食品安全第二章 食品腐败变质及其预防

第二章

食品腐败变质及其预防1

第一节食品腐败变质的原因和条件一、食品腐败变质的概念：

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的过程。如：肉、鱼、禽、蛋的腐臭；粮食的霉变；蔬菜、水果的溃烂；油脂的酸败等。

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二、食品腐败变质的原因和条件

1、微生物：是食品发生腐败变质的重要原因。微生物的代谢产物中含有各种酶类，可以分解蛋白质、脂肪、碳水化合物和有机酸等。•酶：是一类具有特异性生物活性的蛋白质。•在食品腐败变质过程中起重要作用的是细菌、真菌和酵母菌，一般情况下，细菌更占优势。

31）分解蛋白质而使食品变质的微生物，主要是细菌、真菌和酵母菌，它们多数是通过分泌胞外蛋白酶来完成的。2）分解脂肪的微生物能分泌脂肪酶，使脂肪水解为甘油和脂肪酸。一般来讲，对蛋白质分解能力强的需氧性细菌，同时大多数也能分解脂肪。能分解脂肪的真菌比细菌多，在食品中常见的有曲霉属、白地霉等。酵母菌分解脂肪的菌种不多，主要是解脂假丝酵母，这种酵母对糖类不发酵，但分解脂肪和蛋白质的能力却很强。3）、绝大多数细菌都具有分解某些糖的能力，特别是利用单糖的能力极为普遍，某些细菌能利用有机酸或醇类。多数真菌都有分解简单碳水化合物的能力，能够分解纤维素的真菌不多。大多数酵母有利用有机酸的能力。4

2、食品本身的组成和性质

1）食品中的酶：食品本身就是动植物组织的一部分，在宰杀或收获后一定时间内其所含酶类要继续进行一些生化过程，如新鲜的肉和鱼类的后熟，粮食、蔬菜、水果的呼吸作用等，可引起食品组成成分的分解，加速食品的腐败变质。2）食品的营养成分：食品含有丰富的营养成分，是微生物的良好培养基。

★不同的食品中，各种营养成分比例差异很大，而各种微生物分解各类营养物质的能力不同，因此食品腐败变质的进程及特征也不同。

★如蛋白质腐败主要是富含蛋白质的动物性食品，而碳水化合物含量高的食品主要在细菌和酵母菌的作用下，以产酸和发酵为基本特征。富含脂类的食品，则以脂肪链被分解，形成脂肪酸败为主要特征。5

3）食品中水分：是微生物赖以生存和食品成分分解的基础。食品的Aw值越小，微生物越不易繁殖，食品越不易腐败变质。4）食品的理化性质：食品pH值高低是制约微生物生长，影响食品腐败变质的重要因素之一。食品的渗透压与微生物的生命活动有一定关系，低渗与高渗环境均可造成菌体死亡。

在食品中加入不同量的糖或盐，可以形成不同的渗透压。加入的糖或盐越多，渗透压越大，食品的Aw值就越小。５）食物的状态：外观完好无损的食品，可抵御微生物的入侵；食品胶态体系的破坏、不饱和脂肪酸、色素、芳香物质等的变化，均可引起食品色、香、味、形的改变。6

3、环境因素

食品所处环境的温度、湿度、氧气、阳光（紫外线）的照射等对食品的腐败变质均有直接作用，对食品的保藏有重要影响。

1）温度：根据微生物对温度的适应性，可将微生物分为嗜冷、嗜温、嗜热三类。每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围，但这三类微生物又都可以在20～30℃之间生长繁殖，当食品处于这种温度的环境中，各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变质。7

2）氧气：微生物与氧有着十分密切的关系。◆一般来讲，在有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长、代谢速度快，食品变质速度也快；◆缺乏氧气的条件下，由厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。◆氧存在与否决定着兼性厌氧菌是否生长和生长速度的快慢。

3）湿度：空气中的湿度对于微生物生长和食品变质，起着重要的作用，尤其是未经包装的食品。★例如把含水量少的脱水食品放在湿度大的地方，食品则易吸潮，表面水分迅速增加。长江流域梅雨季节，粮食、物品容易发霉，就是因为空气湿度太大（相对湿度70%以上）的缘故。8

第二节食品腐败变质的化学过程

1、食品中蛋白质的分解鱼、肉、禽、蛋和大豆制品等富含蛋白质的食品，主要是以蛋白质分解为其腐败变质的特性。

食品中的蛋白质在微生物的蛋白酶和肽链内切酶等作用下，先分解为肽，并经断链形成氨基酸。氨基酸及其他含氮的低分子物质再通过脱羧基、脱氨基、脱硫作用，形成多种腐败产物。9

