腐败微生物与食品保藏精美课件

腐败微生物与食品保藏第九章第一节

微生物引起

食品腐败的基本条件食品腐败变质（foodspoilage）广义：食品受到各种内外因素影响，造成其原有化学性质、物理性质或感官性状发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。狭义：食品在以微生物为主的各种因素作用下，其成分被分解、破坏、失去或降低食用价值的一切变化。食

品

腐败类型微

生

物新鲜肉的保存腐败变黑产碱菌属，梭菌属，普通变形菌，荧光假单胞菌，腐败假单胞菌发霉

曲霉属、根霉属、青霉属变酸变绿色、变粘假单胞菌属、微球菌属，乳杆菌属，明串珠菌属

鱼变色腐败假单胞菌属、产碱菌属、黄杆菌属腐败桑瓦拉菌蛋

绿色腐败、褪色腐败黑色腐败荧光假单胞菌、假单胞菌属、产碱菌属、变形菌属家禽变粘、有气味

假单胞菌属、产碱菌属种类食品的基质特性食品腐败变质污染的微生物食品所处的环境条件渗透压水分H＋浓度营养食品存在状态数量温度湿度气体一、食品的基质特性食品原料营养物质组成的比较食品原料有机物含量％（约数）蛋白质碳水化合物脂肪水果2～885～970～3蔬菜15～3050～850～5鱼70～95少量5～30禽50～70少量30～50蛋51346肉35～50少量50～65乳2938311、食品的营养成分4.55.57酵母菌、霉菌少数细菌腐败菌、病原菌酸性食品：水果非酸性食品：鱼肉、乳、蔬菜pHpH值不同，微生物原生质膜所带电荷不同，从而影响到微生物的正常代谢和酶的作用。食品酸度不同，引起食品变质的微生物类群呈现出一定的特殊性微生物生长和pH值的关系 食品pH值决定能够生长的微生物种类不同微生物生长的pH值范围微生物pH值最低最适最高乳杆菌4.86.27.0嗜酸乳杆菌4.0~4.65.8~6.66.8金黄色葡萄球菌4.27.0~7.59.3大肠杆菌4.36.0~8.09.5放线菌5.07.0~8.01.0一般酵母菌3.05.0~6.08.0黑曲霉1.55.0~6.09.0注意微生物生长后，分解不同营养物质引起食品pH改变。多数细菌易分解糖产酸，使食品pH下降；食品中糖量不足，蛋白质丰富时，蛋白质分解产生胺类物质使pH出现上升；食品对pH变化有缓解作用，特别是肉类食品。细菌生长的水分活度食品细菌生长的最低AW蕈状芽孢杆菌0.99产气肠细菌0.945肉毒杆菌(发芽)0.98蜡状芽孢杆菌0.94假单胞菌属0.97粪链球菌0.94蜡状芽孢杆菌(发芽)0.97肉毒杆菌0.93无色杆菌属0.96八叠球菌0.91-0.93大肠杆菌0.93-0.96玫瑰色小球菌0.905枯草芽孢杆菌0.95金黄色葡萄球菌(厌氧)0.90纽波特沙门氏菌0.945金黄色葡萄球菌(需氧)0.86肉毒杆菌0.95嗜盐菌0.75酵母生长的水分活度食品中酵母菌生长的最低AW产朊圆酵母0.94啤酒酵母0.895产朊假丝酵母0.94红酵母属0.89裂殖酵母属0.93内孢霉属0.885面包酵母0.905异形魏立氏酵母0.88醭酵母属0.90鲁氏酵母（耐高渗酵母）0.60-0.61AW下降时，在酵母生长曲线中就会出现缓慢期延长和对数期增值速度降低。霉菌生长的水分活度食品中霉菌生长的最低AW根霉属0.92-0.94白曲霉0.75葡萄孢属0.93灰绿曲霉0.75-0.73毛霉属0.92-0.93薛氏曲霉0.65乳粉孢霉0.895匍匐曲霉0.65黑曲霉0.88-0.89赤曲霉0.65青霉属0.80-0.83安氏曲霉0.65黄曲霉0.80AW在0.64以下时，任何霉菌均不能生长；霉菌发芽的最低AW值比霉菌生长的低。注意微生物生长水分活性的可变性一般情况下微生物生长Aw范围非常严格，但在外界因素影响下，其最适生长的Aw值有所变动，微生物生长对食品中水分的影响微生物呼吸产热，促使水分蒸发，从而使食品中水分降低，AW减小。有些微生物在代谢过程中，可使食品中结合水转变为自由水，使Aw增大。若产水量大于水分蒸发量，则食品中的Aw值就上升，适合生长的微生物种类发生变动。4、食品的渗透压一般多数霉菌和少数酵母能耐受较高的渗透压，绝大多数细菌不能在高渗食品中生长。食盐、食糖浓度和AW值的关系AW食糖（%）食盐（%）0.9958.510.8720.99015.41.720.98026.13.430.94048.29.380.90058.414.20.85067.219.10.800-23.1二、引起食品腐败的微生物1、分解蛋白质类食品的微生物

