食品微生物研究生自己整理

食品微生物,Food Microorganisms,个人简介,前言,微生物简介,食品的抑菌与灭菌,HACCP与食品生产,个人简介,姓名：王洋,学历：硕士研究生,专业：食品营养与卫检,毕业院校：山西农业大学,研究课题：不同剂量钙对生长期染铅大鼠免疫损伤的干预机制研究,前言,食,民以食为天，食以安为先。食品安全，关乎每个人的健康和生命。能否保障食品安全，让人吃得健康、吃得安全，对老百姓来说是“天大的事”。,为什么讲食品微生物？,食品食品安全,食品添加剂,世界卫生组织（WHO）： 食品添加剂是有意识地一般以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味、组织结构或贮存性质的非营养物质。,食品添加剂 违法添加物合理、合法 限量、范围,亚硝酸盐,0.2-0.3g即可引起中毒，3g可导致死亡。亚硝酸盐常作为肉制品护色剂、防腐剂，还可增进肉的风味，防止肉毒梭菌的生长并延长肉制品的货架期。,肉毒素是最强的神经麻痹毒素之一1克毒素能杀死400万只小白鼠 1微克就可使成人立刻死亡。,肉毒梭状芽孢杆菌,微生物污染,微生物污染带来的食品安全问题由来已久，从英国的疯牛病、比利时的二恶英事件到日本爆发的0157大肠杆菌集体中毒事件，再到近年来世界范围内爆发的H5N1型禽流感，人们对此给予了越来越多的关注和重视。,什么是食品微生物？,食品微生物：是指与食品相关的微生物的总称。分类：三大类生产型：醋酸杆菌，酵母菌腐败变质型：霉菌，细菌食源性病原微生物：大肠杆菌，肉毒梭状芽孢杆菌,食品微生物,有害微生物,有益微生物,检测方法,活动规律,防止,利用,杀灭,生产,定标,检验,研究内容,应用： 利用有益微生物的作用制造发酵食品; 防止有害微生物污染食品,保证食品安全。,一、微生物简介,1.微生物的概念 微生物（microorganism）是指一类形体微小（小于0.1mm）、结构简单、肉眼看不见它们的个体，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能看清它们的个体的一类微小生物的统称。 从进化的角度看，微生物是比较原始的生物。,生物,非细胞生物,细胞生物,原核生物,真核生物,高等动植物,低等动植物,藻类,真菌类,原生动物,高等藻类,低等藻类,细菌、放线菌、蓝细菌,病毒、噬菌体,2.微生物的分类,3.微生物的特点,个体小，结构简单个体小大肠杆菌(2m0.5m)1500个相当一粒芝麻长比表面积大（面积/体积）与外界环境进行物质、能量和信息的交流迅速。例如：发酵乳糖的细菌一小时可以分解自身体重1千至1万倍的乳糖，被誉为活的化工厂。,分布广，种类多微生物分布广泛，无处不在，但分布的密度不一样， 一般有机质含量多的地方，微生物种类和数量就多，而营养缺乏、条件恶劣的地方就少。微生物种类非常多，表现在微生物的代谢类型多、代谢产物多、微生物总数多等方面。（大肠杆菌（Esherichia coli）能产生2000-3000种不同的蛋白质；目前找到的抗生素超过9000种，其中微生物产生的抗生素占97%）,生长快，易培养微生物生长繁殖速度快，一般细菌在最适合条件下，每20-30min就可繁殖一代。 大肠杆菌在适宜条件下，分裂一次仅需12.5-20min，若20min分离一次，每昼夜可分裂72次，一个细菌的后代数4722366500万亿个，总重约可达4772吨，两天左右为2.21043个，等于4000个地球的重量，但事实上不会如此，尚有许多不利因素微生物易培养，对营养要求不高，培养条件温和，不需要复杂、昂贵的设备。,适应性强，易变异,微生物的适应性强，在“极端环境”下，它们能生存，堪称生物界之最。在深海250，甚至300有耐热的硫细菌；在干燥条件下，芽孢可存在几十到上百上千年；在5-10%的H2SO4中有氧化硫杆菌；青霉和曲霉也能在pH911条件下生长。由于微生物繁殖快，变异几率就大，变异后更有利于适应环境变化。,3.微生物的生长条件,影响微生物生长的外界因素有很多，除了营养条件外，还有温度、水分、pH、氧气等。,温度,温度对微生物的影响具体表现在：酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。细胞膜流动性，温度高，流动性大，有利于营养、代谢物质的运输。物质的溶解度，影响微生物的对营养物质的代谢，进而对生长有影响。