第八章 微生物与食品腐败变质

章微生物与食品腐败变质

2021/5/91本章重点第一节食品的微生物污染及其控制第二节微生物引起食品腐败变质的原理第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件

第四节食品变质的症状、判断及引起变质的微生物类群一、罐藏食品的变质三、乳及乳制品的腐败变质2021/5/92概述食品在化学性质或物理性质上发生的不利改变都称为食品变质。它是指食品受到各种内外因素的影响，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。如鱼肉的腐臭、油脂的酸败、水果蔬菜的腐烂和粮食的霉变等。造成食品变质的原因包括物理、化学和生物三个方面。其中由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍。由于微生物的作用使食品发生了有害变化，失去了原有的或应有的营养价值、组织性状及色、香、味又被称为食品的腐败变质。食品腐败变质是微生物的污染、食品的性质和环境条件综合作用的结果。

2021/5/93第一节食品的微生物污染及其控制

一、微生物污染食品的来源与途径

食品中微生物污染的途径概括起来可分为两大类：凡是动植物体在生活过程中，由于本身带有的微生物而造成的食品污染，称之内源性污染。食品原料在收获、加工、运输、贮藏、销售过程中使食品发生污染称为外源性污染。

(一)土壤

(二)空气

(三)水

(四)人及动物携带

(五)加工机械设备

(六)包装材料

(七)原料及辅料

2021/5/94第一节食品的微生物污染及其控制

二、控制微生物污染的措施

微生物污染是导致食品腐败变质的首要原因，生产中必须采取综合措施才能有效地控制食品的微生物污染。

(一)加强生产环境的卫生管理

(二)严格控制加工过程中的污染

(三)注意贮藏、运输和销售卫生2021/5/95第二节微生物引起食品腐败变质的原理一、食品中碳水化合物的分解

其主要变化指标是酸度升高，根据食品种类不同也表现为糖、醇、醛、酮含量升高或产气(CO2)，有时带有这些产物特有的气味。二、食品中蛋白质的分解各种不同的氨基酸分解产生的腐败胺类和其它物质各不相同，甘氨酸产生甲胺，鸟氨酸产生腐胺，精氨酸产生色胺进而分解成吲哚，含硫氨基酸分解产生硫化氢和氨，乙硫醇等。胺类物质、NH3和H2S等具有特异的臭味。三、食品中脂肪的分解

在解脂酶作用下脂肪分解成甘油和脂肪酸。脂肪酸可进而断链形成具有不愉快味道的酮类或酮酸，不饱和脂肪酸的不饱和键处还可形成过氧化物，脂肪酸也可再分解成具有特殊气味的醛类和醛酸即所谓的“油哈”气味。四、有害物质的形成

微生物产生的毒素分为细菌毒素和真菌毒素，它们能引起食物中毒，有些毒素还能引起人体器官的病变及癌症。2021/5/96第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件一、食品基质条件（一）食品的营养成分与微生物生长的适应性食品的主要营养成分是蛋白质、碳水化合物和脂肪。但由于不同的食品中，上述各种成分的比例差异很大，而各种微生物分解各类营养物质的能力不同，这就导致了引起不同食品腐败的微生物类群也不同。

1．分解蛋白质的微生物细菌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较弱。霉菌许多霉菌都具有分解蛋白质的能力，如毛霉属、根霉等。

2．分解碳水化合物的微生物绝大多数微生物都能利用比较简单的碳水化合物。能强烈分解淀粉的细菌主要为芽孢杆菌属。绝大多数酵母菌不能分解淀粉。许多霉菌可直接分解淀粉，如曲霉属、根霉属等。

3．分解脂肪的微生物细菌中荧光假单胞菌的分解能力较强；酵母中解脂假丝酵母具有一定的脂肪分解能力；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。2021/5/97第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件一、食品基质条件（二）食品ph与微生物生长的适应性各类微生物都有其最适宜的pH范围，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。

食品原料的ph几乎都在7以下。根据食品的ph范围，可将食品分为酸性和非酸性食品两类。酸性食品：ph小于4.5的食品。绝大多数的水果类食品都属于此类。在酸性食品中细菌受抑制，酵母菌和霉菌可正常生长。非酸性食品：ph大于4.5的食品。几乎所有的蔬菜和鱼、肉、乳等动物性食品都属于此类。在非酸性食品中细菌最适宜生长繁殖，大多数酵母菌和霉菌也能生长。大多数细菌最适生长的pH值是7.0左右，酵母菌和霉菌生长的pH值范围较宽，细菌生长下限一般在4．5左右，pH值3.3～4.0以下时只有个别耐酸细菌，如乳杆菌属尚能生长，故非酸性食品适合于大多数细菌及酵母菌、霉菌的生长，酸性食品的腐败变质主要是酵母和霉菌的生长。

