营养与食品卫生学课件：食品的生物性污染及其预防

1、食品的生物性污染及其预防 12022/9/22内容概述食品腐败变质霉菌与霉菌毒素2022/9/222概 述定义：食品污染（food contamination）是指有毒有害物质在食品的种植、养殖、生产、加工、贮存、运输、销售、烹调直至餐桌的各个环节中，进入到食物中，造成食品的营养和或感官性状发生改变，并可能对人体健康造成危害。2022/9/223食品污染分类生物性污染指微生物、寄生虫、昆虫等生物对食品的污染化学性污染有害化学物质、范围广、情况复杂物理性污染非化学性物质、来源多2022/9/224食品微生物污染的特点丰富的微生物所需的营养物质本身含有多种酶比空气、水或甚至土壤中，微生物反应更剧烈

2、和迅速微生物生态学具有明显的独立性和复杂性2022/9/2252022/9/22微生物污染的途径原材料 采收、破损处、运输（未加工原料）加工过程 环境污染、交叉污染、人员污染贮藏过程 储存环境与条件很重要运输和销售过程 运输工具、食品包装、销售用具、从业人员食品消费 存放条件、消费时间、烹调用具6食品中微生物生长的条件食品的基本特性 营养成分 水分 pH值 渗透压 食品的环境条件 温度气体湿度等 外 因内 因2022/9/227污染食品微生物的分类直接致病微生物：包括致病性细菌、人畜共患传染病病原菌和病毒、产毒霉菌和毒素等。相对致病微生物：一定特殊条件下可以食品作媒介引起人类感染性疾病或食物中

3、毒非致病性微生物：包括非致病菌、不产毒霉菌以及常见酵母等；引起食品腐败变质和卫生质量下降的主要原因2022/9/2281.假单胞菌属：典型腐败菌 多见于冷冻食品2.微球菌属、葡萄球菌属 肉蛋水产多见3.芽胞杆菌与梭菌属 罐头食品腐败菌4.肠杆菌科各属 水产、肉蛋腐败菌5.弧菌属与黄杆菌属 水产品腐败菌6.嗜盐菌 盐腌制品7.乳杆菌属 乳制品中产酸酸败2022/9/22常见食品中的污染细菌9反应食品细菌污染的指标细菌菌相细菌总数大肠菌群肠道致病菌2022/9/2210细菌菌相定义共存于食品中的细菌种类及其相对数量的构成称为食品的细菌菌相 食品卫生学意义食品的理化性质及其所处的环境条件往往可预测污

4、染食品的菌相检验食品细菌菌相又可对食品腐败变质的程度及特征进行估计 2022/9/22112022/9/22食品的细菌总数：是指被检样品的单位质量（g）、体积（mL）或表面积内（cm2）所含的细菌数。以个/g，个/ml，或个/cm2表示方法：严格规定的条件下，样品用培养皿培养，使适应培养条件的每个活菌必须而且只能生成一个肉眼可见的菌落，结果称为食品的菌落总数，以菌落形成单位（colony forming unit CFU）表示细菌总数的检验12菌落总数食品卫生学意义食品的污染状况食品对人体健康的危害程度食品清洁状态标志预测食品耐藏性了解细菌在食品中的繁殖动态2022/9/22132022/9/

5、22 大肠菌值一般用每100ml或100g食品中的可能数来表示，简称大肠菌群最近似数(maximum probable number MPN)食品卫生学意义食品曾受到人与温血动物粪便污染肠道致病菌污染食品的指示菌大 肠 菌 群14大肠菌群 什么是大肠菌群？指一群需氧及兼性厌氧，在37能分解乳糖产酸、产气的革兰氏染色阴性无芽胞杆菌大肠菌群的组成:埃希氏菌属柠檬酸杆菌属产气克雷伯氏菌属阴沟肠杆菌属2022/9/2215表1 常见肠道致病菌及致病性属种致病性埃希氏菌属大肠埃希氏菌 肠道外感染， 急性腹泻 枸橼酸杆菌属 弗劳地氏枸橼酸杆菌 条件致病菌，引起继发性感染克雷伯氏菌属 肺炎克雷伯氏菌 肺炎，

