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微生物与食品腐败变质

第八章微生物与食品腐败变质

第一节食品的微生物污染及其控制

一、微生物污染食品的来源和途径

(一)食品污染的种类:

生物污染:微生物、寄生虫及虫卵、昆虫

化学污染:农药、工业三废、添加剂、包装材料

物理污染:放射性污染

(二)微生物污染食品的途径:

水的污染:水是作为媒介使微生物污染食品的

土壤的污染:加工的原料在采收时携带了微生物引的

空气的污染:食品暴露在空气中被微生物污染

人为的污染:人接触食品、工作衣帽不清洁等

食品加工用设备、容器、工具的污染:运输工具、生产

二、控制微生物污染的措施

控制食品因微生物的污染而造成的腐败变质,首先应掐断微生物的污染源,其次是抑制微生物的生长繁殖。具体要求如下:

微生物与食品腐败变质

第二节微生物引起食品腐败变质的原理

?食品中碳水化合物的分解

?食品中蛋白质的分解

?食品中脂肪的分解

?有害物质的形成

第三节微生物引起食品腐败变质的环境条件

一、食品基质条件

食品的营养成分食品的水分食品中的氢离子浓度

1.食品的营养成分

食品的营养成分与微生物生长的适应性

食品的主要营养成分是蛋白质、碳水化合物和脂肪。不同的微生物对它们的利用能力是不同的。

分解蛋白质的微生物:

细菌:芽孢菌属、假单胞菌属

霉菌:毛霉属、根霉属等

分解碳水化合物的微生物:

细菌:芽孢杆菌属

霉菌:曲霉属、根霉属等

分解脂肪的微生物:

细菌:荧光假单胞菌的分解能力较强

酵母:解脂假丝酵母具有一定的脂肪分解能力

霉菌:大部分霉菌具有一定的脂肪分解能力。

2.食品的水分

微生物生长需要水分,水分在某些极限以下时微生物则无法生长。乳粉含水量低于5%时,在密封状态下,不会引起微生物的生长发育。

微生物对水的需求中,影响最大的是水的可利用性,常用水分活度Aw表示

水分活性值(Aw)的概念:食品在密闭容器内的水蒸气压与在相同温度小纯水蒸汽压之比值,食品的Aw值范围为:0≦ Aw≦1

不同类群微生物生长的Aw值

微生物生长Aw值的可变性

3.食品中的氢离子浓度

每一种微生物生长繁殖都有一定的pH值范围:超过该范围,生长就会受到抑制,甚至导致死亡。大部分细菌的生长最适pH值为5.6~7.5。乳酸菌、霉菌酵母在微酸性条件下生长。大肠菌、蛋白分解菌在碱性环境中易生长,酸性条件下则受到抑制。

根据食品经代谢后产生的矿物质残渣或灰分呈酸性、碱性或中性反应可以将食品分为:

酸性食品与非酸性食品:pH值在4.5以上者为非酸性食品(动物性食品和大多数蔬菜); pH 值在4.5以下者为酸性食品(水果和少数蔬菜)

微生物生长与食品pH值的关系:非酸性食品适宜细菌生长;酸性食品中,酵菌、霉菌和少数耐酸细菌(如大肠菌群)可生长。

二、食品的外界环境条件

1.温度

根据微生物对温度的适应性可将其分为:

低温菌最适生长温度10~20 ℃

中温菌最适生长温度30~40 ℃

高温菌最适生长温度55~65 ℃

低温微生物引起食品腐败变质的特点:食品发生腐败变质、脂肪的分解

高温微生物引起食品腐败变质的特点:分解糖类而产酸

2.气体

微生物的生长繁殖与其所处环境中的含氧量密切相关:

有氧的情况:霉菌、酵母菌和细菌都可生长而引起食品的腐败变质

无氧的情况:厌氧细菌和酵母菌引起食品腐败变质

新鲜食品原料中微生物的分布规律:

内部只有一些厌氧微生物

表面上生长的则是需氧微生物

微生物引起食品腐败变质与其它气体的关系(CO2.O3等)

3.湿度

环境空气的温度对微生物的生长繁殖和食品的变质起着重要作用

食品处在潮湿的环境会吸潮而使其水分活度变大,微生物大量繁殖而引起食品的腐败变质 食品腐败变质的症状、判断

及引起变质的微生物类群

o罐藏食品的变质

o果蔬及其制品的腐败变质

三、乳及乳制品的腐败变质

(一)鲜乳的腐败变质

乳中微生物:牛乳中微生物的主要类群为细菌

鲜乳中的微生物来源:乳牛的乳房、挤乳过程所接触、环境及牛体本身的污染、贮运过程中的污染

鲜乳中微生物的变化途径:控制期、乳酸链球菌期、乳酸杆菌期、真菌期、胨化细菌期1.鲜乳中微生物的污染来源

牛乳中微生物的含量随牛自身、外界环境、挤乳过程、贮存运输等因素不同而变化较大。若处理不当,可能引起牛乳的风味、色泽、形态都发生变化。

(1)来自奶牛自身的污染

疾病:乳房炎是乳牛的一种常见多发病,引起乳房炎的病原微生物有无乳链球菌、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒状杆菌、埃希氏杆菌等。