细菌细菌都有分解蛋白质的能力，一般能分泌胞外蛋白酶的蛋白分解能力强；分解力强的细菌如芽孢菌属、假单胞菌属等。酵母多数酵母对蛋白质分解能力极弱；在食品中发育需要氮源，可作为能源。能分解果胶质的细菌主要为芽孢杆菌属、欧氏植病杆菌属、梭状芽孢杆菌属的部分菌株。酵母绝大多数酵母菌不能分解淀粉，有利用有机酸的能力。霉菌大多数霉菌都有利用简单碳水化合物的能力；能分解纤维素的是极少数，特别强的是绿色木霉；许多霉菌可直接分解淀粉，如曲霉属、根霉属等。3、分解脂肪类食品的微生物细菌具有分解脂肪特性的细菌不多，一般对蛋白质分解能力强的需氧性细菌，大多数也能同时分解脂肪；细菌中荧光假单胞菌的分解能力较强；酵母能分解脂肪的酵母不多，主要是解脂假丝酵母。霉菌霉菌中分解脂肪的种类较多，大部分霉菌具有一定的脂肪分解能力。微生物对营养物质分解作用的选择性食品性质具有显著分解能力的微生物类群举例（菌种）蛋白质细菌变形杆菌霉菌沙门柏干酪青霉碳水化合物酵母啤酒酵母霉菌黑曲霉脂肪霉菌黄曲霉细菌（少数）荧光假单胞菌食品微生物生长最低温度℃食品微生物生长最低温度℃猪肉细菌-4乳细菌0～-1牛肉霉菌、酵母、细菌-1～1.6冰淇凌细菌-3～-10羊肉霉菌、酵母、细菌-1～-5大豆霉菌-6.7火腿细菌1～2豌豆霉菌、酵母菌-4～6.7腊肠细菌5苹果霉菌0熏肋肉细菌-5～-10葡萄汁酵母菌0鱼贝类细菌-4～-7浓桔汁酵母菌-10草莓霉菌、酵母、细菌-0.3～-6.5食品中微生物生长的最低温度注意在低温条件下，微生物能否生长与食品中含有水分的存在状态有关在0℃以下低温食品中出现的微生物以霉菌最多。完全防止微生物生长的食品贮藏温度食品温度（℃）肉类-9～-10奶油-9～-11鱼贝类-10～-12冷冻食品-9.5～-10蔬菜-10第二节

微生物污染食品的途径

和食品中微生物的消长一、微生物污染食品的途径1、通过水而污染自来水、深井水正常情况下不会有病原菌存在未经消毒的天然水（尤其是地面水）、受污染的自来水会成为污染食品的媒介。2、通过空气而污染微生物变动情况与灰尘数量变动大体相似；人污染3、通过人及动物而污染直接接触食品的从业人员小动物频繁活动带入4、通过用具及杂物而污染未经消毒的用具包装物品、容器的更换、运输环节的变动二、食品中微生物的消长1、加工前原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖的机会，故微生物种类和数量均较大。2、加工过程中清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下降，或完全消除微生物。3、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腐败变质，当上升到一定数量时，微生物的数量又开始下降。若加工后的食品不再被污染，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。三、控制微生物污染食品的措施加强环境卫生管理垃圾的无害化管理粪便的无害化管理污水的无害化管理加强食品生产的卫生管理食品运输卫生和贮藏卫生食品生产卫生个人卫生食品生产用水卫生第三节

