发酵食品工艺学-课件-第十章-发酵食品的安全性及清洁生产

第十章

发酵食品的安全性及清洁生产第一节发酵食品的安全性一、微生物菌种安全问题食品工业用菌种可能引起的安全性问题食品工业用菌种的管理微生物的致病性生产菌种代谢产物对人体的潜在危害问题基因重组技术的生物安全问题菌种是一个国家重要的自然资源。对菌种进行安全性评价和制定严格的使用和管理制度，不仅可以保护人们的身体健康和生命安全，而且还能够有效地防止菌种退化，维护企业的切身利益。二、发酵食品工艺安全问题（一）一般工艺性问题1．发酵方法的安全性2．发酵生产环境以及添加物的安全性3．发酵副产物的安全性4．发酵产品中存在的不良微生物带来的安全性影响二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素1.白酒酿造不安全因素（1）原料

酿酒用粮、制曲用粮、稻壳等如果发霉或腐败变质，将严重影响酿造及制曲过程中有益菌的生长繁殖，并可能给成品酒中带人不安全因素(如黄曲霉毒素等)，严重影响成品酒的风味及品质。（2）成品曲的质量

大曲是酿造白酒的糖化发酵剂，大曲的质量好坏是酿酒成败的关键。由于大曲采用自然接种微生物进行扩大培养，微生物主要来自环境、空气、器具、原料和覆盖物及制曲用水等，因此微生物种类复杂，优劣共存。虽然制曲过程中通过温度、湿度、空气和水分的调节，使有益微生物得到很好繁殖，抑制有害微生物的生长，但在操作中往往由于各种主客观原因而导致大曲发生病害。（3）工艺操作

