微生物的生命活动与环境条件.pptx

第七章第七章 微生物的生命活动与环境条件微生物的生命活动与环境条件 几个基本概念灭菌 消毒 防腐 无菌 食品的物理消毒与灭菌热力灭菌 （1 1）湿热灭菌）湿热灭菌 （2 2）干热灭菌）干热灭菌辅照杀菌超高压杀菌脉冲电场杀菌1 1、干热法：、干热法：1）焚烧：适用于无经济价值的2）干烤：利用热空气灭菌 用法：160,2小时 适用于玻璃器皿及耐热的器皿特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死。所以温度高、时间长。2 2、湿热法：利用饱和热蒸汽灭菌、湿热法：利用饱和热蒸汽灭菌特点：温度低、时间短、灭菌效果好原因：1)菌体内含水量越高，则凝固温度越低；2)蒸汽冷凝会放出潜热；3)饱和水蒸汽穿透力强；4)湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定 性，主要破坏氢键结构。方法：煮沸法巴斯德消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌1）煮沸消毒法方法方法：水煮：水煮10010030min30min适用适用：注射器、解剖用具等。：注射器、解剖用具等。可杀死所有营养体和部分芽孢可杀死所有营养体和部分芽孢。2)巴斯德消毒法：方法：65 or 7115min 适用：牛奶、饮料等。不破坏营养物质，并杀死病原菌。3）间歇蒸汽灭菌法：方法：方法：37 37 培养培养 37 37 培养培养 100-30min 100-30min 100-30min100-30min 100-30min 100-30min 用水蒸汽把培养基加热到用水蒸汽把培养基加热到100100，分几次蒸煮以达到，分几次蒸煮以达到 彻底灭菌又保护营养成分的目的。彻底灭菌又保护营养成分的目的。适用：适用：营养含量高、不适于用高压蒸汽灭菌营养含量高、不适于用高压蒸汽灭菌 的特殊培养基、药品的灭菌。的特殊培养基、药品的灭菌。此法麻烦、周期长此法麻烦、周期长4）高压蒸汽灭菌法：利用利用水的沸点随水蒸气压力的水的沸点随水蒸气压力的增加而上升增加而上升，以达到高温灭菌，以达到高温灭菌目的的方法。目的的方法。方法：方法：一般一般121121（1kg/cm1kg/cm2 2或或1515磅磅/英寸英寸2 2）-20min-20min。适用：适用：耐高温物品。耐高温物品。注意事项：注意事项：排净冷空气；排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。灭菌结束，趁热取出物品。高压蒸汽灭菌对培养基的影响:会产生混浊或形成不溶性沉淀会产生混浊或形成不溶性沉淀改变某些营养成分：改变某些营养成分：1)1)低低pHpH下，糖类、琼脂发生水解；下，糖类、琼脂发生水解；2 2）POPO4 4-3-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用；存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用；3 3）色深：还原糖羧基与蛋白质、氨基酸等在高温下）色深：还原糖羧基与蛋白质、氨基酸等在高温下 发生发生maillardmaillard反应，使糖、蛋白质等失去营养。反应，使糖、蛋白质等失去营养。形成有害物质，抑制微生物生长；形成有害物质，抑制微生物生长；pHpH下降（通常下降下降（通常下降0.20.2）；）；改变培养基的体积与浓度。改变培养基的体积与浓度。食品的物理消毒与灭菌热力灭菌 （1 1）湿热灭菌）湿热灭菌 （2 2）干热灭菌）干热灭菌辅照杀菌超高压杀菌脉冲电场杀菌（一）电离辐射：、射线。原原理理 ：引引起起水水和和其其他他物物质质的的电电离离，产产生生游游离离基基，破破坏坏 DNADNA，从而造成细胞损伤。，从而造成细胞损伤。特特点点；穿穿透透力力强强，无无专专一一性性，对对所所有有生生物物均均有有杀杀伤伤作作用；制造昂贵；难以控制。用；制造昂贵；难以控制。（二）非电离辐射：（）方法：方法：在波长在波长265-266nm265-266nm处，杀菌力最强。处，杀菌力最强。原理：原理：1 1）作用于作用于DNADNA ，使同链，使同链DNADNA相邻嘧啶间形成嘧相邻嘧啶间形成嘧啶二聚体，引起啶二聚体，引起DNADNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成菌的变异或死亡。（从而造成菌的变异或死亡。（光复活酶可修复光复活酶可修复）A T A TA T A T A T A T A T A T 2 2）有氧时产生过氧化氢有氧时产生过氧化氢，强氧化杀菌。，强氧化杀菌。适用：适用：空气、水的消毒杀菌（空气、水的消毒杀菌（紫外灯紫外灯-低压汞气灯低压汞气灯）。）。特点：特点：穿透力差。穿透力差。