食品微生物培訓提要,一、微生物學及其發展史1微生物學（microbiology），micro“小”，bios“生命”，logy“研究”研究那些小得必須借助顯微鏡才能看見的活生物體。我們研究微生物的生命活動，達到控制腐敗微生物和病原微生物的活動，以防止食品變質和杜絕因食品而引起的病害。2微生物學發展簡史：2.1公元前二千多年夏禹時代，就有釀酒的記載，釀酒的記載，釀酒就必須有酵母菌參與。2.2十七世紀荷蘭人呂文虎克，用自制顯微鏡首先觀察到微生物（細菌）。2.3十九世紀，法國科學家斯德，發現發酵和腐敗是微生物的作用結果，為了防止酒類變質，他創造加溫處理方法“巴氏消毒法”。2.4現代隨著科學技術的日益發展，對微生物的研究日益深入。3微生物學包括微生物，醫用微生物，食品微生物等等。,二、微生物形態結構1前面已提到微生物是在生物界存在的一群體形微小的生物，它的特點：體形微小結構簡單生長繁殖快各類繁多數量多，分布廣，適應性強它包括：細菌、酵母菌、霉菌、放線菌、立克次氏體、支原體和病毒等。下面逐一簡要分解其形態結構：2細菌2-1形態大小：球菌（單球菌、雙球菌、回聯球菌、八疊球菌、鏈球菌、葡萄球菌）大小直徑0.2-2.0m。桿菌（芽孢桿菌、無芽孢桿菌）寬0.5-1.0m，長1-5m，產芽孢比不產芽孢形體較大。螺形菌。,2-2結構：除病毒這類原始生物外，其它生物的個體都是由細胞構成的，細胞大小各異，駝鳥的卵細胞直徑可達成17.5cm。細菌細胞直徑直徑只有0.5-2.0m(細菌、酵母菌屬單細胞生物)。細胞壁:組成蛋白質、類脂質、多糖復合物等，但細胞壁組成不同以致于通過生物染色后，顯示出顏色也不一樣。如革蘭氏染色：G-（紫）含有PG（肽聚糖、糖、蛋白質）G+（紅）有磷脂和脂多糖（LPS）細胞質膜：是由脂類和蛋白質組成的蛋白質膜，它是有選擇半滲透性膜，這一特點與其生理功能適應。細胞核：無色透明粘稠的膠體。以結合蛋白質為主，代謝場所。細胞核：（DNA）遺傳物質的基礎，其構造原始而不完善。內含物“顆粒、液泡等。,2-3特殊結構“芽孢”：細菌在一定環境條件下或處在一定的生活階段（由于水分缺少、營養物質不足或處在細菌發育后期或溫度發生改變）細胞質脫水濃縮，在菌體內形成一個折光性圓形或橢圓形的個體。菌體在形成芽孢前，稱為繁殖體（營養體），一個細菌只能形成一個芽孢，常見產芽孢菌為桿菌。芽孢對高、低溫度和干燥有強大抵抗力、對化學物質也有一定抗力，芽孢不需要營養物質，處于休眠狀態，但在合宜條件下，芽孢會發芽形成新的個體。2-4細菌的繁殖方式為無性繁殖，無性繁殖就是接由母體分裂產生新的子體的方式。,3真菌及其它微生物：3-1真菌：真菌與細菌的區別在于真菌細胞有一個明顯而完整的細胞核，它包括酵母菌和霉菌。真菌的繁殖方式有兩種：無性繁殖和有性繁殖。有性繁殖：兩個細胞突起，突起相連，連接處膜消失，兩個核融合，質融合，合二為一個細胞，形成接合子，其內核經過二至三次分裂，形成四或八個核，從而形成孢子，孢子發芽形成新個體。3-2放線菌（是無性繁殖的單細胞微生物）3-3病毒（噬菌體）：無細胞結構，主要由蛋白質和核酸組成，個體極小，發毫微米表示，如口蹄疫病毒20m。,放線菌細菌非細胞生物：病毒真菌（酵母、霉菌）藻類等生物細胞生物真核生物原核生物,三、微生物的生理微生物的生理包括微生物的營養、酶、呼吸、生長、繁殖等，掌握微生物新陳代謝活動規律，正確控制它們的生活機能，達到加以利用或控制的目的。