食品生物性污染及防治方法优化

生物性污染包括微生物、寄生虫、昆虫污染。其中以微生物污染范围最广、危害也最大，主要有细菌与细菌毒素、霉菌与霉菌毒素。寄生虫和虫卵主要有囊虫、蛔虫、绦虫等。昆虫污染主要有谷蛾、蝇、蛆等，有害昆虫主要是损坏食品质量，使食品感官性状恶化，降低食品营养价值。还有甲虫类、螨类的污染。

（一）食品腐败变质

食品腐败变质是指食品在一定环境因素影响下，由微生物的作用而引起食品成分和感官性状的改变，并失去食用价值的一种变化。

1.食品腐败变质的原因

（1）食品本身的组成和性质　动植物食品本身含有各种酶类。在适宜温度下酶类活动增强，使食品发生各种改变，如新鲜的肉和鱼的后熟，粮食、蔬菜、水果的呼吸作用。这些作用可引起食品组成成分分解，加速食品的腐败变质。

（2）环境因素　主要有温度、湿度、紫外线和氧等。合适的环境温度可加速食品内的化学反应过程，且有利于微生物的生长繁殖。水分含量高的食品易于腐败变质。紫外线和空气中的氧均有加速食品组成成分氧化分解的作用，特别是对油脂作用尤为显著。

（3）微生物作用　在食品腐败变质中起主要作用的是微生物。除一般食品细菌外还包括酵母与霉菌，但一般情况下细菌常比酵母占优势。微生物本身具有能分解食品中特定成分的酶，一种是细胞外酶，可将食物中的多糖、蛋白质水解为简单的物质；另一种是细胞内酶，能分解细胞内的简单物质，其产物能使食品具有不良的味道。

2.食品腐败变质的化学过程与鉴定指标

食品腐败变质实质上是食品中成分的分解过程，其程度常因食品种类、微生物的种类和数量以及其他条件的影响而异。

（1）食品中蛋白质的分解　肉、鱼、禽、蛋和大豆制品等富含蛋白质的食品，主要是蛋白质分解腐败变质。蛋白质在微生物酶的作用下，分解为氨基酸，再通过脱羧基、脱氨基、脱硫作用，形成多种腐败产物。在细菌脱羧酶的作用下，组氨酸、酪氨酸、赖氨酸、鸟氨酸脱羧分别生成组胺、酪胺、尸胺和腐胺。后两者均具有恶臭。在细菌脱氨基酶的作用下氨基酸脱去氨基而生成氨；脱下的氨基与甲基构成一甲胺、二甲胺和三甲胺。色氨酸可同时脱羧、脱氨基形成吲哚及甲基吲哚，均具有粪臭。含硫氨基酸在脱硫酶的作用下脱硫会产生恶臭的硫化氢。

（2）食品中脂肪的酸败　食用油脂与食品脂肪的酸败受脂肪酸饱和程度、紫外线、氧、水分、天然抗氧化物质以及食品中微生物的解脂酶等多种因素的影响。食品中的中性脂肪分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸可进一步形成酮和酮酸，多不饱和脂肪酸可形成过氧化物，进一步分解为醛和酮酸，这些产物都有特殊的臭味。

过氧化值和酸价是脂肪酸败的常用指标。脂肪分解酸败时，先是过氧化值上升，这是脂肪酸败早期指标。其后由于生成各种脂酸，以致油脂酸度（酸价）增高。脂肪分解时，其固有碘价（值）、凝固点（熔点）、比重、折光系数、皂化价等也发生明显改变。此外，醛、酮等羧基化合物能使酸败油脂带有哈喇味。

（3）食品中碳水化合物的分解　含碳水化合物较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和糖类及其制品。这类食品在细菌、霉菌和酵母所产生的相应酶作用下发酵或酵解，生成双糖、单糖、醇、羧酸、醛、酮、二氧化碳和水。当食品发生以上变化时，食品的酸度升高，并带有甜味、醇类气味等。

3.食品腐败变质的控制措施

食品腐败变质时，首先使感官性状发生改变，如刺激气味、异常颜色、酸臭味以及组织溃烂、黏液污染等。其次食品成分分解，营养价值严重降低，不仅蛋白质、脂肪、碳水化合物，而且维生素、无机盐等也有大量破坏和流失。再者，腐败变质的食品一般都有微生物的严重污染，菌相复杂和菌量增多，因而增加了致病菌和产毒霉菌存在的机会，极易造成肠源性疾病和食物中毒。控制食品腐败变质有如下8种措施。

