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1、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
2、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
3、、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。食品的营养组成与微生物分解作用的关系 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
4、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。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
5、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
6、、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
7、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
8、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
9、、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
10、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。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。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
11、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=
12、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 值在以下，则认为微生物不能生长。一般认为食品 Aw 值在以下，是食品安全贮藏的防霉含水量。由表中可以看出，当 Aw 值低于时，绝大多数细菌已经不能生长；当 Aw 值低于值时，大多数酵母菌不能生长；而当 Aw 低于时，大多数霉菌不能生长。除极少数
13、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 嗜盐性细菌 大多数酵母菌 耐高渗酵母 大多数霉菌 干性霉菌 一般来说，细菌生长繁殖所需要的最适 Aw 值为 以上，酵母菌为霉菌为。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，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
14、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。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 45 以上者，属于非酸性食品；pH 值在以下者为酸性食品。例如动物食品的 pH 值一般在 57 之间，蔬菜 pH 值在 56 之间，它们一般为非酸性食品；水果的 pH 值在 25 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
15、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 45 左右，pH 值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。微生物的生长繁殖对食品 pH 值得影响：微生物在食品上生长繁殖，同时产生各种代谢产物，这必然会引起食品中 pH 值发生变化。这种变化因微生物的种类及食品的营养组成不同而异，微生物对其分解产生酸类物质使得
