食品微生物学10在公元前3000~1200年,犹太人已经把来自死海的盐用于食品保藏,而中国人和希腊人已经开始食用咸鱼,之后这种腌制技术又传至罗马。公元前1500年,中国人和古巴比伦人开始制作和消费香肠。Jensen(1953)考证指出:在这一时期,人们使用橄榄油和芝麻油作为保存食品的一种方式,而这两种油会很大程度导致葡萄球菌引起的食物中毒。公元943年,法国记载了由麦角中毒而引起4万人以上的死亡,但是当时不清楚死亡的毒素是由麦角真菌产生的。后来随着微生物学的发展,食品微生物学也经历了形态学时期、生理学时期和现代微生物学的发展时期并取得了长足的进步。1.4.3.2食品微生物学发展大事记食品微生物学发展大事记见表1-2。表1-2食品微生物学发展大事记时间重大事件1659年A,Kircher证实了牛乳中含有细菌1680年列文虎克发现了酵母细胞1780年C.W.Scheele发现酸乳中主要的酸是乳酸1782年瑞典化学家开始使用罐贮的醋1813年B.Donkin、Hall和J.Gamble对罐藏食品采用后续工艺保温技术,认为可使用SO,作为肉的防腐剂1820年德国诗人JustinusKerner描述了香肠中毒(可能是肉毒中毒)1839年A.Kircher研究发黏的甜菜汁,发现可在蔗糖液中生长并使其发黏的微生物1843年LWinslow首次使用蒸汽杀菌1853年R.Chevallier-Appert的食品高压灭菌获得专利1857年巴斯德证明乳酸发酵是微生物引起的。在英国Penrith,W。Taylor指控牛乳是伤寒热传播的媒介1861年巴斯德用曲颈瓶实验,证明微生物非自然发生,推翻了“自然发生说”1864年巴斯德建立了巴氏消毒法18671868年巴斯德研究了简萄酒的难题,并采用加热法去除不良微生物进人工业化实践1867-1877年柯赫证明炭疽病是炭疽菌引起1873年Gayon首次发表鸡蛋由微生物引起变质的研究,J.Lister第一个在纯培养中分离出乳酸乳球菌1874年在海上运输肉过程首次广泛使用冰1876年发现腐败物质中的细菌总是可以从空气、物质或容器中检测到1878年首次对糖的黏液进行微生物学研究,并从中分离出肠膜明串珠菌1880年在德国开始对乳进行巴斯德杀菌1881年柯林等首创明胶固体培养基分离细菌、巴斯德制备了炭疽菌苗1882年柯赫发现结核杆菌,从而获得诺贝尔奖Krukowisch首次提出臭氧对腐败菌具有毁灭性作用1884年E.Metchnikoff阐明吞噬作用;R.Koch发明了细菌染色和细菌的鞭毛染色1885年巴斯德研究狂犬疫苗成功·开创了免按学1888年P.Miguel首先研究嗜热细菌,A,Gaertner首先从57人食物中毒的肉食中分离出肠炎沙门氏菌
第1章绪论11续表1-2时间重大事件1890年美国对牛乳采用工业化巴斯德杀菌工艺1894年Russell首次对罐贮食品进行细菌学研究1895年荷兰的VonGeuns首先进行牛乳中细菌的计数工作1896年VanRemenegem首先发现了肉毒梭状芽孢杆菌,并于1904年鉴定出A型肉毒梭状芽孢杆菌,1937年鉴定出E型肉毒梭状芽抱杆菌1897年Bucher用无细胞存在的酵母菌抽提波对葡萄糖进行酒精发酵成功1901年EvonEhrlich(Gr)白喉抗毒素1902年提出嗜冷菌概念,0℃条件下生长的微生物1906年确认了蜡样芽孢杆菌食物中毒1907年E.Metchnikoff及合作者分离并命名保加利亚乳酸杆菌。B.T.P.Barker提出苹果酒生产中醋酸菌的作用1908年P.Ehrlieh(Gr)、E.Melchnikoff(R)免疫工作1908年美国官方批准苯甲酸钠作为某些食品的防腐剂1912年嗜高渗微生物,描述高渗环境下的酵母1915年BW、Hammer从凝固牛乳中分离出凝结芽孢杆菌1917年P.J.Donk从奶油状的玉米中分离出嗜热脂肪芽孢杆菌1919年J.Bordet(B)免疫性的发现1920年Bigelow和Esty发表了关于芽孢在1oo耐热性系统研究结果。Bigelow、BohartRichoardson和C,O.Ball提出计算热处理的一般方法,1923年CO.Ball简化了这个方法1922年Esty和K.Meyer提出肉毒梭状芽孢杆菌的芽孢在磷酸缓冲液中的Z值为18F1926年LindenTurner和Thom提出了首例链球菌引起的食物中毒1928年在欧洲首次采用气调方法藏苹果1929年A.Fleming发现青霉素1938年找到弯曲菌肠炎晕发的原因是变质的牛乳1939年Schleifstein和Coleman确认了小肠结肠炎耶尔氏菌引起的胃肠炎1943年美国的B.E.Proctor首次采用离子辐射保存汉堡肉1945年L.S.Mcclung首次证实食物中毒中产气英膜梭菌的病原机理1945年A.Fleming(GB),E.B.Chain(Gr)、H.W.Flory(GB)青霉素的发现、制取和应用,成功地进行了临床试验1951年日本的T,Fuiino提出副溶血性弧菌是引起食物中毒的原因A,Hershey和M,Chase发现瞻菌体将DNA注人宿主细胞。