良好的操作工艺规程也是白酒生产成败的关键，如原料蒸煮不彻底，不仅没有杀死原料中的有害微生物，而且将影响酶的分解及微生物的利用，使发酵不彻底，造成原料利用率降低，生产成本上升。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素2.黄酒酿造不安全因素（1）环境卫生环境卫生差，往往造成杂菌污染，尤其发酵设备，管道阀门出现死角，造成灭菌不透，醪液黏结停留，成为杂菌污染源，发生发酵醪的酸败，这种情况较为普遍。（2）曲、酒母质量纯种麦曲在培养时常会污染有害微生物，所以，一方面要严格工艺操作，另外要对制曲的曲箱、风道等加强清洗和消毒，不合格的曲不用来发酵。酒母中的杂菌比曲的杂菌危害更大，多数是乳酸杆菌，其繁殖速度比酵母快，因而对酒母中的杂菌数控制更要严格。（3）原料各种食品原料采购时可能混有异物、虫害、霉变颗粒或未成熟颗粒；贮藏不当可出现霉变、生虫、被有毒有害物质污染等情况；被污染的食品原料不经过分选、清洗即进行蒸煮发酵，酿造用水被污染、重金属离子超标或硬度太大等，均可影响成品卫生质量。（4）加工过程发酵、压榨、陈酿、过滤过程中，设备、管道内残存物可导致发酵污染；环境、人为污染、空气不洁净均可影响产品的卫生质量和口感。（5）消毒在消毒各环节中，如温度、时间、冷却水质控制不当，灌装车间空气污染，灌装机使用前未经清洗、消毒，消毒后的瓶盖再次受到污染等，均可严重影响成品卫生质量。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素3.啤酒酿造不安全因素（1）原料酿造啤酒所需原料的质量直接影响所生产的啤酒质量。原料主要是大麦、酒花、酵母以及辅料和水等。大麦(麦芽)以及大米、小麦、玉米等辅料存在潜在的霉变、农药残留物超标的危害；酿造用水处理不当，存在潜在的致病菌危害。（2）空气酵母菌种生长需要氧气，空气在啤酒工业中占有非常重要的地位。空气中悬浮有灰尘和微生物，直接影响到啤酒的质量。微生物一般以气溶胶的形式在大气中存在，一旦进入培养系统，从而干扰或破坏啤酒发酵的进行。（3）灭菌采取巴氏灭菌时，操作不当或灭菌不彻底存在潜在的致病菌危害。（4）管道、设备的CIP洗涤消毒管道、设备未彻底洗涤消毒，可存在潜在的致病菌危害和洗涤消毒剂残留及啤酒瓶爆炸的危害。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素4.葡萄酒酿造不安全因素（1）原料葡萄质量的好坏是决定能否酿制出优质葡萄酒的第一要素。酿制葡萄酒所用的葡萄如果生青、破损、长霉或腐败变质，将严重影响酿造过程中酵母菌的生长繁殖，并可能给成品酒中带入不安全因素(如黄曲霉毒素等)，严重影响成品酒的风味及品质。（2）设备酿造葡萄酒所用工具及设备都应进行彻底清洗和杀菌，如生霉的、有酸味的、带色的贮酒木桶都应采取相应的方法进行清洗；金属设备必须经过涂层处理后才能使用，这样可以避免葡萄汁与金属直接接触。（3）葡萄酒生产监控葡萄酒营养丰富，极易受病菌的侵染。如果生产过程中监控措施不得力，很可能引起酒的失光浑浊、沉淀、酒的风味受到损害，使酒的质量降低。葡萄酒易感染的病菌有酒花菌、醋酸菌、苦味菌和乳酸菌。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素5.食醋酿造不安全因素（1）原料酿造食醋的原料与辅料是细菌、霉菌、寄生虫的寄主，在潮湿的环境中容易霉变。此外，污水灌溉的生产的原料与辅料还可能存在农药残留、有毒重金属残留。（2）蒸料与冷却原料蒸煮时间、温度没有达到要求，使杂菌残存。蒸锅内残留原料未及时处理，可能污染下批原料。冷却管道不干净及冷却时间过长均会再受污染。（3）酿造设备车间卫生差或罐体、管道不干净导致杂菌污染。发酵温度控制不规范，杂菌生长，特别是耐酸的杂菌生长。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素6.酱油酿造不安全因素（1）原料的处理原料的处理潜在的危害是原料不洁或受污染，如引入石头、金属等环境物理危害物。大豆浸泡时，由于水或大豆被污染，会使微生物生长；大豆蒸熟后，可能会有残存的病原微生物和耐热霉菌，从而产生毒素；种曲接种时，也会污染产生毒素的霉菌。（2）种曲制备种曲或制曲环境中如果杂菌含量高，会直接影响成曲质量，造成不良后果，如产品出品率低，成本高，尤其污染了腐败的细菌，会使蛋白质过度(异常)发酵产生对人体有害的物质铵盐类物质。（3）发酵过程控制盐水浓度盐水浓度达不到要求，可能会造成细菌的增长。发酵如果发酵温度控制不当或盐水浓度不足，会致使杂菌繁殖，不但整个产品的品质会受到影响，也会对下一步淋油造成不良的后果，产生危害。（4）灭菌是指对淋出或压榨出的半成品酱油的灭菌，其危害是微生物超标，即灭菌温度达不到要求或灭菌时间短，杀菌不彻底，使得一些微生物及产生毒素的霉菌存活下来，在产品贮存和销售过程中造成危害。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素7.腐乳生产过程不安全因素（1）大豆原料霉变的大豆可能受到黄曲霉、青霉等真菌毒素的污染，其毒素的特性及致病性在相关章节中已有描述，在此不再赘述。大豆原料中除真菌污染外，大豆原料中还携带数量和种类几乎不可计数的细菌。据最新研究结果，引起豆制品腐败的主要微生物是屎肠球菌、革兰阳性芽孢杆菌，它们可以使豆制品在短时间内腐败变质。这些腐败菌主要来源于大豆原料中，在豆制品的加工过程中很难除去。另外，大豆原料的农药残留、转基因大豆的安全性等都是全球关注的焦点，也是必须要考虑的因素。（2）发酵过程在腐乳生产中，操作人员双手接触豆浆、辅料和器具等，带人大量细菌。此外，煮浆、过滤、添加凝固剂、灌装等工序均暴露在空气中进行，是二次污染的重要来源。生产设备只进行简单的清洗，内表面有大量细菌存在，由于设备内壁直接与豆浆接触，特别是夏天管道内的残存微生物迅速繁殖，成为重要的二次污染源。因此，尽管生产过程中采用了人工接种发酵，但腐乳生产的前、后发酵都是一个混合发酵过程，特别是后发酵过程中一定要严格按生产工艺进行操作，保证厌氧的发酵环境和适当的食盐浓度。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素8.丹贝生产不安全因素在所有的丹贝工业规模生产的条件下，不可能达到严格的无菌培养过程，其中不仅存在细菌，而且它们至少会影响到食品的一些重要属性。印度尼西亚一些穷人将椰子肉榨油后剩下的椰子饼用于丹贝发酵，发酵有时会受到椰毒假单胞菌的污染，产生两种毒物，即毒黄菌素和毒性更大的米酵霉酸。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素9.纳豆生产不安全因素纳豆是日本的传统发酵大豆制品，传统的方法是以稻草包裹煮熟的大豆，经自然发酵而成。这是一种全开放式的混菌发酵，微生物关系相当复杂，发酵初期其中含有大量的腐败微生物，有时甚至含有病原微生物，同时采用稻草进行包装，其中的农药残留和其他有害物质的污染，都增加了纳豆生产的不安全性。随着社会的进步，人们对传统纳豆生产的安全性提出了质疑。尽管大量的研究显示，纳豆菌及其发酵产物对大肠杆菌0157、金黄色葡萄球菌、沙门菌、痢疾杆菌、单核增生李丝特菌等病原微生物有一定的抑制作用，但发酵过程有些病原微生物形成的毒素无能为力。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素10.发酵肉制品不安全因素（1）发酵剂肉制品发酵剂的安全包含两方面:（1）发酵剂菌株本身安全;（2）发酵剂是否受到杂菌污染。使用乳酸菌做为肉制品发酵剂，一定要筛选不具有氨基酸脱羧酶活性的乳酸菌株做为发酵剂。（2）原料动物肉中常见的寄生虫有弓形虫、肉孢子虫、旋毛虫等。弓形虫休眠孢子在发酵香肠生产中能很快失活。肉孢子虫休眠体存在于牛肉和猪肉中，虽然很少知道它们在香肠发酵中的耐性，但由于它们对冷敏感，所以有理由相信它们以与弓形虫相似的方式失活。在发酵香肠中危害性相对较大的是旋毛虫。为了使德式香肠Salami、Cervelat、Teewurst中100～800个旋毛虫幼虫／g鲜混合物失活，必须要成熟6～21d，水分活度要达到0.93～O.95。因此，生产半干和未干香肠的猪肉必须要冷冻保藏或加热到58.3℃。（3）生产过程霉菌可在未烟熏的或轻度烟熏的空气干燥的发酵香肠表面形成菌落，也可在保存于温暖、潮湿环境中的烟熏香肠上生长。在发霉的发酵香肠上最常分离出的青霉菌有疣孢青霉、产黄青霉、常见青霉、纳地青霉和变幻青霉。曲霉仅在高贮存温度和低水活度下才能与青霉竞争。从香肠中已分离得到的曲霉有灰绿曲霉和杂色曲霉。杂色曲霉等产毒素霉菌在发酵香肠表面的生长、产生毒素，成为发酵香肠的安全性问题。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素11.发酵乳制品不安全因素（1）原料挤奶和运输过程中杂菌、杂物污染奶源。饲养过程中饲料和饮水的污染导致污染物质在乳中残留。果料中农药残留、重金属残留。发酵菌种受到细菌、霉菌、酵母菌及嗜菌体污染。（2）生产过程生产管道、设备及包装容器清洗不干净，杀菌不彻底，导致清洗剂残留、杂菌生长。二、发酵食品工艺安全问题（二）常见发酵食品生产中的不安全因素12.泡菜的不安全因素（1）原料加工泡菜用的原料本身带有病原菌、有害毒素和虫卵等生物性危害；蔬菜表面的农药残留为化学性危害，这些残留往往会导致泡菜产品残留农药含量高于食品法的规定；另外收获的蔬菜原料中常常含有很多泥土、石块和其他杂物等物理性危害。有时蔬菜的品种或成熟度等因素也会使原料的贮藏性能下降,影响成品卫生质量。（2）氧气泡菜的腌制是乳酸菌在厌氧条件下进行的发酵反应。为了保证泡菜质量，要努力创造缺氧环境；否则，一些耐酸的好氧微生物如酵母、霉菌就会生长繁殖，使泡菜发生腐败。（3）杂菌污染泡菜在腌制过程中常常由于一些产气微生物的影响而出现膨胀等现象。这些产气微生物包括酵母、乳酸菌、植物乳杆菌，甚至大肠杆菌，后者通常在食盐浓度低于5％或pH值较高(4.8～8.5)时发生，可适当提高盐和酸的浓度来防止。（4）亚硝酸盐超标腌制泡菜一定要用新鲜蔬菜，并且腌制时间不可太短，食用时一定要检查咸菜是否腐烂、变质，以防止亚硝酸盐超标。泡菜制作过程中除了严格控制发酵条件外，据报道在发酵初期加入一定量的大蒜泥，可以阻断亚硝酸合成亚硝胺，同时也能抑制亚硝酸盐的生成。二、发酵食品工艺安全问题（三）发酵食品中有毒有害物残留发酵异常致毒作用发育障碍细菌耐药性兽药残留农药残留食品添加剂包装材料使用农药超标的蔬菜、瓜果作为发酵原料，肯定会危害消费者身体健康。食品添加剂使用量很少，但添加剂的种类日益增多，使用范围也越来越广，人们日常生活中常用的酱油、醋、料酒等副食品，几乎也都使用了食品添加剂。在与食品接触中，材料中的某些成分(尤其是聚合材料的单体)有可能迁移到食品，造成食品的化学性污染，给人体健康带来危害。第二节发酵食品生产环境污染及治理一、发酵食品工业对环境污染（一）发酵食品工业废渣对环境的污染发酵食品工业废渣主要是生产过程中产生的各种生物物质及循环使用多次的微生物发酵液。如直接排放，一是造成废渣中有效物质不被利用就浪费，二是不经处理的微生物发酵液会对环境造成一定污染。（二）发酵食品工业废水对环境的污染食品工业造成对环境的污染，最为严重的是废水，它具有三食品加工业所产生的废水具有固体杂质多

