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第十章微生物与食品腐败变质

食品腐败(foodspoilsge)应属于食品变质的一个方面。一般是指食品原有色、香、味和营养发生了从量变到质变的过程,从而使食品质量降低或完全不能食用。但由于习惯的原因,往往把食品腐败变质简称为食品变质。造成食品变质的原因很多,有物理的、化学的,也有生物的。这里所讨论的是关于微生物引起的食品变质的问题。第一节食品微生物污染及途径一、食品污染的概念食品污染可分为物理性污染,如放射性物质的污染;化学性污染,如重金属盐类的污染;生物性污染,包括微生物、寄生虫、虫卵和昆虫等污染。这里所述是微生物污染,就是指食品所受外来的多种微生物的污染,这些微生物主要有细菌、霉菌以及它们产生的毒素等,它们可直接或间接地通过各种途径使食品受污染。有些还具有病原性。食品的原料包括植物性的和动物性的。例如水果、蔬菜,乳、肉、蛋等。当前,我国蔬菜的栽培主要利用人畜的粪便作为肥料,所以,蔬菜被肠道致病菌及寄生虫卵污染的情况是严重的。水果虽然大多生长在树上,但在收获、运输过程中往往污染多种微生物,甚至包括肠道致病菌。水果表皮破损程度与污染程度有密切关系,表皮破损的水果,大肠杆菌检出率就增高。动物性食品原料的病原菌主要来源于病畜、病禽及健康带菌者,除原料易被微生物污染之外,在加工、贮运、销售等各个环节都会因当时当地环境造成不同程度的污染。

而且通过污水的排出又可向四周扩散,所以经常可发现屠宰场牲畜体表的沙门氏菌数可高于一般情况下畜粪中所排出的沙门氏菌数。生产食品的过程,如果是直接使用未经净化消毒的天然水,尤其是地面水,则会发现食品污染较多的微生物,同时还会有其他污物和毒物使食品污染。

(二)通过空气而污染空气中微生物分布是不均匀的,它的变动情况与尘埃的变动大体相似,往往随尘埃的飞扬和沉降将微生物带到食品上。此外,人的活动,如讲话、咳嗽或打喷嚏时,可直接或间接地将微生物带至食品中。因此,食品只要暴露于空气中,被微生物污染是不可避免的。

(三)通过人及动物而污染人接触食品,特别是人的手造成食品污染最为常见。直接接触食品的从业人员,如果他们的工作衣帽不经常清洗消毒;会有大量微生物附着,进而造成食品污染。三、食品中微生物的消长情况

食品中微生物的种类和数量是复杂的,往往随食品所处环境变动和食品性状而发生不同的变化。

(一)加工前无论动物性的或植物性的食品原料都有不同程度的污染。由于运输和贮藏往往增加了污染的机会,特别是一些鱼肉,果蔬食品原料可以明显地反映出来。即使在运输和贮藏过程中增进了卫生措施防止污染,但早在原产地已被污染上微生物,如果不经过一定的处理,是不会被去除的。所以加工前原料食品中所含的微生物,无论在种类上还是数量上总是比加工后要多得多。

(二)加工过程中食品加工过程,有些条件对微生物的生存是不利的。特别是清洗、消毒和灭菌,可使食品中微生物数量明显厂降,甚至可使微生物完全消除。当然,原料污染的程度.会影响到加工过程中微生物的下降率。如果加工过程中卫生条件差,还会出现.二次污染,当残存在食品中的微生物有繁殖机会时,就会出现微生物数量骤然上升现象。第二节微生物引起食品腐败变质的条件一、食品基质食品除含有—定水分之外,主要含有丰富的营养成分,如蛋白质、脂肪、碳水化合物,,维生素和无机盐等。这些成分又都是微生物生长的良好培养基,所以食品一旦污染了微生物,,微生物很容易生长,从而导致食品变质。但是微生物分解各种营养成分的能力是不同的,有的能迅速分解蛋白质,有的能分解碳水化合物,有的分解脂肪的能力较强等。这些差异主要决定于做主物所具酶的种类。当食品营养成分和微生物所具酶的底物—致时,微生物就能分解这种食品,但这一过程还要受食品中其他因素的牵制,即微生物能否在这种食品中生长繁殖,要受食品基质条件的影响,如食品氢离子浓度、渗透压和水分含量等的影响。

(一)食品的氢离子浓度各种食品都具有一定的氢离子浓度,食品原料pH值几乎都在7以下,有些甚至可以低到2~3(见表10—1)。

1.酸性食品和非酸性食品根据食品pH值不同,通常将食品分为酸性食品和非酸性食品。pH值在4.5以上者通称为非酸性食品,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,几乎所有蔬菜和乳、肉等动物性食品都属非酸性食品,所有水果都属酸性食品。由于食品PH不同。引起食品腐败变质的微生物类群电呈现—定的特殊性。

(二)食品的水分食品有固体状的、半固体状的和液体状的,它们无论是原料、半成品或成品,都含有——定量的水分。食品中水分以结合水和游离水两种状态存在。微生物在食品中生长,除需要—定的营养物质以外,还必须有足够的水分。微生物所利用的水是游离水,游离水可起溶剂的作用,食品中的物质如糖、盐、氨基酸等都可溶解在其中。一些大分于不溶性物质,在相应酶的分解作用下,转变成可溶性的小分子后,可溶于水中,就能被微生物利用,微生物只能利用食品中可溶性的营养物质,因此,必须有游离水存在;另一方面微生物新陈代谢过程中要不断向外界排出代谢产物,这种排泄也必须以水作为溶剂,所以游离水的存在是微生物生长所必需的物质之一。降低食品水分含量,可作为控制微生物生长的一项衡量标准。例如,要防止食品霉变,必须把水分控制在不超过防霉含水量的范围。见表10—2。由于食品中所含物质不同,所以防霉含水量差异很大。有些食品总含水量达60%以下就没有细菌生长,而另一些食品总含水量需—下降到40%以下才没有细菌生长(即便是同样的细菌),这是因为前者虽然总含水量多,但可溶性物质也多,这样就有较多的水分被可溶性分子夺去,能被微生物利用的水分实际很少。后者虽然水分总量较少(40%),但可溶性物质也少,微生物可利用的水分与前者无明显差异。由此可见,水分对微生物生长活动的影不决定于食品中水分的总含量,而决定于它的有效水分含量,这个有效水分可以用水分活性进行估量,而且用水分活性来进行估量能较明确地反映微生物所能利用的实际水量。如表10—2中各种食品防霉含水量差别很大,如果采用水分活性来表示,则它们的值均不超过0.70。因此,根据水分活性的概念,来研究微生物在食品中与水分有关的许多生命活动问题,更为合理。

(1)细菌生长的水分活性除一部分嗜盐细菌最低Aw值可以在0.75以下,一部分球菌Aw值可在0.90以下,绝大部分细菌要求Aw值在0.94以上,最适宜的生长水分活性在0.995以上。当Aw降低时,细菌生长缓慢期延长,细胞分裂速度下降。例如金黄色葡萄球菌,当Aw值从0.99降至0.90时,生长速度可出现直线下降。沙门氏菌的最适宜生长Aw值是0.995~0.990,在这个范围以下,同样也会出现生长速度直线下降。一般引起食品腐败变质的细菌生长的最低Aw值是0.94~0.99之间,肉毒梭菌的最低生长Aw值不能低于0.94。有些细菌的芽孢在形成和发芽时需要的Aw值比繁殖体要求要高,如魏氏梭状芽孢杆菌,繁殖体生长需要Aw值在0.96以上,而芽孢形成时最适宜的Aw值0.993,若Aw值降低到0.97时,芽孢不能形成;而肉毒杆菌和蜡状杆菌,芽孢发芽要求Aw值比它们的繁殖体生长时Aw值要高。

(2)酵母生长的水分活性,除耐渗透性酵母外,一般酵母生长的最低Aw值范围在0.94~0.88,它们的要求都比细菌低。一般加糖食品,只有加入大量的糖,如加如入1400g/L糖量,才能抑制酵母菌的生长。各种加糖食品的含糖量一般都不会有这么高,因此多数加糖食品中还会有酵母菌生长。而且通过污水的排出又可向四周扩散,所以经常可发现屠宰场牲畜体表的沙门氏菌数可高于一般情况下畜粪中所排出的沙门氏菌数。生产食品的过程,如果是直接使用未经净化消毒的天然水,尤其是地面水,则会发现食品污染较多的微生物,同时还会有其他污物和毒物使食品污染。

