微生物污染食品后，能否导致食品的腐败变质，以及变质的程度和性质如何，会受多方面因素的影响。主要看是否具备了微生物生长繁殖的条件，还要看食品本身的组成成分和性质。总的来说，食品发生腐败变质，与食品本身的性质、污染微生物的种类和数量以及食品所处的环境等因素有着密切的关系，而它们三者之间又是相互作用、相互影响的。
（一）食品基质条件
1.营养成分
食品含有蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素和水分等丰富的营养成分，是微生物的良好培养基。因而微生物污染食品后很容易迅速生长繁殖造成食品的变质。但由于不同的食品中，上述各种成分的比例差异很大，而各种微生物分解各类营养物质的能力不同，这就导致了引起不同食品腐败的微生物类群也不同，如肉、鱼等富含蛋白质的食品，容易受到对蛋白质分解能力很强的变形杆菌、青霉等微生物的污染而发生腐败；米饭等含糖类较高的食品，易受到曲霉属、根霉属、乳酸菌、啤酒酵母等对碳水化合物分解能力强的微生物的污染而变质；而脂肪含量较高的食品，易受到黄曲霉和假单胞杆菌等分解脂肪能力很强的微生物的污染而发生酸败变质。
2.氢离子浓度
食品中氢离子浓度对微生物的生命活动有很大的影响。氢离子浓度会影响到菌体细胞膜上的电荷性质。正常细胞膜上的电荷，有利于某些营养物质的吸收。当微生物细胞膜上的电荷性质受到食品氢离子浓度的影响而改变后，微生物对某些物质的吸收机能就发生了改变，从而影响了细胞的正常物质代谢活动。食品中氢离子浓度也影响原生质生长过程和酶的作用。在一定的氢离子浓度下，微生物的酶系统才能发挥最大的催化作用，如果氢离子浓度改变，酶的催化作用就会减弱或消失，必然影响到微生物的正常代谢活动。
微生物在食品基质中生长，由于它们的各种代谢活动，能改变食品的氢离子浓度。食品中含糖与蛋白质时，微生物能利用糖作碳源，糖分解产酸，会使食品的pH下降；当糖不足时，蛋白质被分解，pH又回升。当微生物的活动使食品基质的pH发生很大变化，积累一定量的酸或碱时，就会抑制它们的继续活动。
根据食品pH范围的特点，可将其划分为两大类：酸性食品和非酸性食品。一般规定pH在4.5以上者，属于非酸性食品；pH在4.5以下者为酸性食品。例如动物食品的pH一般在5～7之间，蔬菜pH在5～6之间，它们一般为非酸性食品；水果的pH在2～5之间，一般为酸性食品。常见的食品原料的pH见表10-1。
表10-1 不同食品原料pH
在非酸性食品中，细菌生长繁殖的可能性最大，而且能够很好地生长，因为绝大多数的细菌生长适应的pH在7左右，所以多数非酸性食品是适合于多数细菌繁殖的。在非酸性食品中，除细菌外，酵母和霉菌也都有生长的可能。在酸性食品中，细菌因环境过低的pH已受到抑制，能够生长的仅是酵母和霉菌。
食品的pH同样会受到微生物的生长繁殖而发生改变，有些微生物能分解食品中的碳水化合物而产酸，使食品pH下降。有些微生物则分解蛋白质产碱，使食品的pH上升。在食品变质的同时，pH发生一定的规律性变化：以蛋白质为主要营养成分的食品，变质过程中伴随pH升高；以碳水化合物、脂肪为主要营养的食品，变质过程中伴随pH升高；蛋白质、碳水化合物等营养均衡的食品，多表现为初期pH降低，后期pH升高。
3.水分
水分是微生物生命活动的必要条件，微生物细胞组成不可缺少水，细胞内所进行的各种生物化学反应，均以水分为溶媒。在缺水的环境中，微生物的新陈代谢发生障碍，甚至死亡。但各类微生物生长繁殖所要求的水分含量不同，因此，食品中的水分含量决定了生长微生物的种类。一般来说，含水分较多的食品，细菌容易繁殖；含水分少的食品，霉菌和酵母菌则容易繁殖。
食品中水分以游离水和结合水两种形式存在。微生物在食品上生长繁殖，能利用的水是游离水，因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量（%），而是取决于水分活度Aw。因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质，如氨基酸、糖、盐等结合，这种结合水对微生物是无用的。因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。
