污染食品的微生物来源：探究与分析

微生物在自然界中分布十分广泛，几乎是无处不在，无时不有。在不同的环境中存在的微生物种类和数量也不相同，而食品从原料、生产、加工、贮藏、运输、销售等各个环节中，不可避免地要与环境进行不同方式的接触，从而导致了微生物污染食品的可能性。污染食品的微生物来源可分为土壤、空气、水、操作人员、动植物、加工设备、包装材料等方面。

1.土壤环境

（1）土壤环境的特点。

土壤是固体无机物（岩石和矿物质）、有机物、水、空气和生物组成的多孔性复合物，通常是自然界中含微生物最多的场所，可以说是微生物的大本营。土壤通常具有以下几个特点：土壤中含有大量的有机物质和无机物质；土壤团粒结构之间的孔隙可贮存空气或水分，具有一定的持水性，又为有氧或缺氧的环境；土壤的酸碱度一般为中性左右，但变化幅度较大，pH可在3.5～10.5；土壤的温度虽然随气温条件有所变化，但土壤地表土的温度四季变化幅度不大；土壤表面的覆盖物保护微生物免遭紫外线的杀害。因此，土壤为微生物的生长繁殖提供了有利的营养条件和环境条件，许多微生物能在土壤中生存或繁殖。所以，土壤素有“微生物的天然培养基”和“微生物大本营”之称，据统计，土壤中微生物数量高达107～109CFU/g。

但是，土壤的性状并不是一直恒定不变的，随着外界条件的改变，土壤中分布的微生物在种类上和数量上都有可能发生变化。

（2）土壤中微生物的主要类群及特点。

土壤中微生物可分为两大类：自养型微生物和异养型微生物。自养微生物主要包括硝酸细菌、亚硝酸细菌和硫细菌等。异养型微生物占土壤微生物数量的绝大部分，主要包括细菌、放线菌、霉菌和酵母，例如引起食品变质的微生物、食物中毒的病原微生物和传染病的病原微生物等。

土壤中的细菌占有较大比率，一般占土壤微生物数量的70%～90%，主要种类是腐生性球菌、需氧性芽孢杆菌（如枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌等）和厌氧性芽孢杆菌（如肉毒梭菌、腐化梭菌等），此外，土壤中还分布有许多非芽孢菌，例如摩根氏杆菌属、大肠埃希氏菌属、欧氏植物杆菌属和赛氏杆菌属等。土壤中的细菌作为食品的污染源危害性最大。

土壤中的酵母菌、霉菌和大多数放线菌主要生存在土壤的表层，酵母菌和霉菌在偏酸性的土壤中活动较为显著。

土壤中微生物的数量和种类在不同地区、不同性质的土壤中有很大的差异，特别在土壤表层的微生物波动较大。一般浅层土壤中微生物数和种类较多，随着土壤深度的加深，微生物数量逐渐减少。表4-1列举了典型花园土壤不同深度的微生物数。

表4-1　典型花园土壤不同深度的微生物数（CFU/g土壤）

另外，土壤中的微生物除了自身发展外，分布在空气、水和人及动植物体的微生物也会不断进入土壤中。各种病原微生物随着病人和患病动物的排泄物、尸体以及植物病株残体通过废物、污水等污染土壤。多数病原微生物因不适应土壤环境而迅速死亡，但不同种类的病原微生物在土壤中生存时间有很大的差别，一般无芽孢的病原微生物在土壤中生存的时间较短，而有芽孢的病原微生物生存时间较长，例如沙门氏菌只能生存数天至数星期；炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthraci）能生存数年或更长时间；霉菌及放线菌的孢子也能存活较长时间，此外，土壤本身还存在着能够长期生活的土源性病原菌，例如肉毒梭菌等。

2.空气环境

（1）空气环境的特点。

空气中缺乏被微生物直接利用的营养物质和充足的水分，干燥且有紫外线的照射，因此，微生物在空气中不能正常生长繁殖，只能以浮游状态存在于空气中。

（2）空气中微生物的主要类群及特点。

空气中存在的微生物主要来源于土壤、水体和其他微生物源，例如土壤上飞起的尘埃颗粒、水面吹来起的小水滴、污水处理厂曝气产生的气溶胶、人和动物体表的干燥脱落物和呼吸道呼出的气体等都是空气中微生物的来源。

