食品变质与类型相关性.ppt

第11章 微生物引起食品腐败变质 第一节 食品腐败变质的鉴别 第二节 微生物引起食品变质的条件 （一）微生物 （二）食品的基质特性 （三）食品的外界环境条件 第三节 食品腐败变质的机理 第四节 食品变质与食品类型相关性,食品腐败变质 食品受到外界有害因素的污染以后，原有色、香、味和营养成分发生了从量变到质变的变化，结果使食品的质量降低或完全不能食用，这个过程称为食品腐败变质。 习惯的原因常常把食品腐败变质称为食品变质，实际上食品腐败是食品变质的一个方面。 造成食品变质的原因较多，有物理的、化学的，也有生物的，这里只学习生物原因中由微生物引起的食品变质问题。,腐败 腐败指的是由微生物引起蛋白质食品发生的变质。 食物 + 分解Pr的微生物 AA + 胺 + 硫化氢等 发酵 发酵指的是由微生物引起糖类物质的变质。 碳水化合物 + 分解糖类的微生物 有机酸 + 酒精 + 气体 酸败 酸败指的是由微生物引起脂肪类物质发生的变质，脂肪发生变质的特征是产生酸和刺激性的“油哈”气味。 脂肪食物 + 解脂微生物 脂肪酸 + 甘油及其它产物 注：脂肪发生变质主要是由于化学作用所引起的，但许多研究证明与微生物有密切的关系。,第一节 食品腐败变质的鉴定 一、感官鉴定 1. 色泽 2. 气味 3. 口味 4. 组织状态 二、化学鉴定：腐败产物作为判断依据，如盐基氮、有机酸等。 三、pH值或酸碱度的测定：微生物产酸或氨；食品消化产酸 四、微生物检验,第二节 微生物引起食品变质的条件 微生物 食品的基质条件 食品的外界环境条件,一、微生物 1. 分解蛋白质的微生物 细 菌：分解力强的包括有芽孢杆菌属、假单孢菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属。 分解力弱的包括有小球菌属、葡萄球菌属、八叠球菌属、 无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、肠细菌属、埃希氏杆菌属。 酵母菌：大多酵母菌对蛋白质分解能力极微弱。 霉 菌：许多霉菌都具有分解蛋白质的能力。霉菌与细菌相比， 霉菌更能利用天然蛋白质。如青霉属、曲霉属、根霉属、毛霉属、木霉属和复端孢属中的许多种。,一、微生物 2. 分解碳水化合物的微生物 细 菌：能强烈分解淀粉的细菌仅是少数。主要是芽孢杆菌属的细菌，如枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和马铃薯芽孢杆菌。其次是梭状芽孢杆菌属，如淀粉梭状芽孢杆菌。 能分解纤维素和半纤维素的细菌仅少数菌株。 能分解果胶质的细菌有欧氏植病杆菌属（胡萝卜软腐病欧氏杆菌）、芽孢杆菌属（环状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌）和梭状芽孢杆菌属。 绝大多数细菌都具有分解单糖或双糖的能力，某些细菌能利用有机酸和醇类，特别是利用单糖的能力极为普遍。,第二节 微生物引起食品变质的条件 一、微生物 2. 分解碳水化合物的微生物 细 菌： 酵母菌： 绝大多数酵母菌不能使淀粉分解。但少数特殊的酵母菌能分解多糖，个别酵母能分解果胶如脆壁酵母。大多数酵母菌有利用有机酸的能力。,一、微生物 2. 分解碳水化合物的微生物 霉 菌：大多数霉菌都有利用简单碳水化合物的能力。能分解纤维素的霉菌较少。纤维素分解力最强的是木霉属中的绿色木霉。其次曲霉中的黑曲霉、土曲霉、烟曲霉以及青霉中的黄青霉、淡黄青霉等也具有分解纤维素的能力。 分解果胶质的霉菌中，活力最强的有黑曲霉、米曲霉、灰绿青霉。其次是蜡叶芽枝霉、大毛霉等。 青霉属、曲霉属、毛霉属和镰刀霉属中的许多种都具有利用某些简单有机酸或醇类的能力。,第二节 微生物引起食品变质的条件 一、微生物 3. 分解脂肪的微生物 细 菌：脂肪分解菌是指能产生脂肪酶，使脂肪分解为脂肪酸和甘油的细菌。一般来说，有强烈分解蛋白质能力的需氧菌中的大多数细菌，同时也就是脂肪分解菌。 细菌中具有分解脂肪的细菌并不多，主要有假单孢菌属、黄杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、小球菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属。,第二节 微生物引起食品变质的条件 一、微生物 3. 分解脂肪的微生物 酵母菌：能分解脂肪的酵母菌不多，常见的有解脂假丝酵母。 霉 菌：能分解脂肪的霉菌比细菌多的多。常见的有黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉、灰绿青霉、脂解毛霉、白地霉和芽枝霉等。,第二节 微生物引起食品变质的条件 二、食品基质特性 1. 食品的营养组成 大部分食品都是微生物生长的良好培养基，所以食品一旦被微生物污染，微生物就很容易在其上生长，从而导致食品变质。 诱导酶、易突变,第二节 微生物引起食品变质的条件 二、食品基质特性 2. 食品的氢离子浓度 食品中氢离子浓度对微生物的生命活动有很大影响。 初级主动运输；次级主动运输。,第二节 微生物引起食品变质的条件 食品基质特性 2. 食品的氢离子浓度 动植物食品原料的pH几乎都在7以下，有的可低到2-3。 根据食品pH值不同，一般将食品分为酸性食品和非酸性食品。,食品基质特性 2. 食品的氢离子浓度 酸性食品和非酸性食品 非酸性食品：pH值在4.5以上者称为非酸性食品。 