[科普中国]-腐败菌

简介

长期以来，人们为了保存食物、防止腐败找出了许多办法。例如，新鲜水果用糖或蜜加工成果脯蜜饯；新鲜鱼、肉、蛋用盐腌制成咸鱼、咸肉、咸蛋；蔬菜、笋、鱼等晒成笋干、鱼干、干菜、干蘑菇等，这些都是常用的防腐办法。还有用低温冷藏，化学药品防腐等等。然而，尽管人们想方设法来消灭和防御病菌，狡猾的病菌总要钻空子，找我们的麻烦。直到人们发现抗生素有防止腐败、抗击病菌的优越性能，病菌才开始变得温驯起来。

抗生素之所以能延长食品的保存期限，主要在于它能干扰或阻碍病菌正常的新陈代谢，使病菌不能进行正常的生命活动，不能生长和繁殖。抗生素溶解在水里后，接触到食物体表面或渗透到组织里去，如同形成一层保护膜，腐败菌或病菌一旦沾上，就会立即被抗生素的精良武器所击败。而且，使用抗生素保存蔬菜、水果等食品，对于食物的色、香、味和维生素等营养成分的保持，都比采用腌制法和加热消毒法优越得多，所以抗生素是一种理想的保护剂。

常见腐败菌的种类分解蛋白质类食品的腐败菌细菌、霉菌、酵母菌都可以通过分泌胞外蛋白酶来分解蛋白质类食品。细菌中芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、假单胞菌属、变形杆菌属、链球菌属等分解蛋白质能力较强；小球菌属、葡萄球菌属、黄杆菌属、产碱杆菌属、埃希杆菌属等分解蛋白质能力较弱；而肉毒梭状芽孢杆菌分解蛋白质能力很弱。霉菌中青霉属、毛霉属、曲霉属、木霉属、根霉属等也具有分解蛋白质的能力，比细菌更能利用天然蛋白质。酵母菌中啤酒酵母属、毕赤酵母属、汉逊酵母属、假丝酵母属、球拟酵母属等虽然能使凝固的蛋白质缓慢分解，但相对来说，多数酵母菌对蛋白质的分解能力极弱。

分解碳水化合物类食品的腐败菌细菌中能高效分解碳水化合物的菌种并不多。芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的某些种，如蜡样芽孢杆菌、枯草杆菌、淀粉梭状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌等分解淀粉的能力较强，所以这些菌株经常引起米饭发酵、面包黏液化。能分解果胶的细菌主要为芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、欧氏植病杆菌属中的部分菌株，它们能引起果蔬的腐败。能分解纤维素和半纤维素的细菌则只有芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属和八叠球菌属的一些种。然而绝大多数细菌都具有分解某些糖(特别是单糖)的能力。

大多数霉菌都有分解简单碳水化合物的能力。青霉属、曲霉属、木霉属的某些种能够分解纤维素，特别是绿色木霉、里氏木霉、康氏木霉分解纤维素的能力较强。另外，曲霉属、毛霉属等不仅分解果胶酶的活力较强，还具有利用某些简单有机酸和醇类的能力。

绝大多数酵母菌不能使淀粉水解，大多数酵母菌有利用有机酸的能力，少数酵母菌能分解多糖(如拟内孢霉属)，极少数酵母菌能分解果胶(如脆壁酵母)。

分解脂肪类食品的腐败菌细菌中的假单胞菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属和芽孢杆菌属中的许多种，都有分解脂肪的特性。一般来讲，对蛋白质分解能力强的需氧细菌，同时大多数也能分解脂肪。

常见的能分解脂肪的霉菌有曲霉属、白地霉、代氏根霉、娄地青霉和芽枝霉属等。能分解脂肪的酵母菌菌种不多，主要是解脂假丝酵母。这种酵母菌分解脂肪和蛋白质的能力强，但不分解糖类。因此，在肉制品、乳制品发生脂肪酸败时，应考虑酵母菌所发挥的作用。

腐败菌的污染途径在食品的周围环境中，存在着一个数量庞大、种类繁多的微生物世界。微生物污染食品的途径可分为两大类：凡是动植物体在生活过程中，由于本身带有的微生物而造成的食品污染称为内源性污染，又称一次污染；在生产、加工、运输、贮存、销售、消费等过程中，食品受到的外界微生物的污染称为外源性污染，又称二次污染。

内源性污染不同类群的腐败菌常常以一定的数量存在于动植物体内或体表。当畜禽机体的抵抗力因不良因素的影响而下降时，消化道和呼吸道内的腐败菌即可侵入组织内部，造成畜禽类食品污染。