空气中的微生物数量随着与地面高度、人口分布的疏密等条件而异。一般来讲，越接近地面的空气，含微生物的数量就越多。人口众多、交通拥挤、牲畜活动场所的空气比农村、海洋、高山、森林等地带的微生物要多，见表4-2。例如居民生活区的空气，一般每立方米含2000 CFU微生物，而在海洋上空，一般只有1～2 CFU。尘埃越多，微生物也越多。相反，下雨或下雪后，微生物就显著减少。

表4-2　不同地区空气中的微生物数量

空气中的微生物种类没有固定的种属类型，一般与周围环境密切相关。因为进入空气的微生物，一部分和尘埃一起沉降在地面或其他物体表面，还有一部分微生物因空气干燥和缺乏营养不能存活，因此，在空气中生存的微生物主要是抵抗力较强的微生物，例如各种芽孢杆菌、小球菌、霉菌和酵母的各种孢子等。此外，空气中有时也会出现一些病原微生物，例如结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）、金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）等一些呼吸道疾病的病原微生物，这样的微生物有的间接来自地面或直接来自患病者的呼吸道，患者口腔喷出的飞沫小滴中含有1万～2万个细菌。这些致病菌虽然进入空气，但由于空气环境对它们生长不利，所以一般只能存活较短的时间后就会死去。

3.水环境

（1）水的环境特点。

自然界中的湖泊、池塘、溪流、河流、港湾和海洋等各种淡水与咸水水域中都存在微生物。由于各种水域中都含有不同的无机物质和有机物质，并且温度、酸碱度、含盐量、含氧量及光照度等存在差异，淡水的pH在6.8～7.4，海水的pH高达8.0～8.5，因而各种水域中的微生物种类和数量呈明显差异。通常水中微生物的数量主要取决于水中有机物质的含量，有机物质含量越多，其中微生物的数量也就越大。

（2）水中微生物的主要类群及特点。

淡水域中的微生物可分为两类：一类是清水型水生微生物，它们能适应淡水环境（如湖泊、水库等）而长期生存，构成了水中天然微生物的类群。其中以自养型微生物为主，可被看作是水体环境中的土居微生物，如硫细菌、铁细菌、衣细菌及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。也有部分与食品有关的腐生性细菌，如假单胞菌属（Pseudomonas）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、色杆菌属（Chromobacterium）、黄杆菌属（Achromobacter）、气单胞菌属（Aeromonas）、无色杆菌属（Achromobacter）和微球菌属（Micrococcus）的一些种就能在低含量营养物的清水中生长。霉菌中也有一些水生性种类，如水霉属（Saprolegnia）和绵霉属（Achlya）的一些种可以生长于腐烂的有机残体上。此外还有单细胞和丝状的藻类以及一些原生动物常在水中生长，通常情况下它们的数量不多。

另一类是腐败型水生微生物，它们主要来自土壤、空气和生产、生活的污水以及人畜粪便等的微生物，是造成水体污染、传播疾病的重要原因。其中来自土壤中的微生物占水中微生物的大部分，它们主要随雨水的冲洗而流入水中。来自污水、废物和人畜排泄物的微生物，大多数是人畜消化道内的正常菌群，如大肠杆菌、粪链球菌（Streptococcus faecalis）和魏氏梭菌（Clostridium welchii）等，还有一些腐败菌，如某些变形杆菌和一些厌氧的梭菌等。有些情况下，水中也可发现一些病原菌的存在，如沙门氏菌、产气荚膜芽孢杆菌（Clostridium perfringen）、炭疽杆菌（Bacillus anthraci）、破伤风芽孢杆菌（Clostridium tetani）。污水中还会有纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类原生动物。进入水体的动植物致病菌，通常因水体环境条件不能完全满足其生长繁殖的要求，故一般难以长期生存，但也有少数病原菌可以生存达数月之久。

在水中存在的微生物并非全都能生长繁殖，能够生长繁殖的仅限于水中天然微生物的一些类群。水对来自生活于其他环境中的微生物来说，不适于它们进行生命活动。例如一些病原微生物完全不能生长，即使能生长也是暂时且很微弱的，但也有例外，少数病原菌可在淡水中生存达数月之久。

微生物在水中活动的种类和数量与气候、地形条件、营养物质、温度、含氧量、水中含有的浮游生物、噬菌体及其他一些拮抗微生物等因素有关。例如下雨后严重污染的河水中含有的细菌数可高达107CFU/mL，但隔一定时间，微生物数量会明显下降，这是由于水体的自净作用。自净作用主要与阳光的照射、河水的流动和稀释、有机物因细菌消耗减少、浮游生物及噬菌体的吞噬作用等因素有关，因此水的自净度是水质卫生的重要指标。