（1）低温冷藏　低温可以抑制微生物的繁殖，降低酶的活性和食品内化学反应的速度。低温防腐一般能抑制微生物生长繁殖和酶的活动，使组织自溶和营养素的分解变慢。但是，低温冷藏并不能杀灭微生物，也不能将酶破坏，食品质量变化并未完全停止，因此保藏应有一定的期限。

（2）高温灭菌　不同的细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快（一般微生物生长的适宜温度为28～37℃）。但温度太高，细菌就会死亡。所以，食品经高温处理可杀灭其中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类。高温灭菌法的目的在于杀灭微生物，如食品在115℃左右的温度，大约20 min，可杀灭繁殖型和芽孢型细菌，同时可破坏酶类，获得接近无菌的食品。

（3）巴氏消毒　巴氏消毒法是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持食品中营养物质风味不变的消毒方法。就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，将其全部杀灭。巴氏消毒时将混合原料加热至68～70℃，并保持此温度30 min以后急速冷却到4～5℃。因为一般细菌的致死点均为温度68℃，时间在30 min以内，所以将混合原料经此法处理后，可杀灭其中的致病性细菌和绝大多数非致病性细菌。但经巴氏消毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的温度下保存，也只能保存3～10天，最多16天。巴氏消毒法多用于牛奶和酱油、果汁、啤酒及其他饮料，其优点是能最大限度地保持食品原有的性质。

（4）脱水与干燥　将食品水分含量降至一定限度以下（如控制细菌为10%以下，霉菌为13%～16%及以下，酵母为20%以下），微生物则不易生长繁殖，酶的活性也受抑制，从而防止食品腐败变质。

①脱水：采取日晒、阴干、加热蒸发，减压蒸发或冰冻干燥等方法。日晒法简单方便，但其中的维生素几乎全部损失。

②冰冻干燥：又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥、分子干燥，是将食物先低温速冻，使水分成为固态，然后在较高的真空度下使固态变为气态而挥发。此种食品几乎可长期保藏，既保持食品原有的物理、化学、生物学性质不变，又保持食品原有的感官性状。食用时，加水复原后可恢复到原有的形状和结构。

（5）提高渗透压　常用的有盐腌法和糖渍法。盐腌法可提高渗透压，微生物处于高渗状态的介质中，可使菌体原生质脱水收缩并与细胞膜脱离而死亡。食盐浓度为8%～10%时，可停止大部分微生物的繁殖，但不能杀灭微生物。杀灭微生物需要食盐的浓度为15%～20%。糖渍食品是利用高浓度（60%～65%以上）糖液，作为高渗溶液来抑制微生物繁殖，并且此类食品还应在密封和防湿条件下保存。糖渍食品常见的有甜炼乳、果脯、蜜饯等。

（6）提高氢离子浓度　大多数细菌一般不能在pH 4.5以下正常发育，故可提高氢离子浓度防腐。提高氢离子浓度的方法有醋渍和酸发酵等。醋渍法是向食品内加醋酸；酸发酵法是利用乳酸菌和醋酸菌等发酵产酸来防止食品腐败。

（7）添加化学防腐剂　食品添加化学防腐剂，抑制或杀灭食品中引起腐败变质的微生物。化学防腐剂中某些成分对人体有害，应限于我国规定允许使用的几种防腐剂。

（8）辐射　食品辐照保藏是利用电离辐射（γ射线、电子束或X射线）与物质的相互作用所产生的物理、化学和生物效应，是对食品进行加工处理的新型保藏技术。

（二）细菌性污染及其防治

1.常见细菌性污染的菌属及其危害

（1）致病菌　致病菌对食品的污染有两种：第一种是动物生前感染，如奶、肉在禽畜生前即潜存着致病菌，主要有引起食物中毒的肠炎沙门菌、猪霍乱沙门菌等沙门菌，也有能引起人畜共患的结核病的结核杆菌、布氏病（波状热）的布鲁杆菌属、炭疽病的炭疽杆菌；第二种是外界污染，致病菌来自外环境，与畜体本身的生前感染无关，主要有痢疾杆菌、副溶血性弧菌、致病性大肠杆菌、伤寒杆菌、肉毒梭菌等，这些致病菌通过带菌者粪便、病灶分泌物、苍蝇、工具、容器、水、工作人员的手等途径传播，造成食品的污染。