6、泌尿系、创伤感染 、败血症等 阴沟肠杆菌 产气杆菌 很少引起原发性感染2022/9/22162022/9/22在粪便中数量最大；温血动物肠道的优势菌在外环境中存活的时间与肠道致病菌大体相同对杀菌剂的抵抗力与肠道致病菌一致检测方法简便容易灵敏度高，0.001mg/kg即可检出大 肠 菌 群 特 点17大肠菌群的测定意义判断食品中否受到粪便污染有利于控制肠道传染病的发生和流行有利于控制食品在生产加工、运输、保存等过程中的卫生状况2022/9/22182022/9/22在伊红美蓝琼脂（EMB) 上的典型菌落：呈深紫黑色，圆形，稍凸起，边缘整齐，表面光滑，常有金属光泽在麦康凯琼脂上的典型菌落：呈桃红色

7、、圆形，扁平，光滑湿润大肠菌群的培养特性19大肠杆菌检测过程大肠杆菌阴性检样稀释处理EMB等革兰氏染色乳糖发酵管革兰氏阴性无芽胞产气革兰氏阳性大肠杆菌阴性报告不产气乳糖胆盐发酵管产气不产气大肠杆菌阴性报告报告报告大肠杆菌阳性2022/9/22202022/9/22判别污染时间典型大肠杆菌近期受到 粪便的污染非典型大肠杆菌陈旧污染212022/9/22肠道致病菌的检验沙门氏菌属志贺氏菌属金黄色葡萄球菌22食品的腐败变质食品腐败变质（foodspoilage）食品在微生物为主的各种因素作用下，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程原因和条件食品本身的组成和性质

8、微生物 环境因素 2022/9/22232022/9/22蛋白质腐败变质分解 蛋白质 多肽 氨基酸 胺类 氨甲基 一甲胺、二甲胺、三甲胺 蛋白质分解产物大都具有挥发性，并有臭味脱羧酶 脱氨基酶酶腐败变质过程242022/9/22蛋白质腐败变质分解富含蛋白质的食品如肉、鱼、蛋和大豆制品等的腐败变质，主要以蛋白质的分解为其特征氨基酸在相应酶的作用下，进一步分解成有机胺、硫化氢、硫醇、 吲哚、粪臭素和醛等物质，具有恶臭味蛋白质分解后所产生的胺类是碱性含氮化合物，具有挥发性252022/9/22蛋白质腐败变质指标挥发性盐基总氮（TVBN）指肉鱼样品水浸液在弱碱性下能与水蒸气一起蒸馏出的总氮量已列入我国

9、食品卫生标准二甲胺与三甲胺主要适用于鱼虾等水产品季胺类含氮物经微生物还原产生262022/9/22蛋白质腐败变质指标K值指ATP分解的肌酐（HxR）和次黄嘌呤（Hx）低级产物占ATP系列分解产物ATP+AMP+ HxR+ Hx的百分比特别适用于鉴定鱼类鲜度判定食品鲜度早期变化的酶分解产物指标小于20%，说明鱼体绝对新鲜；大于40%，鱼体开始有腐败迹象272022/9/22碳水化合物的分解 碳水化合物分解通常称为酵解粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品，含有较多的碳水化合物在微生物或动植物组织中酶的作用下，经过产生醇、酸、醛、酮等一系列变化，最后分解成二氧化碳和水主要变化是酸度升高，也可伴有其它产物所

10、特有的气味28碳水化合物的分解单糖类、寡糖类和淀粉等 微生物酶或动植物组织酶温 度醇、醛、羧酸、酮、CO2、H2O2022/9/22292022/9/22脂肪的酸败 酸败是由空气中的氧、水分或微生物作用引起 自身氧化：油脂中不饱脂肪酸的双键部分受到空气中氧的作用，氧化成过氧化物，后者继续分解或进一步氧化，产生有臭味的低级醛或羧酸光、热或湿气都可以加速油脂的酸败302022/9/22脂肪的酸败脂肪酸进一步分解生成过氧化物和氧化物，随之产生具有特殊刺激气味的酮和醛等酸败产物，即所谓哈喇味酸价和过氧化值是鉴定油脂酸败的判定指标酸价（acid value, AV）：中和1g油脂中游离脂肪酸所需KOH