海水中微生物在海水中存在的水生微生物均具有嗜盐的特性，靠近陆地的海水中因含有大量的有机物质，微生物数量也较多；近海中的微生物具有与陆地微生物相似的特性（嗜盐性除外）。近海中常见的细菌主要包括假单胞菌属（Pseudomonas）、无色杆菌属（Achromobacter）、不动杆菌属（Acinetobacter）、黄杆菌属（Achromobacter）、微球菌属（Micrococcus）、芽孢杆菌属（Bacillus）和噬纤维菌属（Cytophaga）等。例如在捕获的海鱼体表常检出无色杆菌属、黄杆菌属和假单胞菌属的细菌，它们能引起鱼类的腐败变质。海水中的细菌不仅能引起海产动植物腐败，有的还是海产鱼类的病原菌，有些菌种还能引起人类食物中毒，如副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）。

4.人和动植物(www.xing528.com)

由于人和动植物因生活在自然环境中，体表就会受到来自土壤、空气、水中微生物的污染。一般情况下，健康人体的皮肤、头发、口腔、消化道、呼吸道等均带有大量的微生物，见表4-3。动物的许多部位也常存在一些微生物，如体表上存在多种球菌、大肠杆菌和绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）等；口腔中存在葡萄球菌（Staphylococcus）、链球菌（Streptococcus）和乳酸杆菌（Lactobacillus）等，而胃肠道内的微生物较复杂，因动物所处环境不同，所含微生物的种类和数量也有所差异。犬、猫、鼠等的体表、消化道、呼吸道也带有大量的微生物，如未经清洗的动物被毛、皮肤微生物数量可达105～106/cm2，若它们接触食品后也会造成微生物的污染。由病原菌引起疾病的人和动物体内也会存在不同数量的病原菌，其中少数菌是人畜共患病原微生物，如沙门氏菌（Salmonella）、结核杆菌（Tubercle bacilli）、布氏杆菌（Bacterium burgeri）等，这些微生物可以通过直接接触或通过呼吸道和消化道排出体外而散布在空气、水、土壤中污染食品。

蚊、蝇及蟑螂等各种昆虫也都携带有大量的微生物，其中可能有多种病原微生物，试验证明，每只苍蝇带有数百万个细菌，80%的苍蝇肠道中带有痢疾杆菌，由于它们特殊的生活习性，也成为污染食品的微生物的主要来源之一。

有些微生物污染植物性原料，引起果蔬、谷类、粮食等腐烂变质，如酵母菌、乳酸菌和醋酸菌造成瓜果的腐烂。有些植物病原微生物的代谢产物具有毒性，引起食物中毒，如黄曲霉毒素、黄变米毒素等。

表4-3　人体各部位的正常菌群

5.加工机械及设备

在食品加工的整个过程中，各种加工机械设备其自身虽然不含有微生物生长所需的营养物质，但是在食品加工过程中，由于食品的汁液或颗粒黏附在其内表面，而在食品生产结束时，因为各种原因造成这些机械设备清洗不彻底或者灭菌不完全，使原本少量的微生物得以在其上大量生长繁殖，成为微生物的污染源。这些机械设备在后来的使用中会通过与食品接触而造成食品的微生物污染。在生产条件良好和生产工艺合理的情况下，污染较少，食品中所含有的微生物总数不会明显增多；但是如果残留在食品加工机械及设备上中的微生物在加工过程中有繁殖的机会，则食品中的微生物数量就会出现骤然上升的现象。

在食品加工过程中，除了重视防止原料微生物污染（一次污染）外，还须防止微生物二次污染，即防止制造机械、生产工具等微生物污染，保持制造设备的清洁环境是防止食物中毒等事故最有效的方法。

食品机械加工机器的洗净，是控制微生物生长繁殖的极重要的手段。设备经清洗后微生物绝对数量减少，而且洗去了以蛋白质和碳水化合物为主的微生物营养源，杜绝了微生物繁殖。清洗时，使用水和洗涤剂，需达到清洁度高、不影响加工机械及食品质量、操作方便卫生又要安全、废水处理容易、经济的目的。

食品机械加工设备进行杀菌也是保持设备卫生方法的重要措施，除采用物理杀菌法外，食品机器的杀菌几乎都可用化学杀菌。理想的杀菌剂应该是杀菌范围广、杀菌效果快、对机器及食品质量无影响、杀菌的持续效果高、洗脱容易、万一混入安全无毒、对废水处理设施及环境的不利影响小、经济等要求。工厂可根据微生物污染情况合理选用杀菌剂。