酸 性 食 品： pH值在4.5以下者称为酸性食品。 从食品原料及其制品来看，几乎所有的蔬菜，乳、肉 等动物性食品都属于非酸性食品，而所有的水果都属于酸 性食品。 由于食品的pH值不同，故引起食品腐败变质的微生 物类群也就呈现一定的特殊性。,二 食品基质特性 2. 食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 不同微生物在不同生长阶段不同生长环境中对pH的要求不一样。 微生物在食品中生长也能导致食品的pH值改变。 当pH值转化到一定限度时，又会对微生物的生长产生抑制作用，微生物的生长就停止了，这样食品中酸碱的积累就不再继续进行。 如某些微生物分解食品中的糖类产酸，结果引起食品的pH值下降，某些微生物分解Pr产碱，结果导致食品的pH值出现上升趋势。,二 食品的基质特性 2. 食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 一些腐败细菌生长初期，首先分解的也是糖，当糖被利用而降低到一定程度时，接着就出现了蛋白质被强烈分解，使碱性物质积累，造成pH值上升，这种现象在液体食品中特别明显。 在发酵食品制造过程中也可以见到有这种类似的现象，这是在几种微生物同时存在时所引起的。,二 食品的基质特性 2. 食品的氢离子浓度 微生物生长与食品中pH值的关系 以腌菜为例： 制备腌菜时，初期LAB利用菜液中的糖分而产酸，pH值就逐渐下降，直至有大量的酸积累时，由于酸度过高，LAB生长即被抑制。 可是一些真菌因具有耐酸的特性，它们并能利用酸性物质而获得生长的机会，这样就造成了pH值逐渐上升，当pH值接近中性时，若原来加入的盐分不足和在其它条件的影响下，还可以出现一些腐败细菌的生长繁殖，最后的结果造成pH值显著向碱性转化。,第二节 微生物引起食品变质的条件 食品基质特性 3. 食品的水分 食品有固体状、半固体状和液体状。它们不论是原 料、半成品或成品，都含有一定量的水分，食品中的水分 总是以结合水和游离水两种状态存在。 微生物在食品上生长繁殖，除需要一定的营养物质 外，还必须有足够的水分，微生物能利用的水分是游离 水。,第二节 微生物引起食品变质的条件 食品基质特性 3. 食品的水分 食品中的糖、盐、AA等溶解、转化后才能被微生物吸收。 有些不溶性物质，也必须通过微生物酶作用使其转变成小分子的可溶性物质后，才能被微生物吸收。,第二节 微生物引起食品变质的条件 食品基质特性 3. 食品的水分 游离水的存在是微生物生长所必需的物质之一。故降低食品的 水分含量，可以作为控制微生物生长的一项衡量指标（标准）。 一般来说，含水分多的食品，微生物容易生长，含水分少的食品，微生物则不易生长，那么食品中含有的水分减少到怎样的程度，微生物就不能生长呢？,二 食品基质特性 3. 食品的水分 有些食品的含水量为60%时，细菌就不能生长，而有些食品的含水量则必须降至40%时，细菌才不能生长。 这是因为在含有60%水分的食品中，有较多的可溶性物质被溶解在水中，这样势必就会有较多的水分被可溶性物质夺去，微生物可利用的水分因此而减少； 在40%水分的食品中，虽然水含量较低，可是可溶性物质也较少，因此微生物可利用的水分降低不多。,二 食品基质特性 3. 食品的水分 水活度（Aw）值来表示。 水分活性值（Aw） Aw值即是食品在密闭容器内的水蒸汽压与在相同温 度下的纯水蒸汽压的比值。 Aw = P / P0 P0表示纯水的水蒸汽压，P表示食品的 水蒸汽压。 Aw值为 0 - 1之间,二 食品基质特性 3. 食品的水分 水分活性值（Aw） 不同类型微生物的生长对水分活性值的要求 各种不同类型微生物都有生长适宜的水分活性范围， 即使是同一类型的微生物，在不同条件下生长发育所需要 的最低水分活性值也有差异。 以细菌、酵母菌、霉菌三大类微生物来比较。 细菌 酵母菌 霉菌 细菌生长的水分活性值 除了嗜盐性细菌的最低Aw在0.75以下外，绝大多数的 细菌要求 Aw 在 0.94以上。,二 食品基质特性 3. 食品的水分 不同类型微生物的生长对水分活性值的要求 酵母菌生长的水分活性值 酵母菌生长所需水分要比细菌低一些，但比霉菌要高 一些，除了耐渗透压酵母菌外，一般酵母菌生长的最低 Aw 范围在 0.94 - 0.88。 霉菌生长的水分活性值 霉菌与细菌和酵母菌相比，能在较低的 Aw范围内生 长。一般在 0.64的Aw下,任何霉菌均不能生长。但在Aw 值为0.65时，有少数霉菌尚能生长，故称其为干性霉菌。,二 食品基质特性 3. 食品的水分 适宜微生物生长的Aw值的可变性 一般情况下微生物生长的Aw值范围非常严格，但在某些因素的影响下，如温度值、营养成分、O2及抑制剂等都可使微生物生长的最适Aw值有所变动。 如霉菌处于最适生长温度时，霉菌孢子发育的最低Aw值可比非适宜度低。 兼性厌氧的金黄色球菌在无氧环境下生长的最低Aw = 0.90，而在有氧环境中可降至0.86。,二 食品基质特性 3. 食品的水分 微生物生长对食品中水分的影响 微生物的呼吸作用产生热量，因此可促进水分蒸发，从而使食品的水分不断减少。 微生物在其代谢过程中会产生水分，这些水分有的是食品组成成分中的结合水转变而来的。 如枯草芽孢杆菌对淀粉发生分解作用时，即有水分释放出来，假如产生的水分量 蒸发量，就会使食品的Aw值上升，食品中Aw值变化了，能在食品中活动的微生物种类也会有所变化。