食品微生物报告食品中影响微生物生长的因子食品课件.pptx

主題一食品中影響微生物生長的因子1內在因子：1.pH 2.濕度及滲透壓 3.氧化還原電位4.營養成分5.抗菌成分6.生物結構7.菌體聯合生長作用外在因素：1.儲存溫度2.環境中相對濕度3.環境中存在之氣體及其濃度2內在因子微生物的生長與pH值有很大的關係，不同的菌體有其生長最適當的pH以細菌而言，可生長之範圍通常在pH7.08.0，但有些耐酸者，如乳酸菌、醋酸菌可在pH3.5以下生長黴菌與酵母菌通常則在pH4.06.0為最適之生長範圍酸性食品如水果較易生長黴菌及酵母菌，而多數蔬菜之pH比水果高，因此細菌性的敗壞比真菌性的敗壞要容易；中性或鹼性食品則易受細菌的腐敗作用醃漬蔬菜之醱酵菌，主要是乳酸菌，會生成大量的乳酸，使得pH值下降微生物於食品中滋生時，如pH適當，則易導致敗壞，但食品內所含蛋白質、有機酸可當作緩衝劑調和(或抑制)為生物於其中生長所造成的pH的改變31.pH2.濕度及滲透壓使用脫水或乾燥的方法將食物的含水量降低，使微生物生長時所能利用的水份減少，以達到抑制菌體生長及保存食物之目的微生物生長所需的水分以水活性(water activity,Aw)Aw=P/P0 (P=溶液的水蒸氣壓，P0=溶劑(主要是水)的水蒸氣壓食品的水分變化時，若含水量降低，則溶質量相對提高，滲透壓變大。

一般菌體多無法生存，但有些耐滲透性酵母菌，可在此情況下(如蜂蜜)生長如Saccharomyces rouxii為控制食物中的Aw以達到保存效果，可用鹽類調整之以下幾個因素會影響存在食物中微生物生長時所需要的水含量 1.食品之成分 2.pH 3.含氧量 4.溫度4菌種最低Aw值多數腐敗性細菌多數腐敗性酵母菌多數腐敗性黴菌嗜鹽菌嗜旱性黴菌耐滲透菌0.910.880.800.750.650.60失電子快則為一良好的還原劑，反之則為一好的氧化劑某物質越易氧化越趨正電位，反之越趨負電位好氧菌需要正值的電位差(氧化態)，如Bacillus 厭氧菌需負的電位差(還原態)才可生長，如Clostridium新鮮食品的氧化還原電位較高，故好氧性菌體易於滋生食物中如含有還原性物質，如維生素C及含-SH化合物(如cysteine)，則可維持較低的氧化還原電位例如固態肉品之電位差-200mv，剁碎肉品之電位差+200mv食品的氧化還原電位，由以下情況決定之：1.食物原來特有的氧化還原電位 2.食品之平衡力(或稱包容力，poising capacity)3.食品與大氣接觸之程度53.氧化還原電位菌體生長之營養成分包括：水分：黴菌的需要量最低，依次是酵母菌、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌。

能源：食品中微生物所要的能源有醣類、醇類及胺基酸，少數菌體可利用多醣類(如澱粉、纖維素)脂肪亦為少數菌體用作能源氮源：異營菌生長所需的氮源主要是胺基酸維生素：有時微生物生長時會需少量維生素B群水果中的維生素B群較肉類含量少礦物質：以phosphate、Na、K、S較重要，其中phosphate為醣解作用時酵素及氧化呼吸酵素中ATP之必要物質Mg、Mn、Fe為酵素之致活劑(activator)，如酵母菌生長時需要Zn；乳酸菌需要Mn；Asp.niger缺Cu、Pb、Fe時會生長不良，但Cu對Rhizopus、Penicillium之生長有抑制作用64.營養成分有些食品的抗菌作用，主要藉其中天然存在的抗菌物質1.鮮奶中含有乳素(lactenin)及抗大腸菌群因子(anticoliform factor)2.蛋白中的溶菌素(lysozyme)3.小紅莓中的苯甲酸 4.肉桂中之肉桂醛75.抗菌成分有些植物天然的覆蓋物具有防止微生物作用的能力如種子的種皮、水果的外皮、動物的體毛及表皮、蛋殼，核果中的大胡桃及胡桃之外殼可用以防止所有菌體侵入；蛋殼及殼膜如果完整，且儲存溫度及濕度適當，幾乎可以防止所有菌體侵入。

