引起食品腐败和变质的原因分析

（一）微生物生长和繁殖的条件

微生物对食品的破坏作用，与食品的种类，成分以及贮藏环境有关，尤其是动物和植物性食品如肉类、鱼类、蛋类和蔬菜类，由于含水分多、营养丰富，也为微生物的繁殖提供了良好的环境。为了很好地保藏食品，要掌握微生物繁殖和生长的条件，以便更好地采取措施抑制微生物繁殖，达到保持食品原有的色、香、味的目的。下面分别叙述微生物生长和繁殖的条件。

1.水分 水分是微生物生命活动所必需的，是组成原生质的基本成分，微生物藉由水进行新陈代谢。食品中的水分越多，细菌越容易繁殖，一般认为食品含水率在50%以上时细菌才能正常繁殖，食品含水率约在30%以下时细菌繁殖开始受到抑制，当食品含水率在12%以下时细菌繁殖困难。当空气湿度达到80%以上时，食品表面含水率达18%左右，当食品含水率在14%以下时对某些霉菌孢子有一定的抑制作用，尽管选用水分较少的食品保藏，但存放在湿度较大环境中时，食品表面水分增加，仍然会加速食品的发霉。因此，降低湿度有利于食品保藏。微生物在很浓的糖或盐的溶液中，因原生质失去水分而使微生物难于提取养料和排除体内代谢物，甚至原生质随即收缩而与外面的细胞壁相分离，还会产生蛋白质变性等现象，从而抑制微生物的生命活动，使微生物生命活动完全停止，甚至杀死微生物，所以人们常腌制保存食品。用低温保藏食品，使食品内的水分结成冰晶，与腌制的效果相仿，这两种情况都降低了微生物生命活动和实现生化反应所必需的液态水的含量，所不同的是水在冻结过程中只是转变为冰，并不与食品分离，没有像腌制那样将水分去掉。

2.温度 温度是生物生长和繁殖的重要条件之一，各种微生物各有其生长所需的一定范围的温度，超过范围会停止生长甚至生命终止。此温度范围对某种微生物而言，又可分为最低、最适和最高三个区域，在最适温度，微生物的生长速度最快。由于微生物种类的不同，其最适温度的界限也不同，根据其最适温度的界限，可将微生物分为嗜冷性微生物，嗜温性微生物、嗜热性微生物三种，大部分腐败细菌属于嗜温性微生物。

由表1⁃3可知，如果温度超过微生物生长温度范围，对微生物有较明显的致死作用。

表1⁃3 微生物对温度的适应性

一般细菌在100℃温度下可迅速死亡，而带芽孢菌要在121℃高压水蒸气作用下经过15～20min才死亡。高温之所以能杀死微生物，主要是因为蛋白质受热凝固变性，即刻终止它的生命活动。而低温不能杀死全部微生物，能阻止存活微生物的繁殖，一旦温度升高，微生物的繁殖就逐渐旺盛起来。因此要防止由微生物引起的变质和腐败，必须将食品保存在稳定的低温环境中。

相对而言，细菌对低温耐力较差，在培养基冻结后，部分细菌死亡，但很少见到全部细菌死亡的情况。嗜冷性微生物如霉菌或酵母菌最能忍受低温，即使在-8℃的低温下，仍然发现有孢子的活动。大部分水中的细菌也都是嗜冷性微生物，它们在0℃以下仍能繁殖。个别的致病菌能忍受极低的温度，甚至在温度-20～-44.8℃下，也仅受到抑制，只有少数死亡。因此，冻结对微生物的低温致死作用，是由于生理过程不正常所引起的，原因是微生物对不良的环境条件不能适应，如在低温时，细胞中的类脂物变硬，减弱了原生质的渗透作用，此外，温度下降使细胞部分原生质凝固。由于在低温下，水结成冰，所生成的冰结晶对细胞有致命的影响，因此用低温来保藏食品，必须维持足够低的温度以抑制微生物的作用，使它失去分解食品的能力，达到低温贮藏食品的目的。

3.营养物 微生物和其他生物一样，也要进行新陈代谢。营养物质如乳糖、葡萄糖与盐类等简单物质，可直接通过微生物细胞膜渗透进入细胞内，而淀粉、蛋白质、维生素等有机物质，首先分解成简单物质，然后渗透到微生物细胞内。微生物对营养物质的吸收有选择性，如酵母菌喜欢糖类营养物，不喜欢脂肪，而一些腐败菌需要蛋白质营养物。

4.pH值 影响微生物生长和繁殖的因素除上述水分、温度、营养物质三个基本条件外，还有其他因素，如pH值。微生物对培养基的pH值的反应是很灵敏的，微生物在最适的pH值的环境中生长和繁殖正常，它们都有其各自的最适pH值。大多数细菌在中性或弱碱性的环境中生长较适宜，霉菌和酵母则在弱酸的环境中较适宜。若培养基过酸或过碱，常能影响微生物对营养物质的汲取。当pH值不同时，则组成原生质的半透膜的胶体所携带的电荷也不同，胶体在一定pH值下带正电荷，而在另一pH值下带负电荷，由于电荷的更换，引起某些离子渗透性的改变，影响了微生物的营养作用。若在培养基中加入某些化学药品，能使微生物立即死亡，如重金属盐类、酚类和酸类物质，能使原生质中蛋白质迅速凝固变性；加漂白粉、臭氧与氧化物，能使原生质中的蛋白质因氧化而破坏；醛类能使蛋白质中的氨基酸分解成更简单的物质；加浓盐和浓糖能使原生质萎缩，而促使细胞质壁分离。不过化学药品只对营养细胞有效，对芽孢的作用则较弱。此外，放射线对微生物也能起杀灭作用，这主要是由于射线对细胞核质猛烈冲击的缘故。