食品的物理消毒与灭菌热力灭菌 （1 1）湿热灭菌）湿热灭菌 （2 2）干热灭菌）干热灭菌辅照杀菌超高压杀菌脉冲电场杀菌食品的化学消毒与灭菌定义和分类杀菌原理影响杀菌剂杀菌效果的因素食品的腐败食品微生物污染及途径食品污染的种类：生物污染：微生物、寄生虫及虫卵、昆虫生物污染：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：放射性污染物理污染：放射性污染微生物污染食品的途径微生物污染食品的途径：通过水而污染通过水而污染 通过空气而污染通过空气而污染 通过人及动物而污染通过人及动物而污染 通过用具及杂物而污染通过用具及杂物而污染食品中微生物的消长情况食品中微生物的消长情况 加工前加工前：原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖：原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖的机会，因此与加工后相比，微生物的种类和数量均的机会，因此与加工后相比，微生物的种类和数量均较大。较大。加工过程中加工过程中：清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下：清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下降，或完全消除微生物。降，或完全消除微生物。加工后加工后：食品贮藏过程中，若条件适于微生物生长，：食品贮藏过程中，若条件适于微生物生长，加工后残留的微生物或再度污染的微生物大量增殖直加工后残留的微生物或再度污染的微生物大量增殖直至引起食品的腐败变质，不再适合于微生物生长时，至引起食品的腐败变质，不再适合于微生物生长时，微生物的数量又开始下降。若加工后的食品不在被污微生物的数量又开始下降。若加工后的食品不在被污染，贮藏条件也不适合于微生物的生长，微生物的数染，贮藏条件也不适合于微生物的生长，微生物的数量将会逐渐下降量将会逐渐下降微生物引起食品腐败变质的条件食品基质：食品的食品的pHpH值、食品的水分、食品的渗透压值、食品的水分、食品的渗透压食品的环境条件：温度、气体、渗透压温度、气体、渗透压各类食品中的微生物酸性食品与非酸性食品：pHpH值在值在4.54.5以上者为以上者为非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）；非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）；pHpH值值在在4.54.5以下者为酸性食品（水果和少数蔬菜）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：非酸性食品适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。微生物分解食品营养成分可使食品pH值变化：糖类物质被分解时：糖类物质被分解时pHpH值下降，蛋白质被分解值下降，蛋白质被分解时时pHpH值上升值上升食品Aw值与微生物生长的关系大部分大部分新鲜食品新鲜食品AwAw值在值在0.951.000.951.00，许多腌肉制品，许多腌肉制品（保藏期（保藏期1212天）天）AwAw值在值在0.870.950.870.95，这一，这一AwAw值范围值范围的食品可满足一般的食品可满足一般细菌细菌的生长，其下限可满足酵母菌的生长，其下限可满足酵母菌的生长；的生长；盐分和糖分很高的食品盐分和糖分很高的食品（保藏期（保藏期1212个周）个周）AwAw值在值在0.750.870.750.87，可满足，可满足霉菌和少数嗜盐细菌霉菌和少数嗜盐细菌的的生长；生长；干制品干制品（保藏期（保藏期1212个月）个月）AwAw值在值在0.600.750.600.75，可满足，可满足耐渗透压酵母和干性霉菌耐渗透压酵母和干性霉菌的生长；的生长；奶粉奶粉AwAw值为值为0.200.20、蛋粉蛋粉AwAw值为值为0.400.40，微生物几乎不能微生物几乎不能生长生长（理论上可无限期保藏（理论上可无限期保藏）食品的环境条件温度温度：低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微生物引起食品腐败变质的特点生物引起食品腐败变质的特点氧气氧气：食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类型；新鲜食品原料中微生物的分布规律。型；新鲜食品原料中微生物的分布规律。微生物引起食品腐败变质与微生物引起食品腐败变质与其它气体其它气体的关系（的关系（COCO2 2、O O3 3等）等）渗透压v高浓度的盐或糖降低了食品的水分活性；提高了食品的高浓度的盐或糖降低了食品的水分活性；提高了食品的渗透压，因此可抑制微生物的生长和繁殖。渗透压，因此可抑制微生物的生长和繁殖。