1、食品中蛋白质的分解在细菌脱羧酶的作用下，酪氨酸、组氨酸、精氨酸和鸟氨酸分别生成酪胺、组胺、尸胺及腐胺，尸胺、腐胺具有恶臭气味；在微生物脱氨基酶的作用下氨基酸脱去氨基而生成氨，脱下的氨基与甲基构成一甲胺、二甲胺、三甲胺；色氨酸脱羧基后形成色胺，又可脱掉氨基形成甲基吲哚而具有粪臭味；含硫的氨基酸在脱硫酶作用下可脱掉硫产生具有恶臭味的硫化氢。10

2、食品中脂肪的酸败

★脂类包括脂肪和类脂，是一类化学结构相似或完全不同的有机化合物。脂肪又称甘油三酯，由三分子脂肪酸和一分子甘油形成。★来自动物性食物的甘油三酯由于碳链长、饱和程度高、熔点高，常温下呈固态，故称为脂；★来自植物性食物中的甘油三酯由于不饱和程度高、熔点低、故称为油。★饱和脂肪酸中没有不饱和双键，如棕榈油；不饱和脂肪酸含有一个或多个不饱和双键。膳食中最主要的多不饱和脂肪酸为亚油酸和α-亚麻酸，主要存在于植物油中。是人体必需脂肪酸。11

1）影响因素：出现脂肪酸败的食品主要是食用油及含油脂高的食品，脂肪的酸败程度受脂肪酸的饱和程度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化物质、食品中微生物的解脂酶等多种因素的影响。此外，铜、铁、镍等金属离子及油料中的动植物残渣均有促进油脂酸败的作用。12

2）脂肪酸败的化学变化

油脂酸败的化学过程复杂，主要是经水解与氧化，产生相应的分解产物。♦中性脂肪分解为甘油和脂肪酸，随后进一步氧化为低级的醛、酮、酸等；♦不饱和脂肪酸的双键被氧化形成过氧化物，进一步分解为醛、酮、酸。♦所形成的醛、酮和某些羧酸能使酸败的油脂带有特殊的刺激性气味，即所谓的“哈喇”气味。★不饱和脂肪酸含量越高的食品越容易氧化。♦脂类氧化形成的自由基与其他物质结合，生成过氧化物、交联过氧化物、环氧化物，并向食品体系释放出氧，不仅引起必需脂肪酸的破坏，而且造成维生素和色素的破坏。13♦在脂肪分解的早期，酸败尚不明显，由于产生过氧化物和氧化物而使脂肪的过氧化物值上升；♦其后则由于形成各种脂酸而使油脂酸价升高；♦当不同脂肪酸在不同条件下发生酮酸败与醛酸败，可产生醛、酮等羧基化合物，羧基（醛酮）反应阳性。它们能使酸败的油脂产生特殊的刺激性气味，即所谓的“哈喇”气味。♦在油脂酸败过程中，脂肪酸的分解可使其固有的碘价、凝固点、比重、折光率、皂化价等发生变化。14

3、碳水化合物的分解♦含有较多碳水化合物的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。♦这类食品腐败变质时，主要是碳水化合物在微生物或动植物组织中酶的作用下，经过产生双糖、单糖、有机酸、醇、醛等一系列变化，最后分解成二氧化碳和水。♦这个过程的主要变化是食品的酸度升高，并带有甜味、醇类气味等。15第三节食品腐败变质的鉴定指标食品腐败变质的鉴定一般采用感官、物理、化学和微生物四个方面的指标。1、感官鉴定：食品的感官鉴定是指通过视觉、嗅觉、触觉、味觉等人的感觉器官对食品的组织状态和外在的卫生质量进行鉴定。

★食品腐败初期产生腐败臭味，发生颜色变化（褪色、变色、着色、失去光泽等），出现组织变软、变黏等现象，都可以通过感官分辨出来。2、物理指标：食品的物理指标主要是根据蛋白质、脂肪分解时低分子物质增多的变化，可测定食物浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点、黏度等指标。16

3、化学鉴定：微生物的代谢可引起食品化学组成的变化，并产生多种腐败性产物，直接测定这些腐败产物就可作为判断食品质量的依据。

1）挥发性盐基总氮：指食品水浸液在碱性条件下能与水蒸气一起蒸馏出来的总氮量，即在此种条件下能形成氨的含氮物。♦挥发性盐基总氮与食品腐败变质程度之间有明确的对应关系。在我国食品安全标准中该指标现已被列入鱼、肉类蛋白质腐败鉴定的化学指标，也适用于大豆制品腐败变质的鉴定。2）三甲胺：是季胺类含氮物经微生物还原产生的，新鲜鱼虾等水产品和肉中没有三甲胺。♦三甲胺主要用于测定鱼虾水产品的新鲜程度。17

3）组胺：食品腐败变质时，细菌分泌的组氨酸脱羧酶能使鱼贝类的组氨酸脱羧生成组胺。★当鱼肉中的组胺达到4～10mg/100g，就可引起人的过敏性食物中毒。4）K值：是指ATP（三磷酸腺苷）分解的低级产物肌苷和次黄嘌呤占ATP系列分解产物的百分比。★K值指标主要适用于鉴定鱼类早期腐败。若K≤20%，说明鱼体新鲜，K≥40%，说明鱼体开始有腐败迹象。5）pH：一般食品中pH的变化是在腐败开始时略微降低，随后上升，因而多呈现V字形变动。★先是由于微生物的作用或食品原料本身酶的消化作用，使食品中pH下降；而后由于微生物的作用，肌肉分解所产生的氨促使pH上升。

