食品微生物课件10

1、2021/2/211 温度 氧气 辐射 物理因素 水份 渗透压 超声波与微波 酸、碱与pH 重金属及其化合物 表面消毒剂 有机化合物（酚类、醇类、醛类） 卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬） 化学因素 染料 抗代谢药物:磺胺类等 化学治疗剂 抗生素 中草药有效成分2021/2/212l防腐防腐(Antisepsis) 是一种抑菌措施。利用一些理化因素使物体内外的微生物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的状态。食品工业中常利用防腐剂防止食品变质,如面包、蛋糕和月饼的防霉剂,酸性食品用苯甲酸钠、山梨酸钾、山梨酸钠防腐、或利用低温、干燥、盐腌和糖渍、高酸度等。l消毒消毒（Disinfecti

2、on） 是指杀死所有病原微生物的措施,可达到防止传染病的目的。例如将物体在100煮沸10分钟或60-70加热30分钟,就可达到杀死病原菌的营养体,但芽孢杀不死。食品加工厂的厂房和加工工具都要进行定期的消毒,严格的操作人员的手也要进行消毒。具有消毒作用的物质称为消毒剂。2021/2/213l灭菌灭菌（Sterilization） 是指用物理或化学因子,使存在于物体中的所有生活微生物,永久性地丧失其生活力,包括耐热的细菌芽孢。这是一种彻底的杀菌方法。l商业灭菌商业灭菌（Commercial sterilization） 这是从商品角度对某些食品所提出的灭菌方法。就是指食品经过杀菌处理后,按照所规定

3、的微生物检验方法,在所检食品中无活的微生物检出,或者仅能检出极少数的非病原微生物,并且它们在食品保藏过程中,是不可能进行生长繁殖的,这种灭菌方法,就叫做商业灭菌。2021/2/214l在食品工业中,常用“杀菌”这个名词,它包括上述所称的灭菌和消毒,如牛奶的杀菌是指消毒;罐藏食品的杀菌,是指商业灭菌。l无菌（Asepsis） 即没有活的微生物存在的意思。例如,发酵工业中菌种制备的无菌操作技术、食品加工中的无菌罐装技术等。l死亡（dead） 是指微生物不可逆的丧失了生长繁殖的能力,即使再放到合适的环境中也不再繁殖。2021/2/215一、物理因素一、物理因素2021/2/2161、温度生长速度温度

4、停止生长致死最低最高最适最高温度 最低温度 最适温度最适温度 最低温度最低温度: :微生物能生长的温度低限微生物能生长的温度低限 最适温度最适温度: :微生物生长繁殖速度最快的温度微生物生长繁殖速度最快的温度 最高温度最高温度: :微生物能生长的温度高限微生物能生长的温度高限 2021/2/2171）嗜冷微生物（低温微生物） 酶系在低温下仍能起催化作用 细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍具有通透性。嗜冷机制嗜冷机制: :2021/2/218绝 大部分细菌都属于这一类。2021/2/219嗜热微生物的嗜热机制细胞内的酶系具强抗热性细胞内的酶系具强抗热性 产生的多胺产生的多胺, ,热亚胺和高温精

5、胺物质对蛋白质等组热亚胺和高温精胺物质对蛋白质等组织结构具有保护作用。织结构具有保护作用。核酸也具有热稳定性的保护结构。核酸也具有热稳定性的保护结构。 细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸, ,使膜具有稳定性。使膜具有稳定性。 2021/2/2110低温对微生物的影响代谢降低 生长繁殖停滞 仍然存活 常在低温下对菌种和食品保藏。2021/2/21112 2、水活度、水活度（一）水活度的概念（一）水活度的概念 AW=P/PO 式中式中: P : P 一定温度下基质环境的水蒸汽压一定温度下基质环境的水蒸汽压 Po Po 相同温度下纯水的水蒸汽压相同温度下纯水

6、的水蒸汽压 （二）适合在不同水活度下生长的微生物（二）适合在不同水活度下生长的微生物 类型类型 最低生长最低生长a aWW 最适生长最适生长a aWW 干生性微生物干生性微生物 中生性微生物中生性微生物 湿生性微生物湿生性微生物 0.800.80以下以下 0.800.800.90 0.90 0.90 0.90 0.950.950.98 0.98 0.980.981.00 1.00 1.00 1.00 2021/2/2112嗜高渗微生物嗜高渗微生物: :只能在高渗溶液中生长的微生物。只能在高渗溶液中生长的微生物。耐高渗微生物耐高渗微生物: :能够忍耐高渗环境能够忍耐高渗环境, ,并在高渗环境中并

