食品的存在狀態(tài)
完好無損的食品，一般不易發(fā)生腐敗，如沒有破碎和傷口的馬鈴薯、蘋果等，可以放置較長時間。如果食品組織潰破或細(xì)胞膜碎裂，則易受到微生物的污染而發(fā)生腐敗變質(zhì)。
1.1.2微生物
在食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的過程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品經(jīng)過徹底滅菌或過濾除菌，則食品長期貯藏也不會發(fā)生腐敗。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦條件適宜，就會引起該食品腐敗變質(zhì)。所以說，微生物的污染是導(dǎo)致食品發(fā)生腐效變質(zhì)的根源。
能引起食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的微生物種類很多，主要有細(xì)菌、酵母和霉菌。一般情況下細(xì)菌常比酵母菌占優(yōu)勢。在這些微生物中，有病原菌和非病原菌，有芽孢和非芽孢菌，有嗜熱性、嗜溫性和嗜冷性菌，有好氣或厭氣菌，有分解蛋白質(zhì)、糖類、脂肪能力強(qiáng)的菌。下面對容易引起不同食品腐敗變質(zhì)的微生物概括如表9-2：
表 9-2 部分食品腐敗類型和引起腐敗的微生物
（微生物學(xué)，M Ｊ 小佩爾扎等，１９８７)
食 品 腐敗類型 微 生 物
面包 發(fā)霉產(chǎn)生粘液 黑根霉 (Rhizopus nigricans)、青霉屬 (Penicillium)、黑曲霉 (Aspergillus niger)枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)
糖漿 產(chǎn)生粘液發(fā)酵呈粉紅色發(fā)霉 產(chǎn)氣腸桿菌 (Enterobacter aerogenes)、酵母屬 (Saccharomyces)接合酵母屬 (Zygosacchromyces)玫瑰色微球菌 (Micrococcus roseus)、曲霉屬 (Aspergillus)、青霉屬
新鮮水果和蔬菜 軟腐灰色霉菌腐爛黑色霉菌腐爛 根霉屬 (Rhizopus)、歐文氏桿菌屬 (Erwinia)葡萄孢屬 (Botrytis)黑曲霉 、假單胞菌屬 (Pseudomonas)
泡菜、 酸菜 表面出現(xiàn)白膜 紅酵母屬 (Rhodotorula)
新鮮 腐敗變黑 產(chǎn)堿菌屬 (Alcaligenes)、梭菌屬 (Clostridium)、普通變形菌 (Proteus vulgaris)熒光假單胞菌 (Pseudomonas fluorescens)、腐敗假單胞菌 (Pseudomonas putrefaciens)
肉的 發(fā)霉 曲霉屬、根霉屬、青霉屬
保存 變酸變綠色、變粘 假單胞菌屬、微球菌屬 (Micrococcus)、乳桿菌屬 (Lactobacillus)明串珠菌屬 (Leuconostoc)
魚 變色腐敗 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、黃桿菌屬 (Flavobacterium)腐敗桑瓦拉菌 (Shewanella putrefaciens)
蛋 綠色腐敗、褪色腐敗黑色腐敗 熒光假單胞菌、假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、變形菌屬
家禽 變粘、有氣味 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬
濃縮桔汁 失去風(fēng)味 乳桿菌屬、明串珠菌屬醋桿菌屬 (Acetobacter)
⑴ 分解蛋白質(zhì)類食品的微生
分解蛋白質(zhì)而使食品變質(zhì)的微生物，主要是細(xì)菌、霉菌和酵母菌，它們多數(shù)是通過分泌胞外蛋白酶來完成的。
細(xì)菌中，芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、假單孢菌屬、變形桿菌屬、鏈球菌屬等分解蛋白質(zhì)能力較強(qiáng)，即使無糖存在，它們在以蛋白質(zhì)為主要成分的食品上生長良好；肉毒梭狀芽孢桿菌分解蛋白質(zhì)能力很微弱，但該菌為厭氧菌，可引起罐頭的腐敗變質(zhì)；小球菌屬、葡萄球菌屬、黃桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、埃希氏桿菌屬等分解蛋白質(zhì)較弱。
許多霉菌都具有分解蛋白質(zhì)的能力，霉菌比細(xì)菌更能利用天然蛋白質(zhì)。常見的有：青霉屬、毛霉屬、曲霉屬、木霉屬、根霉屬等。而多數(shù)酵母菌對蛋白質(zhì)的分解能力極弱。如啤酒酵母屬、畢赤氏酵母屬、漢遜氏酵母屬、假絲酵母屬、球擬酵母屬等能使凝固的蛋白質(zhì)緩慢分解。但在某些食品上，酵母菌競爭不過細(xì)菌，往往是細(xì)菌占優(yōu)勢。