，有机物含量高，ＢＯＤ、ＣＯＤ值高等特点，如不经处理就直接排放，将会对天然水体造成严重的污染。二、发酵食品工业废渣的利用与处理（一）发酵食品工业废渣的种类和特点发酵食品工业废渣主要是各种酒厂、酿造厂、食品厂、抗生素厂等生产过程中产生的各种生物物质，比如酒糟、淀粉皮渣、葡萄渣、菌体等。这些废渣大部分无毒，营养丰富，一般可以直接作为家畜禽的饲料，也可以做为固体发酵产品或单细胞蛋白的生产原料。（二）废渣的利用与处理厌氧处理：生物物质作为能源利用的转换技术有许多种。沼气发酵可使生物物质转换成气体燃料(沼气)；酒精发酵可使生物物质转换成液体燃料(酒精)。好氧处理：有机物质在有氧的条件下，通过好氧微生物的作用，可以彻底分解，最终形成二氧化碳和水，同时，释放出大量的能量。三、发酵食品工业废水的处理（一）废水排放标准发酵食品工业废水的种类很多，成分也较复杂。多数废水中含有碳水化合物、蛋白质、脂肪和无机盐类等，其含量多少，因废水种类不同而有差异。其特点是：有机物质含量高，不含或很少含有有毒物质废水种类有机物含量（%）生化需氧量（BOD）（mg/kg）酒精蒸馏废液3.0-6.020000-55000抗生素废水（青霉素）0.9210000抗生素废水（卡那霉素）1.5722000酵母废水2.8910280制酱工厂废水3.728000各种废水的有机物含量和生化需氧量（BOD）三、发酵食品工业废水的处理（二）废水的处理物化法

