微生物与无菌控制

1、微生物与无菌控制,主要内容,一 微生物 1微生物概念 2微生物的特点 3微生物的危害 4食品中常见的微生物 5. 微生物的生长 6影响微生物生长的因素 7. 微生物繁殖与污染量，温度和时间的关系 8. 微生物对食品腐败的影响 9. 微生物对食源性疾病的影响 10. 微生物的破坏 11微生物生长的控制,主要内容,二 无菌控制 （一） 无菌的概念 （二） 商业无菌的概念 （三） 无菌灌装的概念 （四） 无菌包装应具备的条件 （五） 影响无菌的主要因素 （六） 无菌控制,1微生物概念,微生物是一群结构简单，形体微小，只有借助于显微镜或电子显微镜才能够看清的低等生物体的总称。,2微生物的特点,A 体积小 B 繁殖快 ,数量多 C 生存条件各异，分布范围广 D 易于培养，适应性强,3微生物的危害,A 使食品腐败：微生物通过分解食品组成成分，改变食品的颜色和风味，并导致食品腐败 B 使食品加工困难：污染环境与设备以及原料 C 带入有害物质，造成食源性疾病,4食品中常见的微生物,(1) 真菌（包括霉菌和酵母菌） (2) 细菌 (3) 病毒,（1）霉菌,a. 它属于多细胞微生物，形态上有鞭毛 B 特征

2、：有各种颜色，可以通过发霉的或模糊的棉花样外观加以辨别; 它能产生大量小饱子散发到空气中，并通过空气传播。霉菌生长需氧，并受高浓度的二氧化碳（5%8%）的抑制。霉菌难以控制,（2）酵母菌,a. 通常是单细胞的，有较大的细胞体和形态 b. 特征：分裂繁殖；繁殖一代所需时间比细菌长，在食品中通常要23小时；从酵母菌初始污染状态（1个酵母菌/g）到食品腐败约需4060小时；通过空气及其他方式扩散传播。在中等酸性范围内(PH4.04.5)生长最好,(3) 细菌,a 是单细胞微生物，形态各异，从短的或长的杆状（杆菌）到球形或卵形。 b 特征：能产生色素，颜色从黄色至深色；导致食品变色；有些种类的细菌能产生芽饱，对热，化学品和其他环境条件有抵抗力；其中能形成芽饱的细菌中有许多是耐热细菌，会产生毒素，引起食源性疾病。,（4） 病毒,a 病毒是传染性微生物，形体非常小，绝大多数病毒只能通过电子显微镜观察 b 特点：不能在另一个有机体外复制，对所有活的生物都是专性寄生；传染性强；食品加工者常常通过粪便或呼吸道传播病毒。（咳嗽，打喷嚏，挖鼻空，接触食品和器皿前以及上厕所后不洗手消毒都会导致病毒的传播）。,

3、5. 微生物的生长,除少数例外，微生物细胞以分裂方式进行繁殖，其生长可分为5个不同的阶段， (1) 迟滞期 （2）对数生长期 （3）稳定生长期 （4）加速死亡期 （5）衰减死亡期,(1).迟滞期,a 在污染发生后，微生物细胞内各种酶系需要一定时间的调整以适应环境，微生物总数略有减少，接着会发生有限增长，这段时间称为微生物生长的迟滞期。 b 减少迟滞期微生物繁殖方法：降低温度；减少污染食品，设备和建筑物的微生物数量；改进操作卫生和公共卫生以降低微生物的初始数量，从而降低初始污染。不同温度和初始污染量对微生物繁殖的影响。,（2） 对数生长期,a 以分裂方式繁殖的细菌，首先对每个细胞的成分进行复制，然后快速分裂成两个细胞，随着细胞的分裂，微生物一直以对数速度增长，直至某些环境因数成为其繁殖的限制条件。这个阶段大约须2h数小时。 b 有效限制微生物的繁殖：数量和环境因数（如营养和温度）；保持卫生,（3）稳定生长期,a 当环境因素（如营养，温度）以及来自其他微生物群落的竞争成为限制因素时，微生物的生长速率就会缓慢下来，并达到一个平衡点；其生长过程相对稳定，微生物繁殖进入稳定生长期 b 微生物数量

