食品微生物課件10第一頁，共40頁。幾個有關(guān)的術(shù)語

防腐(Antisepsis)是一種抑菌措施。利用一些理化因素使物體內(nèi)外的微生物暫時處于不生長繁殖但又未死亡的狀態(tài)。食品工業(yè)中常利用防腐劑防止食品變質(zhì)，如面包、蛋糕和月餅的防霉劑，酸性食品用苯甲酸鈉、山梨酸鉀、山梨酸鈉防腐、或利用低溫、干燥、鹽腌和糖漬、高酸度等。消毒（Disinfection）是指殺死所有病原微生物的措施，可達到防止傳染病的目的。例如將物體在100℃煮沸10分鐘或60-70℃加熱30分鐘，就可達到殺死病原菌的營養(yǎng)體，但芽孢殺不死。食品加工廠的廠房和加工工具都要進行定期的消毒，嚴格的操作人員的手也要進行消毒。具有消毒作用的物質(zhì)稱為消毒劑。第二頁，共40頁。幾個有關(guān)的術(shù)語滅菌（Sterilization）是指用物理或化學(xué)因子，使存在于物體中的所有生活微生物，永久性地喪失其生活力，包括耐熱的細菌芽孢。這是一種徹底的殺菌方法。商業(yè)滅菌（Commercialsterilization）這是從商品角度對某些食品所提出的滅菌方法。就是指食品經(jīng)過殺菌處理后，按照所規(guī)定的微生物檢驗方法，在所檢食品中無活的微生物檢出，或者僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，并且它們在食品保藏過程中，是不可能進行生長繁殖的，這種滅菌方法，就叫做商業(yè)滅菌。第三頁，共40頁。在食品工業(yè)中，常用“殺菌”這個名詞，它包括上述所稱的滅菌和消毒，如牛奶的殺菌是指消毒；罐藏食品的殺菌，是指商業(yè)滅菌。無菌（Asepsis）即沒有活的微生物存在的意思。例如，發(fā)酵工業(yè)中菌種制備的無菌操作技術(shù)、食品加工中的無菌罐裝技術(shù)等。死亡（dead）是指微生物不可逆的喪失了生長繁殖的能力，即使再放到合適的環(huán)境中也不再繁殖。第四頁，共40頁。一、物理因素第五頁，共40頁。1、溫度生長速度溫度停止生長致死最低最高最適最高溫度

最低溫度

最適溫度

最低溫度：微生物能生長的溫度低限最適溫度：微生物生長繁殖速度最快的溫度

最高溫度：微生物能生長的溫度高限

第六頁，共40頁。第七頁，共40頁。1）嗜冷微生物（低溫微生物）

酶系在低溫下仍能起催化作用

細胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫下仍具有通透性。嗜冷機制：第八頁，共40頁。2）嗜中溫微生物絕大部分細菌都屬于這一類。第九頁，共40頁。嗜熱微生物的嗜熱機制細胞內(nèi)的酶系具強抗熱性

產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)具有保護作用。核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護結(jié)構(gòu)。

細胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，使膜具有穩(wěn)定性。

3）嗜高溫微生物第十頁，共40頁。低溫對微生物的影響代謝降低

生長繁殖停滯

仍然存活

常在低溫下對菌種和食品保藏。第十一頁，共40頁。2、水活度（一）水活度的概念

AW=P/PO

式中:P——一定溫度下基質(zhì)環(huán)境的水蒸汽壓

Po——相同溫度下純水的水蒸汽壓

（二）適合在不同水活度下生長的微生物

類型最低生長aW

最適生長aW

干生性微生物中生性微生物濕生性微生物0.80以下0.80—0.900.900.95—0.980.98—1.001.00第十二頁，共40頁。嗜高滲微生物：只能在高滲溶液中生長的微生物。耐高滲微生物：能夠忍耐高滲環(huán)境，并在高滲環(huán)境中生長離開了高滲環(huán)境仍然能夠生長的微生物。嗜鹽微生物：需要在含高濃度氯化鈉鹽溶液中才能生長的微生物。