6.包装材料

食品包装材料通常是纸、竹、木、金属、搪瓷、陶瓷、塑料、橡胶、天然纤维、化学纤维、玻璃等制品。在食品的生产加工、运输、贮藏过程中所使用的包装材料，在没有经过消毒或者灭菌前，总是会带有不同数量和种类的微生物而成为污染食品的微生物的来源之一。即使是经过消毒灭菌的食品，也会因为各种包装材料的处理不当而被微生物污染。一次性包装材料通常比循环使用的材料所带有的微生物数量要少，塑料包装材料由于带有电荷会吸附灰尘及微生物。

7.原料及辅料

食品原料是污染食品的微生物的重要来源之一。食品的原料分为植物性原料和动物性原料。植物性原料主要有粮食、水果和蔬菜等；动物性原料包括家禽家畜、鱼类、禽蛋、乳类等。无论是动物性原料还是植物性原料在加工前都会不同程度地被微生物污染，再通过运输、贮藏等环节，微生物污染食品的机会进一步增加。如果在加工过程中处理不当，很容易引起食品腐败变质，其中动物性原料还有可能引起食物中毒。

（1）植物性原料。

健康的农作物在生长期与自然界广泛接触，其体表存在有大量的微生物，所以收获后的粮食一般都含有其原来生活环境中的微生物。据测定，每克粮食含有几千以上的细菌。这些细菌多属于假单胞菌属（Pseudomonas）、微球菌属（Micrococcus）、乳杆菌属（Lactobacillus）和芽孢杆菌属（Bacillus）等。此外，粮食中还含有相当数量的霉菌孢子，主要是曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、交链孢霉属（Alternaria）、镰刀霉属（Fusarium）等。植物体表还会附着有植物病原菌及来自人畜粪便的肠道微生物及病原菌。

健康的植物组织内部应该是无菌或仅有极少数菌，如有时外观看上去是正常的水果或蔬菜，其内部组织中也可能有某些微生物的存在。有人从苹果、樱桃等组织内部分离出酵母菌，从番茄组织中分离出酵母菌和假单孢菌属的细菌。这些微生物是果蔬开花期侵入并生存于果实内部的。感染病后的植物组织内部会存在大量病原微生物，这些病原微生物是在植物的生长过程中通过根、茎、叶、花、果实等不同途径侵入组织内部的。

果蔬汁是以新鲜水果为原料，经加工制成的。由于果蔬原料本身带有微生物，而且在加工过程中还会再次感染，所以制成的果蔬汁中必然存在大量微生物。果汁的pH一般在2.4～4.2，糖度较高，可达60～70 Brix，因而在果汁中生存的微生物主要是酵母菌，其次是霉菌和极少数的细菌。

粮食在加工过程中，经过洗涤和清洁处理，可除去籽粒表面上的部分微生物，但某些工序可使其受环境、机具及操作人员携带的微生物再次污染。多数市售面粉的细菌含量为每克几千个菌落形成单位，同时还含有50～100个霉菌孢子。

（2）动物性原料。

屠宰前健康的畜禽具有健全而完整的免疫系统，能有效地防御和阻止微生物的侵入和在肌肉组织内扩散。所以正常机体组织内部（包括肌肉、脂肪、心、肝、肾、血液等）是无菌的，而畜禽体表、被毛、消化道、上呼吸道等器官总是有微生物存在，如未经清洗的动物被毛、皮肤微生物数量可达105～106CFU/cm2。如果被毛和皮肤污染了粪便，微生物的数量会更多。刚排出的家畜粪便微生物数量可多达107CFU/g，瘤胃成分中微生物的数量可达109CFU/g。

患病的畜禽其器官及组织内部可能有微生物存在，如病牛体内可能带有结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis）、口蹄疫病毒（Aphtaeepizooticae）等。这些微生物能够冲破机体的防御系统，扩散至机体的其他部位，此多为致病菌。动物皮肤发生刺伤、咬伤或化脓感染时，淋巴结会有细菌存在。其中一部分细菌会被机体的防御系统吞噬或消除掉，而另一部分细菌可能存留下来导致机体病变。畜禽感染病原菌后有的呈现临床症状，但也有相当一部分为无症状带菌者，这部分畜禽在运输和圈养过程中，由于拥挤、疲劳、饥饿、惊恐等刺激，机体免疫力下降而呈现临床症状，并向外界扩散病原菌，造成畜禽相互感染。