B.Lederberg发明了影印1952年培养法1954年乳酸链球菌肽在乳酪加工中控制梭状芽孢杆菌腐败的技术在英国获专利1955年山梨酸被批准作为食品添加剂1959年RodneyPorter的免疫球蛋白结构1960年F.M.Burnet(Au)、P.B.Medawar(GB)发现对于组织移植的获得性免疫耐受性
食品微生物学12续表1-2时间重大事件1960年Moller和Scheibel鉴定出F型肉毒梭菌。首次报告黄曲霉产生黄曲霉毒索1969年Edeman测定了抗体蛋白分子的一级结构。确定产气梭状芽孢杆菌的肠毒素,D.FGimenez和A.S.Ciccarelli首次分离到G型肉毒梭菌1971年美国马里兰州首次晕发食品介导的副溶血弧菌性胃肠炎,第一次暴发食物传播的大肠杆菌性胃肠炎1972年G.Edelman(US抗体结构研究1973年B.N.Ames建立细菌测定法检测致癌物1975年G.J.F.Kohler和C.Milstein建立生产单克隆抗体技术,L.R.Koupal和R.HDeible证实沙门氏菌肠毒素1976年BBlumberg(US)、D.C.Gajdusek(US)乙型肝炎病毒的起源和传播的机理:慢病毒感染的研究1977年C,Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群。F.Sanger首次对px174障菌体DNA进行了全序列分析1977年R.Yalow(US)放射免疫试验技术的发现1978年澳大利亚首次出现Norwalk病毒引起食物传播的胃肠炎1980年BBenacerraf(US)、G,Snell(US)、J.Dausset(F)组织相容性抗原的发现1981年美国暴发了食物传播的李斯特病。1982一1983年在英国发生食物传播的李斯特病1982—1983年S.Prusiner发现脱病毒(prion),美国首次暴发食物介导的出血性结肠炎,RuizPalacios等描述了空肠弯曲杆菌肠毒素K,Mullis建立PCR技术1983—1984年1984年单克隆抗体形成技术的建立[C.Milstein(GB)和G.J.F.Kohler(Gr)]:免疫学的理论工作N.K.Jerne(D)]1987年S.Tonegawa(J)抗体多样性产生的遗传原理1985年在英国发现第一例疯牛病1988年在美国,乳酸链球菌肽被列为"一般公认安全"(GRAS)1990年在美国对海鲜食品强调实施HACCP体系1990年第一个超高压果酱食品在日本问世1993年K.B.Mullis(US)聚合酶链反应的发明1995年第一个独立生活的流感嗜血杆菌全基因组序列测定完成1995年英国已证实有10万~15万头疯牛病病例,而且蔓延到欧洲其他一些国家和日本1996年第一个自养生活的古生菌基因组测定完成,詹姆氏甲烷球菌基因组测序工作完成,酵母基因组测序完成1996年大肠杆菌Os:H,在日本流行1996年DCDohertv(Au)RM.Zinkernagel(Sw)T淋世细胞识别病毒感染细胞机理的发现1997年第一个真核生物酵母菌基因组测序完成,埃希氏大肠杆菌基因组测序完成:发现纳米比亚硫珍珠状菌,这是已知的最大细菌1997年S.Prusiner(US)脱病毒的发现1999年美国“超高压技术”在肉制品商业化的应用2000年发现霍乱弧菌有两个独立的染色体注:*为诺贝尔奖获得者,Au:澳大利亚:B:比利时:F:法国:Gr:德国:GB:英国:J:日本D:丹麦:US:美国:R:俄罗斯,Sw瑞士
