微生物生態(tài)關(guān)系與食品微生物的污染來源及其控制第1頁/共61頁微生物與生物環(huán)境間的相互關(guān)系食品環(huán)境中微生物之間的相互關(guān)系第2頁/共61頁在食品環(huán)境中,微生物與他種生物及微生物混生存在.微生物間的相互關(guān)系復(fù)雜多樣.第3頁/共61頁

微生物種群間相互作用關(guān)系的類型1、互生（雙方互利或偏利）

如好氧性固氮菌與纖維素分解菌2、共生（相互依賴、互助有利）如地衣，綠藻或藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行光合作用，將水和無機(jī)營養(yǎng)轉(zhuǎn)化成有機(jī)養(yǎng)料，而真菌則以產(chǎn)生的有機(jī)酸分解巖石，為藻類或藍(lán)細(xì)菌提供礦物元素。3、拮抗（抑他型）（分特異性和非特異性）

如微生物產(chǎn)抗生素、產(chǎn)酸、產(chǎn)乙醇等第4頁/共61頁互利共生,專性初級(jí)合作偏利共生第5頁/共61頁共生關(guān)系第6頁/共61頁拮抗第7頁/共61頁微生物種群間相互作用關(guān)系的類型4、寄生

①專性寄生：專性寄生于活體生物中，如病毒②兼性寄生：以腐生為主，兼營寄生③兼性腐生：以寄生為主，兼營腐生5、捕食

捕食與被食者之間存在著相互制約的關(guān)系，保持生態(tài)的平衡有著十分重要的意義。

第8頁/共61頁捕食拮抗第9頁/共61頁捕食該桿菌以潛入模式攻擊敏感菌周質(zhì)捕食者蛭弧菌,穿透細(xì)胞壁在質(zhì)膜外生長吸血球菌以附生模式攻擊細(xì)菌第10頁/共61頁微生物種群之間相互作用類型相互作用名稱相互作用結(jié)果種群甲種群乙互利共生(專性,mutualism)++互利共生(非專性,synergism)++偏利共生(Commensalism)0+捕食(Predation)+-寄生(parasitism)+-拮抗(antagonism,amensalism)0/+-競爭(competition)--種間共處(neutralism)00第11頁/共61頁食品微生物的污染來源及其控制食品微生物的污染來源第12頁/共61頁食品微生物的污染及其控制食品微生物污染是指食品在加工、運(yùn)輸、貯藏、銷售過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徑及其在食品中的消長規(guī)律;切斷污染途徑、控制其對(duì)食品的污染;延長食品保藏期、防止食品腐敗變質(zhì)與食物中毒的發(fā)生。第13頁/共61頁

食品中微生物

污染的來源及其污染途徑微生物污染的來源土壤水空氣動(dòng)植物人加工設(shè)備和工具包裝材料和容器原料和輔料第14頁/共61頁一、土壤土壤中含有大量的可被微生物利用的碳源和氮源，還含有大量的硫、磷、鉀、鈣、鎂等無機(jī)元素及硼、鉬、鋅、錳等微量元素；土壤具有一定的保水性、通氣性及適宜的酸堿度（pH3.5-10.5）；土壤溫度變化范圍通常在10～30℃之間，而且表面土壤的覆蓋有保護(hù)微生物免遭太陽紫外線的危害。

土壤為微生物的生長繁殖提供了有利的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件。土壤素有“微生物的天然培養(yǎng)基”和“微生物大本營”之稱。第15頁/共61頁一、土壤土壤中的微生物數(shù)量可達(dá)107～109個(gè)/g。土壤中的微生物種類十分龐雜，其中細(xì)菌占有比例最大，可達(dá)70%～80%，放線菌占5%～30%，其次是真菌、藻類和原生動(dòng)物。肥沃的土壤中含較多的有機(jī)質(zhì)和微生物第16頁/共61頁二、水自然界中的江、河、湖、海等各種淡水與咸水水域中都生存著相應(yīng)的微生物。不同水域中的有機(jī)物和無機(jī)物種類和含量、溫度、酸堿度、含鹽量、含氧量及不同深度光照度等的差異，因而各種水域中的微生物種類和數(shù)量呈明顯差異。通常水中微生物的數(shù)量主要取決于水中有機(jī)物質(zhì)的含量，有機(jī)物質(zhì)含量越多，其中微生物的數(shù)量也就越大。

