优化食品的外界环境条件

食品中污染的微生物能否生长繁殖，造成食品的腐败变质，还要受到周围环境因素的影响。影响食品腐败变质的环境因素也是影响微生物生长繁殖的环境因素，其中主要的影响因素是温度、湿度、气体以及食品的存在状态等。

1.温度

温度对微生物的生长繁殖具有较大的影响。根据微生物对温度的适应性，可将微生物分为嗜冷、嗜温、嗜热三个生理类群。每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围，但这三种类群微生物又都能在25～30℃进行生长繁殖，见表3-8。当食品处于这种温度的环境中，各种微生物都可生长繁殖而引起食品的腐败变质。若温度高于或低于共同能生长的温度范围时，微生物的类群就会发生变化。

表3-8　不同温度范围内微生物活动的主要类群

（1）低温中食品的变质与微生物。

食品在冷藏过程中，可能会因为微生物的生长繁殖而导致食品的腐败变质，因此在冷藏过程中出现的一些微生物，在食品微生物学中称为低温微生物。其特点是在低温条件下能够生长繁殖，但不是最适生长温度。

在低温食品中生长的细菌多数是革兰氏阴性的无芽孢杆菌，常见的有假单胞杆菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）、无色杆菌属（Achromobacter）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、弧菌属（Vibrio）、气杆菌属（Aerobacter）、变形杆菌属（Proteus）、沙雷氏杆菌属（Serratia）和色杆菌属（Chromobacterium）等；革兰氏阳性菌有微球菌属（Micrococcus）、乳杆菌属（Lactobacillus）、小杆菌属（Microbacterium）、链球菌属（Streptococcus）、棒状杆菌属（Corynebacterium）、八叠球菌属（Sarcina）、短杆菌属（Brevibacterium）、芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）等。

在低温食品中出现的酵母菌主要包括：假丝酵母属（Candida）、隐球酵母属（Cryptococcus）、圆酵母属（Torula）、丝孢酵母属（Trichoporon）等。

在低温食品中出现的霉菌主要包括：青霉属（Penicillium）、芽枝霉属（Cladosporium）、串珠霉属（Monilia）、葡萄孢霉属（Botrytis）和毛霉属（Mucor）等。

食品中微生物生长繁殖的最低温度与微生物的种类、食品的特性有关。表3-9列举了不同食品中微生物生长的最低温度。

表3-9　不同食品中微生物生长的最低温度

从表3-9可看出，当温度下降至-5～-1℃范围时，可以抑制大多数微生物的生长，但其中少数的酵母菌和霉菌适应性较强，还不能完全被抑制。因此，有些学者提出可以采用更低的温度完全抑制微生物的生长，见表3-10。

表3-10　不同食品中完全抑制微生物生长的贮藏温度

虽然低温微生物能在低温下生长，但其新陈代谢活动极为缓慢，生长繁殖的速度非常迟缓，因此它们引起冷藏食品腐败变质的速度也较慢。

有些微生物在很低温度下能够生长的机理目前还不十分清楚，但至少可以确定这些微生物细胞内的酶在低温下仍能起作用。另外也观察到嗜冷微生物的细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，因此推测可能是由于它们的细胞膜在低温下仍保持半流动状态，能进行物质传递。而其他生物则由于细胞膜中饱和脂肪酸含量高，在低温下成为固体而不能履行其正常功能。

（2）高温中食品的变质与微生物。

45℃以上的温度非常不利于微生物的生长繁殖，因为在此温度下，微生物体内的酶、蛋白质、脂质体很容易发生变性失活，细胞膜也受到了破坏，从而加速细胞的死亡。温度越高，死亡率也越高。(www.xing528.com)

但是，在高温条件下，仍然有少数微生物能够生长。通常将在45℃以上温度条件下能够进行代谢活动的微生物称为高温微生物。在食品中生长的高温微生物主要是嗜热微生物，嗜热微生物之所以能在高温环境中生长，是因为它们具有一些特殊的特性，如体内的酶和蛋白质对热较稳定；细胞膜上富含饱和脂肪酸，饱和脂肪酸可以形成更强的疏水键，从而使细胞膜能在高温下保持稳定。表3-11列举了食品中常见高温细菌生长的温度范围。此外，霉菌中纯黄丝衣霉（Byssochlamys fulva）耐热能力也很强。

