食品微生物污染及其主要变质微生物.docx

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食品微生物污染及其主要变质微生物

第8章食品微生物污染及其主要变质微生物

本章的学习目的与要求

1.    掌握污染食品的微生物来源及途径，并了解其在食品中的消长规律和特点。

2.    了解食品中常见的细菌的种类及它们的主要生物学特性。

3.    掌握食品中细菌数量和大肠菌群的含义及其食品卫生学意义。

4.    熟悉产毒霉菌的种类，掌握霉菌污染食品及其产毒的特点、毒素性质，以及霉菌及其毒素的食品卫生学意义。

食品微生物污染是指食品在加工、运输、贮藏、销售过程中被微生物及其毒素污染。

研究并弄清食品的微生物污染源和途径及其在食品中的消长规律，对于切断污染途径、控制其对食品的污染、延长食品保藏期、防止食品腐败变质与食物中毒的发生都有非常重要的意义。

食品微生物的污染主要包括细菌及细菌毒素污染和霉菌及霉菌毒素污染。

1.  污染食品的微生物来源及其途径

一方面微生物在自然界中分布十分广泛，不同的环境中存在的微生物类型和数量不尽相同，另一方面食品从原料、生产、加工、贮藏、运输、销售到烹调等各个环节，常常与环境发生各种方式的接触，进而导致微生物的污染。

污染食品的微生物来源可分为土壤、空气、水、操作人员、动植物、加工设备、包装材料等方面。

1.1 污染食品的微生物来源

1.1.1  土壤

土壤中含有大量的可被微生物利用的碳源和氮源，还含有大量的硫、磷、钾、钙、镁等无机元素及硼、钼、锌、锰等微量元素，加之土壤具有一定的保水性、通气性及适宜的酸碱度

（pH3.5~10.5），土壤温度变化范围通常在10～30℃之间，而且表面土壤的覆盖有保护微生物免遭太阳紫外线的危害。

可见，土壤为微生物的生长繁殖提供了有利的营养条件和环境条件。

因此，土壤素有“微生物的天然培养基”和“微生物大本营”之称。

土壤中的微生物数量可达107～109个/g。

土壤中的微生物种类十分庞杂，其中细菌占有比例最大，可达70%～80%，放线菌占5%～30%，其次是真菌、藻类和原生动物。

不同土壤中微生物的种类和数量有很大差异，在地面下3～25cm是微生物最活跃的场所，肥沃的土壤中微生物的数量和种类较多，果园土壤中酵母的数量较多。

土壤中的微生物除了自身发展外，分布在空气、水和人及动植物体的微生物也会不断进入土壤中。

许多病原微生物就是随着动植物残体以及人和动物的排泄物进入土壤的。

因此，土壤中的微生物既有非病原的，也有病原的。

通常无芽孢菌在土壤中生存的时间较短，而有芽孢菌在土壤中生存时间较长。

例如沙门氏菌只能生存数天至数周，炭疽芽孢杆菌却能生存数年或更长时间。

同时土壤中还存在着能够长期生活的土源性病原菌。

霉菌及放线菌的孢子在土壤中也能生存较长时间。

1.1.2 空气  

空气中不具备微生物生长繁殖所需的营养物质和充足的水分条件，加之室外经常接受来自日光的紫外线照射，所以空气不是微生物生长繁殖的场所。

然而空气中也确实含有一定数量的微生物，这些微生物是随风飘扬而悬浮在大气中或附着在飞扬起来的尘埃或液滴上。

这些微生物可来自土壤、水、人和动植物体表的脱落物和呼吸道、消化道的排泄物。

空气中的微生物主要为霉菌、放线菌的孢子和细菌的芽孢及酵母。

不同环境空气中微生物的数量和种类有很大差异。

公共场所、街道、畜舍、屠宰场及通气不良处的空气中微生物的数量较高。

空气中的尘埃越多，所含微生物的数量也就越多。

室内污染严重的空气微生物数量可达106个/m3，海洋、高山、乡村、森林等空气清新的地方微生物的数量较少。

空气中可能会出现一些病原微生物、它们直接来自人或动物呼吸道、皮肤干燥脱落物及排泄物或间接来自土壤，如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、流感嗜血杆菌和病毒等。

