食品微生物學(xué)重點(diǎn)知識(shí)盤點(diǎn)食品微生物學(xué)作為微生物學(xué)的重要分支，專注于研究與食品相關(guān)的微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律，它不僅是食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的基石，更與食品安全、食品保藏、食品發(fā)酵等產(chǎn)業(yè)實(shí)踐息息相關(guān)。深入理解食品微生物學(xué)的核心知識(shí)，對(duì)于保障食品質(zhì)量、開發(fā)新型食品以及控制食源性疾病具有不可替代的作用。本文將對(duì)食品微生物學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行梳理與盤點(diǎn)，以期為相關(guān)學(xué)習(xí)者和從業(yè)者提供有益參考。一、食品微生物的主要類群及其特性在我們?nèi)粘＝佑|的各類食品中，微生物幾乎無(wú)處不在。它們主要包括細(xì)菌、真菌（酵母與霉菌）以及病毒等。細(xì)菌是食品微生物中最為龐大且重要的類群。從形態(tài)上看，有球菌、桿菌和螺旋菌等。其生理特性多樣，有的能在有氧環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)（好氧菌），有的則偏好無(wú)氧條件（厭氧菌），還有的在有氧或無(wú)氧環(huán)境下均能生存（兼性厭氧菌）。在食品工業(yè)中，乳酸菌是典型的有益菌代表，它們通過(guò)發(fā)酵作用將碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸等產(chǎn)物，不僅賦予酸奶、泡菜等發(fā)酵食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，還能抑制部分腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)。與之相對(duì)，沙門氏菌、大腸桿菌的某些致病菌株、金黃色葡萄球菌等則是常見的食源性致病菌，它們污染食品后，可能引發(fā)人類的食物中毒或腸道傳染病。此外，像假單胞菌、芽孢桿菌等一些細(xì)菌，雖然不一定致病，但卻是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的主要元兇，它們分解食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使食品失去原有風(fēng)味、質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。真菌中的酵母和霉菌在食品領(lǐng)域也扮演著重要角色。酵母，如釀酒酵母，是傳統(tǒng)發(fā)酵食品不可或缺的“功臣”，在面包制作中它能發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳使面團(tuán)蓬松，在釀酒過(guò)程中則將糖分轉(zhuǎn)化為酒精。而霉菌，有些種類如毛霉用于腐乳、豆豉的制作，能產(chǎn)生蛋白酶等酶類分解蛋白質(zhì)，增加食品風(fēng)味；但也有不少霉菌是有害的，例如黃曲霉，其產(chǎn)生的黃曲霉毒素是強(qiáng)致癌物質(zhì)，對(duì)糧油食品的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。病毒雖然不能在食品中自主繁殖，但一些病毒如諾如病毒、甲型肝炎病毒等，可通過(guò)污染的食品和水源進(jìn)入人體，引發(fā)食源性感染。因此，在食品微生物學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)這類病毒的檢測(cè)與控制同樣不容忽視。二、微生物與食品的相互作用微生物與食品之間的相互作用復(fù)雜多樣，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：食品腐敗變質(zhì)是微生物活動(dòng)最直接的負(fù)面結(jié)果。當(dāng)環(huán)境條件適宜（如溫度、濕度、氧氣等），微生物便會(huì)利用食品中的營(yíng)養(yǎng)成分大量繁殖，并產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物，導(dǎo)致食品的感官性狀（色、香、味、形）發(fā)生不良變化，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，甚至產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。例如，肉類在高溫高濕下易被細(xì)菌污染而發(fā)臭變質(zhì)，糧食受潮后易滋生霉菌導(dǎo)致霉變。了解導(dǎo)致不同食品腐敗的優(yōu)勢(shì)微生物類群及其生長(zhǎng)條件，是有效控制食品腐敗的前提。微生物在食品發(fā)酵中的應(yīng)用則充分展現(xiàn)了其有益的一面。