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。由于各类食品的基质条件不同,因而引起各类食品腐败变质的微生物类群及腐败变质症状也不完全相同。下面就各类主要食品的腐败变质作一介绍。
一、罐藏食品的变质
罐藏食品是一种特殊形式保存食品的方法。食品原料经过一系列处理后装入容器,经密封、杀菌而制成的食品,通常称之为罐头。罐藏食品依据pH的高低可分为低酸性、中酸性、酸性和高酸性罐头四大类(见表10-3)。低酸性罐头是以动物性食品原料为主要成分,富含大量的蛋白质。因此引起这类罐藏食品腐败变质的微生物,主要是能分解蛋白质的微生物类群;而中酸性、酸性和高酸性罐头是以植物性食品原料为主要成分,碳水化合物含量高。因此引起这类罐藏食品腐败变质的微生物,是能分解碳水化合物和具有耐酸性的微生物类群。
表10-3 罐头食品的分类
有些蔬菜和水果的pH可能介于上述分类之间。南瓜、胡萝卜、菠菜、龙须菜、青豆以及甜菜可能在第一类或第二类内;什锦水果、桃子、杏子以及薄片菠萝可能在第三类或第四类里面。某些食品在装罐前可被人工酸化,例如洋葱、洋蓟等,可使pH下降。
(一)罐装食品腐败变质的原因
罐藏食品的密封可防止内容物溢出和外界微生物的侵入,而加热杀菌则是要杀灭存在于罐内的微生物。罐藏食品经过杀菌可在室温下保存很长时间。但由于某些原因,如生物因素,杀菌不彻底或者密封不良,遭受微生物污染会出现腐败变质现象;化学因素,如中酸性罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起氢膨胀;物理因素,如贮存温度过高、排气不良、金属容器腐蚀造成穿孔等。罐藏食品的微生物来源有两种情况。
1.杀菌后罐内残留有微生物
这是由于杀菌不彻底引起的。罐头杀菌需要考虑罐内食品的营养性质,称为商业灭菌,只强调杀死病原菌和产毒菌,并没有达到完全无菌的程度。因此罐内可能有一些非致病的微生物存在。当罐头杀菌操作不当、罐内留有空气等情况下,有些耐热的芽孢杆菌不能彻底杀灭。这些微生物在保存期内遇到合适条件就会生长繁殖而导致罐头的腐败变质。
2.杀菌后发生漏罐
罐头经过杀菌后,由于密封不好,杀菌后发生漏罐而遭受外界的微生物污染。其主要的污染源是冷却水,冷却水中的微生物通过漏罐处进入罐内。空气也是一个微生物污染源,通过漏罐污染的微生物既有耐热菌也有不耐热菌。
(二)罐装食品变质外形及微生物种类
合格的罐头,因罐内保持一定的真空度,罐盖或罐底应是平的或稍向内凹陷,软罐头的包装袋与内容物接合紧密。而腐败变质罐头的外观有两种类型,即平听和胀罐。
1.平听(Flat tin)
平听是以不产生气体为特征,因而罐头外观正常,主要是由细菌和霉菌引起。有以下几种原因造成。
(1)平酸腐败(flat sour spoilage) 又称平盖酸败。罐头内容物由于微生物的生长繁殖而变质,呈现浑浊和不同酸味,pH下降至0.1~0.3,但外观仍与正常罐头一样不出现膨胀现象。导致罐头平酸腐败的微生物习惯上称之为平酸菌。主要的平酸菌有:嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等,这些芽孢杆菌多数情况是由于杀菌不彻底引起的。此外在杀菌后。由于罐头密封不严,可引起二次污染。
(2)TA腐败(TA spoilage) TA是不产硫化氢的嗜热厌氧菌(Thermoanaero-bion)的缩写。TA菌是一类能分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌,它们在中酸或低酸罐头中生长繁殖后,产生酸和气体。气体主要有二氧化碳和氢气,如果这种罐头在高温中放置时间太长,气体积累较多,就会使罐头膨胀最后引起破裂。变质的罐头通常有酸味。这类菌中常见的有嗜热解糖梭状芽孢杆菌(Clostridiumthermosaccharolyticum),它的适宜生长温度是55℃,温度低于32℃ 时生长缓慢。由于TA菌在琼脂培养基上不易生成菌落,所以通常只采用液体培养法来检查它。例如用肝、玉米、麦芽汁、肝块肉汤或乙醇盐酸肉汤等液体培养基,培养温度采用55℃,检查产气和产酸的情况。