16、pH 值下降；另一种情况是食品中含有较多的蛋白质或由于碳水化合物被分解而使蛋白质含量相对增加时，微生物对蛋白质进行分解产生氨及胺类等碱性物质，使 pH 值上升。由于 pH 值的改变，可能使原来的微生物类群不适应，而由另外一些新的微生物开始作用。食品的渗透压 渗透压与微生物的生命活动有一定的关系。如将微生物置于低渗溶液中，菌体吸收水分发生膨胀，甚至破裂；若置于高渗溶液中，菌体则发生脱水，甚至死亡。一般来讲，微生物在低渗透压的食品中有一定的抵抗力，较易生长，而在高渗食品中，由于其渗透压大于微生物细胞内的渗透压，细胞内的水分渗透到细胞外，造成质壁分离现象，而使微生物的生理活动受阻，甚至导致死亡。当然
17、不同微生物种类对渗透压的耐受能力大不相同。绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，只有少数种能在高渗环境中生长，如盐杆菌属（Halobacterium)中的一些种，在 2030%的食盐浓度的食品中能够生活；肠膜明串珠菌能耐高浓度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受较高的渗透压，如异常汉逊氏酵母（Hansenula anomala)、鲁氏糖酵母（Saccharomyces rouxii)、膜毕赤氏酵母（Pichia membranafaciens）等能耐受高糖，常引起糖浆、果酱、果汁等高糖食品的变质。霉菌中比较突出的代表是灰绿曲霉（Aspergillus glaucus)、青霉属、芽枝霉属等。食盐和糖
18、是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加人不同量的糖或盐，可以形成不同的渗透压。所加的糖或盐越多，则浓度越高，渗透压越大，食品的 Aw 值就越小。通常为了防止食品腐败变质，常用盐腌和糖渍方法来较长时间地保存食品。食品的存在状态 完好无损的食品，一般不易发生腐败，如没有破碎和伤口的马铃薯、苹果等，可以放置较长时间。如果食品组织溃破或细胞膜碎裂，则易受到微生物的污染而发生腐败变质。食品的环境条件与微生物分解作用的关系 在某种意义上讲，引起食品变质，环境因素也是非常重要的。食品中污染的微生物能否生长，还要看环境条件，例如，天热饭菜容易变坏，潮湿粮食容易发霉。影响食品变质的环境因素和影响微生物生长繁殖的
19、环境因素一样，也是多方面的。有些内容已在前面有关章节中加以讨论，故不再重复。在这里，仅就影响食品变质的最重要的几个因素，例如温度、湿度和气体等进行讨论。温度 前面章节已经讨论了温度变化对微生物生长的影响。根据微生物对温度的适应性，可将微生物分为三个生理类群，即嗜冷、嗜温、嗜热三大类微生物。每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围，但这三群微生物又都可以在 2030之间生长繁殖，当食品处于这种温度的环境中，各种微生物都可生长繁殖而引起食品的变质。（1）引起食品变质的低温微生物：低温对微生物生长极为不利，但由于微生物具有一定的适应性，在 5左右或更低的温度（甚至-20以下）下仍有少数微生物能生长繁殖
20、，使食品发生腐败变质，我们称这类微生物为低温微生物。低温微生物是引起冷藏、冷冻食品变质的主要微生物。食品在低温下生长的微生物主要有：假单孢杆菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属等革兰氏阴性无芽孢杆菌；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革兰氏阳性细菌；假丝酵母属、隐球酵母属、圆酵母属、丝孢酵母属等酵母菌；青霉属、芽枝霉属、葡萄孢属和毛霉属等霉菌。食品中不同微生物生长的最低温度见表 9-3 食品中微生物生长的最低温度 食 品 微 生 物 生长最低温度（）食 品 微 生 物 生长最低温度（）猪 肉 细菌 -4 乳 细菌 0-1 牛 肉 霉菌、酵母菌、细菌 -1 冰淇凌 细菌 -3-1
21、0 羊 肉 霉菌、酵母菌、细菌 -1-5 大 豆 霉菌 火 腿 细菌 12 豌 豆 霉菌、酵母菌 -4 腊 肠 细菌 5 苹 果 霉菌 0 熏肋肉 细菌 -5-10 葡萄汁 酵母菌 0 鱼贝类 细菌 -4-7 浓桔汁 酵母菌 -10 草 莓 霉菌、酵母菌、细菌 低温微生物引起食品变质的特点：食品冷藏的温度即使是对低温微生物来说，也不是其生长的最适温度。这些微生物虽然能在低温条件下生长，食品中的游离水结冰而降低了Aw 值，其新陈代谢活动极为缓慢，生长繁殖的速度也非常迟缓，因而它们引起冷藏食品变质的速度也较慢。有些微生物在很低温度下能够生长，其机理还不完全清楚。但至少可以认为它们体内的酶在低温下仍
