微生物控制技術(shù)課件

食品中主要微生物及其控制技術(shù)一、微生物㈠細菌

細菌是一類細胞細而短（細胞直徑約0.5μm,0.5-5μm）、結(jié)構(gòu)簡單、細胞壁堅韌以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物，分布廣泛。1、細菌的形態(tài)：細菌的形態(tài)分：

①球菌：包括雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌

②桿菌

③螺旋菌。2、細菌的結(jié)構(gòu)

細菌的基本結(jié)構(gòu)包括：細胞壁、細胞膜、間質(zhì)、細胞漿、核糖體、核質(zhì)。3、細菌的繁殖：二分分裂繁殖是細菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長菌體，染色體復(fù)制為二，然后垂直于長軸分裂，細胞赤道附近的細胞質(zhì)膜凹陷生長，直至形成橫隔膜，同時形成橫隔壁，這樣便產(chǎn)生兩個子細胞。細菌細胞分裂的電鏡超薄切片圖

4、細菌的菌落：

單個或少數(shù)細菌細胞生長繁殖后，會形成以母細胞為中心的一堆肉眼可見、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細胞集團，這就是菌落。細菌菌落常表現(xiàn)為濕潤、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。細菌的菌落特征因種而異。可作為鑒定細菌種的依據(jù)。

志賀氏菌的菌落特征

沙門氏菌的菌落特征霉菌的菌絲上：無隔膜菌絲；下：有隔膜菌絲

霉菌菌絲的變態(tài)為適應(yīng)不同的環(huán)境條件和更有效地攝取營養(yǎng)滿足生長發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱為菌絲變態(tài)。①、吸器：是從菌絲上產(chǎn)生的旁枝②、假根：菌絲與營養(yǎng)基質(zhì)接觸處分化出的根狀結(jié)構(gòu)，有固著和吸收養(yǎng)料的功能③、菌網(wǎng)和菌環(huán)：某些捕食性霉菌的菌絲變態(tài)成環(huán)狀或網(wǎng)狀，用于捕捉其它小生物如線蟲、草履蟲等。④、菌核：大量菌絲集聚成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不良的環(huán)境條件。其外層組織堅硬，顏色較深；內(nèi)層疏松，大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。⑤、子實體：是由大量氣生菌絲體特化而成，子實體是指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。3、霉菌的菌落由于霉菌的菌絲較粗而長，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒有局限性，其菌落可擴展到整個培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1~2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑取；菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。

青霉的菌落㈢、病毒1、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒的形態(tài)基本可歸納為三種：桿狀、球狀和這兩種形態(tài)結(jié)合的復(fù)合型。沒有細胞構(gòu)造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)，在宿主細胞協(xié)助下，通過核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進行增殖。病毒粒子通常形成螺旋對稱、二十面體對稱和復(fù)合對稱。病毒粒子是無法用光學(xué)顯微鏡觀察的亞顯微顆粒，但當(dāng)他們大量聚集在一起并使宿主細胞發(fā)生病變時，就可以用光學(xué)顯微鏡加以觀察。例如動、植物細胞中的病毒包涵體；有的還可用肉眼看到，如噬菌體的噬菌斑等。2、繁殖方式病毒只有在宿主細胞里才能進行繁殖，而且是通過復(fù)制的方式進行的。概括起來可分為吸附、侵入、脫殼生物合成、裝配與釋放五個步驟。㈣、酵母菌1、酵母菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)

酵母菌是單細胞真核微生物。酵母菌細胞的形態(tài)通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節(jié)形等。比細菌的單細胞個體要大得多，一般為1~5微米′5~30微米。酵母菌無鞭毛，不能游動。酵母菌具有典型的真核細胞結(jié)構(gòu),有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質(zhì)、液泡、線粒體等，有的還具有微體。

2、酵母菌的菌落大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細菌相似，但比細菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個別為黑色。3、酵母菌繁殖