,水活度：在相同的温度、压力下，体系中溶液的水的蒸汽压与纯水的蒸汽压之比,即A= p/p0.微生物生长的水活度范围 ： A= 0.63 0.99,各种微生物生长的最低水活度值,水分,脱水（干燥）对微生物的影响: 干燥能引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类等物质浓度提高，从而抑制生长或造成微生物死亡。,温度： 在相同的干燥环境下，温度高，微生物易死亡，而低温只能抑制微生物生长。干燥速度：干燥速度快，微生物不易死亡。基质：在不同基质中对干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、蛋白质等物质时，不易死亡。微生物种类及生长时期：产荚膜菌、细菌的芽孢、真菌的孢子抗干燥性很强；老龄菌比幼龄菌抗性强。,pH值,pH值对微生物生长的影响,绝大多数种类微生物都生活在pH5.09.0之间。影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径。如：酵母菌在pH4.55产乙醇，在pH6.5以上产甘油、酸。环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度，从而影响营养物质吸收。,嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌耐碱微生物：许多链霉菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫杆菌属耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌,不同的微生物最适生长的pH值不同，根据微生物生长的最适pH值，将微生物分为：,一些微生物生长的pH值范围,微生物对环境pH的影响,微生物在生长过程中也会使外界环境的pH值发生改变，原因：由于有机物分解：分解糖类、脂肪等，产生酸性物质，使培养液pH值下降；分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液pH值上升由于无机盐选择性吸收：铵盐吸收 (NH4)2SO4 H2SO4， pH硝酸盐吸收 NaNO3 NaOH， pH,NH4+被吸收,NO3+被吸收,分类：微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群: 专性好氧菌: 好氧菌 微好氧菌： 兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌： 厌氧菌 (专性)厌氧菌：,氧气,渗透压,在高渗溶液中,细胞易失水,脱水后发生质壁分离,生长受抑制或死亡.(盐渍和糖渍保藏食品)在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,甚至导致细胞破裂死亡.,对于一般微生物来说，在含盐5%-30%或含糖30%-80%的高渗条件下可抑制或杀死某些微生物。但各种微生物承受渗透压的能力不同，有些能在高渗条件下生长。,光照,大部分微生物不需要光，少数菌需要光作为能源。但太强或连续长时间照射也会导致微生物死亡（光氧化作用）。光氧化作用：由光引发的氧化反应。一般过程有：(1)化学物种受光激发并失去1个或多个电子；(2)在光的作用下，使一种物质和氧发生反应。,二、常见腐败变质型微生物,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。常见的引起食物中毒的细菌常见的细菌： 致病性大肠杆菌、 沙门氏菌、副溶血性弧菌、葡萄球菌、变形杆菌、肉毒梭状芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、志贺氏菌常见的霉菌： 黄曲霉、 青霉 、麦角菌、禾谷镰刀菌、寄生曲霉,4.1 大肠杆菌,大肠杆菌也是食品中常见的腐败菌，在食品中生长产生特殊的粪臭素。,简介：大肠埃希氏菌（E. coli）通常被称为大肠杆菌，属于革兰氏阴性细菌（G-），周生鞭毛，能运动，无芽孢，能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，几乎占粪便干重的1/3；一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症；国家规定，每升饮用水中大肠杆菌数不应超过3个。