22、能起作用。另外也观察到嗜泠微生物的细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，推测可能是由于它们的细胞质膜在低温下仍保持半流动状态，能进行活跃的物质传递。而其它生物则由于细胞膜中饱和脂肪酸含量高，在低温下成为固体而不能履行其正常功能。（2）引起食品变质的高温微生物：高温，特别在 45以上，对微生物生长来讲，是十分不利的。在高温条件下，微生物体内的酶、蛋白质、脂质体很容易发生变性失活，细胞膜也易受到破坏，这样会加速细胞的死亡。温度愈高，死亡率也愈高。然而，在高温条件下，仍然有少数微生物能够生长。通常把凡能在 45以上温度条件下进行代谢活动的微生物，称为高温微生物或嗜热微生物（theophiles）。嗜热微生物
23、之所以能在高温环境中生长，是因为它们具有与其它微生物所不同的特性，如它们的酶和蛋白质对热稳定性比中温菌强得多；它们的细胞膜上富含饱和脂肪酸。由于饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键，从而使膜能在高温下保持稳定；它们生长曲线独特，和其它微生物相比，延滞期、对数期都非常短，进入稳定期后，迅速死亡。在食品中生长的嗜热微生物，主要是嗜热细菌，如芽孢杆菌属中的嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillus stearothermophilus）、凝结芽孢杆菌（B.coagulans）；梭状芽孢杆菌属中的肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、热解糖梭状芽孢杆菌（）、致黑梭状芽孢杆菌（）；乳杆
24、菌属和链球菌属中的嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）、嗜热乳杆菌等。霉菌中纯黄丝衣霉（Byssochlamys fulva）耐热能力也很强。高温微生物引起食品变质的特点：在高温条件下，嗜热微生物的新陈代谢活动加快，所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度也比其它微生物快，因而使食品发生变质的时间缩短。由于它们在食品中经过旺盛的生长繁殖后，很容易死亡，所以在实际中，若不及时进行分离培养，就会失去检出的机会。高温微生物造成的食品变质主要是酸败，分解糖类产酸产气而引起。气体 微生物与 O2有着十分密切的关系。一般来讲，在有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长、代谢速度
25、快，食品变质速度也快；缺乏 O2条件下，由厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。O2存在与否决定着兼性厌氧微生物是否生长和生长速度的快慢。例如当 Aw值是 O86 时，无氧存在情况下金黄色葡萄球菌不能生长或生长极其缓慢；而在有氧情况下则能良好生长。新鲜食品原料中，由于组织内一般存在着还原性物质（如动物原料组织内的巯基），因而具有抗氧化能力。在食品原料内部生长的微生物绝大部分应该是厌氧性微生物；而在原料表面生长的则是需氧微生物。食品经过加工，物质结构改变，需氧微生物能进入组织内部，食品更易发生变质。另外，O3和 CO2等气体的存在，对微生物的生长也有一定的影响。实际中可通过控制它们的浓度来防止食品
26、变质。食品贮藏于高浓度的 CO2环境中，可防止因霉菌和好氧性细菌引起的变质。O3具有较强的杀菌作用，若在食品贮藏的空间内使 O3的浓度达到几千个 ppm，就可有效地延长某些食品的保存期。2微生物引起食品腐败的鉴定 食品受到微生物的污染后，容易发生变质。那么如何鉴别食品的腐败变质一般是从感官、物理、化学和微生物四个方面来进行食品腐败变质的鉴定。感官鉴定 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。食品初期腐败时会产生腐败臭味，发生颜色的变化（褪色、变色、着色、失去光泽等），出现组织变软、变粘等现象。这些都可以通过感官分辨出来，一般还是很灵敏的。色泽 食品无
