食品腐败变质及其控制

第九章食品腐败变质及其控制第一讲（3学时）教学目的及要求掌握微生物引起食品腐败变质需要的基本条件，食品腐败变质发生的化学过程，食品腐败变质的初步鉴定方法及卫生学意义；了解鲜乳、肉类食品的腐败变质现象、原因及目前常用的食品防腐保藏方法、原理及其他卫生管理措施。

重点食品腐败变质的概念、鉴定，微生物引起食品腐败变质的基本条件，控制食品的腐败变质，保障食品的安全性的方法难点食品腐败变质发生的化学过程，食品腐败变质的初步鉴定方法及卫生学意义。

教学方法课堂讲授法，多媒体图片演示，同时采用提问法、比较教学法、总结教学法、反馈教学法，课堂讨论法等进行知识的讲解，举例生产中存在的实际问题，鼓励学生利用知识分析问题、解决问题。

课程导入微生物与食品腐败变质的关系教学内容微生物引起食品腐败变质的基本条件，食品腐败变质的化学过程，食品腐败变质的鉴定，腐败变质食品的处理原则，鲜乳、肉类食品腐败变质的特征。

微生物广泛分布于自然界，食品中不可避免的会受到一定类型和数量的微生物的污染，当环境条件适宜时，它们就会迅速生长繁殖，造成食品的腐败与变质，不仅使理化性状及感官性状发生改变、降低了食品的营养和卫生质量，而且还可能危害人体的健康。

食品腐败变质（food spoilage），是指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。

如鱼肉的腐臭、油脂的酸败、水果蔬菜的腐烂和粮食的霉变等。

食品的腐败变质原因较多，有物理因素、化学因素和生物性因素，如动、植物食品组织内酶的作用，昆虫、寄生虫以及微生物的污染等。

其中由微生物污染所引起的食品腐败变质是最为重要和普遍的，故本章只讨论有关由微生物引起的食品腐败变质问题。

1．影响食品变质的因素某种食品被微生物污染后，并不是任何种类的微生物都能在其上生长繁殖。

微生物能否在这种食品上生长繁殖以致使其腐败变质，首先取决于微生物能否利用食品中的营养物质，同时也与食品本身的基质条件及环境因素有关。

1.1食品的营养组成与微生物分解作用的关系1.1.1食品的营养组成食品中的基本营养物质，除含有一定的水分外，主要由蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐和维生素构成。

不同原料来源的食品，其中蛋白质、脂肪和碳水化合物，有着明显的差异。

由表可见，水果蔬菜及谷物食品含有较多的碳水化合物，较少的蛋白质，而脂肪的含量则更少；鱼、禽、肉、蛋中含有较多的蛋白质和脂肪，只含有较少的碳水化合物；而乳中三大营养物质的含量较均衡。

1.1.2微生物对食品中各类营养物质分解作用的选择性在微生物的生理学中，我们已经了解到，不同的微生物对营养物质的要求，特别是对碳源和氮源的要求是不同的。

因而对含有不同营养成分的食品来说，微生物在其上生长的能力是不同的。

现在，我们就微生物对蛋白质、碳水化合物、脂肪三大营养物质利用的能力不同来加以说明。

（1）分解蛋白质的微生物从生理学角度来说，蛋白质在有氧条件下被微生物分解的过程称为腐化。

在腐化过程中，分解作用进行得比较彻底，最后形成一些简单的产物，如CO2、H2O、NH3、H2S等，而在厌氧条件下蛋白质被分解的过程称为腐败，在腐败过程中，蛋白质的分解进行得不够彻底，最后形成的是胺类和有机酸等有机物。

在食品卫生学中，我们通常把蛋白质因微生物的作用而造成的败坏通常为腐败，而把碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸败坏成为酸败。

分解蛋白质的细菌：许多细菌都具有分解蛋白质的能力，但这种能力的大小主要取决于细菌所分泌酶的种类和性状。

能分泌胞外酶的种类和性状。

能分泌胞外蛋白酶的细菌对蛋白质的分解能力强，如芽孢杆菌属、假单孢菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属。