v不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要上霉菌糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要上霉菌或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。v耐高渗微生物主要有：高度嗜盐细菌（盐杆菌属、小球耐高渗微生物主要有：高度嗜盐细菌（盐杆菌属、小球菌属）、中等嗜盐细菌（假单胞菌属、芽孢杆菌属等）、菌属）、中等嗜盐细菌（假单胞菌属、芽孢杆菌属等）、低等嗜盐细菌（黄杆菌属、无色杆菌属等）、耐糖细菌低等嗜盐细菌（黄杆菌属、无色杆菌属等）、耐糖细菌（肠膜状明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、鲁氏酵（肠膜状明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、鲁氏酵母等）、耐高渗的霉菌（青霉属、曲霉属等）母等）、耐高渗的霉菌（青霉属、曲霉属等）乳及乳制品的腐败变质v乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。病原微生物的传播。牛乳中微生物的来源乳房内的微生物污染乳房内的微生物污染：在健康乳牛乳房的乳头管及其：在健康乳牛乳房的乳头管及其分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大减少细菌在鲜乳中的数量）减少细菌在鲜乳中的数量）当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如无乳链无乳链球菌球菌、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希、乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希氏杆菌、氏杆菌、牛型结核杆菌牛型结核杆菌、牛布氏杆菌。牛布氏杆菌。环境中的微生物污染环境中的微生物污染：挤奶时和挤奶后食用前的一切：挤奶时和挤奶后食用前的一切环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响（见附表）挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响（见附表）总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质。进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质。鲜乳变质时的微生物变化抑菌期抑菌期：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：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较少的情况下，这种抑菌作用可维持3636小时左右（小时左右（13141314），此期为抑菌），此期为抑菌期。期。乳酸链球菌乳酸链球菌：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：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。菌的生长也被抑制，不再继续繁殖，数量开始下降。乳酸杆菌期乳酸杆菌期：当：当pHpH下降到下降到6 6左右时，乳酸杆菌开始生长，当左右时，乳酸杆菌开始生长，当pHpH下降到下降到4 4时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌时，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、成为优势继续产酸，此时大量的乳凝块、乳清出现。乳清出现。真菌期真菌期：pHpH值达值达33.533.5时绝大多数细菌被抑制，甚至死亡，耐酸的酵母菌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，使乳液的和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长，使乳液的pHpH逐渐降低，接近中性。逐渐降低，接近中性。胨化细菌期胨化细菌期：经过以上变化，乳中乳糖含量被大量消耗，蛋白质和脂肪含：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pHpH值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味。属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味。