1、第三章第二节 食品微生物污染的 危害和控制,一、食品微生物污染的危害 二、食品微生物污染的控制,一、食品微生物污染的危害,导致食品腐败变质： 什么叫做食品的腐败变质：食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。 实质：是食品中蛋白质、碳水化合物、脂肪等被污染微生物的分解代谢作用或自身组织酶进行的某些生化过程。 特征：发生大分子成分降解 。,（一）食品腐败变质后的变化,1、蛋白质 由微生物引起蛋白质食品发生的变质，通常称为腐败（spoilage）。食物中蛋白质 多肽 氨基酸 氨十胺十硫化氢等 脱氨基、脱硫等作用,2、脂肪,食用油脂与食品
2、中脂肪发生的变质称为酸败（rancidity）。特征是产生酸和刺激的“哈喇”气味。 食品中油脂酸败的化学反应，主要是油脂自身氧化过程，其次是加水水解。 （1）油脂的自身氧化: 生成了氢过氧化物、羰基化合物（如醛类、酮类、低分子脂酸、醇类、酯类等）、羟酸以及脂肪酸聚合物、缩合物（如二聚体、三聚体等）。,（2）脂肪水解,脂肪酸败也包括脂肪的加水分解作用，产生游离脂肪酸、甘油及其不完全分解的产物。如甘油一酯、甘油二酯。 微生物的解脂酶等 食物中脂肪 脂肪酸 + 甘油 + 其它产物 脂肪酸可进而断链而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可形成过氧化物；脂肪酸也可再氧化分解成具有特臭的
3、醛类和醛酸，即所渭的“哈喇”气味。这就是食用油脂和含脂肪丰富的食品发生酸败后感官性状改变的原因。,3、碳水化合物,由微生物引起糖类物质发生的变质，习惯上称为发酵或酵解（fermentation ）。 食品中的碳水化合物包括：纤维素、半纤维素、淀粉、糖元以及双糖和单糖等。含这些成份较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。 在微生物及动植物组织中的各种酶及其它因素作用下，这些食品组成成分被分解成单糖、醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水等低级产物。,（二）腐败变质食品对人体健康的影响及其危害,1、产生厌恶感 2、降低食品营养 3、引起中毒或潜在性危害,【补充】 食品腐败变质的鉴定,1、感官鉴定
4、感官鉴定是以人的视觉、嗅觉、触觉、味觉来查验食品初期腐败变质的一种简单而灵敏的方法。 鉴定指标：色泽 、 气味、口味 、组织状态（变形、软化；发粘；粘稠、结块等。液态食品变质后即会出现浑浊、沉淀，表面出现浮膜、变稠等）。,2、化学鉴定,微生物的代谢，可引起食品化学组成的变化，并产生多种腐败性产物，因此，直接测定这些腐败产物就可作为判断食品质量的依据。 一般氨基酸、蛋白质类等含氮高的食品，如鱼、虾、贝类及肉类，在需氧性败坏时，常以测定挥发性盐基氮含量的多少作为评定的化学指标；对于含氮量少而含碳水化合物丰富的食品，在缺氧条件下腐败则经常测定有机酸的含量或pH值的变化作为指标。,3、 物理指标 食品
5、的物理指标，主要是根据蛋白质分解时低分子物质增多这一现象，来先后研究食品浸出物量、浸出液电导度、折光率、冰点下降、粘度上升等指标。其中肉浸液的粘度测定尤为敏感，能反映腐败变质的程度。,4、 微生物检验,对食品进行微生物菌数测定，可以反映食品被微生物污染的程度及是否发生变质，同时它是判定食品生产的一般卫生状况以及食品卫生质量的一项重要依据。在国家卫生标准中常用细菌总菌落数和大肠菌群的近似值来评定食品卫生质量，一般食品中的活菌数达到108cfug时，则可认为处于初期腐败阶段。,二、食品微生物污染的控制,几个基本概念,灭菌（sterilization） 采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物