不能分泌胞外蛋白酶的细菌虽然也是有一定的蛋白质分解的能力，但这种能力较弱。

蛋白质分解菌能在蛋白质含量高的食品中良好生长，即使无碳化合物存在，生长繁殖也很旺盛。

分解蛋白质的酵母菌：大多数酵母菌对蛋白质的分解能力都很弱，因为蛋白质类食品中N/C比值较高，不适合大多数酵母菌生长。

某些酵母菌能使凝固的蛋白质缓慢分解，如红棕色拿逊氏酵母菌、白色拟内孢霉、巴氏酵母、啤酒酵母等。

红酵母属中有些种能分解酪蛋白，促成乳制品变质。

分解蛋白质的霉菌：许多霉菌能分泌胞外蛋白酶，因而有较强的分解蛋白质的能力。

特别是在基质中同时存在有碳水化合物时，霉菌对蛋白质的分解能力较强，如青霉属、曲霉属、根霉属、毛霉属、木霉属和复端孢霉属中许多种，特别是沙门柏干酪青霉和洋葱曲霉能迅速对蛋白质进行分解。

（2）分解碳水化合物的微生物食品中的碳水化合物包括多糖、双糖和单糖。

多糖包括淀粉、果胶、纤维素和半纤维素等；双糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等；单糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。

碳水化合物是食品主要的成分之一，也是微生物的重要碳源，不同的微生物对不同的碳水化合物分解利用的能力有很大的差异。

分解碳水化合物的细菌：大多数细菌都能分解单糖和双糖，但能分解多糖的细菌比较少。

芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的一些种能分泌淀粉酶，可强烈地分解淀粉。

如枯草一般感觉、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、淀粉梭状芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌等。

能分解果胶的细菌有欧文氏菌属中的某些种，如胡萝卜软腐败文氏菌、软腐病欧文氏菌等。

梭状芽孢杆菌属的某些种能分泌果胶酶，使果蔬的组织变软。

分解碳水化合物的酵母菌：从生理习性上来说，酵母菌是一类喜糖的微生物，但由于绝大多数酵母菌不能分泌淀粉酶，所以酵母菌能分解利用的碳水化合物通常是单糖及双糖。

极少数种类的酵母菌能分解某些多糖，例如脆皮酵母具有分解果胶的能力。

分解碳水化合物的霉菌：绝大多数霉菌都具有分解简单碳水化合物的能力。

许多霉菌还能分解利用多糖。

如常见的曲霉、毛霉、根霉等均能分解淀粉。

少数霉菌能分解纤维素，特别是绿色木霉具有强烈分解纤维素的能力。

有些霉菌能分解果胶，活力较强的如黑曲霉、米曲霉、灰绿青霉等。

（3）分解脂肪的微生物分解脂肪的细菌：一般而言，具有强烈分解蛋白质能力的好氧性细菌，同时也有较强的脂肪分解能力，如假单胞菌属、芽孢杆菌中一些种，特别是荧光假单胞菌具有很强的分解脂肪的能力。

分解脂肪的酵母菌：能分解脂肪的酵母菌很少。

但少数酵母菌，如解脂假丝酵母菌具有很强的分解脂肪的能力。

油脂的酸败主要由化学因素引起，但在某些情况下亦应注意有否分解脂肪的酵母菌的污染。

分解脂肪的霉菌：霉菌中能分泌脂肪的种类比较多，在食品中常见的有曲霉属、青霉属、根霉属、毛霉属、芽枝霉属及白地霉等。

总之，具有不同营养成分的食品，能适应生长繁殖的微生物种类是不同的。

一般地说，对蛋白质分解作用强的是一些细菌和霉菌；对碳水化合物分解作用强的是霉菌、酵母菌及少数细菌；而对脂肪而言，某些霉菌及少数细菌能分解。

因此，根据食品营养组成成分的特点，参考其他环境因素，就可大致推测引起某种食品变质的主要微生物类群。

1.2食品的基质条件与微生物分解作用的关系如果食品中的营养物质对某种微生物来说是适宜的，那么这种微生物能否在食品上生长并引起变质，还取决于食品本身的基质条件及食品所处的环境因素。