,表2 食品中重要微生物类群生长的最低Aw值范围 类 群 最低Aw值范围 类 群 最低Aw 大多数细菌 0.990.94 嗜盐性细菌 0.75 大多数酵母 0.940.88 耐渗透压酵母菌 0.60 大多数霉菌 0.940.73 干性霉菌 0.65,表3 食品中细菌生长的最低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 假单孢菌属 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 0.9150.930 大肠杆菌 0.960.935 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,表4 食品中酵母生长的最低Aw值 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 0.835 面包酵母 0.905 异形魏立氏酵母 0.83 醭酵母属 0.90 鲁氏酵母 0.600.61,表 5 食品中霉菌生长的最低Aw（孢子发芽） 根 霉 属 0.940.92 白 曲 霉 0.75 葡萄孢属 0.93 灰绿曲霉 0.750.73 毛 霉 属 0.930.92 薛氏曲霉 0.65 乳粉孢霉 0.895 匍匐曲霉 0.65 黑 曲 霉 0.890.88 赤 曲 霉 0.65 青 霉 属 0.830.80 安氏曲霉 0.65 黄 曲 霉 0.80,二 食品基质特性 4. 食品的渗透压 不同类群微生物对渗透压的适应性 多数微生物在低渗透压食品中能够生长，在高渗透压食品中，各种微生物的适应情况是不一样的。 多数霉菌和少数酵母菌能耐受较高渗透压，它们在高渗环境中，不但不会死亡，而且有些还能生长繁殖； 绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，但能在其中生 存一个时期。 在高渗透压食品中生存时间的长短，取决于不同的菌种。细菌中虽有少数菌种能适应较高的渗透压，但其耐受力远远不如霉菌和酵母菌。,二 食品基质特性 4. 食品的渗透压 引起食品变质的耐盐细菌和耐糖细菌 在食品中形成不同渗透压的物质，主要是食盐和糖，不同微生物耐受食盐和糖的程度不一样。 高度耐盐细菌 它们最适宜在含有20-30%食盐浓度的食品中生长。这些细菌都能产生类胡萝卜素，所以菌落大都具有色素，如杆菌中的盐杆菌，球菌中的小球菌属等。,二 食品基质特性 4. 食品的渗透压 引起食品变质的耐盐细菌和耐糖细菌 中度耐盐细菌 最适宜在含有5-10%食盐浓度食品中生长，如假单孢 菌属、弧菌属、无色杆菌属、八叠球菌属、芽孢杆菌属和 小球菌属，其中最突出的是盐脱氮微球菌和腌肉弧菌。 低度耐盐细菌 最适宜在含2-5%食盐浓度食品中生长，如假单孢菌 属、无色杆菌属、黄杆菌属和弧菌属中的一些菌种。,二 食品基质特性 4. 食品的渗透压 引起食品变质的耐盐细菌和耐糖细菌 高度、中度和低度三种不同的耐盐细菌，一般生长 繁殖速度都比较慢，世代时间在几小时，甚至十几个小 时之久，只有低度耐盐细菌中的溶血性弧菌繁殖速度较 快。 耐糖细菌 能在高度含糖食品中生长的细菌称为耐糖细菌，如 肠膜明串珠菌等。,4. 食品的渗透压 (3) 引起高渗透压食品变质的酵母菌 耐高糖的酵母菌有鲁氏酵母、蜂蜜酵母菌、异常汉逊氏酵母、膜蹼毕赤氏酵母等，常常会引起高浓度糖分的糖浆、果酱、浓缩果汁等食品变质。 (4) 引起高渗透压食品变质的霉菌 如灰绿曲霉、葡萄曲霉、咖啡色串孢霉、乳卵孢霉及芽枝霉属和青霉属等能引起高渗透压食品变质。 食品的渗透压越高，水分活性越小。由此可见，耐高渗透压的微生物，它们生长的最低水分活性值都比较低。,第二节 微生物引起食品变质的条件 三、外界环境条件 温度、气体、湿度（同前面Aw）等。 1温度 三基点 根据微生物对温度的适应性 ，可将其分成嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物三个生理类群，其中与腐败有密切关系的是嗜温微生物。,三、外界环境条件 1. 温度 A 嗜热微生物（高温型） 30 - 75，最适45 - 55 B 嗜温微生物（中温型） 5 - 50，最适25 - 37 C 嗜冷微生物 （低温型） -5 - 30， 最适10 - 15 每一群微生物都有最适生长温度范围，但这三群又都可以在25-30之间生长繁殖，当食品处于这样一种温度的环境中，各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变质。,1温度 低温条件下引起食品变质的微生物 低温微生物：食品在冷藏中，有时会出现因微生物繁殖而导致的变质，在冷藏中出现的这一群微生物，在食品微生物学中就称为低温微生物（5左右或更低的温度-20以下）。 低温微生物是引起冷藏食品变质的主要微生物，常见的有：G-无芽孢杆菌：假单孢菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属和弧菌属。G+细菌：有小球菌属、八叠球菌属、乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属。 酵母菌和霉菌：假丝酵母属、酵母属、圆酵母属、青霉属、芽枝霉属、念株霉属、毛霉属。,1 温度 低温条件下引起食品变质的微生物 低温条件下微生物虽能生长，但并不是它们生长繁殖的最适温度，即它们生长繁殖的速度很慢，因此，引起冷藏食品变质速度也较慢。 