微生物选择性分解营养物质的探究

当微生物污染食品以后，能够在食品上生长繁殖的微生物种类取决于食品的营养成分，如蛋白质、碳水化合物、脂肪，以及水、无机盐和维生素能否满足微生物生命活动所需要的能量。

1.分解蛋白质的微生物

（1）细菌。

细菌都具有分解蛋白质的能力，一般通过分泌蛋白酶来分解蛋白质。只有少数细菌能分泌胞外蛋白酶，其分解蛋白质的能力较强，而不能分泌胞外蛋白酶的细菌分解蛋白质的能力较弱。

具有分解蛋白质能力较强的细菌主要包括：芽孢杆菌属（Bacillus）、梭菌属（Clostridium）、假单胞菌属（Pseudomonas）、变形杆菌属（Proteus）等。分解能力较弱的细菌有微球菌属（Micrococcus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、黄杆菌属（Flavobacterium）、无色杆菌属（Photorhabdus）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、沙雷氏杆菌属（Serratia）、肠杆菌属（Enterobacter）、埃希氏菌属（Escherichia）等。此外，即使食品中没有糖类存在，分解蛋白质的细菌也能在以蛋白质为主要成分的食品上良好生长。

（2）酵母菌。

多数酵母菌对蛋白质的分解能力极弱，只有少数的酵母菌能分解蛋白质，如红棕色拿逊酵母菌（Nadsoniafulvescens）、白色拟内孢霉（Endomycopsis albicans）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、巴氏酵母（Saccharomyces pastorianus）和活跃酵母（Saccharomyces festinans）等，这些酵母能使凝固的蛋白质缓慢分解。此外，红酵母属（Rhodotorula）中的有些酵母能分解酪蛋白，促使乳制品发生腐败变质。

由于酵母菌在食品上生长繁殖需要氮源，但细菌利用含氮化合物作为能源的能力优于酵母菌，因此在N/C比率较高的食品中，细菌更容易引起食品的腐败变质。

（3）霉菌。

许多霉菌都具有分解蛋白质的能力，但与细菌相比，霉菌更能利用天然蛋白质，例如青霉属（Penicillium）、毛霉属（Mucor）、曲霉属（Aspergillus）、木霉属（Trichoderma）、根霉属（Rhizopus）和复端孢霉属（Cephalothecium）等中的许多种。特别是沙门柏干酪青霉（Penicillium camemberti）和洋葱曲霉（Aspergillus alliaceus）能迅速分解蛋白质，而且环境中若有大量的碳水化合物存在时，非常有利于蛋白酶的形成。

2.分解碳水化合物的微生物

（1）细菌。

细菌中能强烈分解淀粉的种类较少，主要是芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium），如枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、淀粉梭状芽孢杆菌（Clostridium amylobacter）和酪酸梭菌（Clostridium butyricum）等，它们通常是引起米饭发酵、面包黏液化的主要菌种。

能分解纤维素和半纤维素的细菌非常少见，仅有芽孢杆菌属（Bacillus）、八叠球菌属（Sarcina）和梭菌属（Clostridium）中的一些菌种。

细菌中能分解果胶质的有欧氏植物杆菌属（Erwinia）、芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium），如胡萝卜软腐欧氏杆菌（Erwinia carotovora）、软腐欧氏杆菌（Erwinia aroideae）、环状芽孢杆菌（Bacillus circulans）、多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）和费地浸麻梭菌（Clostridium felsineum）等，它们能分泌促使果蔬组织软化的果胶酶。

但绝大多数细菌利用单糖较为普遍，某些细菌也能利用双糖，此外，某些细菌还能利用有机酸或醇类。(www.xing528.com)

（2）酵母菌。

绝大多数酵母不能分解淀粉，但有少数特殊的酵母，如粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）和拟内胞霉属（Endomycopsis）中某些酵母能分解多糖；还有极少数的酵母菌具有分解果胶的能力，如脆壁酵母（Saccharomyces fragilis），同时，该菌也能发酵乳糖；球拟酵母属（Torulopsis）和假丝酵母属（Candida）中有些酵母能分解蔗糖，这常常是果汁饮料、含糖酸性饮料变质的原因。大多数酵母具有利用有机酸的能力。

（3）霉菌。

大多数霉菌都具有分解简单碳水化合物的能力，但只有极少数的霉菌能分解纤维素，如曲霉属中黑曲霉（Aspergillus niger）、土曲霉（Aspergillus terreus）和烟曲霉（Aspergillus fumigatus）等，青霉属中的橘青霉（Penicillium citrinum）和淡黄青霉（Penicillium luteum）等。但木霉属中的绿色木霉（Trichoderma viride）、里氏木霉（Trichoderma reesei）和康氏木霉（Trichoderma koningii）等具有较强分解纤维素的能力。

霉菌中分解果胶质能力最强的是黑曲霉（Aspergillus niger）、米曲霉（Aspergillus oryzae）、灰绿青霉（Penicillium glaucum），其次是蜡叶芽枝霉（Cladosporium herbarum）、高大毛霉（Mucor mucedo）、灰绿葡萄孢霉（Botrytis nidulans）等。

此外，曲霉属、青霉属、毛霉属和镰刀霉属中的许多菌种还具有利用某些简单有机酸或醇类的能力。

3.分解脂肪的微生物

（1）细菌。

脂肪分解菌是指能产生脂肪酶，使脂肪分解为甘油和脂肪酸的细菌。一般来讲，具有较强分解蛋白质能力的需氧性细菌，其中大多数也能分解脂肪，但是细菌中能分解脂肪的菌种不多，只有假单胞菌属中的荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）具有较强分解脂肪的能力，此外，无色杆菌属（Achromobacter）、黄色杆菌属（Flavobacterium）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、沙雷氏杆菌属（Serratia）、微球菌属（Micrococcus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）和芽孢杆菌属（Bacillus）中的许多菌种也具有分解脂肪的特性。

（2）酵母菌。

酵母菌中分解脂肪的菌种不多，常见的是解脂假丝酵母（Candida lipolytica），该菌不能发酵糖类，但分解脂肪和蛋白质的能力特别强。因此，在肉类食品和乳制品中发生的腐败变质应考虑到是否由酵母菌而引起。

（3）霉菌。

能分解脂肪的霉菌比细菌多，在食品中常见的有黄曲霉（Aspergillus flavus）、黑曲霉（Aspergillus niger）、烟曲霉（Aspergillus fumigatus）、灰绿青霉（Penicillium glaucum）、娄地青霉（Penicillium roqueforti）、白地霉（Geotrichum candidum）、德氏根霉（Rhizopus delemar）、少根根霉（Rhizopus arrizus）、解脂毛霉（Mucor lipolyticus）、爪哇毛霉（Mucor javanicus）和芽枝霉（Blastocladia pringsheimii）等。

细菌、酵母、霉菌三大类微生物对不同营养物质的分解作用均显示出一定的选择性。因此，根据食品成分组成的特点，就可以推测可能引起某些食品腐败变质的主要微生物类群或属甚至种。