放线菌的形态

放线菌的形态 1 放线菌 一、放线菌的形态、大小和结构 放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微 镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做 菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞的结构 与细菌基本相同。 放线菌的菌丝(见右图) 根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群，其形态如下图所示。 下图:链霉菌的一般形态和构造(模式图) 二、放线菌的繁殖 放线菌没有有性繁殖，主要通过形成无性孢子方式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子散落在适宜环境里发芽形成新的菌丝体;另一种方式是菌丝体的无限伸长和分枝，在液体振荡培养(或工业发酵)中，放线菌每一个脱落的菌丝片段，在适宜条件下都能长成新的菌丝体，也是一种无性繁殖方式。 三、放线菌的菌落 放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时， 2 就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基 内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的 色泽。 放线菌的菌落特征 A:诺尔斯氏链霉菌;B:皮疽诺卡氏菌;C:酒红指孢囊菌; D:游动放线菌;E:小单胞菌; F:皱 双孢马杜拉放线菌 产抗菌素的放线菌的菌落特征 A:卡特利链霉菌;B:弗氏链霉菌;C:吸水链霉菌金泪亚种;D:卡那霉素链霉菌;E:除虫链霉菌;F:生磺酸链霉菌 霉菌 3 真菌在微生物世界中可以称得上是个"巨人家族"，真菌的个头较大，其中的许多成员对我们来说都是很熟悉的。例如，在潮湿的天气里，常常发现粮食、衣服、皮鞋上长了霉，我们做酱、酱油、豆腐乳用的曲霉和毛霉等霉菌;发面、酿酒用的酵母菌等都是真菌，就连人们爱吃的蘑菇、木耳等蕈子，也都是真菌大家族的成员。真菌是微生物中的一大类群，属于真核微生物，与人类关系非常密切。真菌是抗生素(如青霉素、头孢霉素)、有机酸等多种发酵工业的基础，在自然界中则扮演着各种复杂有机物分解者的角色。然而有些真菌是病原菌，引起人类和动植物病害，有些真菌产生毒素，使人、畜中毒，严重者引起癌症。如黄曲霉产生的黄曲霉毒素毒害肝脏，易引发肝癌。 霉菌是丝状真菌的俗称，意即"发霉的真菌"，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。 一、 霉菌的形态、大小和结构 霉菌的菌丝 构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。 菌丝是一种管状的细丝，把它放在显微镜下观察，很像一根透明胶管，它的直径一般为3~10微米，比细菌和放线菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，许多分枝的菌丝相互交织在一起，就叫菌丝体。 根据菌丝中是否存在隔膜，可把霉菌菌丝分成两种类型: 无隔膜菌丝:菌丝中无隔膜，整团菌丝体就是一个单细胞，其中含有多个细胞核。这是低等真菌(即鞭毛菌亚门和接合菌亚门中的霉菌)所具有的菌丝类型。 有隔膜菌丝:菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝体由很多个细胞组成，每个细胞内有1个或多个细胞核。在隔膜上有1至多个小孔，使细胞之间的细胞质和营养物质可以相互沟通。这是高等真菌(即子囊菌亚门和半知菌亚门中的霉菌)所具有的菌丝类型。 霉菌的菌丝 上:无隔膜菌丝; 下:有隔膜菌丝 4 霉菌菌丝的变态 为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育的需要，许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的形态和组织，这种特化的形态称为菌丝变态。 吸器:由专性寄生霉菌如锈菌、霜霉菌和白粉菌等产生的菌丝变态，它们是从菌丝上产生出来的旁枝，侵入细胞内分化成根状、指状、球状和佛手状等，用以吸收寄主细胞内的养料。 假根:根霉属霉菌的菌丝 与营养基质接触处分化出的根状结构，有固着和 吸收养料的功能。 菌网和菌环:某些捕食性霉菌的菌丝变态成 环状或网状，用于捕捉其它小生物如线虫、草履 虫等。 霉菌的菌环和菌网 a.菌环;b.简单菌网;c.复杂菌网 菌核:大量菌丝集聚成的紧密组织，是一种休眠体，可抵抗不良的环境条件。其外层组织坚硬，颜色较深;内层疏松，大多呈白色。如药用的茯苓、麦角都是菌核。 麦角菌的菌核 5 子实体:是由大量气生菌丝体特化而成，子实体是指在里面或上面可产生孢子的、有一定形状的任何构造。例如有三类能产有性孢子的结构复杂的子实体，分别称为闭囊壳、子囊壳和子囊盘。 二、霉菌的繁殖 霉菌有着极强的繁殖能力，而且繁殖方式也是多种多样的。虽然霉菌菌丝体上任一片段在适宜条件下都能发展成新个体，但在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子，不过数量特别多，特别小。 霉菌的无性孢子直接由生殖菌丝的分化而形成，常见的有节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。 节孢子:菌丝生长到一定阶段时出现横隔膜，然后从隔膜处断裂而形成的细胞称为节孢子。如白地霉产生的节孢子。 厚垣孢子:某些霉菌种类在菌丝中间或顶端发生局部的细胞质浓缩和细胞壁加厚，最后形成一些厚壁的休眠孢子，称为厚垣孢子。如毛霉属中的总状毛霉。 霉菌的节孢子 霉菌的厚垣孢子 孢囊孢子:在孢子囊内形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌丝顶端细胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜与菌丝隔开，膨大细胞的原生质分化成许多小块，每小块可发育成一个孢子。孢囊孢子有两种类型，一种为生鞭毛，能游动的叫游动孢子，如鞭毛菌亚门中的绵霉属;另一种是不生鞭毛，不能游动的叫静孢子，如接合菌亚门中的根霉属。 6 霉菌的静孢子 左:毛霉的孢子囊;中:孢子霉菌的游动孢子 囊壁破裂，露出静孢子;右:囊轴 分生孢子:是在生殖菌丝顶端或已分化的分生孢子梗上形成的孢子，分生孢子有单生、成链或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亚门的霉菌产生的一类无性孢子。 霉菌分生孢子的着生和形态(青霉、曲霉、镰刀霉) 曲霉的分生孢子镰刀霉的镰刀形大青霉的帚状分生孢子梗和顶囊上的分曲霉的分生孢子头彩图 分生孢子 梗和分生孢子 生孢子 霉菌的有性繁殖和有性孢子: 经过两性细胞结合而形成的孢子称为有性孢子。霉菌的有性繁殖过程一般分为三个阶段，即质配、核配和减数分裂。 质配是两个配偶细胞的原生质融合在同一细胞中，而两个细胞核并不结合，每个核的染色体数都是单倍的。 核配即两个核结合成一个双倍体的核。 减数分裂则使细胞核中的染色体数目又恢复到原来的单倍体。 有性孢子的产生不及无性孢子那么频繁和丰富，它们常常只在一些特殊的条件下产生。常见的有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子，分别由鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门和担子菌亚门的霉菌所产生。 7 卵孢子:菌丝分化成形状不同的雄器和藏卵器，雄器与藏卵器结合后所形成的有性孢子叫卵孢子。 霉菌的卵孢子 1.雄器;2. 藏卵器;3. 卵孢子 接合孢子:由菌丝分化成两个形状相同、但性别不同的配子囊结合而形成的有性孢子叫接合孢子。 子囊孢子:菌丝分化成产囊器和雄器，两者结合形成子囊，在子囊内形成的有性孢子即为子囊孢子。 担孢子:菌丝经过特殊的分化和有性结合形成担子，在担子上形成的有性孢子即为担孢子。 霉菌的接合孢子 左:毛霉的(+)和(-)型菌丝在交界处结 合产生黑色的带状，肉眼可见; 右:取小黑点用显微镜观察所看到的接合 孢子 霉菌的子囊孢子 a(子囊果;b(子囊;c(伪侧丝;d(子 囊孢子 担孢子的形成过程示意图 a~d(双核细胞;e(核融合;f~g(核 分裂;h(担孢子形成;i(担孢子成熟并释 放 8 霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。 三、霉菌的菌落 由于霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有局限性，其菌落可扩展到整个培养皿，有的种则有一定的局限性，直径1~2厘米或更小。菌落质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状;菌落与培养基的连接紧密，不易挑取;菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。 各种曲霉的菌落 各种病原真菌的菌落 青霉的菌落 青霉的菌落 9 酵母菌 提起酵母菌这个名称，也许有人不太熟悉，但实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌的好处。因为我们每天吃的面包和馒头就是有酵母菌的参与制成的;我 们喝的啤酒，也离不开酵母菌的贡献，酵母菌是人类 实践中应用比较早的一类微生物，我国古代劳动人民 就利用酵母菌酿酒;酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白 质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品 中，或用作饲养动物的高级饲料。 酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性 且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花 蜜的表面和在果园土壤中最为常见。 一、酵母菌的形态、大小和结构 酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1~5微米′5~30微米。酵母菌无鞭毛，不能游动。 酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等，有的还具有微体。 酵母菌的细胞形态 酵母菌的细胞形态 酵母菌细胞结构的显微照片 二、酵母菌的菌落 大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。 10 啤酒酵母的菌落 红酵母的菌落 各种酵母菌的菌落 三、 酵母菌的繁殖 酵母菌有多种繁殖方式，有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作"假酵母"，而把具有有性繁殖的酵母菌称作"真酵母"。 酵母菌的无性繁殖 芽殖:酵母菌最常见的无性繁殖方式是芽殖。芽殖发生在细胞壁的 预定点上，此点被称为芽痕，每个酵母细胞有一至多个芽痕。成熟的酵 母细胞长出芽体，母细胞的细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞的细 胞质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体， 如此继续出芽。如果酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细胞脱落前，即 可在芽体上又长出新的芽体，最后形成假菌丝状。 裂殖:是少数酵母菌进行的无性繁殖方式，类似于细菌的裂殖。其过程是细胞延长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜， 将细胞横分为两个具有单核的子细胞。 酵母菌的芽殖过程 1(泡;2(小管;3(核;酵母菌假菌丝的形成 图中1、2、3、4 ??????? 是出4(液泡 芽的顺序 11 酵母菌的有性繁殖 酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行无性繁殖的。两个临近的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、融合，并形成一个通道，两个细胞核在此通道内结合，形成双倍体细胞核，然后进行减数分裂，形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围的原生质形成孢子，即 为子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。 左图为酵母菌子囊孢子的形成过程 1、2、3、4:两个细胞结 合;5:接合子;6、7、8、9:核分裂;10、11:核形成孢子 病毒 形态结构 病毒的形态基本可归纳为三种:杆状、球状和 这两种形态结合的复合型。没有细胞构造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质，在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒粒子通常形成螺旋对称、二十面体对称和复合对称。 病毒粒子是无法用光学显微镜观察的亚显微颗粒，但当他们大量聚集在一起并使宿主细胞发生病变时，就可以用光学显微镜加以观察。例如动、植物细胞中的病毒包涵体;有的还可用肉眼看到，如噬菌体的噬菌斑等。 繁殖方式 病毒只有在宿主细胞里才能进行繁殖，而且是通过复制的方式进行的。概括起来可分为吸附、侵入、脱壳生物合成、装配与释放五个步骤。 四、微生物的生长和繁殖 微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如果同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于是表现为生长。简单地说，生长就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。 单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。当细胞增长到一定程度时，就以二分裂方式，形成两个基本相似的子细胞，子细胞又重复以上过程。在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为繁殖。在一般情况下，当环境条件适 12 合，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育。(附图是大肠杆菌 E.coli.的分裂繁殖) 微生物处于一定的物理、化学条件下，生长发育正常，繁殖速率也高;如果某一或某些环境条件发生改变，并超出了生物可以适应的范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。 <细菌纯培养的群体生长规律 大多数细菌的繁殖速度都很快，大肠杆菌在适宜条件下，每20分钟左右便可分裂一次，如果始终保持这样的繁殖速度，一个细菌在48小时内，其子代群体将达到无法想象的数量。•然而，实际情况并非如此。 将少量单细胞纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培 养基中，在适宜的条件下培养，定时取样测定其细菌含量， 可以看到以下现象:开始有一短暂时间，细菌数量并不增 加，随之细菌数目增加很快，既而细菌数又趋稳定，最后 逐渐下降。如果以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数 或生长速度为纵坐标作图，可以得到一条曲线，称为繁殖 曲线，通常又称为生长曲线。生长曲线代表了细菌在新的适宜的环境中生长繁殖直至衰老死亡全过程的动态变化。根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。 (1)延迟期:少量细菌接种到新鲜培养基后，一般不立即进行繁殖，生长速度近于零。因此在开始一段时间，细菌数几乎保持不变，甚至稍有减少。这段时间被称为延迟期，又称为迟缓期、调整期或滞留适应期。处于延迟期细菌细胞的特点是分裂迟缓、代谢活跃。延迟期的长短与菌种、种龄、接种量和培养基成分有关。 (2)对数期:对数期又称指数期。这一阶段突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌数目的增加与原生质总量的增加，与菌液混浊度的增加均呈正相关性。 (3)稳定期:又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度又逐渐趋向零。 稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。如果为了获得大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数最高;这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。 13 (4)衰亡期:稳定期后如再继续培养，细菌死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过新生数，群体中活菌数目急剧下降，出现了“负生长”，此阶段叫衰亡期。 图2:细菌生长的典型曲线 (?.延迟期， ?.对数期， ?.稳定期， ?.衰亡期) 五、微生物的代谢 微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。 代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，两者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。 (一)微生物的酶: 14 生物体内的化学反应几乎都要依靠酶的催化才能进行。酶是由生物细胞合成的，以蛋白质为主要成分的生物化学反应催化剂。从化学组成来看，可分为简单蛋白和结合蛋白两种酶。根据酶在细胞中的活动部位，也可将酶分为胞外酶和胞内酶两种。 酶作为生化反应的催化剂和其他的催化剂一样，能显著改变反应的速度，但不能改变反应的平衡点。酶有以下几个特点:催化反应的效率高、具有高度的专一性、容易失活、活性受调节控制等。 (二)微生物的能量代谢: 所有生物进行生命活动都需要能量，因此，能量代谢成了新陈代谢中的核心问题。 自然界中的能量以多种形式存在，但生物只能利用光能或化学能，而光能也必须在一定的生物体(光合生物)内转化成化学能后，才能被生物利用。 