食品微生物学复习资料

食品微生物学复习资料菌落总数计数法：微生物学要考食品微生物学定义：专门研究微生物与食品之间相互关系的一门学科，它隶属于应用微生物学范畴，融合了普通微生物学、工业微生物学、医学微生物学、农业微生物学等与食品有关的部分内容，同时又渗透了生物化学、免疫学、机械学和化学工程的有关内容。特点：范围广、学科多、应用性强。研究对象：与食品生产、贮藏、流通、消费等环节相关的各类微生物细菌、酵母菌、霉菌、放线菌病毒、朊病毒食品微生物学的研究内容1.食品中存在的微生物种类、分布及特性形态特征、生理特征、遗传特性、免疫学特性及生态学特点等生命活动规律－－识别、检验、控制微生物2.研究食品微生物的污染来源、污染途径及食品在生产、加工、贮藏、运输、销售等各环节控制污染的方法。3.微生物引起食品腐败变质的机理及其现象4.研究如何利用有益微生物的代谢活动为人类制造发酵食品5.研究如何控制腐败微生物的生长繁殖，防止食品发生腐败变质（保藏方法）。6.研究如何控制病原微生物的生长和产生毒素，防止食物中毒与食源性传染病的发生。——食品安全问题7.研究如何采用现代微生物检验技术，快速、准确地检测食品中的微生物数量和检验食品中的病原微生物。食品微生物的污染来源及其控制食品污染分为物理性污染（如放射性物质的污染），化学性污染（如重金属盐类的污染）和生物性污染（如由微生物、寄生虫、虫卯和昆虫等引起的污染）。污染来源：1.土壤--微生物最适宜的生长环境--丰富的营养物质：碳源、氮源、水、维生素、矿物质--适宜的生长环境：接近中性的PH2.水--水是食品重要的微生物污染源3.空气--空气不是微生物生长繁殖的场所--空气中的微生物主要为霉菌、放线菌的孢子和细菌的芽孢及酵母4.人与动植物--人体及各种动植物均带有大量的微生物5.生产工具与食品用具6.原料与辅料污染的控制一、防止原料的污染二、加强食品企业卫生管理三、加强食品的卫生检测四、加强环境卫生管理影响微生物生长的内在因素和外在因素内在因素：关于动、植物组织本身固有特性的参数（一）营养组成微生物生长需要的营养成分水、碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子微生物对营养素的需求霉菌＜G-＜酵母菌＜G+（二）pH值微生物生长的最适PH：酵母菌和霉菌：5--6；大多数细菌：6.5--7.5；放线菌：7.5--8.0pH值在4.5以下，称为酸性食品pH值在4.5以上，称为非酸性食品pH值范围<pH值4.5>pH值4.5适应生长的霉菌、酵母细菌微生物类群菌（三）含水量水分活度是指在相同温度下的密闭容器内，食品的水蒸汽压与纯水蒸汽压之比值最低aw：大多数细菌：0.9；酵母：0.88:；霉菌：0.8当食品的水分活度与环境的相对湿度平衡时，此时食品的水分活度为aw=RH/100或RH=100×aw式中：RH表示相对湿度（四）氧化还原电位（Eh）氧化能力强的物质，Eh值较高；还原能力强的物质Eh值较低氧分压高时，Eh值高氧分压低时，Eh值低pH值高时，Eh值低pH值低时，Eh值高（五）抗菌成分丁香丁香酸大蒜蒜素鸡蛋溶菌酶、伴清蛋白牛乳乳铁蛋白、胶固素、乳过氧化物酶体系（乳过氧化物酶、硫氰酸盐、过氧化氢）（六）生物组织结构种皮、外皮、外壳、皮毛外在因素1.