（2）条件致病菌　通常情况下不致病，在特殊条件下才有致病力的细菌。常见的有葡萄球菌、链球菌、变形杆菌、韦氏梭菌、蜡样芽孢杆菌等。

（3）非致病菌　在自然界分布极广，在土壤、水体、食物中更为多见。食物中的细菌绝大多数都是非致病菌，这些非致病菌中，有许多都与食品腐败变质有关。能引起食品腐败变质的细菌称为腐败菌。

2.细菌性污染防治要点

（1）加强防止食品污染的宣传教育　在食品生产、加工、储存、销售过程以及食用前的各个环节应保持清洁卫生，防止细菌对食品的污染。

（2）合理储藏食品，抑制细菌生长繁殖。

（3）采用合理的烹调方法，彻底杀灭细菌。

（4）细菌学监测　监测的指标有食品中菌落总数、大肠菌群、致病菌。

（三）霉菌与霉菌毒素污染及其防治

霉菌在自然界分布很广，种类繁多。有些霉菌对人类是有益的，如在发酵酿造工业和抗生素医药制造等方面起着重要的作用。有些霉菌污染食品后能迅速繁殖，导致食品腐败变质。甚至有些霉菌在一定条件下产生毒素，使人和畜中毒。霉菌毒素与细菌毒素不同，它不是复杂的蛋白质分子，不会产生抗体。它的形成受菌粒、菌株、环境、气候、生态学等因素的影响，在0℃以下和30℃以上多数霉菌产毒能力减弱或消失。因此，造成霉菌毒素人畜中毒常有地区性和季节性的特点。

目前已知的霉菌毒素大约有200种，比较重要的有黄曲霉毒素、杂色曲霉毒素、镰刀菌毒素、展青霉素、黄绿青霉素以及黄变米毒素。其中黄曲霉毒素尤为重要。

1.黄曲霉毒素

黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一类代谢产物，具有极强的毒性和致癌性，是结构相似的一类化合物，1962年被命名为黄曲霉毒素。

（1）黄曲霉毒素的特性　在紫外线照射下产生荧光，可利用该特性测定黄曲霉毒素。黄曲霉毒素耐热，在一般的烹调加工温度下，不被破坏。在280℃时发生裂解，其毒性被破坏。在加氢氧化钠的碱性条件下，黄曲霉毒素的内酯环被破坏，形成香豆素钠盐，该钠盐溶于水，故可通过水洗去除。

（2）易污染食品　黄曲霉毒素在自然界分布十分广泛，土壤、粮食、油料作物、种子均可见到。我国26个省市食品中黄曲霉毒素B1的污染普查发现，受黄曲霉毒素污染较重的地区是长江流域以及长江以南的广大高温高湿地区，北方各省污染较轻。污染的品种以花生、花生油、玉米最严重，大米、小麦、面粉较轻，豆类一般很少受污染。

（3）危害　主要危害有如下3种。

①急性中毒。黄曲霉毒素属剧毒物质，其毒性为氰化钾的10倍，对鱼、鸡、鸭、大鼠、豚鼠、兔、猫、狗、猪、牛、猴及人均有强烈毒性。黄曲霉毒素的人类急性中毒在印度、我国台湾地区曾发生过。中毒患者都食用过霉变的玉米，临床表现以黄疸为主，兼有呕吐、厌食和发热，重者出现腹水、下肢水肿、肝脾肿大及肝硬变，肝脏有广泛肝胆管增生及胆汁淤积。这是人类急性黄曲霉毒素中毒最典型的事件。

②慢性中毒。动物长期少量持续摄入含黄曲霉毒素的饲料可引起慢性中毒，主要为生长障碍，肝脏亚急性或慢性损伤。组织学检查可见肝实质细胞坏死、变性、胆管上皮增生、肝纤维细胞增生、形成结节，甚至肝硬变等变化。