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6）过氧化值和酸价：过氧化值是脂肪酸败最早期的指标，其次是酸价的上升。◆在脂肪分解的早期，酸败尚不明显，由于产生过氧化物和氧化物而使脂肪的过氧化物值上升，其后则由于形成各种脂酸而使油脂酸价升高。

7）微生物检验：常用检测指标为菌落总数和大肠菌群。对食品进行微生物数量测定是判定食品生产的一般卫生状况以及食品卫生质量的一项重要依据。◆

一般认为，食品中的活菌数达到108CFU/g时，则可认为处于初期腐败阶段。19第四节食品腐败变质的的危害

1、食品产生不良的感官性状；2、食品营养成分分解，营养价值降低甚至丧失；3、食品的商业价值丧失；4、造成食物中毒。♦食品腐败变质时，首先使感官性状发生改变；♦其次食品营养成分分解，营养价值严重降低甚至丧失；♦腐败变质的食品必然是受到大量微生物的严重污染，就有可能存在致病菌和产毒真菌，可引起人体的不良反应，甚至中毒。20第五节防止食品腐败变质的措施（食品保藏）

食品保藏的基本原理是改变食品的温度、水分、氢离子浓度、渗透压以及采用其他抑菌杀菌的措施，将食品中的微生物杀灭或减弱其生长繁殖的能力，以达到防止食品腐败变质的目的。1.食品的化学保藏1）盐腌法和糖渍法：提高渗透压，使微生物菌体脱水，从而使微生物死亡。♦

一般盐腌浓度达到10%，大多数细菌受到抑制，但不能杀灭微生物。糖渍食品含糖量必需达到60～65%，才能达到抑菌作用。21

2）酸渍法：大多数微生物在pH4.5以下不能生长繁殖，故可利用提高氢离子浓度来防腐。♦此方法多用于各种蔬菜，如泡菜和渍酸菜。3）防腐剂保藏：常用的食品防腐添加剂有防腐剂、抗氧化剂。

防腐剂用于抑制或杀灭食品中的微生物，如苯甲酸、山梨酸等；

抗氧化剂可用于防止油脂酸败。♦食品添加剂的使用要严格按照我国食品添加剂使用标准的规定。22

2.食品的低温保藏：

低温可以降低酶的活性和食品内化学反应速度，延长微生物繁殖一代所需的时间。因此，食品低温保藏可以防止或减缓食品的变质，在一定的期限内，可较好地保持食品的品质。低温保藏可分为冷藏和冷冻两种方式。1）食品的冷藏：冷藏是指在不冻结状态下的低温贮藏，温度一般设定在-1～10℃范围内。病原菌和腐败菌大多为嗜温菌，大多数在10℃以下便难于生长繁殖；同时，此时食品内原有的酶的活性也大大降低，因此冷藏可延缓食品的变质。23

2）食品的冷冻保藏：冷冻保藏是指食品在-18℃以下保藏。此温度下几乎所有的微生物不再发育。因此，冷冻保藏食品可以较长期保藏。

当食品中的微生物处于冰冻时，细胞内游离水形成冰晶体，Aw值降低，渗透压提高，细胞内细胞质因浓缩而增大黏性，引起pH和胶体状态的改变，从而使微生物的活动受到抑制，甚至死亡；同时，冰晶体对细胞也有机械性损伤作用，可直接导致部分微生物的裂解死亡。24

3.食品的加热杀菌保藏

高温能使微生物体内酶、脂质体和细胞膜破坏，以致蛋白质凝固，细胞内一切反应停止，从而达到保藏的目的。食品加热杀菌的方法主要有常压杀菌（巴氏消毒法）、加压杀菌、超高温瞬时杀菌和微波杀菌等。1）常压杀菌：加热温度控制在100℃及以下，达到杀灭所有致病菌和繁殖型微生物的杀菌方式。

常用于液态食物消毒。以牛奶为例，低温巴氏杀菌法采用63℃30分钟；高温瞬间巴氏杀菌法采用72℃15秒。25

2）加压杀菌：通常的温度为100～121℃（绝对压力为0.2MPa）,可杀灭繁殖型和芽胞型细菌。♦常用于肉类制品、中酸性、低酸性罐头食品的杀菌。3）超高温瞬时杀菌：即在封闭的系统中加热到120℃以上，持续几秒钟后迅速冷却至室温的一种杀菌方法。♦

该杀菌法即可达到一定的杀菌要求，又能最大程度保持食品品质。26

4.食品的干燥脱水保藏食品干燥保藏的机制是降低食品水分至15%以下或Aw值在0