微生物廣泛分布于自然界，食品中不可避免的會受到一定類型和數(shù)量的微生物的污染，當環(huán)境條件適宜時，它們就會迅速生長繁殖，造成食品的腐敗與變質(zhì)，不僅降低了食品的營養(yǎng)和衛(wèi)生質(zhì)量，而且還可能危害人體的健康。
食品腐敗變質(zhì)（food spoilage），是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響，造成其原有化學性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化，降低或失去其營養(yǎng)價值和商品價值的過程。如魚肉的腐臭、油脂的酸敗、水果蔬菜的腐爛和糧食的霉變等。
食品的腐敗變質(zhì)原因較多，有物理因素、化學因素和生物性因素，如動、植物食品組織內(nèi)酶的作用，昆蟲、寄生蟲以及微生物的污染等。其中由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的，故本章只討論有關(guān)由微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問題。
1.1微生物引起食品變質(zhì)的基本條件
食品加工前的原料，總是帶有一定數(shù)量的微生物；在加工過程中及加工后的成品，也不可避免地要接觸環(huán)境中的微生物，因而食品中存在一定種類和數(shù)量的微生物。然而微生物污染食品后，能否導致食品的腐敗變質(zhì)，以及變質(zhì)的程度和性質(zhì)如何，是受多方面因素的影響。一般來說，食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，與食品本身的性質(zhì)、污染微生物的種類和數(shù)量以及食品所處的環(huán)境等因素有著密切的關(guān)系，而它們?nèi)咧g又是相互作用、相互影響的。
1.1.1食品的基質(zhì)特性
⑴食品的營養(yǎng)成分
食品含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無機鹽、維生素和水分等豐富的營養(yǎng)成分，是微生物的良好培養(yǎng)基。因而微生物污染食品后很容易迅速生長繁殖造成食品的變質(zhì)。但由于不同的食品中，上述各種成分的比例差異很大，而各種微生物分解各類營養(yǎng)物質(zhì)的能力不同，這就導致了引起不同食品腐敗的微生物類群也不同，如肉、魚等富含蛋白質(zhì)的食品，容易受到對蛋白質(zhì)分解能力很強的變形桿菌、青霉等微生物的污染而發(fā)生腐敗；米飯等含糖類較高的食品，易受到曲霉屬、根霉屬、乳酸菌、啤酒酵母等對碳水化合物分解能力強的微生物的污染而變質(zhì)；而脂肪含量較高的食品，易受到黃曲霉和假單孢桿菌等分解脂肪能力很強的微生物的污染而發(fā)生酸敗變質(zhì)。
⑵ 食品的氫離子濃度
各種食品都具有一定的氫離子濃度。根據(jù)食品pH值范圍的特點，可將食品劃分為兩大類：酸性食品和非酸性食品。一般規(guī)定pH值在4．5以上者，屬于非酸性食品；pH值在4.5以下者為酸性食品。例如動物食品的pH值一般在5～7之間，蔬菜pH值在5～6之間，它們一般為非酸性食品；水果的pH值在2～5之間，一般為酸性食品。
各類微生物都有其最適宜的pH范圍，食品中氫離子濃度可影響菌體細胞膜上電荷的性質(zhì)。當微生物細胞膜上的電荷性質(zhì)受到食品氫離子濃度的影響而改變后，微生物對某些物質(zhì)的吸收機制會發(fā)生改變，從而影響細胞正常物質(zhì)代謝活動和酶的作用，因此食品pH值高低是制約微生物生長，影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。
大多數(shù)細菌最適生長的pH值是7.0左右，酵母菌和霉菌生長的pH值范圍較寬，因而非酸性食品適合于大多數(shù)細菌及酵母菌、霉菌的生長；細菌生長下限一般在4．5左右，pH值3.3～4.0以下時只有個別耐酸細菌，如乳桿菌屬尚能生長，故酸性食品的腐敗變質(zhì)主要是酵母和霉菌的生長。
另外，食品的pH值也會因微生物的生長繁殖而發(fā)生改變，當微生物生長在含糖與蛋白質(zhì)的食品基質(zhì)中，微生物首先分解糖產(chǎn)酸使食品的pH值下降；當糖不足時，蛋白質(zhì)被分解，pH值又回升。由于微生物的活動，使食品基質(zhì)的pH值發(fā)生很大變化，當酸或堿積累到一定量時，反過來又會抑制微生物的繼續(xù)活動。
⑶ 食品的水分
水分是微生物生命活動的必要條件，微生物細胞組成不可缺少水，細胞內(nèi)所進行的各種生物化學反應(yīng)，均以水分為溶媒。在缺水的環(huán)境中，微生物的新陳代謝發(fā)生障礙，甚至死亡。但各類微生物生長繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量決定了生長微生物的種類。一般來說，含水分較多的食品，細菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌則容易繁殖。
食品中水分以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。微生物在食品上生長繁殖，能利用的水是游離水，因而微生物在食品中的生長繁殖所需水不是取決于總含水量（%），而是取決于水分活度（Aw，也稱水活性）。因為一部分水是與蛋白質(zhì)、碳水化合物及一些可溶性物質(zhì)，如氨基酸、糖、鹽等結(jié)合，這種結(jié)合水對微生物是無用的。因而通常使用水分活度來表示食品中可被微生物利用的水。
水分活度（Aw）是指食品在密閉容器內(nèi)的水蒸汽壓(P)與純水蒸汽壓(P0)之比，即Aw=P/P0 。純水的Aw=1；無水食品的Aw=0，由此可見，食品的Aw值在0-1之間。表1給出了不同微生物類群生長的最低Aw值范圍，從表中可以看出，食品的Aw值在O.60以下，則認為微生物不能生長。一般認為食品Aw值在O.64以下，是食品安全貯藏的防霉含水量。
表9-1 食品中主要微生物類群生長的最低Aw值范圍
微生物類群 最低Aw值范圍 微生物類群 最低Aw值
大多數(shù)細菌 0.99～0.90 嗜鹽性細菌 0.75
大多數(shù)酵母菌 0.94～0.88 耐高滲酵母 0.60
大多數(shù)霉菌 0.94～0.73 干性霉菌 0.65
新鮮的食品原料，例如魚、肉、水果、蔬菜等含有較多的水分，Aw值一般在O.98～0.99，適合多數(shù)微生物的生長，如果不及時加以處理，很容易發(fā)生腐敗變質(zhì)。為了防止食品變質(zhì)，最常用的辦法，就是要降低食品的含水量，使Aw值降低至O．70以下，這樣可以較長期地進行保存。許多研究報道，Aw值在O.80～O.85之間的食品，一般只能保存幾天；Aw值在O.72左右的食品，可以保存2至3個月；如果Aw在0.65以下，則可保存1至3年。
在實際中，為了方便也常用含水量百分率來表示食品的含水量，并以此作為控制微生物生長的一項衡量指標。例如為了達到保藏目的，奶粉含水量應(yīng)在8% 以下，大米含水量應(yīng)在13% 左右，豆類在15% 以下，脫水蔬菜在14～20% 之間。這些物質(zhì)含水量百分率雖然不同，但其Aw值約在0.70以下。
⑷ 食品的滲透壓
滲透壓與微生物的生命活動有一定的關(guān)系。如將微生物置于低滲溶液中，菌體吸收水分發(fā)生膨脹，甚至破裂；若置于高滲溶液中，菌體則發(fā)生脫水，甚至死亡。一般來講，微生物在低滲透壓的食品中有一定的抵抗力，較易生長，而在高滲食品中，微生物常因脫水而死亡。當然不同微生物種類對滲透壓的耐受能力大不相同。
絕大多數(shù)細菌不能在較高滲透壓的食品中生長，只有少數(shù)種能在高滲環(huán)境中生長，如鹽桿菌屬（Halobacterium)中的一些種，在20～30%的食鹽濃度的食品中能夠生活；腸膜明串珠菌能耐高濃度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受較高的滲透壓，如異常漢遜氏酵母（Hansenula anomala)、魯氏糖酵母（Saccharomyces rouxii)、膜畢赤氏酵母（Pichia membranafaciens）等能耐受高糖，常引起糖漿、果醬、果汁等高糖食品的變質(zhì)。霉菌中比較突出的代表是灰綠曲霉（Aspergillus glaucus)、青霉屬、芽枝霉屬等。
食鹽和糖是形成不同滲透壓的主要物質(zhì)。在食品中加人不同量的糖或鹽，可以形成不同的滲透壓。所加的糖或鹽越多，則濃度越高，滲透壓越大，食品的Aw值就越小。通常為了防止食品腐敗變質(zhì)，常用鹽腌和糖漬方法來較長時間地保存食品。
食品的存在狀態(tài)
完好無損的食品，一般不易發(fā)生腐敗，如沒有破碎和傷口的馬鈴薯、蘋果等，可以放置較長時間。如果食品組織潰破或細胞膜碎裂，則易受到微生物的污染而發(fā)生腐敗變質(zhì)。
1.1.2微生物
在食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的過程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品經(jīng)過徹底滅菌或過濾除菌，則食品長期貯藏也不會發(fā)生腐敗。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦條件適宜，就會引起該食品腐敗變質(zhì)。所以說，微生物的污染是導致食品發(fā)生腐效變質(zhì)的根源。
能引起食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的微生物種類很多，主要有細菌、酵母和霉菌。一般情況下細菌常比酵母菌占優(yōu)勢。在這些微生物中，有病原菌和非病原菌，有芽孢和非芽孢菌，有嗜熱性、嗜溫性和嗜冷性菌，有好氣或厭氣菌，有分解蛋白質(zhì)、糖類、脂肪能力強的菌。下面對容易引起不同食品腐敗變質(zhì)的微生物概括如表9-2：
表 9-2 部分食品腐敗類型和引起腐敗的微生物
（微生物學，M Ｊ 小佩爾扎等，１９８７)
食 品 腐敗類型 微 生 物
面包 發(fā)霉產(chǎn)生粘液 黑根霉 (Rhizopus nigricans)、青霉屬 (Penicillium)、黑曲霉 (Aspergillus niger)枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)
糖漿 產(chǎn)生粘液發(fā)酵呈粉紅色發(fā)霉 產(chǎn)氣腸桿菌 (Enterobacter aerogenes)、酵母屬 (Saccharomyces)接合酵母屬 (Zygosacchromyces)玫瑰色微球菌 (Micrococcus roseus)、曲霉屬 (Aspergillus)、青霉屬
新鮮水果和蔬菜 軟腐灰色霉菌腐爛黑色霉菌腐爛 根霉屬 (Rhizopus)、歐文氏桿菌屬 (Erwinia)葡萄孢屬 (Botrytis)黑曲霉 、假單胞菌屬 (Pseudomonas)
泡菜、 酸菜 表面出現(xiàn)白膜 紅酵母屬 (Rhodotorula)
新鮮 腐敗變黑 產(chǎn)堿菌屬 (Alcaligenes)、梭菌屬 (Clostridium)、普通變形菌 (Proteus vulgaris)熒光假單胞菌 (Pseudomonas fluorescens)、腐敗假單胞菌 (Pseudomonas putrefaciens)
肉的 發(fā)霉 曲霉屬、根霉屬、青霉屬
保存 變酸變綠色、變粘 假單胞菌屬、微球菌屬 (Micrococcus)、乳桿菌屬 (Lactobacillus)明串珠菌屬 (Leuconostoc)
魚 變色腐敗 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、黃桿菌屬 (Flavobacterium)腐敗桑瓦拉菌 (Shewanella putrefaciens)
蛋 綠色腐敗、褪色腐敗黑色腐敗 熒光假單胞菌、假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、變形菌屬
家禽 變粘、有氣味 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬
濃縮桔汁 失去風味 乳桿菌屬、明串珠菌屬醋桿菌屬 (Acetobacter)
⑴ 分解蛋白質(zhì)類食品的微生物
分解蛋白質(zhì)而使食品變質(zhì)的微生物，主要是細菌、霉菌和酵母菌，它們多數(shù)是通過分泌胞外蛋白酶來完成的。
細菌中，芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、假單孢菌屬、變形桿菌屬、鏈球菌屬等分解蛋白質(zhì)能力較強，即使無糖存在，它們在以蛋白質(zhì)為主要成分的食品上生長良好；肉毒梭狀芽孢桿菌分解蛋白質(zhì)能力很微弱，但該菌為厭氧菌，可引起罐頭的腐敗變質(zhì)；小球菌屬、葡萄球菌屬、黃桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、埃希氏桿菌屬等分解蛋白質(zhì)較弱。
許多霉菌都具有分解蛋白質(zhì)的能力，霉菌比細菌更能利用天然蛋白質(zhì)。常見的有：青霉屬、毛霉屬、曲霉屬、木霉屬、根霉屬等。而多數(shù)酵母菌對蛋白質(zhì)的分解能力極弱。如啤酒酵母屬、畢赤氏酵母屬、漢遜氏酵母屬、假絲酵母屬、球擬酵母屬等能使凝固的蛋白質(zhì)緩慢分解。但在某些食品上，酵母菌競爭不過細菌，往往是細菌占優(yōu)勢。
⑵ 分解碳水化合物類食品的微生物
細菌中能高活性分解淀粉的為數(shù)不多，主要是芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬的某些種，如枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、馬鈴薯芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、淀粉梭狀芽孢桿菌等，它們是引起米飯發(fā)酵、面包粘液化的主要菌株；能分解纖維素和半纖維素只有芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬和八疊球菌屬的一些種；但絕大多數(shù)細菌都具有分解某些糖的能力，特別是利用單糖的能力極為普遍；某些細菌能利用有機酸或醇類；能分解果膠的細菌主要有芽孢桿菌屬、歐氏植病桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬中的部分菌株，它們參與果蔬的腐敗。
多數(shù)霉菌都有分解簡單碳水化合物的能力；能夠分解纖維素的霉菌并不多，常見的有青霉屬、曲霉屬、木霉屬等中的幾個種，其中綠色木霉、里氏木霉、康氏木霉分解纖維素的能力特別強。分解果膠質(zhì)的霉菌活力強的有曲霉屬、毛霉屬、蠟葉芽枝霉等；曲霉屬、毛霉屬和鐮刀霉屬等還具有利用某些簡單有機酸和醇類的能力。
絕大多數(shù)酵母不能使淀粉水解；少數(shù)酵母如擬內(nèi)胞霉屬能分解多糖；極少數(shù)酵母如脆壁酵母能分解果膠；大多數(shù)酵母有利用有機酸的能力。
⑶ 分解脂肪類食品的微生物
分解脂肪的微生物能生成脂肪酶，使脂肪水解為甘油和脂肪酸。一般來講，對蛋白質(zhì)分解能力強的需氧性細菌，同時大多數(shù)也能分解脂肪。細菌中的假單孢菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和芽孢桿菌屬中的許多種，都具有分解脂肪的特性。
能分解脂肪的霉菌比細菌多，在食品中常見的有曲霉屬、白地霉、代氏根霉、婁地青霉和芽枝霉屬等。
酵母菌分解脂肪的菌種不多，主要是解脂假絲酵母，這種酵母對糖類不發(fā)酵，但分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力卻很強。因此，在肉類食品、乳及其制品中脂肪酸敗時，也應(yīng)考慮到是否因酵母而引起。
1.1.3 食品的環(huán)境條件