一个化学反应只有在一定条件下，当有能量放出时才能自由地进行，即自由能的变化为负值时，反应才能进行，这种反应称为放能反应;如果产物的自由能大于反应物的自由能时，必须供给能量才能进行反应，称为吸能反应。 在生物体内，吸能反应所需要的能量是由放能反应来供给的，两者是偶联进行的。其中的能量载体主要是ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸(简称腺三磷)的缩写， ATP的生成和利用是微生物能量代谢的核心。在生物体内，ATP主要由ADP的磷酸化生成。生成ATP的过程需要供应能量，能量来自光能或化能。 以光能生成ATP的过程称为光合磷酸化作用，这种转变需要光和色素作媒介。 利用化合物氧化过程中释放的能量进行磷酸化生成ATP的过程称为氧化磷酸化作用，它为一切生物所共有，微生物的氧化作用可根据最终电子受体的性质不同而分为:呼吸作用、无氧呼吸作用和发酵作用。 ATP主要用于供应合成细胞物质(包括贮藏物质)所需的能量。此外，细胞对营养物质的吸收，鞭毛菌的运动，发光细菌的发光等所消耗的能量也要由ATP供给。组成细胞的物质主要是蛋白质、核酸、类脂和多糖，合成这些物质都需要ATP。 (三)微生物的物质代谢: 微生物代谢的基本过程，可分为两大类，即分解代谢和合成代谢 。 1(微生物的分解代谢: 15 微生物在生命活动中，能将复杂的大分子物质分解为小分子的可溶性物质，并有能量转变过程，这种物质转变称为分解代谢。大多数微生物都能分解糖和蛋白质，少数微生物能分解脂类。 糖的分解: 糖类是异养微生物的主要碳素来源和能量来源，包括各种多糖、双糖和单糖。多糖必须在细胞外由相应的胞外酶水解，才能被吸收利用;双糖和单糖被微生物吸收后，立即进入分解途径，被降解成简单的含碳化合物，同时释放能量，供应细胞合成所需的碳源和能源。 蛋白质及氨基酸的分解: 细菌分解蛋白质的酶有两类，一类为蛋白酶，另一类为肽酶，前者为胞外酶，能将蛋白质分解为多肽和二肽。肽类可进入微生物细胞中，肽酶为胞内酶，将进入细胞内的肽水解为游离的氨基酸，供菌体利用。 微生物对氨基酸的分解方式很多，主要为脱氨作用和脱羧作用。不同细菌水解不同氨基酸除生成氨基酸外，还有其他物质产生。如大肠杆菌、枯草杆菌水解含硫氨基酸有HS产生;大肠杆菌、变形杆菌水解色氨酸，可形成吲哚。有些细2 菌则不能，因此这些特性可用于细菌的鉴定。 脂肪的分解: 脂肪是脂肪酸和甘油的结合物。某些微生物能产生脂肪酶，将脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸可被微生物摄入细胞内，进行代谢。 2(微生物的合成代谢 微生物的细胞物质主要是由蛋白质、核酸、碳水化合物和类脂等组成。合成这些大分子有机化合物需要大量能量和原料。能量来自营养物质的分解，至于原料，可以是微生物从外界吸收的小分子化合物，但更多的是从营养物质分解中获得。从这里可以看到分解作用与合成作用之间相互依赖的紧密关系，由于它们相互依赖、偶联进行，微生物才能具有旺盛的生命活动和正常的生长繁殖。因而在自然界中得以生存和发展。微生物种类很多，合成途径也比较复杂和多种多样。 (四)微生物代谢的调节 微生物在正常的生命活动中，不断地从外界吸收营养物质，然后进行一系列的分解与合成反应，以获得建造自身的物质和能量。这些生化反应通常是十分复杂而又非常迅速。在正常情况下，这些反应非常协调地进行，并且具有适应外界环境变化的本领，这一切是依靠微生物的调节系统来实现的。 由于代谢过程中几乎所有的生化反应都是通过酶的催化实现的，因此代谢调节实际是控制酶的数量和活性的变化。 16 酶数量的控制主要是通过对酶合成途径的调控系统来实现。有诱导和阻遏两种调控方式，前者诱发酶的合成，后者阻止酶的合成。 酶活性的调节是通过改变酶结构本身的构象来实现的。调节方式有激活和抑制两种。 激活作用常见于分解代谢途径中前体对参与后面反应的酶进行激活，促使它们反应速度加快。抑制作用常见于合成代谢的末端产物对合成反应的关键酶进行反馈抑制，以减慢或中止生物合成。 目前利用代谢调节理论已经用来指导实际工作和进行微生物发酵的生产控制。主要措施有:控制发酵条件和改变微生物菌种的遗传特性等。 六、影响微生物生长与死亡的因素 生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。环境条件的改变，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变;或者抵抗、适应环境条件的某些改变;当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。 为了抑制和消除微生物的有害作用，人们常采用多种物理、化学或生物学方法，来抑制或杀死微生物。常用以下术语来表示对微生物的杀灭程度。 灭菌:用物理或化学方法杀灭物体上所有的微生物(包括病原微生物和非病原微生物及细菌芽胞、霉菌孢子等)，称为灭菌。 消毒:用物理或化学方法仅能杀灭物体上的病原微生物，而对非病原微生物及芽胞和孢子不一定完全杀死，称为消毒。用来消毒的药物称为消毒剂。 防腐:防止或抑制微生物生长和繁殖的方法称为防腐或抑菌。用于防腐的化学药品称为防腐剂。某些化学药物在低浓度时为防腐剂，在高浓度时则成为消毒剂。 无菌:指没有活的微生物存在。采取防止或杜绝一切微生物进入动物机体或物体的方法，称为无菌法。以无菌法操作时称为无菌操作。在进行外科手术或微生物学实验时，要求严格的无菌操作，防止微生物的污染。 不同的微生物对各种理化因子的敏感性不同，同一因素不同剂量对微生物的效应也不同，或者起灭菌作用，或者可能只起消毒或防腐作用。在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时，还应考虑多种因素的综合效应。例如在增高温度的同时加入另一种化学药剂，则可加速对微生物的破坏作用。大肠杆菌在有酚存在的情况下，温度从30?增至42?时明显加快死亡;微生物的生理状态也影响理化因子的作用。营养细胞一般较孢子抗逆性差，幼龄的、代谢活跃的细胞较之老龄的、休眠的细胞易被破坏;微生物生长的培养基以及它们所处的环境对微生物遭受破坏的效应也有明显的影响。如在酸或碱中，热对微生物 17 的破坏作用加大，培养基的粘度也影响抗菌因子的穿透能力;有机质的存在也干扰抗微生物化学因子的效应，或者由于有机物与化学药剂结合而使之失效，或者有机质覆盖于细胞表面，阻碍了化学药剂的渗入。 常见的影响微生物生长与死亡的物理、化学因素主要有: 1.温度: 温度是影响有机体生长与存活的最重要的因素之一。它对生活机体的影响表现在两方面:一方面随着温度的上升，细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快。在一般情况下，温度每升高10?，生化反应速率增加一倍;另一方面，机体的重要组成如蛋白质、核酸等对温度都较敏感，随着温度的增高而可能遭受不可逆的破坏。因此，只有在一定范围内，机体的代谢活动与生长繁殖才随着温度的上升而增加，当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。 就总体而言，微生物生长的温度范围较广，已知的微生物在零下12-100?均可生长。而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。各种微生物都有其生长繁殖的最低温度、最适温度、最高温度和致死温度。 最低生长温度:是指微生物进行繁殖的最低温度界限，如果低于此温度，则生长完全停止。 最适生长温度:能够使微生物迅速生长繁殖的温度叫做最适生长温度，在此温度下，微生物群体生长繁殖速度最快，代时最短。不同微生物的最适生长温度是不一样的。 最高生长温度:是指微生物生长繁殖的最高温度界限。 致死温度:最高生长温度若进一步升高，便可杀死微生物，这种致死微生物的最低温度界限即为致死温度，致死温度与处理时间有关。 微生物按其生长温度范围可分为低温微生物、中温微生物和高温微生物三类。如表所示: 微生物的生长温度类型 微生物类型 生长温度范围(?) 分布的主要场所 最低 最适 最高 低温专性嗜-12 5-15 15-20 两极地区 型 冷 18 兼性嗜-5-0 10-20 25-30 海水、冷藏食品 冷 中温室温 10-20 20-35 40-45 腐生菌 型 体温 35-40 寄生菌 高温型 25-45 50-60 70-95 温泉、堆肥堆、土壤表 层等 2.氢离子浓度(pH): 环境中的酸碱度通常以氢离子浓度的负对数即pH值来表示。环境中的pH值对微生物的生命活动影响很大，主要作用在于:引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收;影响代谢过程中酶的活性;改变生长环境中营养物质的可给性以及有害物质的毒性。 每种微生物都有其最适pH值和一定的pH范围。在最适范围内酶活性最高，如果其他条件适合，微生物的生长速率也最高。大多数细菌、藻类和原生动物的最适pH为6.5-7.5，在pH 4-10之间也可以生长;放线菌一般在微碱性即pH7.5-8最适合;酵母菌、霉菌则适合于pH5-6的酸性环境，但生存范围在pH1.5-10之间。有些细菌甚至可在强酸性或强碱性环境中生活。 微生物在基质中生长，代谢作用改变了基质中氢离子浓度。随着环境pH值的不断变化，微生物生长受阻，当超过最低或最高pH值时，将引起微生物的死亡。为了维持微生物生长过程中pH值的稳定，配制培养基时要注意调节pH值，而且往往还要加入缓冲物以保证pH在微生物生长繁殖过程中的相对稳定。 强酸和强碱具有杀菌力。无机酸杀菌力虽强，但腐蚀性大。某些有机酸如苯甲酸可用做防腐剂。强碱可用作杀菌剂，但由于它们的毒性大，其用途局限于对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。强碱对革兰氏阴性细菌与病毒比对革兰氏阳性细菌作用强。 3.氧化还原电位: 氧化还原电位(Φ)对微生物生长有明显影响。环境中Φ值与氧分压有关，也受pH的影响。pH值低时，氧化还原电位高;pH值高时，氧化还原电位低。 各种微生物生长所要求的Φ值不一样。一般好氧性微生物在Φ值，0.1伏以上均可生长，以Φ值为，0.3伏,，0.4伏时为适。•厌氧性微生物只能在Φ值低于，0.1伏以下生长。兼性厌氧微生物在，0.1伏以上时进行好氧呼吸，在，0.1伏以下时进行发酵。 19 4.辐射: 辐射是指通过空气或外层空间以波动方式从一个地方传播或传递到另一个地方的能源。它们或是离子或是是电磁波。电磁辐射包括可见光、红外线、紫外线、X射线和Υ射线等。 (1)紫外辐射 紫外线是非电离辐射，•以波长265-266•纳米的杀菌力最强。紫外辐射对微生物有明显的致死作用，是强杀菌剂，紫外杀菌灯管在医疗卫生和无菌操作中广泛应用。由于紫外线穿透能力差，不易透过不透明的物质，故紫外杀菌灯只适用于空气及物体表面消毒。 (2)电离辐射 X射线与α射线、β射线和Υ射线均为电离辐射。在足够剂量时，对各种细菌均有致死作用。常用于一次性塑料制品的消毒，也用于食品的消毒。 5.干燥: 水分是微生物的正常生命活动必不可少的。干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以至死亡。微生物的种类，环境条件，干燥的程度等均影响干燥对微生物的效果。休眠孢子抗干燥能力也很强，在干燥条件下可长期不死，这一特性已用于菌种保藏，如用砂土管来保藏有孢子的菌种。在日常生活中也常用烘干、晒干和熏干等方法来保存食物。 6.渗透压: 水或其他溶剂经过半透性膜而进行扩散的现象就是渗透。在渗透时溶剂通过半透性膜时的压力即谓渗透压。其大小与溶液浓度成正比。 适宜于微生物生长的渗透压范围较广，而且它们往往对渗透压有一定的适应能力。突然改变渗透压会使微生物失去活性，逐渐改变渗透压，微生物常能适应这种改变。对一般微生物来说，它们的细胞若置于高渗溶液中，水将通过细胞膜从低浓度的细胞内进入细胞周围的溶液中，造成细胞脱水而引起质壁分离，使细胞不能生长甚至死亡。相反，若将微生物置于低渗溶液或水中，外环境中的水将从溶液进入细胞内引起细胞膨胀，甚至使细胞破裂。 由于一般微生物不能耐受高渗透压，所以日常生活中常用高浓度的盐或糖保存食物，如腌渍蔬菜、•肉类及蜜饯等。• 7.超声波: 超声波具有强烈的生物学作用。超声波的作用是使细胞破裂，所以几乎所有的微生物都能受其破坏，其效果与频率、处理时间、微生物种类、细胞大小、形状及数量等均有关系。 8.重金属及其化合物: 20 一些重金属离子是微生物细胞的组成成分，当培养基中这些重金属离子浓度低时，对微生物生长有促进作用，反之会产生毒害作用;也有些重金属离子的存在，不管浓度大小，对微生物的生长均会产生有害或致死作用。因此，大多数重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂。其作用最强的是Hg、Ag和Cu。如:二氯化汞又名升汞，是杀菌力极强的消毒剂。0.1-1%浓度的硝酸银常用于皮肤的消毒。 9.有机化合物: 对微生物具有有害效应的有机化合物种类很多，其中酚、醇、醛等能使蛋白质变性，是常用的杀菌剂。 酚:酚又名石炭酸。它们对细菌的有害作用可能主要是使蛋白质变性，同时又有表面活性的作用，破坏细胞膜的透性，使细胞内含物外溢。当浓度高时是致死因子，反之则起抑菌作用。 甲酚是酚的衍生物。杀菌力比酚强几倍。甲酚在水中的溶解度较低，但在皂液与碱性溶液中易形成乳液。市售的消毒剂煤酚皂液(来苏尔)就是甲酚与肥皂的混合液，常用3-5%的溶液来消毒皮肤、桌面及用具等。 醇:它是脱水剂、蛋白质变性剂，也是脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，损害细胞膜而具杀菌能力。乙醇是普遍使用的消毒剂，常用于实验室内的玻棒、玻片及其他用具的消毒。50-70•,的乙醇便可杀死营养细胞;70%的乙醇杀菌效果最好，超过70%以至无水酒精效果较差。 甲醛:甲醛也是一种常用的杀细菌与杀真菌剂，效果良好。纯甲醛为气体状，可溶于水，市售的福尔马林溶液就是37-40,的甲醛水溶液。 10.卤族元素及其化合物: 碘:是强杀菌剂。3-7%碘溶于70-83%的乙醇中配制成碘酊，是皮肤及小伤口有效的消毒剂。碘一般都作外用药。 氯气或氯化物:这是一类最广泛应用的消毒剂。 氯气一般用于饮水的消毒，次氯酸盐等常用作食品加工过程中的消毒。氯气和氯化物的杀菌机制，是氯与水结合产生了次氯酸(HClO)，次氯酸易分解产生新生态氧，这是一种强氧化剂，对微生物起破坏用。 11.表面活性剂: 具有降低表面张力效应的物质称为表面活性剂。这类物质加入培养基中，可影响微生物细胞的生长与分裂。如肥皂、漂白粉、洗衣粉等。 12.染料: 21 染料，特别是碱性染料，在低浓度下可抑制细菌生长。由于这些染料具有选择性抑菌的特点，故常在培养基中加入低浓度的染料配制成选择培养基。例如:碱性三苯甲烷染料，包括孔雀绿、亮绿、结晶紫等，对革兰氏阳性菌有很强的抑制作用。 13(化学疗剂: 能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病的化学药物即为化学疗剂。它能选择性地作用于病原微生物新陈代谢的某个环节，使其生长受到抑制或致死。但对人体细胞毒性较小，故常用于口服或注射。化学疗剂种类很多，按其作用与性质又分为抗代谢物和抗生素等。 微生物检验技术 一、显微技术 显微技术是微生物检验技术中最常用的技术之一。显微镜的种类很多，在实验室中常用的有:普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜和电子显微镜等。而在食品微生物检验中最常用的还是普通光学显微镜。 <一>、普通光学显微镜的结构和基本原理: 1.结构: 光学显微镜是由光学放大系统和机械装置两部分组成。光学系统一般包括目镜、物镜、聚光器、光源等;机械系统一般包括镜筒、物镜转换器、镜台、镜臂和底座等。(图,,,) 标本的放大主要由物镜完成，物镜放大倍数越大，它的焦距越短。焦距越小，物镜的透镜和玻片间距离(工作距离)也小。油镜的工作距离很短，使用时需格外注意。目镜只起放大作用，不能提高分辨率， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 目镜的放大倍数是十倍。聚光镜能使光线照射标本后进入物镜，形成一个大角度的锥形光柱，因而对提高物镜分辨率是很重要的。聚光镜可以上下移动，以调节光的明暗，可变光阑可以调节入射光束的大小。 显微镜用光源，自然光和灯光都可以，以灯光较好，因光色和强度都容易控制。一般的显微镜可用普通的灯光，质量高的显微镜要用显微镜灯，才能充分发挥其性能。有些需要很强照明，如暗视野照明、摄影等，常常使用卤素灯作为光源。 22 图,,, 光学显微镜结构图 2.原理: 显微镜的放大效能(分辨率)是由所用光波长短和物镜数值口径决定，缩短使用的光波波长或增加数值口径可以提高分辨率，可见光的光波幅度比较窄，紫外光波长短可以提高分辨率，但不能用肉眼直接观察。所以利用减小光波长来提高光学显微镜分辨率是有限的，提高数值口径是提高分辨率的理想措施。要增加数值口径，可以提高介质折射率，当空气为介质时折射率为1，而香柏油的折射率为1.51，和载片玻璃的折射率(1.52)相近，这样光线可以不发生折射而直接通过载片、香柏油进入物镜，从而提高分辨率。显微镜总的放大倍数是目镜和物镜放大倍数的乘积，而物镜的放大倍数越高，分辨率越高。 <二>、普通显微镜的使用方法 1、低倍镜观察 23 先将低倍物镜的位置固定好，然后放置标本片，转动反光镜，调好光线，将物镜提高，向下调至看到标本，再用细调对准焦距进行观察。除少数显微镜外，聚光镜的位置都要放在最高点。如果视野中出现外界物体的图像，可以将聚光镜稍微下降，图像就可以消失。聚光镜下的虹彩光圈应调到适当的大小，以控制射入光线的量，增加明暗差。 2、高倍镜观察 显微镜的设计一般是共焦点的。低倍镜对准焦点后，转换到高倍镜基本上也对准焦点，只要稍微转动微调即可。有些简易的显微镜不是共焦点，或者是由于物镜的更换而达不到共焦点，就要采取将高倍物镜下移，再向上调准焦点的方法。虹彩光圈要放大，使之能形成足够的光锥角度。稍微上下移动聚光镜，观察图像是否清晰。 3、油浸镜观察 油浸镜的工作距离很小，所以要防止载皮片和物镜上的透镜损坏。使用时，一般是经低倍、高倍到油浸镜。当高倍物镜对准标本后，再加油浸镜观察。载玻片标本也可以不经过低倍和高倍物镜，直接用油浸镜观察。显微镜有自动止降装置的，载玻片上加油以后，将油浸镜下移到油滴中，到停止下降为止，然后用微调向上调准焦点。没有自动止降装置的，对准焦点的方法是从显微镜的侧面观察，将油浸镜下移到与载玻片稍微接触为止，然后用微调向上提升调准焦点。 使用油浸镜时，镜台要保持水平，防止油流动。油浸镜所用的油要洁净，聚光镜要提高到最高点，并放大聚光镜下的虹彩光圈，否则会降低数值口径而影响分辨率。无论是油浸镜或高倍镜观察，都宜用可调节的显微镜灯作光源。 <三>、普通显微镜的保养 显微镜是精密贵重的仪器，必须很好地保养。显微镜用完后要放回原来的镜箱或镜柜中，同时要注意下列事项: 1、观察完后，移去观察的载玻片标本。 2、用过油浸镜的，应先用擦镜纸将镜头上的油擦去，再用擦镜纸蘸着二甲苯擦拭2—3次，最后再用擦镜纸将二甲苯擦去。 