微生物引起食品变质的原因

食品发生变质的因素主要包括：物理因素（高温、高压和放射性污染等）、化学因素（化学反应和污染）、生物因素（微生物、昆虫、寄生虫污染）及动物或植物食品组织内的酶的作用。

其中微生物引起食品变质最普遍，本节只讨论由微生物引起的食品变质问题。在此意义上讲，食品变质是指在一定环境条件下，由微生物的作用而引起食品的化学组成成分和感官性状发生变化，使食品降低或失去营养价值和食用价值的过程。如肉类的腐败，油脂的酸败，果蔬的发酵、腐烂，粮食的霉变等均是微生物引起的有害变化。

食品从原料生产加工到成品出厂销售要受到不同来源微生物的污染，但引起食品变质还与食品内、外环境因素，以及污染微生物的种类和数量等有密切关系。下面重点讨论微生物引起食品变质的原因，即微生物引起食品变质的基本条件。

一、微生物

在食品发生腐败变质的过程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品经过彻底灭菌或过滤除菌，则食品长期保藏也不会发生腐败。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦条件适宜，就会引起变质。故微生物的污染是导致食品发生变质的主要根源。

能引起食品变质的微生物种类很多，主要有细菌、酵母菌和霉菌。一般情况下细菌比酵母菌占优势。

1.分解蛋白质的微生物（分泌胞外蛋白酶）

细 菌：分解力强的有芽孢杆菌属、假单孢菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属。

酵母菌：大多酵母菌对蛋白质分解能力极微弱。

霉菌：许多霉菌都具有分解蛋白质的能力。霉菌与细菌相比， 霉菌更能利用天然蛋白质。如青霉属、曲霉属、根霉属、毛霉属、木霉属中的许多种。

2.分解碳水化合物的微生物

细菌：能强烈分解淀粉的细菌仅是少数。主要是芽孢杆菌属的细菌，如枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和马铃薯芽孢杆菌。其次是梭状芽孢杆菌属，如淀粉梭状芽孢杆菌。能分解纤维素和半纤维素的细菌仅少数菌株。

酵母菌：绝大多数酵母菌不能使淀粉分解。但少数特殊的酵母菌能分解多糖，个别酵母能分解果胶如脆壁酵母。大多数酵母菌有利用有机酸的能力。

霉菌：大多数霉菌都有利用简单碳水化合物的能力。能分解纤维素的霉菌较少。纤维素分解力最强的是木霉属中的绿色木霉。其次曲霉中的黑曲霉、土曲霉、烟曲霉以及青霉中的黄青霉、淡黄青霉等也具有分解纤维素的能力。

3.分解脂肪的微生物（能生成脂肪酶）

细菌：脂肪分解菌是指能产生脂肪酶，使脂肪分解为脂肪酸和甘油的细菌。细菌中能分解脂肪的细菌并不多，主要有假单孢菌属、黄杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、小球菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属。

酵母菌：能分解脂肪的酵母菌不多，常见的有解脂假丝酵母。

霉菌：能分解脂肪的霉菌比细菌多得多。常见的有黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉、灰绿青霉、脂解毛霉、白地霉和芽枝霉等。

食品中占优势的微生物能选择性分解食品中特定成分，从而使食品发生带有一定特点的腐败变质。

    细菌→蛋白质、脂肪 、碳水化合物

    酵母→高浓度糖、食盐、酒精

    霉菌→粮食、蔬菜、水果

二、食品内环境因素（食品基质特性）

1.食品的营养组成

      不同的微生物分解各种营养成分的能力是不同的，有的能迅速分解蛋白质，有的能分解碳水化合物，有的分解脂肪的能力较强等。这些差异主要决定于微生物所具有的酶的种类。

      当食品中营养成分和微生物所具有酶的底物一致时，微生物就能分解这类食品。但这一过程还要受到食品中其它基质条件的影响。

2.食品的氢离子浓度

    食品中氢离子浓度对微生物的生命活动有很大影响。氢离子浓度会影响到菌体细胞膜上电荷的性质。正常细胞膜上的电荷，是有利于某些营养物质的吸收。当微生物细胞膜上的电荷受到食品氢离子浓度的影响而改变后，微生物对某些物质的吸收机能就发生改变，从而影响了细胞正常物质代谢活动。