在某種意義上講，引起食品變質(zhì)，環(huán)境因素也是非常重要的。食品中污染的微生物能否生長，還要看環(huán)境條件，例如，天熱飯菜容易變壞，潮濕糧食容易發(fā)霉。影響食品變質(zhì)的環(huán)境因素和影響微生物生長繁殖的環(huán)境因素一樣，也是多方面的。有些內(nèi)容已在前面有關(guān)章節(jié)中加以討論，故不再重復。在這里，僅就影響食品變質(zhì)的最重要的幾個因素，例如溫度、濕度和氣體等進行討論。
溫度
前面章節(jié)已經(jīng)討論了溫度變化對微生物生長的影響。根據(jù)微生物對溫度的適應(yīng)性，可將微生物分為三個生理類群，即嗜冷、嗜溫、嗜熱三大類微生物。每一類群微生物都有最適宜生長的溫度范圍，但這三群微生物又都可以在20℃～30℃之間生長繁殖，當食品處于這種溫度的環(huán)境中，各種微生物都可生長繁殖而引起食品的變質(zhì)。
⑴ 低溫對微生物生長的影響
低溫對微生物生長極為不利，但由于微生物具有一定的適應(yīng)性，在5℃左右或更低的溫度（甚至-20℃以下）下仍有少數(shù)微生物能生長繁殖，使食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，我們稱這類微生物為低溫微生物。低溫微生物是引起冷藏、冷凍食品變質(zhì)的主要微生物。食品在低溫下生長的微生物主要有：假單孢桿菌屬、黃色桿菌屬、無色桿菌屬等革蘭氏陰性無芽孢桿菌；小球菌屬、乳桿菌屬、小桿菌屬、芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬等革蘭氏陽性細菌；假絲酵母屬、隱球酵母屬、圓酵母屬、絲孢酵母屬等酵母菌；青霉屬、芽枝霉屬、葡萄孢屬和毛霉屬等霉菌。食品中不同微生物生長的最低溫度見表9-3
表9-3 食品中微生物生長的最低溫度
食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃） 食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃）
豬 肉 細菌 -4 乳 細菌 0～-1
牛 肉 霉菌、酵母菌、細菌 -1～1.6 冰淇凌 細菌 -3～-10
羊 肉 霉菌、酵母菌、細菌 -1～-5 大 豆 霉菌 -6.7
火 腿 細菌 1～2 豌 豆 霉菌、酵母菌 -4～6.7
臘 腸 細菌 5 蘋 果 霉菌 0
熏肋肉 細菌 -5～-10 葡萄汁 酵母菌 0
魚貝類 細菌 -4～-7 濃桔汁 酵母菌 -10
草 莓 霉菌、酵母菌、細菌 -0.3～-6.5
這些微生物雖然能在低溫條件下生長，但其新陳代謝活動極為緩慢，生長繁殖的速度也非常遲緩，因而它們引起冷藏食品變質(zhì)的速度也較慢。
有些微生物在很低溫度下能夠生長，其機理還不完全清楚。但至少可以認為它們體內(nèi)的酶在低溫下仍能起作用。另外也觀察到嗜泠微生物的細胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，推測可能是由于它們的細胞質(zhì)膜在低溫下仍保持半流動狀態(tài)，能進行活躍的物質(zhì)傳遞。而其它生物則由于細胞膜中飽和脂肪酸含量高，在低溫下成為固體而不能履行其正常功能。
⑵ 高溫對微生物生長的影響
高溫，特別在45℃以上，對微生物生長來講，是十分不利的。在高溫條件下，微生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體很容易發(fā)生變性失活，細胞膜也易受到破壞，這樣會加速細胞的死亡。溫度愈高，死亡率也愈高。
然而，在高溫條件下，仍然有少數(shù)微生物能夠生長。通常把凡能在45℃以上溫度條件下進行代謝活動的微生物，稱為高溫微生物或嗜熱微生物（theophiles）。嗜熱微生物之所以能在高溫環(huán)境中生長，是因為它們具有與其它微生物所不同的特性，如它們的酶和蛋白質(zhì)對熱穩(wěn)定性比中溫菌強得多；它們的細胞膜上富含飽和脂肪酸。由于飽和脂肪酸比不飽和脂肪酸可以形成更強的疏水鍵，從而使膜能在高溫下保持穩(wěn)定；它們生長曲線獨特，和其它微生物相比，延滯期、對數(shù)期都非常短，進入穩(wěn)定期后，迅速死亡。
在食品中生長的嗜熱微生物，主要是嗜熱細菌，如芽孢桿菌屬中的嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus）、凝結(jié)芽孢桿菌（B. coagulans）；梭狀芽孢桿菌屬中的肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、熱解糖梭狀芽孢桿菌（Cl.thermosaccharolyticum）、致黑梭狀芽孢桿菌（Cl.nigrificans）；乳桿菌屬和鏈球菌屬中的嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、嗜熱乳桿菌等。霉菌中純黃絲衣霉（Byssochlamys fulva）耐熱能力也很強。
在高溫條件下，嗜熱微生物的新陳代謝活動加快，所產(chǎn)生的酶對蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)的分解速度也比其它微生物快，因而使食品發(fā)生變質(zhì)的時間縮短。由于它們在食品中經(jīng)過旺盛的生長繁殖后，很容易死亡，所以在實際中，若不及時進行分離培養(yǎng)，就會失去檢出的機會。高溫微生物造成的食品變質(zhì)主要是酸敗，分解糖類產(chǎn)酸而引起。
氣體
微生物與O2有著十分密切的關(guān)系。一般來講，在有氧的環(huán)境中，微生物進行有氧呼吸，生長、代謝速度快，食品變質(zhì)速度也快；缺乏O2條件下，由厭氧性微生物引起的食品變質(zhì)速度較慢。O2存在與否決定著兼性厭氧微生物是否生長和生長速度的快慢。例如當Aw值是O．86時，無氧存在情況下金黃色葡萄球菌不能生長或生長極其緩慢；而在有氧情況下則能良好生長。
新鮮食品原料中，由于組織內(nèi)一般存在著還原性物質(zhì)（如動物原料組織內(nèi)的巰基），因而具有抗氧化能力。在食品原料內(nèi)部生長的微生物絕大部分應(yīng)該是厭氧性微生物；而在原料表面生長的則是需氧微生物。食品經(jīng)過加工，物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，需氧微生物能進入組織內(nèi)部，食品更易發(fā)生變質(zhì)。
另外，H2和CO2等氣體的存在，對微生物的生長也有一定的影響。實際中可通過控制它們的濃度來防止食品變質(zhì)。
濕度
空氣中的濕度對于微生物生長和食品變質(zhì)來講，起著重要的作用，尤其是未經(jīng)包裝的食品。例如把含水量少的脫水食品放在濕度大的地方，食品則易吸潮，表面水分迅速增加。長江流域梅雨季節(jié)，糧食、物品容易發(fā)霉，就是因為空氣濕度太大（相對濕度70% 以上）的緣故。
Aw值反映了溶液和作用物的水分狀態(tài)，而相對濕度則表示溶液和作用物周圍的空氣狀態(tài)。當兩者處于平衡狀態(tài)時，Aw×100就是大氣與作用物平衡后的相對濕度。每種微生物只能在一定的Aw值范圍內(nèi)生長，但這一范圍的Aw值要受到空氣濕度的影晌。
1.2 食品腐敗變質(zhì)的化學過程
食品腐敗變質(zhì)的過程實質(zhì)上是食品中蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等被污染微生物的分解代謝作用或自身組織酶進行的某些生化過程。例如新鮮的肉、魚類的后熟，糧食、水果的呼吸等可以引起食品成分的分解、食品組織潰破和細胞膜碎裂，為微生物的廣泛侵入與作用提供條件，結(jié)果導致食品的腐敗變質(zhì)。由于食品成分的分解過程和形成的產(chǎn)物十分復雜，因此建立食品腐敗變質(zhì)的定量檢測尚有一定的難度。
⑴ 食品中蛋白質(zhì)的分解
肉、魚、禽蛋和豆制品等富含蛋白質(zhì)的食品，主要是以蛋白質(zhì)分解為其腐敗變質(zhì)特征。由微生物引起蛋白質(zhì)食品發(fā)生的變質(zhì)，通常稱為腐敗（spoilage）。
蛋白質(zhì)在動、植物組織酶以及微生物分泌的蛋白酶（protease）和肽鏈內(nèi)切酶（endopetidase）等的作用下，首先水解成多肽，進而裂解形成氨基酸。氨基酸通過脫羧基、脫氨基、脫硫等作用進一步分解成相應(yīng)的氨、胺類、有機酸類和各種碳氫化合物，食品即表現(xiàn)出腐敗特征。
微生物蛋白質(zhì)酶 肽鏈內(nèi)切酶 脫羧基作用、
食物中蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸 氨十胺十硫化氫等
或組織蛋白質(zhì)酶 脫氨基、脫硫等作用
蛋白質(zhì)分解后所產(chǎn)生的胺類是堿性含氮化合物質(zhì)，如胺、伯胺、仲胺及叔胺等具有揮發(fā)性和特異的臭味。各種不同的氨基酸分解產(chǎn)生的腐敗胺類和其它物質(zhì)各不相同，甘氨酸產(chǎn)生甲胺，鳥氨酸產(chǎn)生腐胺，精氨酸產(chǎn)生色胺進而又分解成吲哚，含硫氨基酸分解產(chǎn)生硫化氫和氨、乙硫醇等。這些物質(zhì)都是蛋白質(zhì)腐敗產(chǎn)生的主要臭味物質(zhì)。
氨基酸的分解 氨基酸通過脫氨基、脫羧基被分解。
① 脫氨反應(yīng)
在氨基酸脫氨反應(yīng)中，通過氧化脫氨生成羧酸和a－酮酸，直接脫氨則生成不飽和脂肪酸，若還原脫氨則生成有機酸。例如：
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + O2 ® RCH2COCOOH （a－酮酸）+ NH3
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + O2 ® RCOOH （羧酸）+ NH3 + CO2
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） ® RCH=CHCOOH （不飽和脂肪酸）+ NH3
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + H2 ® RCH2CH2COOH （有機酸）+ NH3
② 脫羧反應(yīng)
氨基酸脫羧基生成胺類；有些微生物能脫氨、脫羧同時進行，通過加水分解、氧化和還原等方式生成乙醇、脂肪酸、碳氫化合物和氨、二氧化碳等。例如：
CH2NH2COOH (甘氨酸) ® CH3NH2 （甲胺）+ CO2
CH2NH2(CH2)2 CHNH2COOH (鳥氨酸) ® CH2NH2(CH2)2 CH2NH2 （腐胺）+ CO2
CH2NH2(CH2)3 CHNH2COOH (精氨酸) ® CH2NH2(CH2)3 CH2NH2 （尸胺）+ CO2
組氨酸 ® 組胺 + CO2
(CH3)2CHCHNH2COOH （纈氨酸） + H2O ® (CH3)2CH CH2OH（異丁醇）+ NH3 + CO2
CH3CHNH2COOH （丙氨酸） + O2 ® CH3COOH （乙酸）+ NH3 + CO2
CH2NH2COOH （甘氨酸）+ H2 ® CH4 （甲烷）+ NH3 + CO2
③ 胺的分解
腐敗中生成的胺類通過細菌的胺氧化酶被分解，最后生成氨、二氧化碳和水。
RCH2NH2 （胺 ）+ O2 + H2O ® RCHO + H2O2 + NH3
過氧化氫通過過氧化氫酶被分解，同時，醛也經(jīng)過酸再分解為二氧化碳和水。
硫醇的生成
硫醇是通過含硫化合物的分解而生成的。例如甲硫氨酸被甲硫氨酸脫硫醇脫氨基酶，進行如下的分解作用。
CH3SCH2CHNH2COOH（甲硫氨酸）+ H2O ® CH3SH（甲硫醇）+ NH3 + CH3CH2COCOOH（a-酮酸）
④ 甲胺的生成
魚、貝、肉類的正常成分三甲胺氧化物可被細菌的三甲胺氧化還原酶還原生成三甲胺。此過程需要有可使細菌進行氧化代謝的物質(zhì)（有機酸、糖、氨基酸等）作為供氫體。
(CH3)3NO + NADH ® (CH3)3N + NAD+
食品中脂肪的分解
雖然脂肪發(fā)生變質(zhì)主要是由于化學作用所引起，但是許多研究表明，它與微生物也有著密切的關(guān)系。脂肪發(fā)生變質(zhì)的特征是產(chǎn)生酸和刺激的“哈喇”氣味。人們一般把脂肪發(fā)生的變質(zhì)稱為酸敗（rancidity）。
食品中油脂酸敗的化學反應(yīng)，主要是油脂自身氧化過程，其次是加水水解。油脂的自身氧化是一種自由基的氧化反應(yīng)；而水解則是在微生物或動物組織中的解脂酶作用下，使食物中的中性脂肪分解成甘油和脂肪酸等。但油脂酸敗的化學反應(yīng)目前仍在研究中，過程較復雜，有些問題尚待澄清。
⑵ 油脂的自身氧化
油脂的自身氧化是一種自由基（游離基）氧化反應(yīng)，其過程主要包括：脂肪酸（RCOOH）在熱、光線或銅、鐵等因素作用下，被活化生成不穩(wěn)定的自由基R· 、H· ，這些自由基與O2生成過氧化物自由基；接著自由基循環(huán)往復不斷地傳遞生成新的自由基，在這一系列的氧化過程中，生成了氫過氧化物、羰基化合物（如醛類、酮類、低分子脂酸、醇類、酯類等）、羥酸以及脂肪酸聚合物、縮合物（如二聚體、三聚體等）。
脂肪水解
脂肪酸敗也包括脂肪的加水分解作用，產(chǎn)生游離脂肪酸、甘油及其不完全分解的產(chǎn)物。如甘油一酯、甘油二酯。
微生物的解脂酶等
食物中脂肪 脂肪酸 + 甘油 + 其它產(chǎn)物
脂肪酸可進而斷鏈而形成具有不愉快味道的酮類或酮酸；不飽和脂肪酸的不飽和鍵可形成過氧化物；脂肪酸也可再氧化分解成具有特臭的醛類和醛酸，即所渭的“哈喇”氣味。這就是食用油脂和含脂肪豐富的食品發(fā)生酸敗后感官性狀改變的原因。
脂肪自身氧化以及加水分解所產(chǎn)生的復雜分解產(chǎn)物，使食用油脂或食品中脂肪帶有若干明顯特征：首先是過氧化值上升，這是脂肪酸敗最早期的指標；其次是酸度上升，羰基（醛酮）反應(yīng)陽性。脂肪酸敗過程中，由于脂肪酸的分解其固有的碘價（值）、凝固點（熔點）、比重、折光指數(shù)、皂化價等也必然發(fā)生變化，因而脂肪酸敗所特有的“哈喇”味；肉、魚類食品脂肪的超期氧化變黃；魚類的“油燒”現(xiàn)象等也常常被作為油脂酸敗鑒定中較為實用的指標。
食品中脂肪及食用油脂的酸敗程度，受脂肪的飽和度、紫外線、氧、水分、天然抗氧化劑以及銅、鐵、鎳離子等觸媒的影響。油脂中脂肪酸不飽和度、油料中動植物殘渣等，均有促進油脂酸敗的作用；而油脂的脂肪酸飽和程度、維生素C、E等天然抗氧化物質(zhì)及芳香化合物含量高時，則可減慢氧化和酸敗。
⑶ 食品中碳水化合物的分解
食品中的碳水化合物包括纖維素、半纖維素、淀粉、糖元以及雙糖和單糖等。含這些成份較多的食品主要是糧食、蔬菜、水果和糖類及其制品。在微生物及動植物組織中的各種酶及其它因素作用下，這些食品組成成分被分解成單糖、醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水等低級產(chǎn)物。由微生物引起糖類物質(zhì)發(fā)生的變質(zhì)，習慣上稱為發(fā)酵或酵解（fermentation ）。
分解糖類的微生物
碳水化合物 有機酸 十 酒精 十 氣體等
碳水化合物含量高的食品變質(zhì)的主要特征為酸度升高、產(chǎn)氣和稍帶有甜味、醇類氣味等。食品種類不同也表現(xiàn)為糖、醇、醛、酮含量升高或產(chǎn)氣（CO2），有時常帶有這些產(chǎn)物特有的氣味。水果中果膠可被一種曲霉和多酶梭菌（Cl.multifermentans）所產(chǎn)生的果膠酶分解，并可使含酶較少的新鮮果蔬軟化。
1.3 食品腐敗變質(zhì)的鑒定
食品受到微生物的污染后，容易發(fā)生變質(zhì)。那么如何鑒別食品的腐敗變質(zhì)？一般是從感官、物理、化學和微生物四個方面來進行食品腐敗變質(zhì)的鑒定。
1.3.1 感官鑒定
感官鑒定是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺來查驗食品初期腐敗變質(zhì)的一種簡單而靈敏的方法。食品初期腐敗時會產(chǎn)生腐敗臭味，發(fā)生顏色的變化（褪色、變色、著色、失去光澤等），出現(xiàn)組織變軟、變粘等現(xiàn)象。這些都可以通過感官分辨出來，一般還是很靈敏的。
