食品的腐敗變質(zhì)

食品的腐敗變質(zhì)定義：食品的腐敗變質(zhì)泛指在以微生物為主的各種因素作用下，食品所發(fā)生的食品成分與感官的一切變化。食品腐敗變質(zhì)的原因：食品的腐敗變質(zhì)主要是食品中的大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物發(fā)生降解的過程，其發(fā)生原因主要包括食品本身的因素和微生物的存在。食品本身的因素：食品中存在的可降解的大分子在酶或非酶因素的作用下發(fā)生以分解為主的變化。例如蛋白質(zhì)在酶的作用下，分解成氨基酸并進(jìn)一步分解成胺及其他小分子含氮化合物等；脂肪酸在氧的作用下發(fā)生氧化，可產(chǎn)生醇、醛、酮等脂肪酸敗產(chǎn)物。微生物：微生物是食品發(fā)生腐敗變質(zhì)最重要的因素，引起食品腐敗變質(zhì)的微生物包括細(xì)菌、霉菌與酵母。微生物在生長(zhǎng)繁殖的過程中，會(huì)產(chǎn)生分解食品的酶，引起食品成分降解，使食品發(fā)生腐敗變質(zhì)。食品腐敗變質(zhì)的過程：1、蛋白質(zhì)的分解：食品中的蛋白質(zhì)在食品本身的酶及微生物酶的作用下，首先被分解成多肽，然后斷鏈形成氨基酸，氨基酸進(jìn)一步分解產(chǎn)生具有腐敗特征的低分子物質(zhì)。氨基酸在脫羧酶的作用下，脫羧形成胺類(amines)，其中組氨酸脫羧形成組胺、鳥氨酸脫羧形成腐胺、賴氨酸脫羧形成尸胺、色氨酸脫羧形成色胺等。在脫氨基酶的作用下，氨基酸脫去氨基形成氨，氨與甲基反應(yīng)生成一甲胺、二甲胺、三甲胺等，色氨酸可同時(shí)脫羧與脫胺，形成吲哚與甲基吲哚，含硫氨基酸可脫硫產(chǎn)生硫化氫。這些低分子產(chǎn)物大都具有揮發(fā)性，且有糞臭味，從而使含蛋白質(zhì)較高的食品如肉、魚、蛋、奶等的腐敗具有惡臭味。2、碳水化合物的分解：碳水化合物的腐敗主要是在細(xì)菌、霉菌或酵母產(chǎn)生的酶的作用下發(fā)生酵解，產(chǎn)生醇、酸、醛、酮等低分子物質(zhì)，并產(chǎn)生二氧化碳和水，使含碳水化合物較高的食品如糧食及其制品、蔬菜水果等的腐敗具有酸味并立氣。3、脂肪的酸?。褐镜乃釘∫杂椭淖陨硌趸癁橹?，反應(yīng)經(jīng)三個(gè)階段:①脂肪酸在熱、光線及銅、鐵等引發(fā)劑的作用下，生成不穩(wěn)定的自由基R和H，是油脂酸敗的引發(fā)階段。②由于自由基不穩(wěn)定，因此在遇到氧時(shí)可形成過氧化自由基RO0?，過氧化自由基又使脂肪酸RH形成ROOH和R?自由基，這一過程稱為自由基的傳遞階段。③自由基產(chǎn)物發(fā)生聚合與裂解反應(yīng)，生成非自由基產(chǎn)物，氧化反應(yīng)終止，稱為終止階段。自由基的聚合可產(chǎn)生二聚物、多聚物、環(huán)氧化物、過氧化物等，并進(jìn)一步裂解產(chǎn)生醛、酮、羥、酸及呋喃等低分子物質(zhì)。這些低分子化合物具有特殊的氣味，為油脂酸敗的特征物質(zhì)，使油脂酸敗具有特殊的哈敗味。此外，脂肪的酸敗還包括脂肪的水解過程，主要產(chǎn)生游離脂肪酸、甘油、甘油一酯及甘油二酯，為脂肪的自身氧化提供游離脂肪酸，使油脂酸敗得以順利進(jìn)行，因此如油脂中水分含量高時(shí)、油脂的酸敗就容易發(fā)生。影響食品腐敗變質(zhì)的因素：食品在與活體分離后，其成分的降解一直在進(jìn)行，可以說，只要時(shí)間允許，食品肯定會(huì)發(fā)生腐敗變質(zhì)。