在食品变质的同时，pH发生一定的规律性变化以蛋白质为主要营养成分非食品，变质过程中伴随pH升高以碳水化合物、脂肪为主要营养的是品，变质过程中伴随pH升高以蛋白质、碳水化合物等营养均衡的食品，多表现初期pH降低，后期pH升高。

2021/5/98第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件一、食品基质条件（三）食品的水分活性与微生物生长的适应性不同类群的微生物生长对Aw值要求不同。大多数细菌生长所需的Aw值在0.9以上；酵母菌需要的Aw值比细菌要低一些，且多数酵母比霉菌要高一些，只有耐渗酵母比霉菌低；霉菌与酵母菌和细菌相比，其Aw值要求较低。食品种类AW微生物类群生长需求的AW鲜果蔬鲜肉果子酱面粉蜂蜜干面条奶粉蛋

0.97～0.990.95～0.990.75～0.850.67～0.870.54～0.750.500.200.97

多数细菌多数酵母多数霉菌嗜盐性细菌干性霉菌耐渗酵母

0.94～0.990.88～0.940.73～0.940.750.650.60

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第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件

二、食品的外界环境条件微生物广泛分布于自然界，食品中不可避免的会受到一定类型和数量的微生物的污染，当环境条件适宜时，它们就会迅速生长繁殖，造成食品的腐败与变质，不仅降低了食品的营养和卫生质量，而且还可能危害人体的健康。

（一）环境温度

小于或等于10℃时，只有部分低温型微生物能很慢的生长繁殖。45℃以上时能生长殖的主要是嗜热细菌。中温型微生物在自然界中的分布比例最大。

微生物的温度类型及其分布低温(

10℃)中温(25～30℃)高温(

45℃)霉菌酵母(少数)细菌(少数)

霉菌酵母细菌

细菌(少数)

2021/5/910第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件

二、食品的外界环境条件(二)气体状况

微生物氧气类型及其在不同氧气环境中生长分析食品在有氧的环境中，因微生物的生长引起腐败变质的速度较快，在缺氧环境中有兼性厌氧或厌氧微生物引起腐败变质的速度较慢。新鲜食品原料与加工食品内的气体状况。2021/5/911第四节食品变质的症状、判断及引起变质的微生物类群

一、罐藏食品的变质罐藏食品是将原料经过预处理、装罐、杀菌、密封后而成。因罐内保持一定的真空度，所以合格产品的罐盖和罐底是平的或向内凹陷。罐藏食品的分类：罐藏食品可根据酸性的不同，分为低酸性罐头（动物性原料制成的罐头，蛋白质含量高）、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头（植物性原料制成的罐头，碳水化合物含量高）四大类2021/5/912一、罐藏食品的变质

（一）罐藏食品变质的原因化学因素：如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）物理因素：如温度过高或排气不良，造成的金属容器腐蚀穿孔。微生物因素：是由于罐藏食品污染了微生物而导致食品腐败变质。微生物污染可能来自下面二个原因或者其中之一：

1.罐内残留的微生物（多是产芽孢的耐热微生物）

2.漏罐后的微生物再次污染2021/5/913一、罐藏食品的变质（一）罐藏食品变质的原因微生物因素（1）杀菌之后罐中残留的微生物

这是由于灭菌不彻底所造成的。在食品工业中，罐藏食品的杀菌和微生物学上的“灭菌”的概念不同。微生物学上的灭菌，是要杀灭物品所有的微生物（包括芽孢）。而罐藏食品的杀菌只是一种商业灭菌（commercialsterilization）。它只要求在罐内没有致病菌、产毒菌，但并不要求达到“无菌”水平，允许罐内残留非致病微生物。一旦外界环境条件合适，它们会生长繁殖而有可能导致食品发生变质。

经过高压蒸汽杀菌后的罐藏食品内的残留微生物均是耐热的细菌。

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一、罐藏食品的变质（一）罐藏食品变质的原因微生物因素（2）杀菌之后发生漏罐

罐藏食品经过杀菌后，由于密封性能不佳，发生漏罐，很容易造成微生物污染。通过漏罐发生微生物污染的重要污染源是冷却水。这是因为罐藏食品在热处理后要通过冷却水进行冷却。这样冷却水中的腐败菌就有可能随同冷却水通过漏洞而进入罐内。空气也可能是污染源，但不是重要的。

