生物性污染与食品安全1食品的腐败变质.ppt
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1、第六章第六章生物性污染与食品安全生物性污染与食品安全 n生物性污染是指微生物、寄生虫、昆虫等生物生物性污染是指微生物、寄生虫、昆虫等生物对食品的污染。在食品加工、贮存、运输、销对食品的污染。在食品加工、贮存、运输、销售、直到食用的整个过程中,每一个环节都有售、直到食用的整个过程中,每一个环节都有可能受到生物性污染,危害人体健康。所以,可能受到生物性污染,危害人体健康。所以,生物性污染是影响食品安全性的重要因素。生物性污染是影响食品安全性的重要因素。n微生物并非生物系统分类学中的名词,而是指微生物并非生物系统分类学中的名词,而是指所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的所有形体微小、单细胞或个体
2、结构较为简单的多细胞,甚至没有细胞结构的低等生物的通称。多细胞,甚至没有细胞结构的低等生物的通称。因此,微生物中类群十分庞杂,包括:单细胞因此,微生物中类群十分庞杂,包括:单细胞的细菌、放线菌、单细胞藻类、原生动物、真的细菌、放线菌、单细胞藻类、原生动物、真菌以及不具细胞结构的病毒。菌以及不具细胞结构的病毒。第一节第一节 食品的腐败变质食品的腐败变质n食品的腐败变质(食品的腐败变质(food spoilage)泛指在以)泛指在以微生物为主的各种因素作用下,所发生的食品微生物为主的各种因素作用下,所发生的食品成分与感官性质的一切变化。成分与感官性质的一切变化。n这些变化往往是食品成分的降解伴随着
3、产生令这些变化往往是食品成分的降解伴随着产生令人不愉快的色、香、味、形等感官性状的变化,人不愉快的色、香、味、形等感官性状的变化,从而使食品降低或丧失营养价值与食用价值,从而使食品降低或丧失营养价值与食用价值,是食品生产与经营中最常见的卫生问题之一。是食品生产与经营中最常见的卫生问题之一。一、食品腐败变质的原因一、食品腐败变质的原因n食品的腐败变质主要是食品中的大分子物质如食品的腐败变质主要是食品中的大分子物质如蛋白质、脂肪和碳水化合物等发生降解反应的蛋白质、脂肪和碳水化合物等发生降解反应的过程,其发生原因主要包括食品本身的因素和过程,其发生原因主要包括食品本身的因素和微生物的存在。微生物的存
4、在。1食品本身的因素食品本身的因素n食品中存在可降解的大分子物质是食品能食品中存在可降解的大分子物质是食品能发生腐败变质的内因,这些大分子物质在发生腐败变质的内因,这些大分子物质在酶或非酶因素的作用下可以发生以分解为酶或非酶因素的作用下可以发生以分解为主的变化。主的变化。n例如蛋白质在酶的作用下,可被分解成氨例如蛋白质在酶的作用下,可被分解成氨基酸并进一步分解成胺及其他小分子含氮基酸并进一步分解成胺及其他小分子含氮化合物等,脂肪酸可以在氧的作用下发生化合物等,脂肪酸可以在氧的作用下发生氧化,产生醇、醛、酮等脂肪酸败产物。氧化,产生醇、醛、酮等脂肪酸败产物。2微生物微生物n微生物是食品腐败变质发
5、生最重要的因素。微生物是食品腐败变质发生最重要的因素。n引起食品腐败变质的微生物包括细菌、霉菌与引起食品腐败变质的微生物包括细菌、霉菌与酵母。酵母。n微生物在生长繁殖过程中产生分解食品的酶,微生物在生长繁殖过程中产生分解食品的酶,引起食品成分降解,使食品发生腐败变质。引起食品成分降解,使食品发生腐败变质。二、食品腐败变质的过程二、食品腐败变质的过程 1蛋白质的分解蛋白质的分解n食品中的蛋白质在食品本身的酶及微生物酶的食品中的蛋白质在食品本身的酶及微生物酶的作用下,首先被分解成多肽,然后断链形成氨作用下,首先被分解成多肽,然后断链形成氨基酸,氨基酸进一步分解产生具有腐败特征的基酸,氨基酸进一步分