27、论在加工前或加工后，本身均呈现一定的色泽，如有微生物繁殖引起食品变质时，色泽就会发生改变。有些微生物产生色素，分泌至细胞外，色素不断累积就会造成食品原有色泽的改变，如食品腐败变质时常出现黄色、紫色、褐色、橙色、红色和黑色的片状斑点或全部变色。另外由于微生物代谢产物的作用促使食品发生化学变化时也可引起食品色泽的变化。例如肉及肉制品的绿变就是由于硫化氢与血红蛋白结合形成硫化氢血红蛋白所引起的。腊肠由于乳酸菌增殖过程中产生了过氧化氢促使肉色素褪色或绿变。气味 食品本身有一定的气味，动、植物原料及其制品因微生物的繁殖而产生极轻微的变质时，人们的嗅觉就能敏感地觉查到有不正常的气味产生。如氨、三甲胺、乙酸
28、、硫化氢、乙硫醇、粪臭素等具有腐败臭味，这些物质在空气中浓度为 10-810-11 mol/m3 时，人们的嗅觉就可以查觉到。此外，食品变质时，其它胺类物质、甲酸、乙酸、酮、醛、醇类、酚类、靛基质化合物等也可查觉到。食品中产生的腐败臭味，常是多种臭味混合而成的。有时也能分辨出比较突出的不良气味，例如：霉味臭、醋酸臭、胺臭、粪臭、硫化氢臭、酯臭等。但有时产生的有机酸，水果变坏产生的芳香味，人的嗅觉习惯不认为是臭味。因此评定食品质量不是以香、臭味来划分，而是应该按照正常气味与异常气味来评定。口味 微生物造成食品腐败变质时也常引起食品口味的变化。而口味改变中比较容易分辨的是酸味和苦味。一般碳水化合物
29、含量多的低酸食品，变质初期产生酸是其主要的特征。但对于原来酸味就高的食品，如蕃茄制品来讲，微生物造成酸败时，酸味稍有增高，辨别起来就不那么容易。另外，某些假单孢菌污染消毒乳后可产生苦味；蛋白质被大肠杆菌、小球菌等微生物作用也会产生苦味。当然，口味的评定从卫生角度看是不符合卫生要求的，而且不同人评定的结果往往意见分歧较多，只能作大概的比较，为此口味的评定应借助仪器来测试，这是食品科学需要解决的一项重要课题。组织状态 固体食品变质时，动、植物性组织因微生物酶的作用，可使组织细胞破坏，造成细胞内容物外溢，这样食品的性状即出现变形、软化；鱼肉类食品则呈现肌肉松弛、弹性差，有时组织体表出现发粘等现象；微
30、生物引起粉碎后加工制成的食品，如糕鱼、乳粉、果酱等变质后常引起粘稠、结块等表面变形、湿润或发粘现象。液态食品变质后即会出现浑浊、沉淀，表面出现浮膜、变稠等现象，鲜乳因微生物作用引起变质可出现凝块、乳清析出、变稠等现象，有时还会产气。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。挥发性盐基总氮
31、（total volatile basic nitrogen,TVBN）挥发性盐基总氮系指肉、鱼类样品浸液在弱碱性下能与水蒸汽一起蒸馏出来的总氮量，主要是氨和胺类（三甲胺和二甲胺）,常用蒸馏法或 Conway 微量扩散法定量。该指标现已列入我国食品卫生标准。例如一般在低温有氧条件下，鱼类挥发性盐基氮的量达到 30mg100g时，即认为是变质的标志。三甲胺 因为在挥发性盐基总氮构成的胺类中，主要的是三甲胺，是季胺类含氮物经微生物还原产生的。可用气相色谱法进行定量，或者三甲胺制成碘的复盐，用二氯乙烯抽取测定。新鲜鱼虾等水产品、肉中没有三甲胺，初期腐败时，其量可达 4mg6mg/100g。组胺 鱼贝
32、类可通过细菌分泌的组氨酸脱羧酶使组氨酸脱羧生成组胺而发生腐败变质。当鱼肉中的组胺达到 410mg/100g，就会发生变态反应样的食物中毒。通常用圆形滤纸色谱法（卢塔宫木法）进行定量。K 值（Kvalue）值是指 ATP 分解的肌苷（HxR）和次黄嘌呤（Hx）低级产物占 ATP 系列分解产物 ATPADPAMPIMPHxPHx 的百分比，值主要适用于鉴定鱼类早期腐败。若 K20，说明鱼体绝对新鲜；K40时，鱼体开始有腐败迹象。P的变化 食品中 pH 值的变化，一方面可由微生物的作用或食品原料本身酶的消化作用，使食品中 pH 值下降；另一方面也可以由微生物的作用所产生的氨而促使 pH 值上升。一般