11、毫克数。过氧化值（peroxide value, POV）：指油脂中不饱和脂肪酸被氧化形成过氧化物的量，一般以100g（或1kg）被测油脂使碘化钾析出碘的克数表示。312022/9/22腐败变质的影响因素微生物：种类和数量食品特征食品组成pH值水分和渗透压等环境因素温度氧湿度时间（Time）32引起腐败变质的细菌假单孢菌属革兰氏阴性，典型腐败细菌，肉鱼易繁殖、冷冻食品微球菌属和葡萄球菌属革兰氏阳性，肉、水产品和蛋品常见，有的致变色芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属前者需氧或兼性厌氧，后者厌氧，罐头食品肠杆菌科各属革兰氏阴性，肉、水产品和蛋品常见，沙雷菌属尤与鱼和牛肉腐败有关2022/9/2233引起腐

12、败变质的细菌弧菌属和黄杆菌属革兰氏阴性，主要来自海水或淡水，低温或5%食盐中可生长，鱼类产品，黄杆菌属可生成色素嗜盐杆菌属和嗜盐球菌属革兰氏阴性，12%食盐以上可生长，咸鱼类，呈红色素乳杆菌属 革兰氏阳性杆菌，乳品中多见，乳品变酸2022/9/2234食品的特性营养成分基质条件 氢离子浓度（pH值）水分渗透压完整性酶2022/9/2235部分食品的典型pH值pH范围 食 品 pH低酸（pH7.0-5.5）鲜奶切达奶酪培根红肉火腿蔬菜罐头禽肉鱼类虾类马铃薯大米面包6.3-6.55.95.6-6.65.4-6.25.9-6.15.4-6.45.6-6.46.6-6.86.8-7.05.6-6.26

13、.0-6.75.3-5.82022/9/2236部分食品的典型pH值pH范围 食 品 pH中酸（ pH5.5-4.5 ）发酵蔬菜乡村奶酪香蕉青豆3.9-5.14.54.5-5.24.6-5.5酸（ pH4.5-3.7 ）蛋黄酱蕃茄3.0-4.14.0高酸（ pH3.7）泡菜罐头柠檬类水果苹果3.5-3.93.0-3.52.9-3.32022/9/2237食品水分游离水 （自由水）：指细胞间的水，它在组织间可以循环移动，在食物中形成汁液，当压榨或切断食品时，游离水可以分离出来，加热至水的沸点时，该游离水容易被蒸发脱出结合水：是含于细胞内原生质的水、压榨、加热均不受影响2022/9/2238食品的

14、水分活性能供微生物利用的那部分水称水分活性（water activity）指在同一条件下（温度、湿度、压力等）下，食品水分蒸气压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比公式：Aw=P/P0=n1/(n1+n2)n1和n2分别为溶媒和溶质的克分子数；p和p0分别为溶液的蒸气压和纯溶媒的蒸气压2022/9/22392022/9/22大多数微生物在低渗情况下生长，不能在高渗情况下生长高渗低渗食品中形成渗透压的物质：糖分、食盐渗透压402022/9/22分类嗜盐菌细菌高度嗜盐菌：20-30%，盐杆菌属和小球菌属中少部分菌种中度嗜盐菌：5-10%，假单胞菌属和弧菌属等中的部分菌种，盐脱氮小球菌和腌肉弧菌低度嗜盐菌

15、：2-5%，假单胞菌属和黄杆菌属等中的部分菌种耐糖细菌能在高度含糖食品中生长少数菌种肠膜状明串珠菌41环境因素 温度直接影响微生物生长、繁殖湿度水活性、pH值、渗透性等空气氧，活性强2022/9/2242细菌的耐热性 细菌种类最低生长温度最适生长温度最高生长温度嗜热菌304050707090嗜温菌51530454555低温菌-5525303035嗜冷菌-10-5121515252022/9/2243食品腐败变质的鉴定指标 感官鉴定 通过视觉、嗅觉、触觉、味觉、组织形态对食品卫生质量的鉴定化学鉴定 （1）挥发性盐基总氮（2）二、三甲胺（3）组胺（4）K值（5）pH的变化（6）过氧化值和酸价 20