3、转动物镜转换器，放在低倍镜的位置。 4、将镜身下降到最低位置，调节好镜台上标本移动器的位置，罩上防尘套。 镜头的保护最为重要。镜头要保持清洁，只能用软而没有短绒毛的擦镜纸擦拭。擦镜纸要放在纸盒中，以防沾染灰尘。切勿用手绢或纱布等擦镜头。物镜在必要时可以用溶剂清洗，但要注意防止溶解固定透镜的胶固剂。根据不同的胶固剂，可选用不同的溶剂，如酒精、丙酮和二甲苯等，其中最安全的是二甲苯。方 24 法是用脱脂棉花团蘸取少量的二甲苯，轻擦，并立即用擦镜纸将二甲苯擦去，然后用洗耳球吹去可能残留的短绒。目镜是否清洁可以在显微镜下检视。转动目镜，如果视野中可以看到污点随着转动，则说明目镜已沾有污物，可用擦镜纸擦拭接目的透镜。如果还不能除去，再擦拭下面的透镜，擦过后用洗耳球将短绒吹去。在擦拭目镜或由于其他原因需要取下目镜时，都要用擦镜纸将镜筒的口盖好，以防灰尘进入镜筒内，落在镜筒下面的物镜上。 <四>、显微计数 利用血球计数器在显微镜下直接计数是一种常见的微生物计总数的方法。因为计数器载片和盖片间的容积一定，所以可以根据显微镜下观察到的微生物数目来计算单位体积内微生物总数。 血球计数器是一只特制载玻片。载片上有两个方格网，每一方格网共分九个大方格，其中间的一个大方格用来做微生物计数，所以又称为计数室。计数室的刻度一般有两种，一种是每个大方格分成16个中方格，每中方格又分成25个小方格。另一种是一个大方格分25个中方格，每个中方格又分成16个小方格，不论哪一种，一个大方格，都等分成(25×16或16×25)400个小方格。(图,,,)因为每个大方格边长为1毫米，载片与盖片间距离为0.1毫米，所以每个计数室(1个大方格)体积为0.1 图,,, 两种血球计数板 a. 25X16计数板 b.16X25计数板 立方毫米。测出每个中方格菌数，就可以算出一个大方格的菌数，由此推算出1毫升菌液内所含的菌数。 25 一个大方格是16个中方格时，应当数4角4个中方格(即100个小方格)的菌数，一个大方格是25个中方格时，除取4角4个中方格外，还要数中央一个中方格(即为80个小方格)的菌数。 计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 如下: 16×25计数板: 总菌数/ml=×400×10000×稀释倍数 6=每个小方格内菌数×4×10×稀释倍数 25×16计数板: 总菌数/ml=×400×10000×稀释倍数 6=每小方格内菌数×4×10×稀释倍数 二、染色技术 由于微生物细胞含有大量水分(一般在80-90%以上)，对光线的吸收和反射与水溶液的差别不大，与周围背景没有明显的明暗差。所以，除了观察活体微生物细胞的运动性和直接计算菌数外，绝大多数情况下都必须经过染色后，才能在显微镜下进行观察。但是，任何一项技术都不是完美无缺的。染色后的微生物标本是死的，在染色过程中微生物的形态与结构均会发生一些变化，不能完全代表其生活细胞的真实情况，染色观察时必须注意。 本节包括四部分: 一、染色的基本原理 微生物染色的基本原理，是借助物理因素和化学因素的作用而进行的。物理因素如细胞及细胞物质对染料的毛细现象、渗透、吸附作用等。化学因素则是根据细胞物质和染料的不同性质而发生地各种化学反应。酸性物质对于碱性染料较易吸附，且吸附作用稳固;同样，碱性物质对酸性染料较易于吸附。如酸性物质细胞核对于碱性染料就有化学亲和力，易于吸附。但是，要使酸性物质染上酸性材料，必须把它们的物理形式加以改变(如改变pH值)，才利于吸附作用的发生。相反，碱性物质(如细胞质)通常仅能染上酸性染料，若把它们变为适宜的物理形式，也同样能与碱性染料发生吸附作用。 26 细菌的等电点较低，pH值大约在2—5之间，故在中性、碱性或弱酸性溶液中，菌体蛋白质电离后带阴电荷;而碱性染料电离时染料离子带阳电。因此，带阴电的细菌常和带阳电的碱性染料进行结合。所以，在细菌学上常用碱性染料进行染色。 影响染色的其它因素，还有菌体细胞的构造和其外膜的通透性，如细胞膜的通透性、膜孔的大小和细胞结构完整与否，在染色上都起一定作用。此外，培养基的组成、菌令、染色液中的电介质含量和pH、温度、药物的作用等，也都能影响细菌的染色。 二、染料的种类和选择 染料分为天然染料和人工染料两种。天然染料有胭脂虫红、地衣素、石蕊和苏木素等，它们多从植物体中提取得到，其成分复杂，有些至今还未搞清楚。目前主要采用人工染料，也称煤焦油染料，多从煤焦油中提取获得，是苯的衍生物。多数染料为带色的有机酸或碱类，难溶于水，而易溶于有机溶剂中。为使它们易溶于水，通常制成盐类。 染料可按其电离后染料离子所带电荷的性质，分为酸性染料、碱性染料、中性(复合)染料和单纯染料四大类。 1、酸性染料 这类染料电离后染料离子带负电，如伊红、刚果红、藻红、苯胺黑、苦味酸和酸性复红等，可与碱性物质结合成盐。当培养基因糖类分解产酸使pH值下降时，细菌所带的正电荷增加，这时选择酸性染料，易被染色。 2、碱性染料 这类染料电离后染料离子带正电，可与酸性物质结合成盐。微生物实验室一般常用的碱性染料有美兰、甲基紫、结晶紫、碱性复红、中性红、孔雀绿和蕃红等，在一般的情况下，细菌易被碱性染料染色。 3、中性(复合)染料 酸性染料与碱性染料的结合物叫做中性(复合)染料，如瑞脱氏(Wright)染料和基姆萨氏(Gimsa)染料等，后者常用于细胞核的染色。 4、单纯染料 这类染料的化学亲和力低，不能和被染的物质生成盐，其染色能力视其是否溶于被染物而定，因为它们大多数都属于偶氮化合物，不溶于水，但溶于脂肪溶剂中，如紫丹类(Sudanb)的染料。 27 三、制片和染色的基本程序 微生物的染色方法很多，各种方法应用的染料也不尽相同，但是一般染色都要通过制片及一套染色操作程序。 1、制片 在干净的载玻片上滴上一滴蒸馏水，用接种环进行无菌操作，挑取培养物少许，置载玻片的水滴中，与水混合做成悬液并涂成直径约1厘米的薄层，为避免因菌数过多聚成集团，不利观察个体形态，可在载玻片之一侧再加一滴水，从已涂布的菌液中再取一环于此水滴中进行稀释，涂布成薄层，若材料为液体培养物或固体培养物中洗下制备的菌液，则直接涂布于载玻片上即可。 2、自然干燥 涂片最好在室温下使其自然干燥，有时为了使之干得更快些，可将标本面向上，手持载玻片一端的两侧，小心地在酒精灯上高处微微加热，使水分蒸发，但切勿紧靠火焰或加热时间过长，以防标本烤枯而变形。 、固定 3 标本干燥后即进行固定，固定的目的有三个: ,)杀死微生物，固定细胞结构。 ,)保证菌体能更牢的粘附在载玻片上，防止标本被水冲洗掉。 ,)改变染料对细胞的通透性，因为死的原生质比活的原生质易于染色。 固定常常利用高温，手执载玻片的一端(涂有标本的远端)，标本向上，在酒精灯火焰外层尽快的来回通过3—4次，共约2—3秒钟，并不时以载玻片背面加热触及皮肤，不觉过烫为宜(不超过60?),放置待冷后，进行染色。 以上这种固定法在微生物实验室中虽然应用较多普遍，但是应当指出，在研究微生物细胞结构时不适用，应采用化学固定法。化学固定法最常用的固定剂有:酒精(95%)，酒精和醚各半的混合物，丙酮，1—2%的饿酸等。饿酸能很快固定细胞但不改变其结构，故较常用。应用饿酸固定细胞的技术如下:在培养皿中放一玻璃，在玻璃上放置玻璃毛细管，在毛细管中注入少量的1—2%饿酸溶液，同时在玻璃上再放置湿标本涂片的载玻片，然后把培养皿盖上，经过1—2分钟后把标本从培养皿中取出，并使之干燥。 4、染色 标本固定后，滴加染色液。染色的时间各不相同，视标本与染料的性质而定，有时染色时还要加热。染料作用标本的时间平均约1—3分钟，而所有的染色时间内，整个涂片(或有标本的部分)应该浸在染料之中。 28 若作复合染色，在媒染处理时，媒染剂与染料形成不溶性化合物，可增加染料和细菌的亲和力。一般固定后媒染，但也可以结合固定或染色同时进行。 ,、脱色 用醇类或酸类处理染色的细胞，使之脱色。可检查染料与细胞结合的稳定程度，鉴别不同种类的细菌。常用的脱色剂是95%酒精和3%盐酸溶液。 ,、复染 脱色后再用一种染色剂进行染色，与不被脱色部位形成鲜明的对照，便于观察。革氏染色在酒精脱色后用番红，石碳酸复红最后进行染色，就是复染。 ,、水洗 染色到一定的时候，用细小的水流从标本的背面把多余的染料冲洗掉，被菌体吸附的染料则保留。 ,、干燥 着色标本洗净后，将标本晾干，或用吸水纸把多余的水吸去，然后晾干或微热烘干，用吸水纸时，切勿使载玻片翻转，以免将菌体擦掉。 ,、镜检 干燥后的标本可用显微镜观察。 综上所述，染色的基本程序如下: 制片?固定?媒染?染色?脱色?复染?水洗?干燥?镜检。 四、染色方法 微生物染色方法一般分为单染色法和复染色法两种。前者用一种染料使微生物染色，但不能鉴别微生物。复染色法是用两种或两种以上染料，有协助鉴别微生物的作用。故亦称鉴别染色法。常用的复染色法有革兰氏染色法和抗酸性染色法，此外还有鉴别细胞各部分结构的(如芽胞、鞭毛、细胞核等)特殊染色法。食品微生物检验中常用的是单染色法和革兰氏染色法。 ,、单染色法 用一种染色剂对涂片进行染色，简便易行，适于进行微生物的形态观察。在一般情况下，细菌菌体多带负电荷，易于和带正电荷的碱性染料结合而被染色。因此，常用碱性染料进行单染色，如美兰、孔雀绿、碱性复红、结晶紫和中性红 29 等。若使用酸性染料，多用刚果红、伊红、藻红和酸性品红等。使用酸性染料时，必须降低染液的PH值，使其呈现强酸性(低于细菌菌体等电点)，让菌体带正电荷，才易于被酸性染料染色。 单染色一般要经过涂片、固定、染色、水洗和干燥五个步骤。 染色结果依染料不同而不同: 石碳酸复红染色液:着色快，时间短，菌体呈红色。 美兰染色液:着色慢，时间长，效果清晰，菌体呈兰色。 草酸铵结晶染色液:染色迅速，着色深，菌体呈紫色。 ,、革兰氏染色法 革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法，1884年由丹麦医师Gram创立。 细菌先经碱性染料结晶染色，而经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌此色不被脱去，有的可被脱去，因此可把细菌分为两大类，前者叫做革+—兰氏阳性菌(G)，后者为革兰氏阴性菌(G)。为观察方便，脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色，阴性菌则被染上红色。有芽胞的杆菌和绝大多数和球菌，以及所有的放线菌和真菌都呈革兰氏正反应;弧菌，螺旋体和大多数致病性的无芽胞杆菌都呈现负反应。 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在化学组成和生理性质上有很多差别，染色反应不一样。现在一般认为革兰氏阳性菌体内含有特殊的核蛋白质镁盐与多糖的复合物，它与碘和结晶紫的复合物结合很牢，不易脱色，阴性菌复合物结合程度底，吸附染料差，易脱色，这是染色反应的主要依据。 另外，阳性菌菌体等电点较阴性菌为低，在相同PH条件下进行染色，阳性菌吸附碱性染料很多，因此不易脱去，阴性菌则相反。所以染色时的条件要严格控制。例如，在强碱的条件下进行染色，两类菌吸附碱性染料都多，都可呈正反应;PH很低时，则可都呈负反应。此外，两类菌的细胞壁等对结晶紫—碘复合物的通透性也不一致，阳性菌透性小，故不易被脱色，阴性菌透性大，易脱色。所以脱色时间，脱色方法也应严格控制。 革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是: ,)涂片固定。 ,)草酸铵结晶紫染1分钟。 ,)自来水冲洗。 30 ,)加碘液覆盖涂面染1分钟。 ,)水洗，用吸水纸吸去水分。 ,)加95%酒精数滴，并轻轻摇动进行脱色，30秒后水洗，吸去水分。 ,)蕃红梁色液(稀)染10秒钟后，自来水冲洗。干燥，镜检。 染色的结果，革兰氏正反应菌体都呈紫色，负反应菌体都呈红色 三、灭菌和消毒 两个词在实际使用中常被混用，其实它们的含义是有所不同的。消毒和灭菌 消毒是指应用消毒剂等方法杀灭物体表面和内部的病原菌营养体的方法，而灭菌是指用物理和化学方法杀死物体表面和内部的所有微生物，使之呈无菌状态。 一、物理方法 1、温度 利用温度进行灭菌、消毒或防腐，是最常用而又方便有效的方法。高温可使微生物细胞内的蛋白质和酶类发生变性而失活，从而起灭菌作用，低温通常起抑菌作用。 ,)干热灭菌法: a.灼烧灭菌法:利用火焰直接把微生物烧死。此法彻底可靠，灭菌迅速，但易焚毁物品，所以使用范围有限，只适合于接种针、环、试管口及不能用的污染物品或实验动物的尸体等的灭菌。 b.干热空气灭菌法:这是实验室中常用的一种方法，即把待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至160?C，恒温1小时即可。此法适用于玻璃皿、金属用具等的灭菌。 ,)湿热灭菌法: 在同样的温度下，湿热灭菌的效果比干热灭菌好，这是因为一方面细胞内蛋白质含水量高，容易变性。另一方面高温水蒸汽对蛋白质有高度的穿透力，从而加速蛋白质变性而迅速死亡。 :有些食物会因高温破坏营养成分或影响质量，如牛奶、酱油、 a.巴氏消毒法 啤酒等，所以只能用较低的温度来杀死其中的病原微生物，这样既保持食物的营养和风味，又进行了消毒，保证了食品卫生。该法一般在62?C，30分钟既可达到消毒目的。此法为法国微生物学家巴斯德首创，故名为巴氏消毒法。 31 b.煮沸消毒法:直接将要消毒的物品放入清水中，煮沸15分钟，即可杀死细菌的全部营养和部分芽孢。若在清水中加入1%碳酸钠或2%的石炭酸，则效果更好。此法适用于注射器、毛巾及解剖用具的消毒。 c.间歇灭菌法:上述两种方法在常压下，只能起到消毒作用，而很难做到完全无菌。若采用间歇灭菌的方法，就能杀灭物品中所有的微生物。具体做法是:将待灭菌的物品加热至100?C，15~30分钟，杀死其中的营养体。然后冷却，放入37?C恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第2天再重复上述步骤，三次左右，就可达到灭菌的目的。此法不需加压灭菌锅，适于推广，但操作麻烦，所需时间长。 d. 加压蒸汽灭菌法:这是发酵工业、医疗保健、食品检测和微生物学实验室中最常用的一种灭菌方法。它适用于各种耐热、体积大的培养基的灭菌，也适用于玻璃器皿、工作服等物品的灭菌。 加压蒸汽灭菌是把待灭菌的物品放在一个可密闭的加压蒸汽灭菌锅中进行的，以大量蒸汽使其中压力升高。由于蒸汽压的上升，水的沸点也随之提高。在2蒸汽压达到1.055公斤/厘米时，加压蒸汽灭菌锅内的温度可达到121?C。在这种情况下，微生物(包括芽孢)在15~20分钟便会被杀死，而达到灭菌目的。如灭菌的对象是砂土、石蜡油等面积大、含菌多、传热差的物品，则应适当延长灭菌时间。 在加压蒸汽灭菌中，要引起注意的一个问题是，在恒压之前，一定要排尽灭菌锅中的冷空气，否则表上的蒸汽压与蒸汽温度之间不具对应关系，这样会大大降低灭菌效果。 ,)影响灭菌的因素 a.不同的微生物或同种微生物的不同菌龄对高温的敏感性不同。多数微生物的营养体和病毒在50~65?C，10分钟就会被杀死;但各种孢子、特别是芽孢最能抗热，其中抗热性最强的是嗜热脂肪芽孢杆菌，要在121?C，12分钟才被杀死。对同种微生物来讲，幼龄菌比老龄菌对热更敏感。 b.微生物的数量多少显然会影响灭菌的效果，数量越多，热死时间越长。 c.培养基的成分与组成也会影响灭菌效果。一般地讲，蛋白质、糖或脂肪存在，则提高抗热性，pH在7附近，抗热性最强，偏向两极，则抗热能力下降，而不同的盐类可能对灭菌产生不同的影响;固体培养基要比液体培养基灭菌时间长。 ,)灭菌对培养基成分的影响 a.pH值普遍下降。 32 b.产生混浊或沉淀，这主要是由于一些离子发生化学反应而产生混浊或沉+2-3淀。例如Ca与PO化合，就会产生磷酸钙沉淀。 4 c.不少培养基颜色加深。 d.体积和浓度有所变化。 e.营养成分有时受到破坏。 ,、辐射 利用辐射进行灭菌消毒，可以避免高温灭菌或化学药剂消毒的缺点，所以应用越来越广，目前主要应用在以下几个方面: ,)接种室、手术室、食品、药物包装室常应用紫外线杀菌。 ,)应用β射线作食品表面杀菌，γ射线用于食品内部杀菌。经辐射后的食品，因大量微生物被杀灭，再用冷冻保藏，可使保存期延长。 ,、过滤 采用机械方法，设计一种滤孔比细菌还小的筛子，做成各种过滤器。通过过滤，只让液体培养基从筛子中流下，而把各种微生物菌体留在筛子上面，从而达到除菌的目的。这种灭菌方法适用于一些对热不稳定的体积小的液体培养基的灭菌以及气体的灭菌。它的最大优点是不破坏培养基中各种物质的化学成分。但是比细菌还小的病毒仍然能留在液体培养基内，有时会给实验带来一定的麻烦。 二、化学方法 一般化学药剂无法杀死所有的微生物，而只能杀死其中的病原微生物，所以是起消毒剂的作用，而不是灭菌剂。 能迅速杀灭病原微生物的药物，称为消毒剂。能抑制或阻止微生物生长繁殖的药物，称为防腐剂。但是一种化学药物是杀菌还是抑菌，常不易严格区分。消毒剂在低浓度时也能杀菌(如1:1000硫柳汞)。由于消毒防腐剂没有选择性，因此对一切活细胞都有毒性，不仅能杀死或抑制病原微生物，而且对人体组织细胞也有损伤作用，所以只能用于体表、器械、排泄物和周围环境的消毒。常用的化学消毒剂有:石碳酸、来苏水(甲醛溶液)、氯化汞、碘酒、酒精等。 33 食品微生物污染控制 用水分活度、pH、化学物质及包装控制 食品加工可以利用水分活度、pH、化学物质及包装来控制病原体生长。而对食品加工来讲，通过控制病原体所需的营养成分，则难以达到目的，因为除特别情形之外，大多数食品为病原体生长产提供了充足的营养。我们还是集中精力通过水分活度、pH、化学物质及包装控制病原体生长。 通过分别控制食品中水分活度和pH值，或加入化学添加剂如盐类物质，或通过特定的包装技术调节气体来控制病原体的生长。但是，加工者一般将这些控制技术结合使用，而不是只依赖于一种。因为单一控制系统如完全达到目的，可能是苛刻的，而且使产品不为消费者接受。 本节将叙述使用pH、水分活度、抑制剂和气体的微生物学控制。 一、控制pH 每种微生物生长都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生长，当pH值为 4.6或以下时可抑制致病菌生长和产生毒素的，这是我们关心的主要问题。但有些病原体，特别是艾希氏大肠杆菌0157:H7，虽然在酸性条件下生长被抑制，仍可存活较长时间。pH 是一种抑制病菌生长的方法，而不能破坏现存的致病菌。但是，在低pH值保持时间较长时，很多微生物将被破坏。 pH 4.6 是酸性食品和低酸食品的分界限。有些食品开始是低酸食品，加工后成为酸性食品。这将在后面讨论。 天然酸性食品是那些自然含酸的食品。常见的天然酸性的食品有:pH为4.0的桃;pH为3.5的橙汁和pH为3.5的苹果。通常而言，大部分水果属天然酸性的食品。但有些热带水果如菠萝，根据生长条件pH可能大于4.6。 低酸食品(pH 4.6 以上)如有:pH为6.3的生鱼;pH为5.0的青刀豆罐头;pH为5.5 的面包和pH为6.2的鲜火腿。如上所述，低酸食品包括含蛋白质食品、各种蔬菜、淀粉质食品及其它多种食品。 食品经加工变酸的产品包括如使用醋(醋酸)降低pH的腌渍鱼和腌渍椒，和通过发酵产生乳酸来降低pH的橄榄和甜泡菜。 