大三上課件食品微生物

1、第四節(jié) 氧化還原電勢(shì)對(duì)微生物的影響一、微生物對(duì)氧化還原電勢(shì)的需求1.什么是氧化還原電勢(shì) 在氧化還原反應(yīng)中，電子從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)，于是在這兩種物質(zhì)之間產(chǎn)生了電位差，這種電位差叫氧化還原電勢(shì)（Eh）。氧化還原電勢(shì)的強(qiáng)弱用毫伏（mV）單位來(lái)表示。自然環(huán)境中氧化還原電勢(shì)波動(dòng)在820-429mV之間。 2.氧化還原電勢(shì)（位）的意義 氧化還原電位（EH）是一種物質(zhì)給出電子的趨勢(shì)。氧化還原電位越高，則其給出電子的趨勢(shì)越小；氧化還原電位越低，則越易給出電子。由于微生物要利用其環(huán)境中的各類(lèi)物質(zhì)給出電子時(shí)產(chǎn)生的能量才能生長(zhǎng)。因此，微生物所處環(huán)境中的氧化還原電勢(shì)值對(duì)微生物的生長(zhǎng)有顯著影響。 3.氧化還原電

2、勢(shì)與微生物的關(guān)系 微生物對(duì)氧化還原電勢(shì)的需求與他們對(duì)氧氣的需求情況相關(guān)。需氧微生物需要較高的氧化還原電勢(shì)，厭氧微生物需要較低的氧化還原電勢(shì)。 環(huán)境中氧化還原電勢(shì)值不同，能夠在其中生活的微生物也會(huì)不同。 如果發(fā)酵體系中的氧化還原電勢(shì)值達(dá)不到要求，微生物也就不能生長(zhǎng)。二、微生物所在環(huán)境的氧化還原電勢(shì)1.環(huán)境中的氧化還原電勢(shì)對(duì)微生物的影響 不同食品的氧化還原電勢(shì)差異很大，因而在不同食品中生存的微生物及引起這些食品腐敗變質(zhì)的微生物種類(lèi)也很不相同。 植物性食品，尤其是植物汁液，其氧化還原電位較高，因而在這類(lèi)食品中生長(zhǎng)并引起腐敗變質(zhì)的多是好氧型的細(xì)菌和霉菌。肉類(lèi)食品內(nèi)部氧化還原電勢(shì)值低，一般適合厭氧的微生

3、物生長(zhǎng)。食品名稱(chēng)EH值（mv）微生物類(lèi)群新鮮水果汁液300400？櫻桃180桃子175菠菜74干酪-200-50鮮肉-150-250？幾種食品的氧化還原電勢(shì)2.微生物對(duì)環(huán)境氧化還原電勢(shì)的影響 食品的EH值可影響其上微生物的生長(zhǎng)，反過(guò)來(lái)，微生物的生長(zhǎng)也會(huì)改變其環(huán)境的EH值。如好氧菌的呼吸作用消耗環(huán)境中的O2,一些還原性代謝產(chǎn)物的積累（H2S、抗壞血酸及含SH化合物），都可使環(huán)境的EH降低。因此需氧菌的生長(zhǎng)可為厭氧菌的生長(zhǎng)提供有利的EH條件。 三、氧化還原電勢(shì)的影響因素1.化學(xué)成分 有些化學(xué)成分，可使其氧化還原電勢(shì)降低，如SH（巰基）化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽），還原糖，抗壞酸等。 銅、鐵離子，可

4、使奶的氧化還原電勢(shì)升高。 比如：牛奶接觸到銅離子、鐵離子后容易引起脂肪酸的腐敗分解。2.空氣中氧的含量 空氣中氧含量和食品接觸氧的情況，是影響食品氧化還原電勢(shì)的主要因素。氧氣可使食品氧化還原電勢(shì)升高，但這種情況受食品狀態(tài)影響。深部不易受氧影響，所以其表面氧化還原電勢(shì)值高，深部低，攪碎的肉氧化還原電勢(shì)值均高。 食品、飲料等進(jìn)行真空包裝，就是利用降低氧化還原電勢(shì)和氧限制微生物生命活動(dòng)，從而使食品或飲料得到較長(zhǎng)時(shí)間保藏。 3.微生物的生長(zhǎng) 微生物在食品中生長(zhǎng)，會(huì)使食品的氧化還原電勢(shì)值降低，這是因?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)需要氧，產(chǎn)生還原性代謝產(chǎn)物的結(jié)果。 另外，食品是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，各部分氧化還原電勢(shì)值不一樣，

5、表面高，深部低，故整個(gè)食品的氧化還原電勢(shì)不好表示。 第五節(jié) 輻射對(duì)微生物的影響 輻射（Radiation)是一種由波或粒子傳遞能量的物理現(xiàn)象。由于波長(zhǎng)不同，各種輻射波的能量也不同，對(duì)微生物的作用也各異。 輻射波主要有：可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、微波以及其它射線。1.可見(jiàn)光（1）作用機(jī)理：多種情況（2）作用特點(diǎn)：除光合細(xì)菌外，一般微生物的生長(zhǎng)不需要輻射光，輻射光往往對(duì)微生物有害。有些光能營(yíng)養(yǎng)型的微生物還可利用吸收可見(jiàn)光波，進(jìn)行光合作用。有些微生物，雖然不是光合生物，但表現(xiàn)有一定的趨光性。例如閃光絲霉菌絲的向光部分比背光部分生長(zhǎng)得快。一些真菌在形成子實(shí)體、擔(dān)子果、孢子囊和分生孢子時(shí)，也需要一定的散射