这些基质条件主要包括食品中的水分、pH值及渗透压。

1.2.1食品中的水分水分是微生物生命活动的必要条件，微生物细胞组成不可缺少水，细胞内所进行的各种生物化学反应，均以水分为溶媒。

在缺水的环境中，微生物的新陈代谢发生障碍，甚至死亡。

但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量决定了生长微生物的种类。

一般来说，含水分较多的食品，细菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌则容易繁殖。

食品中水分以游离水和结合水两种形式存在。

微生物在食品上生长繁殖，能利用的水是游离水，因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量（%），而是取决于水分活度（Aw，也称水活性）。

因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质，如氨基酸、糖、盐等结合，这种结合水对微生物是无用的。

因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。

水分活度（Aw）是指食品在密闭容器内的水蒸汽压(P)与纯水蒸汽压(P0)之比，即Aw=P/P0 。

纯水的Aw=1；无水食品的Aw=0，由此可见，食品的Aw值在0-1之间。

Aw越大，，则说明食品中可被微生物利用的那一部分自由水的含量越高，反之亦然。

微生物的生长与Aw值得关系：由于不同的微生物生理特性不同，它们生长繁殖所需要的Aw值也不相同。

表1给出了不同微生物类群生长的最低Aw值范围，从表中可以看出，食品的Aw值在O.60以下，则认为微生物不能生长。

一般认为食品Aw值在O.64以下，是食品安全贮藏的防霉含水量。

由表中可以看出，当Aw值低于0.90时，绝大多数细菌已经不能生长；当Aw值低于0.88值时，大多数酵母菌不能生长；而当Aw 低于0.73时，大多数霉菌不能生长。

除极少数耐高渗酵母外，霉菌所要求的Aw值最低。

食品中主要微生物类群生长的最低Aw值范围微生物类群最低范围微生物类群最低Aw值大多数细菌 0.99～0.90 嗜盐性细菌 0.75大多数酵母菌 0.94～0.88 耐高渗酵母 0.60大多数霉菌 0.94～0.73 干性霉菌 0.65一般来说，细菌生长繁殖所需要的最适Aw值为0.995 以上，酵母菌为0.98-0.99,霉菌为0.97-0.99。

食品的Aw值：新鲜的食品原料，例如鱼、肉、水果、蔬菜等含有较多的水分，Aw值一般在O.98～0.99，适合多数微生物的生长，如果不及时加以处理，很容易发生腐败变质。

微生物污染这类食品后，如果其他条件适宜，便首先在食品的表层生长繁殖，导致表面发生腐烂，并消耗食品表层的水分。

与此同时，食品内部的水分通过扩散、渗透等作用转移表面，使表层保持足够的水分活度，从而使微生物不断增值直至整个食品组织彻底溃烂。

1.2.2食品中的pH食品的pH值与微生物的适应性：各种食品都具有一定的氢离子浓度。

根据食品pH值范围的特点，可将食品划分为两大类：酸性食品和非酸性食品。

一般规定pH值在4．5以上者，属于非酸性食品；pH值在4.5以下者为酸性食品。

例如动物食品的pH值一般在5～7之间，蔬菜pH值在5～6之间，它们一般为非酸性食品；水果的pH值在2～5之间，一般为酸性食品。

各类微生物都有其最适宜的pH范围，食品中氢离子浓度可影响菌体细胞膜上电荷的性质。

当微生物细胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改变后，微生物对某些物质的吸收机制会发生改变，从而影响细胞正常物质代谢活动和酶的作用，因此食品pH值高低是制约微生物生长，影响食品腐败变质的重要因素之一。

大多数细菌最适生长的pH值是7.0左右，酵母菌和霉菌生长的pH值范围较宽，因而非酸性食品适合于大多数细菌及酵母菌、霉菌的生长；细菌生长下限一般在4．5左右，pH值3.3～4.0以下时只有个别耐酸细菌，如乳杆菌属尚能生长，故酸性食品的腐败变质主要是酵母和霉菌的生长。