33、腐败开始时食品的 pH 略微降低，随后上升，因此多呈现 V 字形变动。例如牲畜和一些青皮红肉的鱼在死亡之后，肌肉中因碳水化合物产生消化作用，造成乳酸和磷酸在肌肉中积累，以致引起pH 值下降；其后因腐败微生物繁殖，肌肉被分解，造成氨积累，促使 pH 值上升。我们借助于 pH 计测定则可评价食品变质的程度。但由于食品的种类、加工法不同以及污染的微生物种类不同，pH 的变动有很大差别，所以一般不用 pH 作为初期腐败的指标。物理指标 食品的物理指标，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
34、映腐败变质的程度。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。3微生物引起食品腐败与其类型的相关性 食品从原料到加工产品，随时都有被微生物污染的可能。这些污染的微生物在适宜条件下即可生长繁殖，分解食品中的营养成分，使食品失去原有的营养价值，成为不符合卫生要求的食品。当然由于食品的类型不同，引起其发生腐败变质的微生物也有所不同。下面就微生物引起各类主要食品
35、的腐败变质作一介绍。微生物与乳及乳制品的腐败变质 各种不同的乳，如牛乳、羊乳、马乳等，其成分虽各有差异，但都含有丰富的营养成分，容易消化吸收,是微生物生长繁殖的良好培养基。乳一旦被微生物污染，在适宜条件下，就会迅速繁殖引起腐败变质而失去食用价值，甚至可能引起食物中毒或其它传染病的传播。(1)乳中微生物的来源及主要类群:乳房内的微生物 牛乳在乳房内不是无菌状态，即使遵守严格无菌操作挤出乳汁，在 1ml 中也有数百个细菌。乳房中的正常菌群，主要是小球菌属和链球菌属。由于这些细菌能适应乳房的环境而生存，称为乳房细菌。乳畜感染后，体内的致病微生物可通过乳房进入乳汁而引起人类的传染。常见的引起人畜共患疾
36、病的致病微生物主要有：结核分枝杆菌、布氏杆菌、炭疽杆菌、葡萄球菌、溶血性链球菌、沙门氏菌等。环境中的微生物 包括挤奶过程中细菌的污染和挤后食用前的一切环节中受到的细菌的污染。污染的微生物的种类、数量直接受牛体表面卫生状况、牛舍的空气、挤奶用具、容器，挤奶工人的个人卫生情况的影响。另外，挤出的奶在处理过程中，如不及时加工或冷藏不仅会增加新的污染机会，而且会使原来存在于鲜乳内的微生物数量增多，这样很容易导致鲜乳变质。所以挤奶后要尽快进行过滤、冷却。(2)鲜乳变质的类型及引起变质的微生物:新鲜的乳液中含有溶菌酶等抗菌物质,在微生物污染较少的情况下,鲜乳可维持 36 小时不变质,但对于污染较重的鲜乳,
37、抗菌作用仅能维持十多个小时。所以，鲜乳若不经消毒或冷藏处理，污染的微生物将很快生长繁殖，造成腐烂变质。通过对变质乳的微生物分析表明，在通常的保存条件下，乳类变质的优势菌群包括乳球杆菌 属，微杆菌属，假单胞菌属，黄色杆菌属和芽胞杆菌属。鲜乳变质类型和保存的温度及是否经过巴氏消毒有关。变酸：鲜乳的抗菌物质消失后，乳中的微生物迅速生长繁殖。在刚开始繁殖的微生物中，乳球菌占优势，其次还有乳酸杆菌、粪链球菌、大肠杆菌等。这些细菌分解乳中的乳糖产酸，使乳的 pH 值明显下降。当 pH 降至 以下时，乳中逐渐出现凝块，并有乳清析出。产生气体：气体主要由进行酸发酵的细菌及少数酵母菌产生的。主要的产酸产气发酵菌
38、类是大肠杆菌，其次还有梭状芽孢杆菌属的一些种，另外还有芽孢杆菌属、异型发酵的乳酸菌属、丙酸细菌及酵母菌。这些细菌分解乳中的糖产酸丙产气（主要为二氧化碳及氢气）。蛋白质水解（胨化作用）：所谓胨化作用是指在细菌的作用下，使不溶解状态的蛋白质转变为可溶状态的简单蛋白的过程。能进行胨化作用的细菌称谓胨化细菌。鲜乳经酸化和产气性变质，乳液中产生蛋白质凝块。胨化细菌能产生蛋白水解酶，可将凝固的蛋白质消化成可溶状态。乳中常见的胨化细菌有粪链球菌的液化变种，这是一种能进行乳酸发酵的细菌，同时也有很强的蛋白分解能力。这种细菌耐热性强，常引起巴氏消毒乳的蛋白质酸性水解。蜡状芽孢杆菌是另一种引起乳类胨化的细菌，可耐
39、受巴氏消毒和更高温度的热处理，该菌也能引起蛋白质的酸性水解。另外，乳中常见的胨化细菌还有微球、假单胞菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属等。这些细菌能在低温条件下使蛋白质水解，使冷藏乳变质并产生苦味。苦味的形成与蛋白质被分解产生的肽类有关。粘乳：乳品发粘现象可在市售乳及奶油中出现。由微生物引起的乳品发粘现象主要是因为具有荚膜的细菌在乳中生长繁殖造成的。这类荚膜物质的主要成分为粘性多糖或粘蛋白。产碱杆菌属、肠杆菌属、乳酸菌类是使乳品发生粘性变质的主要菌群，它们可来此饲料、水、器具及粪便等。搞好饲养卫生对防止乳品发粘是十分重要的。变色：正常的乳呈乳白色或微淡黄色。受微生物污染而变质后，可使乳呈现不同的颜色