(3)硫化物腐败(Sulfide spoilage)这是由致黑梭状芽孢杆菌(Cl. nigrificans)引起的腐败。罐头内产生大量黑色的硫化物,沉积于罐头的内壁和食品上,致使罐内食品变黑并产生臭味,罐头外观一般保持正常或出现隐胀或轻胀。该菌为厌氧性嗜热芽孢杆菌,生长温度在35~70℃之间,适温为55℃,分解糖的能力较弱,但能较快地分解含硫氨基酸而产生硫化氢气体。此菌在豆类、玉米、谷类和鱼类罐头中常见。
2.胀罐(Swell can)
胀罐也称胖听,常发生于酸性和高酸性食品中。引起罐头胀罐现象的原因可分为两种:一种是由化学或物理原因造成的,如罐头内的酸性食品与罐头本身的金属发生化学反应产生氢气,罐内装的食品量过多时,也可压迫罐头形成胀罐,加热后更加明显。排气不充分,有过多的气体残存,受热后也可胀罐。另一种是由于微生物生长繁殖而造成的,它是绝大多数罐藏食品胀罐的原因。
总之,罐头的种类不同,导致腐败变质的原因菌也就不同,而且这些原因菌时常混在一起产生作用。因此,对每一种罐头的腐败变质都要做具体的分析,根据罐头的种类、成分、pH、灭菌情况和密封状况综合分析,必要时还要进行微生物学检验,开罐镜检及分离培养才能确定。
二、果蔬制品的腐败变质
水果与蔬菜中一般都含有大量的水分、碳水化合物、较丰富的维生素和一定量的蛋白质。水果的pH大多数在4.5以下,而蔬菜的pH一般在5.0~7.0之间。
(一)微生物的来源
在一般情况下,健康果蔬的内部组织应是无菌的,但有时外观看上去是正常的果蔬,其内部组织中也可能有微生物存在,例如有人从苹果、樱桃等组织内部分离出酵母菌,从番茄组织中分离出酵母菌和假单胞菌属的细菌。这些微生物是在果蔬开花期侵入并生存于果实内部的。此外,植物病原微生物可在果蔬的生长过程中通过根、茎、叶、花、果实等不同途径侵入组织内部,或在收获后的贮藏期间侵入组织内部。
果蔬表面直接接触外界环境,因而污染有大量的微生物,其中除大量的腐生微生物外,还有植物病原菌,还可能有来自人畜粪便的肠道致病菌和寄生虫卵。在果蔬的运输和加工过程中也会造成污染。
(二)果蔬的腐败变质
新鲜的果蔬表皮及表皮外覆盖的蜡质层可防止微生物侵入,使果蔬在相当长的一段时间内免遭微生物的侵染。当这层防护屏障受到机械损伤或昆虫的刺伤时,微生物便会从伤口侵入其内进行生长繁殖,使果蔬腐烂变质。这些微生物主要是霉菌、酵母菌和少数的细菌。霉菌或酵母菌首先在果蔬表皮损伤处,或由霉菌在表面有污染物粘附的部位生长繁殖。霉菌侵入果蔬组织后,细胞壁的纤维素首先被破坏,进一步分解细胞的果胶质、蛋白质、淀粉、有机酸、糖类等成为简单的物质,随后酵母菌和细菌开始大量生长繁殖,使果蔬内的营养物质进一步被分解、破坏。新鲜果蔬组织内的酶仍然活动,在贮藏期间,这些酶以及其他环境因素对微生物所造成的果蔬变质有一定的协同作用。
果蔬经微生物作用后外观会出现深色斑点、组织变软、变形、凹陷,并逐渐变成浆液状乃至水液状,产生各种不同的酸味、芳香味、酒味等导致食用。
引起果蔬腐烂变质的微生物以霉菌最多,也最为重要,其中相当一部分是果蔬的病原菌,而且它们各自有一定的易感范围。现将一些引起果蔬变质的微生物列于表10-4中。
表10-4 引起果蔬变质的主要微生物
续表
果蔬在低温(0~10℃)的环境中贮藏,可有效地减缓酶的作用,对微生物活动也有一定的抑制作用,可有效地延长果蔬的贮藏时间。但此温度只能减缓微生物的生长速度,并不能完全控制微生物。贮藏期的长短受温度、微生物的污染程度、表皮损伤的情况、成熟度等因素影响。
(三)果汁的腐败变质
以新鲜水果为原料,经压榨后加工制成的饮品即果汁。果汁中含有不等量的酸,因此pH较低。由于水果原料本身带有微生物,而且在加工过程中还会受到再污染,所以制成的果汁中必然存在许多微生物。微生物在果汁中能否繁殖,主要取决于果汁的pH和糖分含量。果汁的pH一般在2.4~4.2之间,糖度较高,可达60~70°Bx,因而在果汁中生长的微生物主要是酵母菌、其次是霉菌和极少数细菌。
苹果汁中的主要酵母菌有假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属。葡萄汁中的酵母菌主要是柠檬形克勒克氏酵母、葡萄酒酵母、卵形酵母、路氏酵母等。柑橘汁中常见越南酵母、葡萄酒酵母和圆酵母属等。浓缩果汁由于糖度高,细菌的生长受到抑制,只有一些耐渗酵母和霉菌生长,如鲁氏酵母和蜂蜜酵母等。这些酵母生长的最低Aw值为0.65~0.70,比一般酵母的Aw值要低得多。由于这些酵母细胞相对密度小于它所生活的浓糖液,所以往往浮于浓糖液的表层,当果汁中糖被酵母转化后,相对密度下降,酵母就开始沉至下面。当浓缩果汁置于4℃条件下保藏,酵母的发酵作用减弱甚至停止,可以防止浓缩果汁变质。