4、达到最高峰，他们的代谢副产物及其对空间和营养物质的竞争使它们的繁殖进入近乎停止，完全停止或轻微倒退的状态。 c 时间范围：通常24小时到30天，其长短取决于环境污染的程度和能够获得多少能量维持细胞存活,（4） 加速死亡期,a 由于其它微生物群落的竞争，缺乏营养物质和代谢废物的影响使微生物以指数速率迅速死亡 b 它与对数生长的速率接近，可持续24小时到30天，其长短取决于温度，营养供给，微生物的种属，微生物的年龄，清洁技术和清洁剂的使用以及来阿爸自其它微生物群落的竞争,（5） 衰减死亡期,a 这个阶段几乎与迟滞期相反，为了维持加速死亡期，以至于微生物的数量下降，进而导致死亡速率下降，结果形成衰减死亡期 b 有机物被分解，形成无菌状态或另一种微生物群落继续分解,6影响微生物生长的因素,（1） 外部因素 a 温度 b 氧气 c 相对湿度 (2) 内部因素： a 水分活度 b PH值 C 营养要求 d 抑制剂,a 温度,微生物的生长有最适，最低和最高温度。环境温度不仅决定繁殖速率，而且决定了能生存的微生物种类以及微生物的活动程度。 绝大多数微生物繁殖的最佳温度在1440之间，根据微生物最适生长

5、温度可将其分为以下三类 嗜热菌（喜高温的微生物），最适生长温度高于45，如（嗜热脂肪芽饱杆菌，凝结芽饱杆菌，造成平盖酸败，生成乳酸），嗜热乳杆菌,嗜温菌（喜中温的微生物），最适生长温度2045，如大部分乳杆菌和葡萄球菌。 嗜冷菌（喜低温的微生物），能忍受20以下的环境并生存，如假单饱菌和葡萄球菌。 当温度达到0时，只有少数微生物能存活，这时候其繁殖速度很慢，当温度降到5左右，腐败微生物的繁殖受阻，几乎所有致病菌的生长都将停止。,b 氧气,环境中是否存在氧气决定了体系中能生存的微生物种类及数量。分类： 需氧菌：需要游离氧的微生物。如假单饱菌 厌氧菌：能在无氧条件下存活的微生物。如梭状芽饱杆菌。 兼性微生物：在存在游离氧或不存在游离氧的环境中都能生长的微生物。 如乳杆菌。,C 相对湿度,相对湿度影响微生物的生长，其高低受温度的影响。高相对湿度的环境有助于微生物的生长并引起腐败,干燥的环境能抑制微生物的生长。一般微生物生长的最适的相对湿度为85%以上.,(2).内部因素(a 水分活度),微生物的生长需要水，因此，减少有效水分的含量能够降低微生物的繁殖速度。微生物在代谢活动中能够得到的水分量对

6、微生物生长具有抑制作用。微生物所需水分的测量单位用水分活度Aw表示，其定义为：待测溶液的蒸汽压除以纯溶剂(纯水)的蒸汽压，即Aw=P/P0；Aw越高，有利于微生物的生长与繁殖，Aw越低，不利于微生物的生长与繁殖；相对湿度（RH）=Aw100%。,b PH值,PH值是氢离子浓度的负对数，其表达式为PH=-lgH+;绝大多数微生物生长的最适PH接近中性（7.0）.PH值低,微生物生长速度低.PH=4.5,C 营养要求,除水和氧（厌氧菌除外），微生物还有其它营养要求。许多微生物需要外源性氮源，能源（碳水化合物，蛋白质或脂肪），矿物质和微生素来维持其生长。,d 抑制剂,是否存在抑制性物质对微生物繁殖有较大的影响。能抑制微生物生长的物质或试剂称为抑菌剂，有些抑菌剂（如亚硝酸盐），可直接加入食品中；能破坏微生物的物质或试剂称为消毒剂。大部分消毒剂作为防止食品原料污染或设备，器皿和环境的消毒。,7. 微生物繁殖与污染量，温度和时间的关系,随着温度的降低，世代间隔（一个细菌细胞变成两个细胞所需的时间）增长。当温度低于4时情况更加明显（图2）。例如，刚磨碎的牛肉一般含有约十万个细菌/g，当微生物的污染量

