第三章 影響微生物生長的因素

1、第三章第三章 影影 響響 微微 生生 物物 生生 長長 的的 食食 品品 因因 素（素（P299P299） o了解食品的特性了解食品的特性 o掌握食品特性對微生物生長的影響掌握食品特性對微生物生長的影響 o重點：重點：Aw、pH對微生物生長的影響對微生物生長的影響 教教 學學 目目 標標 Chapter outline o pH pH值值 o 水分活度（水分活度（A AW W） o 氧化還原電勢（氧化還原電勢（EhEh） o 營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分 o 其它：抗微生物成分、生物結(jié)構(gòu)其它：抗微生物成分、生物結(jié)構(gòu) pH pH值值最高、最適、最低最高、最適、最低 最適最適pHpH值，酶活高，生長好值，酶活

2、高，生長好 大多微生物生長的大多微生物生長的pH pH 6.6-7.5 1 1、微生物生長的、微生物生長的pHpH范圍范圍 一、一、pHpH值值 1 1、微生物生長的、微生物生長的pHpH范圍范圍 微生物微生物pH pH 范圍范圍 霉菌霉菌1.5 1.5 11 11（5-65-6） 酵母酵母2.5 2.5 8 8 （5-65-6） 大部分細菌大部分細菌4 4 10 10 （6.5-7.56.5-7.5） 乳酸菌乳酸菌3.2 3.2 10.5 10.5 致病菌致病菌5.5 5.5 9 9 部分微生物生長的部分微生物生長的pH范圍范圍 菌菌 名名最低最低pH最高最高pH 大腸桿菌大腸桿菌4.49.

3、0 金葡球菌金葡球菌4.09.8 副溶血弧菌副溶血弧菌4.811 枯草桿菌枯草桿菌4.58.5 肉毒梭菌肉毒梭菌4.78.5 釀酒酵母釀酒酵母2.358.6 米曲霉米曲霉1.69.3 意大利青霉意大利青霉1.99.3 畜、禽、水產(chǎn)品的畜、禽、水產(chǎn)品的pHpH 產(chǎn)品產(chǎn)品pHpH產(chǎn)品產(chǎn)品pHpH 牛肉牛肉5.15.16.26.2魚魚6.66.66.86.8 雞雞6.26.26.46.4蝦蝦6.86.87.07.0 牛奶牛奶6.36.36.56.5蟹蟹7.07.0 2 2、部分食品的、部分食品的pHpH值值 一些新鮮蔬菜、水果的一些新鮮蔬菜、水果的pHpH 茄子茄子4.54.5橙子橙子 3.63.6

4、4.34.3 胡蘿卜胡蘿卜4.94.96.06.0柚子柚子3.03.0 花菜花菜5.65.6柑橘柑橘3.6 3.6 4.34.3 土豆土豆5.35.35.65.6蘋果蘋果2.92.93.33.3 芹菜芹菜5.75.76.06.0葡萄葡萄3.43.44.54.5 菠菜菠菜5.55.56.06.0香蕉香蕉4.54.54.74.7 白菜白菜5.45.46.06.0西瓜西瓜5.25.25.65.6 細菌比真菌更加容易腐敗蔬菜細菌比真菌更加容易腐敗蔬菜 總之總之 動物食品動物食品pH5-7pH5-7 蔬菜蔬菜pH5-6pH5-6 水果水果pH2-5pH2-5 3、各類食品中的微生物、各類食品中的微生物

5、食品食品pHpH值與微生物生長：值與微生物生長： pHpH4.5 4.5 非酸性食品非酸性食品 動物性食品和多數(shù)蔬菜動物性食品和多數(shù)蔬菜 細菌細菌 pHpH4.5 4.5 酸性食品酸性食品 水果和少數(shù)蔬菜及其制品水果和少數(shù)蔬菜及其制品 酵菌、霉菌和耐酸細菌酵菌、霉菌和耐酸細菌 Salmonella enterica Salmonella enterica 3 3種途徑種途徑 pH pH 6.0 6.0 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng) pH pH 5.5 5.5 酸耐受反應(yīng)酸耐受反應(yīng) 至少至少1818種蛋白種蛋白 環(huán)境環(huán)境pHpH低至低至4.04.0，細胞，細胞pHpH可達可達5.05.0 pH 3.0-5.