1.3.2 色澤
食品無論在加工前或加工后，本身均呈現(xiàn)一定的色澤，如有微生物繁殖引起食品變質(zhì)時，色澤就會發(fā)生改變。有些微生物產(chǎn)生色素，分泌至細胞外，色素不斷累積就會造成食品原有色澤的改變，如食品腐敗變質(zhì)時常出現(xiàn)黃色、紫色、褐色、橙色、紅色和黑色的片狀斑點或全部變色。另外由于微生物代謝產(chǎn)物的作用促使食品發(fā)生化學變化時也可引起食品色澤的變化。例如肉及肉制品的綠變就是由于硫化氫與血紅蛋白結(jié)合形成硫化氫血紅蛋白所引起的。臘腸由于乳酸菌增殖過程中產(chǎn)生了過氧化氫促使肉色素褪色或綠變。
1.3.3 氣味
食品本身有一定的氣味，動、植物原料及其制品因微生物的繁殖而產(chǎn)生極輕微的變質(zhì)時，人們的嗅覺就能敏感地覺查到有不正常的氣味產(chǎn)生。如氨、三甲胺、乙酸、硫化氫、乙硫醇、糞臭素等具有腐敗臭味，這些物質(zhì)在空氣中濃度為10-8～10-11 mol/m3時，人們的嗅覺就可以查覺到。此外，食品變質(zhì)時，其它胺類物質(zhì)、甲酸、乙酸、酮、醛、醇類、酚類、靛基質(zhì)化合物等也可查覺到。
食品中產(chǎn)生的腐敗臭味，常是多種臭味混合而成的。有時也能分辨出比較突出的不良氣味，例如：霉味臭、醋酸臭、胺臭、糞臭、硫化氫臭、酯臭等。但有時產(chǎn)生的有機酸，水果變壞產(chǎn)生的芳香味，人的嗅覺習慣不認為是臭味。因此評定食品質(zhì)量不是以香、臭味來劃分，而是應(yīng)該按照正常氣味與異常氣味來評定。
1.3.4 口味
微生物造成食品腐敗變質(zhì)時也常引起食品口味的變化。而口味改變中比較容易分辨的是酸味和苦味。一般碳水化合物含量多的低酸食品，變質(zhì)初期產(chǎn)生酸是其主要的特征。但對于原來酸味就高的食品，如蕃茄制品來講，微生物造成酸敗時，酸味稍有增高，辨別起來就不那么容易。另外，某些假單孢菌污染消毒乳后可產(chǎn)生苦味；蛋白質(zhì)被大腸桿菌、小球菌等微生物作用也會產(chǎn)生苦味。
當然，口味的評定從衛(wèi)生角度看是不符合衛(wèi)生要求的，而且不同人評定的結(jié)果往往意見分歧較多，只能作大概的比較，為此口味的評定應(yīng)借助儀器來測試，這是食品科學需要解決的一項重要課題。
1.3.4 組織狀態(tài)
固體食品變質(zhì)時，動、植物性組織因微生物酶的作用，可使組織細胞破壞，造成細胞內(nèi)容物外溢，這樣食品的性狀即出現(xiàn)變形、軟化；魚肉類食品則呈現(xiàn)肌肉松弛、彈性差，有時組織體表出現(xiàn)發(fā)粘等現(xiàn)象；微生物引起粉碎后加工制成的食品，如糕魚、乳粉、果醬等變質(zhì)后常引起粘稠、結(jié)塊等表面變形、濕潤或發(fā)粘現(xiàn)象。
液態(tài)食品變質(zhì)后即會出現(xiàn)渾濁、沉淀，表面出現(xiàn)浮膜、變稠等現(xiàn)象，鮮乳因微生物作用引起變質(zhì)可出現(xiàn)凝塊、乳清析出、變稠等現(xiàn)象，有時還會產(chǎn)氣。
1.3.5 化學鑒定
微生物的代謝，可引起食品化學組成的變化，并產(chǎn)生多種腐敗性產(chǎn)物，因此，直接測定這些腐敗產(chǎn)物就可作為判斷食品質(zhì)量的依據(jù)。
一般氨基酸、蛋白質(zhì)類等含氮高的食品，如魚、蝦、貝類及肉類，在需氧性敗壞時，常以測定揮發(fā)性鹽基氮含量的多少作為評定的化學指標；對于含氮量少而含碳水化合物豐富的食品，在缺氧條件下腐敗則經(jīng)常測定有機酸的含量或pH值的變化作為指標。
⑴ 揮發(fā)性鹽基總氮（total volatile basic nitrogen ,TVBN）
揮發(fā)性鹽基總氮系指肉、魚類樣品浸液在弱堿性下能與水蒸汽一起蒸餾出來的總氮量，主要是氨和胺類（三甲胺和二甲胺）,常用蒸餾法或Conway微量擴散法定量。該指標現(xiàn)已列入我國食品衛(wèi)生標準。例如一般在低溫有氧條件下，魚類揮發(fā)性鹽基氮的量達到30mg／100g時，即認為是變質(zhì)的標志。
⑵ 三甲胺
因為在揮發(fā)性鹽基總氮構(gòu)成的胺類中，主要的是三甲胺，是季胺類含氮物經(jīng)微生物還原產(chǎn)生的。可用氣相色譜法進行定量，或者三甲胺制成碘的復鹽，用二氯乙烯抽取測定。新鮮魚蝦等水產(chǎn)品、肉中沒有三甲胺，初期腐敗時，其量可達4mg～6mg/100g。
⑶ 組胺
魚貝類可通過細菌分泌的組氨酸脫羧酶使組氨酸脫羧生成組胺而發(fā)生腐敗變質(zhì)。當魚肉中的組胺達到4－10mg/100g，就會發(fā)生變態(tài)反應(yīng)樣的食物中毒。通常用圓形濾紙色譜法（盧塔－宮木法）進行定量。
⑷ K值（Kvalue）
Ｋ值是指ATP分解的肌苷（HxR）和次黃嘌呤（Hx）低級產(chǎn)物占ATP系列分解產(chǎn)物ATP＋ADP＋AMP＋IMP＋HxP＋Hx的百分比，Ｋ值主要適用于鑒定魚類早期腐敗。若K≤20％，說明魚體絕對新鮮；K≥40％時，魚體開始有腐敗跡象。
⑸ PＨ的變化
食品中pH值的變化，一方面可由微生物的作用或食品原料本身酶的消化作用，使食品中pH值下降；另一方面也可以由微生物的作用所產(chǎn)生的氨而促使pH值上升。一般腐敗開始時食品的pH略微降低，隨后上升，因此多呈現(xiàn)V字形變動。例如牲畜和一些青皮紅肉的魚在死亡之后，肌肉中因碳水化合物產(chǎn)生消化作用，造成乳酸和磷酸在肌肉中積累，以致引起pH值下降；其后因腐敗微生物繁殖，肌肉被分解，造成氨積累，促使pH值上升。我們借助于pH計測定則可評價食品變質(zhì)的程度。
但由于食品的種類、加工法不同以及污染的微生物種類不同，pH的變動有很大差別，所以一般不用pH作為初期腐敗的指標。
1.3.6 物理指標
食品的物理指標，主要是根據(jù)蛋白質(zhì)分解時低分子物質(zhì)增多這一現(xiàn)象，來先后研究食品浸出物量、浸出液電導度、折光率、冰點下降、粘度上升等指標。其中肉浸液的粘度測定尤為敏感，能反映腐敗變質(zhì)的程度。
1.3.6 微生物檢驗
對食品進行微生物菌數(shù)測定，可以反映食品被微生物污染的程度及是否發(fā)生變質(zhì)，同時它是判定食品生產(chǎn)的一般衛(wèi)生狀況以及食品衛(wèi)生質(zhì)量的一項重要依據(jù)。在國家衛(wèi)生標準中常用細菌總菌落數(shù)和大腸菌群的近似值來評定食品衛(wèi)生質(zhì)量，一般食品中的活菌數(shù)達到108cfu／g時，則可認為處于初期腐敗階段。詳細內(nèi)容見食品衛(wèi)生微生物檢驗部分。
1.4 腐敗變質(zhì)食品的衛(wèi)生學意義及處理原則
腐敗變質(zhì)的食品首先是帶有使人們難以接受的感官性狀，如刺激氣味、異常顏色、酸臭味道和組織潰爛，粘液污穢感等。其次是營養(yǎng)成份分解，營養(yǎng)價值嚴重降低。腐敗變質(zhì)食品一般由于微生物污染嚴重，菌相復雜和菌量增多，因而增加了致病菌和產(chǎn)毒霉菌等存在的機會；由于菌量增多，可以使某些致病性微弱的細菌，引起人體的不良反應(yīng),甚至中毒；致病菌引起的食物中毒，幾乎都有菌量異常增大這個必要條件；至于腐敗變質(zhì)分解產(chǎn)物對人體的直接毒害，至今研究仍不夠明確；然而這方面的報告與中毒事件卻越來越多，如某些魚類腐敗產(chǎn)生的組胺使人體中毒；脂肪酸敗產(chǎn)物引起人的不良反應(yīng)及中毒，以及腐敗產(chǎn)生的亞硝胺類、有機胺類和硫化氫等都具有一定毒性。
因此，對食品的腐敗變質(zhì)要及時準確鑒定，并嚴加控制，但這類食品的處理還必須充分考慮具體情況。如輕度腐敗的肉、魚類，通過煮沸可以消除異常氣味，部分腐爛的水果蔬菜可揀選分類處理，單純感官性狀發(fā)生變化的食品可以加工復制等。然而人體雖有足夠的解毒功能，但在短時間內(nèi)攝入量不可過大。因此應(yīng)強調(diào)指出，一切處理的前提，都必須以確保人體健康為原則。
1.5 各類食品的腐敗變質(zhì)
食品從原料到加工產(chǎn)品，隨時都有被微生物污染的可能。這些污染的微生物在適宜條件下即可生長繁殖，分解食品中的營養(yǎng)成分，使食品失去原有的營養(yǎng)價值，成為不符合衛(wèi)生要求的食品。下面就各類主要食品的腐敗變質(zhì)作一介紹。
1.5.1 乳及乳制品的腐敗變質(zhì)
各種不同的乳，如牛乳、羊乳、馬乳等，其成分雖各有差異，但都含有豐富的營養(yǎng)成分，容易消化吸收,是微生物生長繁殖的良好培養(yǎng)基。乳一旦被微生物污染，在適宜條件下，就會迅速繁殖引起腐敗變質(zhì)而失去食用價值，甚至可能引起食物中毒或其它傳染病的傳播。
乳中微生物的來源及主要類群
牛乳在擠乳過程中會受到乳房和外界微生物的污染，通常根據(jù)其來源可以分為兩類：
⑴ 乳房內(nèi)的微生物
牛乳在乳房內(nèi)不是無菌狀態(tài)，即使遵守嚴格無菌操作擠出乳汁，在1ml中也有數(shù)百個細菌。乳房中的正常菌群，主要是小球菌屬和鏈球菌屬。由于這些細菌能適應(yīng)乳房的環(huán)境而生存，稱為乳房細菌。乳畜感染后，體內(nèi)的致病微生物可通過乳房進入乳汁而引起人類的傳染。常見的引起人畜共患疾病的致病微生物主要有：結(jié)核分枝桿菌、布氏桿菌、炭疽桿菌、葡萄球菌、溶血性鏈球菌、沙門氏菌等。
⑵ 環(huán)境中的微生物
包括擠奶過程中細菌的污染和擠后食用前的一切環(huán)節(jié)中受到的細菌的污染。
污染的微生物的種類、數(shù)量直接受牛體表面衛(wèi)生狀況、牛舍的空氣、擠奶用具、容器，擠奶工人的個人衛(wèi)生情況的影響。另外，擠出的奶在處理過程中，如不及時加工或冷藏不僅會增加新的污染機會，而且會使原來存在于鮮乳內(nèi)的微生物數(shù)量增多，這樣很容易導致鮮乳變質(zhì)。所以擠奶后要盡快進行過濾、冷卻。
⑶ 乳液的變質(zhì)過程
鮮乳及消毒乳都殘留一定數(shù)量的微生物，特別是污染嚴重的鮮乳，消毒后殘存的微生物還很多，常引起乳的酸敗，這是乳發(fā)生變質(zhì)的重要原因。
乳中含有溶菌酶等抑菌物質(zhì)，使乳汁本身具有抗菌特性。但這種特性延續(xù)時間的長短，隨乳汁溫度高低和細菌的污染程度而不同。通常新擠出的乳，迅速冷卻到0℃可保持48小時，5℃可保持36小時，10℃可保持24小時，25℃可保持6小時，30℃僅可保持2小時。在這段時間內(nèi)，乳內(nèi)細菌是受到抑制的。
當乳的自身殺菌作用消失后，乳靜置于室溫下，可觀察到乳所特有的菌群交替現(xiàn)象。這種有規(guī)律的交替現(xiàn)象分為以下幾個階段。
① 抑制期（混合菌群期）
在新鮮的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物質(zhì)，對乳中存在的微生物具有殺滅或抑制作用。在殺菌作用終止后，乳中各種細菌均發(fā)育繁殖，由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富，暫時不發(fā)生互聯(lián)或拮抗現(xiàn)象。這個時期約持續(xù)12小時左右。
② 乳鏈球菌期
鮮乳中的抗菌物質(zhì)減少或消失后，存在于乳中的微生物，如乳鏈球菌、乳酸桿菌、大腸桿菌和一些蛋白質(zhì)分解菌等迅速繁殖，其中以乳酸鏈球菌生長繁殖居優(yōu)勢，分解乳糖產(chǎn)生乳酸，使乳中的酸性物質(zhì)不斷增高。由于酸度的增高，抑制了腐敗菌、產(chǎn)堿菌的生長。以后隨著產(chǎn)酸增多乳鏈球菌本身的生長也受到抑制，數(shù)量開始減少。
③ 乳桿菌期
當乳鏈球菌在乳液中繁殖，乳液的pH值下降至4.5以下時，由于乳酸桿菌耐酸力較強，尚能繼續(xù)繁殖并產(chǎn)酸。在此時期，乳中可出現(xiàn)大量乳凝塊，并有大量乳清析出，這個時期約有2天。
④ 真菌期
當酸度繼續(xù)升高至pH值3.0～3.5時，絕大多數(shù)的細菌生長受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌尚能適應(yīng)高酸環(huán)境，并利用乳酸作為營養(yǎng)來源而開始大量生長繁殖。由于酸被利用，乳液的pH值回升，逐漸接近中性。
⑤ 腐敗期（胨化期）
經(jīng)過以上幾個階段，乳中的乳糖已基本上消耗掉，而蛋白質(zhì)和脂肪含量相對較高，因此，此時能分解蛋白質(zhì)和脂肪的細菌開始活躍，凝乳塊逐漸被消化，乳的pH值不斷上升，向堿性轉(zhuǎn)化，同時并伴隨有芽孢桿菌屬、假單孢桿菌屬、變形桿菌屬等腐敗細菌的生長繁殖，于是牛奶出現(xiàn)腐敗臭味。
在菌群交替現(xiàn)象結(jié)束時，乳亦產(chǎn)生各種異色、苦味、惡臭味及有毒物質(zhì)，外觀上呈現(xiàn)粘滯的液體或清水。
⑷ 乳液的消毒和滅菌
鮮乳消毒和滅菌是為了殺滅致病菌和部分腐敗菌，消毒的效果與鮮乳被污染的程度有關(guān)。牛乳消毒的溫度和時間的確定是保證最大限度地消滅微生物和最高限度地保留牛乳的營養(yǎng)成分和風味，首先是必須消滅全部病原菌。
鮮乳的消毒滅菌方法有多種，以巴氏消毒法最為常見。巴氏消毒的操作方法有多種，其設(shè)備、溫度和時間各不相同，但都能達到消毒目的，目前鮮乳的消毒滅菌方法主要有以下幾種：
① 低溫長時消毒法：60℃～65℃、加熱保溫30分鐘，目前市場上見到的玻璃瓶裝、罐裝的消毒奶、啤酒、酸漬食品、鹽漬食品采用的就是這種常壓噴淋殺菌法。但此法由于消毒時間長，殺菌效果不太理想，目前許多乳品廠已不在使用。
② 高溫短時消毒法：將牛乳置于72℃～75℃加熱4～6分鐘，或80℃～85℃加熱10～15秒。可殺滅原有菌數(shù)99.9%。用此法對牛乳消毒時，有利于牛奶的連續(xù)消毒，但如果原料污染嚴重時，難以保證消毒的效果。
③ 高溫瞬時消毒法：目前許多大城市已采用高溫瞬時消毒法。即控制條件為85～95℃，2～3秒加熱殺菌，其消毒效果比前兩者好，但對牛乳的質(zhì)量有影響，如容易出現(xiàn)乳清蛋白凝固、褐變和加熱臭等現(xiàn)象。
④ 超高溫瞬時滅菌法：許多科學家作了大量的試驗，發(fā)現(xiàn)在保證相同殺菌效果的前提下，提高溫度比延長殺菌時間對營養(yǎng)成分的損失要小些，因而目前比較盛行的乳滅菌方法是超高溫瞬時滅菌法。即牛乳先經(jīng)75℃～85℃預熱4～6分鐘，接著通過136℃～150℃的高溫2～3秒。預熱過程中，可使大部分的細菌殺死，其后的超高溫瞬時加熱，主要是殺死耐熱的芽孢細菌。該方法生產(chǎn)的液態(tài)奶可保存很長的時間。
1.5.2 肉類的腐敗變質(zhì)
肉類食品包括畜禽的肌肉及其制品、內(nèi)臟等，由于其營養(yǎng)豐富，有利于微生物生長繁殖；家畜、家禽的某些傳染病和寄生蟲病也可通過肉類食品傳播給人，因此保證肉類食品的衛(wèi)生質(zhì)量是食品衛(wèi)生工作的重點。
⑴ 肉類中的微生物
參與肉類腐敗過程的微生物是多種多樣的，一般常見的有：腐生微生物和病原微生物。腐生微生物包括有細菌、酵母菌和霉菌，它們污染肉品，使肉品發(fā)生腐敗變質(zhì)。
細菌主要是需氧的革蘭氏陽性菌，如蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌等；需氧的革蘭氏陰性菌有假單胞桿菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、埃希氏桿菌屬、變形桿菌屬等；此外還有腐敗梭菌、溶組織梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等厭氧梭狀芽孢桿菌。
酵母菌和霉菌主要包括有假絲酵母菌屬、絲孢酵母屬、交鏈孢酶屬、曲霉屬、芽枝霉屬、毛霉屬、根霉屬和青霉屬。
病畜、禽肉類可能帶有各種病原菌，如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、結(jié)核分枝桿菌、炭疽桿菌和布氏桿菌等。它們對肉的主要影響并不在于使肉腐敗變質(zhì)，嚴重的是傳播疾病，造成食物中毒。
⑵ 肉類變質(zhì)現(xiàn)象和原因
肉類腐敗變質(zhì)時，往往在肉的表面產(chǎn)生明顯的感官變化，常見的有：