2.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、pH值、营养成分、氧气及抑制剂等都可使微生物最适生长的Aw值有所变动。当霉菌处于最适生长温度时,霉菌孢子发芽的最低Aw值可比非适宜温度时低。兼性厌氧金黄色葡萄球菌在无氧环境下生长最低Aw值为0.90,而在有氧环境中可降至0.86。而当环境中有二氧化碳时,最适宜生长的Aw值范围可能缩小。

3.微生物生长对食品中水分的影响微生物如果在食品中生长繁殖,由于微生物的呼吸作用,产生热量,因此可促进水分蒸发,从而使食品水分不断减少。也有些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,假如产生的水分量大于蒸发量,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。以上三种不同的嗜盐细菌,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。只有低等嗜盐细菌中的副溶血性弧菌繁殖速度较快。

4.耐糖细菌能在高度含糖的食品中生长的细菌。如肠膜明串珠菌(Leuctonostocmesenteroides)。

5.引起高渗透压食品变质的酵母菌耐高糖的酵母,如鲁氏酵母、蜂蜜酵母、异常汉逊氏酵母、膜蹼毕赤氏酵母,常常引起含有高浓度糖分的糖浆、果酱、浓缩果汁等食品变质。

6.引起高渗透压食品变质的霉菌例如灰绿曲霉、葡萄曲霉、咖啡色串孢霉(Catenular-2dfuligined)、乳卵孢霉(Oosporalactis)、芽枝霉属及青霉属等能引起高渗透压食品变质。食品渗透压越高,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。二、食品的环境条件食品的环境条件对微生物能否在食品中生长繁殖,造成食品腐败变质,是有很大影响的。这些条件主要指温度、气体、湿度等。

(一)温度根据微生物对温度的适应性,可把其分成三个生理类群,即嗜冷、嗜温、嗜热三群。每一群微生物都有最适宜生长的温度范围,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.低温条件下引起食品变质的微生物低温保存食品一般采用较低的温度,如5℃左右或者更低的温度(一20℃以下)。在这种温度下能生长的微生物称之为低温微生物,它们是引起冷藏食品变质的主要微生物,常见有革兰氏阴性无芽孢杆菌类的假单胞菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属等,还有革兰氏阳性细菌的小球菌属、乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属等。在低温条件下变质的食品中还会出现酵母菌和霉菌,如假丝酵母属、隐球酵母属、圆酵母属、青霉属、芽枝霉属、念株霉属和毛霉属等。见表10—3。低温条件下微生物虽能生长,但生长繁殖速度很慢,因此引起冷藏食品变质的速度也较慢。例如荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens),在冷藏食品中生长产生脂肪酶和蛋白酶,可直接作用于食品基质引起食品腐败变质,但由于在低温中这种酶的产量很少,而且活性也较小,因此引起食品腐败变质的速度很缓慢。

2.高温条件下引起食品变质的微生物所谓高温条件,一般指45℃以上的温度,在这种温度下能生长的微生物属于嗜热微生物,但也有一些属嗜温微生物,这些嗜温微生物往往由于长期处于高温环境被驯化而逐渐变异成为具有适应高温生长特性。例如实验室经常可以检出的能在50℃环境中生长的枯草芽孢杆菌菌株。食品中常见的高温微生物主要是嗜热细菌。见表10—4。

嗜热细菌引起食品腐败变质速度很快,比一般嗜温细菌快7~14倍。而且菌体经过旺盛的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。

(二)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。

1.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哪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得多。新鲜的食品原料,含有较多的还原性物质,如植物组织中含有较多的维生素C和还原性糖类,动物组织中含有丰富的硫氢基(--SH)化合物。可使动植物组织内部一直保持少氧状态。因此,新鲜食品原料内部只有一些厌氧微生物能够生长,表面上可有需氧微生物生长。食品经过加工处理后情况就不同了。加热可使食品中含有的还原性物质被破坏,同时也可因加工过程中食品组织状态的改变,氧可进入到组织内部。另外当食品中加入某些添加剂后也会引起食品含氧状态的改变。如在腌制肉中,加入硝酸盐可有利于需氧菌的生长,若硝酸盐被还原成亚硝酸盐则有利于厌氧微生物的生长。

2.微生物引起食品变质和其他气体的关系食品贮藏于含有高浓度二氧化碳的环境中,可以防止需氧性细菌和霉菌所引起的变质,当环境中含有10%二氧化碳时,可以防止水果蔬菜霉变。但有些微生物,如乳酸菌和酵母菌对二氧化碳有较大的耐受力。果汁装瓶时充入二氧化碳可抑制霉菌生长,但对酵母菌的抑制作用很差。还有些微生物对二氧化碳非常敏感,如曲霉等,在其呼吸过程中产生二氧化碳,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。所以制曲生产一定要注意通风。臭氧(O3)对微生物生长有抑制作用。当臭氧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。第三节果蔬及其制品的腐败变质一、新鲜果蔬的变质在果蔬内存在的微生物及加工、运输、保藏中污染的微生物都可引起果蔬的腐败变质。

(一)微生物引起果蔬的变质水果和蔬菜的表皮或表皮外覆盖有一层蜡质,这些蜡质物有防止微生物侵入的作用。当果蔬表皮组织受到昆虫的刺伤或其他机械损伤时,特别是成熟度高的果蔬更易受损,微生物便从伤口侵入其内部并进行繁殖,从而使水果蔬菜腐烂变质。水果和蔬菜的碳水化合物和水分含量较高,水果的含水量平均可达85%,蔬菜的含水量可达88%,水果的pH值大多数在4.5以下,而蔬菜的pH值一般在5.0~7.0之间。这些特点决定了能在水果中生长的微生物类群。开始引起水果变质的微生物,只有酵母菌和霉菌;引起蔬菜变质的微生物主要是酵母菌、霉菌和少数细菌,如乳酸菌、醋酸菌等。最常见的情况是,首先霉菌在果蔬表皮生长繁殖,或者在果蔬表面粘附的污物附近生长繁殖,进而霉菌入侵果蔬组织,果蔬细胞壁的纤维素首先被破坏,进一步分解果蔬细胞的果胶质、蛋白质、淀粉、有机酸和糖类等,使它们变成较简单的物质,而后细菌开始大量生长繁殖。果蔬受微生物作用后外观上出现深色的斑点,组织变得松软、发绵、凹陷、变形,逐渐变成浆液状乃至水液状,并产生各种不同的酸味、芳香味、酒味等。新鲜果蔬属活体食品,即果蔬在贮藏期仍然保持原有生命活力,果蔬组织内的酶仍然活动,利用采收前积贮于组织内的养料维持其生命活动,包括继续向成熟方向进展的生化变化,不过仅有分解而不再有合成,直至养料消耗殆尽,致使果蔬组织全部瓦解而变质。在此期间还要受其他环境因素的影响,这一切对微生物所造成的果蔬变质的影响有一定的协同作用。引起果蔬变质的微生物有多种,其中有一部分是果蔬的病原微生物。现将主要种类列表,如表10—5。(二)果蔬冷藏中的微生物果蔬属活体食品,贮藏中仍保持活力,水分含量又比较高,因此,不适宜冻藏,因为冻藏的温度会引起果蔬组织的物理性状发生改变。果蔬一般适宜在低温(0~10℃)的环境中贮藏,这种温度可以有效地减缓酶的作用,同时对微生物活动也有一定的抑制作用。低温保存可以有效地延长果蔬的贮藏时间。但是此保存温度只能减缓微生物的生长速度,并不能完全控制微生物,因此,贮藏时间的长短除决定于温度外,还决定于果蔬所带微生物的数量、果蔬表皮损伤的情况、pH值、成熟度及冷藏环境内的温度和卫生条件等因素。二、果汁的变质果汁是以新鲜水果为原料,经压榨后加工制成的。前面已经提到水果常常带有微生物,因此,加工的果汁也不可避免地会有微生物污染。微生物在果汁中能否繁殖,主要取决于果汁的pH值和果汁中糖分的含量等情况。果汁的pH值一般偏酸,在2.4(柠檬汁)至4.2(番茄汁)之间,糖度也较高,有的浓缩果汁甜度甚至可达60一700(Brix),因而在果汁中生长的微生物主要是酵母菌,其次是少数几种霉菌和极少数的细菌。(一)果汁中的细菌果汁中生长的细菌主要是乳酸菌,是一些能利用糖和有机酸的乳酸菌,如乳明串珠菌(Leuconostoclactis),植物乳杆菌和链球菌中的乳酸菌,这些乳酸菌可利用果汁中的糖以及柠檬酸、苹果酸等有机酸,这些物质被细菌分解以后产生乳酸、二氧化碳等,在果汁中还会产生少量丁二酮、醋酸和乙偶烟(3—羟基丁酮)等物质。明串珠菌在果汁中生长,还由于形成多糖而使果汁变得粘稠。含糖量较高的果汁,也容易发生粘稠状变质。除乳酸菌外,其他细菌一般不容易在果汁中生长,即使具有芽孢的细菌也不能长时间生存。肉毒梭状芽孢杆菌在冰冻的浓缩柑桔汁中却能生活较长一段时间。当果汁的pH值高于4.0时,酪酸菌容易生长,则有发生酪酸发酵的可能。(二)果汁中的酵母菌酵母菌是果汁中所含的微生物数量和种类最多的一类微生物,它们往往从鲜果中带来,或是压榨过程中从环境中污染。发酵果汁也可能在发酵过程中污染。苹果汁中的主要酵母有假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属。当苹果汁置于低二氧化碳气体中保存时,常常会见到汉逊氏酵母(Hansenula)生长,它在繁殖过程中,可以产生一些具有水果香味的酯类物质。葡萄汁中的酵母主要是柠檬形克勒克氏酵母(Kloeckeriaapiculata)、葡萄酒酵母、卵形酵母(Sacch.oviformis)和路氏酵母(Sacch