酵母菌有多種繁殖方式，有人把只進行無性繁殖的酵母菌稱作"假酵母"，而把具有有性繁殖的酵母菌稱作"真酵母"。1、酵母菌的無性繁殖

芽殖：酵母菌最常見的無性繁殖方式是芽殖。芽殖發(fā)生在細胞壁的預(yù)定點上，此點被稱為芽痕，每個酵母細胞有一至多個芽痕。成熟的酵母細胞長出芽體，母細胞的細胞核分裂成兩個子核，一個隨母細胞的細胞質(zhì)進入芽體內(nèi)，當(dāng)芽體接近母細胞大小時，自母細胞脫落成為新個體，如此繼續(xù)出芽。如果酵母菌生長旺盛，在芽體尚未自母細胞脫落前，即可在芽體上又長出新的芽體，最后形成假菌絲狀。酵母菌的芽殖過程1．泡；2．小管；3．核；4．液泡酵母菌假菌絲的形成圖中1、2、3、4·······是出芽的順序裂殖：是少數(shù)酵母菌進行的無性繁殖方式，類似于細菌的裂殖。其過程是細胞延長，核分裂為二，細胞中央出現(xiàn)隔膜，將細胞橫分為兩個具有單核的子細胞。左圖為酵母菌子囊孢子的形成過程1、2、3、4：兩個細胞結(jié)合；5：接合子；6、7、8、9：核分裂；10、11：核形成孢子一、氯化物1、液態(tài)氯、次氯酸鹽、無機氯胺、有機氯胺、二氧化氯都可作為殺菌劑，但它們的抗菌活性有所不同。將氯氣慢慢通入水中可形成具有抗菌作用的次氯酸鹽（HOCl）。液態(tài)氯是次氯酸鈉溶液（NaOCl），作為殺菌劑次氯酸的效力是等濃度次氯酸鹽離子的80倍。但是氯作為抗菌劑的活性還沒有得到充分的確定。次氯酸是氯化物中活力最強的，它通過對在碳水化合物代謝中起重要作用的酶分子中的巰氫基團進行氯氧化作用，以抑制葡萄糖氧化反應(yīng)的發(fā)生，從而殺死微生物細胞。因為醛縮酶在新陳代謝中的重要性質(zhì)，所以認為它是主要的被作用部位。

2、二氧化氯的氧化能力是氯的2.5倍。這種化合物在pH6.5時不如氯有效，但在pH8.5時ClO2效果最佳。這種特性表明ClO2很少受堿性條件和有機物存在影響，因此在污水處理方面，二氧化氯是一種有效的殺菌劑。下述反應(yīng)方程式說明了二氧化氯的形成過程：