①發(fā)粘 微生物在肉表面大量繁殖后，使肉體表面有粘狀物質(zhì)產(chǎn)生，這是微生物繁殖后所形成的菌落，以及微生物分解蛋白質(zhì)的產(chǎn)物。這主要是由革蘭氏陰性細菌、乳酸菌和酵母菌所產(chǎn)生。當肉的表面有發(fā)粘、拉絲現(xiàn)象時，其表面含菌數(shù)一般為107cfu/平方厘米。
②變色 肉類腐敗變質(zhì)，常在肉的表面出現(xiàn)各種顏色變化。最常見的是綠色，這是由于蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的硫化氫與肉質(zhì)中的血紅蛋白結(jié)合后形成的硫化氫血紅蛋白（H2S-Hb）造成的，這種化合物積蓄在肌肉和脂肪表面，即顯示暗綠色。另外，粘質(zhì)賽氏桿菌在肉表面所產(chǎn)生紅色斑點，深蘭色假單胞桿菌能產(chǎn)生蘭色，黃桿菌能產(chǎn)生黃色。有些酵母菌能產(chǎn)生白色、粉紅色、灰色等斑點。
③霉斑 肉體表面有霉菌生長時，往往形成霉斑。特別是一些干腌制肉制品，更為多見。如美麗枝霉和刺枝霉在肉表面產(chǎn)生羽毛狀菌絲；白色側(cè)孢霉和白地霉產(chǎn)生白色霉斑；草酸青霉產(chǎn)生綠色霉斑；蠟葉芽枝霉在冷凍肉上產(chǎn)生黑色斑點。
④ 氣味 肉體腐爛變質(zhì)，除上述肉眼觀察到的變化外，通常還伴隨一些不正常或難聞的氣味，如微生物分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生惡臭味；乳酸菌和酵母菌的作用下產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸的酸味；霉菌生長繁殖產(chǎn)生的霉味等。
⑶ 鮮肉變質(zhì)過程
健康動物的血液、肌肉和內(nèi)部組織器官一般是沒有微生物存在的，但由于屠宰、運輸、保藏和加工過程中的污染，致使肉體表面污染了一定數(shù)量的微生物。這時，肉體若能及時通風干燥，使肉體表面的肌膜和漿液凝固形成一層薄膜時，可固定和阻止微生物浸入內(nèi)部，從而延緩肉的變質(zhì)。
通常鮮肉保藏在0℃左右的低溫環(huán)境中，可存放10天左右而不變質(zhì)。當保藏溫度上升時，表面的微生物就能迅速繁殖，其中以細菌的繁殖速度最為顯著，它沿著結(jié)締組織、血管周圍或骨與肌肉的間隙蔓延到組織的深部，最后使整個肉變質(zhì)。宰后畜禽的肉體由于有酶的存在，使肉組織產(chǎn)生自溶作用，結(jié)果使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生蛋白胨和氨基酸，這樣更有利于微生物的生長。
隨著保藏條件的變化與變質(zhì)過程的發(fā)展，細菌由肉的表面逐漸向深部浸入，與此同時，細菌的種類也發(fā)生變化，呈現(xiàn)菌群交替現(xiàn)象。這種菌群交替現(xiàn)象一般分為三個時期，即需氧期、兼性厭氧繁殖期和厭氧菌繁殖期。
① 需氧菌繁殖期：細菌分解前3～4天，細菌主要在表層蔓延，最初見到各種球菌，繼而出現(xiàn)大腸桿菌、變形桿菌、枯草桿菌等。
② 兼性厭氧菌期：腐敗分解3～4天后，細菌已在肉的中層出現(xiàn)，能見到產(chǎn)氣莢膜桿菌等。
③ 厭氧菌期：約在腐敗分解的7～8天以后，深層肉中已有細菌生長，主要是腐敗桿菌。
值得注意的是這種菌群交替現(xiàn)象與肉的保藏溫度有關(guān)，當肉的保藏溫度較高時，桿菌的繁殖速度較球菌快。
1.5.3 魚類的腐敗變質(zhì)
⑴ 魚類中的微生物
目前一般認為，新捕獲的健康魚類，其組織內(nèi)部和血液中常常是無菌的，但在魚體表面的粘液中，魚鰓以及腸道內(nèi)存在著微生物。當然由于季節(jié)、魚場、種類的不同，體表所附細菌數(shù)有所差異。
存在于魚類中的微生物主要有：假單孢菌屬、無色桿菌屬、黃桿菌屬、不動桿菌屬、拉氏桿菌屬和弧菌屬。淡水中的魚還有產(chǎn)堿桿菌、氣單孢桿菌和短桿菌屬。另外，芽孢桿菌、大腸桿菌、棒狀桿菌等也有報導。
⑵ 魚類的腐敗變質(zhì)
一般情況下，魚類比肉類更易腐敗，因為通常魚類在捕獲后，不是立即清洗處理，而多數(shù)情況下是帶著容易腐敗的內(nèi)臟和鰓一道進行運輸，這樣就容易引起腐敗。其次，魚體本身含水量高（約70～80%），組織脆弱，魚鱗容易脫落，細菌容易從受傷部位侵入，而魚體表面的粘液又是細菌良好的培養(yǎng)基，因而造成了魚類死后很快就發(fā)生了腐敗變質(zhì)。
1.5.4 鮮蛋的腐敗變質(zhì)
⑴ 鮮蛋中的微生物
通常新產(chǎn)下的鮮蛋里是沒有微生物的，新蛋殼表面又有一層粘液膠質(zhì)層，具有防止水分蒸發(fā)，阻止外界微生物侵入的作用。其次，在蛋殼膜和蛋白中，存在一定的溶菌酶，也可以殺滅侵入殼內(nèi)的微生物，故正常情況下鮮蛋可保存較長的時間而不發(fā)生變質(zhì)。然而鮮蛋也會受到微生物的污染，當母禽不健康時，機體防御機能減弱，外界的細菌可侵入到輸卵管，甚至卵巢。而蛋產(chǎn)下后，蛋殼立即受到禽類，空氣等環(huán)境中微生物的污染，如果膠質(zhì)層被破壞，污染的微生物就會透過氣孔進入蛋內(nèi)，當保存的溫度和濕度過高時，侵入的微生物就會大量生長繁殖，結(jié)果造成蛋的腐敗。
鮮蛋中常見的微生物有：大腸菌群、無色桿菌屬、假單孢菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、變形桿菌屬、青霉屬、枝孢屬、毛霉屬、枝霉屬等。另外，蛋中也可能存在病原菌，如沙門氏菌、金黃色球菌。
⑵ 鮮蛋的腐敗變質(zhì)
由于上述的多種原因，鮮蛋也容易發(fā)生腐敗變質(zhì)，其變質(zhì)有二種類型。
① 腐敗 主要是由細菌引起的鮮蛋變質(zhì)。侵入到蛋中的細菌不斷生長繁殖并形成各種相適應(yīng)的酶，然后分解蛋內(nèi)的各組成成分，使鮮蛋發(fā)生腐敗和產(chǎn)生難聞的氣味。主要由熒光假單孢菌所引起，使蛋黃膜破裂，蛋黃流出與蛋白混合（即散蛋黃）。如果進一步發(fā)生腐敗，蛋黃中的核蛋白和卯磷脂也被分解，產(chǎn)生惡臭的H2S等氣體和其它有機物，使整個內(nèi)含物變?yōu)榛疑虬岛谏＿@種黑腐病主要是由變形桿菌屬和某些假單孢菌和氣單孢菌引起。
② 霉變 霉菌菌絲經(jīng)過蛋殼氣孔侵入后，首先在蛋殼膜上生長起來，逐漸形成斑點菌落，造成蛋液粘殼，蛋內(nèi)成分分解并有不愉快的霉變氣味產(chǎn)生。
1.5.5 罐藏食品的腐敗變質(zhì)
罐藏食品是將食品原料經(jīng)一系列處理后，再裝入容器，經(jīng)密封、殺菌而制成的一種特殊形式保藏的食品。一般來說，罐藏食品可保存較長時間而不發(fā)生腐敗變質(zhì)。但是，有時由于殺菌不徹底或密封不良，也會遭受微生物的污染而造成罐藏食品的變質(zhì)。
⑴ 罐藏食品的性質(zhì)
存在于罐藏食品上的微生物能否引起食品變質(zhì)，是由多種因素來決定的。其中食品的pH值是一個重要因素。因為食品的pH值多半與食品原料的性質(zhì)及確定的食品殺菌工藝條件有關(guān)，并進而與引起食品變質(zhì)的微生物有關(guān)。罐藏食品的分類及要求熱力滅菌溫度見表9-4
表9-4 罐藏食品的pH值分類
低酸性食品( pH值5.3以上) 中酸性食品( 5.3～4.5) 酸性食品( 4.5～3.7) 高酸性食品( 3.7以下)
食品種類 谷類、豆類、肉、禽、乳、魚、蝦等 蔬菜、甜菜、瓜類等 番茄、菠菜、梨、柑桔等 酸泡菜、果醬等
熱力滅菌要求 高溫殺菌105～121℃ 高溫殺菌105～121℃ 沸水或100℃以下介質(zhì)中殺菌 沸水或100℃以下介質(zhì)中殺菌
⑵ 引起罐藏食品變質(zhì)的微生物
罐藏食品生物腐敗變質(zhì)通常分為嗜熱菌、中溫菌、不產(chǎn)芽孢菌、酵母菌和霉菌引起的腐敗。
① 芽孢桿菌 嗜熱脂肪芽胞桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌，它們是引起罐頭平酸腐敗（產(chǎn)酸不產(chǎn)氣腐敗）的嗜熱菌；枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌，它們是引起罐頭平酸腐敗中溫菌；也有少數(shù)中溫芽孢細菌引起罐頭腐敗變質(zhì)時伴隨有氣體產(chǎn)生，如多粘芽孢村菌、浸麻芽孢桿菌；TA菌（如嗜熱解糖梭菌）是一種分解糖、專性嗜熱、產(chǎn)芽孢的厭氧菌；特別是厭氧的肉毒梭狀芽孢桿菌，在食品中繁殖能產(chǎn)生肉毒毒素，且毒性很強，因此罐藏食品常常把能否殺死肉毒梭菌的芽孢作為滅菌標準。
罐藏食品發(fā)生由芽孢桿菌引起的腐敗，多是由于殺菌不徹底造成的。
② 非芽孢細菌 一類是腸桿菌，如大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、變形桿菌等；另一類是球菌，如乳鏈球菌、類鏈球菌和嗜熱鏈球菌等，它們能分解糖類產(chǎn)酸，并產(chǎn)生氣體造成罐頭脹罐。不產(chǎn)芽孢的細菌耐熱性不如產(chǎn)芽孢細菌，如果罐頭中發(fā)現(xiàn)有不產(chǎn)芽孢的細菌，這常常是由于罐頭密封不良，漏氣而造成的，或由于殺菌溫度過低造成的。
③ 酵母菌 引起罐藏食品變質(zhì)的酵母菌主要是球擬酵母屬、假絲酵母屬、啤酒酵母屬。由于罐頭食品加熱殺菌不充分，或罐頭密封不良而導致了酵母菌殘存于罐內(nèi)。罐藏食品因酵母引起的變質(zhì)，絕大多數(shù)發(fā)生在酸性或高酸性罐頭食品，如水果、果漿、糖漿以及甜煉乳等制品。酵母菌多為兼性厭氧菌，發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳而造成腐敗脹罐。
④ 霉菌 霉菌具有耐酸、耐高滲透壓的特性，因此引起罐藏食品變質(zhì)，常見于酸度高（pH值4.5以下）的罐頭食品中。但霉菌多為好氧菌，且一般不耐熱，若罐頭食品中有霉菌出現(xiàn)，說明罐頭食品真空度不夠、漏氣或殺菌不充分而導致了霉菌殘存，例如青霉屬、曲霉屬等。但也有少數(shù)幾種霉菌耐熱，如純黃絲衣霉菌和雪白絲衣霉菌等較耐熱、耐低氧，可引起水果罐頭發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳而脹罐。
1.5.6 果蔬及其制品的腐敗變質(zhì)
⑴ 微生物引起新鮮果蔬的變質(zhì)
水果和蔬菜的表皮和表皮外覆蓋著一層蠟質(zhì)狀物質(zhì)，這種物質(zhì)有防止微生物侵入的作用，因此一般正常的果蔬內(nèi)部組織是無菌的。但是當果蔬表皮組織受到昆蟲的刺傷或其它機械損傷時，微生物就會從此侵入并進行繁殖，從而促進果蔬的腐爛變質(zhì)，尤其是成熟度高的果蔬更易損傷。
水果與蔬菜的物質(zhì)組成特點是以碳水化合物和水為主，水分含量高，這些是果蔬容易引起微生物變質(zhì)的一個重要因素（水果85%、蔬菜88%）；其次水果pH< 4.5，蔬菜pH 5～7之間，這決定了水果蔬菜中能進行生長繁殖的微生物的類群。引起水果變質(zhì)的微生物，開始只能是酵母菌、霉菌；引起蔬菜變質(zhì)的微生物是霉菌、酵母菌和少數(shù)細菌。
最常見的現(xiàn)象是首先霉菌在果蔬表皮損傷處繁殖或者在果蔬表面有污染物粘附的區(qū)域繁殖，侵入果蔬組織后，組織壁的纖維素首先被破壞，進而分解果膠、蛋白質(zhì)、淀粉、有機酸、糖類，繼而酵母菌和細菌開始繁殖。由于微生物繁殖，果蔬外觀上就表現(xiàn)出深色的斑點，組織變得松軟，發(fā)綿，凹陷、變形，并逐漸變成漿液狀甚至是水液狀，并產(chǎn)生了各種不同的味道，如酸味、芳香味，酒味等。
⑵ 微生物引起果汁的變質(zhì)
① 引起果汁變質(zhì)的微生物
水果原料帶有一定數(shù)量的微生物，在果汁制造過程中，不可避免地還會受到微生物的污染，因而果汁中存在一定數(shù)量的微生物，但微生物進入果汁后能否生長繁殖，主要取決于果汁的pH 值和果汁中糖分含量的高低。由于果汁的酸度多在pH 2.4～4.2之間，且糖度較高，因而在果汁中生長的微生物主要是酵母菌、霉菌和極少數(shù)的細菌。
果汁中的細菌主要是植物乳桿菌、乳明串珠菌和嗜酸鏈球菌。它們可以利用果汁中的糖、有機酸生長繁殖并產(chǎn)生乳酸、CO2等和少量丁二酮、3-羥基-2-丁酮等香味物質(zhì)。乳明串珠菌可產(chǎn)生粘多糖等增稠物質(zhì)而使果汁變質(zhì)；當果汁的pH >4.0時，酪酸菌容易生長而進行丁酸發(fā)酵。
酵母菌也是果汁中所含的微生物數(shù)量和種類最多的一類微生物，它們是從鮮果中帶來的或是在壓榨過程中環(huán)境污染的，酵母菌能在pH >3.5的果汁中生長。果汁中的酵母菌，主要有假絲酵母菌屬、圓酵母菌屬、隱球酵母屬和紅酵母屬。此外，蘋果汁保存于低CO2氣體中時，常會見到漢遜氏酵母菌生長，此菌可產(chǎn)生水果香味的酯類物質(zhì)；柑桔汁中常出現(xiàn)有越南酵母菌、葡萄酒酵母、圓酵母屬和醭酵母屬的酵母菌，這些菌是在加工中污染的；濃縮果汁由于糖度高、酸度高，細菌的生長受到抑制，在其生長的是一些耐滲透壓的酵母菌，如魯氏酵母菌、蜂蜜酵母菌等。
霉菌引起果汁變質(zhì)時會產(chǎn)生難聞的氣味。果汁中存在的霉菌以青霉屬最為多見，如擴張青霉、皮殼青霉，其次是曲霉屬的霉菌，如構(gòu)巢曲霉、煙曲霉等。原因是霉菌的孢子有強的抵抗力，可以較長的時間保持其活力。但霉菌一般對CO2敏感，故充入CO2的果汁可以防止霉菌的生長。
② 微生物引起果汁變質(zhì)的現(xiàn)象
微生物引起果汁變質(zhì)一般會出現(xiàn)渾濁、產(chǎn)生酒精和導致有機酸的變化。
果汁渾濁除了化學因素引起外，造成果汁渾濁的原因大多數(shù)是由于酵母菌進行酒精發(fā)酵而造成的，當然有時也可由霉菌而造成。通常引起渾濁的是圓酵母菌屬中的一些種，以及一些耐熱性的霉菌，如雪白絲衣霉菌、純黃衣霉菌和宛氏擬青霉等，但霉菌在果汁中少量生長時，并不發(fā)生渾濁，僅使果汁的風味變壞，產(chǎn)生霉味和臭味等，因為它們能產(chǎn)生果膠酶，對果汁起澄清作用，只有大量生長時才會渾濁。
引起果汁產(chǎn)生酒精而變質(zhì)的微生物主要是酵母菌，常見的酵母菌有葡萄汁酵母菌、啤酒酵母菌等。酵母菌能耐受CO2，當果汁含有較高濃度的CO2時，酵母菌雖不能明顯生長，但仍能保持活力，一旦CO2濃度降低，即可恢復生長繁殖的能力。此外，少數(shù)霉菌和細菌也可引起果汁產(chǎn)生酒精變質(zhì)，如，甘露醇桿菌、明串珠菌、毛霉、曲霉、鐮刀霉中的部分菌種。
果汁變質(zhì)時可導致有機酸的變化。果汁中含多種有機酸如酒酸、檸檬酸、蘋果酸，它們以一定的含量形成了果汁特有的風味，當微生物生長繁殖后，分解或合成了某些有機酸，從而改變了它們的含量比例，因而使果汁原有的風味被破壞，有時甚至產(chǎn)生了一些不愉快的異味。如解酒石桿菌、黑根霉、葡萄孢霉屬、青霉屬、毛霉屬、曲霉屬和鐮刀霉屬等。
1.5.7 糕點的腐敗變質(zhì)
⑴ 糕點變質(zhì)現(xiàn)象和微生物類群
糕點類食品由于含水量較高，糖、油脂含量較多，在陽光、空氣和較高溫度等因素的作用下，易引起霉變和酸敗。引起糕點變質(zhì)的微生物類群主要是細菌和霉菌，如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、黃曲霉、毛霉、青霉、鐮刀霉等。
⑵ 糕點變質(zhì)的原因分析
糕點變質(zhì)主要是由于生產(chǎn)原料不符合質(zhì)量標準、制作過程中滅菌不徹底和糕點包裝貯藏不當而造成的。
① 生產(chǎn)原料不符合質(zhì)量標準
糕點食品的原料有糖、奶、蛋、油脂、面粉、食用色素、香料等，市售糕點往往不再加熱而直接入口。因此，對糕點原料選擇、加工、儲存、運輸、銷售等都應(yīng)有嚴格的遵守衛(wèi)生要求。糕點食品發(fā)生變質(zhì)原因之一是原料的質(zhì)量問題，如作為糕點原料的奶及奶油未經(jīng)過巴氏消毒，奶中污染有較高數(shù)量的細菌及其毒素；蛋類在打蛋前未洗滌蛋殼，不能有效地去除微生物。為了防止糕點的霉變以及油脂和糖的酸敗，應(yīng)對生產(chǎn)糕點的原料進行消毒和滅菌。對所使用的花生仁、芝麻、核桃仁和果仁等已有霉變和酸敗跡象的不能采用。
② 制作過程中滅菌不徹底