6、解产生具有腐败特征的低分子物质。低分子物质。n氨基酸在脱羧酶的作用下,脱羧形成胺类氨基酸在脱羧酶的作用下,脱羧形成胺类(amines),其中组氨酸脱羧形成组胺、鸟),其中组氨酸脱羧形成组胺、鸟氨酸脱羧形成腐胺、赖氨酸脱羧形成尸胺、色氨酸脱羧形成腐胺、赖氨酸脱羧形成尸胺、色氨酸脱羧形成色胺等。氨酸脱羧形成色胺等。n在脱氨基酶的作用下,氨基酸脱去氨基形成在脱氨基酶的作用下,氨基酸脱去氨基形成氨,氨与甲基反应生成一甲胺、二甲胺、三氨,氨与甲基反应生成一甲胺、二甲胺、三甲胺等,色氨酸可同时脱羧与脱胺,形成吲甲胺等,色氨酸可同时脱羧与脱胺,形成吲哚与甲基吲哚,含硫氨基酸可脱硫产生硫化哚与甲基吲哚,含硫氨
7、基酸可脱硫产生硫化氢。氢。n这些低分子产物大都具有挥发性,且有粪臭这些低分子产物大都具有挥发性,且有粪臭味,从而使含蛋白质较高的食品如肉、鱼、味,从而使含蛋白质较高的食品如肉、鱼、蛋、奶等的腐败具有恶臭味。蛋、奶等的腐败具有恶臭味。2碳水化合物的分解碳水化合物的分解n碳水化合物的腐败主要是在细菌、霉菌或酵母碳水化合物的腐败主要是在细菌、霉菌或酵母产生的酶的作用下发生酵解,产生醇、酸、醛、产生的酶的作用下发生酵解,产生醇、酸、醛、酮等低分子物质,并产生二氧化碳和水,使含酮等低分子物质,并产生二氧化碳和水,使含碳水化合物较高的食品如粮食及其制品、蔬菜碳水化合物较高的食品如粮食及其制品、蔬菜水果等的
8、腐败具有酸味并产气。水果等的腐败具有酸味并产气。3脂肪的酸败脂肪的酸败n脂肪的酸败以油脂的自身氧化为主,反应经三脂肪的酸败以油脂的自身氧化为主,反应经三个阶段:个阶段:脂肪酸在热、光线及铜、铁等引发剂的作用脂肪酸在热、光线及铜、铁等引发剂的作用下,生成不稳定的自由基下,生成不稳定的自由基 R和和 H,是油脂酸,是油脂酸败的引发阶段。败的引发阶段。由于自由基不稳定,因此在遇到氧时可形成由于自由基不稳定,因此在遇到氧时可形成过氧化自由基过氧化自由基 ROO,过氧化自由基又使脂肪,过氧化自由基又使脂肪酸酸 RH 形成形成 ROOH 和和 R自由基,这一过程称自由基,这一过程称为自由基的传递阶段。为自
9、由基的传递阶段。自由基产物发生聚合与裂解反应,生成非自自由基产物发生聚合与裂解反应,生成非自由基产物,氧化反应终止,称为终止阶段。由基产物,氧化反应终止,称为终止阶段。n自由基的聚合可产生二聚物、多聚物、环氧化自由基的聚合可产生二聚物、多聚物、环氧化物、过氧化物等,并进一步裂解产生醛、酮、物、过氧化物等,并进一步裂解产生醛、酮、羟、酸及呋喃等低分子物质。羟、酸及呋喃等低分子物质。n这些低分子化合物具有特殊的气味,为油脂酸这些低分子化合物具有特殊的气味,为油脂酸败的特征物质,使油脂酸败具有特殊的哈败味。败的特征物质,使油脂酸败具有特殊的哈败味。n此外,脂肪的酸败还包括脂肪的水解过程,主此外,脂肪
10、的酸败还包括脂肪的水解过程,主要产生游离脂肪酸、甘油、甘油一酯及甘油二要产生游离脂肪酸、甘油、甘油一酯及甘油二酯,为脂肪的自身氧化提供游离脂肪酸,使油酯,为脂肪的自身氧化提供游离脂肪酸,使油脂酸败得以顺利进行,因此如油脂中水分含量脂酸败得以顺利进行,因此如油脂中水分含量高时,油脂的酸败就容易发生。高时,油脂的酸败就容易发生。三、影响食品腐败变质的因素三、影响食品腐败变质的因素n食品在与活体分离后,其成分的降解一直在进食品在与活体分离后,其成分的降解一直在进行,可以说,只要时间允许,食品肯定会发生行,可以说,只要时间允许,食品肯定会发生腐败变质。腐败变质。n但食品在储藏过程中某些因素可以改变食品
