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）

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