40、。蓝乳是由类蓝假单胞菌在乳中生长繁殖产生色素造成的。黄乳是由类黄假单胞菌在乳中生长繁殖将乳中的脂肪和蛋白质分解，同时产生黄色色素而使乳呈黄色。红乳的现象很少见，粘质沙雷氏菌、粘红酵母等在乳中生长繁殖可使乳产生粉红色。产碱：有些细菌分解乳中的尿素产胺，或分解乳中的有机酸产生碳酸盐，使乳液碱化。这些细菌有粪产碱杆菌、荧光假单胞菌、尿素微球菌等。（3）乳液的变质过程 鲜乳及消毒乳都残留一定数量的微生物，特别是污染严重的鲜乳，消毒后残存的微生物还很多，常引起乳的酸败，这是乳发生变质的重要原因。乳中含有溶菌酶等抑菌物质，使乳汁本身具有抗菌特性。但这种特性延续时间的长短，随乳汁温度高低和细菌的污染程度而不
41、同。通常新挤出的乳，迅速冷却到 0可保持 48 小时，5可保持 36 小时，10可保持 24 小时，25可保持 6 小时，30仅可保持 2 小时。在这段时间内，乳内细菌是受到抑制的。当乳的自身杀菌作用消失后，乳静置于室温下，可观察到乳所特有的菌群交替现象。这种有规律的交替现象分为以下几个阶段。抑制期（混合菌群期）在新鲜的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物质，对乳中存在的微生物具有杀灭或抑制作用。在杀菌作用终止后，乳中各种细菌均发育繁殖，由于营养物质丰富，暂时不发生互联或拮抗现象。这个时期约持续 12 小时左右。乳链球菌期 鲜乳中的抗菌物质减少或消失后，存在于乳中的微生物，如乳链球菌、乳酸杆菌、大肠
42、杆菌和一些蛋白质分解菌等迅速繁殖，其中以乳酸链球菌生长繁殖居优势，分解乳糖产生乳酸，使乳中的酸性物质不断增高。由于酸度的增高，抑制了腐败菌、产碱菌的生长。以后随着产酸增多乳链球菌本身的生长也受到抑制，数量开始减少。乳杆菌期 当乳链球菌在乳液中繁殖，乳液的 pH 值下降至以下时，由于乳酸杆菌耐酸力较强，尚能继续繁殖并产酸。在此时期，乳中可出现大量乳凝块，并有大量乳清析出，这个时期约有2 天。真菌期 当酸度继续升高至 pH 值时，绝大多数的细菌生长受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌尚能适应高酸环境，并利用乳酸作为营养来源而开始大量生长繁殖。由于酸被利用，乳液的pH 值回升，逐渐接近中性。腐败期（胨化期
43、）经过以上几个阶段，乳中的乳糖已基本上消耗掉，而蛋白质和脂肪含量相对较高，因此，此时能分解蛋白质和脂肪的细菌开始活跃，凝乳块逐渐被消化，乳的 pH 值不断上升，向碱性转化，同时并伴随有芽孢杆菌属、假单孢杆菌属、变形杆菌属等腐败细菌的生长繁殖，于是牛奶出现腐败臭味。在菌群交替现象结束时，乳亦产生各种异色、苦味、恶臭味及有毒物质，外观上呈现粘滞的液体或清水。乳液的消毒和灭菌 鲜乳消毒和灭菌是为了杀灭致病菌和部分腐败菌，消毒的效果与鲜乳被污染的程度有关。牛乳消毒的温度和时间的确定是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，首先是必须消灭全部病原菌。鲜乳的消毒灭菌方法有多种，以巴氏
44、消毒法最为常见。巴氏消毒的操作方法有多种，其设备、温度和时间各不相同，但都能达到消毒目的，目前鲜乳的消毒灭菌方法主要有以下几种：低温长时消毒法：6065、加热保温 30 分钟，目前市场上见到的玻璃瓶装、罐装的消毒奶、啤酒、酸渍食品、盐渍食品采用的就是这种常压喷淋杀菌法。但此法由于消毒时间长，杀菌效果不太理想，目前许多乳品厂已不在使用。高温短时消毒法：将牛乳置于 7275加热 46 分钟，或 8085加热 1015 秒。可杀灭原有菌数%。用此法对牛乳消毒时，有利于牛奶的连续消毒，但如果原料污染严重时，难以保证消毒的效果。高温瞬时消毒法：目前许多大城市已采用高温瞬时消毒法。即控制条件为 8595，