但食品在儲(chǔ)藏過程中某些因素可以改變食品腐敗變質(zhì)的進(jìn)程，從而影響到食品的保質(zhì)期，這些因素有:1、食品中的酶食品大多來源于動(dòng)植物組織，這些組織中的酶在屠宰或收獲后，仍能保持一段時(shí)間的活性并對(duì)食品中大分子物質(zhì)進(jìn)行分解，使食品向腐敗變質(zhì)的方向發(fā)展。蔬菜、水果及鮮肉的酶活性較強(qiáng)，即使沒有微生物，也會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。2、食品的水分含量食品中的水分含量的多少主要影響微生物的生長(zhǎng)與繁殖。當(dāng)食品中的水分含量合適時(shí)，細(xì)菌可大量生長(zhǎng)繁殖并產(chǎn)生大量分解食品成分的酶類，使食品成分分解而發(fā)生食品的腐敗變質(zhì)。食品中的水分為自由水與束縛水，自由水形成食品的水分活度，能被微生物利用，而束縛水則不能被微生物利用。不同微生物對(duì)水分活度的要求不同，一般地，細(xì)菌比酵母與霉菌對(duì)水分活度的要求要高(表1—1和表1—2)，所以水分含量較低的糧谷類食品的腐敗變質(zhì)以霉變多見。表1-1食品中重要的微生物類群生長(zhǎng)的最低Aw范圍類群最低Aw范圍類群最低Aw范圍大多數(shù)細(xì)菌0.99~0.94嗜鹽性細(xì)菌0.75大多數(shù)霉菌0.94~0.73耐滲透壓酵母菌0.60大多數(shù)酵母0.94~0.88干性霉菌0.65摘自：吳金鵬主編.食品生物學(xué).農(nóng)業(yè)出版社，1990表1-2食品中細(xì)菌生長(zhǎng)的最低Aw范圍菌名Aw值菌名Aw值蕈狀芽孢桿菌0.99產(chǎn)氣腸桿菌0.945肉毒桿菌（芽孢發(fā)芽）0.98蠟樣芽孢桿菌0.94假單胞菌屬0.97糞鏈球菌0.94蠟樣芽孢桿菌（芽孢發(fā)芽）0.97八疊球菌0.915~0.93無色桿菌屬0.96玫瑰色小球菌0.905大腸桿菌0.95~0.935金黃色葡萄球菌（厭氧）0.90枯草桿菌0.95金黃色葡萄球菌（需氧）0.86紐波特沙門氏菌0.945嗜鹽菌0.75肉毒桿菌0.95摘自：吳金鵬主編.食品生物學(xué).農(nóng)業(yè)出版社，1990食品的滲透壓食品的滲透壓通過影響微生物的生長(zhǎng)而影響食品的腐敗變質(zhì)。大多數(shù)微生物可以在低滲情況下生長(zhǎng)但不能在高滲環(huán)境中生長(zhǎng)，這是因?yàn)楫?dāng)食品的滲透壓高時(shí)，菌體內(nèi)的水分向體外轉(zhuǎn)移，造成細(xì)菌失水，影響細(xì)菌的代謝而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)甚至造成死亡。而低滲雖然對(duì)動(dòng)物細(xì)胞是致命的，可因水分向胞內(nèi)轉(zhuǎn)移而使細(xì)胞溶解死亡，但微生物具有堅(jiān)的細(xì)胞壁，環(huán)境中的水分可以向菌內(nèi)轉(zhuǎn)移，在細(xì)胞壁的限制下，轉(zhuǎn)移的量很小，不足以構(gòu)成對(duì)菌體的影響。食品中形成滲透壓的物質(zhì)主要有糖和食鹽。它們對(duì)微生物的影響還有以下幾個(gè)方面:①降低食品的水分活度，隨食鹽或糖的濃度升高，食品的水分活度下降。②當(dāng)細(xì)菌和鹽溶液接觸時(shí)會(huì)吸收一定的鹽分，為維持菌體內(nèi)環(huán)境的衡定，細(xì)菌要將體內(nèi)的Na+排出體外，這是一個(gè)耗能的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，為保證這一活動(dòng)的能量，細(xì)菌必須停止其他不重要的活動(dòng)如繁殖等。