6、永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。 消毒（disinfection） 采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，称为消毒。 防腐（antisepsis） 利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施，称为防腐。 化疗（chemotheraphy） 即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，以达到治疗该感染性疾病的一种措施。,高温灭菌（消毒）法是最常用的物理方法。高温可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活而导致微生物死亡。 微波杀菌 远红外线加热杀菌 欧姆杀菌,（一
7、）热杀菌,干热灭菌法（dry heat sterilization） 焚烧法（incineration）：是将被灭菌物品在火焰中燃烧，使所有的生物物质碳化。 优点：简单、迅速、彻底。 缺点：由于对被灭菌物品的破坏极大，使用范围有限。 适用于：无经济价值的物品灭菌（如医用垃圾），及不怕烧的实验器具，如接种环、镊子、试管或三角瓶口的灭菌等。,干燥热空气灭菌法(hot-air oven),将物品放入烘箱内，然后升温至150170 ，维持12小时。或140 ，3h 适用于：玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不
8、易杀死，所以温度高、时间长。 注意事项：1、温度不要超过180 ，否则包装纸等易烤焦。2、结束后，等冷却到70 时再开箱取物，以防温度骤降玻璃器皿炸裂。,湿热灭菌法： 特点：温度低、时间短、灭菌效果好。 原因： 1) 菌体内含水量越高，则其蛋白质凝固温度越低；湿热主要破坏蛋白质的氢键结构，使其凝固变性。2) 蒸汽冷凝会放出潜热； 3) 饱和水蒸汽穿透力强。,高压蒸汽灭菌法 利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到100 以上高温灭菌的方法。 条件：121（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持15-20min。112（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。115（0.75kg/
9、cm2或11磅/英寸2）20-30min。 应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度 例如：生理盐水、营养琼脂等培养基用121 。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用112 。 适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。,高 压 蒸 汽 灭 菌 锅,注意事项： 加水要适量； 物品摆放不宜太挤； 排净冷空气，温度至100 关上排气阀 ； 计时要从温度达到121 开始； 灭菌终了，缓慢降压至0，再开盖取物； 安全阀不得随意调节。,超高温瞬时杀菌（UHT）,优点：既可达到一定的杀菌要求，又能最大程度地保持食品品质。如牛乳等液体食品停留在140左右3-4s，急剧冷却至75，经匀质化后冷却至20。 适宜
10、对象：对热敏感的食品 作用条件： 140；3-4s,微波杀菌： 微波（超高频），一般是指频率在300-300000MHz的电磁波。目前915 MHz和2450 MHz两个频率已广泛地应用于微波加热。 优点：具有快速、节能、对食品的品质影响很小的特点。因此，能保留更多的活性物质和营养成分。 适用于：人参、香菇、猴头菌、花粉、天麻以及中药、中成药的干燥和灭菌。,远红外线是指波长为2.51000um的电磁波。食品的很多成分对310um的远红外线有强烈的吸收，因此食品往往选择这一波段的远红外线加热。 优点：热辐射率高；热损失少；加热速度快，传热效率高；食品受热均匀，不会出现局部加热过度或夹生现象；食物
11、营养成分损失少等 。 应用：食品的烘烤、干燥、解冻，以及坚果类、粉状、块状、袋装食品的杀菌和灭酶。,远红外线加热杀菌:,欧姆杀菌,欧姆加热是利用电极，将电流直接导入食品，由食品本身介电性质所产生的热量，以达到直接杀菌的目的。 优点：不需要传热面，热量在固体产品内部产生；系统操作连续、平稳，易于自动化控制；维护费用、操作费用低等。 适合于：处理含大颗粒固体产品和高粘度的物料。,1、辐照杀菌食品的辐照保藏是指用放射线辐照食品，借以延长食品保藏期的技术。辐射线主要包括紫外线、X射线和射线等。常应用的放射源：放射性同位素钴60（Co60）、铯187（Cs187）、磷（P32）等。它们主要释放出的是射线