ludwig'ii)等。

柑桔汁中所能发现的酵母往往与鲜柑桔表皮上常有的酵母菌不同,柑桔汁中常常可以发现越南酵母(Sacch.anamensis)、葡萄酒酵母和圆酵母属、醭酵母属等。这些酵母主要是在加工时从环境中污染的。浓缩果汁由于糖度高(为60—700Brix),酸度也高,细菌生长受到抑制。只见一些耐渗透性酵母菌和霉菌生长,如鲁氏酵母(Sacch.rouacii)和蜂蜜酵母(Sacch.mellis)等。这些酵母生长的最低Aw值是0.65~0.70,比一般普通酵母生长的Aw值(0.85—0.90)要低得多。据报道这些酵母细胞由于比重比它所生活的浓糖液的比重小,所以往往浮于浓糖液的表层,当果汁中糖被酵母转化后,比重下降,酵母就开始沉降至下层。一般酵母在浓缩果汁中繁殖会引起酒精发酵。当这些浓缩果汁置于低温(4℃左右)条件下保藏,酵母的发酵作用就减弱,甚至停止。因此,一般高浓度的果汁置于低温条件下保藏,可以防止变质。(三)果汁中的霉菌霉菌引起果汁变质会产生难闻的臭味。刚榨制的果汁,经常可以检出交链孢霉属、芽枝霉属、粉孢霉属和镰刀霉属中的一些霉菌,但贮藏的果汁往往不容易发现。果汁中发现的霉菌以青霉属最为多见,一般青霉属在有极小量的二氧化碳存在时,生长就会受到抑制,只有一些个别种如扩张青霉(Penicilliumempansum)和皮壳青霉(Pen.crustaceum)等能较迅速的生长。果汁中另一类常见霉菌是曲霉属,曲霉的孢子有较强的抵抗力,可以生存较长时间,曲霉属中较多见的是构巢曲霉(Aspergillusnidulans)和烟曲霉(Aspfgmigatus)等。霉菌一般都较易受到二氧化碳的抑制,充有二氧化碳的果汁可有防止霉菌的作用。

(四)微生物引起果汁变质的表现

1.浑浊除化学因素引起的变质外,造成果汁浑浊的原因大多数是由酵母菌产生酒精发酵而造成,有时也司·因霉菌的生长而造成。引起浑浊的酵母菌常见圆酵母属中的一些种,它们往往由于容器清洗不净而造成污染。造成浑浊的霉菌是一些耐热性霉菌,如雪白丝衣菌(Byssochlamysnivea)、宛氏拟青霉(Paecilomycesvarioti)等,当它们有少量在果汁中生长时并不发生浑浊,因为这些霉菌能产生果胶酶,对果汁有澄清作用,但可使果汁风味变坏,产生霉味或臭味。当大量生长时就会变浑浊。

2.产生酒精引起果汁产生酒精而变质的微生物主要是酵母菌,酵母菌能耐受二氧化碳的作用,当果汁中含有较高浓度的二氧化碳时,酵母菌虽然不能明显生长,但仍然保持有活力,一旦二氧化碳浓度降低,即可恢复生长繁殖的能力,引起贮存果汁产生酒精。使酒精发酵的酵母菌种类很多,如啤酒酵母、葡萄汁酵母等。除此之外还有少数细菌和霉菌也能引起果汁产生酒精变质。如甘露醇杆菌(Bacteriummannitopoeum),可使40%的果糖转化为酒精,有些明串珠菌属可使葡萄糖转变成酒精。霉菌中的毛霉、镰刀霉,曲霉中的部分菌种在一定条件下,也能促使果汁产生酒精发酵。

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,这些有机酸以一定的含量形成了果汁的特有风味。当微生物在果汁中生长繁殖时,分解了这些有机酸或改变了它们的含量比例,就使得果汁原有风味遭到破坏,甚至产生一些不愉快的异味。酵母菌对果汁中有机酸的作用是微弱的。第四节粮食及其制品的腐败变质一、粮食粮食作物在田间生长时就带有一些微生物,但一般对作物是无害的,或者在一定条件下才是有害的。粮食收获以后,在表面上常受霉菌、细菌和酵母菌的污染。新收获的粮食的细菌数量与粮食的水分含量和品种有关。例如黑麦和小麦,其平均水分含量分别为17.5%和16.9%时,每克粮食可分别带菌153万个和305万个。这些细菌主要是马铃薯杆菌、枯草杆菌、乳酸杆菌和大肠杆菌。在发热的粮食上还发现有蜡样芽孢杆菌和普通变形杆菌,也有人从小麦中分离出链球菌。粮食还可能受到青霉、曲霉、毛霉、镰刀菌属等霉菌的污染。也可能有酵母菌的污染。

粮食的霉变过程可分为以下三个时期。

1.霉变初期粮食发热,粮粒表面湿润、软化、硬度下降,有轻微的霉味及异味,如能及时散热、晾晒,则异味可以消失,尚可食用。

2.霉变中期粮食呼吸作用和微生物的繁殖加速,温度更高,出现斑点,变色明显,并有很重的霉味。能否食用必须经过化验后方能确定。

3.霉变后期粮食的生活力大大减弱或完全丧失。粮食被微生物严重分解,产生霉、酸、臭等难闻的气味。粮食变形,成团结块,致使粮食霉烂、腐败,既不能食用,也不能作饲料,完全失去了使用价值。二、面粉面粉(包括其他米粉、玉米粉等)是由谷物粉碎而成。从营养物质组成来说与其谷物并无多大差别,但由于物理性质的变化,对空气中水分的吸湿性增强,透气性降低,更有利于微生物的生长。一般面粉中水分含量在13%以下时,才可避免微生物繁殖,当水分含量高达15%时,霉菌就能繁殖。如面粉中水分含量高到17%时,不只霉菌,细菌也能繁殖起来。这时如果被变酸的细菌侵犯就要进行酸发酵。其他如乳酸菌、大肠杆菌、球菌都能使粉团酸化。三、粮食制品的变质粮食制品除成品粮,如面条,米等外,还有糕点、糖果以及各种方便食品等。这些食品以粮食为主要原料,另外还含有许多其他成分,如奶、蛋、油脂和水果汁等。造成粮食制品污染的原因很多,除生产、贮运、销售中的不卫生条件造成污染外。另一个重要原因就是原料被污染。所以要保证粮食制品的质量,重要的一条是保证选用符合食品卫生要求的原料。粮食制品容易被霉菌和霉菌毒素污染,可以采用除氧剂以保持其低氧含量,同时降低保存温度,由此控制和减少霉菌的生长,防止粮食制品的酸败变质。

