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。微生物在生長繁殖的過程中，會產(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淖陨硌趸癁橹鳎磻?yīng)經(jīng)三個階段: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、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，只要時間允許，食品肯定會發(fā)生腐敗變質(zhì)。但食品在儲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，仍能保持一段時間的活性并對食品中大分子物質(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，即使沒有微生物，也會發(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與繁殖。當(dāng)食品中的水分含量合適時，細(xì)菌可大量生長繁殖并產(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。不同微生物對水分活度的要求不同，一般地，細(xì)菌比酵母與霉菌對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但不能在高滲環(huán)境中生長，這是因為當(dāng)食品的滲透壓高時，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)菌生長甚至造成死亡。而低滲雖然對動物細(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。它們對微生物的影響還有以下幾個方面: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)菌和鹽溶液接觸時會吸收一定的鹽分，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，這是一個耗能的主動轉(zhuǎn)運過程，為保證這一活動的能量，細(xì)菌必須停止其他不重要的活動如繁殖等。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，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，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，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，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，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)，但不是絕對的。4、食品的pH值食品的pH值對腐敗變質(zhì)的影響主要是氫離子對微生物的影響，氫離子可引起細(xì)菌細(xì)胞膜的電位改變，影響微生物對營養(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)菌的生長繁殖。不同的微生物生長繁殖的最適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，腐敗菌已基本被抑制。霉菌與酵母對pH值下降的抵抗力較強，在pH值為1.5的食品中仍可見黑曲霉的生長，有些細(xì)菌也能抵抗較強的酸，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，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)境的溫度對食品腐敗變質(zhì)的影響主要是對微生物生長緊殖的影響，各種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長繁殖，當(dāng)環(huán)境溫度不利于做生物生長繁殖時，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)生長良好，高溫和低溫均不利于其生長繁殖。由于環(huán)境溫度在高溫時一般不會超過40℃，所以高氣溫環(huán)境有利于微生物生長繁殖，食品容易發(fā)生腐敗變質(zhì);而氣溫較低時，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，能在低溫生長的細(xì)困稱為嗜冷微生物，能在較高溫度生長的細(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微生物生長的溫度范圍類型生長溫度/℃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、空氣空氣中的氧對微生物生長的影響與微生物的種類有關(guān),按