酸化是直接向低酸食品加酸的过程。目标通常为 pH 4.6或更低。这些食品称为酸化食品，要符合相应的法规如FDA 21CFR PART 114。 有些情况食品虽然经过加酸，但最终pH仍高于4.6，这就需要其他方法来加以控制，如冷藏。 34 发酵是使用某些无害微生物来促进食品化学变化的过程。这些微生物作用的结果是产生酸或乙醇。细菌一般产生醋酸或乳酸，酵母菌一般产生乙醇。 通过发酵产生酸或乙醇有两个目的。一是赋予食品特定的品质以产生预期的味道或均匀结构。酸奶就是通过发酵加工具有独特的香味和结构。另一个目的是食品防腐，如腌渍产品，但这类发酵食品的pH一般达不到4.6或以下，所以在冷藏温度下贮存才是安全的。 (一)、酸化 酸化是直接向低酸食品加酸的过程。添加的酸有很多种----醋酸、乳酸和柠檬酸----根据预期成品的特性而选用。另外一些酸化产品包括:腌渍洋葱，腌渍芦笋和生装酸黄瓜。 除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作为添加配料，来酸化低酸食品。使用蕃茄的产品包括装有整形芹菜、洋葱或辣椒意大利面条酱。罐装蕃茄通常pH为约4.2，而其它蔬菜为低酸性。 如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，则认为该食品是酸化的，并适用于法规。例如，蕃茄原料pH是4.2，如制成品pH是4.5则食品已经酸化了，因为蕃茄中的部分酸被用来酸化蔬菜。或者，如制成品pH仍为4.2，则用来酸化蔬菜的蕃茄中的酸量没有明显变化，在这种情况下该产品不适用于酸化食品法规，并且认为不是配制成的酸性食物。这样的食品包括有芥木、蕃茄酱、沙拉调料和其它调味品，都是货架稳定的食品。 酸化食品加工者需科学地设定加工过程以保证最终pH肯定低于4.6。加工者需对每批制成品测试平衡后的pH 。意思是指所有配料达到自然pH平衡，这对较大颗粒食品可能需长达10天长的时间。需经几天达到平衡pH的产品在这段时间里可能需要冷藏，以防止肉毒梭菌或其它病原体的生长。为加速测试过程，可将产品混成均匀糊状。均质含油的食品时，均质前应将油除去。另一种方法是在产品加油前测试pH，因为油不影响最终pH。 (二)、测量pH值 如加工者要进行酸化处理，必须有某种测量pH的方法。加工者多数选用pH计，但也可使用指示溶液、试纸、或进行滴定确保最终pH低于4.0。如用pH计，需进行适当地校正。 pH计可有双电极，或两个功能结合在一个电极上的单个复合电极。一个是参比电极，一个是测量电极。不用时，电极应浸没在蒸馏水或制造商推荐的其它溶液中。每天使用时应用两种缓冲溶液校正仪器，其中一中pH接近所测的平衡pH。校正后，电极应用蒸馏水冲洗，然后用于测试。pH计的操作和校正应遵照制造商的说明进行。 (三)、直接酸化和批酸化 35 向产品中加酸有几种不同方法。一种方法称为直接酸化，即在生产低酸食品过程中，在单个制成品容器中加入预先确定数量的酸。用此方法，重要的是加工者控制酸与食品比例，酸化蔬菜最常用的方法。另一种方法是批酸化，顾名思义，酸和食品大批混合后让其平衡。然后包装酸化食品。 对经批酸化的制成品监测pH所需频率要比经直接酸化的低。这是因为直接酸化缸与缸之间有变化，而批酸化则不然。 最后一点，按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必须进行充分地热处理以灭活腐败微生物和病原体的繁殖体。两个原因，一个是防止腐败导致经济损失，另外是腐败生物的繁殖可使pH升高，危及产品的安全。 关于酸化食品的加工工程，可查找美国FDA《酸化食品生产者检验指南》或其他资料。 (四)、发酵 对于发酵食品，判定一个特定食品是否安全时常常令人困惑。发酵食品如发酵泡菜和酸奶等。 葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使产品发酵产生乙醇，乙醇使产品防腐。在酸泡菜、发酵香肠、奶酪、甜酸泡菜、橄榄和酪乳的生产中，发酵时细菌产生了乳酸。霉菌也用于某些食品的发酵，主要是为了味道和其它特性，如酱油和其它中国特色食品，。 实际上，发酵实在是一种艺术。一方面需要促进好的微生物生长同时一方面阻止会引起腐败的不良微生物生长。通常的作法是向食品中加盐或发酵剂，或在某些情形中将其轻微地酸化。发酵剂可以是酵母菌或细菌。 在很多发酵产品中，一个普遍现象就是没有消除产酸细菌的加工过程。所以大部分发酵产品必须保持冷藏，以保证发酵细菌不会使产品腐败。 二、控制水分活度 (一)、常见食品的水分活度 如同pH，每种微生物体有其生长的最低、最佳、最高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生长，但是0.85是病原体生长的安全界限。0.85是根据金黄色葡萄球菌产生毒素的最低水分活度得来的。 0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施来控制病原体生长。水分活度0.60至0.85的食品为中等水分食品，这些食品不需要冷藏控制病原体，但由于主要酵母菌和霉菌引起的腐败，要有一个限定货架期。对大部分水分活度在0.6以下食品，有较长的货架期，也不需冷藏，这些食品称为低水分食品。 常见食品的水分活度 36 水分活度 分 类 控 制 要 求 0.85以上 水份较大的食品 要求冷藏或其他措施控制病 原体生长 0.6—0.85 中等水份食品 不需要冷藏控制病原体 由于因酵母和霉菌引起的腐 败而限制货架期 0.6以下 低水份食品 较长货架期，也不需要冷藏 水份较高的食品(水分活度高于0.85 )的一些例子: 水份较高的食品 水分活度 生鱼 0.99 苹果 0.99 牛奶 0.98 熏火腿 0.87 面包 0.95 大部分生肉、水果和蔬菜属于水份较高的食品(水分活度高于0.85 )。值得注意的是面包，多数人认为它是干燥，货架稳定的产品。实际上，它有相当高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原体更容易生长，换言之，它变危险之前就长霉变绿了。 有些独特风味的产品如酱油外表像是高水分产品，但因盐、糖或其它成分结合了水分，它们的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果酱和果冻的水分活度可满足酵母菌和霉菌生长，它们需在将包装前轻微加热将酵母菌霉菌杀灭以防止腐败。 中等水分食品(水分活度在0.60至0.85之间)的一些例子: 中等水分食品 水分活度 糖蜜 0.76 重盐渍鱼如鳗鱼 0.70 37 面粉 0.70 果酱 0.80 果脯 0.70 酱油 0.80 货架完全稳定产品，或低水分食品(水分活度 0.60以下)的产品如: 低水分食品 水分活度 干面条 0.50 饼干 0.10 所以食品按其水分活度可划分为三类。有些中等和低水分活度食品为天然低水分活度，例如，糖蜜和面粉。因为加工时不必控制水分活度，将不讨论这些食品。 其它中等和低水分活度食品，如果脯、腌鱼、草莓酱、饼干、酱油和面条，开始是高水分活度食品，加工后，水分活度降低了。 (二)、控制水分活度 有些产品需仔细控制水分活度，其它则不必。例如，果酱如果不用糖降低已有水分活度，将不成酱----或者说不成冻胶----也不能投放市场。这类产品不需为安全而控制水分活度。 降低食品中水分有两种传统方法，即干燥和加盐或糖结合水分子。 干燥是食品防腐最古老的方法之一。除防腐之外，干燥产生了食品的自身特性，如同发酵。世界上很多地方还在用开放式空气干燥，一般而言有四种基本干燥方法。 热空气干燥----用于固体食品如蔬菜、水果和鱼 喷雾干燥----用于流体和半流体如牛奶 真空干燥----用于流体如果汁 冷冻干燥----用于多种产品 另一种降低食品水分活度的方法是加盐或糖。这种类型食品的例子有----酱油、果酱和腌鱼，这不需要非常特殊的设备。对流体或半流体产品，如酱油或 38 果酱，用配方加工控制。对固体食品如鱼或熏火腿，可用盐干燥，即放入盐溶液或浸入盐水中。 控制水分活度分两步。第一，科学地设定可保证水分活度为0.85或更低的干燥、盐渍或加工配方，然后严格地执行。第二，可取制成品样品测试其水分活度。 三、化学抑制剂 有时所选定的食品控制方法不能防止所有的微生物生长。这种情况下，可添加化学物质以进一步确保产品的安全。化学防腐剂包括苯甲酸盐、山梨酸、亚硫酸盐、亚硝酸盐和抗生素。 化学防腐剂通过使微生物蛋白质变性，抑制酶和改变或破坏细胞壁或细胞膜而达到控制效果。 (一)、常用的化学试剂: 苯甲酸盐，包括苯甲酸、苯甲酸钠或钾和对羟苯甲酸。它们主要用于抑制酵母菌和霉菌。 山梨酸盐，包括山梨酸、山梨酸钠和钾。山梨酸盐用于抑制霉菌。 丙酸用于抑制面包、蛋糕和奶酪中霉菌。 亚硫酸盐，包括二氧化硫用于多种产品如柠檬汁、水产品、蔬菜、糖蜜、葡萄酒、果脯和果。亚硫酸盐主要作为抗氧化剂，但也有抗微生物特性。 亚硝酸盐，用于熏肉和熏鱼，通常与盐和糖混合使用。亚硝酸盐抑制肉毒梭菌的生长。 盐也用于阻止病原体生长，特别是肉毒梭菌。 乳酸链球素和游霉素(NISIN，NATAMYCIN)是两种被批准可直接用于食品的抗生素。它们用于奶酪中作为抗微生物剂。 使用的化学防腐剂，必须经过有关部门批准，使用的浓度也应在规定的范围内。另外在食品的标签上应注明使用成分。 (二)、使用化学防腐剂控制 化学防腐剂使用的控制很简单----配方。意思是，加工者需对每批产品严格控制食品添加剂的剂量。 四(控制包装 39 包装不同于其它控制方法，虽然包装有时用于控制微生物生长，但对腐败生物体的控制是有限的，不能作为可控制致病菌生长的单一方法。但通过改变包装有助于产品安全性，所以在这里加以讨论。 从食品安全角度看，包装有两个功能，可防止食品污染，也可增加食品控制的有效性。 (一)、包装类型 很多产品是真空包装。真空包装是在将封口前用机械抽出包装中空气。产品放在低透氧性袋中，再放在真空机内用机械抽出袋中空气然后进行热封口。薄膜紧贴在产品上。袋中不残留空气或气体。 充气包装 产品可包装于充气包装中。充气包装包括一次充气和封口处理。所充的气体有三种，可单独或混合使用，包括氮气、二氧化碳和氧气。这些气体都有各自不同功能。 氮气取代氧气，因而减弱了需氧腐败生物的生长。 二氧化碳能使很多微生物致死，破坏腐败生物以延长货架期。 氧气是需氧腐败生物体生命线。但含有一定氧气可增加抑制肉毒梭菌的安全性。通常为浓度约2至4,的氧。然而，包装中存在的氧可使腐败微生物生长，并消耗氧气以至降低至2 ,安全浓度之下，这样产品的保质期受到限制。 (二)、控制气体包装 控制气体包装是一个动态过程，包装中使用氧清除剂，在整个货架期内保持包装中的气体。吸收氧气有利于较长货架期产品，因为大部分包装对氧气都有某种程度的通透性。 不同的包装膜具有不同的透氧性。这些包装用于货架期较长产品的贮存。这类包装用于蔬菜如生菜。当植物体呼吸时，它们吸入氧气排出二氧化碳。如果薄膜限制了现有氧气的含量，则可降低呼吸的速度并延长货架期。 包装于油中的产品，不必用特殊包装来减少氧的存在以制造成一个厌氧环境，如油泡大蒜，可产生同样的厌氧环境。 减氧包装 所有这些不同包装形式归为一类称为减氧包装。使用减氧包装可防止腐败生物的生长，因而延长产品的货架期。同时还对产品品质有些其它益处，如减轻酸败和褪色。 40 使用这种包装还应注意，货架期较长的产品为病原体生长和产生毒素提供了更多的时间。氧浓度低时，比需氧腐败生物而言，更有利于有利于厌氧和兼性厌氧病原体的生长。因此，有可能在腐败前就已产生毒素。 (三)、肉毒梭菌的控制 虽然一般关注其它其它病原体，但主要关注的是肉毒梭菌。从这点考虑，除非有其它对肉毒梭菌的控制措施，否则不能使用这些包装技术。这些控制措施包括:水分活度低于0.93并且充分冷藏以控制其它病原体;pH低于4.6;盐分高于10,，数量较多的竞争微生物;在最终容器中热处理;在冷冻条件下贮存和销售。每种控制措施自身都能有效地控制肉毒梭菌生长。 真空包装生肉和禽肉，如同发酵奶酪，是利用竞争微生物抑制肉毒梭菌产生毒素的例子。像发酵产品如奶酪，发酵剂增殖产酸可防止肉毒梭菌生长 一般产品的热处理是在金属罐里，但也可在玻璃缸或软蒸煮袋中。这些是货架稳定产品。 零售和家庭冰箱的温度常常不能控制在能充分阻止肉毒梭菌生长的温度。单独通过真空包装、部分蒸煮、冷藏保存不能作为唯一的屏障。因此为产品的安全，在加工、贮存和销售过程中必须严格控制冷藏。 通过冷藏和冷冻控制 本部分主要论述了运用温度控制微生物生长的方法。温度为5到46?是致病菌生长的危险范围。当食品处于温度危险范围时，为使致病菌尽可能不生长，限制食品在这个温度范围存放的时间是非常关键的。 一、各类微生物生长温度范围: 某些微生物生长温度范围如下表 微 生 物 生 长 范 围(?) 沙 门 氏 菌 各 型 5-46 肉 毒 梭 菌 10--- -7 A和B型 3.3--45 非蛋白水解B型 3.3--45 E型 3.3---45 41 F型 金黄色葡萄球菌 7—50 耶尔森氏肠球菌 1---42 单增李斯特菌增 0.3—45 01型霍乱弧菌 10—42 副溶血性弧菌 5—44 产气荚膜梭菌 10---52 蜡样芽胞杆菌 4—55 大肠杆菌(致病型) 7---49 志贺氏菌 6—47 资料来来源于FDA《鱼和鱼制品危害及控制指南》第二版 (一)、冷藏库 冷藏温度对控制致病菌的生长确实起到了很好的作用，但是一些病菌比如:李斯特菌和耶尔森氏菌在接近冻结点时仍可以生长。冷藏在减慢食品变质、氧化酸败和导致其它质量缺陷的生物的、化学的变化过程方面具有显著作用。 贮藏中控制温度有几种途径:冰、化学冷却剂和机械风冷。如果采用冰和化学冷却剂来控制温度，通过简单地检查产品周围的冷却剂足够多就能保证控制。冷却剂足够多意味是产品温度正在维持在所需温度，或者是将产品在规定的时间内降到正确温度。 如采用风冷，通过检查产品的温度可以确保温度得以控制。如果冷藏间的温度与产品的温度相关，监测冷藏区域的温度就保证产品的温度得以控制。一般需要使用连续温度监测设备，如温度记录仪，最大温度显示温度计，高温警报器。 (二)、时间/温度 食品一旦不再冷藏，它要经过细菌生长对数期，即食品的温度升到致病性微生物生长范围。开始时，微生物很少生长或不生长，它们只是在适应新的环境。根据冷藏间的温度不同，食品能在非冷藏条件下至少安全存放数小时，而没有致病菌显著生长的危险。然后，产品的温度上升到冷藏以上，致病菌生长加快，代时间变短，进入对数期。 42 按照通常的计算方法，食品在微生物繁殖的危险温度范围不得超过4小时，这是正常合理的时间安排。但是，不同的致病菌在不同的食品上、不同的温度下生长繁殖的速度不同。所以，产品能够在危险范围安全停留的最长时间取决于两种条件:存在的致病菌种类和食品适合致病菌生长繁殖的能力。食品加工商必须依据这些参数而设定极限，不能按照,小时来进行计算。食品验收员判定严重时间/温度失控时，也可以应用这些参数。 在加工过程中对时间和温度的控制比冷藏复杂，需要掌握产品对时间和温度的要求。这可以通过许多方式做到，如:批量标记产品，确定在非冷藏条件下存在的时间，监测冷却间的温度，或监测不同生产环节的产品温度。随后将讨论这些控制设备。 (三)、冷冻 有些微生物在冷冻贮藏过程中很长时间内仍能保持活力。大部分病毒、细菌的芽胞和部分细菌的繁殖体在冷冻温度下都能存活。其它一些生物体则对与有关冷冻过程的一个或多个步骤如冷冻、冷藏或解冻是敏感的。由于一些多细胞生物通常比细菌对低温更敏感，因此冷冻、冷藏是破坏多种食品中生物体如寄生性原虫、线虫、蠕虫的有效方法。对于直接食用或不经过烹调就食用的食品，这一点尤为重要。 (四)、烹调后冷却 烹调后的冷却也是一个很关键的环节。请记住:烹调过的食品可能依然有病原体，尤其是一些耐热的繁殖体细胞，比如:单核细胞增生性李斯特菌在烹调过程中依然存活。另外，芽胞在烹调过程中存活，当产品温度下降到46?以下时开始生长。同时食品在冷却过程中可能会因为手的接触和冷凝水滴漏或与其它食品接触而受到二次污染。如果存在以上情况，烹调后的冷却将非常关键。 如果能确保在烹调过程能够完全破坏可能在冷却过程中生长的芽胞，并确保在冷却过程中食品不会受到二次污染，冷却过程就不是特别关键。具备这种条件的情况可能仅局限于一些特定的高压加热过程。 有时人们有一些错误的认识，认为将食品冷藏起来就可以阻止微生物生长。当冷却大量热的食品时，就可能需要很长的时间，有时甚至长达 36 个小时，才能将食品冷却到能抑制病原体生长的温度。 为了安全地对食品进行冷却，必须采取两步标准冷却: 60?----21? 2 小时内 21?----5? 4 小时内 首先，在2小时内将温度从60?降至21?。在这段时间里，温度必须迅速地降下来，因为在这个温度范围内繁殖非常迅速。这个温度目标达到以后，需要 43 再花费 4 小时将产品的温度降到 5?以下，这种冷却方法可以使微生物生长处于停滞期。 (五)、迅速冷却 普通商业冰箱或移动冷藏室通常是为了按设定的冷藏温度来保存食品而不能将食品迅速地降至保存温度。因此，冰箱需要一些辅助措施来冷却食品，采取什么样的辅助措施将视要冷却的食品的种类而定。举例如下: , 2-4 英寸深的浅盒容器可以用来冷却热的食品。容器应该分开放置以便冷 空气可以在每排容器之间进行循环。这种方法不适用于带汤汁的食品，因 为汤汁有可能溢出。冷藏空间有限的情况下，这种方法也不适用。 , 在食品容器表面迅速冷却最为有效。冷却装有热食品的容器时，通常做法 是用一层塑料薄膜覆盖容器，然后再覆盖一层铝箔，这样做的目的是防止 食品串味或风干。这种方法的不足之处隔热物阻止冷却。较好一点的办法 是在覆盖容器时留一个小口，或者将铝箔象帐蓬一样支起一点，以便蒸气 能够出来，加速冷却过程，同时还能防止上面掉东西。 , 对于冷色拉，所有成分在混合前都应进行冷藏。比如你做的金枪鱼色拉， 如果所用的原料蛋黄酱、罐装金枪鱼洋葱丁、芹菜没有提前经过冷藏处理， 那么金枪鱼色拉如要满足4小时规则将要花费很多时间。 , 大火鸡肉、烤肉、火腿或其它肉块，可以先进行剔骨或切片，以便提高冷 藏的接触面积，切好的肉片最多只能码一两英寸高。 , 有些情况下，比如在餐馆里，减少食物的烹调量是一个好办法。 , 对于大多数食品来说，在将产品放入冰箱前就必须快速冷却。有很多快速 降温的办法，比如:冰套、冰浴、给产品加冰、使用冰棒搅拌器。 (六)、预冷方法 冰浴 冰棒搅拌 加冰 对装有热食品的容器进行冷藏之前用冰浴预冷。这样有助于迅速降低温度，并防止热食品在冷藏室升高温度，这种方法最适用于液体。 另一种快速降低温度的办法是搅拌食品。一个较好的办法是使用“冰浆(棒)”，这种中空的搅棒中装入水并进行冷冻，融化了的冰将留在棒内而不会混入食品中。同样这种办法也最适用于液体食品。 44 往热食品里加冰也是一种好办法。这一办法适用于汤、浆汁。唯一的问题是一定要弄清楚配方中规定需要加水。 在室温下对装在大容器内的食品进行预冷不是一个很安全的做法，在这种情况下，食品的温度将有很长一段时间停留于微生物生长的范围。食品应当立即被放入冷藏室，甚至要将其分成几部分，以利于更快地冷却。 如果食品是在一个大的双层蒸气锅里加工的，就可以在夹层锅里装上冷水进行循环来预冷食品，然后再进行冷藏。 (七)、大型公用机构或加工工厂 大型公用机构或加工工厂和饮食服务在操作上同样面临着食品冷却问题，所不同的是数量更大。他们使用的冷却设备可能是很多餐馆或零售商没有的。 烹调——冷却操作经常用于一些大型公用设施如监狱、医院、学校或食品加工厂。在这些地方，食品加工通常在高强尼龙塑料袋内进行或烹调好后装入这类袋内，通过将这些袋子放进滚动式冷却器内将其在冰水中滚动而达到冷却的目的，这种方法使大批量的食品迅速冷却下来。 最好的冷却办法之一是风冷机。高速的冷风可以使大批量的热食品在不到1小时冷却下来，然后盛食品的容器就可以放入冷藏间内。通常情况下，这种设备适用于食品加工厂而不适用于食品服务机构。 隧道式冷却和螺旋式冷却设备和风冷机很相似，但更适用于流动的生产线。他们使用高效率的冷风或液体二氧化碳或氮来达到迅速冷却的目的。产品可以根据自身的大小及包装的大小在包装前或包装后进行冷却。 热交换器用来冷却液体，如在巴氏消毒后冷却牛奶和果汁。这一过程是将未加工产品生产线紧连着放置于巴氏消毒生产线旁边，并不发生真正的交换或混合，而是靠冷的果汁，举例来说，将热的巴氏消毒后的热果汁的热量带走。这样有利于将未加工的产品预热而使巴氏消毒后的产品预冷，我们将在下一章热加工中讨论这一问题。 (八)、温度计 本部分阐述了食品温度的重要性。现在我们来讨论一下监控温度的设施。最常用的是双金属带金属柄的温度计，也就是通常说的温度盘，它一般有,英寸长用来监测很厚的食品或装在很深的容器内的食品。为了得到精确的数据，至少应将金属柄上的微凹点放入水中达二十秒以上，温度较低的食品需要更长的时间。这类温度计精确度一般为?0.5? 。一些双金属温度计的刻盘后面有校准螺母，没有校准螺母的温度计不能校正。 45 温度计应校准到被测量的温度范围。使用下面的方法可测量低温。将碎冰和水装入容器，把温度计放进去使水没过凹点，但温度计不能接触到容器的底，保持大约十分钟，此时刻度盘应指向0? ，如果不是，调整校准螺母使其指向0?。 如果温度计用来监测高温，应进行沸点检测。检测时沸点的沸水将代替上述的冰水。 数字温度计可以当做刻盘温度计来使用，优点是读取结果更快捷。这类温度计不能校准。 食品加工者多用数字和刻盘温度计监控温度，也有人仍然使用水银玻璃温度计。 显示最高温度的温度计用来记录一个产品或地方所能达到的最高温度，它将保持所测量到的最高温度直至被消除，就象我们使用的体温计。这种温度计最常用于洗碗机的最终消毒温度。它也可以用于监控冷藏和运输过程中的温度，但它不能提供该温度持续的时间。 有一种温度计叫温差电偶，它们通过电池控制，能够提供瞬间数据，这种温度计有数个槽，所以可以将探针插入几个产品中。有时温度计有记录功能使用者能够保存数据记录。 最新型的温度计之一是红外温度计，此温度计可以在不接触食品的情况下而测量食品表面的温度，其精确度为 ?0.5 ?。当测量冷藏食品时应该先将温度计放入冷藏室内至少二十分钟，以便其调整到相关的温度范围。这种温度计有几个优点:数据直观，不会发生交叉感染，用完后不用清洗。但它只能用来测量表面温度，而不能用来测量内部温度。 还有一种时间温度显示器。这类显示器依据蜡在特定温度下融化，从而导致颜色变化这一原理，精确度很好，通常在? 0.5?之内。主要用途就是检测热水洗碗机的最终杀菌温度，另一用途是是在加工过程中确认未加工的产品和已加工的产品没有混合。但是，这种温度计不能显示记录的温度所持续的时间， 机械或电子记录仪，用来监控食品贮藏和运输过程中的温度，也可以在记录温度数据的同时来控制加工和贮藏温度。 通过热处理控制 前面讨论了冷藏和冷冻可以阻止微生物繁殖，而要杀死或灭活微生物通常是采用加热。通常食品加工企业用于杀灭和控制微生物生长的热处理有几种形式;预煮 (热烫)、巴氏消毒法、加热杀菌或灭菌，还有热的保持。 本部分将概述每种热处理过程。首先介绍有关热向食物传递热的两种主要形式。第一种是传导传热，热是缓慢地由一个粒子向下一个传递，首先是容器被加 46 热，然后将热传递给食物，食物受热最慢的点通常是离热源最远的点，当在炉中烤肉或干的包装的情形就是这样，中心受热最慢。另一种热传递较快的形式叫对流传热，热传导方式通过容器壁，当食物受热时，延着容器壁食物温度升高，远离容器壁的食物下沉，产生循环，帮助热在容器内传递，当然，对流传热只能在食物能够流动时才能进行，如液体或固液混合体类的食物，如汤罐头或青豆罐头。对流传热的冷点一般在液体上下流动的交叉点，对流加快了热处理，使得内容物受热更快，更均匀。 为了更快地加热和使得食物受热更均匀，我们还可以使用强制对流。通过外力促使食物摇动，摇动或晃动加快了自然的对流过程，更快地将热从容器的表面传递给食物本身，这就是为什么某些加工者使用旋转装式杀菌锅来对罐头食品进行热处理。 知道热是如何传递进食物是容易的，但要科学地计算需要多少热量才能杀灭致病菌这并不容易，你不能期望经过一定的热处理微生物就肯定都能被杀死。 影响微生物死亡速度的因素很多，主要包括:食物的导热性，食物的特性，微生物的种类，和微生物的耐热性，下面我们将分别讨论。 影响致死率的因素 ?食物的导热性 ?食物的特性 ?微生物的种类(芽胞或营养细胞) ?微生物细胞的耐热性 导热性:不同的食物导热方式不同，传热速率也不同。如前面介绍的热传导导热和对流导热，它们的冷点也不同。在食物冷点的致病菌将比那些在食物表面的灭活更慢，因为它们受热更少。 食物的特性:食物一定的特性使得热处理更易或更难破坏其中存在的致病菌。这里有三个例子:在酸性环境下食物中的致病菌更易破坏;糖和油的存在降低了热对致病菌的作用;湿度的大小，包括食物的湿度和环境湿度，使得致病菌灭活更容易。 微生物的种类(芽胞或繁殖体):同一致病菌的芽胞比其繁殖体耐热性高得多，同时不同的致病菌具有不同的热耐受性。例如，单核李斯特菌，非常耐热，而创伤弧菌具有很强的热敏感性。然而，无论那一种的耐热性，都无法和肉毒梭菌或腊样芽胞杆菌相比，除了高压杀菌，在许多种热处理的情况下这两种菌都能存活。 47 这就是一些为什么各种不同的致病性微生物不会同时死亡的原因。而且，一种致病菌的数千个细胞放在一个食品罐中，它们受到相同的热处理，仍然不会同时死亡，这是因为相同种的致病菌个体的差异。如同每一种生物，一些强壮，一些较弱，知道对食物的加热量来灭活其中的致病菌和一些方法来预测致病菌的灭活是很重要的。 一、预煮 预煮是一种比较温和的热处理形式，用来改善食品的质量。预煮可去除产品中的气体，软化产品，固定产品的色泽以及灭活酶的活性等。 它同样具有杀灭或减少热敏感致病菌和腐败微生物数量的作用。 水和蒸汽型的预煮机在食品加工业中最为常用，它们的构造和操作相似，产品由传送带或螺旋结构进入水浴或一蒸汽仓内，水可以通过通入蒸汽直接加热或分布在水浴中的管道进行加热。 控制预煮的时间和温度通常并不作为控制食品安全的关键点，只有在预煮作为后道热杀菌的准备才是例外。对预煮设备如果不控制预煮的温度和时间，杀菌可能导致偏差，预煮应放在82?或更高温度下进行，并须频繁腾空清理并清洁来防止耐热菌的生长。 控制仪器，通常是在水浴中或在流动蒸汽中安放指针式温度计。如果微小的 或增加温度控制记录仪。 温度变化是重要的，指针式温度计需替换成/ 因为大量用于商业化的预煮机从进料到出料都是连续式的，预煮时间通过设备传动的速度来控制，这可以通过某一产品从进到出的时间来进行核查，同样可以通过计算设备的转速来进行检查。 二、巴氏消毒法 巴氏消毒法通常用来杀灭那些在正常储藏条件下可以生长的致病菌的营养细胞，它同样用于降低腐败微生物的数量以保障有效的货架期，但在另一些场合应用，有别的含意，这点将在后面进行讨论。巴氏杀菌通常是用沸点以下的温度进行热处理，一些例子如下。 巴氏灭菌奶，这个过程是用来灭活对热较稳定的病原菌如立克次氏体，同样它能有效地杀灭单核李斯特氏菌(最耐热的非芽胞致病菌)。巴氏灭菌奶是通过冷藏的方式进行销售，非真空包装。因此，那些生长温度要求10?或更高的厌氧芽胞致病菌，如肉毒梭菌，产气夹膜梭菌，并不是巴氏消毒的对象菌。 巴氏灭菌蟹肉:这里采用的杀菌是将E型肉毒梭菌作为对象菌，杀菌过程杀灭所有致病菌的营养细胞，但对A型的肉毒梭菌无效，因为它更耐热，但可以通过冷藏控制A型肉毒梭菌，因为它无法在10?以下繁殖。 48 酸化产品:如水果汁和高糖产品，水果保藏常常用巴氏灭菌来杀灭霉菌和酵母，这些微生物都有可能生长并产生腐败。对加工者而言这并不是出于安全考虑，但在经济上是必须的。这些产品的货架期通常是稳定的，致病菌的生长由于食品中酸或糖的存在而受到抑制。 部分这类产品并不采用巴氏消毒来杀灭霉菌和酵母，而是在冷藏条件下销售。当前，未经巴氏消毒的苹果汁中的有些与致病性大肠杆菌有关的问题已经改变了我们通常对这类或相似产品的显著危害的观点。不再仅仅考虑在贮藏和销售中可能繁殖的致病菌，同样考虑那些可能简单地隐藏在产品中的致病菌，因此，这些产品应该采用目标菌为大肠杆菌的巴氏杀菌。 巴氏灭菌牡蛎是一种特殊产品，它容易导致有健康问题的人群患食源性疾病，特别是创伤弧菌，常常导致死亡。巴氏杀菌的对象为创伤弧菌，它对热非常敏感，这意味着绝大部分其他致病菌，和腐败性微生物在加工中并未受到损害。包装不是密封的，因此肉毒梭菌不是一个危害，去壳的牡蛎通过冷藏销售，具有相对较短的货架期，因为产品是生的，腐败微生物和大量存在成为病原菌的竞争菌，结果导致产品在它变得不安全以前，已经腐败变质，巴氏灭菌过程是非常温和的，导致产品还是生的，带有大量完整的腐败微生物。腐败微生物和冷藏条件对致病菌的生长形成了障碍。 有些巴氏灭菌系统用来处理液体产品，如奶和果汁，另一些是用来处理固体产品。有些是采用逐批处理，而有些是采用连续处理。 巴氏杀菌锅: 巴氏杀菌锅用于流体，特别是乳制品巴氏杀菌。是通过一个蒸汽通在夹层内壁之间的夹层锅对牛乳进行杀菌。牛乳上面液面上层必须加热以，确保一些牛乳的气泡得到充分杀菌。杀菌锅必须有搅拌装置，强制进行热的对流，这样可以确保全部牛乳的杀菌按规程进行。应采取各种特殊装置来确保夹层内不存在死角，比如出品阀，在这个区域里牛乳与空气分离而没有受到足够的热处理。 乳制品的巴氏杀菌 产 品 低温长时间 高温短时间 脱脂或全脂牛乳、干酪乳63?/30分钟 72?/15秒 清 浓缩脱脂牛乳、加甜味剂68?/30分钟 79?/25秒 和冰淇淋混合物的牛乳 奶油 74?/30分钟 85?/15秒 49 乳制品的巴氏杀菌过程被称做低温长时间过程，时间为30分钟，杀菌温度根据脂肪含量不同而从63?到74?。为了确保得到这个最低的杀菌过程，杀菌锅必须在液体牛乳中装有既能指示又能记录数值的温度计，而且在牛乳上面的空间要装指示式的温度计。这种杀菌锅盛放产品的容积有限，而且能耗较高。因此，多数制造液体产品的杀菌器都采用片式热交换器的连续式巴氏杀菌器。 牛乳是从原料贮存罐进入到杀菌工艺系统的，原料贮存罐的乳能保持液位平衡。平衡罐的位置必须低于整个系统，目的是为了一旦发生停电，所有原料乳能返回到平衡罐里，当这个系统恢复供电时重新进行杀菌。原料乳被一个小的提升泵从平衡罐里抽出，通常使用不会产生很大压力的离心泵。原料乳被送到片式热交换器的热回收段，在这个热回收段里原料乳从已经被杀菌过的牛乳中吸收热量。原料乳与已经消毒过的牛乳被一个薄薄的不锈钢片隔开。热的原料乳通过定时泵来传递，它是一个已经校准和密封的，以设定的流速来传送牛乳的泵。定时泵必须是一正排量泵，而且它可以当作均质器。定时泵使原料乳通过片式热交换器的热交换段，原料乳从不锈钢隔层另一侧的蒸汽或热水获得的热量。当原料就达到预设巴氏杀菌温度略高些时，原料乳就离开热交换段，进入到一个收集管里，这是一个连续不断朝上倾斜的管子。以预设的定时泵速度，让牛乳流过收集管管长，获得设定杀菌时间。在管子的末端牛乳的温度能自动测量。假如管子末端的温度计显示温度在巴氏杀菌温度之上时，就可以确定牛乳在规定的时间内已经经过巴氏杀菌了。收集管必须向上倾斜，目的是不让气泡形成。否则气泡就会限制管的直径，使流速加快，缩短杀菌过程。 除了指示温度计外，温度控制记录仪也能测量温度和记录温度，而且控制导流阀。假如温度维持在预先设定的最低温度或之上，这个阀门就一直打开。如果没达到最低温度，阀门就关上，迫使杀菌不彻底的牛乳返回到平衡罐里。导流阀的位置(开或关)自动记录在的温度记录纸上。 从定时泵出来的消毒乳仍然有压力，然后通过片式热交换器的热回收段，在这里消毒乳可以把一些热量传递给被不锈钢片隔开的原料乳，这些板式很薄且附着一些小乳。因此消毒乳通常必须处在比原料乳大的压力下，这样一些渗出物就以消毒乳一端流向原料乳的一端，通过在热交换器回收段原料乳段安置定时泵，这种压力差就有保证了。保证经过巴氏灭菌的消毒奶不会被原料乳污染。 位于热回收段的原料乳段调压泵必须相对比较小，而且当有足够的反压时泵就会打滑，象离心泵，这种方法不会产生更大的压力。如果使用调压泵，则必需在热回收部位原料乳侧的进口端和热回收部位消毒乳侧的出口端安置压力传感器和压力表，而且必须是消毒乳侧压力大于原料乳侧，假如不是这样的话，传感器必须促使调压泵关闭，定时泵失灵或导流阀关阀也必须同样迫使调压泵关闭。因为在这种情况下，在消毒乳侧就没有压力产生。 当牛乳离开片式热回收段，它就进入片式热交换器的冷却段，这里冷却水在板片的另一侧，它使牛乳冷却到贮存所需的温度。最后，牛乳流到消毒乳贮存罐里，这个系统的最高点必须存在空气敞开点，来保证消毒乳中有正压力。 50 还有其它几种适用于液体或半流体产品的巴氏杀菌器，管式热交换器、刮板式热交换器和喷射加热器，每种热交换器都有它们各自优点和缺点。管式热交换器，刮板式热交器和片式热交换器可以用作加热或冷却产品之用。 管式热交换器 在管式热交换器里，产品在夹层管子里流动，夹层内热水或蒸汽与产品逆流着。流速、管长、加热介质的温度和产品本身的特性是影响热传递的因素。这种热交换器通常用在调味乳制品、高粘度果汁等食品的巴氏杀菌，这些食品会污染片式热交换器。 刮板式热交换器 干酪酱、布丁、人造黄油和花生脂等高粘度的食品不用管式热交换器，而用刮板式热交换器。刮板式热交换也是由内管和外管组成。但内管中旋转刮板不停地扫刮管内壁，这种扫刮推进很快，均匀加热，使食品焦结程度减少到最低。除了刮板运动速度也能影响热传递效率外，其它控制因素与管式热交换器相似。 蒸汽直接喷射式巴氏杀菌器 这种杀菌方式是蒸汽直接喷射到产品上而提高它的温度，这种类型的加热方式必须根据由蒸汽带来的水量，不断调整，或用其它方法来除去所加入的水。 许多产品是在包装到容器内在水浴、水喷射或蒸汽环境中进行巴氏杀菌。例如，特选蟹肉罐头使用间歇式巴氏杀菌，它通常使用两个大的水槽，一个为了加热蟹肉罐头，另一个用于冷却蟹肉罐头用。 因为这种杀菌过程对杀灭,型肉毒梭菌和其它类型的腐败菌无效，而以食品在完成巴氏杀菌后要尽快地冷却到某一个温度之下，抑制,型肉毒梭菌和其它残存微生物的活动，盛冰水或冷却水的第二个罐就是为了达到这个目的。成品通常贮存在3?下或更低，目的是为了阻止,型肉毒梭菌芽胞再生长。 为正确地控制这个杀菌过程，需要在热水浴锅里安装有温度指示记录仪和一个计时器。这个系统与其它已经讨论过的系统不同的是控制水温而不是产品的温度。 重要一点是在每次杀菌结束时，至少应检查一至两个经过热水杀菌的罐头的中心温度。 连续巴氏杀菌系统: 连续式巴氏杀菌多用于许多最终包装容器产品的巴氏杀菌，例如醋、啤酒、果汁和酸化食品。在这个系统中，容器在一个连续的皮带上输送通过蒸汽和热水喷射逐渐加热，然后用水喷射冷却。其加工过程由传送带的速度来决定。这种控 51 制主要是对水喷射或蒸汽环境的温度进行控制，而不是产品温度。因此，很重要的一点就是确保水喷射器正常地工作，使容器得到足够的杀菌。 三、热保持 热保持一般是使食品温度在5?以下或60?以上保存。 热保持可用一个可以加热的盛水容器，使它产生蒸汽，来加热锅中的食物。当足够的蒸汽使食物的温度保持在60?以上时，致病菌的生长就得到了抑制。低于这个温度，致病菌就有可能繁殖，控制这个工序最好的办法是定时检测食品内部的温度。 虽然热常用于调味料在未与其他配料混合前的处理。温度的控制预煮一样。在某些情形下，对产品的安全性而言，保持合适的温度并不是一个关键控制点，例如调味料中的pH值或水活度并不在适合致病菌生长条件的范围内。 四、高压热力杀菌 最后一种热处理形式称之为高压杀菌或罐头杀菌。高压杀菌是一种相当厉害的加热过程，它的温度必须控制在沸点之上，一般121?左右，为了达到这个温度蒸汽或水应处在很高的大气压下面。因为每平方英寸15磅的压力下才能达到121?这个温度。 高压杀菌是在一个可以耐受很高压力的容器内进行，它的实质是一只压力锅或者高压锅。 高压杀菌的目的是生产商业无菌食品。这就是说成品中所有在正常非冷藏条件下贮藏能够生长的病原菌和非病原菌都已经被杀死。虽然高压杀菌的目的是使食品达到商业无菌，但是耐热的腐败性生微生物有可能存活下来。对加工者而言，与其说这是一个公共健康的问题，不如称其为一个经济问题。我们更关心用于控制致病菌在非冷藏条件下存活繁殖的最低热力杀菌。这种杀菌通常将肉毒梭菌A型的芽胞作为对象菌，因为它们是所有致病菌中最耐热的。 热处理只是整个过程的一半，另一半是包装。产品包装必须保证经过热处理的食品不再被污染。这种包装叫密封，在金属罐中称为卷封，在玻璃罐中称为盖，在塑料蒸煮袋中称为热熔封是密封的几个例子。 当产品装入容器并密封,下道工序就是高压杀菌，容器放入杀菌锅中，热介质就进入杀菌锅中，围绕在容器周围。 高压蒸汽是最常用的热介质，但同样可使用高压过热水，蒸汽和空气的混合气体，因为蒸汽是最常用的，在此就以它为例。 52 热能是由蒸汽传向容器，然后向产品传递。容器在蒸汽环境中保持预定的一段时间。然后，用水冷却。冷却可以是在杀菌锅中水淋，也可以把罐头从杀菌锅中移至冷却槽中，或者也可以通过空气冷却。 在杀菌中需要考虑的最重要的因素是;需要多少热量才能灭活在加工食品中的肉毒梭菌，这就需要进行耐热性试验;确定容器中冷点的加热速率??这被称为热穿透试验;同时，确定每一个罐头都与加热介质(蒸汽、水或蒸汽,空气)接触并在设计的温度之上??这称为热分布试验。 所有这些步骤都是杀菌公式制定中的组成部分。杀菌公式制定的第一步就是确定对象致病菌的耐热性。多年来科研人员对肉毒梭菌等致病菌已经进行了许多的研究。但是，食品本身可能影响致病菌的致死率，所以，对新的，或未经研究的产品进行额外的研究是有必要的。 热穿透试验研究仅适用在试验中已研究的条件。一些因素可以显著影响杀菌的致死率，影响热穿透的因素包括:初温，热介质，装入量，产品粘度，固、液 ，罐头在杀菌锅中的位置，真空比，产品准备的方式，块形、大小和摆放形式 包装产品的真空度和顶隙，容器的大小和形状，旋转式热处理产品中的顶隙。 初温或称IT:初温越低，罐头的加热越慢。 加热介质:蒸汽、水和蒸汽,空气以不同的速率向容器放热。 装入量:罐头中装入的产品多，可能会导致加热减慢，在某些情况(如加工火腿，整鸡等)产品必须与罐壁接触来进行良好的加热。 产品的粘度:产品的粘度越大，加热越慢，这是因为它降低产品对流的速度。固液比:同样原因，固体含量越高，产品加热速度越慢。 产品预处理的方法:经过预煮以后有些产品组织更紧密，降低了传热，经过预煮，另一些产品可以导致严重水解，同样降低了加热速度。块形，大小和摆放:块形越大，加热越慢，如果块的摆放、影响了对流，加热同样降低。容器在杀菌锅中的位置:对某些产品这同样会影响对流。