刚榨制的果汁中可检出交链孢霉属、芽枝霉属、粉孢霉属和镰刀霉属中的一些霉菌。但在贮藏的果汁中发现的霉菌以青霉属最为常见,如扩张青霉和皮壳青霉。另一种常见的霉菌是曲霉属,如构巢曲霉、烟曲霉等。充有CO2的果汁可抑制霉菌的活动。
果汁中生长的细菌主要是乳酸菌,如乳明串珠菌、植物乳杆菌等。其他细菌一般不容易在果汁中生长。
微生物引起果汁变质的表现主要有以下几种。
1.混浊
除化学因素造成果汁混浊外,多数是由酵母菌酒精发酵造成的,常见的是酵母菌中的圆酵母属的某些种。也可因霉菌生长造成。造成混浊的霉菌如雪白丝衣霉(Byssochlamys nivea)、宛氏拟青霉等(Paecilomyces varioti),当它们少量生长时,由于产生果胶酶,对果汁有澄清作用,但可使果汁风味变坏,当大量生长时就会使果汁混浊。
2.产生酒精
酵母菌能发酵果汁产生酒精。此外有少数细菌和霉菌也能发酵果汁产生酒精。如甘露醇杆菌(Bacterium mannitopoem)可使40%的果糖转化为酒精,有些明串珠菌属可使葡萄糖转变成酒精。毛霉、镰刀霉、曲霉中的部分菌种在一定条件下也能利用果汁产生酒精。
3.有机酸的变化
果汁中主要含有酒石酸、柠檬酸和苹果酸等有机酸,当微生物分解了这些有机酸或改变了它们的含量及比例,果汁的原有风味便会遭到破坏,甚至产生不愉快的异味。酒石酸一般只有极少数的细菌和个别的霉菌能分解,如解酒石酸杆菌(Bacterium tartarophorum)、琥珀酸杆菌(Bacterium succinicum)等,葡萄孢霉等能分解柠檬酸产生CO2和醋酸,乳酸杆菌、明串珠菌等能分解苹果酸产生乳酸和丁二酸等,个别霉菌如灰绿葡萄孢霉也能分解苹果酸。与此相反,有些霉菌如黑根霉在代谢过程中可以合成苹果酸,柠檬酸霉属(Citromyces)、曲霉属、青霉属、毛霉属、葡萄孢霉属、丛霉属(Dematium)和镰刀霉属等可以合成柠檬酸。
另外,在含糖量较高的果汁中,由于明串珠菌的生长会导致果汁发生黏稠状变质。
三、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。乳及其制品一旦处理不当被污染,在适宜条件下,微生物就会迅速繁殖引起乳及其制品腐败变质而失去食用价值,甚至可能引起食物中毒或其他传染病的传播。
(一)微生物的来源及种类
刚生产出来的鲜乳,总是会含有一定数量的微生物,而且在运输和贮存过程中还会受到微生物的污染,使乳中的微生物数量增多。
1.乳房内
即使是健康的乳畜的乳房内也可能有一些细菌,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。
2.挤乳过程中环境、器具及操作人员
污染的微生物的种类、数量直接受畜体表面卫生状况、畜舍的空气、挤奶用具、容器和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。
3.鲜牛乳中微生物的种类
自然界中多种微生物可以通过不同途径进入乳液中,一般鲜乳的菌数在103~106个/mL范围内。但在鲜乳中占优势的微生物,主要是一些细菌、酵母菌和少数霉菌。
(1)乳酸菌 乳酸菌在鲜乳中普遍存在,包括乳酸杆菌和链球菌两大类,约占鲜乳微生物的80%,它们能利用乳中的碳水化合物进行乳酸发酵,产生乳酸使鲜乳均匀凝固。其种类很多,有些同时还具有一定的分解蛋白质的能力。常见的有乳酸链球菌、乳脂链球菌、粪链球菌、液化链球菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌。此外,鲜乳中经常还可分离到干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、发酵乳杆菌(Lactobacil-lus fermentati)、乳短杆菌(L. brevis)等。
(2)胨化细菌 胨化细菌是一类分解蛋白质的细菌,可使不溶解状态的蛋白质变成溶解状态。乳液由于乳酸菌产酸使蛋白质凝固或由细菌的凝乳酶作用使乳中酪蛋白凝固。而胨化细菌能产生蛋白酶,使凝固的蛋白质消化成为溶解状态。乳中常见的胨化细菌有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、荧光假单胞菌、腐败假单胞菌等。