⑵ 分解碳水化合物類食品的微生物
細(xì)菌中能高活性分解淀粉的為數(shù)不多，主要是芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬的某些種，如枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、馬鈴薯芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、淀粉梭狀芽孢桿菌等，它們是引起米飯發(fā)酵、面包粘液化的主要菌株；能分解纖維素和半纖維素只有芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬和八疊球菌屬的一些種；但絕大多數(shù)細(xì)菌都具有分解某些糖的能力，特別是利用單糖的能力極為普遍；某些細(xì)菌能利用有機(jī)酸或醇類；能分解果膠的細(xì)菌主要有芽孢桿菌屬、歐氏植病桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬中的部分菌株，它們參與果蔬的腐敗。
多數(shù)霉菌都有分解簡單碳水化合物的能力；能夠分解纖維素的霉菌并不多，常見的有青霉屬、曲霉屬、木霉屬等中的幾個種，其中綠色木霉、里氏木霉、康氏木霉分解纖維素的能力特別強(qiáng)。分解果膠質(zhì)的霉菌活力強(qiáng)的有曲霉屬、毛霉屬、蠟葉芽枝霉等；曲霉屬、毛霉屬和鐮刀霉屬等還具有利用某些簡單有機(jī)酸和醇類的能力。
絕大多數(shù)酵母不能使淀粉水解；少數(shù)酵母如擬內(nèi)胞霉屬能分解多糖；極少數(shù)酵母如脆壁酵母能分解果膠；大多數(shù)酵母有利用有機(jī)酸的能力。
⑶ 分解脂肪類食品的微生物
分解脂肪的微生物能生成脂肪酶，使脂肪水解為甘油和脂肪酸。一般來講，對蛋白質(zhì)分解能力強(qiáng)的需氧性細(xì)菌，同時大多數(shù)也能分解脂肪。細(xì)菌中的假單孢菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和芽孢桿菌屬中的許多種，都具有分解脂肪的特性。
能分解脂肪的霉菌比細(xì)菌多，在食品中常見的有曲霉屬、白地霉、代氏根霉、婁地青霉和芽枝霉屬等。
酵母菌分解脂肪的菌種不多，主要是解脂假絲酵母，這種酵母對糖類不發(fā)酵，但分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力卻很強(qiáng)。因此，在肉類食品、乳及其制品中脂肪酸敗時，也應(yīng)考慮到是否因酵母而引起。
1.1.3 食品的環(huán)境條件
在某種意義上講，引起食品變質(zhì)，環(huán)境因素也是非常重要的。食品中污染的微生物能否生長，還要看環(huán)境條件，例如，天熱飯菜容易變壞，潮濕糧食容易發(fā)霉。影響食品變質(zhì)的環(huán)境因素和影響微生物生長繁殖的環(huán)境因素一樣，也是多方面的。有些內(nèi)容已在前面有關(guān)章節(jié)中加以討論，故不再重復(fù)。在這里，僅就影響食品變質(zhì)的最重要的幾個因素，例如溫度、濕度和氣體等進(jìn)行討論。
溫度
前面章節(jié)已經(jīng)討論了溫度變化對微生物生長的影響。根據(jù)微生物對溫度的適應(yīng)性，可將微生物分為三個生理類群，即嗜冷、嗜溫、嗜熱三大類微生物。每一類群微生物都有最適宜生長的溫度范圍，但這三群微生物又都可以在20℃～30℃之間生長繁殖，當(dāng)食品處于這種溫度的環(huán)境中，各種微生物都可生長繁殖而引起食品的變質(zhì)。
⑴ 低溫對微生物生長的影響
低溫對微生物生長極為不利，但由于微生物具有一定的適應(yīng)性，在5℃左右或更低的溫度（甚至-20℃以下）下仍有少數(shù)微生物能生長繁殖，使食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，我們稱這類微生物為低溫微生物。低溫微生物是引起冷藏、冷凍食品變質(zhì)的主要微生物。食品在低溫下生長的微生物主要有：假單孢桿菌屬、黃色桿菌屬、無色桿菌屬等革蘭氏陰性無芽孢桿菌；小球菌屬、乳桿菌屬、小桿菌屬、芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬等革蘭氏陽性細(xì)菌；假絲酵母屬、隱球酵母屬、圓酵母屬、絲孢酵母屬等酵母菌；青霉屬、芽枝霉屬、葡萄孢屬和毛霉屬等霉菌。食品中不同微生物生長的最低溫度見表9-3
表9-3 食品中微生物生長的最低溫度
食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃） 食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃）