溫和嗜鹽微生物:僅需要在含大約3%氯化鈉的介質(zhì)中生長，如很多海洋細菌。極端嗜鹽微生物：需要在9%甚至飽和氯化鈉溶液中生長，如某些古生菌，通?？稍陲柡望}池中發(fā)現(xiàn)它們的蹤影。第十三頁，共40頁。3、干燥水分約占微生物細胞組成的70-85%，環(huán)境中缺水時（干燥的環(huán)境）引起微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類濃度的增高，抑制微生物的生長，甚至造成微生物的死亡。干燥對微生物的作用受環(huán)境溫度、失水速度、菌齡、微生物所處基質(zhì)等條件的影響。干燥用于食品保藏的方法可分為兩類，即自然干燥（熏干、曬干、冷凍干燥）和人工干燥（常壓干燥如熱風、噴霧、凍結(jié)、微波等；真空干燥如真空和冷凍真空干燥）第十四頁，共40頁。4、滲透壓微生物生長與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對微生物生長的影響）根據(jù)微生物對高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類：高度嗜鹽細菌（20-30%食鹽溶液中生長）嗜鹽細菌中等嗜鹽細菌（5-18%的食鹽溶液中生長）低等嗜鹽細菌（2-5%的食鹽溶液中生長）耐鹽細菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長）耐糖細菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長）*普通微生物一般在的食鹽溶液中生長第十五頁，共40頁。5、氧化還原電位

微生物的生長對氧化還原電位有一定的要求。一般的需氧微生物Eh值在0.1以上可以生長，在0.3~0.4為合適，厭氧微生物只能在0.1以下生長，兼性厭氧微生物對其要求相對廣泛。第十六頁，共40頁。

是一種機械的作用因素，每秒超過2萬次振動的聲波即為超聲波。常用的超聲波發(fā)生器能產(chǎn)生20-100千赫的聲波?？墒辜毦毎诹呀舛劳?。6.超聲波作用第十七頁，共40頁。7、輻射

不同波長的射線對微生物的作用不同，可見光部分（400-800納米）往往能被某些光合微生物所利用，而波長較短的紫外線（13.6-400納米）、X-射線（納米）、r-射線（納米）均可抑制甚至殺死微生物。尤其是r-射線因作用距離較遠、穿透力較強常用于食品殺菌保藏。物理殺菌：一類新的冷殺菌技術(shù)，它在克服熱殺菌不足之處的基礎(chǔ)上，運用物理手段如電場、高壓、電子、光等的單一或兩種以上的共同作用，在低溫或常溫下達到殺菌的目的。這種方法不須向食品中加入化學(xué)物質(zhì)，不會使菌體產(chǎn)生抗性，且條件易于控制，在保持食品自然風味的基礎(chǔ)上，殺菌效果明顯。常用的物理殺菌的方法有超高壓脈沖電場殺菌、脈沖強光殺菌、半導(dǎo)體光催化殺菌，輻射殺菌第十八頁，共40頁。1、紫外輻射

260nm波長是生物核酸的最大吸收波長，殺菌力最強。光復(fù)活作用：可見光激活微生物的光復(fù)活酶并修復(fù)DNA輻射損傷的現(xiàn)象。紫外燈：實驗室常用40~60W無臭氧燈

第十九頁，共40頁。

2、電離輻射

種類：X射線、γ射線、高能電子束

單位：居里（輻射源強度） 倫琴（輻射源強度）

拉德（吸收劑量：100爾格/g）

目前的法定表示單位：Gy或KGy1Gy=100rads第二十頁，共40頁。8、微波殺菌

微波是一種高頻電磁波，當它在介質(zhì)內(nèi)部起作用時，水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等極性分子受到交變電場的作用而劇烈振蕩，引起強烈的摩擦而產(chǎn)生熱，這就是微波的介電感應(yīng)加熱效應(yīng)。第二十一頁，共40頁。9、壓力

所謂高壓殺菌是指將食品放入液體介質(zhì)中，加100MPa－1000MPa的壓力作用一段時間后，如同加熱一樣，殺滅食品中的微生物的過程。第二十二頁，共40頁。高壓滅菌避免了熱處理而出現(xiàn)的影響食品品質(zhì)的各種弊端，保持了食品的原有風味、色澤和營養(yǎng)價值。由于是液體介質(zhì)的瞬間壓縮過程，滅菌均勻，無污染，操作安全，且較加熱法耗能低，減少環(huán)境污染。高壓滅菌的優(yōu)點：第二十三頁，共40頁。根據(jù)控制作用的效果分類：滅菌（sterilization）:

凡是能夠殺死或消除材料或物體上全部微生物的方法；消毒(disinfection):

能夠殺死、消除或降低材料或物體上的病原微生物，使之不致引起疾病的方法；防腐(antisepsis):

能夠防止或抑制微生物生長，但不能殺死微生物群體的方法。根據(jù)控制作用原理、方式和方法分類：物理控制方法化學(xué)控制方法二、微生物生長的控制

第二十四頁，共40頁。第二十五頁，共40頁。1、物理控制方法1）高溫滅菌

干熱滅菌：1500C～1700C下處理1-2小時。適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。優(yōu)點：可保持物品的干燥火焰滅菌（灼燒滅菌）：常用于金屬接種工具、污染物品及實驗材料等廢棄物的處理。