7、在高渗环境中 生长离开了高渗环境仍然能够生长的生长离开了高渗环境仍然能够生长的 微生物。微生物。 嗜盐微生物嗜盐微生物: :需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才 能生长的微生物。能生长的微生物。 温和嗜盐微生物温和嗜盐微生物: :仅需要在含大约仅需要在含大约3%3%氯化钠的介质氯化钠的介质 中生长中生长, ,如很多海洋细菌。如很多海洋细菌。极端嗜盐微生物极端嗜盐微生物: :需要在需要在9%9%甚至饱和氯化钠溶液甚至饱和氯化钠溶液 中生长中生长, ,如某些古生菌如某些古生菌, ,通常可在通常可在 饱和盐池中发现它们的踪影。饱和盐池中发现它们的踪影。 2021/2/2113

8、l水分约占微生物细胞组成的70-85%,环境中缺水时（干燥的环境）引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类浓度的增高,抑制微生物的生长,甚至造成微生物的死亡。l干燥对微生物的作用受环境温度、失水速度、菌龄、微生物所处基质等条件的影响。l干燥用于食品保藏的方法可分为两类,即自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）和人工干燥（常压干燥如热风、喷雾、冻结、微波等;真空干燥如真空和冷冻真空干燥）2021/2/2114微生物生长与渗透压的关系（高渗透压、低渗透压对微生物生长的影响）根据微生物对高渗透压耐性的不同,将其分为以下三类: 高度嗜盐细菌（20-30%食盐溶液中生长） 嗜盐细菌 中等嗜盐细菌（5-18%的食盐溶

9、液中生长） 低等嗜盐细菌（2-5%的食盐溶液中生长） 耐盐细菌（可在10%以下的食盐溶液中生长） 耐糖细菌（可在60%以下的含糖高渗溶液中生长） * 普通微生物一般在0.85-0.90的食盐溶液中生长2021/2/2115 微生物的生长对氧化还原电位有一定的要求。一般的需氧微生物Eh值在0.1以上可以生长,在0.30.4为合适,厌氧微生物只能在0.1以下生长,兼性厌氧微生物对其要求相对广泛。2021/2/2116 是一种机械的作用因素是一种机械的作用因素, ,每秒超过每秒超过2 2万万次振动的声波即为超声波。常用的超声次振动的声波即为超声波。常用的超声波发生器能产生波发生器能产生20-1002

10、0-100千赫的声波。可千赫的声波。可使细菌细胞壁裂解而死亡。使细菌细胞壁裂解而死亡。2021/2/2117 不同波长的射线对微生物的作用不同,可见光部分（400-800纳米）往往能被某些光合微生物所利用,而波长较短的紫外线（13.6-400纳米）、X-射线（0.06-13.6纳米）、r-射线（0.01-0.14纳米）均可抑制甚至杀死微生物。尤其是r-射线因作用距离较远、穿透力较强常用于食品杀菌保藏。l物理杀菌:一类新的冷杀菌技术,它在克服热杀菌不足之处的基础上,运用物理手段如电场、高压、电子、光等的单一或两种以上的共同作用,在低温或常温下达到杀菌的目的。这种方法不须向食品中加入化学物质,不会

11、使菌体产生抗性,且条件易于控制,在保持食品自然风味的基础上,杀菌效果明显。常用的物理杀菌的方法有超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、半导体光催化杀菌,辐射杀菌2021/2/21181 1、紫外辐射、紫外辐射 260nm260nm波长是生物核酸的最大吸收波长是生物核酸的最大吸收波长波长, ,杀菌力最强杀菌力最强 。 光复活作用光复活作用: :可见光激活微生物的光可见光激活微生物的光复活酶并修复复活酶并修复DNADNA辐射损伤的现象辐射损伤的现象 。 紫外灯紫外灯: :实验室常用实验室常用4060W4060W无臭氧无臭氧灯灯 2021/2/2119 2 2、电离辐射、电离辐射 种类种类: :X X射

12、线、射线、射线、高能电子束射线、高能电子束 单位单位: :居里（辐射源强度）居里（辐射源强度） 伦琴（辐射源强度）伦琴（辐射源强度） 拉德（吸收剂量拉德（吸收剂量: :100100尔格尔格/g/g） 目前的法定表示单位目前的法定表示单位: : GyGy或或KGy KGy 1Gy =100 rads 1Gy =100 rads 2021/2/2120l 微波是一种高频电磁波,当它在介质内部起作用时,水、蛋白质、脂肪、碳水化合物等极性分子受到交变电场的作用而剧烈振荡,引起强烈的摩擦而产生热,这就是微波的介电感应加热效应。 2021/2/2121l 所谓高压杀菌是指将食品放入液体介质中,加100MP