某些細(xì)菌能耐受較高的滲透壓，這些細(xì)菌有:①高度嗜鹽菌，這類細(xì)菌最適于在20%~30%食鹽濃度的食品上生長(zhǎng)，如鹽桿菌和小球菌等。②中度嗜鹽菌，這類細(xì)菌適宜在5%~10%食鹽濃度的食品上生長(zhǎng)，如腌肉弧菌和鹽脫氮微球菌等。③低度嗜鹽菌，這類細(xì)菌適宜在2%~5%食鹽濃度的食品上生長(zhǎng)，如假單胞菌屬、無色桿菌屬的某些菌種。④耐鹽菌，這類細(xì)菌可以耐受高濃度的鹽分，能在2%~10%食鹽濃度的食品上生長(zhǎng)，如葡萄球菌。⑤耐糖細(xì)菌，這類細(xì)菌能在較高糖濃度的食品上生長(zhǎng)，如腸膜明串珠菌。此外酵母與霉菌也能耐受較高的滲透壓，因此高滲透壓雖能抑制食品的腐敗變質(zhì)，但不是絕對(duì)的。4、食品的pH值食品的pH值對(duì)腐敗變質(zhì)的影響主要是氫離子對(duì)微生物的影響，氫離子可引起細(xì)菌細(xì)胞膜的電位改變，影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，并引起細(xì)菌酶的活性變化從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。不同的微生物生長(zhǎng)繁殖的最適pH值不同，絕大多數(shù)細(xì)菌的最適pH值在7.0左右，當(dāng)食品的pH值在5.5以下時(shí)，腐敗菌已基本被抑制。霉菌與酵母對(duì)pH值下降的抵抗力較強(qiáng)，在pH值為1.5的食品中仍可見黑曲霉的生長(zhǎng)，有些細(xì)菌也能抵抗較強(qiáng)的酸，如氧化硫硫桿菌可耐受的最低pH值為1.0。此外，食品的pH值還通過影響食品中的酶活性而改變食品腐敗變質(zhì)進(jìn)程。5、食品的完整性完整的食品可以抵御微生物的侵人，當(dāng)食品組織破潰或細(xì)胞膜碎裂時(shí)，微生物可以從破潰處人侵，加速了食品的腐敗變質(zhì)。6、溫度食品所處環(huán)境的溫度對(duì)食品腐敗變質(zhì)的影響主要是對(duì)微生物生長(zhǎng)緊殖的影響，各種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)環(huán)境溫度不利于做生物生長(zhǎng)繁殖時(shí)，食品的腐敗變質(zhì)就不易發(fā)生。大多數(shù)的腐敗微生物為嗜中溫困，即在37℃左右的范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好，高溫和低溫均不利于其生長(zhǎng)繁殖。由于環(huán)境溫度在高溫時(shí)一般不會(huì)超過40℃，所以高氣溫環(huán)境有利于微生物生長(zhǎng)繁殖，食品容易發(fā)生腐敗變質(zhì);而氣溫較低時(shí)，食品不易發(fā)生腐敗變質(zhì)。有些微生物可以在較高或較低的溫度下生長(zhǎng)，能在低溫生長(zhǎng)的細(xì)困稱為嗜冷微生物，能在較高溫度生長(zhǎng)的細(xì)菌稱為嗜熱微生物，嗜冷菌可造成冷藏食品的腐敗變質(zhì)(表1—4)。表1-3微生物生長(zhǎng)的溫度范圍類型生長(zhǎng)溫度/℃最低溫度最適溫度最高溫度嗜冷微生物-10~510~2020~30嗜溫微生物10~2025~4040~45嗜熱微生物25~4550~5570~807、空氣空氣中的氧對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響與微生物的種類有關(guān),按