外源性污染外源性污染的主要途径又可分为以下几类。

(1)通过水污染

食品的生产加工过程离不开水。水不但要作为许多食品的原辅材料，而且在清洗、冷冻的工序中也必不可少。因此，水既是腐败菌的污染源，也是其污染食品的途径。虽然一般情况下经净化消毒的自来水含菌量较少；但当水管出现漏洞而且管内压力小于管外压力时，管道周围环境中的腐败菌就会从漏洞渗透进入管道，污染自来水。有时即使水源是卫生的，但生产加工的方法不当也会导致污染。如在对畜禽进行屠宰时，皮毛和肠道内的菌群可通过水的流动扩散到其他组织中，造成相互感染，特别是循环使用的冷却水很容易被畜禽的粪便以及下脚料污染，进而污染食品1。

(2)通过空气污染来

自土壤、水、人和动植物的腐败菌进入空气后，可随着灰尘、雾滴的飞扬和沉降而直接污染食品，或通过污染水源、土壤后对食品造成间接污染。例如当人讲话、咳嗽、打喷嚏、吐痰时，人的唾沫、鼻涕、痰中的腐败茵就会通过空气的传播直接或间接污染食品。因此，暴露在空气中的食品被污染是不可避免的。尤其是在卫生状况不达标的环境下生产，食品原料、设备以及食品工作人员的移动都会引起污染。

(3)通过人及动物接触污染

人的衣帽、毛发、皮肤若不保持清洁，就很容易被大量腐败菌附着，在食品的加工、运输、贮存、销售及消费过程中一旦与食品接触则必定造成污染。另外，鼠、蝇、蟑螂也常携带大量腐败菌，食品一旦受到这类动物的咬噬或接触，则很容易被污染2。

(4)通过容器、机械设备及包装材料污染

食品在生产加工、运输、贮存、销售及消费过程中必然会用到很多容器、机械设备、包装材料，它们如果不经过严格的杀菌消毒处理，一旦与食品接触，其所带有的腐败菌则会轻而易举地进入食品。接触机会越多，污染越严重。即便是已经灭菌消毒的食品，一旦使用未经过无菌处理的包装材料，则必定前功尽弃，造成食品的重新污染。

腐败菌的危害腐败菌除了在食品中引起色、香、味等感官性状异常外，其代谢过程中还破坏食物的营养组分，产生有毒性的多种代谢产物。

腐败菌对食物营养的破坏作用食品腐败变质的过程实质上是食品中蛋白质、糖、脂肪在污染微生物的代谢作用下分解破坏的化学过程，其腐败变质程度因食品种类、微生物种类和数量以及其他条件的影响而异。

(一)腐败菌对蛋白质的分解破坏作用

肉、鱼、禽、蛋和豆制品等食品所富含的蛋白质经微生物的蛋白酶和肽链内切酶等作用，首先分解成多肽并断裂形成氨基酸。氨基酸进一步分解成相应的胺类、有机酸类和各种碳氢化合物，食品即表现为腐败特征。蛋白质分解后所产生的胺类是碱性含氮物质，有氨、伯胺、仲胺及叔胺等，此类物质具有挥发性，产生特异性的臭味。

(二)腐败菌对脂肪的分解破坏作用

食品中脂肪的变质主要是酸败，酸败主要是脂肪经水解与氧化产生相应的分解产物。脂肪分解是在微生物或动植物组织中的解脂酶作用下使食物中的中性脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸可进而断裂形成具有不愉快味道的酮类或酮酸，在不饱和脂肪酸的不饱和键处还可形成过氧化物。脂肪酸也可分解成具有特臭气味的醛和醛酸，即所谓的“油哈”气味。这就是食用油脂和含脂肪丰富的食品发生酸败后，使其感官性状改变的原因。

油脂的水分含量及紫外线、氧气等因素可促进食品氧化和酸败。油脂脂肪酸的饱和程度与天然抗氧化剂(如维生素E)、芳香化合物含量高时，则可减慢食品氧化和酸败。

(三)腐败菌对碳水化合物的分解破坏作用

食品中的碳水化合物包括纤维素、半纤维素、淀粉、糖原以及双糖和单糖等，这些成分较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。在微生物及动植物组织中的各种酶及其他因素作用下，这些组成成分可发生水解并顺次形成低级产物，如单糖、醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水。这种碳水化合物为主的分解常称为发酵或酵解。其主要变化指标是酸度升高。根据食品种类不同也表现为糖、醇、醛、酮含量升高或产气(CO2)，有时食品常带有这些产物特有的气味。水果中果胶可被一种曲酶和多酶梭菌所产生的果胶酶分解，并可使含果胶酶较少的新鲜果蔬软化。