沉降、吸附化学法

臭氧氧化生化法1、好氧生化处理法：在适合的条件下其生化需氧量（BOD）去除率可达80％-90％左右，甚至可达95％以上。（1）活性污泥法（2）生物膜法2、厌氧处理法又称厌氧消化法或沼气发酵法、甲烷发酵法，指有机物质在厌氧条件下通过微生物作用转化成沼气。第三节发酵食品的三废处理一、发酵废液处理（一）味精废水处理目前流行的味精生产工艺是以淀粉质为原料，通过发酵法进行生产。淀粉质原料水解为葡萄糖，以谷氨酸发酵菌发酵生产谷氨酸，再经碱中和得谷氨酸钠结晶。其生产废水主要来自浸泡、过滤、发酵、离子交换四个工序。味精废水是有机物浓度很高的酸性废水，且BOD5与CODcr比值较高，一般可采取生物技术进行处理。一、发酵废液处理（二）啤酒废水处理啤酒废水主要来源于麦芽制作、酿酒与发酵、包装三个工序，其主要成分有：糖类、果胶、发酵残渣、蛋白化合物、包装车间的有机物和少量无机盐类等。其水质范围：水温20～25℃，pH值为5.5～7.O，COD为1200～2300mg／L，BOD5为700～1400mg／L，SS为300～600mg／L，TN为30～70rag／L。啤酒废水的主要特点之一是BOD5／COD值较高，一般在0.45以上，非常有利于生化法处理。一、发酵废液处理（三）发酵肉类工业废水处理肉类加工厂是屠宰和加工猪、牛、羊等牲畜和家禽，生产肉类食品和副食品的工厂。肉类加工生产中要排出大量血污、油脂、油块、毛、肉屑、内脏杂物、未消化的饲料和粪便等，废水的排放量逐年增多，废水中还含有大量与人体健康有关的微生物。肉类加工废水如不经处理直接排放，