贮藏温度2.环境相对湿度3.环境中的气体及浓度食品的防腐保藏巴氏杀菌：采用较低温度杀死食品中所有病原菌和多数腐败菌的营养体，并尽可能减少食品营养成分和风味的损失的措施。HTST（高温短时）：63℃30minLTLT（低温长时）：72℃15s巴氏杀菌可杀死所有酵母菌、霉菌、G-和很多G+经巴氏杀菌后，残留的微生物分为两类：耐热菌——在较高温度下可以存活，但不能在这些温度下正常生长的微生物。如链球菌、乳杆菌等。嗜热菌——不但能耐受高温，而且高温是其生长和代谢所必需的。如芽孢杆菌属、梭菌属等商业无菌：指罐头食品经适度的杀菌后，不含有致病性微生物，也不含有在通常温度下能在其中繁殖的非致病性微生物的状态。超高温瞬时灭菌（UHT）采用高温、短时间，使液体食品中的有害微生物致死的灭菌方法。一般采用135~150℃，保温2~8sUHT优点：较好的保持食物自然风味杀死芽孢形成菌热力致死时间ThermalDeathTime，TDT在特定温度下，杀死样品中所有微生物所需要的最短时间。（单位：min）热力致死温度ThermalDeathPoint，TDP在固定时间内（通常10min），杀死一定数量的微生物所需要的杀菌温度。D值：指数递减时间（不受原始菌数影响。）指在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死90%原有残存活菌数或降低一个对数周期所需要的时间，即指数递减时间。Z值引起D值变化10倍或1/10所需改变的温度值，即D值升高（降低）一个对数周期所需要降低（升高）的温度数。Z值越小，温度变化敏感程度越高；Z值越大，温度变化敏感程度越低。低温保藏的基本原理：在低温条件下，食品本身的酶活性被抑制，化学反应延缓，食品中微生物的生长繁殖速度减慢或完全受到抑制。嗜冷菌：指在0~20℃下可以生长，最适生长温度为10~15℃的微生物引起冷藏食品变质耐冷菌：虽能在低于0℃生长，但其最适生长温度为20-40℃。引起解冻后食品的腐败低温冷藏食品的常用方法1.普通贮藏10~15℃短期缓慢生长2.冷藏0~7℃有限期内抑制生长贮藏温度、相对湿度、气体组成3.冻藏低于-18℃较长时间几乎不长快速冷冻（速冻）30min-20℃形成较小胞内冰晶慢速冷冻（缓冻）3~72h特定温度形成较大的胞外冰晶冷冻-解冻循环后果（1）形成冰核——冰晶造成机械损伤（2）脱水——水分活度下降（3）氧化伤害干燥保藏食品的基本原理通过干燥，使食品的aw降低至一定程度，引起食品腐败和食物中毒的微生物由于得不到利用的水分而生长受到抑制，同时食品本身的酶活性也受到抑制，从而达到长期保藏的目的。食品的分类1）干燥食品（低水分含量食品LMF）含水量15%以下，aw为0.00~0.602）半干食品（中间水分食品IMF）含水量15~50%，aw为0.60~0.853）高水分食品aw>0.85，多数生鲜食品冷杀菌（非热杀菌）：杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。