如荧光假单孢菌可产生脂肪酶和蛋白酶，但5-15为产脂肪酶的适温，40酶的活性最强；0-30为产蛋白酶的温度，40为蛋白酶活性温度；,三、外界环境条件 1 温度 高温条件下引起食品变质的微生物 微生物对高温比较敏感，如果超过微生物所适应的最高温度，一般敏感的微生物就会死亡。故应用高温进行灭菌是最常用的方法。然而不同微生物对热的敏感程度不同，有些微生物对热的抵抗力较强。 嗜热微生物：在高温条件下，即一般指在45以上的 温度下能生长的微生物被称作是嗜热微生物。,温度 高温条件下引起食品变质的微生物 值得注意的是，也有一些属嗜温微生物，长期处于高温环境下被驯化，而逐渐变异成为具有适应高温生长特性的菌，有些枯草芽孢杆菌在50环境下可以生长。 食品中常见的高温微生物主要是嗜热的细菌，如芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属，其次是链球菌属和乳杆菌属。 嗜热细菌引起食品腐败变质的速度很快，比一般嗜温细菌快7-14倍，且菌体经过旺盛生长繁殖后很快死亡，如不及时进行分离培养，就会失去检出机会。嗜热细菌引起食品变质主要表现是分解糖类而产酸。,三、外界环境条件 2 气体 需氧微生物：如芽孢杆菌属、乳杆菌属的某些种、醋酸杆菌属、无色杆菌属、产膜酵母和霉菌。 厌氧微生物：如梭状芽孢杆菌属、拟杆菌属和双歧杆菌属。 兼性厌氧微生物：如葡萄球菌属、埃希氏菌属 、沙门氏菌属、变形杆菌属、志贺氏菌属 、芽孢杆菌属中的部分菌种及大多数酵母菌。,三、外界环境条件 2 气体 食品在加工、运输、贮藏中，由于环境不同，接触气体情况也不同，因而引起食品变质的微生物类群和食品变质的过程也不一样。 引起食品变质的微生物与氧的关系 食品处于有氧的情况下，各种霉菌、酵母菌和细菌都可生长而引起食品腐败变质； 而在缺氧情况下引起食品变质就只有那些厌氧生长的细菌和酵母菌。 食品在有氧环境中由需氧微生物引起的变质速度要比缺氧时快得多，一些兼性厌氧菌在有氧环境中引起的食品变质也要比在缺氧环境中快的多。,三、外界环境条件 2 气体 微生物引起食品变质和其它气体的关系 食品贮藏于含有高浓度CO2的环境中，可以防止需氧性细菌和霉菌所引起的变质。 当环境中含有1%CO2时，可以防止水果、蔬菜霉变。 有些微生物如乳酸菌和酵母菌对CO2有较大的耐受力，果汁装瓶时充入CO2可抑制霉菌的生长，但对酵母菌的抑制作用很差.,三、外界环境条件 2 气体 微生物引起食品变质和其它气体的关系 个别微生物对CO2非常敏感，如曲霉等，在其呼吸过程中产生CO2，若不迅速排出，只要含量积累到一定浓度，就能抑制曲霉菌体的繁殖和酶的产生，所以酱油、食醋、黄酒等的制曲生产一定要注意。 臭O3对微生物的生长有抑制作用。当臭O3加入到食品贮藏的空间，浓度达几个mg/L时，即可有效地延长一些食品的保存期。,思考题,1. 食品腐败、酸败、发酵、高温微生物、中温微生物、低温微生物、耐盐（高度、中度、低度）细菌、耐糖细菌、干性霉菌、酸性食品、非酸性食品等的概念。 2. 从那几方面鉴定食品的腐败变质？ 3. 引起食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物分解变质的微生 物主要有哪些？ 4. 何为食品的腐败变质？微生物污染食品后引起食品变质的条件有哪些？ 5. 食品的基质条件有哪些?它们是如何影响微生物的? 6. 水分活性值指的是什么？它在食品微生物学中有何意义？ 7简述温度对食品腐败的影响。,第四节 食品变质与食品类型相关性 一、乳与乳制品的腐败变质 二、罐头食品的腐败变质 三、肉类的腐败变质 四、鱼类的腐败变质 五、鲜蛋的腐败变质 六、果蔬制品的腐败变质,一、乳与乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 1 鲜乳中微生物来源 乳房内的微生物 在健康奶牛乳房中常有细菌存在，这些细菌主要存在于乳头管及其分枝处。主要是小球菌属和链球菌属的细菌，有时也可以发现有乳杆菌属和棒状杆菌属。 所以在最先挤出的少量乳液中，总是含有较多的细菌（可达103-104cfu/ml）。也正因为如此，挤奶工人常常习惯地弃去最先挤出的几把奶液。,一、乳与乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 1 鲜乳中微生物来源 乳房内的微生物 当牛群中发生乳房炎时，牛乳中就会发现有一些乳房炎病原菌。 如无乳链球菌、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓性棒状杆菌和埃希氏大肠杆菌等，更严重时可能有一些人畜共患传染病，如牛型结核杆菌、牛布氏杆菌等，这些病原菌虽然并不改变乳制品物理性状，但对人类健康有害，可以通过乳传播人畜共患传染病。,一、乳与乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 1 鲜乳中微生物来源 环境中污染的微生物 包括挤奶过程中细菌的污染和挤后食用前的一切环节中受到的污染。 挤奶后要很快进行过滤并及时冷却。,一、乳和乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 1 鲜乳中微生物来源 2 牛乳中微生物的主要类群 鲜乳中常见微生物有细菌、酵母菌和霉菌，但主要以细菌为主。 （1） 乳酸菌 （2） 胨化细菌 （3） 脂肪分解菌 （4） 酪酸菌 （5） 产生气体的细菌 （6） 产碱菌 （7） 酵母菌和霉菌,一、乳和乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 1 鲜乳中微生物来源 2 牛乳中微生物的主要类群 乳酸菌（LAB） 乳酸菌是一类能利用可发酵性碳水化合物产乳酸的一大类G+细菌的统称。乳中主要包括链球菌类和乳杆菌类。 链球菌类：最常见的有乳链球菌、乳脂链球菌、粪链球菌、液化链球菌和嗜热链球菌。 乳杆菌类：较常见和重要的有嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热乳杆菌等。,2 牛乳中微生物的主要类群 乳酸菌（LAB） 链球菌类 A 乳链球菌(S. lactis) 广泛存在乳液中，几乎所有鲜乳中都能检出这种菌。最适生长温度为30-35，能产生抗菌物质乳链球菌肽（Nisin)。鲜乳的自然腐败主要就是由这种菌引起的。 B 乳脂链球菌（S. cermoris） 此菌不仅能分解乳糖产酸，且有较强的分解蛋白质能力。最适生长温度为30，粘度大。,2 牛乳中微生物的主要类群 乳酸菌（LAB） 链球菌类 C 粪链球菌（S. faecalis） 此菌存在于人类和温血动物的肠道内，能分解单糖和二糖而产酸，产酸力不强，生长的最低温度为10，最高温为45。 D 液化链球菌（S. liguefaciens） 与乳链球菌的一般特征相似，但有较强的水解蛋白质的能力，使酪蛋白分解而产生苦味。 E 嗜热链球菌(S. thermophilus) 形态与乳链球菌相似，但生长温度要求较高，最低生长温度不低于20，最适生长温度为40-45，能分解多种糖类产酸。,2 牛乳中微生物的主要类群 乳酸菌（LAB） 链球菌类 乳杆菌类 较常见和重要的种有嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热乳杆菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌、清酒乳杆菌、罗伊氏乳杆菌等，它们是食草哺乳动物肠道内存在的细菌，15以下不能生长，最适生长温度为37-40，能分解多种糖而产酸，具有较强的耐酸能力。,2 牛乳中微生物的主要类群 （2）胨化细菌 是一类分解蛋白质的细菌，凡能使不溶解状态蛋白质变成溶解状态简单蛋白质的一类细菌，称为胨化细菌。 乳液经乳酸菌作用而产酸，使乳中蛋白质凝固，或由于乳酸菌分泌凝乳酶的作用，而使乳中酪蛋白凝固。而胨化细菌能产生蛋白酶，可使这种凝固蛋白质消化成为可溶性状态。 那么乳中胨化细菌: 芽孢杆菌属的细菌 假单孢菌属的细菌,2 牛乳中微生物的主要类群 （2）胨化细菌 A 芽孢杆菌属的细菌 如枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等。芽孢杆菌适宜生长的温度为20-40，一般均37培养，最高生长温度为55。这类微生物主要存在于牛舍周围和饲料中，因为其芽孢对热和干燥具有较大抵抗力，故生存力较强。 通常情况下，好氧性的芽孢杆菌大多数能产生二种不同的酶，一是凝乳酶，另一是蛋白酶。 B 假单孢菌属的细菌（G-好氧杆菌） 如荧光假单孢菌和腐败假单孢菌，适宜生长的温度为25-30，但可以在低温中生长，可分解蛋白质和脂肪。,2 牛乳中微生物的主要类群 乳酸菌（LAB） （2）胨化细菌 （3）脂肪分解菌 指的是在乳液中出现的一类分解脂肪的细菌，主要是G-无芽孢杆菌，如假单孢杆菌属和无色杆菌属。 （ 4）酪酸菌 是一类使碳水化合物分解而产生酪酸、CO2、H2的细菌，广泛存在于牛粪、干饲料中（土壤、污水等），已知的有20余种，有厌氧性和需氧性的。 牛乳中出现的主要是魏氏梭菌，它是一种厌氧的G+梭状芽孢杆菌，最适生长温度为45。,（5）产生气体的细菌 是一类能分解碳水化合物而产酸、产气的细菌，如大肠杆菌和产气杆菌（为G-杆菌、厌氧或兼性厌氧），乳中检出一般都是受到粪便的直接或间接污染造成的。 （6）产碱菌 是一类能使牛乳中所含的有机盐（柠檬酸盐）分解而形成碳酸盐或其它物质，从而使牛乳转为碱性的细菌。如类产碱杆菌、粘乳产碱杆菌等（为G-需氧杆菌）。 （7）酵母菌和霉菌 牛乳中经常见到的酵母菌主要有脆壁酵母菌、球拟酵母菌；常见的霉菌有乳卯孢霉、乳酪卯孢霉、腊叶芽枝霉、乳酸青霉、灰绿青霉、灰绿曲霉及黑曲霉等。,一、乳和乳制品的腐败变质 （一）鲜乳的腐败变质 3 鲜乳的变质过程 鲜乳中由于含有一定数量的微生物，故贮藏过程中由于微生物在乳中的活动，会逐渐使乳变质，其变化过程分5个阶段： 抑制期（混合菌群期） 刚挤出的鲜乳由于其中含有来自动物体的抗体等多种抗菌物质，因而可以抑制和杀死乳中的微生物，因此鲜乳放置适温一定时间不出现变质现象，一般可持续12h。,3 鲜乳的变质过程 乳酸链球菌期 当抗菌物质减少或消失后，存在于乳中的微生物如乳链球菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白质分解菌等开始生长繁殖。 其中以乳酸链球菌生长繁殖占绝对优势，分解乳糖和其它糖类产生乳酸，使乳液酸度不断升高，乳液出现凝块。由于酸度的升高抑制了腐败菌、产碱菌的活动，当酸度升高到一定限度时（pH=4.5左右），乳链球菌本身也受到抑制，不再继续繁殖，数量开始减少。,3 鲜乳的变质过程 乳酸杆菌期 在乳链球菌生长过程中，也伴随着乳杆菌的生长，当pH降到4.5左右时乳链球菌的生长受到了抑制，乳杆菌有较强的酸抵抗力，继续进行繁殖产酸，这时乳中出现大量凝块，并伴随有乳清的析出。 