(3)脂肪分解菌 主要是一些革兰氏阴性无芽孢杆菌,如假单胞菌属和无色杆菌属等分解脂肪的能力很强。
(4)酪酸菌 这是一类能分解碳水化合物产生酪酸、CO2和H2的细菌。牛乳中的魏氏杆菌即是厌氧性的革兰氏阳性梭状芽孢菌。
(5)产气菌 这是一类能分解碳水化合物而产酸和产气的细菌。例如:大肠杆菌和产气肠杆菌,为革兰氏阴性肠道杆菌,兼具厌氧性,在人体和动物的肠道内都有存在,在自然界被粪便污染的地方均能检出,能分解乳糖而产酸(乳酸、醋酸)并产生气体(CO2和H2)。
(6)产碱菌 有些细菌能使牛乳中所含的有机盐(柠檬酸盐)分解而形成碳酸盐,从而使牛乳转变为碱性。例如,粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis),为革兰氏阴性需氧性菌。这种菌在人及动物肠道内存在,它随着粪便而使牛乳污染。这种菌的适宜生长温度在25~37℃。又如:稠乳产碱杆菌(Al. viscolactis)常在水中存在,为革兰氏阴性菌,需氧性,适宜生长温度是10~26℃,除能产碱外,并能使牛乳变得黏稠。
(7)病原菌 患乳房炎的乳牛的乳中会有金黄色葡萄球菌和病原性大肠杆菌,有时,还可以出现人畜共有的病原菌。患结核或布氏杆菌病的牛分泌的乳中会产生布鲁氏杆菌(Brucella abortus)、结核杆菌、病原性大肠菌、沙门氏菌、溶血链球菌等。
(8)酵母和霉菌 在牛乳中经常见到的酵母主要有:脆壁酵母(Saccharomycesfragilis)、洪氏球拟酵母(Torulopsis hulmii)、高加索乳酒球拟酵母(T. kefir)、球拟酵母(T. globosa)等。常见的霉菌有乳粉孢霉、乳酪粉孢霉(Oospora casei)、黑念珠霉(Monilia nigra)、变异念珠霉(M. variabilis)、腊叶芽枝霉(Cladosporium herbarum)、乳酪青霉(Penicillium casei),灰绿青霉、灰绿曲霉(Aspergillus glau-cus)和黑曲霉等。
(二)鲜乳的腐败变质
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同。通常新挤出的乳,迅速冷却到0℃可保持48h,5℃可保持36h,10℃可保持24h,25℃可保持6h,30℃仅可保持2h。在这段时间内,乳内细菌是受到抑制的。鲜乳的保存温度与鲜乳自身杀菌作用的关系见表10-5。
表10-5 鲜乳保存温度与杀菌作用的关系
当乳的自身杀菌作用消失后,将其静置于室温下,可发生一系列微生物学变化,即乳所特有的菌群交替生长现象。这种有规律的交替生长现象分为以下几个阶段(见图10-1)。
图10-1 鲜乳中微生物活动曲线
1.抑制期
在新鲜的乳液中含有溶菌酶等抗菌物质,对乳中存在的微生物具有杀灭或抑制作用。在自身杀菌作用终止后,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12h。
2.乳酸链球菌期
鲜乳中的抗菌物质减少或消失后,存在于乳中的微生物,如乳酸链球菌、乳酸杆菌、大肠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,使乳中的酸性物质含量不断增高。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酸链球菌本身的生长也受到抑制,数量开始减少。
3.乳酸杆菌期
当乳酸链球菌在乳液中繁殖,乳液的pH下降至4.5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2d。
4.真菌期
当酸度继续下降至pH3.0~3.5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回升,逐渐接近中性。
5.腐败期(胨化期)