細胞的化學組成：水分：分結合水和游離水，一般的比例為1：4，其中結合水不易揮發、不凍結，芽孢結合水的組成分達50%以上，所以其抵抗力較強。干物質：蛋白質、核酸、碳水化合物、脂類、無機鹽類、維生素等。,微生物營養物質：水：水的主要作用是營養物質必先溶于水才能被吸收作用，另外，生化反應（淀粉水解）也離不開水。碳源：CO2、單糖、雙糖、多糖。氮源：蛋白質、核酸的組分，N2、蛋白質等。礦質元素：P、K、MgCa、Fe等主要元素和Cu、Zn等微量元素。生長因素（維生素）。,微生物營養特性：細菌分自養型和異養型兩種，酵母、霉菌、放線菌屬異養型微生物。微生物的霉：微生物一切生命活動都離不開酶，酸的主要結構為蛋白質，是具有特殊催化能力的蛋白質，它是由活細胞產生的，不耐高溫的生物催化劑，如水解酶、氧化還原酶。,微生物的呼吸：呼吸：微生物在進行生命活動過程中，營養物質進入細胞前后，在酶的作用下，物質進行分解或合成。同時進行能量的釋放和吸收，在分解代謝中，微生物細胞一切產生能量的氰化還原過程稱之為呼吸。呼吸類型：需氧微生物、厭氧微生物、兼性厭氧微生物。微生物的代謝活動：碳水化合物的分解：如酒精發酵：無氧（C6H12O6C2H5OH（酒精）+CO2）蛋白質的代謝（蛋白質酶）：有氧環境被微生物分解，稱之為輔腐化，蛋白質完全氰化，其代謝產物為CO2、H等。無氧環境被微生物分解，稱之為腐敗，蛋白質不完全分解成中間產物如氨基酸、有機酸等。脂肪代謝（脂肪酸）：分解楊脂肪酸和甘油，甘油進一步分解成CO2、H2O。,代謝產物：微生物的代謝產物除CO2、H2O、H、氨基酸、有機酸等外還有：抗生素（具有抑制或殺死微生物作用的一種物質，如青霉菌產的青霉素）、毒素（病原微生物傷寒沙門氏菌產傷寒病毒）、色素（如紅曲素）等。微生物生長繁殖的條件：充足的營養合適的酸堿度適宜溫度必要的氣體環境,微生物的生長繁殖：一般細菌約20分鐘分裂一次即一代，如此推算，1個細菌1h為8個，10h后達10億以上，其繁殖公式為N=N02t/gN0為最初的菌數t為生長繁殖的時間hg為生殖時間（分裂時間）h但微生物不會無節制地生長繁殖下去，它受營養源的消耗程度，代謝產物（毒素）的積累程度制約而減慢，一般可分為四個期：遲緩期對數期穩定期衰亡期,四、外界因素對微生物的影響外界環境與微生物是一對矛盾體，我們利用這一特性通過研究與運用就可以對微生物加以利用、抑制、殺滅、防止等。基本概念：滅菌：殺滅物體上所有微生物的方法（包括病原微生物和非病原微生物，細菌的繁殖體及芽孢）商業無菌（略）消毒：用物理、化學或生物學等方法殺死病原微生物，但不一定殺死全部微生物生物的方法。防腐：防止或抑制細菌生長或物體的方法。滅菌：沒有活的微生物存在。無菌操作：防止微生物進入機體或物體的方法。,物理因素對微生物的影響：熱力滅菌法（高溫對細菌有明顯的致死作用）干熱滅菌法（焚燒、干烤）濕熱滅菌法（巴氏消毒法、煮沸法、高壓蒸汽滅菌法等）一溫度下，濕熱比干熱效力高，因為濕法穿透力大，具有潛熱，同時微生物在濕熱中蛋白質收水分，易使蛋白質凝固。,電磁波射線殺菌法：日光與紫外線：紫外線波長200-300nm，其中以265-266nm殺菌效力最強，這與DNA的吸收光譜范圍一致，干擾DNA復制，導致細菌死亡或變異，紫外線穿透力不強，一般10-15m2安裝30W紫外燈1支，照射1H以上，空氣中微生物可減少50%-70%，紫外線對人體有傷害作用，另紫外線有空氣中易形成臭氧，使人產生胸悶等中毒癥狀，要注意加以防治。