真菌期 随着酸度的上升，当pH达3.5-3.0时，绝大多数的细菌生长受到抑制，甚至死亡，此时仅有酵母菌和霉菌尚能适应强酸环境，并利用其中的乳酸或其它有机酸而存活，由于酸被利用，乳液的酸度降低，pH值回升，并逐渐接近中性，这时乳就失去了食品的价值。,（一）鲜乳的腐败变质 3 鲜乳的变质过程 腐败期（胨化细菌期） 经过以上几个阶段，乳中的乳糖含量已基本上消耗掉，而蛋白质和脂肪含量相对增高。 此时能分解蛋白质和脂肪的细菌开始活跃，凝乳块逐渐被消化，乳的pH值不断上升，向碱性转化，并伴随有腐败细菌的生长繁殖，如芽孢杆菌、假单孢菌、变形杆菌等都可能生长，于是牛奶出现腐败的臭味。,图-1 鲜乳中微生物活动曲线,（一）鲜乳的腐败变质 4 鲜乳的净化、消毒与灭菌 鲜乳的净化 净化目的：除去鲜乳中被污染的非溶解性杂质，因为杂质上带有一定数量微生物，杂质污染牛乳后，其上的微生物可扩散到乳液中，因而净化可以减少微生物污染的数量。 净化的方法：过滤法和离心法。一般3-4层沙布过滤。离心法是奶在离心罐中靠受到强大离心力作用，使乳液达到净化（杂质与细菌到了分离钵的内壁上）。 值得一提的是：无论哪种净乳方法都无法达到完全除菌的程度，只能降低微生物的含量，对以后的消毒起促进作用。,4 鲜乳的净化、消毒与灭菌 鲜乳的净化 鲜乳的消毒 指的是用热进行杀菌，主要是杀死乳中的病原微生物及一部分其它微生物，并不能杀死所有的微生物。 牛乳消毒的时间和温度是根据要保证最大限度地消灭微生物和最高限度地保留牛乳的营养成分和风味而制定的。 消灭微生物的要求: 首先是必须消灭病原菌，是比较耐热的一种无芽孢杆菌，因此要消灭乳中全部病原菌，首先必须保证消灭结核杆菌。目前鲜乳的灭菌方法主要有以下几种：, 鲜乳的消毒 A 低温长时间消毒法 61-65、30min或72-75、10-15min。时间长，效果不太理想，许多乳品厂已不再使用（残留有耐热的芽孢菌及非芽孢杆菌）。 B 高温短时消毒法 70-75至少15-16S以上的加热，可以对大批牛奶连续消毒，但如果原料污染严重时，难以保证消毒的效果。 C 高温瞬时消毒法 80-90瞬时加热处理，效果比前两者好，但对牛乳的质量有影响，如容易出现乳清蛋白凝固，褐变和加热臭等现象。 一般讲经过上述消毒处理后，乳中的绝大多数微生物可以被杀死。,4 鲜乳的净化、消毒与灭菌 （2）鲜乳的消毒 消毒后的鲜乳由于残留有耐热的细菌，因而可以造成变质，尤其是污染越严重的鲜乳，消毒后残留的细菌越多。因此常常会出现这种状况，即消毒后的乳液中病原菌和大肠菌群检不出，但含有的杂菌数却相当高，常常超过了卫生标准规定的含菌数。 在保证相同杀菌效果的前提下，提高温度比延长杀菌时间对营养成分的损失要小些，因而目前比较盛行的乳灭菌方法是超高温瞬时灭菌法。超高温灭菌法有二种：,（一）鲜乳的腐败变质 4 鲜乳的净化、消毒与灭菌 （3）鲜乳的灭菌 一种是直接蒸汽加热方式，即牛乳中喷入高温蒸汽。 另一种是间接蒸汽加热方式，即高温蒸汽中喷射牛奶。 具体灭菌方法是牛乳先经75-85预热4-6min，接着通过136-150的高温2-5。 预热过程中，可使大部分细菌杀死，其后的超高温瞬时加热，主要是杀死耐热性强的芽孢细菌。 超高温瞬时灭菌法虽然杀灭微生物的效果良好，但乳液会产生H2S臭、乳清蛋白变性、 褐变等不良现象，尤其是贮藏中会有变性蛋白沉淀物产生。,（二）奶粉的腐败变质 奶粉是由全脂奶或脱脂奶经过杀菌、浓缩和干燥而制成的。水分含量一般在5%以下，所以微生物很难生长繁殖，故保质期比较长（8-24个月）。尤其是质量好的奶粉，水分可下降到2-3%，微生物很难在其生长。 1 奶粉中微生物的来源 A奶粉中微生物主要是在原料乳阶段造成的 尽管原料乳经过了净化、消毒等过程。但只能起到降低原料奶中微生物的数量，而达不到无菌的状态。而且降低的程度又与原料乳污染的程度有关。,1 奶粉中微生物的来源 A奶粉中微生物主要是在原料乳阶段造成的 B某些加工过程中可能会造成微生物污染 如浓缩过程虽然经过了不利于微生物生长的（48-60）保温和减压处理，但仍然可以残留一些厌氧的嗜热微生物。 干燥多采用喷雾干燥（离心喷雾干燥和压力喷雾干燥）。通常采用压力喷雾干燥，120-150的热风使喷出的乳液雾滴干燥（当然乳粉粒的实际受热温度为60左右）。因为热风必须经过空气过滤后进入干燥室，如果空气过滤的不完全，管道灭菌不彻底，就会造成二次污染。一般情况下干燥前后含菌数差异不太大。 干燥后进入包装车间后，如果空间、容器、包装材料等卫生条件较差，奶粉还会受到微生物的污染，故包装环节很重要。,一、乳和乳制品的腐败变质 （二）奶粉的腐败变质 1 奶粉中微生物的来源 2 奶粉贮藏中微生物的消长 由于合格奶粉含水量5%，不适宜微生物的生长，因而随着贮存时间的延长，微生物含量会逐渐减少。 实验也证明：奶粉在室温中贮存几个月细菌的平均死亡率在50%以上，一年后的死亡率可高达90%以上，残留的仅是一些耐热力较大的芽孢细菌。 但如果贮存在不良条件（如温度高、湿度大、包装密封不严时），会受到多种微生物的污染，并进而生长繁殖引起奶粉变质（结块，不良气味及食物中毒等）。,（二）奶粉的腐败变质 3 奶粉中的病原菌 如果原料奶污染严重，而加工处理又不适当，那么奶粉中就有可能有病原菌的存在，最常见的是金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。 