屠宰前畜禽的状态也很重要。屠宰前给予充分休息和良好的饲养，使其处于安静舒适的条件，此种状态下进行屠宰其肌肉中的糖原将转变为乳酸。在屠宰后6～7 h内由于乳酸的增加使胴体的pH降低到5.6～5.7，24 h内pH降低至5.3～5.7。在此pH条件下，污染的细菌不易繁殖。如果宰前家畜处于应激和兴奋状态，则将动用贮备糖原，宰后动物组织的pH接近7，在这样的条件下腐败细菌的侵染会更加迅速。

屠宰后的畜禽即丧失了先天的防御机能，微生物侵入组织后迅速繁殖。屠宰过程卫生管理不当将造成微生物广泛污染的机会。最初污染微生物是在使用非灭菌的刀具放血时，将微生物引入血液中的，随着血液短暂的微弱循环而扩散至胴体的各部位。在屠宰、分割、加工、贮存和肉的配销过程中的每一个环节，微生物的污染都可能发生。

健康禽类所产生的鲜蛋内部本应是无菌的，但是鲜蛋中经常可发现微生物存在，即使是刚产出的鲜蛋也是如此。微生物污染的来源：病原菌通过血液循环进入卵巢，在蛋黄形成时进入蛋中。常见的感染菌有雏沙门氏菌（Salmonella pullora）、鸡沙门氏菌（Salmonella gallinarum）等。禽类的排泄腔内含有一定数量的微生物，当蛋从排泄腔排出体外时，由于蛋内遇冷收缩，附在蛋壳上的微生物可穿过蛋壳进入蛋内。鲜蛋蛋壳的屏障作用有限，蛋壳上有许多大小为4～6μm的气孔，外界的各种微生物都有可能进入，特别是贮存期长或经过洗涤的蛋，在高温、潮湿的条件下，环境中的微生物更容易借水的渗透作用侵入蛋内。

刚生产出来的鲜乳总是会含有一定数量的微生物，这是由于即使是临床上健康乳畜的乳房内，也可能生存有一些细菌，特别是乳头管及其分枝，常生存着特定的乳房菌群。主要有微球菌属（Micrococcus）、链球菌属（Streptococcus）、乳杆菌属（Lactobacillus）。当乳畜患乳房炎时，乳房内还会含有引起乳房炎的病原菌，如无乳链球菌（Streptococcus agalactia）、化脓棒状杆菌（Corynebacterium pyogenes）、乳房链球菌（Streptococcus uberis）和金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）等。患有结核或布氏杆菌病时，乳中可能有相应的病原菌存在。

鱼类生活在水域中，由于水域中含有多种微生物，所以鱼的体表、鳃、消化道内都有一定数量的微生物。活鱼体表附着的细菌为102～107CFU/cm2，鱼的肠液中含细菌数为105～108CFU/mL。因此，刚捕捞的鱼体所带有的细菌主要是水生环境中的细菌。主要有假单胞菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）、无色杆菌属（Achromobacter）等，淡水中的鱼还有产碱杆菌属（Alcaligenes）、气单胞菌属（Aeromonas）和短杆菌属（Brevibacterium）等。

近海和内陆水域中的鱼可能受到人或动物的排泄物污染而带有病原菌，如副溶血性弧菌。它们在鱼体上存在的数量不多，不会直接危害人类健康，但如贮藏不当，病原菌大量繁殖后可引起食物中毒。在鱼上发现的病原菌还可能有沙门氏菌（Salmonella）、志贺氏菌（Shigella）和霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、红斑丹毒丝菌（Erysipelothrix rhusiopathiae）、产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens），它们也是由环境污染的。捕捞后的鱼类在运输、贮存、加工、销售等环节中，还可能进一步被陆地上的各种微生物污染。这些微生物主要有微球菌属（Micrococcus）和芽孢杆菌属（Bacillus），其次还有变形杆菌属（Proteus）、大肠埃希氏菌属（Escherichia）、赛氏杆菌属（Serratia）、八叠球菌属（Sarcina）及梭菌属（Clostridium）。

（3）辅料。

食品加工中所用的辅料主要有各种佐料、淀粉、面粉、糖等，虽然这些辅料用量很少，但也会带有大量的微生物，例如佐料中微生物数量高达108个/g。辅料中的微生物一般生存在辅料的表面或内部，或者是辅料在收获、运输、贮藏、加工过程中受到的二次污染。