新鲜的食品原料，例如鱼、肉、水果、蔬菜等含有较多的水分，Aw值一般在0.98～0.99，适合多数微生物的生长。若食品的Aw值为0.7以下，食品就可保存较长时间，几个月到几年。因此，根据水活度的概念来研究微生物在食品中与水分有关的生命活动问题，在食品保藏上更为重要。
Aw值对微生物的死亡有较大的影响，一般随食品的水分减少，微生物的抗热性就会增加。据报道，对鱼粉中的沙门氏菌，Aw值在0.58以上时，沙门氏菌的抗热性变化不大；可是Aw值在0.58以下，即水分很少时，沙门氏菌就很难死亡。看来，贮藏的鱼粉越干，环境温度越低，其中的沙门氏菌存活时间越长。
Aw值与食物中毒细菌的产毒性亦有一定的关系。Aw值的降低，可促使细菌生长的缓慢期延长，细胞分裂速度下降。例如，金黄色葡萄球菌在较低的Aw值下也能发育，Aw从0.99到0.87都能发育，但当Aw值从0.99下降到0.98时，肠毒素的产生就会减少，下降到0.96时，肠毒素的产生即完全停止。
利用干燥、冷冻、糖渍、盐腌等方法来保藏食品，这些方法都是使食品的Aw值降低，以防止微生物繁殖，提高耐贮藏性。
4.渗透压
渗透压与微生物的生命活动有一定的关系。如将微生物置于低渗溶液中，菌体吸收水分发生膨胀，甚至破裂；若置于高渗溶液中，菌体则发生脱水，甚至死亡。一般来讲，微生物在低渗透压的食品中有一定的抵抗力，较易生长；而在高渗食品中，微生物常因脱水而死亡。当然不同微生物种类对渗透压的耐受能力大不相同。
多数微生物对低渗均有一定的抵抗力，而在高渗透压的环境中情况就不一样了。大多数霉菌和少数酵母菌能耐受较高的渗透压，它们在高渗透压食品中，可以继续生长繁殖。而绝大多数细菌则不能在高渗透压食品上生长，仅能生存一个时期，或很快死亡。仅有少数细菌，如嗜盐杆菌能耐受较高的渗透压。
各种微生物对渗透压的要求有一定适应范围，一般微生物适宜在0.85%～0.9%的食盐溶液中生存。凡是在2%以上食盐溶液中能生长的称嗜盐高渗微生物，这种嗜盐微生物除在海洋中生活的以外，还有引起含糖分高的糖浆、果酱、浓缩果汁等变质的酵母菌。霉菌嗜高渗透压的能力更强，一般在20%～25%浓度的盐水中才能被抑制，它们能引起很多糖分高的食品、腌制食品、干果类及低水分粮食霉变。总体上看，高渗溶液对微生物具有抑制和杀伤作用。食盐和糖是形成不同渗透压的主要物质。在食品中加入不同量的糖或盐，可以形成不同的渗透压。所加的糖或盐越多，则浓度越高，渗透压越大，食品的水分活度值就越小。通常为了防止食品腐败变质，人们利用盐腌和糖渍食品，是保存食品的有效方法。(www.xing528.com)
（二）食品的外界环境条件
微生物广泛存在于自然界中，不断经受周围环境中各种因素的影响，微生物通过其新陈代谢与外界环境相互作用。当环境条件适宜时，微生物进行正常的新陈代谢，生长繁殖。而有些条件使微生物在形态和生理上发生改变，甚至引起微生物的死亡。因此，掌握微生物与周围环境的相互关系，在食品工业生产中，可创造有利条件，促进有益微生物的生长繁殖，开发新的产品。也可利用对微生物的不利因素，抑制或杀灭病原微生物，达到食品消毒灭菌的目的。
1.环境温度条件
微生物的生长繁殖受到各种因素的影响，温度起着极重要的作用。适宜的温度可以促进微生物正常的生命活动，加快生长繁殖的速度；而不适宜的温度可以减弱微生物的生命活动或导致微生物在形态、生理特性上的改变，甚至可促使微生物死亡。
温度是影响食品腐败作用的重要因素。在自然界中各类微生物都有它一定的适宜生长温度，这种温度是长期自然选择的结果。根据适宜生长的温度，可将微生物分为嗜冷性、嗜温性和嗜热性三个生理类群。与腐败有密切关系的是嗜温性微生物。