电离辐照属于冷杀菌技术低剂量辐射：辐射剂量为1kgy以内，多用于抑制发芽、杀虫和延缓成熟中剂量辐射：辐射剂量为（1--10kgy），多用于减少非孢子病原菌的数量高剂量辐射：辐射剂量为（10--50kgy）,多用于商业灭菌和消灭病毒辐照食品的灭菌目的种类：针对性灭菌、选择性灭菌、完全性灭菌乳酸拮抗：在混合培养时，乳酸菌能抑制或杀死高度相关的微生物、食品腐败菌和能够导致食物中毒的微生物的现象。乳酸拮抗是一种非特异性拮抗关系拮抗关系是指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变其他条件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。非特异性拮抗乳酸菌产生乳酸使pH值下降，抑制腐败细菌生长。特异性拮抗青霉菌产生青霉素对革兰氏阳性菌有致死作用盐渍的原理a.提高渗透压，使细胞原生质浓缩发生质壁分离0.85%~0.90%等渗压大于5%细胞开始脱水b.降低水分活度，不利微生物生长c.减少水中溶解氧，使好气性微生物的生长受抑制嗜盐菌：在高浓度盐下可以生长和需要高浓度盐才能生长良好的微生物。副溶血弧菌耐盐菌：在高浓度盐下可以存活，但不能生长的微生物。微球菌、八叠球菌、弧菌等糖渍法：糖的使用量比盐多6倍糖=1倍盐气调保藏的原理：控制食品储藏环境气体的组成，如增加环境气体中的二氧化碳、氮气比例，降低氧气比例，控制食品变质的因素，从而达到食品保鲜或延长保藏期的目的。气调的一般方法降低O2浓度：结合密闭和自然降氧；抽真空；涂膜隔氧；化学剂吸氧；填充其他非氧气体等提高CO2浓度防腐剂一、化学防腐剂抑菌机理：1.作用于微生物的细胞膜，使膜的通透性增加，导致胞内物质泄漏2.抑制微生物细胞中某些关键酶类的活性3.破坏微生物细胞遗传物质或影响其功能①苯甲酸及其钠盐真菌抑制剂抑制酵母菌、霉菌生长抑菌最佳pH2.5~4.0适用于高酸性食品②山梨酸及其钾盐霉菌、酵母菌、细菌对乳酸菌作用较弱酸性防腐剂在pH6.0以下效果最佳，而在pH6.5以上无效③丙酸及其钙盐或钠盐霉菌抑制剂对防止黄曲霉毒素的产生有特效对酵母菌几乎无效抑菌机理：未解离的分子具有抗菌活性抑菌能力：山梨酸盐>苯甲酸盐>丙酸盐当pH4.0~6.0时，山梨酸>苯甲酸钠当pH<3.0时，山梨酸酯=苯甲酸钠>丙酸盐④对-羟基苯甲酸酯抑菌活性与pH无关对细菌、酵母和霉菌有抑制作用⑤脱氢醋酸及其钠盐⑥亚硝酸钠作用：保持肉的红色和有利于风味的形成，抑制厌氧产毒菌（如肉毒梭菌）的芽孢发芽。抑菌机理：亚硝酸钠对梭菌的磷酸裂解酶系（即含铁氧还蛋白、氢化酶等铁-硫酶系）有抑制作用。亚硝酸钠可与铁氧还蛋白结合，阻止细胞内由丙酮酸代谢合成ATP,表现为细胞内ATP水平降低和基质中丙酮酸的累积，从而抑制芽孢的生长。但乳酸菌对亚硝酸钠有抵抗作用，其原因是细胞内缺少铁氧还蛋白。Mb+NOMbNO（鲜亮红色）（肌红蛋白）（亚硝基肌红蛋白）在酸性范围内：pH抗菌乳酸菌、肠道细菌无作用⑦SO2与亚硫酸盐二、天然生物防腐剂（食品中的抗生素）①乳酸链球菌素随pH稳定性增强专性抑制G+（主要是其芽孢）②纳他霉素专性抑制霉菌和酵母菌抗生素：微生物的次级代谢产物作用：抑制或杀死微生物机理：抑制细胞壁合成破坏细胞壁抑制蛋白质、核酸合成假单胞菌属：该属是乳类、肉类、蛋类、鱼贝类和果蔬等冷藏食品的重要腐败菌。