第五节乳及乳制品的腐败变质乳含有多种成分,是一种营养比较完全的食品。不同的乳,如牛乳、羊乳、马乳等,其成分虽有差异,但都含有丰富的蛋白质,极易吸收的钙,完全的维生素等。以鲜牛乳为例,一般蛋白质含量占3.5%,脂肪占3.8%,乳糖占4.5%,无机盐类占0.7%。几乎含有全部已知的维生素,尤其突出的是维生素A和维生素B2。因此,牛乳是一种理想的完全食品。正是由于营养全面,所以非常适宜多种微生物的生长繁殖,鲜乳及其制品最容易受微生物污染而造成腐败变质或引起病原微土物的传播。一、鲜牛乳中的微生物及其腐败变质

(一)牛乳中微生物的污染来源在通常情况下,牛乳中微生物数量很多,根据这些微生物的来源大致可分成两类,即来源于乳房内的微生物和来源于环境中的微生物。

1.乳房内的微生物污染一般健康牛的乳房中,经常有细菌存在,这些细菌主要存在于乳头管及其分枝。其中以小球菌属、链球菌属最常见,其他的如棒状杆菌属、乳杆菌属电可以出现。这些细菌在乳头前部,有时可形成菌块栓塞,如果挤奶时把最初剂出的乳液弃掉,牛乳中这些菌的含量就会大大减少。当牛群中发生乳房炎时,牛乳中会出现一些乳房炎病原菌,如无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)、乳房链球菌(Str.uberis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaurdus)、化脓棒状杆菌(Corynebacteriumpyogenes)以及埃希氏杆菌等,更严重者当乳牛患有一些人畜共患传染病时,牛乳中会出现有牛型结核杆菌(Mycobacteriumboris)、牛布氏杆菌(Brucellaabortus)等,这些病原菌虽然并不改变乳制品的物理性状,但对人类健康有害,可以通过乳散播人畜共患传染病。

2.环境中的微生物污染包括挤奶时和挤奶后食用前的—环节里可能受到的污染。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:卫生情况、挤奶工:人和其他管理工人卫生情况等的影响。下表说明挤奶后的污染情况(表10—6)。综上所述,通常情况下牛乳总是遭受微生物污染的。所以挤奶后要很快进行过滤并及时冷却,如果不冷却,牛奶很快发生变质。(二)牛乳中微生物种类及特点自然界多种类群的微生物可以通过不同途径进入乳液中,但在鲜乳中占活动优势的微生物,主要是一些细菌、酵母菌和少数霉菌。,

1.乳酸菌这是一类在牛乳中能使碳水化台物分解而产生乳酸的细菌。其种类很多,常见的介绍如下:

(1)乳链球菌(S.1actis),广泛存在于乳液中,几乎所有的鲜乳都能检查出此菌。它们最适宜的生长温度是30~35℃,能产生——种抗菌物质,叫做乳链球菌肽(nisin),此菌能分解葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等,发酵产物几乎全部是工—型乳酸,还有少量乙酸和丙酸,在乳液中的产酸量可以达到0.8%~1.0%。鲜乳的自然酸败主要是由这种菌引起的。

(2)乳脂链球菌(S.cremoris),此菌才可能分解乳糖产酸,而且有较强的分解蛋白质的能力,适宜的生长温度是30℃。该菌和乳链球菌的许多性质相似,但在含4%的NaCl肉汤培养基中和含0.3%的美蓝牛乳中不能生长,而乳链球菌却可以生长、该菌某些品系产生丁二酮,有的品系产生双球菌素(diplococcin),可以抑制乳链球菌的生长。

(6)嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus),是草食哺乳动物肠道内常见细菌,菌体呈长链状,在固体培养基上生长的菌落…—般较小,呈不规则圆形,灰白色,半透明,用放大镜观察菌落呈凹凸不平的玻璃霜花样,边缘为丝状或卷发样。此菌最适宜的生长温度27~40℃,15℃以下不能生长。能在含2%NaCI和2%胆盐的环境中生长。有复杂的营养需要,常在培养基中添加酵母浸汁和乳清。能分解多种糖类如乳糖、半乳糖、果糖、麦芽糖和甘露糖等。分解后产酸。除以上菌种外,鲜乳中经常还町分离到干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、发酵乳菌(L.menti)和短乳杆菌(L.berois)等。

2.胨化细菌这是—类分解蛋白质的细菌.能使不溶解状态的蛋白质变成溶解状态。乳液在乳酸菌作闲下产酸:使牛乳蛋白质发生凝固,或者由于细菌的凝乳酶作用,使乳中酪蛋白凝固。胨化细菌能产生蛋白酶,在此酶的作用下凝固的蛋白质又被消化而成为可溶性状态。乳中常见的胨化细菌有以下几种:

(1)芽孢杆菌属细菌,例如枯草芽孢杆菌、地衣形芽孢杆菌(B.1ichenilormis)、蜡状芽孢杆菌等。它们的适宜生长温度是20—40℃,最高生长温度可达55℃。这类细菌广泛存在牛舍和饲料中,它们的芽孢体对热和干燥具有较强的抵抗力。这些需氧性的芽孢细菌有许多能产生两种不同的酶,一种是凝乳酶,另一种是蛋白酶。

(2)假单胞菌属(Pseudomonas),如荧光假单孢菌和腐败假单胞菌(Pseudomonasputrefaciens)是革兰氏阴性需氧性细菌,适宜生长温度是25~30℃,但也能在低温中生长繁殖,广泛分布在泥土和水中。

3.脂肪分解菌在乳液中出现的脂肪分解菌,大多数存在于地面,水及粪便中。主要是一群革兰氏阴性的无芽孢杆菌,如假单胞菌属和无色杆菌属(Achromobacter)等。

4.酪酸菌这是:一类能分解碳水化合物产生酪酸、二氧化碳和氢气的细菌,广泛存在于牛粪、土壤、污水和饲料中。已知的酪酸菌种有二十余种,分为厌氧性的和需氧性的两大类群。例如韦氏梭菌(Clostridiumwelchii)是一种厌氧梭状芽孢杆细,革兰氏阳性,适宜的生长温度是45℃左右。

5.产生气体的细菌这是指哪些分解糖类产酸又产气的细菌,例如大肠杆菌和产气杆菌,这两种细菌在乳中检出,一般都是受到粪便的直接或间接污染所造成。

6.产碱菌牛乳中有时也会污染上另一·类细菌,它们可以分解乳中的有机酸如柠檬酸等,分解后产生碳酸盐和.其他物质,因而造成牛乳pH值上升,这类细菌主要是革兰氏阴性的需氧性细菌,如粪产碱杆菌(Alcaligenesfdecalis),其适宜生长温度是25~37℃。粘乳产碱杆菌(A1.viscolactis)其适宜生长温度是10~26℃。这些菌在牛乳中生长除产碱外,还可以使牛乳变粘稠。

7.酵母和霉菌鲜乳中常见的酵母有脆壁酵母(Saccharomycesfragilis)、霍尔姆球拟酵母(Torulot)sisholmii)、高加索酒球拟酵母、球拟圆酵母等。常见的霉菌有乳卵孢霉、乳酪卵孢霉(Oosporacasei)、黑丛梗孢(Monilianigra)、变异丛梗孢(M.variabilis)、多主枝孢霉(Cladosporiumherbarum)、乳酪青霉(Penicilliumcasei)、灰绿青霉(Penglaucum)、灰绿曲霉(Aspergillusglaucus)和黑曲霉(Asp.niger)等。

(三)鲜乳中微生物的变化刚挤出的鲜乳含有多种抗菌物质对微生物有杀灭和抑制作用。因此,刚挤出的鲜乳放置室温中一定时间内不会出现变质现象。一般情况下,鲜乳放置室温(10—20℃)中,由于微生物在乳中的活动,会逐渐使乳变质,其变化过程可以分为几个阶段:

1.抑制期新鲜乳液中含有来自动物体的抗体物质等抗菌因素,能够抑制乳中的微生物的生长。在含菌少的鲜乳中,这种物质作用的时间可持续36h左右(在13·十14C的温度下);若污染严重的乳液,只可持续18h左右,这段时间内菌数不会增加。因此,鲜乳置于室温中可保存一定时间而不出现变质现象。

2.乳酸链球菌期乳中抗菌物质减少或消失后,存在乳中的微生物即开始生长繁殖,首先看到乳酸链球菌占绝对优势。这些菌分解乳糖和其他糖类产生乳酸;使乳液酸度不断升高,乳液出现凝块。由于酸度升高抑制了腐败细菌的活动。当酸度升高—·定限度时(pH值达4.5左右),乳酸链球菌本身也会受到抑制,不再继续繁殖,并且.反而会逐渐减少。

3.乳酸杆菌期在乳酸链球菌生长过程中,pH值下降至6左右,乳酸杆菌的活动逐渐增强,当pH值下降至4.6时,乳酸链球菌受到抑制,但由于乳酸杆菌对酸有较强的抵抗力,尚能继续繁殖并产酸,这个时期乳中有大量凝块,并析出大量乳清。

4.真菌期当酸度继续上升,pH值达3.0~3.5时绝大多数细菌被抑制,甚至死亡,仅酵母菌和霉菌尚能适应高酸性的环境,并能利用乳酸及其他一些有机酸。由于酸被利用,乳液酸度会逐渐降低,使乳液的pH值逐渐回升,接近中性。

5.胨化细菌期经过以上几个阶段的变化,乳中乳糖含量已被大量消耗,蛋白质和脂肪含量相对增高,因此,能分解蛋白质和脂肪的细菌开始活跃,乳凝块逐渐被消化,乳的pH值不断上升,向碱性转化,并有腐败菌生长繁殖。如芽孢杆菌属、假单胞杆菌、变形杆菌属(Proteus)等都可能生长.于是牛乳出现腐败的臭味。见图10—2。(四)鲜乳的净化、消毒和灭菌

1.鲜乳的净化净化的目的是除去鲜乳中被污染的非溶解性的杂质和草屑、牛毛、乳凝块等。杂质上总是带有—…定数量的微生物,杂质污染牛乳后,一部分微生物可能扩散到乳液中去。因此,除去杂质就可以减少微生物污染的数量。净化的方法有过滤法和离心法。过滤的效果取决于过滤器孔隙的大小。我国多数牧场采用3一4层纱布结扎在乳桶口上过滤。离心净化是将乳液放到一个分离罐内,使之受强大离心力的作用,大量的杂质和细菌留在分离钵内壁上,乳液得到净化。但无论过滤或离心都无法达到完全除菌的程度,即不能达到消毒的效果.只能降低微生物的含量,对鲜乳消毒起促进作用。

2.鲜乳的消毒消毒是指杀死乳中的病原微生物及其他微生物。牛乳消毒的时间和温度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。牛乳中结核杆菌是常见的病原菌之—,也是比较耐热的——种无芽孢杆菌,要消灭全部病原菌,首先必须保证消灭结核杆菌。目前各国采用的灭菌力·式主要有以下几种:

(1)低温长时间消毒法采用61~65℃,30min的保温加热使鲜奶消毒,这种方法消毒时间长,且杀菌效果不太理想。所以目前已不多采用。

(2)高温短时间消毒法一般采用管式杀菌器或板式热交换器进行杀菌,在温度70~75℃下,15~16s,这样可使大批牛奶连续消毒,但如果原料乳污染较严重,就难以保证消毒的效果。

(3)高温瞬时消毒法采用80~90℃瞬时加热处理,消毒效果较前者好,但常有乳清蛋白凝固、褐变和加热奥等现象产生,对保证牛乳的质量是不太有利的。通过上述加热消毒,可使乳液中绝大多数微生物被杀死,消毒的效果主要取决于温度和时间,还取决于微生物的数量和种类,由于微生物种类不同,对热抵抗力差别很大。原料乳中如果有乳凝块把细菌包裹住,细菌不易被杀死,于是就降低了杀菌效果。经低温长时间消毒后残留的细菌,绝大多数是一种耐热性细菌,如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌以及非芽孢杆菌中的乳酸小杆菌、嗜热链球菌、乳杆菌等。高温短时或超高温瞬时消毒后,残留的细菌一般是芽孢杆菌。

3.消毒乳的变质加热消毒的乳液,因为没有杀死全部的细菌,往往残留有耐热性芽孢菌,如果在室温中(20~25℃)存放时间太长,仍然会出现变质现象。首先是乳液变稠,继而整个乳液凝固,如果再继续存放,又可能被胨化而析出大量乳清。乳液凝固有两种原因,一是由于微生物产生凝乳酶,造成乳液凝固,这种乳称为甜凝乳;另一是微生物代谢产酸,造成乳液凝固,称为酸凝乳。凝固变质时间一般在24~48h左右。总之,引起消毒乳变质的原因与残留的耐热细菌种类和数量有直接关系。

4.鲜乳的灭菌

鲜乳消毒后,往往不能杀死全部微生物,污染严重的乳,残留的菌数较多。有时消毒乳中虽然不能检出病原菌和大肠菌群,但却含有较高的杂菌数,这样的消毒乳往往引起人们的疑虑。为了能杀死乳中全部微生物,现在许多国家采用超高温瞬时灭菌法来杀死乳中全部微生物。首先乳液经75~85℃预热4~6min,接着通过130~150℃高温2s钟。在预热过程中可使大部分细菌被杀死,接着在超高温瞬时灭菌过程中杀死耐热性强的芽孢细菌。据资料报道,进行超高温瞬时灭菌细菌死亡率几乎达100%。有些污染严重的鲜乳往往采用142℃以上温度灭菌,这种灭菌方法效果较好,但往往产生硫化氢臭味,乳清蛋白容易发生变性,贮存时会有变性蛋白沉淀。第六节肉类及鱼类的腐败变质一、畜禽肉类的腐败变质

(一)畜、禽肉类中微生物污染来源及种类健康的畜、禽组织内部是无菌的。但由于生活的畜禽消化道上呼吸道以及体表和外界是相通的,这些部分总是存在一定种类和数量的微生物。当畜禽屠宰时,由于宰杀,放血,脱毛或剥皮,去内脏,分割等,各环节中操作不慎,就可能造成多次污染机会,使胴体表面附有微生物。更严重者在兽医检验疏漏时,可能使生病的畜禽肉上市,这些病畜禽肉组织内部可能有病原微生物存在。常见畜禽肉类被污染的微生物有两大类群。

1.腐生微生物细菌、酵母、霉菌都有可能污染肉品。其中能引起肉类变质的主要有假单胞杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、变形杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、埃希氏杆菌属等细菌;以及假丝酵母属、贝霉丝孢酵母(Trichosporonbehrendii);芽枝霉属、卵孢霉属、枝霉属(Thamnidiumlink)、毛霉属、青霉属、交链孢霉属、念珠毒属等,都可污染肉类而引起腐败变质。

2.病原微生物

病畜、禽肉类可能带有各种病原菌,如沙门氏杆菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌、布鲁氏杆菌(BruceUa)和炭疽杆菌等,它们对肉类的主要影响并不在于使肉腐败变质,严重的是传播疾病,造成食物中毒。

(二)畜、禽肉类变质现象畜、禽肉类被微生物污染后,如果在00C下保存,并能以通风干燥的条件存放,大约可以存放10天左右不会很快腐败变质。但如果温度高、湿度大时,肉类就会很快发生腐败变质,变质情况有以下几种。