45、23 秒加热杀菌，其消毒效果比前两者好，但对牛乳的质量有影响，如容易出现乳清蛋白凝固、褐变和加热臭等现象。超高温瞬时灭菌法：许多科学家作了大量的试验，发现在保证相同杀菌效果的前提下，提高温度比延长杀菌时间对营养成分的损失要小些，因而目前比较盛行的乳灭菌方法是超高温瞬时灭菌法。即牛乳先经 7585预热 46 分钟，接着通过 136150的高温23 秒。预热过程中，可使大部分的细菌杀死，其后的超高温瞬时加热，主要是杀死耐热的芽孢细菌。该方法生产的液态奶可保存很长的时间。微生物与肉类的腐败变质 肉类食品包括畜禽的肌肉及其制品、内脏等，由于其营养丰富，有利于微生物生长繁殖；家畜、家禽的某些传染病和寄生
46、虫病也可通过肉类食品传播给人，因此保证肉类食品的卫生质量是食品卫生工作的重点。肉类中的微生物 参与肉类腐败过程的微生物是多种多样的，一般常见的有：腐生微生物和病原微生物。腐生微生物包括有细菌、酵母菌和霉菌，它们污染肉品，使肉品发生腐败变质。细菌主要是需氧的革兰氏阳性菌，如蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌等；需氧的革兰氏阴性菌有假单胞杆菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属、埃希氏杆菌属、变形杆菌属等；此外还有腐败梭菌、溶组织梭菌和产气荚膜梭菌等厌氧梭状芽孢杆菌。酵母菌和霉菌主要包括有假丝酵母菌属、丝孢酵母属、交链孢酶属、曲霉属、芽枝霉属、毛霉属、根霉属和青霉属。病原微生物造成食品中毒
47、。病畜、禽肉类可能带有各种病原菌，如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌、炭疽杆菌和布氏杆菌等。它们对肉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。肉类变质现象和原因 肉类腐败变质时，往往在肉的表面产生明显的感官变化，常见的有：发粘 微生物在肉表面大量繁殖后，使肉体表面有粘状物质产生，这是微生物繁殖后所形成的菌落，以及微生物分解蛋白质的产物。这主要是由革兰氏阴性细菌、乳酸菌和酵母菌所产生。当肉的表面有发粘、拉丝现象时，其表面含菌数一般为 107cfu/平方厘米。变色 肉类腐败变质，常在肉的表面出现各种颜色变化。最常见的是绿色，这是由于蛋白质分解产生的硫化氢与肉质中的血红蛋
48、白结合后形成的硫化氢血红蛋白（H2S-Hb）造成的，这种化合物积蓄在肌肉和脂肪表面，即显示暗绿色。另外，粘质赛氏杆菌在肉表面所产生红色斑点，深兰色假单胞杆菌能产生兰色，黄杆菌能产生黄色。有些酵母菌能产生白色、粉红色、灰色等斑点。霉斑 肉体表面有霉菌生长时，往往形成霉斑。特别是一些干腌制肉制品，更为多见。如美丽枝霉和刺枝霉在肉表面产生羽毛状菌丝；白色侧孢霉和白地霉产生白色霉斑；草酸青霉产生绿色霉斑；蜡叶芽枝霉在冷冻肉上产生黑色斑点。气味 肉体腐烂变质，除上述肉眼观察到的变化外，通常还伴随一些不正常或难闻的气味，如微生物分解蛋白质产生恶臭味；乳酸菌和酵母菌的作用下产生挥发性有机酸的酸味；霉菌生长繁
49、殖产生的霉味等。鲜肉变质过程 健康动物的血液、肌肉和内部组织器官一般是没有微生物存在的，但由于屠宰、运输、保藏和加工过程中的污染，致使肉体表面污染了一定数量的微生物。这时，肉体若能及时通风干燥，使肉体表面的肌膜和浆液凝固形成一层薄膜时，可固定和阻止微生物浸入内部，从而延缓肉的变质。通常鲜肉保藏在 0左右的低温环境中，可存放 10 天左右而不变质。当保藏温度上升时，表面的微生物就能迅速繁殖，其中以细菌的繁殖速度最为显著，它沿着结缔组织、血管周围或骨与肌肉的间隙蔓延到组织的深部，最后使整个肉变质。宰后畜禽的肉体由于有酶的存在，使肉组织产生自溶作用，结果使蛋白质分解产生蛋白胨和氨基酸，这样更有利于微
50、生物的生长。随着保藏条件的变化与变质过程的发展，细菌由肉的表面逐渐向深部浸入，与此同时，细菌的种类也发生变化，呈现菌群交替现象。这种菌群交替现象一般分为三个时期，即需氧期、兼性厌氧繁殖期和厌氧菌繁殖期。需氧菌繁殖期：细菌分解前 34 天，细菌主要在表层蔓延，最初见到各种球菌，继而出现大肠杆菌、变形杆菌、枯草杆菌等。兼性厌氧菌期：腐败分解 34 天后，细菌已在肉的中层出现，能见到产气荚膜杆菌等。厌氧菌期：约在腐败分解的 78 天以后，深层肉中已有细菌生长，主要是腐败杆菌。值得注意的是这种菌群交替现象与肉的保藏温度有关，当肉的保藏温度较高时，杆菌的繁殖速度较球菌快。第二讲（1 学时）教学目的及要求