7、高达一千万个细菌/g，时，牛肉就会产生反常的气味和一些黏液，最后发生腐败。对每克含有100万个细菌的碎牛肉而言，其在15.5的环境中储藏期28小时,在常温冷藏储藏温度下(-13)的储藏期可以延长至96小时.从这些数据可以确定,初始污染量和储藏温度显著影响食品的货架寿命,8. 微生物对食品腐败的影响,食品腐败:一般由将微生物引起的食品分解和腐烂统称为食品腐败 (1). 微生物常常引起食品物理性质的显著变化:如食品颜色,体积,黏稠度,气味和风味变化等 (2). 微生物引起食品发生化学变化.通过食品中内源水解酶的作用(以及微生物产生的酶的作用),蛋白质,类脂,碳水化合物和其他复杂分子被降解成小分子和简单化合物,最终作为营养物质用于维持细菌的生长和繁殖.,食品腐败的分类:,按食品腐败的条件可分为;需氧菌或厌氧菌引起的食品腐败. 按导致食品腐败的主要微生物可分为:细菌,霉菌或酵母引起的腐败. 需氧腐败是由霉菌引起,通常局限于食品表面,因为表面上可以得到氧气,表现为食品表面发霉. 厌氧腐败是由兼氧菌或厌氧菌引起,发生在食品内部或密封的容器内,此处不存在氧气或只有少量氧气.通常表现为食品变酸,腐败或

8、腐烂.(细菌酶促降解复杂分子时,积累有机酸导致食品酸败.),9. 微生物对食源性疾病的影响,食源性疾病: 指由通过摄食而进入人体的有害物质所引起的一切疾病. 食源性疾病爆发: 两人或两人以上在进食同种食品后患相同的疾病,通是胃肠道疾病,经分析确定食品是引发疾病的根源. 食物中毒: 指因摄入含有细菌毒素或化学毒素的食品而引起的疾病.,在世界各国中,美国具有最安全的食品供给体系,但是,美国每年因食品受微生物污染而致病的人数估计为13百万人,其中约210万起由沙门氏菌感染.死于食源性疾病的人数每年约1万多人.;在所有食源性疾病爆发案例中,约66%由细菌性致病菌引起.为防止发生食源性疾病,应充分了解有关生产,收获和储藏方面的技术,掌握准确评价原料质量和安全性的方法,具备设计,建筑和食品设备操作等方面的完整知识,这一切对控制食品加工,保藏,制备及包装等过程是十分必要的.只有深刻认识食品容易被污染这一事实,才能建立预防食物中毒的有效措施.,10. 微生物的破坏,如果微生物在合适的生长介质中和适宜的环境条件下也不能进行繁殖,就可以认为它已经死亡. 杀死微生物最常用的方法 : 热处理 方式：低温长时间

9、杀菌;高温短时间 杀菌;UHT杀菌 添加化学试剂 辐射处理 微生物受到高速电子束(-射线)或 射线（-射线）的辐射，使其细胞的某 些 分子由于吸收了能量而失去活性 高压杀菌是近年出现的新型的杀菌技术，目前处于试验研究阶段；食品物料包装以后，置于高压（通常压力为100600MP）装置中加压处理，达到杀菌要求 膜过滤除菌(一般用0.45um或明或0.22um的滤膜去处微生物,八厂的无菌空气处理就采用此方法).,11微生物生长的控制,抑制微生物生长的常用方法：冷冻；脱水干燥（Aw降低）；发酵；添加化学物质（盐，糖类等）,二 无菌控制,（一） 无菌的概念 指用物理或化学方法使存在于产品中的所有微生物（包括最耐热的细菌芽孢）失去活性，使它不能有生存和繁殖的机会。（绝对无菌）,（二） 商业无菌的概念,指食品经过灭菌后不得含有致病菌,不得含有有毒物质,在正常运输和储存条件下,微生物不得有繁殖能力.(相对无菌),（三） 无菌灌装的概念,指产品和包装材料先分别进行灭菌，然后在无菌的条件下进行灌装并完成密口，使产品不在受微生物污染的食品包装工艺。,（四） 无菌包装应具备的条件,1 无菌的产品即产品先进行杀菌使其达到无菌。 2 无菌的包装材料如八厂经过灭菌的PET瓶和盖子。 3 无菌的环境如八厂的100级净化间（指在一个立方英尺的空间内含有大于等于0.5um的颗粒数不能超过100个（1ft3=0.028m3）。,（五） 影响无菌的主要因素,1 产品受微生物污染的程度决定产品的灭菌效果。 2 灭菌机的灭菌能力决定产品能否达到无菌要求。 3 工厂的卫生和清洁情况。 4 生产过程中无菌条件的保持。 5 包装材料表面受微生物污染的程度。,6 包装材料表面的灭菌效果。 7 灌装无菌区域的灭菌效果及维持情况 8 操作人员的无菌意识，卫生观念，作业的谨慎程度和工作责任心。 9 无菌系统的维护及预防性保养。 10 设备运行是否良好。 11 无菌环境与设备的清洗与灭菌频率。,（六） 无菌控制：,1产品无菌的控制： （1）产品微生物初始污染量最小化： （2）. 适当的灭菌条件： （3）. 防止灌装产品

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