13、a1000MPa的压力作用一段时间后,如同加热一样,杀灭食品中的微生物的过程。 2021/2/2122 高压灭菌高压灭菌避免了热处理而出现的影响食品品质的各种弊端,保持了食品的原有风味、色泽和营养价值。由于是液体介质的瞬间压缩过程,灭菌均匀,无污染,操作安全,且较加热法耗能低,减少环境污染。 高压灭菌的优点高压灭菌的优点:2021/2/2123根据控制作用的效果分类根据控制作用的效果分类: :灭菌（灭菌（sterilizationsterilization）: : 凡是能够杀死或消除材料或物凡是能够杀死或消除材料或物体上全部微生物的方法体上全部微生物的方法; ;消毒消毒(disinfectio

14、n):(disinfection): 能够杀死、消除或降低材料或物能够杀死、消除或降低材料或物体上的病原微生物体上的病原微生物, ,使之不致引起疾病的方法使之不致引起疾病的方法; ;防腐防腐(antisepsis):(antisepsis): 能够防止或抑制微生物生长能够防止或抑制微生物生长, ,但不能但不能杀死微生物群体的方法。杀死微生物群体的方法。根据控制作用原理、方式和方法分类根据控制作用原理、方式和方法分类: :物理控制方法物理控制方法化学控制方法化学控制方法二、微生物生长的控制微生物生长的控制 2021/2/21242021/2/21251 1、物理控制方法、物理控制方法1 1） 高

15、温灭菌高温灭菌 v 干热灭菌干热灭菌:150:1500 0C C1701700 0C C下处理下处理1-21-2小时。小时。 适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。 优点优点: :可保持物品的干燥可保持物品的干燥v火焰灭菌（灼烧灭菌）火焰灭菌（灼烧灭菌）: :常用于金属接种工具、污常用于金属接种工具、污染物品及实验材料等废弃物的处理。染物品及实验材料等废弃物的处理。 （1 1）干热灭菌法）干热灭菌法2021/2/2126湿热灭菌是湿热灭菌是利用热蒸汽利用热蒸汽灭菌。灭菌。2.2.湿热灭菌湿热灭菌 在相同温在相同温度下度下,湿热的湿热的效力比干热效力

16、比干热灭菌好。灭菌好。2021/2/2127热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强 热蒸汽比热空气穿透力强热蒸汽比热空气穿透力强 蒸汽潜热大蒸汽潜热大,当气体转变为液体时可放出大量热量当气体转变为液体时可放出大量热量,故可迅速故可迅速提高灭菌物体的温度。提高灭菌物体的温度。2021/2/2128v 煮沸消毒煮沸消毒: :水水,100,1000 0C C处理处理15min15min以上。以上。v 高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌(autoclave):(autoclave): 应用最广泛的应用最广泛的灭菌方法。将待灭菌的微生物放置在有少量水灭菌方法。将待灭菌的微生物放置在有少量水的

17、加压蒸汽灭菌锅内。将锅内的水加热煮沸的加压蒸汽灭菌锅内。将锅内的水加热煮沸, ,并将其中的空气彻底驱尽后将锅封闭。再持续并将其中的空气彻底驱尽后将锅封闭。再持续加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升, ,从而使温从而使温度达度达1001000 0C C以上。以上。2 2、湿热灭菌、湿热灭菌煮沸消毒、高压蒸汽灭菌、间歇加热灭菌、煮沸消毒、高压蒸汽灭菌、间歇加热灭菌、巴氏消毒、实罐灭菌巴氏消毒、实罐灭菌2021/2/2129 为达到良好的灭菌效果为达到良好的灭菌效果, ,一般要求温度应一般要求温度应达到达到1211210 0C C（压力为（压力为1kg/cm1kg/cm2 2

18、或或1515磅磅/ /平方英平方英寸）寸）, , 时间维持时间维持15152020分钟分钟, ,也可采取较低也可采取较低温度（温度（1151150 0C,C,压力为压力为0.7kg/cm0.7kg/cm2 2或或1010磅磅/ /平方平方英寸）维持英寸）维持3535分钟的方法。使用于一切微分钟的方法。使用于一切微生物学实验生物学实验, ,医疗结构或发酵工厂中对培养医疗结构或发酵工厂中对培养基等多种器材、物料的灭菌。基等多种器材、物料的灭菌。2021/2/2130 该法不是利用高压来杀死微生物该法不是利用高压来杀死微生物, ,而是而是利用提高压力使水的沸点升高利用提高压力使水的沸点升高, ,以提