埃希氏菌属：大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌，E.coli）是代表种。该属为G-杆菌，单个存在，周身鞭毛，无芽孢，少数菌有荚膜，属于兼性厌氧菌。在伊红美蓝（EMB）培养基上成紫色具金属光泽菌落。能发酵乳糖，产酸、产气。沙门氏菌属：G-兼性厌氧菌，短杆状，周生鞭毛，无芽孢和荚膜。分解葡萄糖，产酸、产气，不分解乳糖，可利用柠檬酸盐肉类、蛋类食品的卫生指标微生物芽孢杆菌属：G+、细胞直杆状、常成对或链状排列、端生或周身鞭毛、好氧菌，产生芽孢，芽孢直径小于菌体宽度，能发酵葡萄糖产酸不产气梭状芽孢杆菌属：G+厌氧或微需氧菌杆菌，产芽孢，且多数芽孢直径大于菌体宽度，主要引起罐装食品的腐败变质金黄色葡萄球菌（S.aureus）：耐高渗透压G+、球菌，单球、双球和不规则的葡萄状，不运动、无芽孢、兼性厌氧，好氧情况下生长良好酵母菌：一类以芽殖或裂殖进行无性繁殖的单细胞非丝状真菌无性繁殖为芽殖，有性繁殖形成子囊孢子啤酒酵母葡萄酒酵母汉逊氏酵母属（Hansenula）和毕赤氏酵母属（Pichia）酿酒工业的有害菌SCP：单细胞蛋白霉菌概念：小型丝状真菌的通称毛霉属：产淀粉酶和蛋白酶活力强参与腐乳制作的主要微生物：毛霉根霉属：与毛霉区别，根霉有假根和匍匐枝青霉属：菌丝：有隔膜，无足细胞，无性繁殖体具独特的帚状体结构乳酸细菌是一类能利用可发酵糖类产生乳酸的细菌统称G+细菌链球菌属：该属仅有嗜热链球菌用于乳品发酵乳球菌属：模式种为乳酸乳球菌乳杆菌属：根据葡萄糖发酵类型可划分为三个类群：专性同型发酵群、兼性异型发酵群和专性异型发酵群双歧杆菌属：模式种为两歧双歧杆菌微生物引起食品变质的原因（1）食品中蛋白质的分解：食品中蛋白质蛋白酶多肽内切酶氨基酸NH3+R-NH2+H2S（2）食品中碳水化合物的分解：食品中碳水化合物酶有机酸+酒精+气体（3）食品中脂肪的分解：食品中脂肪脂肪酶脂肪酸+甘油+其他产物过氧化物醛+酮乳与乳制品的腐败变质鲜乳中微生物类型：1.能使鲜乳发酵产生乳酸的细菌乳酸菌（G+、兼性厌氧）、链球菌(Streptococcus)类2.能使鲜乳发酵产酸产气的细菌大肠杆菌3.胨化细菌枯草芽胞杆菌4.分解柠檬酸盐使鲜乳呈碱性反应的菌5.霉菌和酵母6.病原菌牛体：金黄色葡萄球菌人体：伤寒沙门氏菌鲜乳中微生物的活动规律与腐败变质过程1)抑制期（混合菌群期）鲜乳含有抗菌物质—抗体等2）乳酸乳球菌期抗菌物质消失乳酸乳球菌成优势菌生长速度大于乳酸杆菌分解乳糖产生乳酸pH蛋白质凝固抑制腐败菌、产碱菌pH<4.5，本身受到抑制3）乳杆菌期pH<6乳酸杆菌活动渐强pH4.5乳酸乳球菌受到抑制乳酸杆菌继续生长pH3.0~3.5乳酸杆菌受到抑制现象：大量凝块，乳清析出4）真菌期pH3.0~3.5细菌被抑制或死亡霉菌、酵母生长分解乳酸、有机酸、蛋白质产生碱性物pH5）胨化期乳糖被消耗，蛋白质、脂肪含量相对高芽胞菌属杆、假单胞菌属开始活跃凝块渐被消化pH腐败菌生长繁殖肉类的腐败变质：丁二胺腐胺假单胞菌的主要二胺产物戊二胺尸胺肠道菌的主要产物变质过程发生菌群交替现象：（1）好氧菌繁殖期（2）兼性厌氧菌（3）厌氧菌鲜肉的变质现象：a.