表3-11　食品中高温细菌生长的温度

在高温条件下，嗜热微生物的新陈代谢速度加快，所产生的酶对蛋白质和糖类等物质的分解速度也比其他微生物快，因而使食品发生腐败变质的时间缩短。高温微生物造成的食品腐败变质主要是微生物分解糖类产酸引起的。但是，链球菌属中有些嗜热菌种，如嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）可用作生产发酵食品的良好发酵菌种。

2.气体

（1）食品中微生物生长的类群和O2的关系。

与食品有关且必须在有氧的环境中生长的微生物主要包括：霉菌、产膜酵母、醋杆菌属（Acetobacte）、无色杆菌属（Achromobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、短杆菌属（Brevibacterium）中的部分菌种以及芽孢杆菌属（Bacillus）、八叠球菌属（Sarcina）和微球菌属（Micrococcus）中的大部分菌种；仅需少量氧能够生长的微生物有乳杆菌属（Lactobacillus）和链球菌属（Streptococcus）；在有氧和缺氧的环境中都能生长的微生物包括：大多数酵母，细菌中的葡萄球菌属（Staphylococcus）、埃希氏菌属（Escherichia）、变形杆菌属（Proteus）、沙门氏菌属（Salmon）、志贺氏菌属（Shigella）等肠道杆菌以及芽孢杆菌属（Bacillus）中的部分菌种；在缺氧条件下才能生长的微生物有梭菌属（Clostridium）、拟杆菌属（Bacteroides）等。但有时也会出现好氧微生物或兼性厌氧微生物在食品中生长的同时，也会有厌氧或微需氧性微生物的生长，例如肉类食品中枯草芽孢杆菌生长时并有梭菌生长；乳制品中阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）生长时，也伴有乳酸菌的生长。

因此，当食品处于有氧的环境中，霉菌、酵母菌和绝大部分细菌都有可能引起食品变质；当处在缺氧的条件下，只有酵母菌、厌氧和兼性厌氧细菌能引起食品变质。

（2）微生物引起食品腐败变质和O2的关系。

食品在有氧的环境中，微生物进行有氧呼吸，生长繁殖速度快，食品腐败变质的速度较快；在缺氧的环境中由厌氧微生物引起食品变质的速度较慢。食品中多数兼性厌氧微生物在有氧的环境中比缺氧时生长繁殖速度快，从而引起食品变质的时间较短。有些需氧微生物在氧气含量较少的环境中也能进行生长繁殖，但速度较慢。

新鲜的食品原料中，由于组织细胞具有一定的呼吸作用，并且含有还原性物质，如还原糖、维生素C和动物原料组织内的巯基等，因此具有一定的抗氧化能力，可以使食品原料组织内部保持缺氧的状态。所以，在食品原料内部生长的微生物大多数是厌氧或兼性厌氧微生物；而在食品原料表面生长的则是好氧微生物。当食品经过加工处理后，组织结构受到破坏，好氧微生物也能进入组织内部，使食品更易发生腐败变质。此外，在食品中加入某些添加剂也会引起食品中含氧状态的变化，例如在腌制肉类的过程中，加入硝酸盐有利于需氧微生物的生长，若硝酸盐被还原成亚硝酸盐则有利于厌氧微生物的生长。

（3）微生物引起食品变质和其他气体的关系。

当食品贮藏于含有高浓度CO2的环境中，可防止需氧性细菌和霉菌引起食品变质，但乳酸菌对CO2具有较大的耐受力。如环境中含有10%CO2可以抑制果蔬的霉变。在实际生产中，通过控制N2和CO2的浓度来防止食品的腐败变质，如对食品采用充气或气调包装等措施。

3.湿度

空气中的湿度对微生物的生长繁殖和食品的腐败变质具有重要的作用，特别是未经过包装的食品。例如把含水量较少的脱水食品置于湿度较大的环境中，食品就会吸潮导致表面水分迅速增加，造成食品的物性发生变化，并且直接导致食品的aw增加，使微生物生长繁殖速度加快，从而引起食品的腐败变质。

4.食品的存在状态

一般情况下完好无损的食品不会发生腐败变质，如没有破碎和损伤的马铃薯、苹果、梨等，可以放置较长时间。但是，如果食品组织受到损伤或细胞膜破裂，则易受到微生物的污染而发生腐败变质。