濾過除細菌蛋白質變性和鹽類濃縮，妨礙細菌的生長。干燥：引起細菌蛋白質變性和在濃縮，妨礙細菌的生長。低溫：（水的凍結等）,3.化學因素：酸類（PH值）H+影響菌體細胞質膜上電荷性質，微生物吸收物質變化，影響代謝，高濃度H+或引起菌體表而蛋白質和核酸水解以及影響酶和活性。堿類：蛋白質、核酸水解，另有去油污作用，有機械消除微生物的作用，病毒對強堿較敏感。鹽類及重鎦金屬鹽類。氧化劑：氧化劑放了游離的O，作用于微生物蛋白質結構中化學基因取代，千萬代謝障礙，常見有：高錳酸鉀、雙氧水、氯、漂白粉、過氧乙酸等。有機化合物（酒精、甲醛等）,五、微生物引起食品變質的基本因素：食品組成不同，引起食品變質的微生物類群和過程都不同。1.食品的營養組成與微生物的分解作用：分解蛋白質的微生物：覺為細菌和霉菌，少數為酵母。細菌：芽孢桿菌酵母：多數對蛋白質分解能力極為微弱。霉菌：許多都具有分解蛋白質的能力。分解碳水化合物的微生物：為為酵母和霉菌。分解脂肪的微生物：多為酵母和霉菌。,2.食品的基質條件與微生物的適應性：氫離子濃度：絕大多數細菌PH7.2-7.6，當食品5.5，腐敗菌基本被抑制，但大腸桿菌（PH4.5-9），而酵母（PH4.0-5.8）、霉菌（PH3.8-6.0）在非酸性的食品中，主要為細菌。水分：水分活性值（AW），即食品在密閉容器內的水蒸汽壓與相同溫度下純水蒸汽壓比值。OAW1，在AW0.64的食品中任何霉菌均不以生長，影響大小：細菌酵母霉菌。滲透壓：食品中形成不同滲透壓的物質主要為鹽和糖。影響大小細菌：細菌酵母霉菌。,3.食品的外界環境條件與微生物的適應性：溫度：低溫10中溫25-30高溫40霉菌霉菌細菌酵母（少）酵母細菌（少）細菌氣體：儀器牌有氧環境下，細菌、酵母、霉菌都可引起食品變質；缺氧條件下，引起食品變質只能是酵母和細菌。六、罐頭食品變質的因素和原因菌：1.細菌：需氧芽孢子桿菌罐頭殺菌不足和真空不足。壓氧芽孢子桿菌罐頭殺菌不完全和在高溫（43）環境中存放時間較長。非芽孢子細菌殺菌不完全或罐頭密封不良。,“平酸菌“：具有嗜熱、耐熱特點，嗜熱脂肪芽孢桿菌，D121.14-5mm作制訂殺菌規程對象菌的肉毒梭狀芽孢桿菌D121.10.1-0.2mm.生長溫度37-60，最適50-55，PH6.8-7.2，主要分布土壤、灰塵及糖、淀粉等原輔料中。防止它，須知強食品衛生和嚴格操作規程：a.原料加工前應充分洗滌，同時盡是縮短工藝流程，嚴防半成品積壓和污染。b.設備、工器具不宜采用木質材料，管道清洗干凈。c.罐頭殺菌迅速冷至370左右，水經氯處理。d.選用合理殺菌規程，并嚴格控制罐頭密封質量。e.貯藏溫度43。f.保溫試驗，常對原料、半成品、殺菌前罐頭、工具、設備、人手等進行耐熱芽孢數的檢驗。2.酵母菌PH4.6,罐頭殺菌不充分，密閉不良（食糖是一個重要的污染源）3.霉菌殺菌不足，密封不良，真空度不夠。,4.分類：膨脹罐（產氣）平蓋罐（不產氣）酵母細菌霉菌細菌霉菌（極少）嗜溫菌嗜熱菌嗜溫菌嗜熱菌嗜熱菌需厭非厭需非需厭氧氧芽氧氧芽氧氧性性孢性性孢性性芽芽菌芽芽菌芽芽菌菌菌菌菌菌PH值4.54.54.54.54.54.54.54.54.5Co2N2+NOCo2+H2Co2產酸H2S霉變+Co2黑變,M引起產氣型的變質，主要是從作用于含有碳水化合物的食品而引起的。引起產氣型的M，主要