发粘：微生物分解蛋白质b.变色：暗绿色的（H2S-Hb）c.霉斑：多见于干腌肉制品d.变味：蛋白质分解产生恶臭味鱼类的腐败变质：比肉类更易腐败的reason：1）鱼类的捕获及运输方式2）鱼类本身的问题蛋类的腐败变质：微生物种类：细菌、酵母菌，霉菌较为少见抑菌系统：卵清蛋白伴清蛋白螯合剂FeCuZn溶菌酶抵制G+菌生长抗生物素蛋白与生物素结合卵抑制剂抑制真菌蛋白酶pH9.3散黄病韧带断离、蛋黄膜破裂，蛋黄与蛋白混合成浑浊的液体。荧光假单胞菌绿腐病（greenrots)：蛋白腐败初期，从局部开始呈淡绿色。荧光假单胞菌黑腐病（blackrots)：核蛋白、卵磷脂H2SNH3..灰色暗黑色变形杆菌假单胞菌气单胞菌红腐病（pinkrotsorredrots)蛋液变质产生酸臭而呈红色。假单胞菌沙雷氏菌果蔬及其制品的腐败变质水果：霉菌和酵母是引起水果变质的主要微生物，其中以青霉属最为重要。果汁：优势菌：酵母其次霉菌青霉属曲霉属乳酸菌果汁的变质现象：浑浊：酵母菌发酵霉菌大量生长产生酒精：酵母菌、细菌、霉菌有机酸变化：酒石酸、柠檬酸、苹果酸黏稠：黏液性的葡聚糖粮食：细菌、酵母引起糕点变质的微生物主要是细菌、霉菌罐藏食品的腐败变质：腐败变质的原因：1.杀菌不彻底；2.漏罐罐头食品变质：平酸腐败：兼性厌氧的嗜热脂肪芽孢杆菌是专性嗜热平酸菌的典型代表胀罐（胖听）：TA腐败：TA菌引起的腐败代表种：嗜热解糖梭菌黑变：代表种：致黑梭菌食物中毒：指摄入了含有生物性、化学性有毒有害物质的食品或者把有毒有害物质当作食品摄入后出现的非传染性（不属于传染病）的急性、慢性疾病。食物中毒的分类：1.细菌性食物中毒2.真菌性食物中毒3.化学性食物中毒4.动物性食物中毒5.植物性食物中毒细菌性食物中毒：指因摄入含有细菌毒素或致病细菌的食品而引起的急性或亚急性疾病。细菌性食物中毒的分类：1、感染型食物中毒：进食大量活的细菌（潜伏期8～24h）如：沙门菌属食物中毒、副溶血性弧菌食物中毒、致病性大肠杆菌食物中毒2、毒素型食物中毒：细菌产生的毒素如：葡萄球菌食物中毒、肉毒毒素中毒3、混合型：由感染型和和毒素型两种协调作用所致病原菌易污染食品污染来源沙门氏菌畜肉及其制品、禽肉、蛋类、奶类及其制品感染的动物及其粪便，被污染的水源致病性大肠埃希菌熟肉制品、蛋及蛋制品粪便葡萄球菌乳类及乳制品、肉类、剩饭等，熟肉类人或者动物的化脓性病灶肉毒梭菌自制植物性发酵品、肉类罐头等土壤、动物粪便沙门氏菌活菌对肠黏膜侵袭而导致的感染性食物中毒。金黄色葡萄球菌，肠毒素——毒素型食物中毒肉毒梭菌毒素在菌体内形成，菌体自溶时释放的可溶性外毒素真菌毒素与细菌性食物中毒的区别●中毒食品主要为熟食品●潜伏期比较短（0.5~2h）●症状是对实质性脏器有损害●无有效治疗方法黄曲霉毒素（AFT）是由黄曲霉、寄生曲霉的某些菌株产生的一类强毒性的次级代谢产物。基本结构：二呋喃环和香豆素AFB1在所有的AFT中毒性最强，致癌性也最强结核分枝杆菌是引起人和动物结核病的病原病布鲁氏杆菌是一种慢性的引起布鲁菌病的病原病炭疽芽孢杆菌：1、引起动物和人炭疽的病原菌2、形成荚膜是毒性特征。