12、。应用于：肉类及其制品、果蔬类和粮食及其制品等食品的杀菌保藏。,（二）非加热杀菌保藏,、射线 ，波长短，能量高，有较强的杀伤力。 作用原理 ：可引起水和其他物质的电离，产生游离基，使核酸、蛋白质或酶发生变化，造成细胞损伤或死亡。 特点：穿透力强，非专一性，作用于一切细胞成分，对所有生物均有杀伤作用。 缺点：设备复杂，价格昂贵；要求严格的防护措施。,微波：微波的范围在9152450MHz/s之间。 机理：微波产生热效应，使蛋白质、酶等物质变性，导致微生物死亡。 特点：加热均匀，热能利用率高、加热时间短。 应用：食品消毒、灭菌。,超声波：每秒钟振动在1600HZ以上的声波。 机理：引起膜破坏，细胞
13、破裂，内涵物逸出。 应用： 破碎细胞，提取胞内物质（代谢产物、酶等） 杀菌,超声波杀菌效力大小与频率、强度、处理时间等多种因素有关。,2、超声波杀菌,高压放电杀菌采用的电源一般为脉冲电压 。 机理:可以使细胞膜穿孔；液体介质电离产生 臭氧 。 杀菌的效果：取决于电场强度、脉冲宽度、电极种类、液体食品的电阻、pH值、微生物种类以及原始污染程度等因素。由于放电杀菌的介质为液体，故只能用于液态食品的杀菌。,3、高压放电杀菌,4、高压杀菌,所谓高压杀菌就是将食品物料以某种方式包装以后，置于高压装置中加压，达到灭菌、长期安全保存的目的。 作用条件： 200MPa以上（2000多个大气压） 作用机理：高压
14、使微生物的形态、结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，进而使微生物的生理机能丧失或发生不可逆变化而致死。,高压杀菌的应用,采用高压技术对肉类进行加工处理，与常规方法相比，在肉制品的柔嫩度、风味、色泽、成熟度及保藏性等方面都得到不同程度的改善。 例如，常温下质粗价廉牛肉经250 Mpa高压处理，牛肉制品明显得到嫩化；300 MPa压力处理鸡肉和鱼肉10分钟，能得到类似于轻微烹饪的组织状态。,高压处理水产品可最大限度地保持水产品的新鲜风味，增大鱼肉制品的凝胶性。 例如，在600 MPa压力下处理水产品（如甲壳类水产品），其中的酶完全失活，细菌数量大大减少，色泽外红内白，仍保持原
15、有的生鲜味。,在果酱加工中采用高压杀菌，不仅可杀灭其中的微生物，而且还可使果肉糜粒成酱，简化生产工艺，提高产品质量。 这方面最成功的例子是日本明治屋食品公司，室温下加压400600 MPa、10分钟加工草莓酱、猕猴桃酱和苹果酱，所得制品保持了新鲜水果的色、香、味，已有小批量产品上市。,低温： 利用4以下的各种低温以保藏食物、药品、菌种等。 缺氧： 在密闭容器中加入除氧剂，如铁粉。真空保藏也是比较常用的方法。 干燥： 采用晒干或红外线干燥保藏粮食、食品等，或在密封条件下用吸湿剂也可达到防霉作用。,防腐的措施,高渗：通过盐渍或糖渍达到高渗。 盐藏 食品经盐藏不仅能抑制微生物的生长繁殖，并可赋予其新
16、的风味，故兼有加工的效果。 糖藏也是利用增加食品渗透压、降低水分活度，从而抑制微生物生长的一种贮藏方法。 高酸度：如泡菜、酸菜等。 防腐剂：苯甲酸、山梨酸、脱氢醋酸等.,再见！,温度对微生物的影响,1.不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度的关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、最高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和高温微生物，它们的生长温度如表：,2.低温对微生物生长的影响： 使细胞新陈代谢减弱或降低。故：大部分微生物生命活力依然保存。 3.高温对微生物生长的影响： 使蛋白质变性，故微生物死亡。 影响微生物对热抵抗力的因素：菌种的遗传特性：原核生物比真核生物耐热力更强。菌龄：老龄比幼龄耐热。生理形态：孢子、芽孢比营养体耐热。微生物的数量：数量多整体耐热力提高。基质的特性（组成、浓度、理化条件）：如，富含蛋白质的培养基上细菌抗热力提高。加热的时间：热处理时间长，微生物易死亡。,