6、光刺激。2.紅外線（1）作用機(jī)理：長(zhǎng)光波的紅外線產(chǎn)生能量，可以提高基質(zhì)和環(huán)境溫度；引起水分蒸發(fā)而干燥，可間接地影響微生物的生長(zhǎng) 。（2）作用特點(diǎn)：有一定的殺傷作用，如紅外線消毒設(shè)備等。3.紫外線（1）作用機(jī)理：紫外線能被核酸中的嘌呤、嘧啶吸收產(chǎn)生破壞作用，更明顯的是誘導(dǎo)胸腺嘧啶二聚體的形成，從而抑制了DNA的復(fù)制，發(fā)生細(xì)胞的突變，甚至造成微生物細(xì)胞的死亡。 （2）作用特點(diǎn)： 紫外線的波長(zhǎng)范圍為：136400nm，其中以253256nm紫外線殺菌作用最強(qiáng)。 穿透力差，不易穿透不透明的物質(zhì)，就連玻璃也難以穿透，殺菌作用僅限于物體表層。一般常用于無(wú)菌室空間及器材物體表面的消毒，以控制一定空間內(nèi)和一定

7、物體表面達(dá)到少菌或無(wú)菌狀態(tài)。 紫外線對(duì)不同種類(lèi)的微生物致死量不同，革蘭氏陰性菌對(duì)紫外線最敏感，革蘭氏陽(yáng)性球菌、芽孢對(duì)其抵抗力較強(qiáng)。 紫外線照射一些含脂肪和蛋白質(zhì)多的食品等，會(huì)產(chǎn)生異味和變色。 紫外線對(duì)生物組織有刺激作用，人的皮膚和眼睛與紫外線接觸后，可引起刺激癥狀，所以在使用紫外線時(shí)，應(yīng)注意必要的保護(hù)。 紫外線凈水設(shè)備紫外線設(shè)備4.微波 微波一般是指波長(zhǎng)在1mm1m范圍（其相應(yīng)的為30030000MHZ）的電磁波。微波已廣泛用于烹調(diào)、脫水與干燥、解凍、消毒與滅菌等許多領(lǐng)域。 （1）作用機(jī)理：物品內(nèi)外同時(shí)吸收微波能，其中的微生物細(xì)胞在微波場(chǎng)的作用下，其中的物質(zhì)分子也被極化并做高頻振蕩，摩擦產(chǎn)生熱

8、效應(yīng)，溫度升高。溫度的快速升高使其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而失去生物活性，使菌體死亡或受到嚴(yán)重干擾而無(wú)法繁殖。 微波的作用會(huì)使微生物在其生命化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中所產(chǎn)生的大量電子、離子和其它帶電粒子的生物性排列組合和運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)生改變，即使微生物的生理活性物質(zhì)發(fā)生變化。同時(shí)，電場(chǎng)也會(huì)使細(xì)胞膜附近的電荷分布發(fā)生改變，導(dǎo)致膜功能障礙，細(xì)胞的正常代謝功能受到干擾破壞，使微生物的生長(zhǎng)受到抑制，甚至停止生長(zhǎng)或使之死亡。微波能還能使微生物細(xì)胞賴(lài)以生存的水分活度降低，破壞微生物的生存環(huán)境。另外，微波還可以導(dǎo)致細(xì)胞DNA和RNA分子結(jié)構(gòu)中氫建松弛、斷裂和重新組合，誘發(fā)基因突變，染色體畸變，從而中斷細(xì)胞的正常繁殖能力。

9、（2）作用特點(diǎn)：產(chǎn)熱效率高；產(chǎn)熱均衡，熱的傳導(dǎo)過(guò)程很少；設(shè)備投入較高。5.超聲波（1）作用機(jī)理： 超聲波（頻率在20000HZ以上）有強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)。在超聲波處理微生物時(shí)，因超聲波的高頻振動(dòng)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)而造成細(xì)胞周?chē)h(huán)境的局部真空，引起細(xì)胞周?chē)鷫毫Φ臉O大變化，這種壓力變化足以使細(xì)胞破裂、死亡。超聲波劇烈振動(dòng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)也是造成有機(jī)體死亡的原因之一。 （2）作用特點(diǎn) 超聲波對(duì)微生物的致死效應(yīng)與超聲波的頻率、處理時(shí)間、微生物種類(lèi)、細(xì)胞大小、形狀和數(shù)目等均有關(guān)系。如桿菌比球菌，絲狀菌比非絲狀菌，體積大的細(xì)胞比體積小的細(xì)胞在超聲波處理時(shí)更易死亡，細(xì)菌的芽孢比營(yíng)養(yǎng)體抵抗力更強(qiáng)。 由于超聲波可破碎細(xì)

10、胞，可用來(lái)研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，如細(xì)胞內(nèi)酶，免疫物質(zhì)，核酸類(lèi)物質(zhì)等的提取。為使生物活性物質(zhì)不被失活，在超聲波處理中，通常在低溫下間歇處理以免發(fā)生失活作用。 超聲波的殺菌作用用來(lái)保藏食品。如牛奶經(jīng)過(guò)超聲波處理560秒后，可以保存五天不酸敗。一般消毒奶再經(jīng)超聲波處理，在冷藏條件下可以保存18個(gè)月還未發(fā)現(xiàn)變質(zhì)。超聲波細(xì)胞破碎儀6.其它射線 射線、射線、射線、射線，其中射線、射線同屬高能電磁波，對(duì)微生物都有較強(qiáng)的殺傷力，但因微生物種類(lèi)不同，對(duì)它的敏感程度有差異，因此殺菌效果也不一樣。射線被空氣吸收比率極少，不但能射至相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，并且對(duì)各種介質(zhì)有較強(qiáng)的穿透力，可用于殺菌，致死所有生物包括微生物，目前已制出不耐熱的射線物品消毒裝置?，F(xiàn)有30多種放射性同位素得到