11、腐但食品在储藏过程中某些因素可以改变食品腐败变质的进程,从而影响到食品的保质期,这败变质的进程,从而影响到食品的保质期,这些因素有:些因素有:1食品中的酶食品中的酶n食品大多来源于动植物组织,这些组织中的酶食品大多来源于动植物组织,这些组织中的酶在屠宰或收获后,仍能保持一段时间的活性并在屠宰或收获后,仍能保持一段时间的活性并对食品中大分子物质进行分解,使食品向腐败对食品中大分子物质进行分解,使食品向腐败变质的方向发展。变质的方向发展。n蔬菜、水果及鲜肉的酶活性较强,即使没有微蔬菜、水果及鲜肉的酶活性较强,即使没有微生物,也会发生分解反应。生物,也会发生分解反应。2食品的水分含量食品的水分含量n
12、食品中的水分含量的多少主要影响微生物的生食品中的水分含量的多少主要影响微生物的生长与繁殖。长与繁殖。n当食品中的水分含量合适时,细菌可大量生长当食品中的水分含量合适时,细菌可大量生长繁殖并产生大量分解食品成分的酶类,使食品繁殖并产生大量分解食品成分的酶类,使食品成分分解而发生食品的腐败变质。成分分解而发生食品的腐败变质。n食品中的水分为自由水与束缚水,自由水形成食品中的水分为自由水与束缚水,自由水形成食品的水分活度,能被微生物利用,而束缚水食品的水分活度,能被微生物利用,而束缚水则不能被微生物利用。则不能被微生物利用。n不同微生物对水分活度的要求不同,一般地,不同微生物对水分活度的要求不同,一
13、般地,细菌比酵母与霉菌对水分活度的要求要高,所细菌比酵母与霉菌对水分活度的要求要高,所以水分含量较低的粮谷类食品的腐败变质以霉以水分含量较低的粮谷类食品的腐败变质以霉变多见。变多见。n不同食品中的束缚水含量不同,所以在水分含不同食品中的束缚水含量不同,所以在水分含量相同时所产生的水分活度也不同。因此同一量相同时所产生的水分活度也不同。因此同一种细菌在不同的食品上生长,要求的含水量不种细菌在不同的食品上生长,要求的含水量不同,所以防止其腐败变质所要求的含水量也不同,所以防止其腐败变质所要求的含水量也不尽相同。尽相同。n此外,食品中的水分含量还是食品腐败变质反此外,食品中的水分含量还是食品腐败变质
14、反应的溶媒,也是维持酶活性的重要前提。因此应的溶媒,也是维持酶活性的重要前提。因此食品的水分含量是影响食品腐败变质的最重要食品的水分含量是影响食品腐败变质的最重要因素之一。因素之一。3食品的渗透压食品的渗透压n食品的渗透压通过影响微生物的生长而影响食食品的渗透压通过影响微生物的生长而影响食品的腐败变质。品的腐败变质。n大多数微生物可以在低渗情况下生长但不能在大多数微生物可以在低渗情况下生长但不能在高渗环境中生长,这是因为当食品的渗透压高高渗环境中生长,这是因为当食品的渗透压高时,菌体内的水分向体外转移,造成细菌失水,时,菌体内的水分向体外转移,造成细菌失水,影响细菌的代谢而抑制细菌生长甚至造成
15、死亡。影响细菌的代谢而抑制细菌生长甚至造成死亡。n而低渗虽然对动物细胞是致命的,可因水分向而低渗虽然对动物细胞是致命的,可因水分向胞内转移而使细胞溶解死亡,但微生物具有坚胞内转移而使细胞溶解死亡,但微生物具有坚韧的细胞壁,环境中的水分可以向菌内转移,韧的细胞壁,环境中的水分可以向菌内转移,在细胞壁的限制下,转移的量很小,不足以构在细胞壁的限制下,转移的量很小,不足以构成对菌体的影响。成对菌体的影响。n食品中形成渗透压的物质主要有糖和食盐。它食品中形成渗透压的物质主要有糖和食盐。它们对微生物的影响还有以下几个方面:们对微生物的影响还有以下几个方面:降低食品的水分活度,随食盐或糖的浓度升降低食品的