19、高水蒸以提高水蒸汽的温度汽的温度, ,更加有效地杀灭微生物。更加有效地杀灭微生物。 2021/2/2131v 巴氏消毒法巴氏消毒法(pasteurization):(pasteurization): 低温消毒法低温消毒法, ,一一般在般在 63630 0C ,30minC ,30min或或 72720 0C ,15minC ,15min。用于牛奶。用于牛奶, ,啤酒啤酒, ,果酒果酒, ,酱油等不能进行高温灭菌的液体。酱油等不能进行高温灭菌的液体。 常杀死常杀死其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等等, ,同时又不同时又不 损害营养与风味。损害营养与风味。v 间隙灭

20、菌法间隙灭菌法:用流通蒸汽反复多次处理的灭菌法。用流通蒸汽反复多次处理的灭菌法。2021/2/21322 2）低温抑菌）低温抑菌低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制抑制,但不能杀死微生物。但不能杀死微生物。1 1冷藏法冷藏法可以将新鲜食物放置在可以将新鲜食物放置在55保存（通常冰箱冷保存（通常冰箱冷藏室的温度）藏室的温度）, ,防止腐败。然而贮藏只能维持几防止腐败。然而贮藏只能维持几天天, ,因为低温条件下有些耐冷微生物仍能够缓慢因为低温条件下有些耐冷微生物仍能够缓慢生长生长, ,最终造成食品腐败。最终造成食品腐败。2 2冷冻法冷冻法家庭或食品工

21、业中采用家庭或食品工业中采用-10-10至至-20-20左右的冷冻左右的冷冻温度温度, ,使食品冷冻成固态加以保存使食品冷冻成固态加以保存, ,在此条件下在此条件下, ,微生物基本上不再生长微生物基本上不再生长, ,因而可以比冷藏法更长因而可以比冷藏法更长时间地保存食品。时间地保存食品。2021/2/21333 3）干燥和高渗抑菌）干燥和高渗抑菌干燥或调节溶液渗透压都是通过降低微生物可干燥或调节溶液渗透压都是通过降低微生物可利用水的数量或活度而抑制微生物的生长。利用水的数量或活度而抑制微生物的生长。1.干燥干燥是使物品或培养物脱水的方法。干燥并不一定杀死微生物,但因使细胞造成代谢停止而抑制微生

22、物生长,有时也可引起某些微生物细胞的死亡。不同微生物种类对干燥的敏感性:淋病球菌 对干燥敏感 几小时便死亡结核分支杆菌 耐干燥 10020min仍能生存链球菌 耐干燥 保存几年而不丧失致病性休眠孢子 抗干燥能力强 在干燥条件下可长期不死2.渗透压增加渗透压是另一种通过限制微生物可利用水而控制其生长的方法。高渗环境中,水从细胞中流出,使细胞脱水。像盐腌制咸肉或咸鱼,糖浸果脯或蜜饯等均是这一方法在食品保存中的应用。2021/2/21344 4）辐射杀菌）辐射杀菌有四种类型的辐射作用有四种类型的辐射作用: : 紫外光、电离辐射、某紫外光、电离辐射、某种条件下的强可见光、微波等种条件下的强可见光、微波

23、等, ,可用作控制微生物可用作控制微生物的生长和保存食品。的生长和保存食品。波长图谱波长图谱2021/2/2135（1 1）紫外光）紫外光 200200300nm300nm范围的紫外光杀菌作用最好。范围的紫外光杀菌作用最好。 杀菌作用机制杀菌作用机制: :使蛋白质（约使蛋白质（约280nm280nm）和核酸）和核酸（约（约260nm260nm）吸收变性失活）吸收变性失活; ;也可产生有毒的光也可产生有毒的光化学产物化学产物- -自由基自由基, ,结合到结合到DNADNA、RNARNA和蛋白质分和蛋白质分子上子上, ,干扰细胞的代谢过程。干扰细胞的代谢过程。 紫外光穿透能力很差紫外光穿透能力很差, ,不能穿过玻璃、衣物、纸不能穿过玻璃、衣物、纸张或大多数其他物体张或大多数其他物体, ,但能够在空气中传播但能够在空气中传播, ,因而因而常用于消毒而不是灭菌。常用于消毒而不是灭菌。 主要用作物体表面或室内空气的杀菌。也有采主要用作物体表面或室内空气的杀菌。也有采用特殊的紫外光辐射装置替代加热或漂白粉处理用特殊的紫外光辐射装置替代加热或漂白粉处理方法消毒像饮用水等液体。方法消毒像饮用水等液体。2021/2/2136（2 2）电离辐射）电离辐射 主要使用主要使用X X射线和射线和射线。当射线。当X X射线或射线或射线撞射线撞击分子时击分子时, ,形成离子和自由基分子形成离子和自由