第17頁/共61頁淡水域中的微生物習(xí)慣于在潔凈的湖泊和水庫中生活，以自養(yǎng)型微生物為主

如硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌及含有光合色素的藍(lán)細(xì)菌、綠硫細(xì)菌和紫細(xì)菌等。腐生性細(xì)菌，能在低含量營養(yǎng)物的清水中生長。

如色桿菌屬（Chromobacterium），無色桿菌屬（Achromobacter）和微球菌屬（Micrococcus）水生性霉菌：

如水霉屬（Saprolegnia）和綿霉屬（Achlya）單細(xì)胞和絲狀的藻類以及一些原生動(dòng)物常在水中生長，通常它們的數(shù)量不大。清水型水生微生物第18頁/共61頁淡水域中的微生物它們隨腐敗的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入水域，獲得營養(yǎng)而大量繁殖的，是造成水體污染、傳播疾病的重要原因。其中數(shù)量最大的是G-細(xì)菌，如變形桿菌屬（Proteus）、大腸桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌（Enterobacter

aerogenes）和產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）等，還有芽孢桿菌屬、弧菌屬（Vibrio）和螺菌屬（Spirillum）中的一些種。腐敗型水生微生物第19頁/共61頁淡水域中的微生物當(dāng)水體受到土壤和人畜排泄物的污染后，會(huì)使腸道菌的數(shù)量增加，如大腸桿菌、糞鏈球菌（Streptococcus

faecalis）和魏氏梭菌（Clostridium

welchii）、沙門氏菌、產(chǎn)氣莢膜芽孢桿菌（B.perfringens）、炭疽桿菌（B.anthracis）、破傷風(fēng)芽孢桿菌（B.tetani）。污水中還會(huì)有纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類原生動(dòng)物。進(jìn)入水體的動(dòng)植物致病菌，通常因水體環(huán)境條件不能完全滿足其生長繁殖的要求，故一般難以長期生存，但也有少數(shù)病原菌可以生存達(dá)數(shù)月之久。腐敗型水生微生物第20頁/共61頁海水含有大量的水生微生物，主要是細(xì)菌，它們均具有嗜鹽性。它們能引起海產(chǎn)動(dòng)植物的腐敗，有的是海產(chǎn)魚類的病原菌。近海中常見的細(xì)菌有：假單胞菌、無色桿菌、黃桿菌、微球菌屬、芽孢桿菌屬和噬纖維菌屬（Cytophaga）。海水中還存在有可引起人類食物中毒的病原菌，如副溶血性弧菌（Vibrio

parahaemolyticus）。新近報(bào)道，海水中存在著豐富的病毒礦泉水及深井水中通常含有很少的微生物數(shù)量。第21頁/共61頁三、空氣空氣不具備微生物生長繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)和充足的水分條件，加之室外經(jīng)常接受來自日光的紫外線照射，所以空氣不是微生物生長繁殖的場(chǎng)所。然而空氣中也確實(shí)含有一定數(shù)量的微生物，這些微生物是隨風(fēng)飄揚(yáng)而懸浮在大氣中或附著在飛揚(yáng)起來的塵埃或液滴上。這些微生物可來自土壤、水、人和動(dòng)植物體表的脫落物和呼吸道、消化道的排泄物。第22頁/共61頁空氣空氣中的微生物主要為霉菌、放線菌的孢子和細(xì)菌的芽孢及酵母。公共場(chǎng)所、街道、畜舍、屠宰場(chǎng)及通氣不良處的空氣中微生物的數(shù)量較高?？諝庵械膲m埃越多，所含微生物的數(shù)量也就越多。室內(nèi)污染嚴(yán)重的空氣微生物數(shù)量可達(dá)106個(gè)/m3，空氣清新的地方微生物的數(shù)量較少。某些病原微生物、它們直接來自人或動(dòng)物呼吸道、皮膚干燥脫落物及排泄物或間接來自土壤，如結(jié)核桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、病毒等。患病者口腔噴出的飛沫小滴含有1-2萬個(gè)細(xì)菌。

第23頁/共61頁四、人及動(dòng)物體

人體及各種動(dòng)物，如犬、貓、鼠等的皮膚、毛發(fā)、口腔、消化道、呼吸道均帶有大量的微生物，如未經(jīng)清洗的動(dòng)物被毛、皮膚微生物數(shù)量可達(dá)105-106/cm2。當(dāng)人或動(dòng)物感染了病原微生物后，體內(nèi)會(huì)存在有不同數(shù)量的病原微生物，其中有些菌種是人畜共患病原微生物，如沙門氏菌、結(jié)核桿菌、布氏桿菌（Bacterium

burgeri）。這些微生物可以通過直接接觸或通過呼吸道和消化道向體外排出而污染食品。蚊、蠅及蟑螂等各種昆蟲也都攜帶有大量的微生物，其中可能有多種病原微生物，它們接觸食品同樣會(huì)造成微生物的污染。第24頁/共61頁五、加工機(jī)械及設(shè)備