患病者口腔喷出的飞沫小滴含有1~2万个细菌。

1.1.3 水  

自然界中的江、河、湖、海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的微生物。

由于不同水域中的有机物和无机物种类和含量、温度、酸碱度、含盐量、含氧量及不同深度光照度等的差异，因而各种水域中的微生物种类和数量呈明显差异。

通常水中微生物的数量主要取决于水中有机物质的含量，有机物质含量越多，其中微生物的数量也就越大。

淡水域中的微生物可分为两大类型：

一类是清水型水生微生物，这类微生物习惯于在洁净的湖泊和水库中生活，以自养型微生物为主，可被看作是水体环境中的土居微生物，如硫细菌、铁细菌、衣细菌及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。

也有部分腐生性细菌，如色杆菌属（Chromobacterium），无色杆菌属（Achromobacter）和微球菌属（Micrococcus）的一些种就能在低含量营养物的清水中生长。

霉菌中也有一些水生性种类，如水霉属（Saprolegnia）和绵霉属（Achlya）的一些种可以生长于腐烂的有机残体上。

此外还要单细胞和丝状的藻类以及一些原生动物常在水中生长，通常它们的数量不大。

另一类是腐败型水生微生物，它们是随腐败的有机物质进入水域，获得营养而大量繁殖的，是造成水体污染、传播疾病的重要原因。

其中数量最大的上G—细菌，如变形杆菌属（Proteus）、大肠杆菌、产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes）和产碱杆菌属（Alcaligenes）等，还有芽孢杆菌属、弧菌属（Vibrio）和螺菌属（Spirillum）中的一些种。

当水体受到土壤和人畜排泄物的污染后，会使肠道菌的数量增加，如大肠杆菌、粪链球菌（Streptococcus faecalis）和魏氏梭菌（Clostridium welchii）、沙门氏菌、产气荚膜芽孢杆菌（B.perfringens）、炭疽杆菌（B.anthracis）、破伤风芽孢杆菌（B.tetani）。

污水中还会有纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类原生动物。

进入水体的动植物致病菌，通常因水体环境条件不能完全满足其生长繁殖的要求，故一般难以长期生存，但也有少数病原菌可以生存达数月之久。

海水中也含有大量的水生微生物，主要是细菌，它们均具有嗜盐性。

近海中常见的细菌有：

假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、微球菌属、芽孢杆菌属和噬纤维菌属（Cytophaga），它们能引起海产动植物的腐败，有的是海产鱼类的病原菌。

海水中还存在有可引起人类食物中毒的病原菌，如副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）。

矿泉水及深井水中通常含有很少的微生物数量。

1.1.4  人及动物体  

人体及各种动物，如犬、猫、鼠等的皮肤、毛发、口腔、消化道、呼吸道均带有大量的微生物，如未经清洗的动物被毛、皮肤微生物数量可达105~106/cm2。

当人或动物感染了病原微生物后，体内会存在有不同数量的病原微生物，其中有些菌种是人畜共患病原微生物，如沙门氏菌、结核杆菌、布氏杆菌（Bacterium burgeri）。

这些微生物可以通过直接接触或通过呼吸道和消化道向体外排出而污染食品。

蚊、蝇及蟑螂等各种昆虫也都携带有大量的微生物，其中可能有多种病原微生物，它们接触食品同样会造成微生物的污染。

1.1.5 加工机械及设备  

各种加工机械设备本身没有微生物所需的营养物质，但在食品加工过程中，由于食品的汁液或颗粒粘附于内表面，食品生产结束时机械设备没有得到彻底的灭菌，使原本少量的微生物得以在其上大量生长繁殖，成为微生物的污染源。

这种机械设备在后来的使用中会通过与食品接触而造成食品的微生物污染。

1.1.6  包装材料  

各种包装材料如果处理不当也会带有微生物。

一次性包装材料通常比循环使用的材料所带有的微生物数量要少。

塑料包装材料由于带有电荷会吸附灰尘及微生物。

1.1.7  原料及辅料

1.1.7.1  动物性原料

  屠宰前健康的畜禽具有健全而完整的免疫系统，能有效地防御和阻止微生物的侵入和在肌肉组织内扩散。

所以正常机体组织内部（包括肌肉、脂肪、心、肝、肾等）一般是无菌的，而畜禽体表、被毛、消化道、上呼吸道等器官总是有微生物存在，如未经清洗的动物被毛、皮肤微生物数量可达105~106个/cm2。