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不断上升,向碱性转化,同时并伴随有芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、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。
鲜乳的腐败变质还会出现产气、发黏和变色的现象。气体主要是由细菌及少数酵母菌产生,主要有大肠杆菌群,其次有梭状芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、异型发酵的乳酸菌类、丙酸细菌及酵母菌。这些微生物分解乳中糖类产酸并产CO2或H2。发黏现象是具有荚膜的细菌生长造成的,主要是产碱杆菌属、肠杆菌属和乳酸菌中的某些种。变色主要是由假单胞菌属、黄色杆菌属和酵母菌等的一些菌种造成的。
(三)鲜乳消毒和灭菌
从上述的鲜乳中微生物变化可以看出鲜乳要延长贮存期必须消毒,鲜乳消毒和灭菌是杀灭致病菌和一切生长型的微生物。消毒的效果与鲜乳被污染的程度有关。鲜乳的消毒可采用巴氏消毒法、瓶装笼蒸消毒法和煮沸法。在实际中选择何种方法,除了要考虑杀灭病原菌外,还须注意减少高温对鲜乳营养成分的破坏。一般以巴氏消毒法最为常用。巴氏消毒法操作方法有多种,其设备、温度和时间各不相同,但都能达到消毒目的,比较常用的有两种:低温长时间消毒法和高温短时间消毒法,现在超高温瞬时消毒法也被广泛应用。
(1)低温长时间消毒法(LTLT杀菌法) 将牛乳置于62~65℃下保持30min。在最初20min内已可杀灭繁殖型的细菌99%以上,后10min是保证消毒效果。
(2)高温短时消毒法(HTST杀菌法)将牛乳置于72~75℃加热15~16s,或80~85℃加热10~15s。这种消毒方式可以适应大量的鲜乳连续消毒,但对污染严重的鲜乳,难以保证消毒效果。
(3)超高温瞬时消毒法(UHT杀菌法) 控制条件为130~150℃加热2~3s,其消毒效果比前两者好。但由于温度高对营养成分有部分影响。
牛乳经过巴氏杀菌后,并未达到完全灭菌,在乳中还残留有耐热型细菌。因此,消毒后的牛乳应及时冷藏,并采用最快的传送方式供应给用户。
四、肉及肉制品的腐败变质(https://www.xing528.com)
各种肉及肉制品中均含有丰富的蛋白质、脂肪、水、无机盐和维生素。因此肉及肉制品不仅是营养丰富的食品,也是微生物良好的天然培养基。
(一)肉及肉制品中微生物的来源
1.宰前的微生物来源
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,所以它们的正常机体组织内部(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、上呼吸道等器官中总是有微生物存在,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。刚排出的家畜粪便中微生物数量可多达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,淋巴结中会有细菌存在。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。
2.宰后的微生物来源
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。
肉类一旦被微生物污染,其生长繁殖是很难完全抑制的。因此限制微生物污染的最好方法是在严格卫生管理条件下进行屠宰、加工和运输,这也是获得高品质肉类及其制品的重要措施。对已遭受微生物污染的胴体,抑制微生物生长的最有效方法则是进行迅速冷却和及时冷藏。
(二)肉及肉制品中微生物的类型及特征
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。它们都有较强的分解蛋白质的能力。
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假丝酵母菌属、丝孢酵母属、交链孢霉属、曲霉属、芽枝霉属、毛霉属、根霉属和青霉属。
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。
(三)鲜肉的腐败变质及现象