6、0 pH 3.0-5.0 酸休克蛋白酸休克蛋白 4 4、微生物對、微生物對pHpH的適應(yīng)性的適應(yīng)性 5 5、微生物生長引起食品、微生物生長引起食品pHpH的改變的改變 I.I.食品加工的需要：食品加工的需要： 酸乳、泡菜酸乳、泡菜乳酸菌，乳酸菌，pHpH，保藏、風味，保藏、風味 食醋食醋醋酸桿菌產(chǎn)酸醋酸桿菌產(chǎn)酸 II.II.食品組成：食品組成： 1 1）糖和蛋白質(zhì)同在，先利用糖，）糖和蛋白質(zhì)同在，先利用糖，pHpH；糖；糖 不足，利用蛋白質(zhì)，不足，利用蛋白質(zhì)，pHpH上升。上升。 2 2）細菌先生長，）細菌先生長，pHpH，自身受抑，自身受抑； 酵母或霉菌生長，酵母或霉菌生長，pHpH，細菌又

7、生長。，細菌又生長。 二、含水量二、含水量-生物必需！生物必需！ p 生長需要水：生長需要水： 載體載體吸收營養(yǎng)、排泄吸收營養(yǎng)、排泄 游離水游離水 p 存在方式：結(jié)合水、游離水存在方式：結(jié)合水、游離水 p 結(jié)合水：以物理引力吸附在大分子物質(zhì)上，不能作結(jié)合水：以物理引力吸附在大分子物質(zhì)上，不能作 為溶劑或參與化學反應(yīng)。為溶劑或參與化學反應(yīng)。 微生物利用微生物利用 AW：同溫同壓下，某溶液的蒸汽壓（：同溫同壓下，某溶液的蒸汽壓（p）與純）與純 水蒸汽壓（水蒸汽壓（p0）之比。）之比。 AW =P/P0 0Aw1 1.1.水分活度水分活度 食品種類食品種類 AW 微生物類群微生物類群 生長需求的生長

8、需求的AW 鮮果蔬鮮果蔬 鮮肉、乳鮮肉、乳 果子醬果子醬 蜂蜜蜂蜜 干面條干面條 面粉面粉 奶粉奶粉 0.90.99 0.90.99 0.70.85 0.50.75 0.50 0.6-0.87 0.20 多數(shù)細菌多數(shù)細菌 多數(shù)酵母多數(shù)酵母 多數(shù)霉菌多數(shù)霉菌 嗜鹽菌嗜鹽菌 干性霉菌干性霉菌 耐滲酵母耐滲酵母 0.940.99(部分部分 球菌球菌0.9) ) 0.880.94 0.730.94 0.75 0.65 0.60 細菌（細菌（0.90.9） 酵母菌（酵母菌（0.880.88） 霉菌（霉菌（0.80.8） AW AW 0.60.6時，所有的微生物都不生長時，所有的微生物都不生長 2.2.A

9、w與微生物生長與微生物生長 食品食品AwAw與微生物生長活動與微生物生長活動 新鮮食品新鮮食品A AW W 0.98 0.981.001.00 適于多種微生物生長繁殖適于多種微生物生長繁殖 細菌酵母霉菌細菌酵母霉菌 A AW W 0.850.85，酵母、霉菌生長，酵母、霉菌生長 A AW W0.70.7，長保存時間，長保存時間 利用利用AwAw加工保藏食品加工保藏食品 o干制食品：脫水蔬菜、奶粉、脫水肉干制食品：脫水蔬菜、奶粉、脫水肉 類、肉松、肉脯等類、肉松、肉脯等 o半干食品：蜜餞、果脯半干食品：蜜餞、果脯 o腌制食品：火腿腌制食品：火腿 3、含水量（、含水量（%） o奶粉奶粉8% 8%