如果被毛和皮肤污染了粪便，微生物的数量会更多。

刚排出的家畜粪便微生物数量可多达107个/g、瘤胃成分中微生物的数量可达109个/g。

患病的畜禽其器官及组织内部可能有微生物存在，如病牛体内可能带有结核杆菌、口蹄疫病毒等。

这些微生物能够冲破机体的防御系统，扩散至机体的其他部位，此多为致病菌。

动物皮肤发生刺伤、咬伤或化脓感染时，淋巴结会有细菌存在。

其中一部分细菌会被机体的防御系统吞噬或消除掉，而另一部分细菌可能存留下来导致机体病变。

畜禽感染病原菌后有的呈现临床症状，但也有相当一部分为无症状带菌者，这部分畜禽在运输和圈养过程中，由于拥挤、疲劳、饥饿、惊恐等刺激，机体免疫力下降而呈现临床症状，并向外界扩散病原菌，造成畜禽相互感染。

屠宰后的畜禽即丧失了先天的防御机能，微生物侵入组织后迅速繁殖。

屠宰过程卫生管理不当将造成微生物广泛污染的机会。

最初污染微生物是在使用非灭菌的刀具放血时，将微生物引入血液中的，随着血液短暂的微弱循环而扩散至胴体的各部位。

在屠宰、分割、加工、贮存和肉的配销过程中的每一个环节，微生物的污染都可能发生。

屠宰前畜禽的状态也很重要。

屠宰前给予充分休息和良好的饲养，使其处于安静舒适的条件，此种状态下进行屠宰其肌肉中的糖元将转变为乳酸。

在屠宰后6～7h内由于乳酸的增加使胴体的pH降低到5.6～5.7，24h内pH降低至5.3～5.7。

在此pH条件下，污染的细菌不易繁殖。

如果宰前家畜处于应激和兴奋状态，则将动用贮备糖元，宰后动物组织的pH接近于7，在这样的条件下腐败细菌的侵染会更加迅速。

健康禽类所产生的鲜蛋内部本应是无菌的，但是鲜蛋中经常可发现微生物存在，即使是刚产出的鲜蛋也是如此。

微生物污染的来源：

1）卵巢内。

病原菌通过血液循环进入卵巢，在蛋黄形成时进入蛋中。

常见的感染菌有雏沙门氏菌（S.pullora）、鸡沙门氏菌（S.gallinarum）等。

2）排泄腔（生殖道）。

禽类的排泄腔内含有一定数量的微生物，当蛋从排泄腔排出体外时，由于蛋内遇冷收缩，附在蛋壳上的微生物可穿过蛋壳进入蛋内。

3）环境。

鲜蛋蛋壳的屏障作用有限，蛋壳上有许多大小为4～6μm的气孔，外界的各种微生物都有可能进入，特别是贮存期长或经过洗涤的蛋，在高温、潮湿的条件下，环境中的微生物更容易借水的渗透作用侵入蛋内。

刚生产出来的鲜乳总是会含有一定数量的微生物，这是由于既使是健康乳畜的乳房内，也可能生存有一些细菌，特别是乳头管及其分枝，常生存着特定的乳房菌群。

主要有微球菌属、链球菌属、乳杆菌属。

当乳畜患乳房炎时，乳房内还会含有引起乳房炎的病原菌，如无乳链球菌（Str.agalactia）、化脓棒状杆菌（Cor.pyogenes）、乳房链球菌和金黄色葡萄球菌等。

患有结核或布氏杆菌病时，乳中可能有相应的病原菌存在。

鱼类生活在水域中，由于水域中含有多种微生物，所以鱼的体表、鳃、消化道内都有一定数量的微生物。

活鱼体表每平方厘米附着的细菌有102~107个，每毫升鱼的肠液中含细菌数为105~108个。

因此，刚捕捞的鱼体所带有的细菌主要是水生环境中的细菌。

主要有假单胞菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属等，淡水中的鱼还有产碱杆菌属、气单胞菌属和短杆菌属（Brevibacterium）等。

近海和内陆水域中的鱼可能受到人或动物的排泄物污染，而带有病原菌如副溶血性弧菌。

它们在鱼体上存在的数量不多，不会直接危害人类健康，但如贮藏不当，病原菌大量繁殖后可引起食物中毒。

在鱼上发现的病原菌还可能有沙门氏菌、志贺氏菌和霍乱弧菌、红斑丹毒丝菌、产气荚膜梭菌，它们也是由环境污染的。

捕捞后的鱼类在运输、贮存、加工、销售等环节中，还可能进一步被陆地上的各种微生物污染。

这些微生物主要有微球菌属和芽孢杆菌属，其次还有变形杆菌、大肠杆菌、赛氏杆菌、八叠球菌及梭状芽孢杆菌。

1.1.7.2 植物性原料  

健康的植物在生长期与自然界广泛接触，其体表存在有大量的微生物，所以收获后的粮食