患乳房炎的乳牛的乳液:病原菌、非酪蛋白氮增多、过氧化酶活性增强、细胞数增多, pH 值升高,乳糖及脂肪量减少。

乳房细菌:能适应乳房的环境而生存的一类细菌。

从乳牛的乳房挤出的鲜乳并不是无菌的。一般健康乳牛的乳房内,总是有一些细菌存在,但仅限于极少数几种细菌。

最好是把每个乳头开始的带有许多细菌的牛奶单独装在带有黑罩的容器,在黑色背景下,病牛的絮凝奶很容易被发现

牛体:牛体表面有时含有的细菌数高达107~108cfu/g

2.来自环境的污染

牛舍中的饲料、粪便、地面土壤、空气中尘埃等,都是牛乳污染的主要来源。

如:粪便内的细菌数有109~1011cfu/g

3.来自加工过程的污染

人员:

工作衣帽不够清洁

工作人员患有呼吸道或肠胃传染病的带菌者

设施:

挤乳用具、贮乳桶输乳管、过滤布在挤乳前没有进行清洗消毒

贮存和运输:

乳液挤出后,没有及时冷却、乳桶、过滤器和空气不清洁。

贮乳桶的乳没有装满,运输中乳液不断的振荡

4.牛乳中微生物种类及特点

(1)细菌分为三类:致病菌、腐败菌和益生菌

致病菌(病原菌):一般不改变乳与乳制品的性质,但可通过乳传播流行病,对人、畜的健康有害,甚至危及生命。如溶血性链球菌、沙门氏菌、结核杆菌等。不允许在食品中检出。产生毒素:

外毒素:细菌细胞内释放出的一种毒性蛋白,通常由革兰氏阳性菌产生。

内毒素:是由于细胞自溶或其他原因破坏细胞,而从细胞壁上释放的毒性脂多糖,一般由革兰氏阴性菌产生。

主要来源:

来自人体:伤寒沙门菌、副伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、白喉棒杆菌、猩红热链球菌

来自牛体:金黄色葡萄球菌、无乳链球菌

来自人畜:结核分枝杆菌、流产布鲁氏菌、炭疽杆菌

腐败菌:

是一大类有害微生物,主要分解乳中的糖、蛋白质、脂肪等营养物质而产酸、产碱、产色素、产毒等,从而导致乳品出现不正常酸凝固、色泽风味异常等现象,大大降低乳品的品质和卫生状况,甚至失去食用价值。

益生菌:

是对乳品生产有益的微生物。益生菌是通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物制剂,又称微生态调节剂、生态制品、活菌制剂。

作用:具有改善肠道菌群结构,抑制病原菌,生成营养物质,提高机体免疫力,消除致癌因子,降低胆固醇和血压,改善糖消化性等功能

(2)酵母菌

新鲜牛乳中的酵母菌:

毕氏酵母属、球拟酵母属、假丝酵母属等菌属

脆壁酵母与假丝酵母可使乳糖发酵而用以制造发酵乳制品。

使用酵母制造的乳制品往往带有酵母臭,有风味上的缺陷

(3)霉菌

霉菌常导致能直接观察到的不同程度的食品败坏和分解。

特征:腐烂点、斑点、黏液、棉花状菌丝、有色的产孢子的霉菌

影响作用:导致食品碳水化合物、脂肪和蛋白质的酶作用,引起发酵、脂肪水解和蛋白质分解等变化,并因此产生不良的风味和气味。

常见的霉菌:乳粉胞霉、乳酪粉胞霉变异念珠霉灰绿曲霉和黑曲霉等

(4)噬菌体

在酸乳和干酪制造过程中,噬菌体污染是后,会导致产酸速率严重下降,从而影响产品的得率和品质,造成巨大经济损失。

最具代表性的乳酸菌噬菌体,是目前发酵工业极为严重和普遍的问题。

乳酸噬菌体的特征:

头部直径 70nm 尾部长 150~160nm

宽 7nm 全长 220~230nm

特性:当其侵袭乳酸球菌60~80 minn后即产生溶酶,增殖50~150个新噬菌体后即放出。该噬菌体在500mg/L的次氯酸钠溶液中或于62~68 ℃下加热30 minn后即死亡,在pH值3或11时仍具有活性。