罐藏食品的腐败变质罐藏食品变质的原因罐藏食品变质的原因：罐藏食品变质的原因：化学因素：如罐头容器的马口铁与内容物相互：如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）物理因素：如温度过高或排气不良，造成的金属：如温度过高或排气不良，造成的金属容器腐蚀穿孔。容器腐蚀穿孔。微生物因素 罐内残留的微生物罐内残留的微生物 （多是产芽孢的耐热微生物）（多是产芽孢的耐热微生物）漏罐后的微生物再次污染漏罐后的微生物再次污染罐藏食品腐败变质的外观类型 平盖酸败（平听）平盖酸败（平听）胖听胖听平酸腐败平酸腐败：变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活：变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。惯上称为平酸菌。引起罐头平盖酸败的典型菌种引起罐头平盖酸败的典型菌种：嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐：嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐热适宜生长温度热适宜生长温度49554955 、可在、可在pH6.87.2pH6.87.2时良好生长）、时良好生长）、凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度33453345 、可在、可在pH4.5pH4.5以下的酸性罐头中良好生长）。以下的酸性罐头中良好生长）。硫化物腐败硫化物腐败：罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解：罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。引起硫引起硫化物腐败的微生物化物腐败的微生物主要是致黑梭菌（适宜生长温度主要是致黑梭菌（适宜生长温度5555）罐藏食品腐败变质的外观类型 平盖酸败（平听）平盖酸败（平听）胖听胖听TATA腐败腐败：分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为：分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为TATA菌。菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要是是COCO2 2和和H H2 2），常使罐头发生膨胀。），常使罐头发生膨胀。引起引起TATA腐败的微生物腐败的微生物主要是嗜热解糖梭菌（适宜生长温度主要是嗜热解糖梭菌（适宜生长温度5555 ）。）。肉类食品的腐败变质畜、禽肉类中微生物污染的来源和种类 健康的畜、禽组织内部是无菌的，但因其腔道及健康的畜、禽组织内部是无菌的，但因其腔道及体表都存在微生物，屠宰过程在空气中进行，因体表都存在微生物，屠宰过程在空气中进行，因此此宰杀、放血、脱毛、去皮及内脏、分割等环节就可造成微生物的多次污染。常见的污。常见的污染类群如下：染类群如下：腐生性微生物 病原微生物（兽医漏检时）：结核杆菌、布鲁（兽医漏检时）：结核杆菌、布鲁氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等畜、禽肉类变质的现象发粘发粘：微生物生长形成菌苔、产生黏液使肉表面出现：微生物生长形成菌苔、产生黏液使肉表面出现发粘、拉丝等现象，此时微生物数量达到了发粘、拉丝等现象，此时微生物数量达到了10107 7/cm/cm2 2。变色变色：微生物分解含硫氨基酸产生硫化氢，硫化氢与：微生物分解含硫氨基酸产生硫化氢，硫化氢与肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白、肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白、微生物生长产生色素等。微生物生长产生色素等。霉斑霉斑：出现羽毛状的丝状物并具有颜色。：出现羽毛状的丝状物并具有颜色。气味改变气味改变：酸味、臭味、哈喇味：酸味、臭味、哈喇味。果蔬及其制品的腐败变质微生物引起果汁的变质果汁中微生物的来源果汁中微生物的来源：原料中的微生物、加工过程中：原料中的微生物、加工过程中微生物的再污染。微生物的再污染。果汁的基本营养条件果汁的基本营养条件：pHpH值在值在2.44.22.44.2之间，含有一定之间，含有一定量的糖分，含水量很高。量的糖分，含水量很高。果汁中微生物的种类果汁中微生物的种类：细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌微生物引起果汁变质的现象浑浊：多数情况下浑浊是由酵母菌引起的，它主要来源于原料清洗不彻底。产生酒精：主要是酵母菌，细菌和霉菌的转化果汁为酒精的情况非常少。有机酸的变化：禽蛋的腐败变质一、鲜蛋中微生物的来源二、鲜蛋的变质三鲜蛋中微生物类群