真空和顶隙:在真空包装产品中，顶隙是在罐头顶部食品上方的空隙一降低无论是顶隙还是真空度，都将降低加热的速度。 罐头的形状和大小:罐头越大，加热越慢，特别对传导型的产品。罐头的形状同样可以影响对流。 旋转式热处理中的顶隙:顶隙越小，传热越慢，因为导致通过产品运动而旋转的顶隙球较小。 热穿透试验经常通过接种试验来确认。在这些研究中，一种比肉毒梭菌耐热性更强的非致病菌接种进罐头产品中，然后进行热处理。经保温试验观察其腐败的情况。 53 热力杀菌公式同样可以采用其他的科学方法来建立。有些产品需要特殊的方法来制定杀菌公式。 微生物控制的新技术 食品工业界在继续发展现有控制微生物控制方法的同时，正研究新技术以保证食品的微生物安全，同时也为消费者提供稍需加工或不需加工的高质量食品。这些年，辐照、高强度电子场、脉冲光、紫外线、高压加工和臭氧已作为消灭微生物的非加热方法。然而，在商业上运用这些技术仅在最近几年。尽管这些新技术以及其它方法看起来能达到预期结果，但通常也受到限制而不能应用于实际生产。因此在现有食品加工中采用上述新技术时，必须理解每个方法的优点、缺点和由那些要求。 一、辐照 , 伽玛射线 , 加速电子 , 辐射消毒(灭菌) , 针对性的辐射杀菌 , 有选择的辐射杀菌 辐照是消灭微生物的一种方法，通常是用来描述一个产品暴露在离子射线下的常用术语。 1(伽玛射线和加速电子射线 我们可能熟悉的一些普通形式的离子射线有,,射线，微波和紫外线，这些射线都已在食品中应用，但这部分我们将集中讨论两种其它形式的射线，伽玛射线和加速电子射线。这两种射线在消灭和减少食品中的微生物方面有着实际应用实例。 美国FDA已批准对猪肉、牛肉、禽肉、羊肉、香料、调味品进行辐照，也可以用于水果、蔬菜和谷物。有关食品辐照的要求在21CFR PART179可以查到。 每种技术都有自已的术语，辐照也不例外。KILOGRAY是个用于食品加工业中描述辐照量值的术语。 影响微生物抵抗辐照的一些因素包括: , 细菌的数量 54 , 细菌的类型 , 细菌的年龄 , 氧气的存在与否 , 食品的特征 数量是主要的，存在的微生物越多，就需越多的射线消灭它们。 一般而言: , 芽胞比繁殖体对辐照更有抵抗性。 , 革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对辐照更有抵抗性。 , 酵母比霉菌对辐照更有抵抗性。 , 微生物在生长期时对辐照更敏感。 , 生物体对辐照的敏感性在无氧时更大。 , 高蛋白食物和干燥食品能对微生物抵抗辐照提供更多的保护作用。 辐照过程必须科学地设计以保证用最少量的射线最理想的减少微生物。 2(辐射消毒(灭菌) 辐射消毒(灭菌)类似商业无菌。食品暴露在30,40千戈瑞之间的射线水平下被认为是商业无菌消毒。 暴露在2.5,10千戈瑞辐照水平将消除大部分食物的所有病原菌的繁殖体。这种辐照水平称为针对性辐射杀菌，类似于巴氏杀菌。 暴露在0.75,2.5千戈瑞辐照水平将消灭大部分食物中的腐败性微生物。这个过程称为有选择的辐射杀菌。 钴60或铯137 食品的商业辐射通常取决于伽玛射线和加速电子。伽玛射线辐照是用钴60或铯137作为射线源来进行的。 用钴60为辐照源的设备适合大批量产品的辐照，提供伽玛射线的钴棒，约有一支铅笔大，贮存在深约30英尺的去离子水的防护池的中心。钴辐照用10英尺厚的混凝土墙，且用一个系统复杂的锁和其他安全措施以保护员工们及防止 55 其他外界射线进来。自外运来的食品，送到周围暴露放射源料的固定位置。对暴露的食品射击线量值由对伽玛射线源暴露的单位部分的存放时间而定。 用铯为伽玛源的设备可以是小型的，含自我保护装置，而不需要外部防护。伽玛源的防护用钢作单元部分而组成的，这个单元被用来设计以处理一盘食品。当食品放在地上封闭的辐照源的房间里，带有铯的板会从地下室移上来在要处理食品的周围。 伽玛射线的优点在于伽玛射线事实上可以穿透所有材料并且能完成对厚的食品的辐照。 认可的辐照机构必须建立科学的伽玛射线辐照程序。 这是FDA法规的要求，21CFR PART139----食品生产、加工和处理的辐照。应严格按照确定的程序进行，且应仔细监控。关键控制点包括辐照暴露的时间，辐照源的定位和产品装运方式，钴60随时间衰变，要确定产品暴露时间必须计算这种辐照源衰变期。最后，必须正确处理对射线敏感的可见指示器具和剂量仪器，并作为公司质量保证 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的一部分。 伽玛射线系统也有不足之处。辐照不能直接用于存放在特定区域的已包装好的食品。这些系统设计用作连续操作且无法关掉辐照源。伽玛射线系统很贵且有辐照源的处理，安全和有关环境的问题。 3(电子束设备 用于电子束的设备通常不如伽玛射线设备应用广泛，他们适合处理单个的或小批量产品的辐照。电子束的优点是辐照能直接射向食品的具体区域----象种X射线仪-----以具体部位为目标。这种方法暴露在射线敏感区域的射线最少。当不用时，可以关掉电子束，且不存在处理有关危害废物的问题。 然而，象伽玛辐照过程一样，认可的辐照机构也必须确定电子束处理程序。必须确定关键处理参数并加以控制。这包括发射速度，电子束特征和产品装运方式。对关键控制的要求与伽玛辐照相似。 用电子束也有一些不足之处，穿透厚的产品受限，使该过程对许多类型的食品不适合。 一些食品由于会改变风味、结构或其他质量特征，既不能暴露在伽玛射线，也不能在电子束下。所需的营养成分的丢失也是个问题，尤其是维生素B对射1线非常敏感。辐照能导致射线副产品的产生，称为射线性化合物。这些副产品被认为是食品添加剂，必须评估其是否安全。 最后，食品使用辐照要求被辐照的食品通过标签或其它适当地标识说明经过辐照。 56 辐照杀死微生物的优缺点 优 点 缺 点 对所有类型微生物都有效 可能比其他现有技术更昂贵 可能对一些热敏感食品损坏可能引起食品的变化且必须被认可在产品 较少 上作食品添加剂 将延长产品的货架期 伽玛射线设备可能引起安全及环境问题 伽玛射线能穿透厚的材料，能电子束不能穿透厚的产品 处理大包装的产品 必须克服公众对辐照的认识 二、高强度脉冲光 , 由惰性气体灯产生的快速强光 , 百万分之一秒 , 通过近红外光谱的紫外 , 海平面日光强度的20000倍 高强度脉冲光涉及应用光的快速、强烈、放大后的闪光。脉冲光是运用工程技术产生的，通过在能量储存器中相对长时间(几分之一秒)的贮存而在短时间内(百万分之一或千分之一秒)的释放而积累电子能量得到多级能量的光。贮存的能量脉动惰性气体灯以产生强烈的闪光只持续几百微秒。根据产品选择灯的数量，闪光的形状及闪光的周期。脉冲光包含从紫外的200nm到近红外的1nm的波长，是海平面日光强度的20000倍，大多数脉冲光属可见光范围。由于脉冲光的波长太长，不能发生小分子的离子化。 其抗微生物的效果比非脉冲或连续波常规的紫外辐照明显要强。脉冲光用来消除细菌的繁殖体、细菌的芽胞、真菌分生孢子和其它生物，具有相同效果。这使脉冲光技术适用于细菌污染的食品和水的处理。脉冲光和穿透性紫外线一样，能穿透食品和包装材料。这使处理透明食品，例如水及通过透明包装材料的食品成为可能。另外，破坏微生物的脉冲光可使那些能导致食品变质的酶失活。 57 2 脉冲光处理的强度是根据积分通量或单位面积的光能量，焦尔(J)/cm来2测量。1焦尔少于1/4卡路里，4焦尔的能量能使1克的水温度升高1?。0.5J/cm5的一次闪光已经表明能消灭每平方厘米中10个细菌的繁殖体、细菌芽胞、真菌279分生孢子。已证明每次1J/cm闪光的多脉冲可使细菌减少10---10。 由纯脉冲技术公司，如加里福尼亚州的SanDiego将他们的脉冲光技术(纯光)向FDA提供资料，将脉冲光为辐照源用于食品添加剂生产，加工和处理。脉冲光的使用在21CFR PART 179.14中有说明，并且在以下条件允许应用脉冲光: (a)射线源由设计好的氙灯组成发射多级射线，波长为200到1100nm，且脉冲周期不长于2毫秒(千分之一秒); (b)用来控制表面微生物; (c)脉冲光处理的食品应在达到预期技术效果下经最低处理; , (d)总的累积处理量应不超过12.0J/cm。 根据提供给FDA食品添加剂申请资料，表明在具体条件下的应用脉冲光不会引起食品或被处理的微生物发生有害的化学变化。处理的食品不会导致营养价值的显著减少。 高压脉冲光消灭微生物的优缺点 优 点 缺 点 对所有类型微生物都有影响 只能用于表面处理。光穿透才有效 能通过透明包装材料处理产品 必须在光源处保护员工 在处理产品中不会升温 设备最初投资可能高 不仅能用于处理产品而且可以处设备操作必须密切监控以确保应用正 理加工用水 确的处理 能用于表面处理大量种类产品 抑制酶活力 为了确保达到理想的杀菌效果，在生产期间必须监控灯光(FLUENCE)与灯束(CURRENT)，用硅光电二极管以测量闪光灯打开时光的紫外线强度来监控灯光。输出减少表明灯已快结束它的使用寿命。每次闪光时监控灯束。如果比预先设置电流高或低的显著偏离可能意味着灯或电容的问题。正常设计的系统用来监控设备的操作，如检出异常，应中断操作。 三、高强度脉冲电子场 58 , 应用于食品的高电压 , 应用在短时电击中的电压 , 在冰点或室温中处理食品 , 最适合于灌注食品 , 破坏微生物的细胞壁 高强度脉冲电子场(PEF):包含应用将食品置于两个电极间高压的短时电击。高压要求过程通过建立一个蓄电器贮存电能，然后释放来实现。在入口周围或冷库存温度下进行处理，不超过1秒，且因为食物加热而失去的能量最少。这个过程更适合于灌制食品。决定微生物失活是因为电子场而不是产品的电解或欧姆、电阻加热。 目前研究表明PEF技术能破坏微生物的细胞壁。整个过程不会导致食品中的化学或物理变化特征发生变化。加工过程条件由食品特性决定。对任何一种食品 )(千伏每厘米)，PEF条件由以下各可变参数决定，其包括电子场峰强度(KV/cm脉冲周期(微秒)，脉冲数量，最初温度，最高处理温度，有关微生物种类和微生物接种。在处理中加工温度的增加看来能加大微生物的死亡。 PEF对生长的致病菌和腐败的有机体最有效，但消灭孢子要求用高电压长时间处理。研究表明PEF有助于延长对罐制的货架寿命稳定的酸性巴氏杀菌食品和要求用巴氏杀菌的冰箱食品的货架期。 在食品中杀灭微生物的高强度脉冲电子场已在世界许多国家开始研究。在美国领先的工业公司之一，纯脉冲技术公司，如加里弗尼亚的San Diego已提交资料给FDA以支持他们用PEF对液体及灌制食品进行微生物处理。FDA审查过这份资料以后，决定食品添加剂法规不需要PEF，只要遵守良好的操作 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的要求。用高强度脉冲电子场处理任何食品中未发现有品质的变化。 选择的液体食品的PEF加工条件 食 品 浓缩苹果新鲜苹果生的脱脂牛搅碎的绿豆汤 汁 汁 奶 蛋 电子场(KV/cm) 50 50 40 35 35 脉冲同期 2 2 2 2 2 脉冲数量 10 16 20 10 32 最初温度(?) 8.5 8.5 10.0 8.5 22.0 59 最高处理温度45 45 50 45 53 (? 贮存温度(?) 22--25 4--6 4—6 4--6 4--6 货架寿命(天) 28 21 14 28 10 从1995年12月食品技术用高强度脉冲电子场进行巴氏杀菌。 在食品中运用高强度电子场杀灭微生物，还需要经过对不同产品做进一步的研究。应考虑有关微生物种类、原料带菌情况、待处理产品的特性、产品的储存运输处理条件和最佳消费状态多方面因素。建立在科学研究基础上的具体实施条件将是整个过程的关键因素。 高强度脉冲电子场杀灭微生物的优缺点 优 点 缺 点 消灭大量致病菌和腐败有机体 对孢子需要高剂量和长时间 产品中有轻微的温度升高 只能用于液体或灌制食品 与热处理比较可能价格较低 同时只能用于货架稳定酸性食品和冰 箱食品 产品没有变化，维生素和酶无损失 必须对每一种具体的产品设计过程 四、紫外线 , 空气和表面消毒 , 液体的巴氏消毒 紫外线是一些食品在巴氏消毒水平上的另一种过程，许多年来把紫外线用作空气和表面消毒。 根据波长可基本分为三种形式的紫外线:长波、中波和短波。所有紫外线波长都比可见光短且不能被人看见。紫外光是于253.7nm范围内的紫外灯产生的。 为了使紫外线杀死细菌和其他微生物，他们必须接触到微生物体上，且每种微生物体必须吸收足够数量的能量以被杀死。使微生物失活必需的剂量是由时间和强度来决定。 60 近来，用紫外线进行巴氏消毒透明液体的过程已经发展了。这个过程包括灌输液体薄膜在预定的速率下通过紫外光，在这个过程中发现显著地减少了液体的生物运载量。 对天然的紫外光、流速、混浊度、产品性质和灯输出需要连续监控。 对其他系统有一些要求:紫外光必须穿透进入产品。这就是为什么该过程被限制用于透明液体。 紫外光杀菌的优缺点 优 缺 点 点 系只能用于透明液体薄膜的表面面统 统_____________________________________________________________________________________________ 价 格 比 其 他 低 五、高压加工 , 置于压力为65-80磅下的食品 , 在软包装内食品 , 无菌包装的灌制可能产生压力 , 改变结构和细胞壁的通透性 早在19世纪未和20世纪初美国人像Hitt(1899)和Bridgman(1914)就对保鲜食品的压力过程进行了研究，直到1985年前后才引起食品、制药和生物工业的关注。高压加工(,,,)近来在食品灌装和生物技术工业上引起人们极大的关注。在HHP技术的应用方面，日本处于领先地位，并生产出果酱、果冻、水果汁和酸乳酪。 食物的高压加工要求65-80磅的压力。它要求非常特殊的设备。如果食物被包装软或半软包装内，放在装满水的容器内于高压下,,,,分钟的时间。一些食品如桔子汁可能在压力室内批处理，然后无菌灌装预先消毒的包装内。 61 高压过程可能引起食品的一些变化包括组织内部的变化，高压导致蛋白质凝胶化、由于细胞壁破裂，酶活动可能增强，高压加工本身对食品腐败有机体没有影响。整个水果或蔬菜可能通过机械压缩而变形，形成难以描述的水果和蔬菜，如果汁、果酱、果丁、果片和混合食品。 微生物对高压敏感。高压加工必须考虑微生物的种类、产品特性、理想的过程(巴氏杀菌或商业消毒)和产品销售方式。杀灭微生物主要是由结构变化和细胞壁破裂而引起的。 研究表明在65-80磅的高压加工对生长的细菌、酵母和霉菌是非常有效，且产品的水分活度接近于,。但芽胞对高压不会失活，而要另外加热或其他一些作用以达杀死的高水平。 高压杀死微生物的优缺点 优 点 缺 点 处理过程中不加热，食物保持新鲜 酶活力可能增加 过程能应用在最终包装的产品 可引起蛋白质凝胶、注释及膨胀 对液体食品过程能作为无菌过程的一部引起食物组织内变化 分被应用 酶活力可以停止 设备的初装费高额 细菌的孢子、霉菌和酵母可能要求 不同高压须消灭时间长 六、欧姆加热 , 加热通过产品自我传导 , 应用于产品的交流电 , 穿透的深度无限制 , 在产品中无大的热梯度 , 由产品的传导性及加热的剩余时间控制的加热 , 加热杀死微生物 欧姆加热和无菌微粒处理继续使用测试热处理致死微生物体的方法的时间，同时用加热产品的新方法和过程决定以保证热处理传递给产品。 62 通常用的微波加热，电能转化成热能。然而不象微波加热穿透的深度是完全无限制且加热的程度由通过产品的电传导的空间一致性及产品在加热皿中的抗热时间控制。由于大多数实际的目的产品在加热时没有经历大的温度梯度且液体与颗粒同时被加热。 欧姆加热最适合无菌包装产品。用于处理和包装其它灭菌产品的设备能用作处理欧姆加热产品。欧姆无菌系统与其它任何一种无菌系统主要不同是加热的方法。 由于欧姆加热运用食品的耐力及商业电流以加热食物有好于通常加热系统的优点，包括:加热表面不燃烧，加热期间产品不许搅动，液体载体不需过分加热以加热颗粒和颗粒受热均匀。 欧姆加热依靠产品电传导。但欧姆加热将不能直接加热脂肪，油、酒精、骨或晶体结构如冰。 欧姆加热用于热杀死微生物的控制与其他热处理过程相似。然而在设计欧姆加热过程时，许多方面必须引起重视，产品具体的耐电性及它随温度的变化必须在过程的商业应用期间被决定和控制。产品的流速对产品的加热是关键，在欧姆加热器中产的速成率和加热周期是主要的困素。如果产品在加热器中变化状态(从液体到固体或液体到气体)产品中可能产生弧光。由于这些原因对大多数应用必须数设计考虑具体产品成功的杀灭微生物的食品欧姆过程要求在欧姆过程上的严格控制。应该由有知识经验的人建立操作程序，应该保持严格的控制在:产品配方、流速、在试管中的产品温度和发现对过程是关键的其它任何因素。 然而欧姆加热对那些希望生产高体积、高价值、低酸、货架稳定的包含颗粒的产品，及生产只要求巴氏杀菌过程的酸性和冷藏食品应提供承诺。 欧姆加热的优缺点 优 点 缺 点 消毒颗粒直径在1寸以上 过程依靠产品的传导性对产品加热 对颗粒机械损伤最小 不能用于脂肪、油、酒精、骨或冰 颗粒的统一加热 产品配方必须仔细控制以控制电阻 避免运载流的过分处理 生产设备设计用于具体产品 能处理80%以上的固体 对颗粒低酸货架移是食品的处理难于 设计和记录 设备污染最小在产品加热中天热传移一些食物可能要求热或化学的再处理至表面 过程以上开始或改变传导性 63 减少营养色泽和风味的损失 必须控制产品流速和温度以保证杀死 微生物 七、臭氧 , 杀菌剂 , 加工和处理 臭氧作为杀菌剂的使用并不新鲜了。在加工水中用臭氧杀死微生物，例如蔬菜加工者。这种处理允许加工水重复使用而不是倒掉。在美国和其他国家这种方法处理饮用水也有多年。臭氧另一个优点，不象氯，在处理的水中无毒性残留。 臭氧也用在封闭区域中的表面处理，如冰箱。它可以减少或消灭包括冰箱表面和内部存放产品表面的霉菌。臭氧作为氯的替代物有潜在的用途。这是更强的消毒剂，能杀死大量不同的微生物体，潜在用途之一是消毒新鲜的水果和蔬菜。臭氧用来消毒新鲜水果和蔬菜尚未被FDA认可。 由臭氧杀死微生物 优 点 缺 点 能用于杀灭水中致病菌 未被FDA认可 水中无毒性残留 对大范围的生物体有效 能用于冰箱和内存放产品的表面消毒 剂 良好操作规范 通过加工控制可确保食品安全，加工控制就是控制食品在加工设施和车间内的流程。 但加工控制必须符合必备的程序，建立在一定的基础上。这包括:卫生、良好操作规范(GMP)、培训、产品回收程序和设备维修保养计划等。这里重点讲卫生和良好操作规范。 64 确保食品在卫生状态下加工最重要的是卫生操作，包括八个方面，适用于所有食品种类的零售商、批发商、仓库和生产操作。下面分别说明卫生操作的八个方面: 一、水的安全 水的安全是直接与食品或食品接触表面接触或用于生产的冰和水质和水处理，包括防止饮用水和非饮用水系统的交叉污染。 食品加工者必须在适宜的温度下能保证足够的饮用水资源。关于井水，各级政府多有相应的要求，如认可了水井的构造和定期检查大肠菌群总数和其它影响水质的成份。井口必须远离水井以促进适宜的排水，应密封以禁止污水的进入。 水泵设计必须合理，防止虹吸, 使废水和污水倒流入上水管造成交叉污染。在检查时，要沿上水管道和废水管道进行检查，判定是否造成交叉污染。 加工操作中易造成交叉污染的关键区域包括: 水龙头:需要典型的一个真空中断器或其它禁止回流装置以避免产生负压情况。