,特点：代谢类型是异养兼性厌氧型。热的抵抗力较强，55加热60min或60加热15min仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。抑制：胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用，其对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但易耐药。检测：在培养基培养时无需添加生长因子，向培养基中加入伊红美蓝遇大肠杆菌，菌落呈深紫色，并有金属光泽。,危害：大肠杆菌一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染，某些血清型菌株的致病性强，能引起人类腹泻。肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，腹泻常为自限性，一般2-3天即愈，营养不良者可达数周，也可反复发作。肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死。,日常预防方法 1保持地方及厨房器皿清洁，并把垃圾妥为弃置。2经常修剪指甲，饭前便后应用肥皂洗净双手。3饮用水应采用自来水，并最好煮沸后才饮用。4在食用水果和蔬菜前彻底清洗或者煮熟之后食用，不饮用未经过巴士消毒法的果汁和牛奶，以及未熟透的肉类食品。5易腐坏食物应用盖盖好，存放于冰箱中，生的食物及熟食，应分开处理和存放，避免交叉污染。6食物均匀加热至75摄氏度，便可杀灭大肠杆菌。7如有需要保留吃剩的熟食，应该加以冷藏，并尽快食用，食用前应彻底翻热。8. 体质弱、衰老、出差、旅游等应激状态下，可以补食乳酸菌，预防大肠杆菌的发病。,4.2 沙门氏菌,据统计，在世界各国细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。,简介：沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌，通常存在于生的家禽肉、鸡蛋、牛肉以及未清洗过的水果、蔬菜。有的专对人类致病（副伤寒甲杆菌），有的只对动物致病（猪霍乱杆菌），也有对人和动物都致病（鼠伤寒杆菌）。感染沙门氏菌的人或带菌者的粪便污染食品，可使人发生食物中毒。,特点：沙门氏菌为需氧及兼性厌氧菌，革兰氏阴性肠道杆菌，无芽胞，一般无荚膜，大多有周身鞭毛。营养要求不高，不能发酵乳糖和蔗糖，能发酵葡萄糖、甘露醇、麦芽糖，大多产酸产气，少数只产酸不产气。沙门氏菌属对热抵抗力不强，在6015min可被杀死，在5%的石炭酸中，5min死亡。在水中不易繁殖，但可生存2-3周，冰箱中可生存3-4个月，在自然环境的粪便中可存活1-2个月。沙门氏菌最适繁殖温度为37，在20以上即能大量繁殖，蛋、家禽和肉类产品是沙门氏菌病的主要传播媒介，受感染威胁最大的是小孩、老年人及免疫缺陷个体。,危害：沙门氏菌会导致发烧、腹泻、胃痉挛和头疼等症状，并会持续4-7天时间。鼠伤寒沙门氏菌（生鸡蛋中）几乎可感染一切地上走的或爬的活物，每年有上亿人感染，死亡人数比伤寒沙门氏菌多出一倍，主要是婴幼儿和老人。预防：为了预防沙门氏菌病，人们不应该吃那些生的或者煮的不够熟的鸡蛋、家禽和肉类。未经煮过的肉类应该和农产品、煮过的和即食食品分开存放。,4.3 酵母菌,简介：酵母菌，细胞为圆形，卯圆形，常常形成假菌丝，多数为出芽繁殖，可在缺氧环境中生存，能发酵多种糖类。酵母菌可引起水果、蔬菜发酵，食品工业上常用其进行酿酒和发酵用。特点：酵母菌能在PH值为3.07.5的范围内生长，最适PH值为4.55.0。像细菌一样，酵母菌必须有水才能存活，但酵母所需水分少，某些酵母能在水分极少的环境中生长，如蜂蜜和果酱，这表明它们对渗透压耐受性强。最适生长温度一般在2030。,危害：酵母菌可以在含高浓度糖、盐的基质中生长，因而可引起高糖食品（如果酱、果脯）、高盐食品（酱油）中，引起食品败坏。药用：酵母含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质，医药上将其制成酵母片。（如食母生片，用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。）