3、“串珠试验”为该菌特有反应4、常用与其它好氧芽孢杆菌区别的依据。霍乱弧菌是弧菌属中对人致病最强的，是烈性传染病霍乱的病原菌。脊髓灰质炎病毒是引起脊髓灰质炎（小儿麻痹症）的病毒，是一种急性传染病。肝炎病毒是一大类能引起病毒性肝炎的病原微生物（甲型肝炎病毒HAV）HAV的传播途径：粪便---水、食品、餐具---口食品中微生物数量的检测技术与指示菌类一．显微镜直接计数法1.直接涂片法：①优点：操作简单、快速②缺点：不能区分样品中的活菌与死菌，计数结果比SCP方法偏高，只使用与菌数较高的样品③此法适用于计数单细胞的细菌2.血球计数板计数法：①优点：操作简单、快速②此法只适用于计数单细胞的酵母菌③所测结果为活菌数二．平皿菌落总数测定法（SCP）是最常用的一种活菌计数法菌落总数：食品检样经过处理，在一定条件下（如培基基、培养温度和培养时间等）培养后，所得每g（mL）检样中形成的微生物菌落总数。选择30~300个之间的平皿计数结果以cfu/ml(g)（菌落形成单位）表示28℃培养3天，37℃培养2天三．最可能数测定法最近似数测定法（MPN）：对未知样品做连续的10倍稀释，选择3个连续的10倍稀释液，每种稀释液接种3管（5管）装有培养基的试管中培养，根据实验结果查MPN检索表，得到样品中微生物的数量。报告单位：MPN/g(ml)适用于含菌数少的样品四．还原实验法刃天青、红四氮唑（估算样品中的活菌数）五．浊度测定法在一定范围内，悬液中单细胞的数量与光密度成正比大肠菌群系：一群在36℃条件下培养48h能发酵乳糖产酸产气的需氧和兼性厌氧的G-无芽孢杆菌。检测大肠杆菌的食品卫生学意义：①作为食品被粪便污染的指示菌②作为食品被肠道致病菌污染的指示菌食品卫生微生物检验指标：菌落总数、大肠菌群、致病菌饮料酒的酿造啤酒是以优质麦芽和水为主要原料，酒花为香料和苦料，经麦芽糖化与酵母发酵酿造而成的含有CO2气体和低度酒精的饮料酒。我国：下面发酵酵母啤酒发酵2个阶段主发酵：（1）起泡期（2）低泡期（3）高泡期（4）落泡期（5）泡盖形成期后发酵：又称啤酒贮酒阶段，完成残糖继续发酵，饱充CO2达4%，促进啤酒成熟和澄清。啤酒酵母最适于25℃生长，为了防止酵母20℃以上自溶，一般控制在8~12℃淋饭酒母与甜酒酿的异同点：相同：制作方法相似不相同：（1）酒药不同。甜酒酿：根霉、毛霉、少量酵母；淋饭酒母：根霉、毛霉、酵母（2）糖化发酵时间不同。甜酒酿糖化发酵时间不宜延长，适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键酸奶：菌种：嗜热链球菌保加利亚乳杆菌43℃发酵比例：1:1~2:1接种量：2%~3％两种乳酸菌都是同型乳酸发酵两种乳酸菌在酸奶发酵过程中属于共生关系保加利亚乳杆菌分解乳中酪蛋白产生氨基酸，为嗜热链球菌的生长提供营养；嗜热链球菌在生长过程中产生甲酸，促进保加利亚乳杆菌生长。味精（谷氨酸钠）：菌种的特性：必须以生物素为生长因子生产菌种均为生物素缺陷型合成途径：葡萄糖EMP丙酮酸乙酰CoATCAa-酮戊二酸L-谷氨酸（味精）培养基组成：碳源