(四)腐败菌对食物色香味的破坏作用

食品无论在加工前或加工后，本身均呈现一定的色泽，如微生物繁殖引起食品变质时，色泽就会发生改变。微生物产生的色素有的在体内，有的分泌至细胞外，不断累积造成食品原有色泽的改变，如变成黄色、紫色、褐色、橙色、红色和黑色。另外微生物代谢产物的作用也会促使食品发生化学变化，例如肉及肉制品的绿变，是由于硫化氢与血红蛋白结合生成硫化氢血红蛋白所引起的，腊肠由于乳酸菌增殖过程中产生了过氧化氢促使肉色素退色或绿变。由于微生物种类不同、食品性质不同和作用时间不一致，在食品上出现的变色性状会有片状、斑点状、全部或局部等各种情况。

食品本身有一定气味，正常动植物原料及其制品因微生物的繁殖而产生变质时，人们的嗅觉就能敏感地觉察到有不正常的气味产生。如氨、三甲胺、乙酸、硫化氢、乙硫醇等具有腐败臭味，它们在空气中的浓度为10-18～10-11mol/L时，人的嗅觉就可以察觉到。此外，还有二甲胺等胺类物质，甲酸、乙酸、己酸、酪酸等低级脂肪酸及其脂类，酮、醛等一些羰基化合物，以及醇类、酚类、靛基质、粪臭素等物质。食品中产生的腐败臭味，常是多种臭味混合而成的。有时也能分辨出比较突出的不良气味，例如霉味臭、醋酸臭、胺臭、粪臭、硫化氢臭、酯臭。

微生物造成变质而引起的口味改变中比较容易分辨的是酸味的产生。一般碳水化合物含量多的低酸食品，变质初期酸的产生是主要特征，很容易分辨。食品中微生物增殖除产生酸味外，还有苦味及其他异味，如消毒乳由于某些假单胞菌的作用而发生苦味。蛋白质被大肠杆菌、微球菌等微生物作用后也会产生苦味物质。

固体食品变质时，动植物组织因微生物酶的作用，可使组织细胞破坏，细胞内容物外溢，食品的性状即出现变形软化。如鱼肉类食品上呈现肌肉松弛、弹性差，有时组织体表可出现发黏等现象。粉碎后加工制成的食品，如糕点、乳粉、果酱，微生物引起变质后出现黏稠、结块、表面变形、湿润、发黏等现象。液态食品变质后会出现混浊、沉淀，表面出现浮膜、变稠，鲜乳因微生物作用引起的变质可出现凝块、乳清析出分层或变稠等现象，有时还会产生气体。

腐败菌对食物营养破坏作用的选择性(一)分解破坏蛋白质的微生物

(1)细菌

大多数细菌都有分解蛋白质的能力，一般说能分泌胞外蛋白酶的细菌，对蛋白质的分解力特别强，但这种类型的细菌仅限于少数种类，而无胞外蛋白酶的细菌则只能利用较简单的含氮化合物，如氨基酸等。分解蛋白质能力特别强的细菌种类有芽孢杆菌属、假单胞菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属。分解蛋白质能力弱的细菌有微球菌属、葡萄球菌属、八叠球菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属、埃希氏菌属等，这些菌在含蛋白质为主的食品上，即使无糖存在也能生长。

(2)酵母

多数酵母对蛋白质分解能力很微弱，例如，红棕色拿逊氏酵母、越南酵母、活跃酵母、巴氏酵母、啤酒酵母，这些酵母能够使凝固的蛋白质缓慢分解。红酵母属中有些种类能分解酪蛋白。总之，酵母对食品的腐败作用不如细菌。

(3)霉菌

许多霉菌都有分解蛋白质的能力，而且霉菌比细菌更能利用天然蛋白质。例如青霉属、曲霉属、根霉、毛霉、木霉、复端孢霉等许多种。沙门柏干酪青霉和洋葱曲霉分解蛋白质迅速，在有大量碳水化合物的环境中，更能促进蛋白酶的形成。