通过漏罐重新侵入的微生物不一定是耐热的微生物。它可能是不同的类型。2021/5/915

一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型1.平听：造成平听的原因有：（1）平酸腐败：又称平盖酸败。变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。

引起罐头平盖酸败的典型菌种有：嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐热，适宜生长温度49~55℃、可在pH6.8~7.2时良好生长）、凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度33~45℃、可在pH4.5以下的酸性罐头中良好生长）。2021/5/916

一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型

1.平听：（2）硫化物腐败：罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。引起硫化物腐败的微生物主要是致黑梭菌（适宜生长温度55℃）。2021/5/917

一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型2.胀罐：又称胖听。除部分有化学或物理原因造成的外，如氢膨胀，胖听主要由微生物生长繁殖而造成，即TA腐败产生的CO2和H2、中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败，产生CO2和H2、中温需氧芽孢杆菌、不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌发酵糖类产酸产气。2021/5/918

一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型2.胀罐（1）TA腐败：分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为TA菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要是CO2和H2），常使罐头发生膨胀。引起TA腐败的微生物主要是嗜热解糖梭菌，适宜生长温度55℃。2021/5/919一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型2.胀罐(2)中温芽孢细菌：中温芽孢细菌的最适生长温度是37℃，包括需氧和厌氧两大类。中温需氧芽孢杆菌：如多黏芽胞杆菌、浸麻芽孢杆菌等。他们可分解糖时产物除酸外，还产生气体，多发生于真空度不够的罐头。中温厌氧梭状芽孢杆菌：包括分解糖类产酸产气的丁酸细菌和巴氏固氮梭状芽孢杆菌，分解蛋白质产生硫化氢、硫醇、粪臭素等化合物的魏氏梭菌、生芽胞梭菌及肉毒梭菌等，因此一般引起膨罐（胖听），其中肉毒梭菌可产生毒性最强的外毒素——肉毒毒素（亲神经毒素），该菌是引起食物中毒的病原细菌中最耐热的一种，所以罐头食品杀菌时，常以此菌作为杀菌效果是否彻底的指示菌。2021/5/920一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型2.胀罐（3）不产芽孢细菌：不产芽孢的细菌不耐热，因此罐头中出现此类菌时，主要是由于漏罐而造成的，冷却水是重要的污染源。罐头中污染的不产芽孢细菌主要有两类，一类是肠道细菌，另一类是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等，他们分解糖类化合物产酸产气，变质时使罐头膨胀。2021/5/921一、罐藏食品的变质（二）罐藏食品腐败变质的外观类型2.胀罐（4）酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌往往是由于杀菌温度不够或漏罐、罐内真空度不够而出现，主要存在于酸性或高酸性食品中，常造成罐头膨胀。2021/5/922二、果蔬及其制品的腐败变质（一）微生物引起新鲜果蔬的变质

1.微生物侵入果蔬的过程

2.在果蔬变质过程中微生物种类的演变（二)微生物引起果汁的变质2021/5/923（二）微生物引起果汁的变质1.果汁中微生物的来源：原料中的微生物、加工过程中微生物的再污染。2.果汁的基本营养条件：pH值在2.4~4.2之间，含有一定量的糖分，含水量很高。3.果汁中微生物的种类：细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌4.微生物引起果汁变质的现象2021/5/924（二）微生物引起果汁的变质4.微生物引起果汁变质的现象（1）浑浊：多数情况下浑浊是由酵母菌引起的，它主要来源于原料清洗不彻底。（2）产生酒精：主要是酵母菌，细菌和霉菌转化果汁为酒精的情况非常少。（3）有机酸的变化：果汁中主要含有酒石酸、柠檬酸和苹果酸等有机酸，如果微生物分解了这些有机酸或改变了它们的含量比例，就破坏了果汁的原有的风味，甚至产生异味。2021/5/925三、乳及乳制品的腐败变质乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。鲜牛乳中的微生物及其腐败变质乳制品的腐败变质2021/5/926（一）鲜牛乳中的微生物及其腐败变质牛乳中微生物的污染来源牛乳中微生物的种类及特点鲜乳变质时微生物的变化鲜乳的净化、消毒和灭菌2021/5/9271、牛乳中微生物的来源乳房内的微生物污染：在健康乳牛乳房的乳头管及其分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大减少细菌在鲜乳中的数量）当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如无乳链球菌、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希氏杆菌、牛型结核杆菌、牛布氏杆菌。环境中的微生物污染：挤奶时和挤奶后食用前的一切环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响（见附表）总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质。2021/5/928不同的挤奶条件对牛奶污染程度的比较污染来源遵守卫生条件不遵守卫生条件牛皮肤与毛5020，000空气130挤奶者的手110，000滤奶器1100，000挤奶用小桶701，000，0002021/5/9292、牛乳中的优势微生物种类