（1）干熱滅菌法第二十六頁，共40頁。濕熱滅菌是利用熱蒸汽滅菌。2.濕熱滅菌在相同溫度下，濕熱的效力比干熱滅菌好。第二十七頁，共40頁。①熱蒸汽對細胞成分的破壞作用更強

②熱蒸汽比熱空氣穿透力強

③蒸汽潛熱大，當氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時可放出大量熱量，故可迅速提高滅菌物體的溫度。第二十八頁，共40頁。

煮沸消毒：水，1000C處理15min以上。

高壓蒸汽滅菌(autoclave):

應(yīng)用最廣泛的滅菌方法。將待滅菌的微生物放置在有少量水的加壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)。將鍋內(nèi)的水加熱煮沸，并將其中的空氣徹底驅(qū)盡后將鍋封閉。再持續(xù)加熱就會使鍋內(nèi)的蒸汽壓逐漸上升，從而使溫度達1000C以上。2、濕熱滅菌

煮沸消毒、高壓蒸汽滅菌、間歇加熱滅菌、巴氏消毒、實罐滅菌第二十九頁，共40頁。

為達到良好的滅菌效果，一般要求溫度應(yīng)達到1210C（壓力為1kg/cm2或15磅/平方英寸）,時間維持15～20分鐘，也可采取較低溫度（1150C,壓力為0.7kg/cm2或10磅/平方英寸）維持35分鐘的方法。使用于一切微生物學(xué)實驗，醫(yī)療結(jié)構(gòu)或發(fā)酵工廠中對培養(yǎng)基等多種器材、物料的滅菌。第三十頁，共40頁。該法不是利用高壓來殺死微生物，而是利用提高壓力使水的沸點升高，以提高水蒸汽的溫度，更加有效地殺滅微生物。第三十一頁，共40頁。

巴氏消毒法(pasteurization):

低溫消毒法，一般在630C,30min或720C,15min。用于牛奶，啤酒，果酒，醬油等不能進行高溫滅菌的液體。

常殺死其中的病原菌如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，同時又不損害營養(yǎng)與風味。

間隙滅菌法：用流通蒸汽反復(fù)多次處理的滅菌法。第三十二頁，共40頁。2）低溫抑菌低溫是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物生長受到抑制，但不能殺死微生物。1．冷藏法可以將新鮮食物放置在5℃保存（通常冰箱冷藏室的溫度），防止腐敗。然而貯藏只能維持幾天，因為低溫條件下有些耐冷微生物仍能夠緩慢生長，最終造成食品腐敗。2．冷凍法家庭或食品工業(yè)中采用-10至-20℃左右的冷凍溫度，使食品冷凍成固態(tài)加以保存，在此條件下，微生物基本上不再生長，因而可以比冷藏法更長時間地保存食品。第三十三頁，共40頁。3）干燥和高滲抑菌干燥或調(diào)節(jié)溶液滲透壓都是通過降低微生物可利用水的數(shù)量或活度而抑制微生物的生長。1.干燥干燥是使物品或培養(yǎng)物脫水的方法。干燥并不一定殺死微生物，但因使細胞造成代謝停止而抑制微生物生長，有時也可引起某些微生物細胞的死亡。不同微生物種類對干燥的敏感性：淋病球菌對干燥敏感幾小時便死亡結(jié)核分支桿菌耐干燥100℃20min仍能生存鏈球菌耐干燥保存幾年而不喪失致病性休眠孢子抗干燥能力強在干燥條件下可長期不死2.滲透壓增加滲透壓是另一種通過限制微生物可利用水而控制其生長的方法。高滲環(huán)境中，水從細胞中流出，使細胞脫水。像鹽腌制咸肉或咸魚，糖浸果脯或蜜餞等均是這一方法在食品保存中的應(yīng)用。第三十四頁，共40頁。4）輻射殺菌有四種類型的輻射作用:紫外光、電離輻射、某種條件下的強可見光、微波等，可用作控制微生物的生長和保存食品。波長圖譜第三十五頁，共40頁。（1）紫外光200—300nm范圍的紫外光殺菌作用最好。殺菌作用機制：使蛋白質(zhì)（約280nm）和核酸（約260nm）吸收變性失活；也可產(chǎn)生有毒的光化學(xué)產(chǎn)物-自由基，結(jié)合到DNA、RNA和蛋白質(zhì)分子上，干擾細胞的代謝過程。紫外光穿透能力很差，不能穿過玻璃、衣物、紙張或大多數(shù)其他物體，但能夠在空氣中傳播，因而常用于消毒而不是滅菌。主要用作物體表面或室內(nèi)空氣的殺菌。也有采用特殊的紫外光輻射裝置替代加熱或漂白粉處理方法消毒