1.发粘肉类表面出现粘性物质。往往是由于微生物在其表面生长,形成菌苔。常见的微生物有一些革兰氏阴性细菌、乳酸菌、酵母菌,有时还有一些需氧芽孢菌和小球菌等。发粘的肉块切开时会出现拉丝现象,并有臭味产生。这种情况下含菌数一般可达107/cm2。2.变色当微生物分解肉类中一些含硫的氨基酸时会产生硫化氢,硫化氢与肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白(Hs—Hb),这些化合物积累在肉的表面,形成一层暗绿色的斑点,或是由于不同微生物产生不同色素而造成多种颜色的斑点。例如粘质赛氏杆菌(Serratiaraarcescens)产生红色斑,深蓝色假单胞菌(Pseudomonassvncyanea)能产生蓝色,黄色杆菌能产生黄色,蓝黑色杆菌(Chromobacteriumlividum)产生暗绿黑色。产生黄色素的球菌和杆菌所产生的过氧化物与酸败的油脂作用后,可变成暗绿色紫色和蓝色等。一些酵母菌能产生白色、粉红色和灰色等斑点。

3.霉斑霉斑是由于霉菌的生长而造成的,也有各种不同的颜色,与上述色斑不同之处是出现羽毛状的丝状物并带有各种颜色,如白色侧孢霉(Sporotrichumalbum)和白地霉会产生白色霉斑,多主枝孢霉(Cladosporiumherbarum)产生黑色霉斑,草酸青霉(Penicilliumoscalicum)产生绿色霉斑。

4.气味改变鲜肉腐败变质时可产生各种不同的气味,如脂肪酸败时产生哈喇味;乳酸菌和酵母菌发酵时产生挥发性有机酸而带酸味;放线菌生长时产生泥土味;蛋白质分解时产生恶臭味等。二、鱼类的腐败变质

鱼类的组织比畜禽类脆弱,含水量高,更容易发生腐败变质。引起鱼类腐败变质的微生物主要是水中的微生物。如假单胞菌属、无色杆菌属、黄杆菌属等。淡水中的鱼还有产碱杆菌、气单胞杆菌属和短杆菌属(Brevibacterium)等。鱼类变质首先表现出浑浊,无光泽,表面组织因被分解而变得疏松,鱼鳞脱落,鱼体组织溃烂,进而组织分解产生吲哚、粪臭素、硫醇、氨、硫化氢等。发臭的程度与腐败的程度相一致。无论鱼体原来带有多少细菌,当觉察到腐败状况时,菌数一般可达108/g,pH值往往增高达7~8。鱼类贮存一般采用冻藏或盐腌。冻藏温度多采用-25~-30℃速冻。盐腌时如果食盐浓度达10%以上,能抑制·一般细菌的生长,但也有一些嗜盐细菌,如玫瑰微球菌(Micrococcusroseus)、盐地赛氏杆菌(Serratiasalinaria)、盐制品假单胞菌(Pseudomonassalinaria)、红皮假单胞菌(Ps.cutirubra)和盐杆菌属(Halobacterium)等细菌还可以生长繁殖,这些菌往往造成鱼类发生赤变现象。第七节鲜蛋的腐败变质一、鲜蛋中微生物的来源及类群根据鲜蛋特有的结构情况以及所具有的生理特点,鲜蛋应是无菌的。因为鲜蛋有一层完整的蛋壳包裹。蛋壳从外向内是由蛋壳外膜(一层可溶性胶体)、蛋壳、蛋壳内膜、蛋白膜构成,这样可以保护蛋的内容物不受微生物侵蚀,再者禽蛋中蛋白质具有强碱性,pH值一般在8.0~9.6之间,这样的环境一般不适宜微生物生长,鲜蛋内含有一定的抗菌物质——溶菌酶。从理论上讲鲜蛋应是无菌的。但是,事实上鲜蛋中却经常可以发现微生物存在,这是由于以下几个环节污染所致。

卵巢内的污染:当蛋黄在卵巢内形成时,细菌可直接侵入蛋黄,如鸡白痢沙门氏菌(Salmonellapullorum)和鸡伤寒沙门氏菌(J.gallinarum)等这些属垂直传播的禽病病原菌。

产蛋时的污染:泄殖腔内的微生物可以上行至输卵管,造成蛋壳形成前的污染。

蛋壳的污染:蛋壳上有许多4~40um大小的气孔。在收购、运输、贮存的过程中,外界的微生物可以粘附到蛋壳的表面。有人调查发现蛋壳表面可有各种细菌、霉菌及霉菌孢子等粘污,有时数量可达4×

105~5×

106。当鲜蛋处于温暖潮湿的条件下,微生物可逐渐从蛋壳气孔侵入内部。微生物种类很多,有细菌如枯草杆菌、变形杆菌、产碱杆菌、荧光杆菌等,还有霉菌如芽枝霉、分枝孢霉、毛霉、枝霉、葡萄孢霉、交链孢霉和青霉等。二、鲜蛋变质的现象当微生物侵入蛋的内部并生长繁殖时,首先将鲜蛋中的蛋白系带分解断裂,进而蛋黄移位,蛋黄膜分解,蛋黄松乱,鲜蛋变成了散黄蛋。散黄蛋进一步被微生物作用,蛋白质、氨基酸被分解,产生大量硫化氢、氨、粪臭素等,这时蛋液变成灰绿色,并有恶臭,变质为泻黄蛋。在霉菌作用的影响之下可产生贴壳蛋,蛋液产生各种颜色的霉斑,贴附在蛋壳内壁和蛋壳膜上,形成腐败变质蛋。第八节罐藏食品的腐败变质一、罐藏食品的特性罐藏食品是将食品原料经过预处理,装入容器,经杀菌、密封之后制成的,通常称之为罐头。罐头的密封是防止外界微生物侵入。而加热杀菌是要杀死存在罐内的致病菌,产毒菌和腐败菌。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。按其pH值的不同可分为低酸性罐头、中酸性罐头、酸性罐头和高酸性罐头。以动物性食品原料为主要成分的罐头属低酸性的,它们富含有大量的蛋白质。以植物性食品原料(水果蔬菜)为主要组成成分的罐头属中酸性或高酸性,主要富含碳水化合物等。罐头经杀菌、密封后应当可以较长时间的保存。但由于种种原因罐头也会出现腐败变质现象。二、罐藏食品变质的原因罐头腐败变质的原因有化学因素,如中酸性罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀;物理因素,如贮存温度过高,排气不良,金属容器腐蚀穿孔等;更主要的引起腐败的原因是罐内污染了微生物而导致腐败变质,这些微生物的污染来源有两种情况。

(一)杀菌后罐内残留有微生物罐头杀菌要考虑罐内食品的营养性质,实为商业灭菌,只强调杀死病原菌和产毒菌,并没有达到完全无菌的水平。因此,罐内可能有一些非致病性的微生物存在,这些微生物在罐内的特殊环境下,一定的保存期限内,一般不会生长繁殖。但是如果罐内条件有变化,这部分微生物就会生长繁殖而导致罐头的腐败变质。经高压蒸气杀菌后的罐头内残留的微生物大都是耐热性的芽孢细菌。

(二)杀菌后发生漏罐由于罐头密封性能不好,杀菌后发生漏罐而造成微生物污染。通过漏罐而造成污染的重要污染源是冷却水。罐头在热处理后要通过冷却水进行冷却,冷却水中的微生物就有可能通过漏罐处而进入罐内。空气也是造成漏罐污染的污染源,但不占主要地位。通过漏罐处污染的微生物种类很多,包括有耐热菌和其他各类细菌。三、罐藏食品腐败的类型罐头由于微生物作用而造成的腐败变质,可分为嗜热芽孢细菌、中温芽孢细菌、不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌等引起的腐败变质。(一)嗜热芽孢细菌引起的腐败变质发生这类变质大多数是由于杀菌温度不够丽造成的。它们通常发生三种主要类型的腐败变质现象。

l.平酸腐败也叫平盖酸败。变质的罐头外观正常,内容物却在细菌活动之下变质,呈轻、重不同的酸味,pH值可下降0.1一0.3。导致平酸腐败的微生物习惯上称平酸菌。它们大多数是兼性厌氧菌。例如嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus),该菌耐热性很强,能在49~55℃温度中生长,最高生长温度达65℃,一般pH值6.8~7.2的条件下生长良好,当pH值接近5时就不能生长。因此,这种菌只能在pH值5以上的罐头中生长。另一类细菌是凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans),它是肉类和蔬菜罐头腐败变质的常见菌,它的最高生长温度是54~60℃,该菌的突出特点是能在pH4.0或酸性更低的介质中生长,所以又称为嗜热酸芽孢杆菌,在酸性罐头,如番茄汁或番茄酱罐头腐败变质时常见此菌。平酸腐败无法通过不开罐检查来发现,必须通过开罐检查或细菌分离培养才能确定。平酸菌在自然界分布很广,糖、面粉,香辛料等辅料常常是平酸菌的污染夹源。平酸菌中除有专性嗜热菌外,还有兼性嗜热菌和中温菌。

