影响食品中微生物生长的因素|

介绍

动植物源食品在微生物生长中起着重要作用。微生物在这种食物中生长或繁殖的能力取决于食物环境。本质，外在因素，食物的隐性因素和各种食品加工方法分别在微生物生长中发挥作用。这些因素决定了食物中的微生物生长和它们用于产生能量和代谢副产物的特定代谢途径。

A.内在因素

动植物组织内部的自我参数称为内在因素。这些因素包括:

1.pH值

一般来说，霉菌和酵母可以在较低的pH值下生长，革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌对较低的pH值更敏感。模具生长的pH范围为1.5至9.0;对于酵母2.0至8.5;对于革兰氏阳性细菌4.0至8.5;对于革兰氏阴性细菌4.5至9.0。基于pH范围，微生物可以被分组为：

嗜中性粒细胞pH值为5 ~ 8时生长最好。
酸pH值在5.5以下时生长最好。
碱脂化在8.5高于8.5的pH下最佳成长。

微生物	微生物生长所需的pH值
微生物	最低	最佳	最大
细菌
枯草芽孢杆菌	4.0	5.4 - 6.3	9.4 - 10.
肉毒梭状芽胞杆菌	4.8 - 5.0	6.0 - 8.0	8.5 - 8.8
产气荚膜梭菌	5.0 - 5.5	6.0 - 7.6	8．5
大肠杆菌	4.3 - 4.4	6.0 - 8.0	9.0 - 10
乳酸杆菌（最多）	3.0 - 4.4	5.5 - 6.0	7.2 - 8.0
铜绿假单胞菌	5．6	6.6 - 7.0	8.0 - 9.0
伤寒沙门氏菌	4.0 - 4.5	6.5 - 7.2	8.0 - 9.0
金黄色葡萄球菌	4.0 - 4.7	6.0 - 7.0	9.5 - 9.8
酵母
Hansenula	- - - - - -	4.5 - 5.5	- - - - - -
酿酒酵母	2.0 - 2.4	4.0 - 5.0	- - - - - -
酿酒rouxii	1.5	3.5 - 5.5	8.5 - 10.5
模具
黑曲霉	1.2	3.0 - 6.0	- - - - - -
米曲霉	1.6 - 1.8	- - - - - -	9.0 - 9.3
蒙葡萄酒	- - - - - -	3.0 - 6.1	9.2
青霉菌	1.9	4.5 - 6.7	9.3
根霉nigricans	- - - - - -	4.5 - 6.0	- - - - - -

基于pH值，食物可以分组为

食物	pH值	例子
高酸性的	<3.7	浆果，苏勃人 - 克劳特
酸性	3.7-4.6	番茄，菠萝
中酸性	4.6 - -5.3	芦笋，南瓜，甜菜，菠菜
低酸性	> 5.3	梨，玉米，豆子，肉，鱼

2.水活动（AW）

水活度(aw)是可通过渗透作用减少的生物功能可用的水量。食物中的水可以通过多种方式获得，例如

溶质和离子在溶液中缠绕水
亲水胶体
结晶或水合的水

微生物需要水以一种可用的形式在食物中生长。食物的水活性可以通过食物的水蒸气压力与纯净水的水蒸气压力比在相同温度下的比率表示。它的范围> 0至<1，因为没有食物可以具有0或1的水活性。

各种食物和它们的水活动是:

食物	水活动(aw)
新鲜水果和蔬菜新鲜家禽或鱼鲜肉鸡蛋奶酪(大多数类型) 坚果果酱面粉干果糖谷物	0.97 - -1.00 0.98-1.00 0.95-1.00 0.97 0.91 - -1.00 0.66 - -0.84 0.75-0.80 0.67 - -0.87 0.51-0.89 0．10 0.10 - -0.20

与真菌相比，细菌需要较高量的生长活性。细菌不会低于0.91的水平，模具可以生长低至0.80。
革兰氏阴性菌对低水活性比革兰氏阳性菌更敏感。

根据水活度范围，微生物可分为

Halotolent这可以在高浓度的盐存在下生长
osmotolerant.这可以在存在高浓度的工业化合物如糖的情况下生长
erotolerant.可以在干粮上生长。

一些微生物及其所需的aw范围如下:

微生物

水活动要求

1.细菌

芽孢杆菌
肉毒梭状芽胞杆菌
perfringes梭状芽胞杆菌
大肠杆菌
乳酸杆菌
铜绿假单胞菌
沙门氏菌

0.92 - -0.95
0.90 - -0.98
0.93 - -0.97
0.94 - -0.97
0.90 - -0.96
0.96-0.98
0.93 - -0.96

2.大多数酵母

Hansenula
酿酒酵母
酿酒rouxii

0.89 - -0.93
0.90 - -0.94
0.62 - -0.81

3.模具

黑曲霉
黄曲霉
蒙葡萄酒
青霉菌
镰刀

0.80 - -0.84
0.7 - -0.90
0.80 - -0.93
0.78-0.90
0.80 - -0.92

3.氧化还原潜力（EH）

物质的氧化还原或氧化还原电位被定义为原子或分子间电子转移的测量值。氧化还原电位通常记为嗯以毫伏（MV）来衡量。食物的氧化还原潜力取决于

食物的pH值
氧气的可用性(物理状态，包装)
平衡容量或缓冲容量
食品组合物（如蛋白质，抗坏血酸，还原糖）

各种食物及其EH系列：

食物	E（mv）
生肉生肉馅小麦大麦菠菜葡萄柠檬	-200 + 225 -320年到-360年 + 225 + 74 + 409 +383

不同种类微生物生长的Eh范围如下:

需氧菌在+500到+300 mV的环境下生长最好，比如霉菌，酵母，芽孢杆菌，假单胞菌，Moraxella，和micrococcus。
兼职Anaerobes.在+300 ~ +100 mV条件下生长最好的乳酸菌和该家族的乳酸菌enterobacteriaceae.．
厌氧生物可以在+100到-250 mV或更低的情况下增长最好，例如梭状芽胞杆菌仕达屋优先计划．

4.养分含量

微生物需要蛋白质、碳水化合物、硫、磷、维生素、脂质、水、能量、氮和矿物质等营养物质来生长和执行代谢功能。
食物是微生物生长的最佳营养来源。
食品中常见的微生物对营养的需求差异很大，能充分利用可利用营养的微生物通常在食品中占主导地位。
首先是简单的碳水化合物和氨基酸，然后是这些营养素的更复杂的形式。
与酵母相比，革兰氏阳性细菌的营养要求较高，然后遵循革兰氏阴性。模具具有最低的营养要求。

5.抗菌成分的存在

各种食物具有固有的抗微生物组分，可防止各种食源性病原体的微生物攻击
动植物食品中含有抗菌成分。

抗菌成分	食物	生物抑制
花青素颜料	水果	细菌
Dimethoxyisoflavone	花生	黄曲霉
丹宁酸	花生薄荷	曲霉属真菌寄生
p-coumaric acid. ferulic.	葡萄	寄生曲霉菌，寄生曲霉菌，酿酒酵母，大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，蜡样芽孢杆菌
肉桂醛	油(必需品)	革兰氏阳性细菌
辣椒蛋白	胡椒	伤寒沙门氏菌、假单胞菌
酚类和黄酮类	石榴皮	革兰氏阳性细菌
蒜素	蒜	革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌
姜黄素	姜黄	伤寒杆菌，单核细胞李斯特菌，大肠杆菌，金黄色葡萄球菌
壳聚糖	海生甲壳动物的壳	革兰氏阴性细菌
Defensin	哺乳动物细胞和组织	细菌和真菌
乳酰氧基酶	牛奶	伤寒杆菌，志贺氏菌，假单胞菌和大肠杆菌
溶菌酶抗生物素蛋白	蛋	大肠杆菌，Klebsiella Pneumoniae，Serratia marcescens,铜绿假单胞菌
乳铁蛋白	牛奶	革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌，真菌和寄生虫

6.生物结构

有些食物有防止微生物进入的生物结构。
天然的覆盖物可以保护皮肤不受损害，并降低患癌症的几率微生物腐败．
水果的外壳、坚果的外壳、鸡蛋的外壳、肉的外壳等结构都有筋膜和表皮，可以防止食源性病原体和腐败微生物的进入。

b .外在因素

通过外部条件控制的因素称为外部因素。这些因素包括:

1.储存温度

酶的反应和微生物的生长受到环境温度的影响。酵母菌和霉菌的生长温度范围为10-35°C。

根据温度，细菌可分为

Psychrotrophs是耐寒且无处不在的微生物，可以在0-20°C的温度范围内生长。这些包括假单胞菌spp和肠球菌spp。
嗜温菌是可以在25℃至40℃之间生长的微生物，最佳生长温度接近37℃。这些包括物种沙门氏菌，葡萄球菌，梭菌，志贺氏菌，和芽孢杆菌。
嗜热微生物是在45°C以上的高温下生长的微生物，最适生长温度在50°C至70°C之间。这些包括物种杆菌、梭状芽孢杆菌,Geobacillus。

2.相对湿度

相对湿度是指空气或食品环境中的水分含量。
相对湿度会影响食物上的水分活度(aw)水平，从而影响微生物的生长。
例如，干燥的谷物储存在高湿度的环境中，会吸水并发生霉菌腐烂。

3.环境中气体的存在和浓度

气体，如二氧化碳(CO₂)、臭氧(O_3.）和氧气（o₂)有直接的毒性作用，可抑制生长和增殖。
臭氧(O_3.）和氧气（o₂)对厌氧细菌有很高的毒性，而二氧化碳对专性好氧生物有效。

c .隐性因素

决定食物中微生物生长性质的第三个重要因素被称为隐性因素。
这一因素决定了生物体本身的特性以及它们如何对这样的环境做出反应。
微生物可以抑制或刺激彼此的生长。
一些可能对微生物有害或有益的各种作用和反应是捕食，寄生，共识，血统，同种异体，非联肾病和中立性。
这些微生物可能产生对其他微生物有抑制作用或致命作用的物质，如抗生素、细菌素、过氧化氢和有机酸。

D.食品加工因素

在食品加工过程中，微生物会受到各种物理或化学压力。
这些加工因素是加热、冷冻、干燥、渗透作用、辐照和各种化学物质。
加热通过破坏细胞质膜，改变代谢和酶的活动，有助于降低食物中的微生物水平。
冷冻通过降低pH和增加Aw抑制微生物的生长而降低微生物的生长。
干燥会导致代谢损伤，损害细胞的增殖，从而减少微生物的生长。

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