各種糕點食品生產(chǎn)時，都要經(jīng)過高溫處理，既是食品熟制又是殺菌過程，在這個過程中大部分的微生物都被殺死，但抵抗力較強的細菌芽孢和霉菌孢子往往殘留在食品中，遇到適宜的條件，仍能生長繁殖，引起糕點食品變質(zhì)。
③ 糕點包裝貯藏不當
糕點的生產(chǎn)過程中，由于包裝及環(huán)境等方面的原因會使糕點食品污染許多微生物。烘烤后的糕點，必須冷卻后才能包裝。所使用的包裝材料應(yīng)無毒、無味，生產(chǎn)和銷售部門應(yīng)具備冷藏設(shè)備。
食品腐敗變質(zhì)（food spoilage），是指食品受到各種內(nèi)外因素的影響，造成其原有化學性質(zhì)或物理性質(zhì)發(fā)生變化，降低或失去其營養(yǎng)價值和商品價值的過程。如魚肉的腐臭、油脂的酸敗、水果蔬菜的腐爛和糧食的霉變等。
食品的腐敗變質(zhì)原因較多，有物理因素、化學因素和生物性因素，如動、植物食品組織內(nèi)酶的作用，昆蟲、寄生蟲以及微生物的污染等。其中由微生物污染所引起的食品腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的，故本章只討論有關(guān)由微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問題。
1.1微生物引起食品變質(zhì)的基本條件
食品加工前的原料，總是帶有一定數(shù)量的微生物；在加工過程中及加工后的成品，也不可避免地要接觸環(huán)境中的微生物，因而食品中存在一定種類和數(shù)量的微生物。然而微生物污染食品后，能否導致食品的腐敗變質(zhì)，以及變質(zhì)的程度和性質(zhì)如何，是受多方面因素的影響。一般來說，食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，與食品本身的性質(zhì)、污染微生物的種類和數(shù)量以及食品所處的環(huán)境等因素有著密切的關(guān)系，而它們?nèi)咧g又是相互作用、相互影響的。
1.1.1食品的基質(zhì)特性
⑴食品的營養(yǎng)成分
食品含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無機鹽、維生素和水分等豐富的營養(yǎng)成分，是微生物的良好培養(yǎng)基。因而微生物污染食品后很容易迅速生長繁殖造成食品的變質(zhì)。但由于不同的食品中，上述各種成分的比例差異很大，而各種微生物分解各類營養(yǎng)物質(zhì)的能力不同，這就導致了引起不同食品腐敗的微生物類群也不同，如肉、魚等富含蛋白質(zhì)的食品，容易受到對蛋白質(zhì)分解能力很強的變形桿菌、青霉等微生物的污染而發(fā)生腐敗；米飯等含糖類較高的食品，易受到曲霉屬、根霉屬、乳酸菌、啤酒酵母等對碳水化合物分解能力強的微生物的污染而變質(zhì)；而脂肪含量較高的食品，易受到黃曲霉和假單孢桿菌等分解脂肪能力很強的微生物的污染而發(fā)生酸敗變質(zhì)。
⑵ 食品的氫離子濃度
各種食品都具有一定的氫離子濃度。根據(jù)食品pH值范圍的特點，可將食品劃分為兩大類：酸性食品和非酸性食品。一般規(guī)定pH值在4．5以上者，屬于非酸性食品；pH值在4.5以下者為酸性食品。例如動物食品的pH值一般在5～7之間，蔬菜pH值在5～6之間，它們一般為非酸性食品；水果的pH值在2～5之間，一般為酸性食品。
各類微生物都有其最適宜的pH范圍，食品中氫離子濃度可影響菌體細胞膜上電荷的性質(zhì)。當微生物細胞膜上的電荷性質(zhì)受到食品氫離子濃度的影響而改變后，微生物對某些物質(zhì)的吸收機制會發(fā)生改變，從而影響細胞正常物質(zhì)代謝活動和酶的作用，因此食品pH值高低是制約微生物生長，影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。
大多數(shù)細菌最適生長的pH值是7.0左右，酵母菌和霉菌生長的pH值范圍較寬，因而非酸性食品適合于大多數(shù)細菌及酵母菌、霉菌的生長；細菌生長下限一般在4．5左右，pH值3.3～4.0以下時只有個別耐酸細菌，如乳桿菌屬尚能生長，故酸性食品的腐敗變質(zhì)主要是酵母和霉菌的生長。
另外，食品的pH值也會因微生物的生長繁殖而發(fā)生改變，當微生物生長在含糖與蛋白質(zhì)的食品基質(zhì)中，微生物首先分解糖產(chǎn)酸使食品的pH值下降；當糖不足時，蛋白質(zhì)被分解，pH值又回升。由于微生物的活動，使食品基質(zhì)的pH值發(fā)生很大變化，當酸或堿積累到一定量時，反過來又會抑制微生物的繼續(xù)活動。
⑶ 食品的水分
水分是微生物生命活動的必要條件，微生物細胞組成不可缺少水，細胞內(nèi)所進行的各種生物化學反應(yīng)，均以水分為溶媒。在缺水的環(huán)境中，微生物的新陳代謝發(fā)生障礙，甚至死亡。但各類微生物生長繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量決定了生長微生物的種類。一般來說，含水分較多的食品，細菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌則容易繁殖。
食品中水分以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。微生物在食品上生長繁殖，能利用的水是游離水，因而微生物在食品中的生長繁殖所需水不是取決于總含水量（%），而是取決于水分活度（Aw，也稱水活性）。因為一部分水是與蛋白質(zhì)、碳水化合物及一些可溶性物質(zhì)，如氨基酸、糖、鹽等結(jié)合，這種結(jié)合水對微生物是無用的。因而通常使用水分活度來表示食品中可被微生物利用的水。
水分活度（Aw）是指食品在密閉容器內(nèi)的水蒸汽壓(P)與純水蒸汽壓(P0)之比，即Aw=P/P0 。純水的Aw=1；無水食品的Aw=0，由此可見，食品的Aw值在0-1之間。表1給出了不同微生物類群生長的最低Aw值范圍，從表中可以看出，食品的Aw值在O.60以下，則認為微生物不能生長。一般認為食品Aw值在O.64以下，是食品安全貯藏的防霉含水量。
表9-1 食品中主要微生物類群生長的最低Aw值范圍
微生物類群 最低Aw值范圍 微生物類群 最低Aw值
大多數(shù)細菌 0.99～0.90 嗜鹽性細菌 0.75
大多數(shù)酵母菌 0.94～0.88 耐高滲酵母 0.60
大多數(shù)霉菌 0.94～0.73 干性霉菌 0.65
新鮮的食品原料，例如魚、肉、水果、蔬菜等含有較多的水分，Aw值一般在O.98～0.99，適合多數(shù)微生物的生長，如果不及時加以處理，很容易發(fā)生腐敗變質(zhì)。為了防止食品變質(zhì)，最常用的辦法，就是要降低食品的含水量，使Aw值降低至O．70以下，這樣可以較長期地進行保存。許多研究報道，Aw值在O.80～O.85之間的食品，一般只能保存幾天；Aw值在O.72左右的食品，可以保存2至3個月；如果Aw在0.65以下，則可保存1至3年。
在實際中，為了方便也常用含水量百分率來表示食品的含水量，并以此作為控制微生物生長的一項衡量指標。例如為了達到保藏目的，奶粉含水量應(yīng)在8% 以下，大米含水量應(yīng)在13% 左右，豆類在15% 以下，脫水蔬菜在14～20% 之間。這些物質(zhì)含水量百分率雖然不同，但其Aw值約在0.70以下。
⑷ 食品的滲透壓
滲透壓與微生物的生命活動有一定的關(guān)系。如將微生物置于低滲溶液中，菌體吸收水分發(fā)生膨脹，甚至破裂；若置于高滲溶液中，菌體則發(fā)生脫水，甚至死亡。一般來講，微生物在低滲透壓的食品中有一定的抵抗力，較易生長，而在高滲食品中，微生物常因脫水而死亡。當然不同微生物種類對滲透壓的耐受能力大不相同。
絕大多數(shù)細菌不能在較高滲透壓的食品中生長，只有少數(shù)種能在高滲環(huán)境中生長，如鹽桿菌屬（Halobacterium)中的一些種，在20～30%的食鹽濃度的食品中能夠生活；腸膜明串珠菌能耐高濃度糖。而酵母菌和霉菌一般能耐受較高的滲透壓，如異常漢遜氏酵母（Hansenula anomala)、魯氏糖酵母（Saccharomyces rouxii)、膜畢赤氏酵母（Pichia membranafaciens）等能耐受高糖，常引起糖漿、果醬、果汁等高糖食品的變質(zhì)。霉菌中比較突出的代表是灰綠曲霉（Aspergillus glaucus)、青霉屬、芽枝霉屬等。
食鹽和糖是形成不同滲透壓的主要物質(zhì)。在食品中加人不同量的糖或鹽，可以形成不同的滲透壓。所加的糖或鹽越多，則濃度越高，滲透壓越大，食品的Aw值就越小。通常為了防止食品腐敗變質(zhì)，常用鹽腌和糖漬方法來較長時間地保存食品。
食品的存在狀態(tài)
完好無損的食品，一般不易發(fā)生腐敗，如沒有破碎和傷口的馬鈴薯、蘋果等，可以放置較長時間。如果食品組織潰破或細胞膜碎裂，則易受到微生物的污染而發(fā)生腐敗變質(zhì)。
1.1.2微生物
在食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的過程中，起重要作用的是微生物。如果某一食品經(jīng)過徹底滅菌或過濾除菌，則食品長期貯藏也不會發(fā)生腐敗。反之，如果某一食品污染了微生物，一旦條件適宜，就會引起該食品腐敗變質(zhì)。所以說，微生物的污染是導致食品發(fā)生腐效變質(zhì)的根源。
能引起食品發(fā)生腐敗變質(zhì)的微生物種類很多，主要有細菌、酵母和霉菌。一般情況下細菌常比酵母菌占優(yōu)勢。在這些微生物中，有病原菌和非病原菌，有芽孢和非芽孢菌，有嗜熱性、嗜溫性和嗜冷性菌，有好氣或厭氣菌，有分解蛋白質(zhì)、糖類、脂肪能力強的菌。下面對容易引起不同食品腐敗變質(zhì)的微生物概括如表9-2：
表 9-2 部分食品腐敗類型和引起腐敗的微生物
（微生物學，M Ｊ 小佩爾扎等，１９８７)
食 品 腐敗類型 微 生 物
面包 發(fā)霉產(chǎn)生粘液 黑根霉 (Rhizopus nigricans)、青霉屬 (Penicillium)、黑曲霉 (Aspergillus niger)枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)
糖漿 產(chǎn)生粘液發(fā)酵呈粉紅色發(fā)霉 產(chǎn)氣腸桿菌 (Enterobacter aerogenes)、酵母屬 (Saccharomyces)接合酵母屬 (Zygosacchromyces)玫瑰色微球菌 (Micrococcus roseus)、曲霉屬 (Aspergillus)、青霉屬
新鮮水果和蔬菜 軟腐灰色霉菌腐爛黑色霉菌腐爛 根霉屬 (Rhizopus)、歐文氏桿菌屬 (Erwinia)葡萄孢屬 (Botrytis)黑曲霉 、假單胞菌屬 (Pseudomonas)
泡菜、 酸菜 表面出現(xiàn)白膜 紅酵母屬 (Rhodotorula)
新鮮 腐敗變黑 產(chǎn)堿菌屬 (Alcaligenes)、梭菌屬 (Clostridium)、普通變形菌 (Proteus vulgaris)熒光假單胞菌 (Pseudomonas fluorescens)、腐敗假單胞菌 (Pseudomonas putrefaciens)
肉的 發(fā)霉 曲霉屬、根霉屬、青霉屬
保存 變酸變綠色、變粘 假單胞菌屬、微球菌屬 (Micrococcus)、乳桿菌屬 (Lactobacillus)明串珠菌屬 (Leuconostoc)
魚 變色腐敗 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、黃桿菌屬 (Flavobacterium)腐敗桑瓦拉菌 (Shewanella putrefaciens)
蛋 綠色腐敗、褪色腐敗黑色腐敗 熒光假單胞菌、假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、變形菌屬
家禽 變粘、有氣味 假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬
濃縮桔汁 失去風味 乳桿菌屬、明串珠菌屬醋桿菌屬 (Acetobacter)
⑴ 分解蛋白質(zhì)類食品的微生物
分解蛋白質(zhì)而使食品變質(zhì)的微生物，主要是細菌、霉菌和酵母菌，它們多數(shù)是通過分泌胞外蛋白酶來完成的。
細菌中，芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、假單孢菌屬、變形桿菌屬、鏈球菌屬等分解蛋白質(zhì)能力較強，即使無糖存在，它們在以蛋白質(zhì)為主要成分的食品上生長良好；肉毒梭狀芽孢桿菌分解蛋白質(zhì)能力很微弱，但該菌為厭氧菌，可引起罐頭的腐敗變質(zhì)；小球菌屬、葡萄球菌屬、黃桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、埃希氏桿菌屬等分解蛋白質(zhì)較弱。
許多霉菌都具有分解蛋白質(zhì)的能力，霉菌比細菌更能利用天然蛋白質(zhì)。常見的有：青霉屬、毛霉屬、曲霉屬、木霉屬、根霉屬等。而多數(shù)酵母菌對蛋白質(zhì)的分解能力極弱。如啤酒酵母屬、畢赤氏酵母屬、漢遜氏酵母屬、假絲酵母屬、球擬酵母屬等能使凝固的蛋白質(zhì)緩慢分解。但在某些食品上，酵母菌競爭不過細菌，往往是細菌占優(yōu)勢。
⑵ 分解碳水化合物類食品的微生物
細菌中能高活性分解淀粉的為數(shù)不多，主要是芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬的某些種，如枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、馬鈴薯芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、淀粉梭狀芽孢桿菌等，它們是引起米飯發(fā)酵、面包粘液化的主要菌株；能分解纖維素和半纖維素只有芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬和八疊球菌屬的一些種；但絕大多數(shù)細菌都具有分解某些糖的能力，特別是利用單糖的能力極為普遍；某些細菌能利用有機酸或醇類；能分解果膠的細菌主要有芽孢桿菌屬、歐氏植病桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬中的部分菌株，它們參與果蔬的腐敗。
多數(shù)霉菌都有分解簡單碳水化合物的能力；能夠分解纖維素的霉菌并不多，常見的有青霉屬、曲霉屬、木霉屬等中的幾個種，其中綠色木霉、里氏木霉、康氏木霉分解纖維素的能力特別強。分解果膠質(zhì)的霉菌活力強的有曲霉屬、毛霉屬、蠟葉芽枝霉等；曲霉屬、毛霉屬和鐮刀霉屬等還具有利用某些簡單有機酸和醇類的能力。
絕大多數(shù)酵母不能使淀粉水解；少數(shù)酵母如擬內(nèi)胞霉屬能分解多糖；極少數(shù)酵母如脆壁酵母能分解果膠；大多數(shù)酵母有利用有機酸的能力。
⑶ 分解脂肪類食品的微生物
分解脂肪的微生物能生成脂肪酶，使脂肪水解為甘油和脂肪酸。一般來講，對蛋白質(zhì)分解能力強的需氧性細菌，同時大多數(shù)也能分解脂肪。細菌中的假單孢菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和芽孢桿菌屬中的許多種，都具有分解脂肪的特性。
能分解脂肪的霉菌比細菌多，在食品中常見的有曲霉屬、白地霉、代氏根霉、婁地青霉和芽枝霉屬等。
酵母菌分解脂肪的菌種不多，主要是解脂假絲酵母，這種酵母對糖類不發(fā)酵，但分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力卻很強。因此，在肉類食品、乳及其制品中脂肪酸敗時，也應(yīng)考慮到是否因酵母而引起。
1.1.3 食品的環(huán)境條件
在某種意義上講，引起食品變質(zhì)，環(huán)境因素也是非常重要的。食品中污染的微生物能否生長，還要看環(huán)境條件，例如，天熱飯菜容易變壞，潮濕糧食容易發(fā)霉。影響食品變質(zhì)的環(huán)境因素和影響微生物生長繁殖的環(huán)境因素一樣，也是多方面的。有些內(nèi)容已在前面有關(guān)章節(jié)中加以討論，故不再重復。在這里，僅就影響食品變質(zhì)的最重要的幾個因素，例如溫度、濕度和氣體等進行討論。