③致癌性。在猴、大鼠、禽类、鱼类及家禽等多种动物诱发实验性肝癌。不同的动物致癌的剂量差别很大：实验证实，用黄曲霉毒素含量为15 μg/kg的饲料喂大白鼠，经68周，全部出现肝癌；黄曲霉毒素是目前公认的最强的化学致癌物质。此外，也可致胃腺瘤、肾癌、直肠癌及乳腺、卵巢、小肠等部位肿瘤。

黄曲霉毒素对人类是否有致癌性，目前尚不能肯定。但亚非国家及我国肝癌流行病学调查研究发现，膳食中黄曲霉毒素污染程度与居民原发性肝癌的发生率呈正相关。例如，非洲撒哈拉沙漠以南的高温高湿地区，黄曲霉毒素污染食品比较严重，当地居民肝癌发病较多。相反，埃及等干燥地区，黄曲霉毒素污染食品不严重，肝癌发病较少。

（4）防治要点　主要是防霉、去毒、经常性食品卫生监测，以防霉为主。

①防霉。食品中霉菌生长繁殖的条件，主要是有适宜的湿度、温度和氧气，尤以湿度最为重要。所以控制粮食中的水分是防霉的关键。在粮食收获后，必须迅速将水分含量降至安全水分以下。所谓安全水分，就是使粮食不易发霉的最高水分含量。不同的粮粒安全水分不同，如一般粮粒含水分在13%以下，玉米在12.5%以下，花生在8%以下，霉菌不易生长繁殖。粮食入仓之后，应注意通风，保持粮库内干燥。采用除氧充氮的方法对防霉也有较好的效果。

②去毒。粮食污染黄曲霉毒素后，可采用不同方法去毒。挑出霉粒对花生、玉米去毒效果较好；研磨加工将发霉的大米加工成精米，可降低毒素含量；加水反复搓洗、加碱或用高压锅煮饭。加碱破坏适用于含黄曲霉毒素较高的植物油；吸附去毒是在含毒素的植物油中加入活性白陶土或活性炭等吸附剂，经搅拌、静置，毒素可被吸附而去除。

2.与食品污染关系密切的其他霉菌毒素

与食品污染关系密切的霉菌毒素还有许多，其中易污染谷类、大米、大麦、玉米等作物的主要是以下3种。

（1）玉米赤霉烯酮　该毒素主要由禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、木贼镰刀菌等产生，是一类结构相似的二羟基苯酸内酯化合物。因有类雌激素样作用，可表现出生殖系统毒性作用。该毒素主要污染玉米，其次是小麦、大麦、大米等粮食作物。我国南方几个地区的小麦污染较轻，目前我国尚未制定食品中的限量标准。

（2）伏马毒素　伏马毒素主要由串珠镰刀菌产生。可分伏马毒素B1（FB1）和伏马毒素B2（FB2）两类。食品中以FBI污染为主，主要污染玉米和玉米制品。目前已知伏马毒素最主要的毒作用是神经毒性，可引起马的脑白质软化；伏马毒素还具有慢性肾脏毒性，可引起肾病变；另外还可引起狒狒心脏血栓等。伏马毒素不仅是促癌剂，其本身还有致癌作用，主要引起动物原发性肝癌。1996年我国的污染情况调查中，发现不同地区均有不同程度污染，目前我国尚未制定在食品中的限量标准。

（3）3-硝基丙酸3-硝基丙酸是曲霉属和青霉属等少数菌种产生的有毒代谢产物，对多种动物具有毒性作用，表现为神经系统、肝、肾和肺损伤。从引起中毒的变质甘蔗中分离到的节菱孢霉具有产生3-硝基丙酸的作用。变质甘蔗中毒在我国北方常有发生，发病急，潜伏期从十几分钟至十几小时。发病初期为消化功能紊乱，随后出现神经系统症状，如头痛、头晕等，重者可伴有抽搐。抽搐时四肢强直，手足呈鸡爪样，牙关紧闭，瞳孔散大，面部发绀等，每日发作可达数十次，随后进入昏迷期。中毒者常死于呼吸衰竭，存活者多有椎外系统神经损伤，留下终生残疾。针对3-硝基丙酸中毒的防治措施是甘蔗必须成熟后收割，收割后需防霉菌污染，储存期不可过长，不吃霉变的甘蔗。