10、大米大米13%13% o豆類豆類15% 15% 脫水蔬菜脫水蔬菜14%-20%14%-20% AwAw0.7 0.7 可長期保存可長期保存 4.4.微生物生長所需微生物生長所需AwAw的可變性的可變性 影響因素：溫度影響因素：溫度 氧氣氧氣 pH pH 有害物質(zhì)存在有害物質(zhì)存在 環(huán)境環(huán)境RhRh低低 食品失水，食品失水，A AW W 環(huán)境環(huán)境RhRh高高 食品吸潮，食品吸潮，A AW W -趨于平衡趨于平衡 AW = Rh /100 or Rh=AW100% 5.5.食品食品AwAw受環(huán)境受環(huán)境RhRh影響影響 6.6.低低A AW W對微生物的影響對微生物的影響 1 1、 A AW W 影響

11、微生物對不良因素的抵抗力 影響微生物對不良因素的抵抗力 A AW W 0.2 0.20.40.4，芽孢對熱抵抗力最強，芽孢對熱抵抗力最強 2 2、 A AW W 影響微生物的生長 影響微生物的生長 低低 A AW W 延長 延長細菌生長的細菌生長的延滯期延滯期 抑制微生物的生長抑制微生物的生長 發(fā)酵工業(yè)，縮短發(fā)酵工業(yè)，縮短A A以降低成本以降低成本, ,延長延長C C 食品工業(yè)，在食品工業(yè)，在A A進行消毒或滅菌進行消毒或滅菌 三、氧化還原電位（三、氧化還原電位（EhEh） p定義：氧化還原反應(yīng)中，電子從一種定義：氧化還原反應(yīng)中，電子從一種 物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)，在兩者之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)

12、，在兩者之間 產(chǎn)生了電位差叫產(chǎn)生了電位差叫。 p單位：毫伏（單位：毫伏（mVmV） 微生物生長需要能量（物質(zhì)釋放電子產(chǎn)生）微生物生長需要能量（物質(zhì)釋放電子產(chǎn)生） 微生物的生長與環(huán)境的微生物的生長與環(huán)境的EhEh相關(guān)相關(guān) 自然環(huán)境的自然環(huán)境的EhEh：816816-421 mV-421 mV 816mV816mV， 氧化（需氧的）氧化（需氧的） -421mV-421mV， 還原（厭氧的）還原（厭氧的） oO O2 2存在存在EhEh較高較高 opHpH高而高而EhEh低低 o還原性物質(zhì)還原性物質(zhì) 低低EhEh 1 1、影響、影響EhEh的因素的因素 1 1、O O2 2對微生物生長的影響對微生物

13、生長的影響 氧氣對生長有害氧氣對生長有害 專性好氧：專性好氧：無氧不生長無氧不生長 兼性厭氧：兼性厭氧： 微好氧：微好氧：0.2Pa0.2Pa良好生長良好生長 有氧或無氧都能生長有氧或無氧都能生長 耐氧：耐氧：生長不需要，存在無影響生長不需要，存在無影響 專性厭氧：專性厭氧： pHpH降低降低1 1個單位，個單位，EhEh增加增加58mv58mv， 高高EhEh也是低也是低pHpH的反映的反映 能斯特方程能斯特方程 2 2、pHpH與與EhEh 好氧好氧 +Eh 300+Eh 300400mV400mV 兼性厭氧兼性厭氧 100100350mV350mV 微需氧微需氧 50mV50mV 厭氧厭