（1）低温食品中生长的微生物 低温下可以减弱和抑制微生物的生命活动，使其生长繁殖速度减慢，增加数量少。不仅如此，在一定的低温范围内也可抑制生物体内酶的活性。因此低温贮藏是食品保存的一项有效措施；在食品贮藏方法中，低温是食品品质下降最少的一种贮藏方法。
从表10-2中可以看出，温度下降至—5～—1℃时，微生物的生长基本可以控制。但其中少数的细菌、酵母和霉菌适应性较大，还不能被抑制。
表10-2 食品中微生物生长的最低温度
续表
低温下可以贮藏一些物质，但绝不能忽视一部分嗜冷性微生物在低温下还可以生长繁殖，造成食品变质。如红色酵母菌中的一个种，在—34℃时仍能生长发育。在细菌和霉菌中也有在—12℃以下可以发育者。所以食品的低温贮藏不宜过长，否则也会引起食物的败坏。
能在低温食品中生长的微生物，多数属于细菌类中的革兰氏阴性无芽孢杆菌，如假单胞菌属、无色杆菌属、黄色杆菌属、变形杆菌属、弧菌属等。革兰氏阳性细菌有芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、链球菌属、八叠球菌属等。酵母有假丝酵母属、酵母属、圆酵母属等。霉菌有青霉属、毛霉属、芽枝霉属等。
（2）食品中生长的高温微生物 微生物对高温比较敏感，如果超过了其所适应的最高生长温度，一般较敏感的微生物就会立即死亡。所以应用高温进行灭菌是最常用的方法。不同的微生物对热的敏感程度不同，部分微生物对热的抵抗力较强，在较高的温度下尚能生存一段时间。与食品有关的一些耐热微生物主要是芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌属，其次是链球菌属和乳杆菌属。
凡是能在45℃的温度中进行代谢活动的微生物，称为高温嗜热微生物（Ther-mo philes）。在高温环境中，引起嗜热微生物的生长繁殖而造成食品的变质，其变质的过程，从时间上来比较，比嗜温微生物所发生的变质过程要短，嗜热微生物在食品中经过旺盛的生长繁殖后，很容易死亡。因嗜热性微生物造成食品变质，如不及时进行分离培养，就会失去检出的机会。
2.环境气体状况
微生物像其他生物一样，在维持其生命和生长繁殖的过程中必须利用能量。微生物借助菌体的酶类从物质的氧化过程中获得它需要的能量。不同种类的微生物具有各自的呼吸酶，因此它们在氧化过程中对氧的要求也不同，主要可分为需氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物三大类。
食品在生产、加工、运输、贮藏过程中，由于接触环境中含有气体的情况不一样，因而引起食品变质的微生物类群和食品变质的过程也都不相同。
食品在有氧的环境中，因微生物的繁殖而引起的变质，速度较快。在有氧环境中生长的微生物有芽孢杆菌属、链球菌属、乳杆菌属、醋酸杆菌属、无色杆菌属、产膜酵母和霉菌。食品在缺氧环境中由厌氧微生物引起的变质，速度较缓慢。在缺氧环境中生长的微生物有梭状芽孢杆菌属、拟杆菌属。兼性厌氧微生物在食品中繁殖的速度，在有氧时也比缺氧时要快得多。因此引起食品变质的时间决定于氧气的存在。在有氧和无氧环境中都能生长的微生物有葡萄球菌属、埃希氏菌属、沙门氏菌属、变形杆菌属、志贺氏菌属、芽孢杆菌属中的部分菌种及大多数酵母和霉菌。
通常由食品的表面开始腐败时，大多数是需氧菌的作用；而在空气少的地方，如罐头中发生腐败，大多数是厌氧菌的作用。
食品如果贮存在含有高浓度CO2的环境中，可防止需氧性细菌和霉菌引起的变质。但乳酸菌和酵母菌，对CO2有较大的耐受力。
微生物与O2有着十分密切的关系。一般来讲，在有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长、代谢速度快，食品变质速度也快；缺乏O2条件下，由厌氧性微生物引起的食品变质速度较慢。O2存在与否决定着兼性厌氧微生物是否生长和生长速度的快慢。
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