（二）影响酶作用的因素

1.温度 酶的活性与温度有关，在一定温度范围内（0～40℃），酶的活性随温度的升高而增大。即在低温时，酶的活性很小；温度升高，酶所催化的化学反应速度也随之加快；温度降低反应速度减慢。但酶是蛋白质，其本身也因温度升高而变性，使反应速度降低或完全失去其催化活性，在酶促反应中，提高温度使反应速度加快，但使酶失去活性，这两个相反的影响是同时存在的。在温度低时，前者影响大，这时反应速度随温度上升而加快；当温度不断上升时，酶的变性成为主要矛盾，因此，酶的有效浓度逐渐降低，反应速度也减慢。一般在30℃时，酶开始被破坏，到80℃几乎所有酶都被破坏，故反应到达某一高峰后，温度再升高速度反而降低。与微生物一样，酶也有一个最适温度，在此温度下反应速度最大，例如蛋白质的酶在30～50℃时活性最强。降低温度也可以降低酶的反应速度，因此食品在低温条件下，可以防止由酶作用而引起的变质。低温贮藏要根据酶的品种和种类而定，一般要求在-20℃低温下贮藏，而对含有不饱和脂肪酸的多脂鱼类及其他食品，则需在-25～-30℃低温中贮藏，以达到有效抑制酶的作用、防止氧化的目的。(www.xing528.com)

2.其他因素 pH值、水分活度等因素也会影响到酶促反应的进行。

（三）物理因素

食品在贮藏和流通过程中，其质量总体呈下降趋势。质量下降的速度和程度除了受食品内在因素的影响外，还与环境中的温度、湿度、空气、光线等物理因素密切相关。

1.温度 温度是影响食品质量变化最重要的环境因素，它对食品质量的影响表现在多个方面。食品中的化学变化、酶促反应、鲜活食品的生理作用、生鲜食品的僵直和软化、微生物的生长繁殖、食品的含水率及水分活度等无不受温度的制约。温度升高引起食品的腐败变质主要表现在影响食品中的化学变化和酶催化的生物化学反应速度以及微生物的生长发育程度等。一般温度每升高10℃，化学反应速率大约增加2～4倍。故降低食品的环境温度，就能降低食品中的化学反应速率，延缓食品的质量变化，延长其贮藏寿命。

温度对食品的酶促反应比对非酶反应的影响更为复杂，这是因为一方面温度升高，酶促反应速率加快，另一方面当温度升高到使酶的活性被钝化时，酶促反应就会受到抑制或停止。淀粉含量多的食品，要通过加热使淀粉α化后才能食用。放置冷却后，α化淀粉会老化，产生回生现象，淀粉老化在含水率为30%～60%时最容易发生，而含水率在10%以下时基本上不发生。温度在60℃以上淀粉老化不会发生，60℃以下慢慢开始老化，2～5℃老化速度最快。糠米比糯米容易老化，加入蔗糖或饴糖可以抑制老化。α化淀粉在80℃以上迅速脱水至含水率10%以下可防止老化，如挤压食品等就是利用此原理加工而成的。

2.水分 水分不仅影响食品的营养成分、风味和外观形态的变化，而且影响微生物的生长发育和各种化学反应的进行，因此，食品的含水率和水分活度与食品质量的关系十分密切。

食品所含的水分分为结合水和自由（游离）水，但只有自由水才能被微生物、酶和化学反应所利用，可用水分活度来估量。微生物的活动与水分活度密切相关，低于某一水分活度，微生物便不能生长繁殖。

由于水分的蒸发，一些新鲜果蔬等食品会导致外观萎缩，使鲜度和嫩度下降。

3.光 光线照射也会促进化学反应，如脂肪的氧化、色素的褪色、蛋白质的凝固等，均会因光线的照射而促进反应。因此，食品一般要求避光贮藏或用不透光的材料包装。

4.氧 空气组分中约78%（体积分数）的氮气对食品不起什么作用，而只占20%（体积分数）左右的氧气因性质非常活泼，能引起食品中多种变质反应和腐败。首先，氧气通过参与氧化反应对食品的营养物质（尤其是维生素A和维生素C）、色素、风味物质和其他组分产生破坏作用。其次，氧气还是需氧微生物生长的必需条件，在有氧条件下，由微生物繁殖而引起的变质反应速度加快，食品贮藏期缩短。

5.其他因素 除了上述因素外，还有许多因素能导致食品变质，包括机械损伤、环境污染、农药残留、滥用添加剂和包装材料等，这些因素引起的食品变质现象不但普遍存在，而且十分重要，特别是农药残留、滥用添加剂引起的食品变质现象呈越来越严重的趋势，必须引起高度重视。

综上所述，引起食品腐败变质的原因多种多样，而且常常是多种因素共同作用的结果。因此必须清楚了解各种因素及其作用特点。找出相应的防止措施，从而应用于不同的食品原料及其加工制品中。