14、氧 -Eh -150mV-Eh -150mV 3 3、微生物生長需要的、微生物生長需要的EhEh p新鮮肉新鮮肉 250mV 250mV 后降低后降低 -200mV-200mV 碎碎 肉肉 約約200mV200mV 4 4、食品的、食品的EhEh p植物植物 300300400mV 400mV 好氧菌和霉菌好氧菌和霉菌 p奶酪奶酪 -20-20 -200mV-200mV p微生物的生長改變微生物的生長改變EhEh 四四. . 營養(yǎng)物對微生物生長的影響營養(yǎng)物對微生物生長的影響 水水 能源能源 氮源氮源 碳源碳源 維生素及生長因子維生素及生長因子 無機鹽無機鹽 霉菌霉菌G-G-菌菌酵母菌酵母菌 G

15、+G+菌菌 微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性 食品性質(zhì)食品性質(zhì)具有顯著分解能力具有顯著分解能力 的微生物類群的微生物類群 例舉菌種例舉菌種 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細菌細菌變形桿菌變形桿菌 霉菌霉菌沙門柏干酪青霉沙門柏干酪青霉 碳水化合物碳水化合物酵母酵母啤酒酵母啤酒酵母 霉菌霉菌黑曲霉、黃曲霉黑曲霉、黃曲霉 脂肪脂肪細菌（少數(shù)）細菌（少數(shù)）熒光假單胞菌熒光假單胞菌 五、食品的滲透壓五、食品的滲透壓 低滲溶液低滲溶液 膨脹、破裂膨脹、破裂 效果差效果差 高滲溶液高滲溶液 脫水、死亡脫水、死亡 效果良好效果良好 霉菌：青霉屬、曲霉屬霉菌：青霉屬、曲霉屬 酵母：蜂蜜酵母、魯氏酵母酵母：蜂蜜

16、酵母、魯氏酵母 耐糖細菌：腸膜明串珠菌耐糖細菌：腸膜明串珠菌 嗜鹽細菌：副溶血性弧菌嗜鹽細菌：副溶血性弧菌 耐高滲微生物耐高滲微生物 大蒜大蒜 蒜素蒜素 牛乳牛乳 乳鐵蛋白、乳過氧化酶系統(tǒng)乳鐵蛋白、乳過氧化酶系統(tǒng) 雞蛋雞蛋 溶菌酶、伴清蛋白溶菌酶、伴清蛋白 水果、蔬菜、茶水果、蔬菜、茶 羥基肉桂醛的衍生物羥基肉桂醛的衍生物 十字花科：異硫氰酸鹽，抗菌十字花科：異硫氰酸鹽，抗菌 防腐劑：生物性、化學性防腐劑：生物性、化學性 六、食品中的抗微生物成分六、食品中的抗微生物成分 七、生物結(jié)構(gòu)七、生物結(jié)構(gòu) o 外層結(jié)構(gòu)賦予具有對付外來微生物感染外層結(jié)構(gòu)賦予具有對付外來微生物感染 的機會。的機會。 種子的

17、外皮種子的外皮 水果外皮水果外皮 堅果殼堅果殼 雞蛋的殼雞蛋的殼 動物皮毛動物皮毛 完好無損的食品，一般不易發(fā)生腐敗。完好無損的食品，一般不易發(fā)生腐敗。 如無傷口的馬鈴薯、蘋果等如無傷口的馬鈴薯、蘋果等 組織潰破或細胞膜碎裂，易受污染而腐敗。組織潰破或細胞膜碎裂，易受污染而腐敗。 堅果的殼堅果的殼 雞蛋殼雞蛋殼 1 1、名詞解釋：、名詞解釋：AwAw、EhEh、結(jié)合水、干性霉菌、結(jié)合水、干性霉菌 2 2、大多數(shù)細菌、酵母、霉菌生長的最低、大多數(shù)細菌、酵母、霉菌生長的最低AwAw各各 是多少？（范圍）是多少？（范圍） 3 3、記住常見食品的、記住常見食品的pHpH值（肉、牛奶、值（肉、牛奶、 水果）。水果）。 4 4、簡述、簡述AwAw與微生物生長的關(guān)系？與微生物生長的關(guān)系？ Review Questions 5 5、寫出食品的、寫出食品的AwAw與與RhRh的