金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌可以产生肠毒素而引起人类食物中毒，有些金萄的耐热能力较强，可以耐过奶粉的加热处理而残存到奶粉中。当然，奶粉在生产过程中也可能会由于某些原因而造成再次污染。 如果原料奶中有金黄色葡萄球菌旺盛生长，并产生了大量肠毒素，虽然此时乳的理化性质无明显变化。 但用这样的乳原料加工的奶粉即可能会引起金黄色葡萄球菌毒素中毒。,（二）奶粉的腐败变质 3 奶粉中的病原菌 沙门氏菌 沙门氏菌是G-杆菌，可以产生内毒素而引起人类的食物中毒，有些沙门氏菌菌株能耐过乳粉加热过程中杀菌和干燥工序的影响而存活下来。 有研究证明，影响沙门氏菌在奶粉中存活的因素主要是：加工的温度和奶粉颗粒的密度；脂肪含量高不利于沙门氏菌的存活（全脂奶粉）；成品奶粉贮存在45-55情况下对沙门氏菌有明显的致死作用，而在25-35下贮存4-8周，沙门氏菌的数量明显减少但不会死亡。,（三）炼乳的腐败变质 1 微生物引起淡炼乳的变质现象 淡炼乳是消毒牛乳经浓缩（2.15 - 2.55 : 1）而制成的乳制品，它含有不低于25.5%的乳固体和不低于7.8%的乳脂肪。 由于淡炼乳中水分含量已减少，在罐装后又经过了115 -117的高温下杀菌15min或经过了超高温灭菌，故最后制品中不会有病原菌和可以引起变质的杂菌。 因此正常状况下的罐装淡炼乳可以长期保存，并不会因微生物而发生变质。 但有时会出现由于微生物而引起的变质，原因有两个： 一是由于罐装不密封，而被外界微生物污染所造成； 二是由于加热灭菌不充分，有抗热力大的细菌残留下来（这主要是由于加工过程中某些环节的疏漏而引起）。,（三）炼乳的腐败变质 1 微生物引起淡炼乳的变质现象 凝乳 微生物污染炼乳后可以引起淡炼乳变稠并发生结块现象即发生凝乳，凝乳有二种现象。 一种现象是由于微生物在炼乳中生长繁殖，首先发生凝乳，但凝乳的酸度并不升高，其后凝块又逐渐被消化成乳清液体状，这种凝固称作甜凝固。 它主要是由于芽孢菌引起，如枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌等引起。这种凝固主要是由于细菌产生凝乳酶的作用。,一、乳和乳制品的腐败变质 （三）炼乳的腐败变质 1 微生物引起淡炼乳的变质现象 凝乳 另一种现象是由于微生物在炼乳中生长繁殖，发生凝乳并出现酸度增高，这种凝固称作酸凝固。 这是由于细菌分解乳糖产酸而引起凝固（LAB），个别凝乳芽孢菌，不仅使炼乳变稠凝固，使酸度升高，而且会呈现干酪样的气味，如蜡样芽孢杆菌是需氧菌，可在乳液的表面繁殖使乳酸产生柔软的凝固并伴随有干酪样气味产生。,（三）炼乳的腐败变质 1 微生物引起淡炼乳的变质现象 产气乳 一些较耐热的厌氧芽孢乳杆菌引起炼乳变质时，除了凝固和有不良气味出现外，往往产生气体，使炼乳发生爆烈膨胀现象，使炼乳出现断层。当然产气的原因也可以因物理或化学原因造成，故必须加以区别。 苦味乳 微生物引起淡炼乳发生变质时，有时会产生苦味，这是由于污染了一些分解蛋白质的芽孢乳杆菌，如鼻芽孢杆菌和面包芽孢杆菌等分解炼乳中的酪蛋白，结果使炼乳出现苦味。,一、乳和乳制品的腐败变质 （三）炼乳的腐败变质 2 微生物引起甜炼乳的变质现象 甜炼乳是在鲜乳中加入16%左右的蔗糖，经消毒并浓缩至原体积40%左右, 成品中蔗糖浓度达40-45%，最后装罐。 装罐后不再进行灭菌，而是借助乳中高浓度的糖含量而形成一个高渗透压的环境，从而来抑制微生物的生长。 当然由于乳原料污染情况不同，加工条件不同以及蔗糖量不足等原因，往往也会造成甜炼乳的变质，那么甜炼乳会出现哪些变质呢？,（三）炼乳的腐败变质 2 微生物引起甜炼乳的变质现象 膨胀乳 微生物繁殖产气而发生膨胀，形成膨胀乳，使罐头发生膨胀，严重的可使罐头爆烈。引起甜炼乳发生产气、膨胀的微生物有 酵母菌：如耐渗透压的炼乳球拟酵母等生长繁殖，分 解蔗糖而产生大量的气体。 酪酸菌：贮存温度较高时酪酸菌生长繁殖产气而造成。 乳酸菌：铁罐装的甜炼乳可能残留有LAB，与罐的锡 作用而生成锡氢化合物。 当然上述微生物主要是由于加工中原料乳杀菌不充分或混入了不清洁的蔗糖造成，特别是加工后没有及时装罐造成再次污染。,一、乳和乳制品的腐败变质 （三）炼乳的腐败变质 2 微生物引起甜炼乳的变质现象 变稠 炼乳在贮存过程中，会出现变稠现象，即粘液增加，以致其失去流动性，甚至全部凝固。 炼乳的变稠除了理化因素可以造成外，主要是微生物引起的。引起变质的菌主要是芽孢杆菌、小球菌和乳酸菌，原因是由于它们在炼乳中生长繁殖产生了乳酸、酪酸、琥珀酸等有机酸，而使乳凝固变稠，同时这些菌也产生凝乳酶等而使炼乳变稠，不易倾出。,一、乳和乳制品的腐败变质 （三）炼乳的腐败变质 2 微生物引起甜炼乳的变质现象 霉乳 当罐内残存有一定的空气，又有霉菌污染时，往往会形成霉乳。即在乳的表面因霉菌的生长，逐渐形成白色、黄色等多种颜色，钮扣状凝块的菌落，这是霉菌生长的菌落，并伴随有其它的异味产生（金属味、干酪味）。 引起霉乳发生的霉菌主要是曲霉，如匍匐曲霉和芽枝霉。 炼乳在60年代比较畅销，其后随着市场情况的改变，生产的数量越来越少，近年来 似乎又有些回升。,二、罐头食品的腐败变质 罐头食品是将食品或食品原料经预处理，调味加工后装罐、 预封、排气密封、杀菌、冷却后而成的食品。 罐头食品的密封是为了防止外部微生物侵入罐头内部，而加热杀菌则是要杀灭存在于罐头内部的致病菌、 产毒菌和腐败菌。一般来讲, 通过这样的处理后罐头可以保存较长的时间而不发生腐败变质。 