微生物引起食品腐败

与其类型的相关性一、微生物与乳及乳制品腐败变质1、乳中微生物的来源及主要类群正常乳房内的微生物乳房炎传染病牛乳中微生物的来源饲料、粪便空气环境中污染洗乳水贮乳桶，其它工具牛工人不同挤奶条件对牛奶污染程度比较污染来源每mL牛奶中细菌数好的卫生条件不遵守卫生条件牛皮肤与毛502×104空气130挤奶者的手1104滤奶器1105挤奶用小桶70106做到“三及时”：及时过滤、及时冷却(10℃以下)、及时加工冷藏；另外，运输时注意应装满。鲜乳中微生物的类型细菌乳酸菌：链球菌属、乳杆菌属胨化细菌：分解蛋白，使不溶解状态蛋白质变成溶解状态的简单蛋白质的一类细菌。芽孢杆菌属、假单胞菌属的一些种、变形杆菌等脂肪分解菌：假单胞菌属、无色杆菌属、黄杆菌、产碱杆菌等酵母菌和霉菌红酵母、假丝酵母、青霉、曲霉等2、乳液的自然腐败变质过程抑制期：溶菌酶、乳过氧化物酶系统、乳素等抗菌物质乳链球菌期乳杆菌期真菌期胨化菌期3、鲜乳的消毒和灭菌低温长时消毒法（Lowtemperature,Longtime,LTLT消毒法）牛乳加热到60-65℃保持30min。高温短时间消毒法（Hightemperature,Shorttime,HTST消毒法），杀菌条件72-75℃，4-6min，或者80-85℃，10-15s超高温瞬时灭菌法（Ultrahightemperature，UHT灭菌法），杀菌条件是先75-85℃预热4-6min，然后130-150℃，保持2-3s。消毒方法

处理时间

杀菌效果对品质的影响储藏期限

低温长时间消毒

较长

杀死病原菌

可保持色泽和风味

较短

高温短时间消毒

较短

杀死病原菌

可保持色泽和风味较短

超高温瞬时灭菌

极短

杀死病原菌及腐败菌

有时会影响色泽和风味

较长

不同的牛乳消毒方法比较牛乳消毒效果决定于消毒的温度、时间、微生物种类、数量消毒乳中残存的细菌常见的有：芽胞杆菌类、非芽胞杆菌二、微生物与肉类的腐败变质1、肉类中微生物来源宰前感染宰后污染应及时通风干燥、冷却，及时冷藏。肉类中微生物的类群细菌：主要的携带菌和品质危害菌腐生型假单胞杆菌、芽孢杆菌、埃希氏菌等寄生型沙门氏菌、炭疽芽孢杆菌、结核杆菌等霉菌、酵母菌：霉菌青霉属、毛霉属、交链孢霉属等酵母假丝酵母属、红酵母属等2、肉类腐败变质现象及原因发粘带菌量108/cm2（肉表面）机理：胶类粘性物质、菌落本身、分解产物变色微生物代谢物，如硫化氢与血红蛋白结合形成硫化氢血红蛋白呈暗绿色微生物菌落的颜色微生物产生的色素霉斑异味带菌量107/cm2（肉表面）机理微生物分解氨基酸、脂肪等产生各种胺类，酸类、酮类、吲哚等物质鲜肉腐败变质过程影响肉类变质的因素污染微生物的程度、肉表面的湿度、冷却的速度及储藏的温度、肉质的pH值动物宰后首先发生成熟作用尸僵、自溶后，乳酸、可溶性蛋白增多，继续会出现腐败变质过程中微生物变化表面微生物（细菌为主）→逐渐深入菌群交替需氧菌兼性厌氧菌厌氧菌注意温度不同，菌种不同。三、微生物与鲜蛋的腐败变质1、正常情况下鲜蛋可保存很长时间的原因结构、溶菌酶、pH2、鲜蛋中常见的微生物类群细菌：假单胞菌属、变形杆菌属、产碱杆菌属、埃希氏菌属、微球菌属、芽孢杆菌属等。霉菌：枝孢霉属、青霉属、侧孢霉属、毛霉属、链格孢属等，以前三属最为常见。鲜蛋偶然能检出球拟酵母，其他酵母菌较少发现。3、蛋类变质的现象及一般过程品质稳定期蛋清被分解、稀化蛋黄移位、黄膜被分解、散黄变色、变味腐败：蛋白质被分解，产生硫化氢、吲哚等臭味物质。酸败：糖或脂肪被分解产生酸类物质。霉变：霉菌的菌丝在蛋壳内生长，形成霉斑。四、微生物与果蔬及其制品的腐败变质1、微生物引起的新鲜果蔬的腐败变质微生物来源：外表附着、土壤污染引起蔬菜变质的微生物及变质现象（碳水化合物、水）细菌欧文氏菌属软化腐烂假单胞菌属软化腐烂、枯萎、斑点