蔬果常較易受到菌體入侵；而魚及肉類外皮只具部分防止作用可預知易滋生的菌體種類及食品的穩定性86.生物結構某一食品如原先既存菌體生長，當再受其他菌體附著時，這些菌體於同一環境中的生長即發生此種現象，通常優勢菌可大量生長繁殖，有時並不一定相互拮抗(antagonism)，有時則為共生(symbiosis)，例如Pseudomonas syncyanea 及Streptococcus lactis，前者如於牛奶中生長，呈淺棕色，而後者不生顏色，但當兩者共同存在時，會出現亮藍色有時共生現象由於食品中不同醱酵時期之環境而有不同菌體生存97.菌體聯合生長作用10外在因素1.儲存溫度不同菌體適合生長的溫度範圍有異一般菌體依對溫度的要求可分成：1.低溫菌：可於20以下生長，適溫為2030，主要存在食品者有Pseudomonas及Streptococcus sp.2.中溫菌：可在2045下生長，適溫為3040有些菌體可在030的較大溫度範圍中生長，如Streptococcus faecalis 3.高溫菌：在45以上可生長者，如Bacillus及Clostridium黴菌比細菌更可在較大範圍的pH、滲透壓及營養成分下生長，其溫度範圍亦較細菌為大。

有些黴菌如Aspergillus、Cladosporium可在冷藏溫度下生長酵母菌，高溫不易生存在選擇儲存溫度時，食品品質亦應考慮，並不是所有食品在冷藏溫度下均可保存良好另外尚需要考慮到儲存環境的相對濕度及有無氣體存在11儲存環境的相對濕度對於食品的水活性及食品表面生長的菌體亦為重要的影響因素，如滴水活性的食品儲存在較高相對濕度環境下，則食品會吸濕；反之，則會脫水，此等情形都不利食品的保存選擇適當相對濕度之儲存條件時需考慮 1.表面菌體生長的可能性 2.食品品質的保持 3.在未降低相對濕度情況下改變氣壓，亦可防止食品表面的敗壞122.環境中相對濕度控制食物儲存環境的含氧量，當CO2達10%左右時即具防腐效果，此法稱為C-A保存法(Controlled atmosphere或C-A storage)CO2可防止真菌的生長，而避免水果受到真菌性腐敗(fungal rotting)另外臭氧也用於儲存某些植物性食品，臭氧為一強氧化劑，因此不可用為高脂肪食物(這類食品可用N2或CO2為之)133.環境中存在之氣體及其濃度主題二、食品的腐敗腐敗的原因可分為：化學性變化：1.微生物之作用 2.酵素之作用 3.純化學性變化物理性變化：碰傷、凍傷、乾燥、壓力等因素昆蟲等之破壞：昆蟲、鳥獸、人為等破壞14化學性變化：微生物之作用：微生物在一個環境中(如食品)之生長過程受幾個因素影響 (1)微生物存在初期的數量 (2)菌體之生理狀況 (3)特殊之菌種 (4)環境因子(溫度、pH、氧氣)整個生長過程之幾個階段而言，lag phase及log phase最為重要，因在stationary phase最易使食物發生腐敗作用。

酵素之作用：動植物本身之酵素作用者純化學性變化：不屬於前兩者之變化(某兩種或幾種物質作用之反應者)15腐敗之狀況：可預期者：就食物腐敗的類型而言，常可由食品中所含之成分加以預測如：1.蛋白質、脂質、多醣類等物質的變化而使食品質地改變；2.胺基酸、脂肪酸的不完全代謝；3.單醣類的醱酵造成風味的改變等均屬可預期者；4.混合組成的食物常使臭味(odor)、風味(flavor)及質地同時發生變化；5.果汁及水果常發生連續性的變化，主要由酒精醱酵開始，而終結於醋酸生成作用(acetification)16腐敗之狀況：不可預測者：不可預測者的腐敗類型無法單獨由食物組成預知，如羊的屠體受Pseudomonas taetrolens作用生成馬鈴薯香味1.腐化(putrefaction)：指食物中蛋白質成分被微生物破壞之過程，蛋白質被分解成H2S、硫氫化物或胺類等2.敗壞(deterioration)：指食物中油脂或醣類受菌體作用而分解之過程如生長黴菌者會有霉味(musty)；而醣類被分解後可能會出現有機酸、醇類等3.霉味(musty)：指受黴菌寄生後所形成的味道4.風味之變化：微生物引起的食物腐敗而造成風味的改變，通常很少是突發的，而是一連串變化之結果。