在食品加工過程中，由于食品的汁液或顆粒粘附于設(shè)備內(nèi)表面，食品生產(chǎn)結(jié)束時(shí)機(jī)械設(shè)備沒有得到徹底的滅菌，使原本少量的微生物得以在其上大量生長繁殖，成為微生物的污染源。這種機(jī)械設(shè)備在后來的使用中會(huì)通過與食品接觸而造成食品的微生物污染。第25頁/共61頁六、包裝材料

各種包裝材料如果處理不當(dāng)也會(huì)帶有微生物。一次性包裝材料通常比循環(huán)使用的材料所帶有的微生物數(shù)量要少。塑料包裝材料由于帶有電荷會(huì)吸附灰塵及微生物。

第26頁/共61頁七、原料及輔料

——?jiǎng)游镄栽?/p>

屠宰前健康的畜禽具有健全而完整的免疫系統(tǒng)，能有效地防御和阻止微生物的侵入和在肌肉組織內(nèi)擴(kuò)散。所以正常機(jī)體組織內(nèi)部（包括肌肉、脂肪、心、肝、腎等）一般是無菌的畜禽體表、被毛、消化道、上呼吸道等器官總是有微生物存在，如未經(jīng)清洗的動(dòng)物被毛、皮膚微生物數(shù)量可達(dá)105~106個(gè)/cm2。如果被毛和皮膚污染了糞便，微生物的數(shù)量會(huì)更多。剛排出的家畜糞便微生物數(shù)量可多達(dá)107個(gè)/g、瘤胃成分中微生物的數(shù)量可達(dá)109個(gè)/g。第27頁/共61頁七、原料及輔料

——植物性原料健康的植物，其體表存在有大量的微生物，所以收獲后的糧食一般都含有其原來生活環(huán)境中的微生物。糧食中還含有相當(dāng)數(shù)量的霉菌孢子，主要是曲霉屬、青霉屬、交鏈孢霉屬、鐮刀霉屬等，還有酵母菌。植物體表還會(huì)附著有植物病原菌及來自人畜糞便的腸道微生物及病原菌。健康的植物組織內(nèi)部應(yīng)該是無菌或僅有極少數(shù)菌；其內(nèi)部組織中也可能有某些微生物的存在。這些微生物是果蔬開花期侵入并生存于果實(shí)內(nèi)部的。

第28頁/共61頁植物性原料感染病后的植物組織內(nèi)部會(huì)存在大量的病原微生物，這些病原微生物是在植物的生長過程中通過根、莖、葉、花、果實(shí)等不同途徑侵入組織內(nèi)部的。新鮮果蔬汁，由于果蔬原料本身帶有微生物，而且在加工過程中還會(huì)再次感染，所以制成的果蔬汁中必然存在大量微生物。果汁的pH值一般在2.4～4.2之間，糖度較高，可達(dá)60～70°Brix，因而在果汁中生存的微生物主要是酵母菌，其次是霉菌和極少數(shù)的細(xì)菌。第29頁/共61頁食品微生物污染的控制防止原料污染食品企業(yè)衛(wèi)生管理食品衛(wèi)生檢驗(yàn)環(huán)境衛(wèi)生管理實(shí)施HACCP管理體系第30頁/共61頁控制微生物生長與食品保藏技術(shù)第31頁/共61頁一、影響微生物生長的食品內(nèi)在和外在因素