2.TA腐败

TA是不产硫化氢的嗜热厌氧菌(Thermoanaerobion)的缩写。TA菌是一类能分解糖,专性嗜热,产芽孢的厌氧菌,它们在中酸或低酸罐头中生长繁殖后,产生酸和气体。气体主要有二氧化碳和氢气,如果这种罐头在高温中放置时间太长,气体积累较多,就会使罐头膨胀最后引起破裂。变质的罐头通常有酸味。这类菌中常见的有嗜热解糖梭菌(Clostridiumthermosaccharolyticum),它的适宜生长温度是55C,温度低于32,C时生长缓慢。由于TA菌在琼脂培养基上不易生成菌落,所以通常只采用液体培养法来检查它。例如用肝、玉米、麦芽汁、肝块肉汤或乙醇盐酸肉汤等液体培养基,培养温度采用55℃,检查产气和产酸的情况。

3.硫化物腐败腐败的罐头内产生大量黑色的硫化物,沉积于罐的内壁和食品上,致使罐内食品变黑并产生臭味,罐头的外观一般保持正常,或出现隐胀和轻胀,敲击时有浊音,引起这种腐败变质的菌是致黑梭菌(Clostridiumnigrificans)。此菌属厌氧性嗜热芽孢杆菌,生长温度在35~70℃之间,最适宜生长温度是55℃,耐热力较前面几种菌弱,分解糖的能力也较弱,但能较快地分解含硫的氨基酸而产生硫化氢气体。此菌如在豆类罐头中生长,由于形成硫化氢,开罐时会散发出一种强烈的臭鸡蛋味;在玉米、谷类罐头中生长会产生蓝色的液体;在鱼类罐头中也常发现。该菌的检查可以通过硫酸亚铁培养基,55℃保温培养来检查,如形成黑斑即证实有此菌存在。罐头污染该菌一般是原料被粪肥污水污染,再加上杀菌不彻底造成的。

(二)中诅芽孢细菌引起的腐败变质中温芽孢细菌最适宜的生长温度是37℃,包括有需氧芽孢细菌和厌氧芽孢细菌两大类型。

1.中温需氧芽孢细菌引起的腐败变质这类菌耐热性较差,许多细菌的芽孢在looc或更低一些的温度下,短时间内就能杀死。少数种类的芽孢耐过高压蒸气处理而存活下来。常见的引起罐头腐败变质的中温芽孢细菌有:枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegatherium)和蜡样芽孢杆菌等,它们能分解蛋白质和糖类,分解产物主要有酸及其他一些物质。一般不产生气体。少数菌种也产生气体,如多粘芽孢杆菌(Bacilluspoly~yxal),浸麻芽孢杆菌(Bacmacerans)等分解糖时除产酸外还有产气现象发生。所以前一类群的中温芽孢细菌引起平酸腐败,而后—类群的中温芽孢细菌引起腐败变质时有气体产生。

2.中温厌氧梭状芽孢细菌引起的腐败变质这类细菌属厌氧菌,最适宜生长温度为37℃,但许多种类在20℃或更低一些的温度都能生长;还有少数菌种能在50℃或更高的温度中生长。这类菌中有分解糖类的丁酸梭菌(Clbutyricum)和巴氏芽孢梭菌(Clostridiumpas—teurianum),它们可在酸性或中性罐头内发生丁酸发酵,产生氢气和二氧化碳,造成罐头膨胀而变质。还有一些能分解蛋白质的菌种,如魏氏梭菌、生芽孢梭菌(Cl.sporogenes)及肉毒梭菌等,这些菌主要造成肉类、鱼类罐头的腐败变质,分解其中的蛋白质产生硫化氢、硫醇、氨、吲哚、粪臭素等恶臭物质并伴有膨胀现象;此外往往还产生毒性较强的外毒素,细菌产生以后释放到介质中来,使整个罐内充满毒素,可造成严重的食物中毒。据目前的研究证明,肉毒梭菌所产生的外毒素是生物毒素中最强的一种,该菌也是引起食物中毒的病原菌中耐热力最强的菌种之一,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细菌。

(三)不产芽孢细菌引起的腐败变质不产芽孢的细菌耐热性不如产芽孢的细菌。如罐头中发现不产芽孢细菌,常常是由于漏气而造成的,冷却水是重要的污染源。当然不产芽孢细菌的检出有时也并没有发生漏罐,这种情况是由于杀菌温度很不够而造成的。罐头中污染的不产芽孢细菌有两大类群。一类是肠道细菌,如大肠杆菌,它们的生长可造成罐头膨胀;另一类不产芽孢的细菌主要是链球菌,特别是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等,这些菌多发现于果蔬罐头中,它们生长繁殖会产酸并产生气体,造成罐头膨胀。在火腿罐头中常可检出粪链球菌和尿链球菌等不产芽孢的细菌。

(四)酵母菌引起的腐败变质这类变质往往发生在酸性罐头或高酸性罐头中,主要种类有球拟酵母(Torulopsis)、假丝酵母和啤酒酵母等。酵母菌及其孢子一般都容易被杀死,罐头中如发现酵母菌污染,主要是由于漏罐造成的,也有时因杀菌温度不够造成。变质的罐头常见有果酱、果汁、水果罐头、甜炼乳、糖浆等含糖量高的罐头,这些酵母污染罐头的一个重要来源是蔗糖。发生变质的罐头往往出现浑浊、沉淀,风味改变,爆烈膨胀等现象。

(五)霉菌引起的腐败变质霉菌引起罐头变质,说明罐内有较多的气体,可能由于罐头真空度不够,或者漏罐造成,因为霉菌属需氧性微生物,它的生长繁殖需要一定的气体。发生霉菌腐败变质常见于酸性罐头,变质后外观无异常变化,内容物却被烂掉,果胶物质被破坏,水果柔化解体。引起罐头变质的霉菌主要有:青霉、曲霉、桔霉属(Citromyces)等。少数霉菌特别耐热,尤其是能形成菌核的种类耐热性更强。例如纯黄丝衣霉菌(Byssochlamysfulva)是一种能分解果胶的霉菌,它能形成子囊孢子,加温85℃,30min或87.7℃,10min还能生存。在氧气充足的情况下生长繁殖,并产生二氧化碳,造成罐头膨胀。第九节食品腐败变质给人类带来的危害食品是人类利用各种动物和植物原料,经过不同处理,配制而加工成形态、风味、营养价值各不相同的加工品。食品工业具有投资少,建设时间短,收效快的特点,产品不仅可供国内市场,而且也是我国重要的出口物资。因此,食品工业的发展,不仅可提供营养丰富,经久耐贮,品种繁多的食品,用以满足人民的需要,改善和丰富人民的生活,而且为国家贮备物资,调节货源,调节市场,保证供应等方面作出了贡献。

但是,如果管理不善,食品腐败变质就会给国家、集体造成严重的经济损失。目前,在一些食品生产厂家中,缺乏科学生产知识,产品质量不高,食品变酸、发霉、生虫等现象时有发生,有的受到经济处罚,被迫停产,严重者还要承担法律责任。这样的例子已屡见不鲜。除此之外食品的腐败变质也会给消费者带来严重的经济损失,轻者影响人民身体健康,严重者可造成生命死亡。一、食物中毒食物中毒是由于吃了有毒的食物造成的疾病。主要有以下几个特点:①潜伏期短,大约进食后半小时至24h相继发生。②与食物有密切的关系,所有的病人都食过同一种食物。③中毒的病人都具有相同或相似的症状。④没有人与人之间的传播,当停食该种食物后,发病即可控制。食物中毒可分为:细菌性的、化学性的、霉菌性的、有毒动植物的等中毒类型。这里所述是与微生物有关的食物中毒。当人误食了含大量微生物或微生物毒素的食品后,就会发生不同程度的中毒。能在食品中产生毒素的微生物多见于细菌和霉菌。