通過(guò)人為接種或利用天然存在的有益微生物（主要是乳酸菌、酵母菌和部分霉菌），在特定條件下對(duì)食品原料進(jìn)行發(fā)酵，不僅可以延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，還能改善食品風(fēng)味、質(zhì)地，并增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或賦予特定的功能特性。常見的發(fā)酵食品如酸奶、奶酪、食醋、醬油、啤酒、葡萄酒以及各類發(fā)酵豆制品等，都是人類利用微生物智慧的結(jié)晶。食源性疾病的發(fā)生是微生物對(duì)食品安全最嚴(yán)重的威脅。致病性微生物（包括細(xì)菌、病毒、寄生蟲等，其中細(xì)菌和病毒最為常見）通過(guò)污染食品進(jìn)入人體后，可引起感染性或中毒性疾病。這些致病菌可能來(lái)源于原料本身，也可能在生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)受到污染。預(yù)防食源性疾病的關(guān)鍵在于有效控制食品生產(chǎn)全過(guò)程中的微生物污染，并確保食品經(jīng)過(guò)充分加熱或其他處理以殺滅致病菌。三、影響食品中微生物生長(zhǎng)的因素微生物在食品中的生長(zhǎng)繁殖受到多種內(nèi)外因素的綜合影響，掌握這些因素是控制食品微生物的基礎(chǔ)。食品的內(nèi)在因素主要包括：*水分活度（aw）：水分活度是指食品中能被微生物利用的自由水的比例，它比水分含量更能反映食品的保藏性。不同微生物對(duì)水分活度的要求不同，大多數(shù)細(xì)菌需要較高的aw（通常在0.9以上），而霉菌和酵母菌則能在較低的aw下生長(zhǎng)。通過(guò)降低食品的水分活度（如干燥、鹽腌、糖漬等），可以有效抑制微生物的生長(zhǎng)。*pH值：食品的酸堿度對(duì)微生物的生長(zhǎng)影響顯著。大多數(shù)細(xì)菌偏好中性至微堿性環(huán)境（pH6.5-7.5），酵母菌和霉菌則更耐酸，能在pH2-8的較寬范圍內(nèi)生長(zhǎng)。利用酸（如醋酸、乳酸）降低食品pH值，或選擇天然酸性的食品原料，是傳統(tǒng)的食品保藏方法之一，如泡菜的制作。*營(yíng)養(yǎng)成分：食品中含有的碳源、氮源、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)豐富的食品（如肉類、乳制品、蛋制品）更容易受到微生物的污染和腐敗。*氧化還原電位：食品中的氧化還原狀態(tài)影響微生物的生長(zhǎng)類型，好氧菌需要較高的氧化還原電位，厭氧菌則要求較低的氧化還原電位。*天然抗菌物質(zhì)：某些食品本身含有天然的抗菌成分，如大蒜中的大蒜素、洋蔥中的含硫化合物、乳中的溶菌酶等，對(duì)一定種類的微生物具有抑制作用。食品的外在因素主要包括：*溫度：溫度是影響微生物生長(zhǎng)速率最重要的環(huán)境因素之一。根據(jù)微生物對(duì)溫度的適應(yīng)范圍，可將其分為嗜冷菌、嗜溫菌和嗜熱菌。食品工業(yè)中常利用低溫（冷藏、冷凍）抑制微生物生長(zhǎng)，或利用高溫（巴氏殺菌、滅菌）殺滅微生物。*氧氣：根據(jù)微生物對(duì)氧氣的需求，可分為好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌?？刂剖称穬?chǔ)存環(huán)境中的氧氣含量（如真空包裝、充氮?dú)獍b），可以抑制好氧微生物的生長(zhǎng)。*濕度：環(huán)境濕度高有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，尤其是霉菌。保持食品儲(chǔ)存環(huán)境的干燥，有助于防止食品霉變。*防腐劑：在食品生產(chǎn)中，合理使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)防腐劑（如苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類等），可以有效抑制微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。四、食品微生物的控制技術(shù)控制食品中的微生物，防止食品腐敗變質(zhì)和食源性疾病的發(fā)生，是食品工業(yè)的核心任務(wù)之一。常用的控制技術(shù)可分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法。物理控制方法：*加熱處理：是應(yīng)用最廣泛、最有效的殺菌方法之一。包括巴氏殺菌（如牛奶、啤酒的殺菌，殺滅致病菌和大部分腐敗菌）、高溫滅菌（如罐頭食品的滅菌，達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)）、煮沸消毒等。其原理是通過(guò)高溫使微生物的蛋白質(zhì)變性失活，從而達(dá)到殺滅微生物的目的。*低溫保藏：利用低溫抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖和酶的活性。包括冷藏（通常0-4℃，短期保藏）和冷凍（通常-18℃以下，長(zhǎng)期保藏）。*脫水與干燥：通過(guò)去除食品中的水分，降低水分活度，抑制微生物生長(zhǎng)。如日曬、陰干、噴霧干燥、冷凍干燥等。