16、水分活度,随食盐或糖的浓度升高,食品的水分活度下降。高,食品的水分活度下降。当细菌和盐溶液接触时会吸收一定的盐分,当细菌和盐溶液接触时会吸收一定的盐分,为维持菌体内环境的衡定,细菌要将体内的为维持菌体内环境的衡定,细菌要将体内的 Na+排出体外,这是一个耗能的主动转运过程,排出体外,这是一个耗能的主动转运过程,为保证这一活动的能量,细菌必须停止其他不为保证这一活动的能量,细菌必须停止其他不重要的活动如繁殖等。重要的活动如繁殖等。n某些细菌能耐受较高的渗透压,这些细菌有:某些细菌能耐受较高的渗透压,这些细菌有:高度嗜盐菌,这类细菌最适于在高度嗜盐菌,这类细菌最适于在20%30%食盐浓度食盐浓度的
17、食品上生长,如盐杆菌和小球菌等。的食品上生长,如盐杆菌和小球菌等。中度嗜盐菌,这类细菌适宜在中度嗜盐菌,这类细菌适宜在5%10%食盐浓度的食盐浓度的食品上生长,如腌肉弧菌和盐脱氮微球菌等。食品上生长,如腌肉弧菌和盐脱氮微球菌等。低度嗜盐菌,这类细菌适宜在低度嗜盐菌,这类细菌适宜在2%5%食盐浓度的食食盐浓度的食品上生长,如假单胞菌属、无色杆菌属的某些菌种。品上生长,如假单胞菌属、无色杆菌属的某些菌种。耐盐菌,这类细菌可以耐受高浓度的盐分,能在耐盐菌,这类细菌可以耐受高浓度的盐分,能在2%10%食盐浓度的食品上生长,如葡萄球菌。食盐浓度的食品上生长,如葡萄球菌。耐糖细菌,这类细菌能在较高糖浓度的
18、食品上生长,耐糖细菌,这类细菌能在较高糖浓度的食品上生长,如肠膜明串珠菌。如肠膜明串珠菌。n此外酵母与霉菌也能耐受较高的渗透压,因此高渗透此外酵母与霉菌也能耐受较高的渗透压,因此高渗透压虽能抑制食品的腐败变质,但不是绝对的。压虽能抑制食品的腐败变质,但不是绝对的。4食品的食品的 pH 值值n食品的食品的 pH 值对腐败变质的影响主要是氢离子对值对腐败变质的影响主要是氢离子对微生物的影响,氢离子可引起细菌细胞膜的电位微生物的影响,氢离子可引起细菌细胞膜的电位改变,影响微生物对营养物质的吸收,并引起细改变,影响微生物对营养物质的吸收,并引起细菌酶的活性变化从而抑制细菌的生长繁殖。菌酶的活性变化从而
19、抑制细菌的生长繁殖。n不同的微生物生长繁殖的最适不同的微生物生长繁殖的最适 pH 值不同,绝大值不同,绝大多数细菌的最适多数细菌的最适 pH 值在值在 7.0 左右,当食品的左右,当食品的 pH 值在值在 5.5 以下时,腐败菌已基本被抑制。以下时,腐败菌已基本被抑制。n霉菌与酵母对霉菌与酵母对 pH 值下降的抵抗力较强,在值下降的抵抗力较强,在 pH 值为值为 1.5 的食品中仍可见黑曲霉的生长。的食品中仍可见黑曲霉的生长。n此外,食品的此外,食品的 pH 值还通过影响食品中的酶活性值还通过影响食品中的酶活性而改变食品腐败变质进程。而改变食品腐败变质进程。5食品的完整性食品的完整性n完整的食
20、品可以抵御微生物的侵入,当食品组完整的食品可以抵御微生物的侵入,当食品组织破溃或细胞膜碎裂时,微生物可以从破溃处织破溃或细胞膜碎裂时,微生物可以从破溃处入侵,加速了食品的腐败变质。入侵,加速了食品的腐败变质。6温度温度n食品所处环境的温度对食品腐败变质的影响主要是对食品所处环境的温度对食品腐败变质的影响主要是对微生物生长繁殖的影响,各种微生物只能在一定的温微生物生长繁殖的影响,各种微生物只能在一定的温度范围内生长繁殖,当环境温度不利于微生物生长繁度范围内生长繁殖,当环境温度不利于微生物生长繁殖时,食品的腐败变质就不易发生。殖时,食品的腐败变质就不易发生。n大多数腐败微生物为嗜中温菌,即在大多数