3.鲜乳的酸败过程

新鲜牛乳在杀菌前都有一定数量的、不同种类的微生物存在,其会因微生物的活动而逐渐变质。室温下微生物的生长过程可分为以下几个阶段:

特性:乳液含菌数不会增加,若温度升高,则抗菌性物质的杀菌或抑菌作用增强,但持续时间会缩短。

乳酸链球菌:乳中抗菌物质减少或消失后,首先看到乳酸链球菌的成为优势类群,使乳液酸度不断升高,出现乳凝块。当酸度达到一定时,乳酸链球菌的生长也被抑制,不再继续繁殖,数量开始下降。

代表菌:乳酸球菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白质分解菌

鲜乳变质时的微生物变化:

抑菌期:鲜乳中含有来源于动物体的抗体物质等抗菌因素,在微生物数量较少的情况下,这种抑菌作用可维持36小时左右(13~14℃),此期为抑菌期。

特性:乳液含菌数不会增加,若温度升高,则抗菌性物质的杀菌或抑菌作用增强,但持续时间会缩短。

乳酸链球菌:乳中抗菌物质减少或消失后,首先看到乳酸链球菌的成为优势类群,使乳液酸度不断升高,出现乳凝块。当酸度达到一定时,乳酸链球菌的生长也被抑制,不再继续繁殖,数量开始下降。

代表菌:乳酸球菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白质分解菌

乳酸杆菌期:当pH下降到6左右时,乳酸杆菌开始生长,当pH下降到4.5以下时,乳链球菌受到抑制,乳酸杆菌成为优势继续产酸,此时大量的乳凝块、乳清出现。

真菌期:当酸度继续下降至3~3.5时绝大多数细菌被抑制,甚至死亡,耐酸的酵母菌和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长,由于酸的被利用,乳液的pH逐渐降低,接近中性。

胨化细菌期:经过以上变化,乳中乳糖含量被大量消耗,蛋白质和脂肪含量相对增高,分解蛋白质和脂肪的细菌大量生长,乳凝块逐渐消失,乳的pH值不断上升,向碱性转化,并有腐败臭味产生。

概念:使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象,称为蛋白质的胨化。

菌属:芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属

4.牛乳在冷藏中微生物的变化

鲜乳不经消毒即冷藏保存时:低温类的微生物增殖

冷藏乳的变质形式:乳液中脂肪的分解、蛋白分解

常见低温微生物:假单胞菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、克雷伯氏杆菌属和小球菌属。

(二)乳制品的腐败变质

1.液体乳的酸败变质

种类:

消毒乳(杀菌鲜乳):是指新鲜乳经过杀菌、均质等处理后以液体状态进行包装,直接供应消费者饮用的商品乳。

灭菌乳:指鲜乳经超高温瞬间加热后,达到无菌效果,再经无菌灌装室的无菌灌袋包装或先灌装封口再加热加压灭菌。

液体乳酸败变质的微生物来源:

原料乳中含有较多微生物;

包装时卫生条件差没有做到“无菌”包装;

包装后密封不严,液体乳在存放期间污染了微生物而导致其酸败变质。

鲜乳的净化、消毒和灭菌

鲜乳的净化:净化的目的是除去鲜乳中污染的非溶解性的杂质、牛毛、乳凝块,以减少微生物污染的数量。净化的方法有(3~4层纱布)过滤法和离心法。

鲜乳的消毒:消毒的时间和温度以消灭结核分支杆菌为指标,常用的方法有:低温长时间消毒法(61~65℃,30分)、高温短时间消毒法(70~75℃,15~16秒)、高温瞬时消毒法(80~90℃)。消毒乳的变质:鲜乳消毒后,残留有耐热的芽孢细菌等微生物,在室温存放时间较长时(24~48小时),仍可发生变质,即首先出现乳液变稠,继而出现乳凝块,再后往往析出大量乳清。

消毒乳凝固有两种原因,即微生物的凝乳酶造成的甜凝固,微生物代谢产酸而造成的酸凝固。鲜乳的灭菌:75~85℃预热4~6分钟,通过130~150℃高温2秒,以彻底杀灭微生物

鲜乳变质类型与相关微生物

2.乳粉的变质

乳粉:是原料乳经杀菌、浓缩、干燥而制得的粉末状制品。

特点:在保持乳原有品质及营养价值的基础上,成品的体积小,重量轻,贮藏期长,食用方便,便于运输和携带。

微生物的来源:

原料乳了阶段,微生物污染;

包装过程中污染:包装车间的环境、容器、包装材料等

o肉及肉制品的腐败变质

o禽蛋的腐败变质

第五节食品保藏中的防腐与杀菌措施

?食品的低温抑菌保藏

?食品加热灭菌保藏

?食品的高渗透压保藏

?食品的防腐保藏

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