当在水管中排出空气后产生负压，由通常的正压改变至负压力。所以，如果水管中浸满水，而水管没有防止回流装置保护，脏水在地面上或槽中可能被吸入饮用水中。 清洗/解冻/漂洗槽:水不应进入低于水边缘的槽中。再者，如果是负压状况，清洗用水可能有吸入饮用水供应系统。在这些情况中，在进水管和槽边缘之间必须有两倍于进水管直径的间隙以防止虹吸。 当冰与食品或食品接触表面相接触，生产和储藏必须卫生。食品及不卫生的物品不能同存于冰中。制冰机内应经常检验以保证清洁，不存在交叉污染。 二、食品接触表面的状况及清洁 食品接触表面的装况及清洁包括设计、工艺、原料、维护、清洁和卫生，以及手套和衣服。 食品接触表面在使用中断时，在预备加工之前需要清洁，为了安全必要时进行消毒。要注意此时的关键是必须首先清洁，然后再消毒。 食品卫生检查者为判断是否清洁时，需要察看难清洗的区域和产品残渣可能出现的地方，如加工台下或操作台的排水管内等产品残渣聚集、微生物繁殖的地方。 食品接触表面设备的设计和安装应易于清洁，这在卫生中极为重要。设计的设备应无粗糙焊缝、破裂或凹陷，防止细菌免于清洁或接触到消毒剂。在不同表面连接处应具有平滑的过渡区。设计时要考虑到设备的所有部件，从外到里要求一致。 65 另外，如果设备设计得很好，但实用性差，经过刮擦而造成坑洼不平以致于难以充分清洗，这种设备应修理或重新设计安装。 食品接触表面的设备必须用适宜的材料制作，如木头这种为多孔状、难于清洗的材料不能用做为食品接触表面。食品接触表面是食品可与之接触的任意表面，如食品与墙壁相接触，那么这堵墙是一个产品接触表面，设计、维护和清洁应符合同样的要求。 其它产品接触表面还包括加工人员接触其他污染物而未经清洁和消毒的手，然后接触食品的。这些污染物如不能充分清洗和消毒的降温设施和休息室的门把、垃圾箱和原材料包装。 手套也是食品接触表面，需要由一种适宜的材料制成并维持在一种合适状 清态。手套解决不了关系到产品的卫生状况，它们能传播细菌。手套和手一样,洁和消毒同等重要，但比手更易于清洁。若手套维护不适当，有破洞，也成为产品的污染源。 不使用时，手套的贮存也是一个问题，必须贮藏于不被污染的地方。处理即食产品禁止使用手套，因为可能会导致产品的二次污染。 如使用手套的话，应有清洁和消毒的程序。加工厂也应提供清洁加工人员的外衣，大街上穿的衣物不能与食品接触。 三、防止交叉污染 防止交叉污染涉及到厂房的设计，人员的卫生操作规范，原料和熟食产品的物理性隔离等。 1(人员卫生: 手进行适宜的清洗和消毒能防止污染。清洗手的目的是去除感官存在的物质和可传播的细菌，所以消毒能有效地减少和消灭细菌。但如果人员戴着珠宝或其物品，手的清洗和消毒将不可能有效。感官上存在的物质藏于皮肤和珠宝或戒指之间——是导致微生物迅速增长的理想部位，当然也是污染源。 个人物品也能导致污染并需要远离生产区来存放。因其能从加工厂外带来污物和细菌。存放个人物品的设备不必是精心制作，可以左翼携带锁的小柜，但也要远离生产区域。 在加工区域内不能进行吃、喝或抽烟，这是食品卫生的基本要求。手经常触摸鼻子，鼻子内贮藏大约50%的传染性金黄色葡萄球菌。 皮肤污染也是一个要点。肘、胳膊或其它裸露皮肤表面不应与食品或加工中食品的表面相接触。 2(物理隔离: 66 防止交叉污染的另一种方式是为加工操作提供必要的场所。所以生产出口食品的加工厂在建造以前要向当地检验检疫机构进行咨询，反复查看加工厂草图。生产空间总体上根据生产线的情况而定。 食品原料和成品的生产和储藏中必须加以隔离防止交叉污染。如在生熟蟹肉或储藏原料肉和成品肉之间相接触就可能发生交叉污染。 3(人员操作: 人员操作过程也能导致产品污染。当人员处理非食品的表面后未清洗和消毒手就处理食品时就易发生污染。 食品加工的表面必须维持在一种清洁和卫生的情况，包括保证食品接触表面不被污染，如把接触过地面的货箱或原材料包装袋放置到干净的台表面上，或从地面或其它加工设备区域的水流到食品加工的表面而污染。 四、手的清洗、消毒和厕所设备的维持 本部分包括废水的适宜处理系统，应符合有关法规的要求。卫生检查验员应能找出废水处理系统可能存在的问题。 未经认可的废水处理体系可导致公共卫生问题，因为污水是一个直接传染源。当使用生物处理系统时，必须为封闭型并且排水区域不能开向周围环境，包括池塘、湖和港湾。 厕所设施必须能充分通风，禁止虫害进入，并远离食品生产区域。化粪池可作为废水处理的有效方式，但要远离工厂，距离近就可能成为污物来源。 厕所应进出方便、卫生和良好维护，具有自动关闭、不能开向加工区的门，这主要是关注通过空气传播的病原体进入两个区域。卫生检查时应包括工厂的每个厕所。许多厕所不正常，使污物污染地面。如果厕所周围的密封不严，人员的鞋可能沾上污物并将其带入加工区域。 手的清洗和消毒设施位置应合理，使用时很方便，但不应构成产品污染的风险。手的清洗和消毒设施包括冷热混合水、皂液和一次性纸巾干手或其它适宜干手方式如热空气。手的清洗和消毒设施合理，防止二次污染。膝动式、自动式或脚踏式开的水龙头较为理想。卫生检查时应该包括检查部分的手的清洗和消毒设施以保证处于适宜状态。 操作台上使用消毒液较为常见。当操作人员弄脏时，用消毒剂进行消毒手或设备以保证减少微生物数量。但要确保最佳的消毒效果，这种办法也不是十分有效。因为手和设备带有有机物质，使消毒剂不能发挥作用。 五、防止污染物的混入 六、有毒化学物质的使用、标识和保存 67 这两个方面包括防止通过润滑剂、燃料、杀虫剂、清洁化合物、消毒剂、冷凝剂和其它物质，造成生物、化学和物理污染。如: 1(水滴和冷凝水:水滴和冷凝水能污染产品，需要加以防护。蒸汽环境特别难于控制，在冷凝器中的蒸发盘上形成的冷凝水确实是一个问题，产品贮藏于其下且考虑到冷凝水滴，李斯特菌就经常存在这种环境下。 2(通风:通风常用于减少冷凝水和不良气味的形成。然而，确保通风良好时要考虑到不会产生其它问题，如将冷凝水吹入产品中或吹动灰尘及其它污染物进入产品中。 3(照明:照明由于玻璃可能破碎成为食品生产的污染，所以照明灯泡必须加以防护。 4(有毒物质的贮存:食品加工厂有时需要特定的有毒物质，如:清洁剂;实验室化学品;设备维护的物质;食品加工中需要的食品添加剂。但，必须采取一切措施对这些物质进行适宜的标识，并远离加工区域，贮藏于单独的场所。如果可能的话，清洁剂和其它有毒有害物质应贮藏于带锁的场所内，只有那些经过培训的人员才能进入。 七、人员健康情况 本部分涉及到加工人员可能有疾病、伤口或其它症候成为微生物污染来源。加工企业应有规定，使这些问题的加工人员离开食品生产和相关区域。 八、害虫的控制 啮齿动物，鸟和昆虫等害虫带有某些感染人的病原体，所以必须加以控制保证食品和加工区域的卫生。 控制害虫主要措施是减少害虫的滋生地，如废墟、不用的设备、产品废物和未除的草。窗、门和其它出入口，如天窗、下水道和管道周围的缝隙要在加工区域内予以关闭、封住或保护(如加窗帘)，以防止虫子、鸟、动物或其它害虫进入加工厂。安全有效地控制害虫必须由厂外开始，去除堆积的垃圾和其他食品废物。 家养动物，如用于防鼠的猫和用于看门的狗或宠物不允许进入食品生产和贮存区域，这些动物可引起的食品污染，与害虫的危害一样。 一般而言，符合良好操作规范和卫生要求是食品安全生产的基础。下列表格列出了卫生操作的八个方面与美国FDA 21CFR 110良好操作规范的比较，供参考。 卫生操作的八个方面与良好操作规范 八个卫生方面 110部分的相应要求 68 (1).水的安全 .37(a);80(a)和(b)(16):加工用水的安全和充分的卫生质 量;用于清洗、漂洗或传送用水的安全和充分的卫生质量; 制冰用水的安全和充分的卫生质量 ----------------------- .37(b)(5):在污水或废水及加工用水之间无交叉接触. (2).食品接触表面的状况及清.40(a)和(b):食品接触表面设计、制作、维护和安装要能洁 够充分地清洁并经受使用和清洁化合物的环境;光滑的衔 接口。 .35(d)(2);80(b)(1)和(b)(10)和(b)13(ii): 为控制微生物,在使用之前、中断之后，清洗和消毒都是必 要的。 ----------------------------------------- (3)防止交叉污染 .10(b)和(b)(2)和(b)(3)和(b)(4)和(b)(7)和(b)(8)和 (b)(9);80(b)(6)和(b)(13)(V):食品处理者按照卫生规范 以防止污染;维护充分的个人清洁;如有必要,在开始工作 之前、从工作台下来之后及受到污染时，要洗手;必要的 预防以保护不受微生物的污染;采取有效的方式以防止由 于原料、其它成份、废物的污染; (4)手清洗消毒和厕所设备的.37(e)和(e)(1)-(4):在适宜处应设有手清洗和消毒设备，维持 有效的手清洗和消毒设备;适宜的水温;提供卫生手巾或合 适的干手设备;设计以预防再污染 ————————————————————— .37(c)和(d):充分的污水处理体系;充分良好的厕所设备; 维持在卫生的状态;自动关闭的门;保护食品免于自生污染 (5)防止污染物的混入 .40(a);80和(a)(5)和(a)(7)和(b)(50和(b)(7)和 (b)(10)和(b)(12)和(b)(13);.93:设备的设计、构筑和使 用排除带有润滑剂、燃料、金属碎片、污水或其它污染物 的食品掺杂物;所有的合理的方式以确保生产方式不会导 致污染;控制原材料以防止污染;现场工作处理以防止污 染;设备要保护食品免于污染;机械操作步骤要保护食品 免于污染;电池、面包屑、调料和衣着等不能带来污染; 供应、装配、包装和其它操作使食品免于污染;贮藏和运 输要保护食品免受污染---- .20(b)(2);80(b)(10)和(b)(12)(iv):来自设备、输送管和 69 水管的水滴不能污染食品、食品接触表面或包装材料;充分 的物理保护使食品免于由于水滴排出或滴入食品可能出现 的污染---------- .40(g):压缩空气或其它气体也可用于禁止食品污染 (6)有毒化学物质的使用、标识.35(b)(2)和(c):有毒清洁化合物、消毒剂和杀虫剂以一各和储存 保护食品、仪器接触表面和包装材料不受污染的方式标明、 控制和贮藏;遵照所有相关其使用的规则;杀虫剂只有当 食品、食品接触表面和包装材料免于污染时才能使用 (7)人员的健康状况 .10(a):有疾病或有损伤或存在其它微生物污染源可能对 食品、食品接触表面或包装材料产生污染的的食品处理者 应远离此类操作 (8)害虫的控制 .35(c):在食品加工厂的任何区域不应出现害虫. 清洗和消毒 清洗就是把工厂和加工设备的污物去掉。“污物”确切地说是存于食品接触表面为细菌生长所需的营养物质，包括脂肪、碳水化合物、蛋白质和矿物质。消毒是在清洗之后，用消毒剂破坏微生物的繁殖体，，进而减少其它微生物的数量。但要切记设备未经“清洗”，消毒剂时不能发挥作用的。 一般而言，有两种清洁方式，即人工和现场清洁(CLEAN-IN PLACE)。人工清洁不只是意味着一把刷子和水桶，包括选择正确的清洁器材和适用机械清洁方式以去除食品接触表面的污物，还包括发泡剂等。没有合适的清洗设备，只用刷子和人工很难清洗许多加工设备。 现场清洁体系是通过使用循环清洁管子和设备进行清洗和消毒的方式。设备不能轻易拆开，但现场清洗要确实。在使用清洁设备之前，必须去掉食品碎屑，否则就会降低清洁的有效性。 要去除污物，必须具有充分的水源供应。理想的水源供应是无微生物、中性pH值和低矿物成份。一些加工厂可能必须对水加以处理才能使水质达到要求。清洗消毒用水最好包括热水和冷水，而且压力较大。对人工清洗来说，热水的温度应最低82?或更高。然而需要注意的是当温度超过50?可能导致一些蛋白质和其它污物变性而粘到在要清洁的表面。水温合适有助清洁剂去除脂肪、碳水化合物、蛋白质和矿物质。清洗每种污物对清洁剂的有效性都是挑战，清洗的对象不同，用的清洗剂不同。 碱/氯碱:脂肪、蛋白质、碳水化合物 酸:矿物质 70 清洁剂在清洁中有几种辅助功能。一些是降低水的硬度，另外可以结合水中的金属离子，增加湿度能力，或乳化脂肪。例如，使用碱或氯碱清洁剂以去除脂肪、蛋白质和碳水化合物，用酸性清洁剂以可降低矿物质等等。重要的是，查看标签说明并验证此清洁剂是去除污物的。 清洁程序: 清洗 冲洗 消毒 三个间隔的洗涤槽用于清洗、冲洗和消毒。第一个洗涤槽用于清洗设备，是清洁剂使用之处。清洁剂的作用是松散并去除固态物体和微生物。为达到清洁剂的全部效果，使用机械清洁也是很重要的。第二个洗涤槽装满清水，用于冲洗清洁剂和那些被清洁剂松散的固态物体，其影响消毒效果。第三个洗涤槽是用于消毒的。 消毒方式: 化学剂 加热 辐射 基本上有三种方式来消毒:化学剂;加热;或辐射。因为辐射在加工厂环境下对于设备消毒不现实，只有加热和化学剂消毒是可讨论的。 化学消毒方式是最普遍的消毒方式。有四种:氯、碘、季铵和酸。氯是最普遍的，但碘、季铵或四价化合物及酸也常用。能影响消毒剂作用的因素包括时间、pH值、温度和水的硬度。 对pH值，一般说消毒剂的有效性随pH的增加而增长。除了四价化合物，对碘、氯和酸性消毒剂来说，对所有的消毒方式，温度越高，消毒就越有效。在较高的温度下氯和碘作为气体开始由消毒剂解决方式脱离出去。加热能加速化学反应，降低表面张力。 每一种消毒剂最低有效性是不同的，可根据说明使用。 氯是最广泛使用的消毒剂。氯在下列接触时间和水温时最有效。 49?或更高:25ppm氯的接触时间为10秒。 37.7?和49?之间，50ppm氯需7秒钟。 71 37.7?以下:100ppm氯需10秒钟。 碱性高的水(指pH10.0以上)这些数值有的可能改变。 碘要求12.5ppm浓度溶液要有效条件为最低24?水温和30秒的接触时间。 季铵要求150-400ppm的溶液有效条件为最低24?的水温和30秒的接触时间。水的硬度可能影响四价化合物的消毒剂。在使用此消毒液之前应知道水的硬度。 最低溶液浓度 最低温度 最少接触时间 氯25ppm 49? 10秒 氯50ppm 37.7? 7秒 氯100ppm 12.7? 10秒 碘12.5ppm 24? 30秒 季铵150-400ppm 24? 30秒 摘自1997年食品法典，下列标准也适用。 上述介绍:碱溶液的pH值为10或更低，碘的pH值为5或更低。加工者应按照消毒液的说明书进行使用。 每一种化学消毒剂都有利之处和缺点。例如碱，价钱便宜且对所有病原体繁殖体有效;不利一面是它容易被固态物体钝化能腐蚀设备。在高温下不稳定，能转换为气体自消毒溶液中排出。 碘在很大的温度范围内是有效的，不刺激皮肤，且溶液的浓度由其颜色显示。然而，它能使白墙褪色，在高温下不稳定，易腐蚀，也比碱性消毒剂更贵。 四价化合物(季铵)即使有较大的物质存在也也有消毒效果，能与清洁剂合用。但它们对革兰氏阴性的病原体无效，如在水产品加工设备常发现，在硬水中消毒效果减弱。 酸性消毒剂是非腐蚀性的，对病原体繁殖体有效。然而，要求较长的接触时间，并在高于3.0的pH值时可能无效。 化学剂 优 点 缺 点 氯 不昂贵 被有机物灭活 杀死任何类型的微生物繁殖体 有些腐蚀作用 72 通常不要求漂洗 在高温下不稳定 碘 不昂贵 可能使白墙着色 浓度可据颜色而定 在高温下腐蚀 在宽的温度范围内有效 与氯相比要求漂洗更昂贵 对皮肤无影响 在高温下不稳定 季胺化合物 对有机物有抵抗性 硬水可降低其效果 能与清洁剂混合 在应用后有一些残留效应 酸 无腐蚀作用 要求长的接触时间 杀死繁殖体 在pH3.0以上可能失效 清洁剂药力应经常检查，由于其浓度发生了变化。最通常使用的测试方法是检测颜色变化的试纸，它可以通过与标准色比较提供清洁剂的浓度水平。不同类型的试纸必须用于每一类型的清洁剂，清洁剂必须与试纸相匹配。 热清洁剂:湿热和干热都可用作工厂的有效清洁剂。如果用于加热，加热最低浓度和暴露时间必须对清洁有效。例如:如果用蒸汽，最低温度应为93? 5分钟，但如果用水，温度根据应用必须至少76.6? 5-20分钟。如果用干热，最低温度是82?20分钟。 清洁剂加热 介质 温度 时间 蒸汽 93? 5分钟 水 76.6? 5—20分钟 干热 82? 20分钟 热水通常用作清洁剂，尤其在食品服务操作中，象洗碗机、大型操作用大型多层箱输送清洗机器。输送带把盘子通过清洗、漂洗、消毒箱，在清洗步骤中用热水。适宜的清洗意味着被消毒的器具温度至少要加热到71?，在器具中建立的加热一部分要通过65.5?左右的清洗和漂洗喷雾。 通常，进入消毒喷雾机的水必须至少82?，固定的架子除外，单个温度机械上最低清洗温度为74?，使器具的温度升到65.5?或更高。 73 另一个重要因素是喷雾的压力，太大的压力，使水滴雾化而导致其到达器具之前冷却太快。另一方面太小的压力可能导致形不成喷雾，通常每平方英尺15-25磅的压力工作最好。 清洁频率 对不同类型的设备清洁频率是不同的。例如，切板必须每四小时被清洗消毒，在细菌能繁殖到危险水平之前必须去除它们。切板也需在不同用途时被清洁以避免交叉污染。例如，如果切板首先用于生的产品，那么在它们用在蒸煮的即食产品时，必须被清洗和消毒，为防止交叉污染，锅、盘和其他处理食品的设备，其含有生的产品或含有蒸煮的产品，在再次使用它们之前，必须清洗和消毒。 交叉污染也能发生在不同的生的食品之间。例如，在切板上切生的禽肉后，在切生的牛肉之前必须清洗和消毒。那是因为可能蒸煮牛肉的温度比必须杀灭来自鸡上的额外污染更低的缘故。 四小时的规定不一定能用在各种情况。例如，在预冷间的设备，不需经常清洗。一天一次就可以，因为细菌在较冷的温度下生长的慢。 清洁和消毒设备的贮藏也很重要。必须贮藏干燥的地方，避免再污染。 泡沫清洁用于清洗不能移到清洗槽的大型设备。泡沫清洗剂，含有清洁剂，用于来自“喷雾枪”的低压下。泡沫粘在设备表面而使灰尘疏松，当泡沫设备被漂洗后会去除清洁剂和灰尘。在一些情况下消毒喷雾可以用作漂洗。 CIP清洁:CIP也用于清洁消毒具有装配钳、焊接管道、运输槽和单一种类贮存槽的管道。CIP体系清洗的焊接过的管道和大容积的槽由设备制造商、食品产业确定。然而设备需以一种可提供检查的方式构筑。CIP体系设计得使化学清洁剂溶液、清水和消毒剂在所有的食品接触表面循环。最低流速是大约5英尺/秒，设备的一些零件、阀门和必须从设备上定期的卸下并清洗。 CIP清洗的一个好的实例是牛奶的巴氏杀菌体系。管道及用于推动在这些体系中的清水、清洗和消毒溶液的附加阀门必须重新安置。在连接之后，设备应浸入大约49?的高温水浴。浸泡持续到用于冲洗的水在流水线的终端变得清晰。然后，清洁剂在预先调好的时间和温度下循环使用以确保污物的清除。清洁剂之后用清水，有时也以酸性溶液代替，酸性溶液是去除形成的水垢。酸性溶液之后再用清水冲洗。在冲洗之后，是消毒体系。我们所提到的任意的消毒剂都可使用。多数加工厂使用82?或以上的热水，其循环使用5分钟。另一通常的用于CIP体系的消毒方式是蒸汽，主要用于奶业加工厂，最低需要15分钟，而水滴的温度应达到76.6? 74 无菌取样技术 本单元讲述了无菌取样操作，在讨论无菌取样的原因和采集方法之前，必须要理解“无菌的”的这一术语，“无菌”一般用于取样中，意味着取样过程中，避免操作引起污染。一个无菌样品的采集，应该通过这样一种方式，即:在收集过程中，本身应避免污染，然后放入消毒容器中。 