*輻射處理：利用電離輻射（如γ射線）或非電離輻射（如紫外線）殺滅食品中的微生物。輻照技術(shù)具有穿透力強(qiáng)、低溫處理等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)其安全性和應(yīng)用范圍仍需嚴(yán)格把控。*高壓處理：超高壓處理（HPP）是一種新興的非熱加工技術(shù)，在常溫或較低溫度下利用高壓處理食品，能有效殺滅微生物，同時(shí)較好地保持食品的營(yíng)養(yǎng)成分和感官品質(zhì)。化學(xué)控制方法：*防腐劑的使用：在允許的范圍內(nèi)，添加化學(xué)防腐劑是控制微生物的輔助手段。防腐劑的作用機(jī)理多樣，如破壞微生物細(xì)胞膜、抑制酶活性、干擾代謝等。使用時(shí)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的種類、用量和使用范圍。*腌制與糖漬：通過(guò)添加食鹽、食糖等溶質(zhì)，使食品形成高滲透壓環(huán)境，導(dǎo)致微生物細(xì)胞脫水，從而抑制其生長(zhǎng)。如腌肉、腌菜、蜜餞等。*酸漬：利用有機(jī)酸（如醋酸、乳酸）或發(fā)酵產(chǎn)生的酸降低食品pH值，抑制微生物生長(zhǎng)。如醋漬蔬菜。生物控制方法：*發(fā)酵保藏：利用有益微生物（如乳酸菌）的生長(zhǎng)繁殖及其代謝產(chǎn)物（如有機(jī)酸、酒精、細(xì)菌素等）來(lái)抑制腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)。這是一種古老而有效的自然保藏方法。*生物防腐劑：利用微生物代謝產(chǎn)生的天然抗菌物質(zhì)（如細(xì)菌素、溶菌酶等）作為防腐劑，具有安全性高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)防腐劑發(fā)展的方向之一。五、食品微生物的檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)食品微生物檢驗(yàn)是保障食品安全的重要技術(shù)手段，通過(guò)對(duì)食品中微生物的種類、數(shù)量及其毒性進(jìn)行檢測(cè)和分析，可為食品安全評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目：包括菌落總數(shù)（反映食品的衛(wèi)生狀況和受污染程度）、大腸菌群（作為糞便污染的指示菌，反映食品被腸道致病菌污染的可能性）、致病菌（如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、李斯特菌等特定致病微生物的檢測(cè)）。常用檢驗(yàn)方法：傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法是食品微生物檢驗(yàn)的金標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)平板劃線分離、培養(yǎng)、形態(tài)觀察、生化試驗(yàn)和血清學(xué)試驗(yàn)等步驟對(duì)微生物進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù)。雖然耗時(shí)較長(zhǎng)，但結(jié)果可靠?？焖贆z測(cè)技術(shù)：隨著科技的發(fā)展，各種快速檢測(cè)方法不斷涌現(xiàn)，如免疫學(xué)方法（ELISA、免疫層析試紙條）、分子生物學(xué)方法（PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR、基因芯片）、生物傳感器、ATP生物發(fā)光法等。這些方法具有快速、靈敏、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了檢測(cè)效率，為食品安全的快速預(yù)警和控制提供了有力支持。食品生產(chǎn)過(guò)程中的微生物監(jiān)控：建立完善的食品生產(chǎn)全過(guò)程微生物監(jiān)控體系至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)原料、環(huán)境（車間空氣、設(shè)備表面、操作人員手部等）、關(guān)鍵控制點(diǎn)、成品等進(jìn)行定期或不定期的微生物監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的微生物污染風(fēng)險(xiǎn)，采取糾正措施，確保產(chǎn)品安全。HACCP（危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)）體系中，微生物危害的識(shí)別、評(píng)估和控制是核心內(nèi)容之一。結(jié)語(yǔ)食品微生物學(xué)是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，其核心在于理解微生物與食品的相互關(guān)系，并運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)指導(dǎo)食品的安全生產(chǎn)、保藏、加工和檢驗(yàn)