(一)细菌性食物中毒该类型的中毒有明显的季节性,多发生于5~10月份间。发病率较高,但死亡率较低。可分为感染型和毒素型两种,感染型是由于食入大量活细菌而引起;毒素型是食入细菌所产生的毒素而引起。目前我国发生较多的细菌性食物中毒多见于沙门氏菌、副溶血性弧菌、变形杆菌、金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、肉毒梭菌等。近年来蜡样芽孢杆菌中毒有增加的趋势。

1.沙门氏菌食物中毒沙门氏菌属于肠道病原菌,现已发现有1800多种血清型。其中有引起人类发病的菌群,引起哺乳动物及鸟类发病的菌群。(1)沙门氏菌的类群按其传染范围可分为三个群。第一群,专门引起人类发病的,有伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphi)、甲型副伤寒沙门氏菌(J,paratyphi—A)、乙型副伤寒沙门氏菌(S.paratyphi—B)、丙型副伤寒沙门氏菌(S.paratyphi—C),其中以伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌引起人类的肠热症最为常见,这一类群称为肠热症菌群。

第二群,对哺乳动物及鸟类有致病性,并能引起人类食物中毒。从中毒病人排泄物中分离到的菌种有鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)、猪霍乱沙门氏菌(S.choleraesuis)、肠类沙门氏菌(S.enteritidis)、德波沙门氏菌(S.derby)、纽波特沙门氏菌(S.newport)、汤卜逊沙门氏菌(S.thompson)、鸭沙门氏菌(S.anatis)等菌型,这一类群称为食物中毒菌群。第三群,仅能对动物发病,很少传染于人,但能引起人类致病的菌群也有发现,并在发展之中,例如鸡伤寒沙门氏菌和雏白痢沙门氏菌,有时会引起人类发生胃肠炎。(2)沙门氏菌的生物学特性沙门氏菌为革兰氏阴性的短杆菌,不产生芽孢和荚膜,菌体四周有鞭毛,能运动,为兼性厌氧菌,生长最适宜温度为37℃,但在18—20℃时也能繁殖。对热的抵抗力很弱,在60~C经20~30min即被杀死。在粪便中可存活1~2个月;但在冰雪中可存活3~4个月;在水、乳及肉类中能存活几个月,如在含盐10%一15%的腌肉中可存活2、3个月。当油炸或水煮大块鱼、肉、香肠等,若食品内部温度达不到足以使细菌杀死和毒素破坏的情况下,就会有细菌残留或毒素存在。

(3)中毒症状沙门氏菌引起感染型食物中毒。中毒症状表现为急性胃肠炎,常有呕吐、腹泻、腹疼等,如果细菌毒素引起中枢神经中毒,则出现头痛,体温升高,有时痉挛。本菌引起食物中毒的必要条件是,食物中必须有大量细菌存在,即食用前食物中的细菌已增殖至相当数量,少量细菌不会引起中毒。本病的潜伏期平均为12~24h,有时可长达2—3天,潜伏期的长短与进食菌数有关。病程一般为3~7天。本病死亡率较低,大约为0.5%。

常见引起中毒的食品有:鱼、肉、蛋、乳等,其中肉类占多数。

2.金黄色葡萄球菌食物中毒主要由于进食了被金黄色葡萄球菌(StapAylococcusaureu)污染并产生肠毒素的食品。属毒素型食物中毒,只食入细菌无毒素不会发生中毒。(1)葡萄球菌的种类葡萄球菌的分类方法很多,近年来根据生化性状和所产生的色素不同,分为金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌(S.epidermis)。其中与食物中毒有关的是金黄色葡萄球菌,它们在自然界分布很广,如空气、土壤、水及物品上。(2)生物学特:金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性的球菌,呈葡萄串状排列,无芽孢,无鞭毛,不能运动,兼性需氧性细菌。最适宜生长温度为35~37℃,但在10一47℃之间都可以生长。加热60~C,30min可杀死此菌,但在冷藏环境中不容易死亡。在适宜生长条件下可以产生肠毒素,现已知毒素的抗原性致少有6种以上,即A,B,C,D,E,F。C还可以分为Cl和C2,毒素的抗热力很强,煮沸1-1.5h仍保持毒力,120~C经20min还不能完全破坏,必须经218~248℃,30min才能使毒性完全消除。

(3)中毒症状属毒素型食物中毒,其主要症状是急性胃肠炎,如恶心、呕吐、腹痛、腹泻等,这是由于肠毒素进入消化道后,被吸收进入血液,刺激中枢神经系统而发生的。潜伏期2—5h,特别短的仅10min,来势凶猛,病程短,一般1~2天可恢复,死亡率较低。儿童对葡萄球菌肠毒素较为敏感,可因吐泻而导致虚脱,甚至出现循环衰竭。

造成中毒的食品主要有乳及乳制品,病原菌在乳中很容易繁殖,有时虽然已污染的菌体可被杀死,但不能破坏其毒素,这是值得注意的问题。除此之外,腌肉、鸡和蛋以及含淀粉较多的食品如剩米饭等都有发生金黄色葡萄球菌中毒的例子。

3.条件性致病菌食物中毒这类细菌一般情况下不引起发病,只有当它们在食物中繁殖到相当数量时才可引起食物中毒。主要包括大肠杆菌、变形杆菌和魏氏杆菌。(1)大肠杆菌食物中毒按照大肠杆菌对人的致病性分为四类,一是肠道致病性大肠杆菌;二是产毒性大肠杆菌,产生与霍乱相关的不耐热肠毒素(LT)和耐热性肠毒素(ST),这类菌能引起急性霍乱样疾病,发生典型的米泔样水泻症;三是肠道侵袭性大肠杆菌,也称痢疾样大肠杆菌或志贺样大肠杆菌,中毒表现酷似菌痢;四是其他大肠杆菌,致病性尚不清楚。大肠杆菌主要存在于人和动物肠道内,随粪便排出,分布于自然界,空气、水、土壤、食品餐具等均可检出。生物学特性:革兰氏阴性的短小杆菌,不产生芽孢,有周身鞭毛,最适宜生长温度为40~C左右,生长速度快,适宜条件下世代时间仅13~17min,对生长环境的酸碱度要求不严格,一般在pH4.3~9.5之间都可以生长。培养后保存于实验室中可以存活数星期,在泥土和水中可以存活数月之久,但对氯气很敏感,在含有0.5~lmg/L氯气含量的水中很快发生死亡。中毒表现:病原性大肠杆菌引起的食物中毒主要症状是急性胃肠炎,有呕吐、腹泻,大便呈水样便,粘液便或米泔样便,有恶臭。体温正常或伴有微热。潜伏期为2~20h,一般的4~6h,病程较短,一般1—3天即可恢复。侵袭性大肠杆菌中毒表现酷似痢疾,病情严重者可造成死亡。

(2)变形杆菌食物中毒变形杆菌属包括普通变形杆菌(Protensvulgarius)、奇异变形杆菌(P.'mirabilis)、摩氏变形杆菌(P.morganii)、雷极氏变形杆菌(P.rettgeri)和无恒变形杆菌(P.incostants)五个种别,前三者较多发生食物中毒。生物学特性;革兰氏阴性,无芽孢的杆菌,有周身鞭毛,能活泼运动。常变形态有线形和弯曲状。在培养基中菌落有迅速扩展蔓延生长的特点,因此,有变形杆菌之称。属兼性厌氧细菌,但在缺氧条件下发育不良。最适宜的生长温度是37℃,产生毒素。中毒表现:骤起腹痛,继而恶心、呕吐,腹痛如刀绞、腹泻、头痛、发热、全身无力等,摩氏变形杆菌经常可以引起过敏反应,因此,又称类过敏性食物中毒。潜伏期为4~20h,一般为3~5h,病程1—3天,来势急,恢复快,很少死亡。

造成中毒的食品主要有肉类、蛋类、剩饭等。

(3)韦氏梭菌食物中毒

韦氏梭菌(Clostridiumwelchi

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