无菌样品的采集基本是为了支持、针对工厂的卫生条件状况的检查结果。 一、检验前的准备工作: 1(包装无菌取样的工具: 拥有正确的采取产品或加工过程的无菌取样器械工具是至关重要的的。除非使用合适的采集工具，否则样品的完整性会被怀疑，甚至样品毫无意义。为了避免没有合适的取样工具，建议建立一个无菌取样的分析清单，来收集取样工具。如果可能盛样品的容器在最初进入加工区之前应当被预先标识，象样品号、取样日期、取样人等。这样可以使在不同的工厂条件下的样品取样更为方便一些。附加样品号码一般在样品采集中被正式确定下来，因此不用预先标明。 人员的工具设施，象工作服、发网或消毒处理过的清洁的鞋靴必须具备有助于证明采集者没有污染到食物产品或样品。 2(生产线样品In-Line Samples: 生产线样品一般是指原材料，原料生产用水、包装材料或其他任何使用在生产线的材料。 生产线样品的采集一般用来确定细菌污染源是否来自于原材料或加工序中的某些地方。 3(环境样品: 环境样品用细菌拭子，(注:细菌拭子样品不能给出,测出微生物的定时结果，因为样品非常小，显著微生物会经常丢失)，棉拭子的取样部位一般来自于食品接触面，地板喷溅物。墙壁、顶部管道和检验中考察的其他潜在污染源程序，并且记录可能的联系，在环境样品来源和食物产品的污染方面，可以使样品具有意义，并且是提倡这样做的，例如: 地面喷溅水:工人从有地面污水的地方走过后又回到加工区域吗, 墙壁:墙壁上面和在制品上面有昆害虫吗, 天花板:冷凝物或喷漆有无掉落到产品上或被发现与产品相接触, 75 4(某些准备 干冰:(有的称为gel backs) 如果使样品在贮运过程中保持冷却，一些种类的制冷剂是必需的。检查观看干冰袋子是否有接触，如果泄漏可能污染样品，你也可以用湿冰，湿冰可以由工厂提供，然而取样前必须清楚这一点，如果想保持样品冷冻，干冰应在检验前获得。 盒子或制冷皿: 检验员需要贮藏、运输他们的样品，如果样品不需冷冻，那么用一个盒子即可，但如果样品需要冷却，一个标准的制冷皿或保温箱是必须使用的，一般来讲制冷皿随带着一个塑料袋，样品可以放还袋子里，制冷剂象干冰，等可以放置在袋外，这样样品被冰污染的可能性就被避免了。 灭菌容器: 从塑料袋到灭菌的加仑漆桶，可以用于有锐利边面的产品如蟹、虾等。 取样工具: 取样工具包括:茶匙、角匙、尖嘴钳、fovceps tongs 量筒和烧杯，工具的类型一般由取样产品来决定。 所有取样设施和容器的灭菌日期应当被检查、灭菌时间应当在仪器设施的标签和包装上标明，一些仪器设施可以在当地实验室灭菌处理或购买灭菌仪器，在当地实验室灭菌的仪器设施一般可以保持至少两个月，过期后设施必须重新灭菌。 灭菌手套: 灭菌手套在采样中并非必须启用，如果一个产品在样品收集过程中必须被接触，那么最好让工厂生产线的工人来做(加工处理产品的工人)，将样品放入收集容器中，既然工人在生产过程中处理接触产品，那么我们就不能认为他们对产品又有附加的污染。 当用手套时必须用一种避免污染的方式戴上，手套的大小必须适合工作的需要。 无菌棉拭子: 一般用于拭取仪器设施和工厂环境区域，使用棉拭子一般有一个正确的程序，打开棉拭子剥掉表皮，然后必须小心的放在试管头上，注意不要沾染棉拭子的外端;下一步擦拭要取样的部位，象案板头或顶部管道，然后从试管头上小心翼翼地将拭子放入——将其全部堆入直到试管中部。 76 灭菌全包装袋: 袋子必须购买灭菌的，使用时只需撕掉封头，用提供的地方张开袋子，将样品放入，然后将袋子顶端卷起，用线绳扎实牢;底部应当折叠两次，以便线绳不会穿透塑料袋，导致样品泄露。 当样品收集时，样品采集时的条件例如产品的温度、地点等，连同扦样样品号唛头，一并记录入检验员的注释说明中，取样的样品可以从样品号、采集日期、附加样品号，最初调查人和其他鉴别信息事区分。 当采集无菌样品时，一条最重要的规则是:千万别污染样品。 这需要样品采集人非常小心地采集所有附加样品，确保不违反这条规则。 二、取样 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 微生物检验的特点是一个以小份样品的检测结果来说明一大批食品卫生质量，因此，用于分析的样品的代表性至关重要，也即样品的数量、大小和性质对结果判定产生重大影响。要保证样品的代表性首先要有一套科学的抽样方案，其次使用正确的抽样技术，并在样品的保存和运输过程中保持样品的原有状态。 一般说来，进出口贸易合同对食品抽样量有明确规定的，按合同规定抽样;进出口贸易合同没有具体抽样规定的，可根据检验的目的，产品及被抽样品批的性质和分析方法的性质确定抽样方案。目前最为流行的抽样方案为ICMSF推荐的抽样方案和随机抽样方案，有时也可参照同一产品的品质检验抽样数量抽样，或按单位包装件数N的开平方值抽样。无论采取何种方法抽样，每批货物的抽样数量不得少于5件。对于需要检验沙门氏菌的食品，抽样数量应适当增加，最低不少于8件。 ICMSF推荐的抽样方案 ICMSF的采样设想及其基本方法 用于分析所抽样品的数量、大小和性质对结果会产生很大影响。在某些情况下用于分析的样品可能代表所抽“一批”(lot)样品的真实情况，这适合于可充分混合的液体，如牛奶和水。 在“多批”(Lots或“batchers”)食品的情况下就不能如此抽样，因为“一批”容易包含在微生物的质量上差异很大的多个单元。因此在选择抽样方案之前，必须考虑诸多因素(ICMSF，1986)，包括: ——检验目的 ——产品及被抽样品的性质 ——分析方法 77 ICMSF提出的采样基本原则，是根据(1)各种微生物本身对人的危害程度各有不同。(2)食品经不同条件处理后，其危害度变化情况:?降低危害度;?危害度未变;?增加危害度，来设定抽样方案并规定其不同采样数。目前，加拿大、以色列等很多国家已采用此法作为国家标准。在进行详细叙述之前，先解释四个代号: n:系指一批产品采样个数。 c:系指该批产品的检样菌数中，超过限量的检样数，即结果超过合格菌数限量的最大允许数。 m:系指合格菌数限量，将可接受与不可接受的数量区别开。 M:系指附加条件，判定为合格的菌数限量，表示边缘的可接受数与边缘的不可接受数之间的界限。 1(ICMSF的采样方法 有些实验室在每批产品中，仅采一个检样进行检验，该批产品是否合格，全凭这个检样来决定。ICMSF方法与此不同，它是从统计学原理来考虑，对一批产品，检查多少检样，才能够有代表性，才能客观地反映出该产品的质量而设定的。 、с及m值，三级法则ICMSF方法中包括二级法及三级法两种。二级法只设有n 有n、c、m及M值。M即附加条件后判定合格的菌数限量。 (1)二级抽样方案。自然界中材料的分布曲线一般是正态分布，以其一点作为食品微生物的限量值，只设合格判定标准m值，超过m值的，则为不合格品。检查在检样是否有超过m值的，来判定该批是否合格。以生食海产品鱼为例n=5，2c=0，m=10，n=5即抽样5个，c=0即意味着在该批检样中，未见到有超过m值的检样，此批货物为合格品。 (2)三级抽样方案。设有微生物标准m及M值两个限量如同二级法，超过m值的检样，即算为不合格品。其中以m值到M值的范围内的检样数，作为c值，如果在此范围内，即为附加条件合格，超过M值者，则为不合格。例如:冷冻生12虾的细菌数标准n=5，c=3，m=10，M=10，其意义是从一批产品中，取5个检样，经检样结果，允许?3个检样的菌数是在m�M值之间，如果有3个以上检样的菌数是在m�M值之间或一个检样菌数超过M值者，则判定该批产品为不合格品。 (3)(ICMSF对食品中微生物的危害度分类与抽样方案说明 为了强调抽样与检样之间的关系，ICMSF已经阐述了把严格的抽样计划与食品危害程度相联系的概念(ICMSF，1986)。在中等或严重危害的情况下使用二级抽样方案，对健康危害低的则建议使用三级抽样方案。 78 ICMSF是将微生物的危害度、食品的特性及处理条件三者综合在一起进行食品中微生物危害度分类的。这个设想是很科学的，符合实际情况的，对生产厂及消费者来说都是比较合理的。下面结合表1加以说明。 表1、ICMSF按微生物的危害度及食品处理进行情况分类 级危害程度 对象微生物 食品经不同处理后的危害度 别 减少(加热) 无变化(冷增加危害度(未 冻品立刻进加热吃到吃前还 食) 有一段时间) 1.食品的保藏 细菌数 例1 例2 例3 三2.轻度间接指大肠菌群 n=5 c=3 n=5 c=2 n=5 c=1 级标菌 大肠杆菌 例4 例5 例6 方 案 金黄色葡萄球菌 n=5 c=3 n=5 c=2 n=5 c=1 (指标菌) 3.中度程度局 金黄色葡萄球菌 部传播 蜡样芽孢杆菌 例7 例8 例9 产气荚膜梭菌 n=7 c=2 n=5 c=1 n=10 c=1 二1.中度程度广沙门氏菌副溶血例10 例11 例12 级泛传播 性弧菌致病性大 n=5 c=0 n=10 c=0 n=20 c=3 方肠杆菌 2.严重程度 案 例13 例14 例15 肉毒梭菌 n=15 c=0 n=30 c=10 n=60 c=0 霍乱弧菌 伤寒沙门氏菌 副伤寒沙门氏菌 注:表中“减少”系指食品经加热杀死污染的细菌。 “无变化”系指微生物数不增减例如冷冻食品或干燥食品。 “增加”系指将食品保存在不良环境中使微生物易于繁殖和产毒。 79 根据上表15种情况的举例，1-3可用三级法，4-5可用二级法来判定是否合格。 考虑到以上15种情况，分别设定不同的取检样数及检样污染数，在1-9例种检样需采5个(n=5)，而污染检样数设定为c=3，2，1。在10-15例用二级法则不得检出该致病菌c=0。例如冷冻食品，细菌数按例2，大肠菌按例5，金黄色葡萄球菌按例8，沙门氏菌按例11的二级法判定。 对食品处理应酌情考虑，例如生肉火腿中的金黄色葡萄球菌，被腐败菌所抑制，不易发生食物中毒，适用例7和例8。烹调加工后的熟肉，对腐败菌没有抵抗力，则易发生食物中毒，适用例9。加热盐腌的火腿，水分活性为0.86以下，金黄色葡萄球菌有增殖的可能性，因此适用例9。沙门氏菌水活性在0、94以下不能繁殖，适用例11，如上所述，应根据各种食品的危害度进行设定。 ICMSF方法是以二级法、三级法和抽样的概念为基础，再将微生物的知识加 。 进来，则可以提出各种食品的微生物标准。如表2 为了安全，冷冻生虾加热吃，减少危害度适用例1、4、10。冷冻加工虾，为了不加热就食，在解冻中有增强危害度的可能性，适用例3、6、9、12，对象微生物特别指定金黄色葡萄球菌肠毒素，两者虽菌数限量是相同的，但情况有所不同，分别适用c=3，c=1，因此不依靠菌数限量，而用合格率来控制。 表2、ICMSF虾的微生物标准 食品名称 检查项目 例 级别 n c 菌数限量/g m M 67冷冻生虾 细菌数 1 3 5 3 10 10 大肠菌群 4 3 5 3 4 400 33 金黄色葡萄球菌 4 3 5 3 10 2×10 210— 冷冻烹调副溶血性弧菌 10 2 5 0 虾 67细菌数 3 3 5 1 10 10 大肠菌群 6 3 5 1 4 400 33金黄色葡萄球菌 9 3 5 1 10 2×10 210— 副溶血性弧菌 12 2 5 0 80 (4).随机 抽样方案 在现场抽样时，可利用随机抽样表进行随机抽样。随机抽样表系用计算机随机编制而成，包括一万个数字。其使用方法如下: a.先将一批产品的各单位产品(如箱、包、盒等)按顺序编号。如将一批600包的产品编为1、2……600。 b.随意在表上点出一个数。查看该数字所在的行和列。如点在第48行、第10列的数字上。 c.根据单位产品编号的最大位数(如A1，最大为三位数)，查出所在行的连续列数字(如A2所点数为第48行、第10、11和12列，其数字为245)，则编号与该数相同的那一份单位产品，即为一件应抽取的样品。 d.继续查下一行的相同连续列数字(如按A3、即第49行的第10、11和12列的数字，为608)。该数字所代表的单位产品为另一件应抽取的样品。 e.依次按A4所述方法查下去。当遇到所查数超过最大编号数量(如第50 、11和12列的数字为931、大于600)则舍去此数，继续查下一行相行的第10 同列数，直到完成应抽样品件数为止。 三、抽样方法 确定了抽样方案以后，抽样方法对抽样方案的有效执行和保证样品的有效性代表性至关重要。抽样必须遵循无菌操作程序，抽样工具如整套不锈钢勺子、镊子、剪刀等应当高压灭菌，防止一切可能的外来污染。容器必需清洁、干燥、防漏、广口、灭菌，大小适合盛放检样。抽样全过程中，应采取必要的措施防止食品中固有微生物的数量和生长能力发生变化。确定检验批，应注意产品的均质性和来源，确保检样的代表性。常见的抽样方法有: 1(直接食用的小包装食品: 尽可能取原包装，直到检验前不要开封，以防污染。 2(统装或大容器包装的液体食品: (1)(抽样前摇动或用灭菌棒搅拌液体，尽量使其达到均质; (2)(抽样时应先将抽样用具浸入液体内略加漂洗，然后再取所需量的样品，装人灭菌盛样容器的量，不应超过其容量的四分之三，以便于检验前将样品摇匀; (3)(取完样品后，应用消毒的温度计插入液体内测量食品的温度，并作记录。尽可能不用水银温度计测量，以防温度计破碎后水银污染食品; 81 (4)(如为非冷藏易腐食品，应迅速将所抽样品冷却至0-4?。 3(统装或大容器包装的固体和固体食品: (1)(每份样品应用灭菌抽样器由几个不同部位采取，一起放入一个灭菌容器内; (2)(注意不要使样品过度潮湿，以防食品中固有的细菌增殖。 4(统装或大容器包装的冷冻食品 (1)(对大块冷冻食品，应从几个不同部位用灭菌工具抽样，使之有充分的代表性。 )(在将样品送达实验室前，要始终保持样品处于冷冻状态。样品一旦 (2 融化，不可使其再冻，保持冷却即可。 5(生产过程中的抽样: (1)(划分检验批次，应注意同批产品质量的均一性; (2)(如用固定在贮液桶或流水作业线上的抽样龙头抽样时，应事先将龙头消毒; (3)(当用自动抽样器取不需要冷却的粉状或固定食品时，必须履行相应的管理办法，保证产品的代表性不被人为地破坏。 四、样品的标记、保存和运送: 抽样过程中应对所抽样品进行及时、准确的标记;抽样结束后，应有抽样人写出完整的抽样报告，使样品尽可能保持在原有条件下迅速发送到实验室。 1(样品的标记 (1)所有盛样容器必须有和样品一致的标记。在标记上应记明产品标志与号码和样品顺序号以及其他需要说明的情况。标记应牢固，具防水性，字迹不会被擦掉或脱色。 (2)当样品需要托运或由非专职抽样人员运送时，必须封识样品容器。 2.样品的保存和运送 (1)抽样结束后应尽快将样品送往实验室检验。如不能及时运送，冷冻样品应存放在-15?以下冰箱或冷藏库内;冷却和易腐食品存放在0-4?冰箱或冷却库内;其他食品可放在常温冷暗处。 82 (2)运送冷冻和易腐食品应在包装容器内加适量的冷却剂或冷冻剂。保证途中样品不升温或不融化。必要时可于途中补加冷却剂或冷冻剂。 (3)如不能由专人携带送样时，也可托运。托运前必须将样品包装好，应能防破损，防冻结或防易腐和 冷冻样品升温或融化。在包装上应注明“防碎”、“易腐”、“冷藏”等字样。 (4)作好样品运送记录，写明运送条件、日期、到达地点及其他需要说明的情况，并由运送人签字。 1.皮肤表面消毒一般用以下两种常用消毒剂 (1)乙醇 浓度70%—75%消毒效果最佳。市面上销售的一般为95%的酒精，需用蒸馏水配制，配制方法为每75mL95%酒精加20mL蒸馏水。( (l)紫外线消毒法:多用悬吊紫外线灯管(电压 220V，波长 253(7mm，功率 230W)，距离1米处，强度,70uw,cm，每立方米空间用量,115W，照射时间大于30分钟。 室温宜在20,35C，湿度小于60,。使用过程中、紫外线强度逐渐降低，一般有效期为1000 小时，因此，需有消毒效果监测记录。 3(2)化学气体熏蒸法:?乳酸熏蒸法用 80,乳酸 12ml,m加 12ml，加热后所产生的 气体能杀灭空气中细菌。从加热后手术间要封闭4,6小时。?福尔马林(甲醛)熏蒸法 333用 40,甲醛4ml,m加水 2ml,m与高锰酸钾 2g,m混合，通过化学反应产生气体能杀 12,24小时。 灭空气中细菌。手术间封闭 次氯酸钠是一种广谱高效消毒药， 可广泛应用于人畜医疗卫生防疫。如饮用水消毒、疗源地消毒、 污水处理、畜禽养殖场消毒。 尤其适合于中型以上养鸡场的常规2防疫，带鸡消毒，鸡舍、孵化厅以及笼体器具的消毒。 一、效果确实次氯酸钠具有极强的渗透能力， 能够渗入细胞壁、病毒外壳，使菌体蛋白变性致死; 它在分解时可形成生态氧，迅速使细菌蛋白氧化变性; 氯可直接作用于菌体蛋白，使其变性失去活力。 次氯酸钠溶液在30,50PPM时，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鸡白痢沙门氏杆菌有99.99%以上的杀灭作用。 二、价格低廉次氯酸钠价格很低。据资料证实， 市售的32种消毒剂，次氯酸钠价格最低， 用次氯酸钠消毒100平方米仅需费用1.2元，比使用其它消毒剂低10, 20倍。 三、注意事项: 1.使用次氯酸钠消毒要选用适宜的杀菌浓度， 谨防走入“浓度越高效果越好”的误区，因为高温、 高浓度可使其迅速衰减，影响消毒效果。 2.使用次氯酸钠消毒受水PH值的影响，水的PH 值越高，其消毒效果越差。 3.次氯酸钠不宜长时间贮存。受光照、 温度等因素的影响，有效氯容易挥发。 市面上有一种次氯酸钠发生器，可现利现用，能够有效地提高消毒效果。 4.使用次氯酸钠消毒， 要清除物件表面上的有机物质，因为有机物可能消耗 83 有效氯，降低消毒效果。 5.次氯酸钠对金属等有腐蚀作用， 使用时要注意防腐安全。 作者:张清月刘忠琛 (邮编:266300) 我们周围的生活环境中存在着许多肉眼看不见的致病菌和病毒，它们通过呼吸道、消化系统或皮肤接触侵入我们的身体，引发各种疾病。预防这些疾病的最有效方法就是加强日常生活环境、饮食和人体自身的卫生消毒工作。近日，卫生部有关专家为“非典”病人住所及公共场所消毒开出的“处方”中，推荐使用含氯制剂和过氧乙酸。 次氯酸钠是一种无机氧化剂，具有很强的杀菌力、漂白作用，无毒无害无二次污染，对金属器械有腐蚀作用。它能杀灭肝炎病毒，大肠杆菌、葡萄球菌、枯草杆菌等，能预防肝炎、伤寒、霍乱痢疾等疾病的传染，可以用于衣物、食品、餐具、洁具、玩具的消毒。 微生物有几个显著特点: (1)繁殖快。微生物的繁殖速度快得惊人。细菌每隔20分钟就可以分裂一次，在一天的时间内即可以繁殖72代，如果一个都不死，这个细菌后代的总数将达到4722吨。假如再这样繁殖4-5天，它们就会形成跟地球同样重量的物体。当然不会出现这种情况，因为影响细菌繁殖的各种因素随时都在起作用。 (2)食谱杂。微生物几乎什么都吃，如蛋白质、脂肪、糖类以及无机盐。甚至有些不能被动植物利用的物质，如纤维素、石油、塑料，以至有毒物质，微生物也有办法分解它们。 (3)分布广。微生物在自然界中的分布极广泛，上至几万米高空，下至几千米深的海底热达300?的温泉，冷至-80?的极地，都可以找到它们。 (4)代谢旺盛。微生物有“活的化工厂”之称，其代谢强度比高等动物高几千倍到几万倍。例如1000克酒精酵母一天能分解几千千克糖类，使它们的变成酒精。 84 (5)适应性强。微生物能在严酷的外界环境中随机应变，保存自己。如细菌的芽孢，放线菌的分生孢子，真菌的各种孢子，能抵抗外界不良环境的侵害，一般能成活几年甚至几千年。