通常合格的罐头，因罐内保持一定的真空度，罐盖和罐底是平的或向内凹陷的。但是由于种种原因，罐头食品也会发生腐败变质,下面我们就其发生的原因，腐败的类型以及微生物之间的关系等问题进行分析。,二、罐头食品的腐败变质 罐头食品的分类（按pH值分） 低酸食品：pH 5.3，谷类、豆类、鱼、乳和蔬菜制品。 中酸食品：pH 5.3 - 4.5，包括蔬菜、瓜类等制品。 酸性食品：pH 4.5 - 3.7，包括水果类制品。 高酸食品：pH 3.7，包括酸菜类制品。 可以看出：一般低酸性罐头食品多数以动物性食物原料为主要组成，其特点是含有较丰富的蛋白质，故引起其腐败变质的微生物，主要是以分解蛋白质的微生物为主要类群。 中酸性、酸性和高酸性罐头食品，其原料一般为植物性食物，是以碳水化合物为主要成分，故引起其腐败变质微生物是以能分解碳水化合物和具有耐酸特性微生物为主要类群。,二 罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （一） 罐头食品常见的腐败变质现象 胀罐（swell can） 正常的罐头食品因罐内保持一定的真空度，故罐盖和罐底是平的或稍微向内凹陷，当罐头内有微生物生长繁殖造成腐败变质后，有时会产生气体，使罐头发生膨胀，即罐底、底盖不象正常情况下那样呈平坦状或内凹状，而是出现一面凸或两边凸的现象，形成了胖听。当然产气厉害的，可以造成罐头爆炸。 根据罐盖外凸的程度，一般可分为：隐胀、轻胀、硬胀三种。,二、罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （一） 罐头食品常见的腐败变质现象 胀罐（swell can） 值得注意的是，罐头食品出现膨胀，除了由于微生物原因引起外还可以由化学性、物理性原因造成，因此必须加以区分。如罐头内的食品与罐头本身的金属发生化学反应而产生H2。罐内装的食品过多时，可压迫罐头形成膨胀，特别是加热后，由于罐内排气不充分有气体残存时，经受热也可造成膨胀。 平酸（flat sour） 平酸是指食品发生酸败，而罐头外观仍属正常，盖和底不发生膨胀，呈平坦或内凹状，这是由于产酸不产气的缘故。,二、罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （一） 罐头食品常见的腐败变质现象 黑变（H2S腐败） 在某种细菌活动下，含硫蛋白被分解，并产生H2S、硫化氢气体又与罐内壁铁质发生化学反应形成黑色化合物FeS沉积于罐内壁或食品上，以致食品发黑并呈臭味，黑变又称硫化物腐败。这类腐败的罐头，外观一般正常，有时也会出现隐胀或轻胀。 发霉 相对来讲，这类腐败不太常见，一般讲只有容器裂漏或罐内真空度过低时，才有可能在低水分和高浓度糖分的食品表面霉变。,二、罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （二） 罐头腐败变质的原因 导致罐头食品发生腐败变质的原因，虽然是多方面的，但主要是由化学、生物和二者兼有的原因所引起的。 化学原因 由于食品中的酸和马口铁相互作用而产生氢气，引起罐头食品“氢膨胀”，使食品发生变质。 生物原因 生物原因是由于罐头食品污染了微生物而导致的食品腐败变质。那么污染的微生物来至于何种原因呢？可能是下面二个原因或其中之一,二、罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （二） 罐头腐败变质的原因 生物原因 杀菌后罐中残留的微生物 这是由于灭菌不彻底造成的，在食品工业中，罐头的杀菌是一种商业灭菌（comercial stercilization）这样罐头中总是存在着一定数量的微生物，实际上这是一个隐患，一旦外界环境条件合适，它们就会生长繁殖，而有可能导致食品发生变质。 当然，经过高压蒸汽杀菌后的罐头内残留的微生物都是些抗热的细菌芽孢。,二、罐头食品常见的腐败变质现象及其原因 （二） 罐头腐败变质的原因 生物原因 杀菌后罐中残留的微生物 杀菌之后发生漏罐 罐头经过杀菌后，由于密封性能不好，发生漏罐，很容易造成微生物的污染。 冷却水、空气,二、罐头食品的腐败变质 （三）不同类型微生物引起罐藏食品的腐败变质 微生物引起罐头食品的腐败通常可分为： 嗜热芽孢细菌引起的腐败 中温性芽孢细菌引起的腐败 不产生芽孢细菌引起的腐败 酵母菌引起的腐败 霉菌引起的腐败,二、罐头食品的腐败变质 （三）不同类型微生物引起罐藏食品的变质 1、 产芽孢嗜热细菌引起的腐败类型 我们知道嗜热细菌的芽孢要比多数中温性细菌的芽孢更为抗热，所以商品罐头由于杀菌不够而导致的大多数腐败是由嗜热芽孢细菌所引起的。而嗜热芽孢细菌能使罐头产生三种类型的腐败现象。,（三）不同类型微生物引起罐藏食品的变质 (一) 产芽孢嗜热细菌引起的腐败类型 （1） 平酸腐败(也叫平盖腐败) 这是一种产酸不产气的腐败，罐头内的食品由于平酸细菌的作用，产生并积累乳酸等有机酸，使pH值下降0.1-0.3，呈现酸味而发生变质，但外观仍正常，无膨胀现象。 平酸腐败一般发生在低酸、中酸性罐头中，如豆类、玉米罐头。也有少数发生在酸性罐头中，如番茄或番茄汁罐头。查阅有关资料可以发现，清水豆芽、蘑菇、青刀豆、芦笋、猪肝酱、红烧肉等多种罐头均发生过平酸腐败。 平酸腐败不开罐检查是无法发觉的，所以必须开罐观察或经过细菌的分离培养才能确定。,（三）不同类型微生物引起罐藏食品的变质 1、产芽孢嗜热细菌引起的腐败类型 （1）平酸腐败 引起平酸腐败的微生物都为兼性厌氧的