在酵母培养过程中，如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母，对一些疾病具有一定的疗效。（如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病，并有一定防止细胞衰老的作用；含铬酵母可用于治疗糖尿病等。）,4.4 霉菌,简介：霉菌是丝状真菌的俗称，它们能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。,在固体基质上部分菌丝深入基质吸收养料，称为基质菌丝或营养菌丝；向空中伸展的称气生菌丝，可进一步发育为繁殖菌丝，产生孢子。,危害：霉菌毒素对人和畜禽主要毒性表现在神经和内分泌紊乱、免疫抑制、致癌致畸、肝肾损伤、繁殖障碍等。鸡天生对霉菌毒素敏感，饲料中较低的毒素含量就会造成鸡群大量死亡。,黄曲霉毒素黄曲霉毒素的毒性远远高于氰化物、砷化物和有机农药的毒性。B1毒性最大。当人摄入量大时，可发生急性中毒，出现急性肝炎、出血性坏死、肝细胞脂肪变性和胆管增生。当微量持续摄入，可造成慢性中毒，生长障碍，引起纤维性病变，致使纤维组织增生。AFT的致癌力也居首位，是目前已知最强致癌物之一。,预防： 1.低氧保藏防霉 霉菌多属于需氧微生物，生长繁殖需要氧气，所以瓶(罐)装食品在灭菌后，充以氮气或二氧化碳，加入脱氧剂、将食物夯实，进行脱气处理或加入油封等，都可以造成缺氧环境，防止大多数霉菌繁殖。例如： 酱油：在装酱油的瓶子里滴一层熟豆油或麻油，让酱油与空气隔绝，可防止霉菌繁殖生长。 醋：醋瓶内加入少许芝麻油或熟花生油，使醋与空气隔绝，防止长白膜。 香肠、肉类腌制食品：用棉签蘸上少许菜油或香油，均匀地涂抹在其表面，即可防霉变。 干制食品：干香茹、木耳、笋干、虾米等干货置密封的容器内保存。,2.杀灭霉菌方法对于大多数霉菌，加热至80，持续20min即可杀灭，但黄曲霉毒素耐高温，巴氏消毒(80)都不能破坏其毒性。霉菌抗射线能力较弱，可用放射性同位素放出的射线杀灭霉菌。,消毒是指杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使之达到无害化的处理。灭菌是指杀灭或清除传播媒介上的所有微生物(包括芽胞)，使之达到无菌程度。经过灭菌的物品称“无菌物品”。抑菌抑制微生物生长和繁殖。无菌指没有任何活的微生物存在。事先防范胜于事后检验,三、食品的抑菌与灭菌,1.概念,树立预防微生物意识卫生意识，良好习惯,为什么要洗手？,热杀菌：高温能使微生物的蛋白质和酶变性或凝固(结构改变导致功能丧失)，新陈代谢受到障碍而死亡，从而达到灭菌的目的。在热杀菌中，热可分为湿热与干热两大类。非热杀菌：也叫冷杀菌,指不用热能杀死微生物, 不影响食品营养、质构、色泽和风味的新 型杀菌技术。主要为化学和物理两种方式。,2.食品灭菌方法,（1）干热杀菌 定义：是指由相对湿度在20以下的高热空气导热，对无量进行消毒灭菌。 特点：由于高热空气密度小（抽真空），传热效果较慢，一般繁殖体在干热80-100中经1小时可以杀死，芽胞需160-170经2小时方可杀死。 操作注意事项A.干热灭菌温度超过170,包装灭菌用品的纸张、棉花、布类,会被热空气烤焦，甚至有着火燃烧的危险。B. 操作干热灭菌箱，灭菌后待箱内温度降至50-40以下才能开启柜门，以防炸裂。,常见热杀菌方法,（2）湿热杀菌定义：湿热杀菌是以蒸气、热水为热介质，或直接用蒸汽喷射式加热的杀菌法。特点：湿热消毒灭菌是由空气和水蒸气导热，传热快，穿透力强，湿热灭菌法比干热灭菌法所需温度低、时间短。 常用加热介质及其特点a.蒸汽 易于用管道输送，加热均匀，温度易控制，凝结b.潜热大，但温度不能太高。c.热水 易于用管道输送，加热均匀，加热温度不高d.空气加热温度可达很高，但其密度小、传热系数低e.电加热温度可达很高，温度易于控制，但成本高,(3)高压蒸汽灭菌法定义：是指利用高压和高热释放的潜热进行灭菌，为目前可靠而有效的灭菌方法。适用于耐高温、高压，不怕潮湿的物品,如敷料、手术器械、药品、细菌培养基等。 （潜热：又称相变热，是指当100的水蒸汽变成100水时，释放出2255.2J的热量。）特点：穿透力强，灭菌效果好，可杀灭芽孢；灭菌时间短，耗能小；设备成本高。关键：为热的传导提供良好条件，必须使冷空气从灭菌器中顺利排出。（因为冷空气导热性差，阻