1、內(nèi)在因素動(dòng)植物食品本身的特性：營養(yǎng)成分、pH值、水分、滲透壓、氧化還原電位等。有的食品中含有抗菌成分。如大蒜素油、肉桂醛、芥子油、蛋清中的溶菌酶等。食品的生物結(jié)構(gòu)，如果皮、種子皮、蛋殼等具有保護(hù)生物體不受微生物侵害的作用。第32頁/共61頁2、外在因素影響食品中微生物生長繁殖的環(huán)境因素，包括溫度、相對(duì)濕度、氧氣濃度、環(huán)境中的微生物等等。第33頁/共61頁3、多種因素聯(lián)合作用的柵欄技術(shù)又稱障礙技術(shù)采用多種因素或技術(shù)控制食品微生物的生長。其實(shí)質(zhì)是利用多因素目標(biāo)途徑來阻止腐敗菌生長和芽孢的萌發(fā)。第34頁/共61頁二、食品防腐保藏技術(shù)引起食品腐敗變質(zhì)的因素有物理、化學(xué)和生物因素，其中以生物因素為主，而其中又以微生物為最主要。所以，食品防腐保藏技術(shù)的主要目標(biāo)是控制微生物生長繁殖，防止腐敗菌引起食品發(fā)生變質(zhì)，杜絕病原菌引起食物中毒。第35頁/共61頁食品防腐保藏技術(shù)1、利用加熱保藏食品原理：通過加熱殺菌。食品的特性影響殺菌的效果應(yīng)選擇合理的加熱方式和程序第36頁/共61頁加熱法殺菌效果會(huì)受多種因素的影響；菌含量高，需適當(dāng)延長加熱時(shí)間。(所以,清潔的原料是十分重要的)芽孢、真菌孢子抗熱性較強(qiáng)。肉毒梭菌的芽孢在酸性條件下其耐熱性顯著下降。一定范圍內(nèi)提高糖、鹽含量，微生物的抗熱性會(huì)增強(qiáng)。第37頁/共61頁影響食品加熱滅菌效果的因素①微生物數(shù)量:食品中菌數(shù)越多(尤其是耐熱菌和嗜熱菌的芽孢),所需殺菌溫度越高時(shí)間越長。②微生物種類:不同種類微生物對(duì)熱抵抗力差異很大。一般細(xì)菌酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞抗熱性較差。抗熱性：嗜熱菌的芽孢﹥非嗜熱菌的芽孢﹥真菌孢子﹥營養(yǎng)細(xì)胞第38頁/共61頁影響食品加熱滅菌效果的因素③食品本身的特性：ⅰ水分水分含量高的食品殺菌效率高。ⅱpH值pH中性時(shí)細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌的芽孢耐熱性最強(qiáng)，堿性尤其是酸性食品殺菌作用較強(qiáng)。ⅲ一定范圍內(nèi)，高糖可以提高細(xì)菌的耐熱性。ⅳ一定濃度下，高鹽可增強(qiáng)微生物的耐熱性，但更高的濃度，微生物的耐熱性則逐漸降低。第39頁/共61頁影響食品加熱滅菌效果的因素④食品的體積和形狀：

加熱滅菌效果與食品的體積成反比。同樣的體積，比表面積大殺菌效果好。⑤滅菌方式：

搖動(dòng)式滅菌比靜置式的效果好。第40頁/共61頁2、低溫保藏食品原理：低溫下，微生物繁殖緩慢，酶不活躍。冷藏：0-7℃冷凍：-18℃-﹤0℃

速凍√緩凍應(yīng)避免凍害損傷第41頁/共61頁3、利用干燥保藏食品原理：減低水活度，使絕大部分的微生物難以生長。干燥條件下，酶也受到抑制通常水活度在0.6以下(含水量在15%以下)第42頁/共61頁4、冷滅菌技術(shù)輻射臭氧高靜壓殺菌高壓脈沖電場(chǎng)殺菌超聲波殺菌第43頁/共61頁輻射滅菌的優(yōu)點(diǎn)①射線穿透力強(qiáng)。可處理包裝和凍結(jié)的食品，可殺滅深層的微生物、害蟲等。②幾乎不產(chǎn)生熱，最能保持食品的原有外觀和質(zhì)地。能提高食品的某些品質(zhì)，如改善復(fù)水性、可消化性等。③輻射過后，無殘留物。④節(jié)約能源⑤可自動(dòng)化控制，流水線作業(yè)。第44頁/共61頁臭氧殺菌無殘留，被認(rèn)為是一種在食品中可安全應(yīng)用的殺菌劑。采用紫外輻射或電暈放電法可大規(guī)模發(fā)生臭氧。臭氧具有較強(qiáng)的氧化性，可引起細(xì)胞活性物質(zhì)的氧化、變性、失活，對(duì)各類微生物有強(qiáng)烈的殺滅作用。第45頁/共61頁臭氧殺菌

