物分解食品中的糖类产酸,结果引起食品的pH值下降,某些微生物分解Pr产碱,结果导致食品的pH值出现上升趋势。,微生物生长与食品中pH值的关系 一般情况下,如果糖和蛋白质同时存在时,微生物首先利用糖,对蛋白质的分解就明显减少,这使pH值趋向酸性转化;若糖不足而蛋白质含量丰富时,就会出现较多的Pr被利用而分解,引起pH值向碱性方向转化,当pH值转化到一定限度时,又会对微生物的生长产生抑制作用,
11、微生物的生长就停止了,这样食品中酸碱的积累就不再继续进行。在含有糖和蛋白质的食品中,经常见到的现象是:首先是pH值下降,而后出现上升。,二 食品的基质特性 2.食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 一些腐败细菌生长初期,首先分解的也是糖,当糖被利用而降低到一定程度时,接着就出现了蛋白质被强烈分解,使碱性物质积累,造成pH值上升,这种现象在液体食品中特别明显,在发酵食品制造过程中也可以见到有这种类似的现象,这是在几种微生物同时存在时所引起的。,二 食品的基质特性 2.食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 如在制备腌菜时,初期由于LAB利用菜液中的糖分而产酸,pH值就逐渐下
12、降,直至有大量的酸积累时,由于酸度过高,LAB生长即被抑制。可是一些真菌因具有耐酸的特性,它们并能利用酸性物质而获得生长的机会,这样就造成了pH值逐渐上升,当pH值接近中性时,若原来加入的盐分不足和在其它条件的影响下,还可以出现一些腐败细菌的生长繁殖,最后的结果造成pH值显著向碱性转化。,表 1 各种微生物生长的最适pH值及pH范围 微生 物 种 类 最低pH值 最适pH值 最高pH值 细菌、放线菌 5.0 7.08.0 10.0 酵 母 菌 2.5 3.86.0 8.0 霉 菌 1.5 3.06.0 10.0,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性 3.食品的水分 食品有固体状、半固体
13、状和液体状。它们不论是原料、半成品或成品,都含有一定量的水分,食品中的水分总是以结合水和游离水两种状态存在。微生物在食品上生长繁殖,除需要一定的营养物质外,还必须有足够的水分,微生物能利用的水分是游离水。,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性 3.食品的水分 游离水是一个很好的溶剂,能使食品中的一些物质如糖、盐、AA等溶解。而有些水溶性物质也只有经过微生物酶的转化作用后,才能被微生物吸收。有些不溶性物质,也必须通过微生物酶作用使其转变成小分子的可溶性物质后,才能被微生物吸收,这就说明微生物必须在有游离水存在状况下,才能进行一系列代谢活动,也就是说微生物必须在含有营养物质的水溶液中才能进
14、行生长繁殖。,第二节 微生物引起食品变质的条件食品基质特性 3.食品的水分 另一方面,微生物新陈代谢过程中要不断地向外界排出代谢产物,这种排泄也必须以水作为溶剂,所以游离水的存在是微生物生长所必需的物质之一。故降低食品的水分含量,可以作为控制微生物生长的一项衡量指标(标准)。一般来说,含水分多的食品,微生物容易生长,含水分少的食品,微生物则不易生长,那么食品中含有的水分减少到怎样的程度,微生物就不能生长呢?,二 食品基质特性 3.食品的水分 从细菌方面的情况来看,有些食品的含水量为60%时,细菌就不能生长,而有些食品的含水量则必须降至40%时,细菌才不能生长。这是什么原因呢?这是因为在含有60
15、%水分的食品中,有较多的可溶性物质被溶解在水中,这样势必就会有较多的水分被可溶性物质夺去,微生物可利用的水分因此而减少;在40%水分的食品中,虽然水含量较低,可是可溶性物质也较少,因此微生物可利用的水分降低不多。,二 食品基质特性 3.食品的水分 上述二种不同食品按照重量百分率来计算所含水分量有明显差别,但实际上能被微生物利用的水分浓度却是一致的,正是由于这样的原因,以重量百分率来表示食品中水分含量,并不能确切地反映食品中能被微生物利用的实际含水量,为此采用了水分活性(Aw)值来表示。水分活性值(Aw)Aw值即是食品在密闭容器内的水蒸汽压与在相同温度下的纯水蒸汽压的比值。Aw=P/P0 P0表
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