16、22/9/2244食品腐败变质的鉴定指标 物理指标 食品浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点、黏度等微生物检验 菌落总数和大肠菌群 2022/9/2245食品腐败变质的卫生学意义感官性状发生改变营养成分分解，营养价值严重降低增加了致病菌和产毒霉菌等存在的机会，可引起人体不良反应或食物中毒 2022/9/2246食品腐败变质的处理原则必须以确保人体健康为原则其次也要考虑具体情况 2022/9/22472022/9/221、预防微生物污染：从食品原料到食用的整个食品链过程注意防止微生物的污染。注意企业环境卫生: 空气过滤减少生产过程的污染: 自动化注意食品储存卫生: 低温、干燥防止销售过程污染:

17、销售保质期食品从业人员卫生: 勤洗澡、洗头、剪指甲食品腐败变质的预防措施482022/9/222、除去和杀灭微生物微生物去除：洗涤、过滤杀灭微生物的措施A.热处理杀菌效果： F值 D值，Dr 一定数量90%杀死温度一定，121同一温度下D值越大，所试细菌的耐热性越强492022/9/22高压蒸汽灭菌法：一般在0.1MPa蒸汽压（对应温度为121.0）下处理1530min煮沸消毒法：100 保持15-20min巴氏消毒法：将待消毒的液体食品在6365下保持30min 超高温瞬时灭菌法（UHT）：137.8 加热2s微波杀菌：国际规定食品工业用915 MHz和2450 MHz两种频率50B.辐射灭

18、菌 原理：用60Co (137Cs)产生的射线以及电子加速器产生的10兆电子伏（Mev）以下的电子束照射食品，使食品中微生物失活或者代谢活动减慢，达到食品保鲜及长期保存的目的 。2022/9/2251优点：食品营养素损失少灭菌防腐，确保食品食用安全，减少化学熏染及添加 剂，延长货架寿命可用于减少谷物，调料，干果，新鲜水果和蔬菜的虫害和侵袭 抑制根茎薯类发芽， 延迟收割期后水果的成熟 停止肉和鱼中寄生虫传染病的活动， 延长家禽，肉，鱼，贝类等的货架寿命操作方便缺点：引起辐照食品的物理、化学变化和生物变化，从而影响食品的营养价值和感官特性 2022/9/2252辐照与食品质量营养素的损失与其它方法

19、类似辐照食品在常规剂量下不产生感生射线10 KGY以下剂量辐照的食品，经动物试验与 人体观察结果都是安全的，未发现辐照食品产生任何毒性物质辐照食品本身不存在放射性污染问题，但10 KGY以上剂量辐照，食品可产生感官性质变化，出 现所谓辐照嗅2022/9/22532022/9/22控制微生物繁殖速度的措施降低食品水分含量：又叫脱水，日晒、阴干、喷雾干燥、热风干燥、接触干燥、减压干燥、辐射干燥、真空冷冻干燥降低食品的储藏温度：冷藏（-2-15）、冷冻（-18 ）；速冻技术-快速冷冻提高食品渗透压：盐腌（8-10%）和糖渍（60-65%）化学防腐：防腐剂、酸渍、熏制生物防腐：发酵作用降低酸度54霉菌

20、与霉菌毒素对食品的污染及其预防 2022/9/2255内 容概述重要霉菌和霉菌毒素预防措施2022/9/2256霉菌（molds）不是生物学分类名称，而只是指一部份菌丝体比较发达而且没有较大子实体的真菌全世界每年有2的谷物因霉菌而不能食用毒素致人畜中毒或癌症霉菌的种类在自然界分布极广，约有45000种目前已知霉菌毒素约200种2022/9/2257主要产毒霉菌曲霉菌属：黄曲霉、赭曲霉、杂色曲霉、烟曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉等青霉菌属：岛青霉、桔青霉、黄绿青霉、扩展青霉、圆弧青霉、皱褶青霉和荨麻青霉等镰刀菌属: 禾谷镰刀菌、梨孢镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、粉红镰刀菌等其它菌属：绿