5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2ONaOCl+HCl→NaCl+HOClHOCl+2NaClO2→ClO2+2NaCl+H2O3、二氧化氯的抗菌范圍比較廣，包括細菌、病毒以及芽孢形成體。作為一種化學(xué)氧化劑，其殘余活性能顯著抑制微生物的二次污染。一般說來，在較寬的pH范圍內(nèi)，它通常都具有活性。因此，特別適用于食品加工設(shè)備的清洗和消毒，而且這種化合物比其它氯化物殺菌劑的腐蝕性小。因為它所需使用的濃度較低，產(chǎn)生不愉快氣體的氯化有機物的量也較低。4、通常將濃度為5%的穩(wěn)定二氧化氯（pH8.5～9）稱為Anthiumdioxcide。游離二氧化氯是溶液中的潛在殺菌劑，盡管Anthiumdioxcide確實具有抗菌性能，但不及游離二氧化氯有效。穩(wěn)定二氧化氯在pH8.5時能溫和抑菌，但有效殺菌成分是游離二氧化氯。Anthiumdioxcide是氧和氯以二氧化氯形式在水中結(jié)合而成的復(fù)合物，它比其它氯殺菌劑具有更長的后效?！ぷ盍畠r的殺菌劑（如果使用廉價的氯化合物）?！と绻褂脻舛鹊陀诨虻扔?00ppm，那么設(shè)備可不必清洗?！つ芤砸后w或顆粒形式存在。·不受硬水鹽的影響（除了由于pH造成的少許變化外）?！じ邼舛嚷饶苘浕瘔|圈，并從設(shè)備的橡膠部分帶走碳。·無毒性。·比氯腐蝕性小。6、它們也具有一些缺點：·不穩(wěn)定，加熱或受有機物污染時流失非?？??！と芤簆H升高時效力降低。·對不銹鋼或其它金屬的腐蝕性非常大?！け仨毢褪称芳庸ぴO(shè)備接觸，特別是對許多類型的盤子，短時間接觸能防止腐蝕?！Υ鏁r見光或溫度超過60℃會變質(zhì)?！ぴ诘蚿H溶液中將生成有毒性和腐蝕性的氯氣?！獾囊簯B(tài)形式可能發(fā)生爆炸。5、季胺化合物的稀釋液對皮膚都沒有腐蝕性和刺激性，而且無味無臭。季胺化合物溶液的濃度很容易檢測，毒性低，可以被中和，在使用陰離子去垢劑時會失效。6、季胺具有表面活性，能產(chǎn)生泡沫，也能吸附在垂直或徑向表面上，這些表面提供了季胺產(chǎn)生泡沫的基質(zhì)。當(dāng)季胺化合物與一種特殊去垢劑配制時，可作為清潔—殺菌劑使用。這種清潔—殺菌劑適用于浴室、洗手間、衣帽間和其它非食品接觸表面，但不適用于食品工廠環(huán)境，因為它們達不到徹底清潔所需要的去垢能力、pH或堿性強度。由于這種清潔—殺菌劑需要清洗，所以表面不會殘留抗菌活性。季胺化合物不能與其它清潔成分混合以提高清潔和殺菌功能，因為季胺會受某些去垢成分，如陰離子潤濕劑或其它成分的影響而鈍化。但是，如果與合適的去垢劑配制，隨著堿性的提高，季胺化合物的滅菌活性也將隨之提高。7、季胺化合物的主要優(yōu)點：·無色無臭?！づc有機物反應(yīng)穩(wěn)定。·抗金屬腐蝕?！囟鹊牟▌臃€(wěn)定?！ζつw無刺激性?！じ遬H下有效?！ひ种泼咕L?！o毒?！?yōu)良的表面活性。8、季胺化合物的主要缺點：·作用效力的局限性（對大多數(shù)革蘭氏陰性菌無效，沙門氏菌和大腸桿菌除外）?！づc陰性合成去垢劑不匹配?！ぴ谑称凡僮骱图庸ぴO(shè)備上成膜三、酸殺菌劑酸殺菌劑的特點：1、酸殺菌劑在毒理方面安全，而且具有生物活性，因此，常用于漂洗和殺菌過程中。有機酸如乙酸、過氧乙酸、乳酸、丙酸以及甲酸使用最廣泛。2、酸可以中和清潔劑殘留下來的堿，防止形成堿性沉積物并起殺菌作用。3、由于細菌表面帶有正電荷，負電荷表面活性劑可以與帶正電荷的細菌反應(yīng)，致使其細胞壁被穿透，細胞組織的功能性遭到破壞。因此，酸殺菌劑是通過穿透并破裂細胞膜，離解分子，然后酸化細胞內(nèi)容物，最后達到破壞微生物的目的。4、酸對芽孢和病原微生物的處理取決于劑量。這些化合物對不銹鋼表面或那些接觸時間可以延長的地方非常有效，并且它們對嗜冷微生物也具有高殺菌活性。在食品工廠中，將殺菌和最后的清洗結(jié)合起來操作是比較理想的5、在pH較高的環(huán)境中對耐熱微生物的殺菌效率較差，高濃度時其作用不及輻射有效，會使食品（如肉）表面發(fā)生輕微變色并產(chǎn)生臭味。酸殺菌劑的價格-效能還沒有得到充分評估，對乙酸的研究表明，其在降低沙門氏菌屬污染方面缺乏效力。6、酸殺菌劑作用快，能有效抵抗酵母和病毒污染，酸殺菌劑的最適范圍是pH＜3。在pH3.4～4.0以上時，殺菌效果不及一些化學(xué)殺菌劑。7、在存在堿性殘留物或陽離子表面活性劑，酸性殺菌劑將徹底失效。因此，在使用酸性殺菌劑之前，需要清洗表面以除去所有的清洗劑。8、羧酸殺菌劑是一種廣譜殺菌劑。它們在稀釋狀態(tài)、在含有機物的環(huán)境中、在高溫下都十分穩(wěn)定。這些殺菌劑不會腐蝕不銹鋼，保存期長，廉價，而且可作為殺菌劑和酸性清洗劑使用。9、陽離子表面活性劑對其有負面影響，因此要徹底清洗以除去這些表面活性劑。這類殺菌劑會腐蝕非不銹鋼金屬、塑料和某些橡膠。10、陰性酸殺菌劑還可以作為設(shè)備的清洗劑，能促使設(shè)備無銹、光澤、閃亮。過氧乙酸對酵母和霉菌均有效，用量在125~250ppm。1、殺菌劑的優(yōu)點：·對熱和有機物穩(wěn)定，性質(zhì)溫和，只要加熱過程中不超過100℃就不會降低使用效果。·低泡性——適用于CIP設(shè)備。·無選擇性，能殺滅各種細胞。·可用于大多數(shù)食品處理表面（低毒性——遇水、氧氣和乙酸則分解）·具有快速、廣譜殺菌效果（可殺滅細菌、酵母和霉菌）·適用pH的范圍廣·對生物膜有效·殺菌與酸漂洗可同時進行。2、缺點是成本高，有氣味，有刺激性，會腐蝕鐵和其它金屬，存在有機物時殺菌效果將會減弱，對酵母和霉菌的殺滅效果不如其它殺菌劑。四、臭氧1、臭氧是特別強的氧化劑，臭氧瞬時滅菌性質(zhì)優(yōu)于氯。臭氧廣泛用于水的消毒，同時用作除去水臭、水色以及鐵錳。2、臭氧、的氧化能力很強，所以水中的無機物和有機物（包括微生物）均易被臭氧氧化。3、由于臭氧的不穩(wěn)定性下，通常要求隨時制取并當(dāng)場使用，4、由于臭氧的強氧化作用，對于某些礦化度較高的礦泉水應(yīng)注意控制臭氧用量，切勿過量使用，以免早期和后期產(chǎn)生沉淀。決定臭氧滅菌的四個因素：⑴、流量：單位時間內(nèi)給出的臭氧的量和單位時間內(nèi)給出的被處理的水的量，即每升水要用多少毫克臭氧。⑵、接觸面積：臭氧與水的接觸面積。，一