溫度
前面章節(jié)已經(jīng)討論了溫度變化對微生物生長的影響。根據(jù)微生物對溫度的適應(yīng)性，可將微生物分為三個生理類群，即嗜冷、嗜溫、嗜熱三大類微生物。每一類群微生物都有最適宜生長的溫度范圍，但這三群微生物又都可以在20℃～30℃之間生長繁殖，當食品處于這種溫度的環(huán)境中，各種微生物都可生長繁殖而引起食品的變質(zhì)。
⑴ 低溫對微生物生長的影響
低溫對微生物生長極為不利，但由于微生物具有一定的適應(yīng)性，在5℃左右或更低的溫度（甚至-20℃以下）下仍有少數(shù)微生物能生長繁殖，使食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，我們稱這類微生物為低溫微生物。低溫微生物是引起冷藏、冷凍食品變質(zhì)的主要微生物。食品在低溫下生長的微生物主要有：假單孢桿菌屬、黃色桿菌屬、無色桿菌屬等革蘭氏陰性無芽孢桿菌；小球菌屬、乳桿菌屬、小桿菌屬、芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬等革蘭氏陽性細菌；假絲酵母屬、隱球酵母屬、圓酵母屬、絲孢酵母屬等酵母菌；青霉屬、芽枝霉屬、葡萄孢屬和毛霉屬等霉菌。食品中不同微生物生長的最低溫度見表9-3
表9-3 食品中微生物生長的最低溫度
食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃） 食 品 微 生 物 生長最低溫度（℃）
豬 肉 細菌 -4 乳 細菌 0～-1
牛 肉 霉菌、酵母菌、細菌 -1～1.6 冰淇凌 細菌 -3～-10
羊 肉 霉菌、酵母菌、細菌 -1～-5 大 豆 霉菌 -6.7
火 腿 細菌 1～2 豌 豆 霉菌、酵母菌 -4～6.7
臘 腸 細菌 5 蘋 果 霉菌 0
熏肋肉 細菌 -5～-10 葡萄汁 酵母菌 0
魚貝類 細菌 -4～-7 濃桔汁 酵母菌 -10
草 莓 霉菌、酵母菌、細菌 -0.3～-6.5
這些微生物雖然能在低溫條件下生長，但其新陳代謝活動極為緩慢，生長繁殖的速度也非常遲緩，因而它們引起冷藏食品變質(zhì)的速度也較慢。
有些微生物在很低溫度下能夠生長，其機理還不完全清楚。但至少可以認為它們體內(nèi)的酶在低溫下仍能起作用。另外也觀察到嗜泠微生物的細胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，推測可能是由于它們的細胞質(zhì)膜在低溫下仍保持半流動狀態(tài)，能進行活躍的物質(zhì)傳遞。而其它生物則由于細胞膜中飽和脂肪酸含量高，在低溫下成為固體而不能履行其正常功能。
⑵ 高溫對微生物生長的影響
高溫，特別在45℃以上，對微生物生長來講，是十分不利的。在高溫條件下，微生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體很容易發(fā)生變性失活，細胞膜也易受到破壞，這樣會加速細胞的死亡。溫度愈高，死亡率也愈高。
然而，在高溫條件下，仍然有少數(shù)微生物能夠生長。通常把凡能在45℃以上溫度條件下進行代謝活動的微生物，稱為高溫微生物或嗜熱微生物（theophiles）。嗜熱微生物之所以能在高溫環(huán)境中生長，是因為它們具有與其它微生物所不同的特性，如它們的酶和蛋白質(zhì)對熱穩(wěn)定性比中溫菌強得多；它們的細胞膜上富含飽和脂肪酸。由于飽和脂肪酸比不飽和脂肪酸可以形成更強的疏水鍵，從而使膜能在高溫下保持穩(wěn)定；它們生長曲線獨特，和其它微生物相比，延滯期、對數(shù)期都非常短，進入穩(wěn)定期后，迅速死亡。
在食品中生長的嗜熱微生物，主要是嗜熱細菌，如芽孢桿菌屬中的嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus）、凝結(jié)芽孢桿菌（B. coagulans）；梭狀芽孢桿菌屬中的肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、熱解糖梭狀芽孢桿菌（Cl.thermosaccharolyticum）、致黑梭狀芽孢桿菌（Cl.nigrificans）；乳桿菌屬和鏈球菌屬中的嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、嗜熱乳桿菌等。霉菌中純黃絲衣霉（Byssochlamys fulva）耐熱能力也很強。
在高溫條件下，嗜熱微生物的新陳代謝活動加快，所產(chǎn)生的酶對蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)的分解速度也比其它微生物快，因而使食品發(fā)生變質(zhì)的時間縮短。由于它們在食品中經(jīng)過旺盛的生長繁殖后，很容易死亡，所以在實際中，若不及時進行分離培養(yǎng)，就會失去檢出的機會。高溫微生物造成的食品變質(zhì)主要是酸敗，分解糖類產(chǎn)酸而引起。
氣體
微生物與O2有著十分密切的關(guān)系。一般來講，在有氧的環(huán)境中，微生物進行有氧呼吸，生長、代謝速度快，食品變質(zhì)速度也快；缺乏O2條件下，由厭氧性微生物引起的食品變質(zhì)速度較慢。O2存在與否決定著兼性厭氧微生物是否生長和生長速度的快慢。例如當Aw值是O．86時，無氧存在情況下金黃色葡萄球菌不能生長或生長極其緩慢；而在有氧情況下則能良好生長。
新鮮食品原料中，由于組織內(nèi)一般存在著還原性物質(zhì)（如動物原料組織內(nèi)的巰基），因而具有抗氧化能力。在食品原料內(nèi)部生長的微生物絕大部分應(yīng)該是厭氧性微生物；而在原料表面生長的則是需氧微生物。食品經(jīng)過加工，物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，需氧微生物能進入組織內(nèi)部，食品更易發(fā)生變質(zhì)。
另外，H2和CO2等氣體的存在，對微生物的生長也有一定的影響。實際中可通過控制它們的濃度來防止食品變質(zhì)。
濕度
空氣中的濕度對于微生物生長和食品變質(zhì)來講，起著重要的作用，尤其是未經(jīng)包裝的食品。例如把含水量少的脫水食品放在濕度大的地方，食品則易吸潮，表面水分迅速增加。長江流域梅雨季節(jié)，糧食、物品容易發(fā)霉，就是因為空氣濕度太大（相對濕度70% 以上）的緣故。
Aw值反映了溶液和作用物的水分狀態(tài)，而相對濕度則表示溶液和作用物周圍的空氣狀態(tài)。當兩者處于平衡狀態(tài)時，Aw×100就是大氣與作用物平衡后的相對濕度。每種微生物只能在一定的Aw值范圍內(nèi)生長，但這一范圍的Aw值要受到空氣濕度的影晌。
1.2 食品腐敗變質(zhì)的化學過程
食品腐敗變質(zhì)的過程實質(zhì)上是食品中蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等被污染微生物的分解代謝作用或自身組織酶進行的某些生化過程。例如新鮮的肉、魚類的后熟，糧食、水果的呼吸等可以引起食品成分的分解、食品組織潰破和細胞膜碎裂，為微生物的廣泛侵入與作用提供條件，結(jié)果導致食品的腐敗變質(zhì)。由于食品成分的分解過程和形成的產(chǎn)物十分復雜，因此建立食品腐敗變質(zhì)的定量檢測尚有一定的難度。
⑴ 食品中蛋白質(zhì)的分解
肉、魚、禽蛋和豆制品等富含蛋白質(zhì)的食品，主要是以蛋白質(zhì)分解為其腐敗變質(zhì)特征。由微生物引起蛋白質(zhì)食品發(fā)生的變質(zhì)，通常稱為腐敗（spoilage）。
蛋白質(zhì)在動、植物組織酶以及微生物分泌的蛋白酶（protease）和肽鏈內(nèi)切酶（endopetidase）等的作用下，首先水解成多肽，進而裂解形成氨基酸。氨基酸通過脫羧基、脫氨基、脫硫等作用進一步分解成相應(yīng)的氨、胺類、有機酸類和各種碳氫化合物，食品即表現(xiàn)出腐敗特征。
微生物蛋白質(zhì)酶 肽鏈內(nèi)切酶 脫羧基作用、
食物中蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸 氨十胺十硫化氫等
或組織蛋白質(zhì)酶 脫氨基、脫硫等作用
蛋白質(zhì)分解后所產(chǎn)生的胺類是堿性含氮化合物質(zhì)，如胺、伯胺、仲胺及叔胺等具有揮發(fā)性和特異的臭味。各種不同的氨基酸分解產(chǎn)生的腐敗胺類和其它物質(zhì)各不相同，甘氨酸產(chǎn)生甲胺，鳥氨酸產(chǎn)生腐胺，精氨酸產(chǎn)生色胺進而又分解成吲哚，含硫氨基酸分解產(chǎn)生硫化氫和氨、乙硫醇等。這些物質(zhì)都是蛋白質(zhì)腐敗產(chǎn)生的主要臭味物質(zhì)。
氨基酸的分解 氨基酸通過脫氨基、脫羧基被分解。
① 脫氨反應(yīng)
在氨基酸脫氨反應(yīng)中，通過氧化脫氨生成羧酸和a－酮酸，直接脫氨則生成不飽和脂肪酸，若還原脫氨則生成有機酸。例如：
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + O2 ® RCH2COCOOH （a－酮酸）+ NH3
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + O2 ® RCOOH （羧酸）+ NH3 + CO2
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） ® RCH=CHCOOH （不飽和脂肪酸）+ NH3
RCH2CHNH2COOH（氨基酸） + H2 ® RCH2CH2COOH （有機酸）+ NH3
② 脫羧反應(yīng)
氨基酸脫羧基生成胺類；有些微生物能脫氨、脫羧同時進行，通過加水分解、氧化和還原等方式生成乙醇、脂肪酸、碳氫化合物和氨、二氧化碳等。例如：
CH2NH2COOH (甘氨酸) ® CH3NH2 （甲胺）+ CO2
CH2NH2(CH2)2 CHNH2COOH (鳥氨酸) ® CH2NH2(CH2)2 CH2NH2 （腐胺）+ CO2
CH2NH2(CH2)3 CHNH2COOH (精氨酸) ® CH2NH2(CH2)3 CH2NH2 （尸胺）+ CO2
組氨酸 ® 組胺 + CO2
(CH3)2CHCHNH2COOH （纈氨酸） + H2O ® (CH3)2CH CH2OH（異丁醇）+ NH3 + CO2
CH3CHNH2COOH （丙氨酸） + O2 ® CH3COOH （乙酸）+ NH3 + CO2
CH2NH2COOH （甘氨酸）+ H2 ® CH4 （甲烷）+ NH3 + CO2
③ 胺的分解
腐敗中生成的胺類通過細菌的胺氧化酶被分解，最后生成氨、二氧化碳和水。
RCH2NH2 （胺 ）+ O2 + H2O ® RCHO + H2O2 + NH3
過氧化氫通過過氧化氫酶被分解，同時，醛也經(jīng)過酸再分解為二氧化碳和水。
硫醇的生成
硫醇是通過含硫化合物的分解而生成的。例如甲硫氨酸被甲硫氨酸脫硫醇脫氨基酶，進行如下的分解作用。
CH3SCH2CHNH2COOH（甲硫氨酸）+ H2O ® CH3SH（甲硫醇）+ NH3 + CH3CH2COCOOH（a-酮酸）
④ 甲胺的生成
魚、貝、肉類的正常成分三甲胺氧化物可被細菌的三甲胺氧化還原酶還原生成三甲胺。此過程需要有可使細菌進行氧化代謝的物質(zhì)（有機酸、糖、氨基酸等）作為供氫體。
(CH3)3NO + NADH ® (CH3)3N + NAD+
食品中脂肪的分解
雖然脂肪發(fā)生變質(zhì)主要是由于化學作用所引起，但是許多研究表明，它與微生物也有著密切的關(guān)系。脂肪發(fā)生變質(zhì)的特征是產(chǎn)生酸和刺激的“哈喇”氣味。人們一般把脂肪發(fā)生的變質(zhì)稱為酸敗（rancidity）。
食品中油脂酸敗的化學反應(yīng)，主要是油脂自身氧化過程，其次是加水水解。油脂的自身氧化是一種自由基的氧化反應(yīng)；而水解則是在微生物或動物組織中的解脂酶作用下，使食物中的中性脂肪分解成甘油和脂肪酸等。但油脂酸敗的化學反應(yīng)目前仍在研究中，過程較復雜，有些問題尚待澄清。
⑵ 油脂的自身氧化
油脂的自身氧化是一種自由基（游離基）氧化反應(yīng)，其過程主要包括：脂肪酸（RCOOH）在熱、光線或銅、鐵等因素作用下，被活化生成不穩(wěn)定的自由基R· 、H· ，這些自由基與O2生成過氧化物自由基；接著自由基循環(huán)往復不斷地傳遞生成新的自由基，在這一系列的氧化過程中，生成了氫過氧化物、羰基化合物（如醛類、酮類、低分子脂酸、醇類、酯類等）、羥酸以及脂肪酸聚合物、縮合物（如二聚體、三聚體等）。
脂肪水解
脂肪酸敗也包括脂肪的加水分解作用，產(chǎn)生游離脂肪酸、甘油及其不完全分解的產(chǎn)物。如甘油一酯、甘油二酯。
微生物的解脂酶等
食物中脂肪 脂肪酸 + 甘油 + 其它產(chǎn)物
脂肪酸可進而斷鏈而形成具有不愉快味道的酮類或酮酸；不飽和脂肪酸的不飽和鍵可形成過氧化物；脂肪酸也可再氧化分解成具有特臭的醛類和醛酸，即所渭的“哈喇”氣味。這就是食用油脂和含脂肪豐富的食品發(fā)生酸敗后感官性狀改變的原因。
脂肪自身氧化以及加水分解所產(chǎn)生的復雜分解產(chǎn)物，使食用油脂或食品中脂肪帶有若干明顯特征：首先是過氧化值上升，這是脂肪酸敗最早期的指標；其次是酸度上升，羰基（醛酮）反應(yīng)陽性。脂肪酸敗過程中，由于脂肪酸的分解其固有的碘價（值）、凝固點（熔點）、比重、折光指數(shù)、皂化價等也必然發(fā)生變化，因而脂肪酸敗所特有的“哈喇”味；肉、魚類食品脂肪的超期氧化變黃；魚類的“油燒”現(xiàn)象等也常常被作為油脂酸敗鑒定中較為實用的指標。
食品中脂肪及食用油脂的酸敗程度，受脂肪的飽和度、紫外線、氧、水分、天然抗氧化劑以及銅、鐵、鎳離子等觸媒的影響。油脂中脂肪酸不飽和度、油料中動植物殘渣等，均有促進油脂酸敗的作用；而油脂的脂肪酸飽和程度、維生素C、E等天然抗氧化物質(zhì)及芳香化合物含量高時，則可減慢氧化和酸敗。
⑶ 食品中碳水化合物的分解
食品中的碳水化合物包括纖維素、半纖維素、淀粉、糖元以及雙糖和單糖等。含這些成份較多的食品主要是糧食、蔬菜、水果和糖類及其制品。在微生物及動植物組織中的各種酶及其它因素作用下，這些食品組成成分被分解成單糖、醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水等低級產(chǎn)物。由微生物引起糖類物質(zhì)發(fā)生的變質(zhì)，習慣上稱為發(fā)酵或酵解（fermentation ）。
分解糖類的微生物
碳水化合物 有機酸 十 酒精 十 氣體等
碳水化合物含量高的食品變質(zhì)的主要特征為酸度升高、產(chǎn)氣和稍帶有甜味、醇類氣味等。食品種類不同也表現(xiàn)為糖、醇、醛、酮含量升高或產(chǎn)氣（CO2），有時常帶有這些產(chǎn)物特有的氣味。水果中果膠可被一種曲霉和多酶梭菌（Cl.multifermentans）所產(chǎn)生的果膠酶分解，并可使含酶較少的新鮮果蔬軟化。
1.3 食品腐敗變質(zhì)的鑒定
食品受到微生物的污染后，容易發(fā)生變質(zhì)。那么如何鑒別食品的腐敗變質(zhì)？一般是從感官、物理、化學和微生物四個方面來進行食品腐敗變質(zhì)的鑒定。
1.3.1 感官鑒定
感官鑒定是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺來查驗食品初期腐敗變質(zhì)的一種簡單而靈敏的方法。食品初期腐敗時會產(chǎn)生腐敗臭味，發(fā)生顏色的變化（褪色、變色、著色、失去光澤等），出現(xiàn)組織變軟、變粘等現(xiàn)象。這些都可以通過感官分辨出來，一般還是很靈敏的。
1.3.2 色澤
食品無論在加工前或加工后，本身均呈現(xiàn)一定的色澤，如有微生物繁殖引起食品變質(zhì)時，色澤就會發(fā)生改變。有些微生物產(chǎn)生色素，分泌至細胞外，色素不斷累積就會造成食品原有色澤的改變，如食品腐敗變質(zhì)時常出現(xiàn)黃色、紫色、褐色、橙色、紅色和黑色的片狀斑點或全部變色。另外由于微生物代謝產(chǎn)物的作用促使食品發(fā)生化學變化時也可引起食品色澤的變化。例如肉及肉制品的綠變就是由于硫化氫與血紅蛋白結(jié)合形成硫化氫血紅蛋白所引起的。臘腸由于乳酸菌增殖過程中產(chǎn)生了過氧化氫促使肉色素褪色或綠變。