豬 肉 細(xì)菌 -4 乳 細(xì)菌 0～-1
牛 肉 霉菌、酵母菌、細(xì)菌 -1～1.6 冰淇凌 細(xì)菌 -3～-10
羊 肉 霉菌、酵母菌、細(xì)菌 -1～-5 大 豆 霉菌 -6.7
火 腿 細(xì)菌 1～2 豌 豆 霉菌、酵母菌 -4～6.7
臘 腸 細(xì)菌 5 蘋 果 霉菌 0
熏肋肉 細(xì)菌 -5～-10 葡萄汁 酵母菌 0
魚貝類 細(xì)菌 -4～-7 濃桔汁 酵母菌 -10
草 莓 霉菌、酵母菌、細(xì)菌 -0.3～-6.5
這些微生物雖然能在低溫條件下生長，但其新陳代謝活動極為緩慢，生長繁殖的速度也非常遲緩，因而它們引起冷藏食品變質(zhì)的速度也較慢。
有些微生物在很低溫度下能夠生長，其機(jī)理還不完全清楚。但至少可以認(rèn)為它們體內(nèi)的酶在低溫下仍能起作用。另外也觀察到嗜泠微生物的細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，推測可能是由于它們的細(xì)胞質(zhì)膜在低溫下仍保持半流動狀態(tài)，能進(jìn)行活躍的物質(zhì)傳遞。而其它生物則由于細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，在低溫下成為固體而不能履行其正常功能。
⑵ 高溫對微生物生長的影響
高溫，特別在45℃以上，對微生物生長來講，是十分不利的。在高溫條件下，微生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體很容易發(fā)生變性失活，細(xì)胞膜也易受到破壞，這樣會加速細(xì)胞的死亡。溫度愈高，死亡率也愈高。
然而，在高溫條件下，仍然有少數(shù)微生物能夠生長。通常把凡能在45℃以上溫度條件下進(jìn)行代謝活動的微生物，稱為高溫微生物或嗜熱微生物（theophiles）。嗜熱微生物之所以能在高溫環(huán)境中生長，是因為它們具有與其它微生物所不同的特性，如它們的酶和蛋白質(zhì)對熱穩(wěn)定性比中溫菌強(qiáng)得多；它們的細(xì)胞膜上富含飽和脂肪酸。由于飽和脂肪酸比不飽和脂肪酸可以形成更強(qiáng)的疏水鍵，從而使膜能在高溫下保持穩(wěn)定；它們生長曲線獨(dú)特，和其它微生物相比，延滯期、對數(shù)期都非常短，進(jìn)入穩(wěn)定期后，迅速死亡。
在食品中生長的嗜熱微生物，主要是嗜熱細(xì)菌，如芽孢桿菌屬中的嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus）、凝結(jié)芽孢桿菌（B. coagulans）；梭狀芽孢桿菌屬中的肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、熱解糖梭狀芽孢桿菌（Cl.thermosaccharolyticum）、致黑梭狀芽孢桿菌（Cl.nigrificans）；乳桿菌屬和鏈球菌屬中的嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、嗜熱乳桿菌等。霉菌中純黃絲衣霉（Byssochlamys fulva）耐熱能力也很強(qiáng)。
在高溫條件下，嗜熱微生物的新陳代謝活動加快，所產(chǎn)生的酶對蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)的分解速度也比其它微生物快，因而使食品發(fā)生變質(zhì)的時間縮短。由于它們在食品中經(jīng)過旺盛的生長繁殖后，很容易死亡，所以在實際中，若不及時進(jìn)行分離培養(yǎng)，就會失去檢出的機(jī)會。高溫微生物造成的食品變質(zhì)主要是酸敗，分解糖類產(chǎn)酸而引起。
微生物與O2有著十分密切的關(guān)系。一般來講，在有氧的環(huán)境中，微生物進(jìn)行有氧呼吸，生長、代謝速度快，食品變質(zhì)速度也快；缺乏O2條件下，由厭氧性微生物引起的食品變質(zhì)速度較慢。O2存在與否決定著兼性厭氧微生物是否生長和生長速度的快慢。例如當(dāng)Aw值是O．86時，無氧存在情況下金黃色葡萄球菌不能生長或生長極其緩慢；而在有氧情況下則能良好生長。
新鮮食品原料中，由于組織內(nèi)一般存在著還原性物質(zhì)（如動物原料組織內(nèi)的巰基），因而具有抗氧化能力。在食品原料內(nèi)部生長的微生物絕大部分應(yīng)該是厭氧性微生物；而在原料表面生長的則是需氧微生物。食品經(jīng)過加工，物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，需氧微生物能進(jìn)入組織內(nèi)部，食品更易發(fā)生變質(zhì)。
另外，H2和CO2等氣體的存在，對微生物的生長也有一定的影響。實際中可通過控制它們的濃度來防止食品變質(zhì)。 (待續(xù))