霉菌灰葡萄孢霉灰霉腐烂

白地霉酸腐烂、出水性软化腐烂

黑根霉软化腐烂

引起水果变质的微生物及变质现象物质组成特点碳水化合物、水为主pH＜4.5微生物类群霉菌灰葡萄孢霉灰霉腐烂

黑曲霉黑色腐烂

黑根霉软化腐烂

青霉形成青绿色霉斑及腐烂

2、微生物引起果汁腐败变质引起果汁变质的微生物果汁组成特点果汁pH2.4-4.2，糖度高，因而在果汁中生长的微生物主要是酵母菌、霉菌和极少数细菌。微生物类群细菌：植物乳酸菌、乳明串珠菌、嗜酸链球菌酵母：假丝酵母菌属、圆酵母菌属、隐球酵母菌属、红酵母菌属霉菌：青霉菌属、曲霉菌属五、微生物与罐藏食品的腐败变质1、罐藏食品的性质低酸性食品pH5.3以上中酸性食品（5.3-4.5）酸性食品（4.5-3.7）高酸性食品（3.7以下）食品种类肉、禽、乳、鱼虾类蔬菜、甜菜、瓜类等番茄、菠菜、梨、柑橘酸泡菜、果酱等热力灭菌要求高温杀菌105-121℃高温杀菌105-121℃沸水或100℃以下介质中沸水或100℃以下介质中2、罐藏食品微生物的来源杀菌不彻底达到商业无菌的要求，仍可能残留微生物漏罐：主要由冷却水及空气的微生物污染3、低酸性和中酸性罐藏食品的腐败嗜热性细菌平酸腐败细菌(平酸菌)：大多是兼性厌氧芽孢杆菌如嗜热脂肪芽孢杆菌TA腐败细菌(TA菌)：不产生硫化氢的“嗜热厌氧菌”。如嗜热解糖梭菌，可分解糖产生酸和CO2、H2的混合气体。硫化物腐败细菌：致黑梭菌(C.nigrificans)是一个代表，它分解糖的能力不强，但能分解蛋白质产生硫化氢中温性厌氧细菌分解蛋白质能力强，如肉毒梭菌等。肉毒梭菌可产生毒素，可分解蛋白质产生硫化氢、氨、粪臭素等，发生胀罐分解糖类能力强，如丁酸梭菌等形成芽孢的需氧细菌要为芽孢杆菌属的中温性细菌，例如枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌等不产芽孢的细菌和酵母菌、霉菌4、酸性和高酸性罐藏食品的腐败产生芽孢的细菌适合在酸性条件下生长的芽孢菌，如凝结芽孢杆菌、丁酸梭菌、巴氏芽孢梭菌、多粘芽孢杆菌等不产生芽孢的细菌乳杆菌和明串珠菌等，可引起产酸产气性败坏酵母菌球拟酵母、假丝酵母和啤酒酵母等，可引起内容物风味的改变、汁液浑浊，产生二氧化碳，造成胀罐霉菌变质罐藏食品的微生物学分析第四节

腐败微生物的防治

与食品保藏技术一、食品防腐保藏技术1、低温保藏食品的冷藏冷藏条件下仍能缓慢发育的微生物细菌：假单孢杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属等霉菌：青霉属、侧孢霉属、枝孢霉属等酵母：红酵母、球拟酵母、假丝酵母动物性食品冷藏温度越低越好，新鲜果蔬要考虑冷害发生。温度对典型嗜温微生物延滞期的影响02040608010012014016010152025303540温度（℃）延滞期（h）食品的冷冻保藏冷冻对微生物的影响完全抑制生长对细胞产生损伤物理性、化学性注意：冷冻不能对食品产生灭菌或消毒作用解冻长时间的解冻过程有可能导致食品变质解冻食品表面水分增加有利于微生物活动鲜牛肉冻结温度与冻结水比例的关系99.8%97%98%70%020406080100-20-15-10-50冷冻温度（℃）冻结水（％）2、食品的气调保藏气调的一般方法提高二氧化碳的浓度降低氧气的浓度气调对微生物的影响二氧化碳及其浓度的影响5-20％时CO2可抑制延滞期微生物40％CO2可抑制对各生长期微生物CO2对厌氧菌或兼性厌氧菌影响少时间（d）