鲜牛乳中的微生物优势种类是细菌、酵母菌和少数霉菌。即：乳酸菌胨化细菌脂肪分解菌细菌酪酸菌产生气体的细菌产碱菌霉菌和酵母菌2021/5/930乳酸菌乳链酸菌：适宜在30~35℃的条件下生长，可产生乳链菌肽，鲜乳的自然酸败主要由它引起。乳脂链球菌：适宜在30℃条件下生长，具较强的分解蛋白质的能力。粪链球菌：人和动物的肠道细菌，卫生条件差时可发现该菌，在10~45℃的范围内均可生长。液化链球菌：可强烈分解蛋白质，酪蛋白分解后可产生苦味嗜热链球菌：适宜在40~45℃的条件下生长，在20℃以下时不生长嗜酸乳杆菌：适宜在37~40℃时生长，在15℃以下时不生长2021/5/931胨化菌概念：使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象，称为蛋白质的胨化。主要细菌种类：芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌；生长的适宜温度范围是20~40℃；假单胞菌属中的荧光假单胞菌、腐败假单胞菌，生长温度范围为25~30℃2021/5/932其他细菌脂肪分解菌：主要是G-的无芽孢杆菌，如无色杆菌、假单胞菌等。产生气体的菌：分解糖类产酸产期，如大肠杆菌群。产碱菌：一类可分解牛乳中有机酸的细菌，分解的结果造成乳的pH值上升，主要是G-的需氧细菌，如粪产碱杆菌、粘乳产碱杆菌。2021/5/9333、鲜乳变质时的微生物变化抑菌期：鲜乳中含有来源于动物体的抗体物质等抗菌因素，在微生物数量较少的情况下，这种抑菌作用可维持36小时左右（13~14℃），此期为抑菌期。乳酸链球菌：乳中抗菌物质减少或消失后，首先看到乳酸链球菌的成为优势类群，使乳液酸度不断升高，出现乳凝块。当酸度达到一定时，乳酸链球菌的生长也被抑制，不再继续繁殖，数量开始下降。乳酸杆菌期：当pH下降到6左右时，乳酸杆菌开始生长，，当pH下降到4时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌成为优势继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现。真菌期：pH值达3~3.5时绝大多数细菌被抑制，甚至死亡，耐酸的酵母菌和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长，使乳液的pH逐渐降低，接近中性。胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖含量被大量消耗，蛋白质和脂肪含量相对增高，分解蛋白质和脂肪的细菌大量生长，乳凝块逐渐消失，乳的pH值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味。2021/5/934鲜乳中微生物的活动曲线pH7.0pH5.0pH3.02021/5/9354、鲜乳的净化、消毒和灭菌鲜乳的净化：净化的目的是除去鲜乳中污染的非溶解性的杂质、牛毛、乳凝块，以减少微生物污染的数量。净化的方法有（3~4层纱布）过滤法和离心法。鲜乳的消毒：消毒的时间和温度以消灭结核分支杆菌为指标，常用的方法有：低温长时间消毒法（61~65℃，30分）、高温短时间消毒法（70~75℃，15~16秒）、高温瞬时消毒法（80~90℃）。消毒乳的变质：鲜乳消毒后，残留有耐热的芽孢细菌等微生物，在室温存放时间较长时（24~48小时），仍可发生变质，即首先出现乳液变稠，继而出现乳凝块，再后往往析出大量乳清。消毒乳凝固有两种原因，即微生物的凝乳酶造成的甜凝固，微生物代谢产酸而造成的酸凝固。鲜乳的灭菌：75~85℃预热4~6分钟，通过130~150℃高温2秒，以彻底杀灭微生物2021/5/936（二）乳制品的腐败变质

1.奶粉中的微生物2.微生物引起的炼乳腐败变质现象2021/5/9371、奶粉中的微生物奶粉中微生物的来源：鲜乳经杀菌、浓缩和干燥制成奶粉，奶粉的含水量一般5%以下，奶粉中的微生物一方面来源于原料奶的消毒不彻底，一方面来源于加工过程中的二次污染。奶粉贮藏中微生物的消长奶粉中的病原微生物：最常见的是沙门氏菌和金黄色葡萄球菌