1.3.3 氣味
食品本身有一定的氣味，動、植物原料及其制品因微生物的繁殖而產(chǎn)生極輕微的變質(zhì)時，人們的嗅覺就能敏感地覺查到有不正常的氣味產(chǎn)生。如氨、三甲胺、乙酸、硫化氫、乙硫醇、糞臭素等具有腐敗臭味，這些物質(zhì)在空氣中濃度為10-8～10-11 mol/m3時，人們的嗅覺就可以查覺到。此外，食品變質(zhì)時，其它胺類物質(zhì)、甲酸、乙酸、酮、醛、醇類、酚類、靛基質(zhì)化合物等也可查覺到。
食品中產(chǎn)生的腐敗臭味，常是多種臭味混合而成的。有時也能分辨出比較突出的不良氣味，例如：霉味臭、醋酸臭、胺臭、糞臭、硫化氫臭、酯臭等。但有時產(chǎn)生的有機酸，水果變壞產(chǎn)生的芳香味，人的嗅覺習慣不認為是臭味。因此評定食品質(zhì)量不是以香、臭味來劃分，而是應(yīng)該按照正常氣味與異常氣味來評定。
1.3.4 口味
微生物造成食品腐敗變質(zhì)時也常引起食品口味的變化。而口味改變中比較容易分辨的是酸味和苦味。一般碳水化合物含量多的低酸食品，變質(zhì)初期產(chǎn)生酸是其主要的特征。但對于原來酸味就高的食品，如蕃茄制品來講，微生物造成酸敗時，酸味稍有增高，辨別起來就不那么容易。另外，某些假單孢菌污染消毒乳后可產(chǎn)生苦味；蛋白質(zhì)被大腸桿菌、小球菌等微生物作用也會產(chǎn)生苦味。
當然，口味的評定從衛(wèi)生角度看是不符合衛(wèi)生要求的，而且不同人評定的結(jié)果往往意見分歧較多，只能作大概的比較，為此口味的評定應(yīng)借助儀器來測試，這是食品科學需要解決的一項重要課題。
1.3.4 組織狀態(tài)
固體食品變質(zhì)時，動、植物性組織因微生物酶的作用，可使組織細胞破壞，造成細胞內(nèi)容物外溢，這樣食品的性狀即出現(xiàn)變形、軟化；魚肉類食品則呈現(xiàn)肌肉松弛、彈性差，有時組織體表出現(xiàn)發(fā)粘等現(xiàn)象；微生物引起粉碎后加工制成的食品，如糕魚、乳粉、果醬等變質(zhì)后常引起粘稠、結(jié)塊等表面變形、濕潤或發(fā)粘現(xiàn)象。
液態(tài)食品變質(zhì)后即會出現(xiàn)渾濁、沉淀，表面出現(xiàn)浮膜、變稠等現(xiàn)象，鮮乳因微生物作用引起變質(zhì)可出現(xiàn)凝塊、乳清析出、變稠等現(xiàn)象，有時還會產(chǎn)氣。
1.3.5 化學鑒定
微生物的代謝，可引起食品化學組成的變化，并產(chǎn)生多種腐敗性產(chǎn)物，因此，直接測定這些腐敗產(chǎn)物就可作為判斷食品質(zhì)量的依據(jù)。
一般氨基酸、蛋白質(zhì)類等含氮高的食品，如魚、蝦、貝類及肉類，在需氧性敗壞時，常以測定揮發(fā)性鹽基氮含量的多少作為評定的化學指標；對于含氮量少而含碳水化合物豐富的食品，在缺氧條件下腐敗則經(jīng)常測定有機酸的含量或pH值的變化作為指標。
⑴ 揮發(fā)性鹽基總氮（total volatile basic nitrogen ,TVBN）
揮發(fā)性鹽基總氮系指肉、魚類樣品浸液在弱堿性下能與水蒸汽一起蒸餾出來的總氮量，主要是氨和胺類（三甲胺和二甲胺）,常用蒸餾法或Conway微量擴散法定量。該指標現(xiàn)已列入我國食品衛(wèi)生標準。例如一般在低溫有氧條件下，魚類揮發(fā)性鹽基氮的量達到30mg／100g時，即認為是變質(zhì)的標志。
⑵ 三甲胺
因為在揮發(fā)性鹽基總氮構(gòu)成的胺類中，主要的是三甲胺，是季胺類含氮物經(jīng)微生物還原產(chǎn)生的。可用氣相色譜法進行定量，或者三甲胺制成碘的復鹽，用二氯乙烯抽取測定。新鮮魚蝦等水產(chǎn)品、肉中沒有三甲胺，初期腐敗時，其量可達4mg～6mg/100g。
⑶ 組胺
魚貝類可通過細菌分泌的組氨酸脫羧酶使組氨酸脫羧生成組胺而發(fā)生腐敗變質(zhì)。當魚肉中的組胺達到4－10mg/100g，就會發(fā)生變態(tài)反應(yīng)樣的食物中毒。通常用圓形濾紙色譜法（盧塔－宮木法）進行定量。
⑷ K值（Kvalue）
Ｋ值是指ATP分解的肌苷（HxR）和次黃嘌呤（Hx）低級產(chǎn)物占ATP系列分解產(chǎn)物ATP＋ADP＋AMP＋IMP＋HxP＋Hx的百分比，Ｋ值主要適用于鑒定魚類早期腐敗。若K≤20％，說明魚體絕對新鮮；K≥40％時，魚體開始有腐敗跡象。
⑸ PＨ的變化
食品中pH值的變化，一方面可由微生物的作用或食品原料本身酶的消化作用，使食品中pH值下降；另一方面也可以由微生物的作用所產(chǎn)生的氨而促使pH值上升。一般腐敗開始時食品的pH略微降低，隨后上升，因此多呈現(xiàn)V字形變動。例如牲畜和一些青皮紅肉的魚在死亡之后，肌肉中因碳水化合物產(chǎn)生消化作用，造成乳酸和磷酸在肌肉中積累，以致引起pH值下降；其后因腐敗微生物繁殖，肌肉被分解，造成氨積累，促使pH值上升。我們借助于pH計測定則可評價食品變質(zhì)的程度。
但由于食品的種類、加工法不同以及污染的微生物種類不同，pH的變動有很大差別，所以一般不用pH作為初期腐敗的指標。
1.3.6 物理指標
食品的物理指標，主要是根據(jù)蛋白質(zhì)分解時低分子物質(zhì)增多這一現(xiàn)象，來先后研究食品浸出物量、浸出液電導度、折光率、冰點下降、粘度上升等指標。其中肉浸液的粘度測定尤為敏感，能反映腐敗變質(zhì)的程度。
1.3.6 微生物檢驗
對食品進行微生物菌數(shù)測定，可以反映食品被微生物污染的程度及是否發(fā)生變質(zhì)，同時它是判定食品生產(chǎn)的一般衛(wèi)生狀況以及食品衛(wèi)生質(zhì)量的一項重要依據(jù)。在國家衛(wèi)生標準中常用細菌總菌落數(shù)和大腸菌群的近似值來評定食品衛(wèi)生質(zhì)量，一般食品中的活菌數(shù)達到108cfu／g時，則可認為處于初期腐敗階段。詳細內(nèi)容見食品衛(wèi)生微生物檢驗部分。
1.4 腐敗變質(zhì)食品的衛(wèi)生學意義及處理原則
腐敗變質(zhì)的食品首先是帶有使人們難以接受的感官性狀，如刺激氣味、異常顏色、酸臭味道和組織潰爛，粘液污穢感等。其次是營養(yǎng)成份分解，營養(yǎng)價值嚴重降低。腐敗變質(zhì)食品一般由于微生物污染嚴重，菌相復雜和菌量增多，因而增加了致病菌和產(chǎn)毒霉菌等存在的機會；由于菌量增多，可以使某些致病性微弱的細菌，引起人體的不良反應(yīng),甚至中毒；致病菌引起的食物中毒，幾乎都有菌量異常增大這個必要條件；至于腐敗變質(zhì)分解產(chǎn)物對人體的直接毒害，至今研究仍不夠明確；然而這方面的報告與中毒事件卻越來越多，如某些魚類腐敗產(chǎn)生的組胺使人體中毒；脂肪酸敗產(chǎn)物引起人的不良反應(yīng)及中毒，以及腐敗產(chǎn)生的亞硝胺類、有機胺類和硫化氫等都具有一定毒性。
因此，對食品的腐敗變質(zhì)要及時準確鑒定，并嚴加控制，但這類食品的處理還必須充分考慮具體情況。如輕度腐敗的肉、魚類，通過煮沸可以消除異常氣味，部分腐爛的水果蔬菜可揀選分類處理，單純感官性狀發(fā)生變化的食品可以加工復制等。然而人體雖有足夠的解毒功能，但在短時間內(nèi)攝入量不可過大。因此應(yīng)強調(diào)指出，一切處理的前提，都必須以確保人體健康為原則。
1.5 各類食品的腐敗變質(zhì)
食品從原料到加工產(chǎn)品，隨時都有被微生物污染的可能。這些污染的微生物在適宜條件下即可生長繁殖，分解食品中的營養(yǎng)成分，使食品失去原有的營養(yǎng)價值，成為不符合衛(wèi)生要求的食品。下面就各類主要食品的腐敗變質(zhì)作一介紹。
1.5.1 乳及乳制品的腐敗變質(zhì)
各種不同的乳，如牛乳、羊乳、馬乳等，其成分雖各有差異，但都含有豐富的營養(yǎng)成分，容易消化吸收,是微生物生長繁殖的良好培養(yǎng)基。乳一旦被微生物污染，在適宜條件下，就會迅速繁殖引起腐敗變質(zhì)而失去食用價值，甚至可能引起食物中毒或其它傳染病的傳播。
乳中微生物的來源及主要類群
牛乳在擠乳過程中會受到乳房和外界微生物的污染，通常根據(jù)其來源可以分為兩類：
⑴ 乳房內(nèi)的微生物
牛乳在乳房內(nèi)不是無菌狀態(tài)，即使遵守嚴格無菌操作擠出乳汁，在1ml中也有數(shù)百個細菌。乳房中的正常菌群，主要是小球菌屬和鏈球菌屬。由于這些細菌能適應(yīng)乳房的環(huán)境而生存，稱為乳房細菌。乳畜感染后，體內(nèi)的致病微生物可通過乳房進入乳汁而引起人類的傳染。常見的引起人畜共患疾病的致病微生物主要有：結(jié)核分枝桿菌、布氏桿菌、炭疽桿菌、葡萄球菌、溶血性鏈球菌、沙門氏菌等。
⑵ 環(huán)境中的微生物
包括擠奶過程中細菌的污染和擠后食用前的一切環(huán)節(jié)中受到的細菌的污染。
污染的微生物的種類、數(shù)量直接受牛體表面衛(wèi)生狀況、牛舍的空氣、擠奶用具、容器，擠奶工人的個人衛(wèi)生情況的影響。另外，擠出的奶在處理過程中，如不及時加工或冷藏不僅會增加新的污染機會，而且會使原來存在于鮮乳內(nèi)的微生物數(shù)量增多，這樣很容易導致鮮乳變質(zhì)。所以擠奶后要盡快進行過濾、冷卻。
⑶ 乳液的變質(zhì)過程
鮮乳及消毒乳都殘留一定數(shù)量的微生物，特別是污染嚴重的鮮乳，消毒后殘存的微生物還很多，常引起乳的酸敗，這是乳發(fā)生變質(zhì)的重要原因。
乳中含有溶菌酶等抑菌物質(zhì)，使乳汁本身具有抗菌特性。但這種特性延續(xù)時間的長短，隨乳汁溫度高低和細菌的污染程度而不同。通常新擠出的乳，迅速冷卻到0℃可保持48小時，5℃可保持36小時，10℃可保持24小時，25℃可保持6小時，30℃僅可保持2小時。在這段時間內(nèi)，乳內(nèi)細菌是受到抑制的。
當乳的自身殺菌作用消失后，乳靜置于室溫下，可觀察到乳所特有的菌群交替現(xiàn)象。這種有規(guī)律的交替現(xiàn)象分為以下幾個階段。
① 抑制期（混合菌群期）
在新鮮的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物質(zhì)，對乳中存在的微生物具有殺滅或抑制作用。在殺菌作用終止后，乳中各種細菌均發(fā)育繁殖，由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富，暫時不發(fā)生互聯(lián)或拮抗現(xiàn)象。這個時期約持續(xù)12小時左右。
② 乳鏈球菌期
鮮乳中的抗菌物質(zhì)減少或消失后，存在于乳中的微生物，如乳鏈球菌、乳酸桿菌、大腸桿菌和一些蛋白質(zhì)分解菌等迅速繁殖，其中以乳酸鏈球菌生長繁殖居優(yōu)勢，分解乳糖產(chǎn)生乳酸，使乳中的酸性物質(zhì)不斷增高。由于酸度的增高，抑制了腐敗菌、產(chǎn)堿菌的生長。以后隨著產(chǎn)酸增多乳鏈球菌本身的生長也受到抑制，數(shù)量開始減少。
③ 乳桿菌期
當乳鏈球菌在乳液中繁殖，乳液的pH值下降至4.5以下時，由于乳酸桿菌耐酸力較強，尚能繼續(xù)繁殖并產(chǎn)酸。在此時期，乳中可出現(xiàn)大量乳凝塊，并有大量乳清析出，這個時期約有2天。
④ 真菌期
當酸度繼續(xù)升高至pH值3.0～3.5時，絕大多數(shù)的細菌生長受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌尚能適應(yīng)高酸環(huán)境，并利用乳酸作為營養(yǎng)來源而開始大量生長繁殖。由于酸被利用，乳液的pH值回升，逐漸接近中性。
⑤ 腐敗期（胨化期）
經(jīng)過以上幾個階段，乳中的乳糖已基本上消耗掉，而蛋白質(zhì)和脂肪含量相對較高，因此，此時能分解蛋白質(zhì)和脂肪的細菌開始活躍，凝乳塊逐漸被消化，乳的pH值不斷上升，向堿性轉(zhuǎn)化，同時并伴隨有芽孢桿菌屬、假單孢桿菌屬、變形桿菌屬等腐敗細菌的生長繁殖，于是牛奶出現(xiàn)腐敗臭味。
在菌群交替現(xiàn)象結(jié)束時，乳亦產(chǎn)生各種異色、苦味、惡臭味及有毒物質(zhì)，外觀上呈現(xiàn)粘滯的液體或清水。
⑷ 乳液的消毒和滅菌
鮮乳消毒和滅菌是為了殺滅致病菌和部分腐敗菌，消毒的效果與鮮乳被污染的程度有關(guān)。牛乳消毒的溫度和時間的確定是保證最大限度地消滅微生物和最高限度地保留牛乳的營養(yǎng)成分和風味，首先是必須消滅全部病原菌。
鮮乳的消毒滅菌方法有多種，以巴氏消毒法最為常見。巴氏消毒的操作方法有多種，其設(shè)備、溫度和時間各不相同，但都能達到消毒目的，目前鮮乳的消毒滅菌方法主要有以下幾種：
① 低溫長時消毒法：60℃～65℃、加熱保溫30分鐘，目前市場上見到的玻璃瓶裝、罐裝的消毒奶、啤酒、酸漬食品、鹽漬食品采用的就是這種常壓噴淋殺菌法。但此法由于消毒時間長，殺菌效果不太理想，目前許多乳品廠已不在使用。
② 高溫短時消毒法：將牛乳置于72℃～75℃加熱4～6分鐘，或80℃～85℃加熱10～15秒。可殺滅原有菌數(shù)99.9%。用此法對牛乳消毒時，有利于牛奶的連續(xù)消毒，但如果原料污染嚴重時，難以保證消毒的效果。
③ 高溫瞬時消毒法：目前許多大城市已采用高溫瞬時消毒法。即控制條件為85～95℃，2～3秒加熱殺菌，其消毒效果比前兩者好，但對牛乳的質(zhì)量有影響，如容易出現(xiàn)乳清蛋白凝固、褐變和加熱臭等現(xiàn)象。
④ 超高溫瞬時滅菌法：許多科學家作了大量的試驗，發(fā)現(xiàn)在保證相同殺菌效果的前提下，提高溫度比延長殺菌時間對營養(yǎng)成分的損失要小些，因而目前比較盛行的乳滅菌方法是超高溫瞬時滅菌法。即牛乳先經(jīng)75℃～85℃預熱4～6分鐘，接著通過136℃～150℃的高溫2～3秒。預熱過程中，可使大部分的細菌殺死，其后的超高溫瞬時加熱，主要是殺死耐熱的芽孢細菌。該方法生產(chǎn)的液態(tài)奶可保存很長的時間。
1.5.2 肉類的腐敗變質(zhì)
肉類食品包括畜禽的肌肉及其制品、內(nèi)臟等，由于其營養(yǎng)豐富，有利于微生物生長繁殖；家畜、家禽的某些傳染病和寄生蟲病也可通過肉類食品傳播給人，因此保證肉類食品的衛(wèi)生質(zhì)量是食品衛(wèi)生工作的重點。
⑴ 肉類中的微生物
參與肉類腐敗過程的微生物是多種多樣的，一般常見的有：腐生微生物和病原微生物。腐生微生物包括有細菌、酵母菌和霉菌，它們污染肉品，使肉品發(fā)生腐敗變質(zhì)。
細菌主要是需氧的革蘭氏陽性菌，如蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌等；需氧的革蘭氏陰性菌有假單胞桿菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、埃希氏桿菌屬、變形桿菌屬等；此外還有腐敗梭菌、溶組織梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等厭氧梭狀芽孢桿菌。
酵母菌和霉菌主要包括有假絲酵母菌屬、絲孢酵母屬、交鏈孢酶屬、曲霉屬、芽枝霉屬、毛霉屬、根霉屬和青霉屬。
病畜、禽肉類可能帶有各種病原菌，如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、結(jié)核分枝桿菌、炭疽桿菌和布氏桿菌等。它們對肉的主要影響并不在于使肉腐敗變質(zhì)，嚴重的是傳播疾病，造成食物中毒。
⑵ 肉類變質(zhì)現(xiàn)象和原因
肉類腐敗變質(zhì)時，往往在肉的表面產(chǎn)生明顯的感官變化，常見的有：
①發(fā)粘 微生物在肉表面大量繁殖后，使肉體表面有粘狀物質(zhì)產(chǎn)生，這是微生物繁殖后所形成的菌落，以及微生物分解蛋白質(zhì)的產(chǎn)物。這主要是由革蘭氏陰性細菌、乳酸菌和酵母菌所產(chǎn)生。當肉的表面有發(fā)粘、拉絲現(xiàn)象時，其表面含菌數(shù)一般為107cfu/平方厘米。