21、色木霉、漆斑菌属、黑色葡萄状穗霉等2022/9/2258霉菌产毒条件基质：不同霉菌易于在不同食品生长水分：Aw0.7 ，霉菌不能生长温度：大部分霉菌繁殖适宜温度为2530湿度：相对湿度70% ，霉菌不能生长通风情况：大部分霉菌繁殖和产毒需氧2022/9/2259霉菌产毒的特点 霉菌产毒只限于少数的产毒霉菌，而产毒菌种中也只有一部分菌株产毒同一产毒菌株的产毒能力有可变性和易变性产毒菌种所产生的霉菌毒素不具有严格的专一性2022/9/2260主要霉菌毒素按产生来源命名常见毒素：黄曲霉毒素、镰刀菌毒素（单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、伏马菌素 、丁烯酸内酯）、赭曲霉毒素、展青霉毒素等其它毒素：杂色

22、曲霉素、岛青霉素、黄天精、环氯素、桔青霉素、皱褶青霉素、青霉酸等2022/9/2261黄曲霉毒素（aflatoxin，AF或AFT） 主要是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物黄曲霉生长产毒的温度范围是1242，最适产毒温度为2533，最适Aw值为0.930.98 约20种，重要的有6种（B1、M1 、 G1 、B2 、M2、G2）AF污染可发生在多种食品上，其中以玉米、花生和棉籽油最易受到污染，其次是稻谷、小麦、大麦、豆类等 2022/9/2262图 1 几种常见黄曲霉毒素的结构式 毒性顺序：B1 M1 G1 B2 M2 G2 2022/9/2263毒性 肝脏作为主要的靶器官急性毒性：AF是一种剧毒物

23、质，雏鸭和幼龄鲑鱼最敏感，其次是鼠类和其他动物慢性毒性：主要表现为动物生长障碍，肝脏出现亚急性和慢性损害致癌性（IARC 1类，INTERNATIONAL AGENCY FOR RESEARCH ON CANCER）：黄曲霉毒素是目前发现的较强致癌物，可诱发原发性肝细胞肝癌其他器官肿瘤：胃肿瘤、纤维瘤、肾小管腺瘤、泪腺癌等2022/9/2264AFB1代谢途径与代谢产物 2022/9/2265镰刀菌毒素 单端孢霉烯族化合物玉米赤霉烯酮伏马菌素 丁烯酸内酯2022/9/2266单端孢霉烯族化合物（tricothecenes） 一组由某些镰刀菌种（拟枝孢镰刀菌和禾谷镰刀菌等）产生有毒代谢产物从真菌

24、培养物及植物中已经分离得到148种根据相似的功能团分为A、B、C、D四型化学性质稳定主要污染谷物和玉米等DONT-2毒素2022/9/2267单端孢霉烯族化合物（tricothecenes） 1.T-2毒素（A型）认为是食物中毒性白细胞缺乏症（ATA）的病原物质可损害动物造血器官2.二醋酸藨草镰刀菌烯醇（DAS）（A型）毒性与T-2毒素相似2022/9/2268单端孢霉烯族化合物（tricothecenes） 3.雪腐镰刀菌烯醇(NIV)与镰刀菌烯酮-X（B型）可引起人的恶心、呕吐、头痛、疲倦等症状，也可引起小鼠体重下降、肌肉张力下降及腹泻等。4.脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)（B型）也称致呕毒

25、素（vomitoxin）是赤霉病麦中毒的主要病原物质“迷神麦”和“醉谷病”对生长较快的细胞如胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞、脾细胞和骨髓造血细胞等有损伤 2022/9/2269玉米赤霉烯酮（zearlenone） 又称F-2毒素主要由禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、木贼镰刀菌等产生主要污染玉米，其次是小麦、大麦、大米等粮食作物 有类雌激素样作用，可表现出生殖系统毒性作用，猪为敏感动物免疫毒性对肿瘤发生也有一定影响玉米赤霉烯酮2022/9/2270伏马菌素（fumonisin）主要由串珠镰刀菌产生，约11种伏马菌素B1（FB1）、伏马菌素B2（FB2）食品中以FB1污染为主，主要污染玉米及其制品神经毒性作用，可引起马的脑白质软化慢性肾脏毒性动物实验表明伏马菌素具有促癌及致癌作用，主要引起原发性肝癌伏马菌素B12022/9/2271丁烯酸内酯（butenolide）主要由三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、拟枝孢镰刀菌和梨孢镰刀菌产生易溶于水，在碱性水溶液中极易水解在自然界发现于牧草中