風味成分遭破壞時，風味可能會散失掉1718穀類之腐敗穀類之腐敗造成穀類食品的微生物性腐敗的汙染源有：水、空氣、灰塵、土壤、昆蟲、齧齒動物、鳥類及人類其他之汙染情形如開花結果時之穀類可能受雨水或飛吹，將菌體或其包子帶入果皮深處；掉落地上的穀物可能受堆肥之汙染穀類的敗壞主要與儲存前(如土壤環境)存在其中之菌群、儲存環境、加工過程等因素有關，如儲存濕度於13%時可保存較長時間，濕度超過16%，則黴菌及酵母菌即開始生長如濕度太高則Helminthosporium 可於果皮之胚芽末端生長，而出現黑點，而種子外皮即出現黑色或棕色之不正常色澤19CausedbyHelminthosporiumspp.銹病(Rust)主要之病菌為Puccina graminis需兩個寄主已達完全循環1.伏牛花 2.禾本科穀類菌體之孢子可藉由風力散播20玉米的銹病小麥銹病黑穗病(smuts)腥黑穗病(bunt,由Tilletia caries及T.foetida感染所致)存在果皮時會使其變形，其中充滿黑色孢子且有魚腥味，生長一段時間，後大量孢子成粉狀，而黏附周圍之穀物燕麥的鬆黑穗病(loose smut,Ustilago avenae引起)1.小麥的鬆黑穗病(由U.tritici引起)2.玉米的黑穗病(由U.maydis)此菌產生鬆的黑穗病而於開花之穀物中擴散，且當種子之成熟期時於子房中生長，種子發芽時，菌絲於幼苗之組織中生長，常於花頭處形成孢子，將花破壞21黑穗病(smuts)22小麥的黑穗病水稻的黑穗病小麥腥黑穗病燕麥的黑穗病麥角病(ergot)由Claviceps purpurea常汙染小麥及大麥，且為裸麥最常見之寄生菌中世紀最常見的人類麥角菌中毒(ergotism)，常因食用品質不好而含麥角菌的裸麥粉製成之麵包所致。

此菌在成熟穀類之種子中形成大型紫色之菌絲塊，以致發生麥角病麥角菌之中毒症狀為：手指、腳趾、手臂、耳朵、鼻子等處 發生壞疽，且有嘔吐、肌肉疼痛、痙攣等現象23Caused by Claviceps purpurea24穀類製品之腐敗穀類製品之腐敗(1)麵粉：於產製過程中，有時會加入一些抗氧化劑，則菌數會減少，於儲存期間受溫度、濕度等因素之影響麵粉產生敗壞情形少見，但在15%以上時易滋生黴菌，17%以上時，黴菌及細菌均可生存，常見的細菌如Acetobacter會促使麵粉生出醋酸2)玉米粉：常含大量的細菌及黴菌，這些菌體的生存情況依儲存玉米粉的濕度及溫度而定，一般玉米粉在含13%或以上時，乾燥性黴菌可緩慢生長而產生球形物，16%時A.flavus會具活性，生出真菌毒素25Caused by A.flavus穀類製品之腐敗(3)麵糰：新鮮冷藏的麵糰產品(甜甜圈、比薩餅)敗壞，主要因乳酸生成菌所致，黴菌較少4)麵烘製品：有些製品在製造時會利用某種菌體來達成特殊性質，然而成品中若有菌體存在，則多為敗壞性者，其可能造成黴腐或生粘之現象麵烘製品缺少供給細菌生長的水分，故常見者為黴菌，汙染來源：1.冷卻時來自空氣中2.製備過程3.包裝材料4.切片時5.儲存環境(如溫暖潮濕之環境)26防止發黴的方法1.避免受到孢子之汙染2.包裝前迅速冷卻3.用紫外線照射4.以電流加熱破壞表面的黴菌5.低溫儲存6.生麵糰加入制黴劑(如食醋)麵烘製品之敗壞如屬於細菌性所致，常見受Bacillus subtilis作用，造成生粘現象，將麵包剝開會發現成纖維絲狀，且產生臭味。

27生黏及預防生粘之原因1.Bacillus sp.生成莢膜2.麩質受蛋白質分解酵素作用3.澱粉被分解預防(1)降低或去除生粘性菌體孢子含量(2)保持製備環境之衛生(3)烘焙後迅速冷卻(4)低溫存放28CausedbyBacillussp.29肉類之腐敗肉類之腐敗肌肉收縮使得其中之肝醣分解成乳酸，造成肌動蛋白(myosi。