多用于：飲用水、果蔬保鮮、空氣除臭消毒等。尤其是在飲用水中殺菌處理中，兼有脫色、除異味等作用，效果較理想。不適用于不耐氧化的食品的處理第46頁/共61頁高靜壓殺菌又稱超高壓技術(shù)。利用加在液體中的壓力（100-1000MPa），通過介質(zhì)，在低溫下將壓力傳遞到物料本身。物料在高壓下被壓縮，細(xì)胞內(nèi)的氣泡破裂，菌體細(xì)胞變長，細(xì)胞壁脫離細(xì)胞膜，并被破壞，高壓還可以促使生物大分子變性。食品包裝后，放入液體介質(zhì)中，在100-1000MPa壓力下作用一段時(shí)間，達(dá)到滅菌要求。第47頁/共61頁高靜壓殺菌該技術(shù)能較好地保持食品固有的營養(yǎng)品質(zhì)、質(zhì)地結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、色澤、新鮮程度，是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的食品保藏技術(shù)。應(yīng)用：肉類（牛肉、雞肉）、水產(chǎn)品（魚肉、甲殼類）、果醬、乳制品等。與其它滅菌技術(shù)結(jié)合使用，效果會(huì)較為理想。第48頁/共61頁高壓脈沖電場(chǎng)殺菌利用脈沖電場(chǎng)或脈沖磁場(chǎng)殺菌。屬于非加熱范疇，對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)、色澤、風(fēng)味等影響小。脈沖電場(chǎng)殺菌是以電化學(xué)效應(yīng)、沖擊波空化效應(yīng)為主要作用的，包括電磁效應(yīng)和熱效應(yīng)等綜合作用的結(jié)果。第49頁/共61頁高壓脈沖電場(chǎng)殺菌脈沖周期極短，且一般數(shù)十個(gè)脈沖周期即可產(chǎn)生明顯的生物學(xué)效果，食品通常經(jīng)數(shù)十毫秒處理即可完成殺菌過程。脈沖電場(chǎng)可導(dǎo)致細(xì)胞膜穿孔，液體介質(zhì)電離并產(chǎn)生臭氧。只適用于液態(tài)食品。如牛奶、果汁等。第50頁/共61頁超聲波殺菌頻率為2萬Hz以上的超聲波具有強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)（破碎細(xì)胞）?？昭ㄗ饔茫撼暡ㄌ筋^高頻率振動(dòng)，引起周圍水溶液的高頻率振動(dòng)，當(dāng)探頭和水溶液兩者的振動(dòng)不同步時(shí)，能在溶液內(nèi)產(chǎn)生空穴，空穴內(nèi)處于真空狀態(tài)，當(dāng)懸液中微生物接近或進(jìn)入空穴區(qū)，由于細(xì)胞內(nèi)外壓力差，導(dǎo)致細(xì)胞破裂。熱效應(yīng)：超聲波振動(dòng)產(chǎn)熱導(dǎo)致溶液溫度升高，使細(xì)胞產(chǎn)生熱變性。第51頁/共61頁超聲波殺菌超聲波殺菌效果與超聲波頻率、處理時(shí)間、微生物種類、細(xì)胞大小、形狀和數(shù)量等因素有關(guān)。一般頻率高效果較好。病毒和芽孢對(duì)超聲波具有較強(qiáng)的抗性。但超聲波處理后的芽孢耐熱性有所下降。第52頁/共61頁超聲波殺菌對(duì)超聲波抗性：G+球菌﹥G-桿菌；非絲狀菌﹥絲狀菌；小體積細(xì)胞﹥大體積細(xì)胞；一般對(duì)酵母菌、霉菌滅菌效果較差。與加熱滅菌技術(shù)聯(lián)合使用效果會(huì)更為理想。第53頁/共61頁真空包裝與氣調(diào)方法造成缺氧環(huán)境充N2和CO2使不利于微生物生長對(duì)厭氧菌和兼性厭氧菌無效,需要與其它方法結(jié)合使用第54頁/共61頁防腐劑生物防腐劑①乳酸鏈球菌素(Nisin)即乳酸鏈球菌肽。由34個(gè)氨基酸組成，有一定耐熱性。作用:阻止芽孢萌發(fā);破壞細(xì)胞膜。②納它霉素Natamycin,多烯大環(huán)內(nèi)脂。因不易被人或動(dòng)物吸收，被評(píng)價(jià)為無毒。對(duì)熱穩(wěn)定，抗真菌。作用：破壞真菌的細(xì)胞膜。③枯草菌素（Subtilin），短肽類化合物；作用同Nisin。第55頁/共61頁生物防腐劑④聚賴氨酸（Poly-lysine,PLL），可被消化為單體，因而無毒。耐熱，抑菌譜廣。對(duì)