21、腐败微生物为嗜中温菌,即在37左右的范左右的范围内生长良好,高温和低温均不利于其生长繁殖。围内生长良好,高温和低温均不利于其生长繁殖。n由于环境温度在高温时一般不会超过由于环境温度在高温时一般不会超过40,所以高,所以高气温环境有利于微生物生长繁殖,食品容易发生腐败气温环境有利于微生物生长繁殖,食品容易发生腐败变质;而气温较低时,食品不易发生腐败变质。变质;而气温较低时,食品不易发生腐败变质。n有些微生物可以在较高或较低的温度下生长,能在低有些微生物可以在较高或较低的温度下生长,能在低温生长的细菌称为嗜冷微生物,能在较高温度生长的温生长的细菌称为嗜冷微生物,能在较高温度生长的细菌称为嗜热微生物
22、,嗜冷菌可造成冷藏食品的腐败细菌称为嗜热微生物,嗜冷菌可造成冷藏食品的腐败变质。变质。7空气空气n空气中的氧对微生物生长的影响与微生物的种类空气中的氧对微生物生长的影响与微生物的种类有关,按微生物对氧的需要与否,可以把微生物有关,按微生物对氧的需要与否,可以把微生物分为需氧微生物、厌氧微生物与兼性厌氧微生物分为需氧微生物、厌氧微生物与兼性厌氧微生物三类。不同的氧环境下食品微生物的生长不同,三类。不同的氧环境下食品微生物的生长不同,从而影响食品的腐败变质的类型和进程。从而影响食品的腐败变质的类型和进程。8光线光线n阳光中的紫外线可杀死食品中的微生物而延缓食阳光中的紫外线可杀死食品中的微生物而延缓
23、食品腐败变质的发生,但紫外线可促进油脂酸败的品腐败变质的发生,但紫外线可促进油脂酸败的发生,同时阳光照射可使食品的温度升高,有利发生,同时阳光照射可使食品的温度升高,有利于微生物的生长。所以大多数食品应储藏在避光于微生物的生长。所以大多数食品应储藏在避光的环境中。的环境中。四、食品腐败变质的危害四、食品腐败变质的危害n食品的腐败变质总是存在食品成分的分解,伴随着食品的腐败变质总是存在食品成分的分解,伴随着一些低分子化合物的产生,而细菌的生长也会产生一些低分子化合物的产生,而细菌的生长也会产生某些色素,从而使食品的颜色、气味和味道发生改某些色素,从而使食品的颜色、气味和味道发生改变,多数时产生令
24、人不愉快的变化,从而使食品的变,多数时产生令人不愉快的变化,从而使食品的商品价值和食用价值降低甚至丧失。商品价值和食用价值降低甚至丧失。n由于营养素的分解,食物的营养价值也会降低。由于营养素的分解,食物的营养价值也会降低。n食品腐败变质时微生物大量繁殖,不仅增加了致病食品腐败变质时微生物大量繁殖,不仅增加了致病菌污染食品的机会,而且一些条件致病菌的数量也菌污染食品的机会,而且一些条件致病菌的数量也急剧增加,这些微生物可以引起感染性疾病和食物急剧增加,这些微生物可以引起感染性疾病和食物中毒。中毒。n有时,细菌的代谢产物如外毒素及食品腐败变质的有时,细菌的代谢产物如外毒素及食品腐败变质的产物如油脂
25、酸败的产物也会造成人类的食物中毒。产物如油脂酸败的产物也会造成人类的食物中毒。五、食品腐败变质的鉴定五、食品腐败变质的鉴定n及时鉴别食品的腐败变质不仅可以降低食品腐败变及时鉴别食品的腐败变质不仅可以降低食品腐败变质对人体的危害,而且可以减少由此造成的经济损质对人体的危害,而且可以减少由此造成的经济损失,因此是食品品质评价的经常性检验项目。失,因此是食品品质评价的经常性检验项目。n食品腐败变质的鉴定主要依靠食品的感官鉴定和对食品腐败变质的鉴定主要依靠食品的感官鉴定和对腐败变质产物的化学鉴定。腐败变质产物的化学鉴定。1感官鉴定感官鉴定n食品的腐败变质均伴有食品感官性质的变化,利用食品的腐败变质均伴
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