②變色 肉類腐敗變質(zhì)，常在肉的表面出現(xiàn)各種顏色變化。最常見的是綠色，這是由于蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的硫化氫與肉質(zhì)中的血紅蛋白結(jié)合后形成的硫化氫血紅蛋白（H2S-Hb）造成的，這種化合物積蓄在肌肉和脂肪表面，即顯示暗綠色。另外，粘質(zhì)賽氏桿菌在肉表面所產(chǎn)生紅色斑點，深蘭色假單胞桿菌能產(chǎn)生蘭色，黃桿菌能產(chǎn)生黃色。有些酵母菌能產(chǎn)生白色、粉紅色、灰色等斑點。
③霉斑 肉體表面有霉菌生長時，往往形成霉斑。特別是一些干腌制肉制品，更為多見。如美麗枝霉和刺枝霉在肉表面產(chǎn)生羽毛狀菌絲；白色側(cè)孢霉和白地霉產(chǎn)生白色霉斑；草酸青霉產(chǎn)生綠色霉斑；蠟葉芽枝霉在冷凍肉上產(chǎn)生黑色斑點。
④ 氣味 肉體腐爛變質(zhì)，除上述肉眼觀察到的變化外，通常還伴隨一些不正常或難聞的氣味，如微生物分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生惡臭味；乳酸菌和酵母菌的作用下產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸的酸味；霉菌生長繁殖產(chǎn)生的霉味等。
⑶ 鮮肉變質(zhì)過程
健康動物的血液、肌肉和內(nèi)部組織器官一般是沒有微生物存在的，但由于屠宰、運輸、保藏和加工過程中的污染，致使肉體表面污染了一定數(shù)量的微生物。這時，肉體若能及時通風干燥，使肉體表面的肌膜和漿液凝固形成一層薄膜時，可固定和阻止微生物浸入內(nèi)部，從而延緩肉的變質(zhì)。
通常鮮肉保藏在0℃左右的低溫環(huán)境中，可存放10天左右而不變質(zhì)。當保藏溫度上升時，表面的微生物就能迅速繁殖，其中以細菌的繁殖速度最為顯著，它沿著結(jié)締組織、血管周圍或骨與肌肉的間隙蔓延到組織的深部，最后使整個肉變質(zhì)。宰后畜禽的肉體由于有酶的存在，使肉組織產(chǎn)生自溶作用，結(jié)果使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生蛋白胨和氨基酸，這樣更有利于微生物的生長。
隨著保藏條件的變化與變質(zhì)過程的發(fā)展，細菌由肉的表面逐漸向深部浸入，與此同時，細菌的種類也發(fā)生變化，呈現(xiàn)菌群交替現(xiàn)象。這種菌群交替現(xiàn)象一般分為三個時期，即需氧期、兼性厭氧繁殖期和厭氧菌繁殖期。
① 需氧菌繁殖期：細菌分解前3～4天，細菌主要在表層蔓延，最初見到各種球菌，繼而出現(xiàn)大腸桿菌、變形桿菌、枯草桿菌等。
② 兼性厭氧菌期：腐敗分解3～4天后，細菌已在肉的中層出現(xiàn)，能見到產(chǎn)氣莢膜桿菌等。
③ 厭氧菌期：約在腐敗分解的7～8天以后，深層肉中已有細菌生長，主要是腐敗桿菌。
值得注意的是這種菌群交替現(xiàn)象與肉的保藏溫度有關(guān)，當肉的保藏溫度較高時，桿菌的繁殖速度較球菌快。
1.5.3 魚類的腐敗變質(zhì)
⑴ 魚類中的微生物
目前一般認為，新捕獲的健康魚類，其組織內(nèi)部和血液中常常是無菌的，但在魚體表面的粘液中，魚鰓以及腸道內(nèi)存在著微生物。當然由于季節(jié)、魚場、種類的不同，體表所附細菌數(shù)有所差異。
存在于魚類中的微生物主要有：假單孢菌屬、無色桿菌屬、黃桿菌屬、不動桿菌屬、拉氏桿菌屬和弧菌屬。淡水中的魚還有產(chǎn)堿桿菌、氣單孢桿菌和短桿菌屬。另外，芽孢桿菌、大腸桿菌、棒狀桿菌等也有報導。
⑵ 魚類的腐敗變質(zhì)
一般情況下，魚類比肉類更易腐敗，因為通常魚類在捕獲后，不是立即清洗處理，而多數(shù)情況下是帶著容易腐敗的內(nèi)臟和鰓一道進行運輸，這樣就容易引起腐敗。其次，魚體本身含水量高（約70～80%），組織脆弱，魚鱗容易脫落，細菌容易從受傷部位侵入，而魚體表面的粘液又是細菌良好的培養(yǎng)基，因而造成了魚類死后很快就發(fā)生了腐敗變質(zhì)。
1.5.4 鮮蛋的腐敗變質(zhì)
⑴ 鮮蛋中的微生物
通常新產(chǎn)下的鮮蛋里是沒有微生物的，新蛋殼表面又有一層粘液膠質(zhì)層，具有防止水分蒸發(fā)，阻止外界微生物侵入的作用。其次，在蛋殼膜和蛋白中，存在一定的溶菌酶，也可以殺滅侵入殼內(nèi)的微生物，故正常情況下鮮蛋可保存較長的時間而不發(fā)生變質(zhì)。然而鮮蛋也會受到微生物的污染，當母禽不健康時，機體防御機能減弱，外界的細菌可侵入到輸卵管，甚至卵巢。而蛋產(chǎn)下后，蛋殼立即受到禽類，空氣等環(huán)境中微生物的污染，如果膠質(zhì)層被破壞，污染的微生物就會透過氣孔進入蛋內(nèi)，當保存的溫度和濕度過高時，侵入的微生物就會大量生長繁殖，結(jié)果造成蛋的腐敗。
鮮蛋中常見的微生物有：大腸菌群、無色桿菌屬、假單孢菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、變形桿菌屬、青霉屬、枝孢屬、毛霉屬、枝霉屬等。另外，蛋中也可能存在病原菌，如沙門氏菌、金黃色球菌。
⑵ 鮮蛋的腐敗變質(zhì)
由于上述的多種原因，鮮蛋也容易發(fā)生腐敗變質(zhì)，其變質(zhì)有二種類型。
① 腐敗 主要是由細菌引起的鮮蛋變質(zhì)。侵入到蛋中的細菌不斷生長繁殖并形成各種相適應(yīng)的酶，然后分解蛋內(nèi)的各組成成分，使鮮蛋發(fā)生腐敗和產(chǎn)生難聞的氣味。主要由熒光假單孢菌所引起，使蛋黃膜破裂，蛋黃流出與蛋白混合（即散蛋黃）。如果進一步發(fā)生腐敗，蛋黃中的核蛋白和卯磷脂也被分解，產(chǎn)生惡臭的H2S等氣體和其它有機物，使整個內(nèi)含物變?yōu)榛疑虬岛谏＿@種黑腐病主要是由變形桿菌屬和某些假單孢菌和氣單孢菌引起。
② 霉變 霉菌菌絲經(jīng)過蛋殼氣孔侵入后，首先在蛋殼膜上生長起來，逐漸形成斑點菌落，造成蛋液粘殼，蛋內(nèi)成分分解并有不愉快的霉變氣味產(chǎn)生。
1.5.5 罐藏食品的腐敗變質(zhì)
罐藏食品是將食品原料經(jīng)一系列處理后，再裝入容器，經(jīng)密封、殺菌而制成的一種特殊形式保藏的食品。一般來說，罐藏食品可保存較長時間而不發(fā)生腐敗變質(zhì)。但是，有時由于殺菌不徹底或密封不良，也會遭受微生物的污染而造成罐藏食品的變質(zhì)。
⑴ 罐藏食品的性質(zhì)
存在于罐藏食品上的微生物能否引起食品變質(zhì)，是由多種因素來決定的。其中食品的pH值是一個重要因素。因為食品的pH值多半與食品原料的性質(zhì)及確定的食品殺菌工藝條件有關(guān)，并進而與引起食品變質(zhì)的微生物有關(guān)。罐藏食品的分類及要求熱力滅菌溫度見表9-4
表9-4 罐藏食品的pH值分類
低酸性食品( pH值5.3以上) 中酸性食品( 5.3～4.5) 酸性食品( 4.5～3.7) 高酸性食品( 3.7以下)
食品種類 谷類、豆類、肉、禽、乳、魚、蝦等 蔬菜、甜菜、瓜類等 番茄、菠菜、梨、柑桔等 酸泡菜、果醬等
熱力滅菌要求 高溫殺菌105～121℃ 高溫殺菌105～121℃ 沸水或100℃以下介質(zhì)中殺菌 沸水或100℃以下介質(zhì)中殺菌
⑵ 引起罐藏食品變質(zhì)的微生物
罐藏食品生物腐敗變質(zhì)通常分為嗜熱菌、中溫菌、不產(chǎn)芽孢菌、酵母菌和霉菌引起的腐敗。
① 芽孢桿菌 嗜熱脂肪芽胞桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌，它們是引起罐頭平酸腐敗（產(chǎn)酸不產(chǎn)氣腐敗）的嗜熱菌；枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌，它們是引起罐頭平酸腐敗中溫菌；也有少數(shù)中溫芽孢細菌引起罐頭腐敗變質(zhì)時伴隨有氣體產(chǎn)生，如多粘芽孢村菌、浸麻芽孢桿菌；TA菌（如嗜熱解糖梭菌）是一種分解糖、專性嗜熱、產(chǎn)芽孢的厭氧菌；特別是厭氧的肉毒梭狀芽孢桿菌，在食品中繁殖能產(chǎn)生肉毒毒素，且毒性很強，因此罐藏食品常常把能否殺死肉毒梭菌的芽孢作為滅菌標準。
罐藏食品發(fā)生由芽孢桿菌引起的腐敗，多是由于殺菌不徹底造成的。
② 非芽孢細菌 一類是腸桿菌，如大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、變形桿菌等；另一類是球菌，如乳鏈球菌、類鏈球菌和嗜熱鏈球菌等，它們能分解糖類產(chǎn)酸，并產(chǎn)生氣體造成罐頭脹罐。不產(chǎn)芽孢的細菌耐熱性不如產(chǎn)芽孢細菌，如果罐頭中發(fā)現(xiàn)有不產(chǎn)芽孢的細菌，這常常是由于罐頭密封不良，漏氣而造成的，或由于殺菌溫度過低造成的。
③ 酵母菌 引起罐藏食品變質(zhì)的酵母菌主要是球擬酵母屬、假絲酵母屬、啤酒酵母屬。由于罐頭食品加熱殺菌不充分，或罐頭密封不良而導致了酵母菌殘存于罐內(nèi)。罐藏食品因酵母引起的變質(zhì)，絕大多數(shù)發(fā)生在酸性或高酸性罐頭食品，如水果、果漿、糖漿以及甜煉乳等制品。酵母菌多為兼性厭氧菌，發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳而造成腐敗脹罐。
④ 霉菌 霉菌具有耐酸、耐高滲透壓的特性，因此引起罐藏食品變質(zhì)，常見于酸度高（pH值4.5以下）的罐頭食品中。但霉菌多為好氧菌，且一般不耐熱，若罐頭食品中有霉菌出現(xiàn)，說明罐頭食品真空度不夠、漏氣或殺菌不充分而導致了霉菌殘存，例如青霉屬、曲霉屬等。但也有少數(shù)幾種霉菌耐熱，如純黃絲衣霉菌和雪白絲衣霉菌等較耐熱、耐低氧，可引起水果罐頭發(fā)酵糖產(chǎn)生二氧化碳而脹罐。
1.5.6 果蔬及其制品的腐敗變質(zhì)
⑴ 微生物引起新鮮果蔬的變質(zhì)
水果和蔬菜的表皮和表皮外覆蓋著一層蠟質(zhì)狀物質(zhì)，這種物質(zhì)有防止微生物侵入的作用，因此一般正常的果蔬內(nèi)部組織是無菌的。但是當果蔬表皮組織受到昆蟲的刺傷或其它機械損傷時，微生物就會從此侵入并進行繁殖，從而促進果蔬的腐爛變質(zhì)，尤其是成熟度高的果蔬更易損傷。
水果與蔬菜的物質(zhì)組成特點是以碳水化合物和水為主，水分含量高，這些是果蔬容易引起微生物變質(zhì)的一個重要因素（水果85%、蔬菜88%）；其次水果pH< 4.5，蔬菜pH 5～7之間，這決定了水果蔬菜中能進行生長繁殖的微生物的類群。引起水果變質(zhì)的微生物，開始只能是酵母菌、霉菌；引起蔬菜變質(zhì)的微生物是霉菌、酵母菌和少數(shù)細菌。
最常見的現(xiàn)象是首先霉菌在果蔬表皮損傷處繁殖或者在果蔬表面有污染物粘附的區(qū)域繁殖，侵入果蔬組織后，組織壁的纖維素首先被破壞，進而分解果膠、蛋白質(zhì)、淀粉、有機酸、糖類，繼而酵母菌和細菌開始繁殖。由于微生物繁殖，果蔬外觀上就表現(xiàn)出深色的斑點，組織變得松軟，發(fā)綿，凹陷、變形，并逐漸變成漿液狀甚至是水液狀，并產(chǎn)生了各種不同的味道，如酸味、芳香味，酒味等。
⑵ 微生物引起果汁的變質(zhì)
① 引起果汁變質(zhì)的微生物
水果原料帶有一定數(shù)量的微生物，在果汁制造過程中，不可避免地還會受到微生物的污染，因而果汁中存在一定數(shù)量的微生物，但微生物進入果汁后能否生長繁殖，主要取決于果汁的pH 值和果汁中糖分含量的高低。由于果汁的酸度多在pH 2.4～4.2之間，且糖度較高，因而在果汁中生長的微生物主要是酵母菌、霉菌和極少數(shù)的細菌。
果汁中的細菌主要是植物乳桿菌、乳明串珠菌和嗜酸鏈球菌。它們可以利用果汁中的糖、有機酸生長繁殖并產(chǎn)生乳酸、CO2等和少量丁二酮、3-羥基-2-丁酮等香味物質(zhì)。乳明串珠菌可產(chǎn)生粘多糖等增稠物質(zhì)而使果汁變質(zhì)；當果汁的pH >4.0時，酪酸菌容易生長而進行丁酸發(fā)酵。
酵母菌也是果汁中所含的微生物數(shù)量和種類最多的一類微生物，它們是從鮮果中帶來的或是在壓榨過程中環(huán)境污染的，酵母菌能在pH >3.5的果汁中生長。果汁中的酵母菌，主要有假絲酵母菌屬、圓酵母菌屬、隱球酵母屬和紅酵母屬。此外，蘋果汁保存于低CO2氣體中時，常會見到漢遜氏酵母菌生長，此菌可產(chǎn)生水果香味的酯類物質(zhì)；柑桔汁中常出現(xiàn)有越南酵母菌、葡萄酒酵母、圓酵母屬和醭酵母屬的酵母菌，這些菌是在加工中污染的；濃縮果汁由于糖度高、酸度高，細菌的生長受到抑制，在其生長的是一些耐滲透壓的酵母菌，如魯氏酵母菌、蜂蜜酵母菌等。
霉菌引起果汁變質(zhì)時會產(chǎn)生難聞的氣味。果汁中存在的霉菌以青霉屬最為多見，如擴張青霉、皮殼青霉，其次是曲霉屬的霉菌，如構(gòu)巢曲霉、煙曲霉等。原因是霉菌的孢子有強的抵抗力，可以較長的時間保持其活力。但霉菌一般對CO2敏感，故充入CO2的果汁可以防止霉菌的生長。
② 微生物引起果汁變質(zhì)的現(xiàn)象
微生物引起果汁變質(zhì)一般會出現(xiàn)渾濁、產(chǎn)生酒精和導致有機酸的變化。
果汁渾濁除了化學因素引起外，造成果汁渾濁的原因大多數(shù)是由于酵母菌進行酒精發(fā)酵而造成的，當然有時也可由霉菌而造成。通常引起渾濁的是圓酵母菌屬中的一些種，以及一些耐熱性的霉菌，如雪白絲衣霉菌、純黃衣霉菌和宛氏擬青霉等，但霉菌在果汁中少量生長時，并不發(fā)生渾濁，僅使果汁的風味變壞，產(chǎn)生霉味和臭味等，因為它們能產(chǎn)生果膠酶，對果汁起澄清作用，只有大量生長時才會渾濁。
引起果汁產(chǎn)生酒精而變質(zhì)的微生物主要是酵母菌，常見的酵母菌有葡萄汁酵母菌、啤酒酵母菌等。酵母菌能耐受CO2，當果汁含有較高濃度的CO2時，酵母菌雖不能明顯生長，但仍能保持活力，一旦CO2濃度降低，即可恢復生長繁殖的能力。此外，少數(shù)霉菌和細菌也可引起果汁產(chǎn)生酒精變質(zhì)，如，甘露醇桿菌、明串珠菌、毛霉、曲霉、鐮刀霉中的部分菌種。
果汁變質(zhì)時可導致有機酸的變化。果汁中含多種有機酸如酒酸、檸檬酸、蘋果酸，它們以一定的含量形成了果汁特有的風味，當微生物生長繁殖后，分解或合成了某些有機酸，從而改變了它們的含量比例，因而使果汁原有的風味被破壞，有時甚至產(chǎn)生了一些不愉快的異味。如解酒石桿菌、黑根霉、葡萄孢霉屬、青霉屬、毛霉屬、曲霉屬和鐮刀霉屬等。
1.5.7 糕點的腐敗變質(zhì)
⑴ 糕點變質(zhì)現(xiàn)象和微生物類群
糕點類食品由于含水量較高，糖、油脂含量較多，在陽光、空氣和較高溫度等因素的作用下，易引起霉變和酸敗。引起糕點變質(zhì)的微生物類群主要是細菌和霉菌，如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、黃曲霉、毛霉、青霉、鐮刀霉等。
⑵ 糕點變質(zhì)的原因分析
糕點變質(zhì)主要是由于生產(chǎn)原料不符合質(zhì)量標準、制作過程中滅菌不徹底和糕點包裝貯藏不當而造成的。
① 生產(chǎn)原料不符合質(zhì)量標準
糕點食品的原料有糖、奶、蛋、油脂、面粉、食用色素、香料等，市售糕點往往不再加熱而直接入口。因此，對糕點原料選擇、加工、儲存、運輸、銷售等都應(yīng)有嚴格的遵守衛(wèi)生要求。糕點食品發(fā)生變質(zhì)原因之一是原料的質(zhì)量問題，如作為糕點原料的奶及奶油未經(jīng)過巴氏消毒，奶中污染有較高數(shù)量的細菌及其毒素；蛋類在打蛋前未洗滌蛋殼，不能有效地去除微生物。為了防止糕點的霉變以及油脂和糖的酸敗，應(yīng)對生產(chǎn)糕點的原料進行消毒和滅菌。對所使用的花生仁、芝麻、核桃仁和果仁等已有霉變和酸敗跡象的不能采用。
② 制作過程中滅菌不徹底
各種糕點食品生產(chǎn)時，都要經(jīng)過高溫處理，既是食品熟制又是殺菌過程，在這個過程中大部分的微生物都被殺死，但抵抗力較強的細菌芽孢和霉菌孢子往往殘留在食品中，遇到適宜的條件，仍能生長繁殖，引起糕點食品變質(zhì)。
③ 糕點包裝貯藏不當
糕點的生產(chǎn)過程中，由于包裝及環(huán)境等方面的原因會使糕點食品污染許多微生物。烘烤后的糕點，必須冷卻后才能包裝。所使用的包裝材料應(yīng)無毒、無味，生產(chǎn)和銷售部門應(yīng)具備冷藏設(shè)備。