(二)分解破坏碳水化合物的微生物

(1)细菌

绝大多数的细菌都具有利用某些单糖或双糖的能力，特别是利用单糖的能力更为普遍。某些细菌还能利用有机酸和醇类。能强烈分解淀粉的细菌仅是少数，主要是芽孢杆菌属，例如枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和马铃薯杆菌等，还有梭状芽孢杆菌，例如淀粉梭菌和丁酸梭菌等。能分解纤维素和半纤维素的细菌仅为少数，例如芽孢杆菌属、八叠球菌属、梭状芽孢杆菌属和克氏杆菌属中的一些种。能分解果胶的细菌有欧文氏菌属的胡萝卜软腐欧文氏菌、软腐病欧文氏菌以及环状芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、费新尼亚梭菌等，它们都能分泌果胶酶。

(2)酵母

绝大多数不能利用淀粉，少数特殊酵母能分解多糖，例如，拟内孢霉的酵母及粟酒裂殖酵母。极少数酵母也有分解果胶能力，例如，脆壁酵母，它是乳糖发酵性酵母。酵母一般都能利用单糖或双糖，大多数种类有利用有机酸的能力。

(3)霉菌

大多数霉菌有利用简单碳水化合物的能力，但具有分解纤维素能力的极少，例如毛壳菌属、灰腐质霉、曲霉属中的黑曲霉、土曲霉、烟曲霉、青霉属中的橘青霉、淡黄青霉等。对纤维素分解能力特别强的是绿色木霉。分解果胶能力最强的有黑曲霉、米曲霉、灰绿青霉，其次是蜡叶芽枝霉、毛霉属中的大毛霉、灰葡萄孢霉和爱氏青霉等。曲霉属、青霉属、毛霉属和镰刀霉属中的许多种霉菌有利用某些简单有机酸或醇类的能力。

(三)分解破坏脂肪的微生物

(1)细菌 一般来说，有强力分解蛋自质能力的需氧性细菌中大多数菌种同时也是脂肪分解菌，能产生脂肪酶，将脂肪分解为脂肪酶和甘油。分解力特别强的是荧光假单胞菌，其他如黄杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、赛氏杆菌属、微球菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属中的许多种细菌都有分解脂肪的特性。

(2)酵母能分解脂肪的酵母不多，常见的如解脂假丝酵母。这种酵母不发酵糖类，但分解脂肪和蛋白质能力很强。因此，在分析乳制品和肉类食品的脂肪酸酸败原因时，也应考虑是否被酵母污染。

(3)霉菌能分解脂肪的霉菌比细菌多，在食品中常见的有：黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉、灰绿青霉、娄地青霉、代氏根霉、少根根霉、解脂毛霉、爪哇毛霉、白地霉和芽枝霉属等。

三、腐败产物的毒性

腐败变质的食品首先是带有使人们难以接受的感官性状，如刺激性气味、异常颜色、酸臭味道、组织溃烂、黏液污秽感等。其次是食品成分分解，食品营养价值严重降低，不仅使食品中的蛋白质、脂肪、碳水化合物含量降低，而且其中的维生素、无机盐也会大量破坏和流失。腐败变质食品由于微生物污染严重，菌相复杂和菌量增多，增加了致病菌和产毒霉菌等存在的机会。由于菌量增多，可以使某些致病性微弱的细菌引起人体的不良反应，甚至中毒。有相对致病菌引起的食物中毒，几乎都有菌量异常增加这个必要条件。至于食品腐败变质的分解产物对人体的直接毒害，至今研究仍不够明确。然而这方面的报告与食物中毒事件却越来越多，如某些鱼类腐败产生的组胺使人体中毒，脂肪酸败产物引起人的不良反应及中毒，以及食品腐败为亚硝胺类形成提供充分的胺类物质等。有机胺类和硫化氢等虽然具有一定毒性，但人体有足够的解毒功能，可与体内相同代谢产物一起代谢转化，但如果在短时间内摄入量过大，也有一定不良作用。纵然如此，目前仍不能把食品腐败变质和食物中毒直接联系起来。所以，对食品的腐败变质虽然要及时准确鉴定，并严加控制，但对这类食品的处理还必须充分考虑具体情况。如轻度腐败的肉、鱼类，通过煮沸可以消除异常气味，部分腐烂的水果、蔬菜可拣选处理，单纯感官性状发生变化的食品可以加工复制等。但应强调指出，一切处理的前提，都必须以确保人体健康为原则。

腐败注意事项在日常生活中，对付腐败菌和病菌侵害、预防食物中毒的办法，就是要加强食品卫生管理，注意饮食卫生，不吃腐、馊、变质食物和不洁瓜果。防止生熟食物交叉污染。鱼、肉、海产品等要充分煮熟，隔餐食物要加热煮沸。发酵食品必须蒸煮、炒透30分钟以上再吃。罐头出现膨胀或色、香、味有改变时都不能再吃3。