通常鲜肉保藏在0℃左右的低温环境中,可存放10d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。细菌吸附于鲜肉表面的过程可分为两个阶段:首先是可逆吸附阶段,即细菌与鲜肉表面微弱结合,此时用水洗可将其除掉;第二个阶段为不可逆吸附阶段,细菌紧密地吸附在鲜肉表面,而不能被水洗掉,吸附的细菌数量随着时间的延长而增加,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,这样更有利于微生物的生长。
1.有氧条件下的腐败
在有氧条件下,需氧和兼性厌氧菌引起肉类的腐败表现如下。
(1)表面发黏 微生物在肉表面大量繁殖后,使肉体表面有黏状物质产生,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。当肉的表面有发黏、拉丝现象时,其表面含菌数一般为107个/cm2。
(2)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白结合后形成的硫化氢血红蛋白(HS—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,黏质赛氏杆菌在肉表面能产生红色斑点,深蓝色假单胞杆菌能产生蓝色,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。一些发磷光的细菌,如发磷光杆菌的许多种能产生磷光。
(3)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。
(4)产生异味 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;乳酸菌和酵母菌作用产生挥发性有机酸的酸味;霉菌生长繁殖产生霉味;放线菌产生泥土味等。
2.无氧条件下的腐败
在室温条件下,一些不需要严格厌氧条件的梭状芽孢杆菌首先在肉上生长繁殖,随后其他一些严格厌氧的梭状芽孢杆菌,如双酶梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌、溶组织梭状芽孢杆菌等开始生长繁殖,分解蛋白质产生恶臭味。牛、猪、羊的臀部肌肉很容易出现深部变质现象,有时鲜肉表面正常,切开时有酸臭味,股骨周围的肌肉为褐色,骨膜下有黏液出现,这种变质称为骨腐败。
塑料袋真空包装并贮于低温条件时可延长保存期,此时如塑料袋透气性很差,袋内氧气不足,将会抑制需氧菌的生长,而以乳杆菌和其他厌氧菌生长为主。
在厌氧条件下,兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生长繁殖引起肉类腐败变质的表现如下。
(1)产生异味 由于梭状芽孢杆菌、大肠杆菌以及乳酸菌等作用,产生甲酸、乙酸、丁酸、乳酸和脂肪酸而形成酸味,蛋白质被微生物分解产生硫化氢、硫醇、吲哚、粪臭素、氨和胺类等异味化合物而呈现异臭味,同时还可产生毒素。
(2)腐烂 腐烂主要是由梭状芽孢杆菌属中的某些种引起的,假单胞菌属、产碱杆菌属和变形杆菌属中的某些兼性厌氧菌也能引起肉类的腐烂。
鲜肉末在搅拌过程中微生物可均匀地分布到碎肉中,所以绞碎的肉比整块肉含菌数量高得多。绞碎肉中的菌数为108个/g时,在室温条件下,24h就可能出现异味。
值得注意的是肉腐败变质与保藏温度有关,当肉的保藏温度较高时,杆菌的繁殖速度较球菌快。
五、禽蛋的腐败变质
禽蛋具有很高的营养价值,含有较多的蛋白质、脂肪、B族维生素及无机盐类,如保藏不当,易受微生物污染而引起腐败。
1.禽蛋微生物的来源
健康禽类所产的鲜蛋内部应是无菌的。在一定条件下鲜蛋的无菌状态可保持一段时间,这是由干鲜蛋本身具有一套防御系统。
(1)刚产下的蛋壳表面有一层胶状物。这种胶状物质与蛋壳及壳内膜构成一道屏障,可以阻挡微生物侵入。
(2)蛋白内含有某些杀菌或抑菌物质,在一定时间内可抵抗或杀灭侵入到蛋内的微生物。例如蛋白内含的溶菌酶可破坏细菌的细胞壁,具有较强的杀菌作用。较低的温度可使溶菌酶的杀菌作用保持较长的时间。
(3)刚排出的蛋内蛋白的pH为7.4~7.6,一周内会上升到9.4~9.7,如此高的pH环境不适于一般微生物的生存。
以上所述乃是鲜蛋保持无菌的重要因素。但在鲜蛋中经常可以发现有微生物存在,即使刚产下的鲜蛋中也有带菌现象。鲜蛋中有微生物存在,与下列的原因有关:
①卵巢内:在禽的卵巢内形成蛋黄时,细菌可以侵入蛋黄。禽类吃了含有病原菌的饲料而感染了传染病,病原菌通过血液循环而侵入卵巢。在蛋黄形成时,即被病原菌污染。
②泄殖腔:禽类泄殖腔内含有一定数量的微生物,在形成蛋壳之前,泄殖腔内的细菌向上污染至输卵管,导致蛋的污染。当蛋从泄殖腔排出体外时,由于在外界空气的自然冷却的条件下引起蛋内遇冷收缩,在空气中的或附在蛋壳上的微生物便可穿过蛋壳进入蛋内。
③环境:蛋在收购、运输、贮藏过程中被污染。蛋壳表面的微生物很多,据调查,一个蛋壳的表面,可有400万~500万个细菌;污染严重的蛋壳,细菌数可高达1.4亿~9亿个。鲜蛋蛋壳的屏障作用有限,蛋壳上有许多大小为4~40μm的气孔,外界的各种微生物都有可能经蛋壳上的小孔进入,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。因此,当蛋壳稍有损伤时,蛋白首先遭到污染。
2.禽蛋的腐败变质过程和现象
禽蛋被微生物污染后,在适宜的条件下,微生物首先使蛋白分解。蛋白带被分解断裂,使蛋黄不能固定而发生位移,随后蛋黄膜被分解而使蛋黄散乱,并与蛋白逐渐混在一起。这种现象是变质的初期现象,称为散黄蛋。散黄蛋进一步被微生物分解,产生硫化氢、氨、粪臭素等蛋白分解产物,蛋液变成灰绿色的稀薄液并伴有大量恶臭气味,称为泻黄蛋。有时蛋液变质不产生硫化氢而产生酸臭,蛋液不呈绿色或黑色而呈红色,蛋液变稠呈浆状或有凝块出现,这是微生物分解糖的腐败现象,称为酸败蛋。外界的霉菌可在蛋壳表面或进入内侧生长,形成大小不同的深色霉斑,造成蛋液黏着,称为黏壳蛋。
3.禽蛋中的微生物类群
(1)引起腐败变质的微生物
①细菌以枯草芽孢杆菌、马铃薯杆菌、无色杆菌、变形杆菌、大肠菌群、产碱杆菌、荧光杆菌、绿脓杆菌和某些球菌较为常见。
②霉菌有芽枝霉、分枝孢霉、侧孢霉、毛霉、枝霉、葡萄孢霉、交链孢霉和青霉等。
(2)鲜蛋中的病原菌 禽类带沙门氏菌现象比较多见,经调查证明,禽类带有沙门氏菌,以禽体内的卵巢最为多见,这就是鲜蛋内污染沙门氏菌的主要原因。金黄色葡萄球菌和变形杆菌等与食物中毒有关的病原菌在蛋中也占有较高的检出率。
六、糕点的腐败变质
糕点是一种营养丰富的食品,是微生物的良好培养基,极易被污染而发生霉变现象,特别是含水分较多的糕点,在高温下更易发霉。
1.糕点变质现象和微生物类群
糕点类食品由于含水量较高,糖、油脂含量较多,在阳光、空气和较高温度等因素的作用下,易引起霉变和酸败。引起糕点变质的微生物类群主要是细菌和霉菌,如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、大肠杆菌、变形杆菌、黄曲霉、毛霉、青霉、镰刀霉等。
2.糕点变质的原因分析
糕点变质主要是由于生产原料不符合质量标准、制作过程中灭菌不彻底和糕点包装贮藏不当而造成的。
(1)生产原料不符合质量标准 糕点食品的原料有糖、乳、蛋、油脂、面粉、食用色素、香料等,市售糕点往往不再加热而直接入口。因此,对糕点原料选择、加工、贮存、运输、销售等都应有严格的卫生要求。糕点食品发生变质原因之一是原料的质量问题,如作为糕点原料的奶及奶油未经过巴氏消毒,奶中污染有较高数量的细菌及其毒素;蛋类在打蛋前未洗涤蛋壳,不能有效地去除微生物。为了防止糕点的霉变以及油脂和糖的酸败,应对生产糕点的原料进行消毒和灭菌。对所使用的花生仁、芝麻、核桃仁和果仁等已有霉变和酸败迹象的不能采用。
(2)制作过程中灭菌不彻底 各种糕点食品生产时,都要经过高温处理,既是食品熟制又是杀菌过程,在这个过程中大部分的微生物都被杀死,但抵抗力较强的细菌芽孢和霉菌孢子往往残留在食品中,遇到适宜的条件仍能生长繁殖,引起糕点食品变质。
(3)糕点包装贮藏不当 糕点的生产过程中,由于包装及环境等方面的原因会使其污染许多微生物。烘烤后的糕点,必须冷却后才能包装。所使用的包装材料应无毒、无味,生产和销售部门应具备冷藏设备。
七、食品腐败变质的鉴定
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。
(一)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、变黏等现象。这些都可以通过感官分辨出来。
1.色泽
食品无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。