孢子数×103/g

黄曲霉毒素B1（μg/kg）

空气

氮气

空气

氮气

010.510.5－

－

71078.03－

14184.980.0－

21713.7118.0－

27723.5120.0－

3472.53.3119.0－

低氧气浓度的影响降低微生物的呼吸强度抑制霉菌孢子的萌发及菌丝的生长3、加热杀菌保藏——微波杀菌常用频率在915MHz和2450MHz杀菌机理微波能的热效应：在一定强度微波场的作用下，污染的微生物细胞会因分子极化并作高频振动，使温度升高，从而使其蛋白质变性，失去生物活性；微波能的非热效应：产生大量电子、离子，使微生物体内生理活性物质发生变化；高频电场也使其膜电位、极性分子结构发生改变；导致细胞DNA和RNA分子结构中氢键松弛、断裂和重新组合。微波杀菌、保鲜是其热效应和非热效应共同作用的结果。非加热杀菌保藏——辐射杀菌辐照对微生物的影响使微生物细胞膜、质分子发生电离，进而引起各种化学变化；在放射线高能量作用下，水电解为OH－和H＋；微生物细胞中DNA、RNA对放射线作用尤为敏感。影响辐射处理效果的因素微生物种类、数量照射剂量环境条件食品的状态、营养成分、氧气、温度常见食品允许辐照剂量（摘自：GB14891.1～9－1997）食品种类

允许总体平均吸收剂量（kGy）

熟畜禽肉

≦8.0

花粉

≦8.0

干果、果脯

0.4～1.0

香辛料

≦2.0

新鲜水果、蔬菜

≦1.5

鲜猪肉

0.65

豆类及其制品

≦0.2

谷类及其制品

0.4～0.6

薯干酒

≦4.0

5、食品的化学保藏法——有机防腐剂保藏⑴天然食品防腐剂——乳酸链球菌肽（nisin）乳酸链球菌产生，仅有34个氨基酸，正常情况下以二聚体状态存在，分子组成含有4种不常见的氨基酸残基理化性质溶解特性：pH下降溶解度升高稳定性：低pH下稳定，可被蛋白酶水解与其他抗生素的关系：不产生交叉抗药性抗菌机理（学说）抑制细菌细胞壁肽聚糖等物质的合成与敏感菌细胞膜中某些酶的巯基发生作用能消耗敏感细胞的质子驱动力可导致K＋从胞浆中流出，ATP的泄漏抗菌对象对大多数G+细菌，特别是芽孢有较强抑菌效果不抑制G－细菌、酵母和霉菌食品中允许使用的范围在罐头、植物蛋白饮料中最大使用量0.20g/kg乳制品、肉制品中最大使用量0.50个/kg⑵纳他霉素（Natamycin）链霉菌经生物技术精炼而成的生物防腐剂——真菌防腐剂，环状四烯化合物理化性质在水中、主要的有机溶剂中溶解度较低；酸碱两性，在中性pH值的水中溶解性较低，在pH值低于3或高于9时，溶解度增大对紫外线敏感，干燥状况下能耐受短暂高温在稀释的水悬浮溶液中，对真菌的活性几乎不受pH影响抑菌机理麦角固醇与真菌细胞壁及细胞质膜反应，导致细胞壁和细胞质膜破裂，使细胞液、细胞质渗漏，导致真菌死亡。抗菌对象：霉菌、酵母菌食品中允许使用的范围乳酪、肉制品（肉汤、西式火腿）、广式月饼、糕点表面、果汁原浆表面、易发霉食品中，最大使用量0.20-0.30g/kg混悬液喷雾或浸泡残留量小于10mg/kg色拉酱中最大使用量0.02g/kg(残留量：10mg/kg)发酵酒中最大使用量0.01g/kg⑶苯甲酸及其钠盐微生物种类

pH3.0pH4.5pH5.5黑曲霉

0.0130.1＜0.2黑根霉

0.0130.05＜0.2酿酒酵母

0.0130.050.2汉逊酵母

0.0130.05＜0.2乳酸链球菌

/0.0250.2肠膜明串珠菌

/0.050.4苯甲酸在不同pH值条件下的最低抑菌浓度（％）⑷山梨酸及山梨酸钾山梨酸在不同pH值条件下的最低抑菌浓度（％）微生物种类

pH3.0pH4.5pH5.5pH6.0黑曲霉

0.0250.050.20.2黑根霉

0.