不同种类的微生物都有自己最适生长的pH值范围。大多数细菌最适生长pH值是7.0左右，所以多数非酸性食品适宜各种细菌生长，因而食品的pH值越偏酸性，可以生长的细菌种类就越少，即使细菌能生长，其生长能力也弱。当食品pH值在5.5以下时，一般腐败细菌基本上被抑制，只有少数细菌，如大肠杆菌和一些耐酸细菌仍能继续生长。但在酸性食品中，酵母菌和霉菌可以生长。

3.食品的水分

    微生物在食品上生长繁殖，除需要一定的营养物质外，还必须有足够的水分，微生物能利用的水分是——游离水。 

4.食品的渗透压

    多数微生物在低渗透压食品中能够生长，在高渗透压食品中，各种微生物的适应情况是不一样的。

    一般来说，多数霉菌和少数酵母菌能耐受较高渗透压，它们在高渗环境中，不但不会死亡，而且有些还能生长繁殖；

    绝大多数细菌不能在较高渗透压的食品中生长，但能在其中生存一定时期。当然，在高渗透压食品中生存时间的长短，取决于不同的菌种。细菌中虽有少数菌种能适应较高的渗透压，但其耐受力远远不如霉菌和酵母菌。

三、食品外环境因素（食品的外界环境条件）

食品的环境条件对微生物能否在食品中生长繁殖，造成食品腐败变质有很大影响的，这些条件主要指温度、气体、湿度（同前面Aw）等。

1．温度

    微生物生长繁殖受到各种因素的影响，其中温度起着极重要的作用。适宜的温度可以促进微生物正常生命活动，加快生长繁殖速度；而不适宜温度可以减弱微生物生命活动或导致微生物在形态、生理特性上的改变，甚至可促使微生物死亡。

温度是影响食品腐败变质的重要因素。根据微生物对温度的适应性，可将其分成嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物三个生理类群。

嗜冷微生物是引起冷藏食品变质的主要微生物，常见的有：

    G-无芽孢杆菌：假单孢菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属、变形杆菌属和弧菌属。

    G+细菌：有小球菌属、八叠球菌属、乳杆菌属、小杆菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属。

微生物对高温比较敏感，如果超过微生物所适应的最高温度，一般敏感的微生物就会死亡。故应用高温进行灭菌是最常用的方法。然而不同微生物对热的敏感程度不同，有些微生物对热的抵抗力较强。

嗜热细菌引起食品腐败变质的速度很快，比一般嗜温细菌快7-14倍，且菌体经过旺盛生长繁殖后很快死亡，如不及时进行分离培养，就会失去检出机会。

2.气体

    不同种类的微生物具有各自的呼吸酶，因此他们在氧化过程中对氧的要求也不同，一般可分为

    需氧微生物：如芽孢杆菌属、乳杆菌属的某些种、醋酸杆菌属、无色杆菌属、产膜酵母和霉菌。

    厌氧微生物：如梭状芽孢杆菌属、拟杆菌属和双歧杆菌属。

    兼性厌氧微生物：如葡萄球菌属、埃希氏菌属 、沙门氏菌属、变形杆菌属、志贺氏菌属 、芽孢杆菌属中的部分菌种及大多数酵母菌。    

食品贮藏于含有高浓度CO2的环境中，可以防止需氧性细菌和霉菌所引起的变质。当环境中含有1%CO2时，可以防止水果、蔬菜霉变。但有些微生物如乳酸菌和酵母菌对CO2有较大的耐受力，果汁装瓶时充入CO2可抑制霉菌的生长，但对酵母菌的抑制作用很差。

个别微生物对CO2非常敏感，如曲霉等，在其呼吸过程中产生CO2，若不迅速排出，只要含量积累到一定浓度，就能抑制曲霉菌的繁殖和酶的产生，所以酱油、食醋、黄酒等的制曲生产一定要注意。

    臭O3对微生物的生长有抑制作用。当臭O3加入到食品贮藏的空间，浓度达几个mg/L时，即可有效地延长一些食品的保存期。

3.湿度   

    空气中相对湿度超过70%，富含蛋白质的鱼、肉、蛋、豆类制品等食品在这种环境中存放，则很快会发黏、发霉、变色、变味，甚至发臭。