2.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,人的嗅觉就能敏感地觉察到有不正常的气味产生。如氨、三甲胺、乙酸、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10-11~10-8mol/m3时,人们的嗅觉就可以觉察到。此外,食品变质时,其他胺类物质、甲酸、乙酸、酮、醛、醇类、酚类、靛基质化合物等也可觉察到。
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。
3.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,如番茄制品来讲,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,某些假单胞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。
4.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,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黏等现象;粉碎后加工制成的食品,如鱼糕、乳粉、果酱等变质后常引起黏稠、结块等表面变形、湿润或发黏现象。
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。
(二)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的变化作为指标。
1.挥发性盐基总氮
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气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安全标准。例如一般在低温有氧条件下,鱼类挥发性盐基氮的量达到30mg/100g时,即认为是变质的标志。
2.三甲胺
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4~6mg/100g。
3.组胺
鱼贝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。当鱼肉中的组胺量达到4~10mg/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。
(三)物理鉴定
食品的物理鉴定,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、浸出液电导率、折光率、冰点下降、黏度上升等指标。其中肉浸液的黏度测定尤为敏感,能反映腐败变质的程度。
(四)微生物鉴定
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108个/g时,则可认为处于初期腐败阶段。
腐败变质的食品首先是带有使人们难以接受的感官性状,如刺激气味、异常颜色、酸臭味道和组织溃烂、黏液污秽感等。其次是营养成分分解,营养价值严重降低。腐败变质食品一般由于微生物污染严重,菌相复杂和菌量增多,因而增加了致病菌和产毒霉菌等存在的机会;由于菌量增多,可以使某些致病性微弱的细菌,引起人体的不良反应,甚至中毒;致病菌引起的食物中毒,几乎都有菌量异常增大这个必要条件;至于腐败变质分解产物对人体的直接毒害,至今研究仍不够充分。然而这方面的报告与中毒事件却越来越多,如某些鱼类腐败产生的组胺使人体中毒,脂肪酸败产物引起人的不良反应及中毒,以及腐败产生的亚硝胺类、有机胺类和硫化氢等都具有一定的毒性。
因此,对食品的腐败变质要及时准确鉴定,并严加控制,但这类食品的处理还必须充分考虑具体情况。如轻度腐败的肉、鱼类,通过煮沸可以消除异常气味,部分腐烂的水果、蔬菜可拣选分类处理等。然而人体虽有足够的解毒功能,但在短时间内摄入量不可过大。因此应强调指出,一切处理的前提,都必须以确保人体健康为原则。
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