第1章绪论131.4.3.3我国食品微生物学的发展中国是一个文明古国,在各方面为人类的进步做出了责献。我国劳动人民在数千年前就已经利用微生物来为人类服务,但由于受当时社会发展的影响,科学技术发展较慢。20世纪80年代,由于科学技术的发展和人民生活水平的提高,食品微生物学的发展非常迅速,这给古老的酿造业注入了新的活力,也开辟了一些新的领域,在有益微生物利用方面和有害微生物的检测与控制方面取得了可喜的成绩。1.有益微生物利用方面(1)味精的独立生产味精是日常生活中非常重要的鲜味剂,过去是采用化学方法,以粮食中的蛋白质为原料水解制得。从20世纪60年代起,我国就逐渐采用微生物发酵方法来生产味精(棒状杆菌),既提高了生产效率、降低了生产成本,又节约了粮食。(2)腐乳的生产由于毛霉的最适生长温度为18℃,不能周年生产。经过微生物选育,筛选出了适合腐乳生产用的耐热的毛霉,同时利用根霉(25℃)也可以达到周年生产。此外在发酵工艺也进行广改进,如王致和腐乳的小罐发酵技术等。(3)柠檬酸的生产柠檬酸是食品添加剂中常用的酸味剂,过去是依赖进口,现在我国已经成功地利用薯干和废糖蜜为原料,用微生物发酵法来生产柠檬酸(黑曲霉),这不仅结束了依赖进口的被动局面,而且已有柠檬酸出口,产量世界第一。(4)酒类的生产白酒在我国的生产有悠久的历史,我国素来以芳香的白酒而闻名于世。近年来在开辟新原料,试制新产品,选育优良菌种,推广新工艺、新设备,实现机械化、连续化、自动化生产和综合利用等方面都取得了较大的成绩。各种名优白酒不断出现,如我国名酒贵州酱香型的茅台,优质酒四川酱香型的郎酒:名酒四川浓香型的五粮液、剑南春和泸州老窖,安徽的古井贡酒,江苏的洋河大曲:名酒山西清香型的汾酒、陕西清香型的西凤酒:全国优质酒厂西米香型的桂林三花酒:我国名酒贵州兼香型的萧酒等啤酒对我国来讲,是一种外来酒种,但20世纪80年代我国的啤酒生产已进人黄金时代,90年代新工艺、新设备的投人,使我国啤酒的生产无论在数量上还是在质量上都取得了很大的发展,目前我国啤酒生产的产量和销量已位居世界第一。(5)微生物酶制剂的生产微生物酶制剂的生产是一个较新的领域。我们知道微生物发酵的原动力是酶,酶制剂的使用可以加快发酵速度,缩短生产周期。目前我国酶制剂的生产取得了很大的发展,如果胶酶、α淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等都已经投产,并取得了较大的规模。(6)单细胞蛋白质的生产:单细胞蛋白质的生产是应用微生物的又一个侧面,我们已经成功地制造了饲料酵母、石油蛋白,并用于备、禽、水产动物的饲料日粮配合之中,已成为重要的蛋白质饲料来源。总之,由于人民生活水平的提高,对食品的种类、数量和质量都提出了更高的要求,与微生物有关的其他食品也纷纷上市。如食用菌品种繁多(金针菇、双孢菇、猴头菇、灵芝、杏查鲍菇、羊肚菌、冬虫夏草等),在栽培和选育高产品种方面都有迅速的发展。发酵乳制品方面,如酸奶制品已经形成了系列产品。另外,各种发酵饮料也相继出现,既活跃了食品市场,也丰富了人民物质生活。此外,大量的微生物活菌制剂如乳酸菌素片、昂立一号、地衣芽孢杆菌活菌制剂、饮乐多、丽珠肠乐等也相继问世。2.有害微生物的检测与控制方面除了有益微生物在食品上的应用外,我国在对有害微生物的监控方面也取得了很大的发
食品微生物学4展。我国从20世纪50年代开始,就对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌等食物中毒菌进行了调查研究,而且还建立了对各种食物中毒的细菌学的分类鉴定方法,并在霉菌毒素方面也做了大量的工作,如对黄曲霉毒素的污染检测和预防工作做了比较系统的研究。在广泛调查研究的基础上,根据我国食品生产的具体情况,国家制定了一系列食品卫生标准,出版了食品卫生检验方法微生物学部分,颁发了《食品卫生法》,统一了全国食品卫生微生物学检验方法,这对促进我国食品卫生工作起到了重要的推动作用。随着社会的发展,人们对食品要求也越来越高,望有更多、更好的优质、安全的食品。2009年6月1日起实施的《中华人民共和国食品安全法》代替了《食品卫生法》。2015年《中华人民共和国食品安全法》又进行了修订,史上最严的食品安全法于2015年10月1日起施行。随着我国加入WTO后,我国的食品卫生微生物标准和检验方法已与国际接轨,GB4789是我国食品安全国家标准食品微生物检验部分,而且标准还经常修订。食品加工企业的食品安全许可(QS)变为了食品生产许可(SC),突出企业的食品安全的主体地位,但两者都要求企业设有食品微生物检验部门,加强有害微生物的检验控制,从而更有效地保证食品企业生产安全与产品质量。1.4.3.4食品微生物学的前景随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人类对食品的要求也越来越高,他们渴望有更好的备禽肉类、水产品、蛋类、乳制品、粮食、水果、蔬菜及其加工产品,这些必将推动食品工业的发展,例如开辟现代发酵技术生产氨基酸、有机酸、维生素、酶、生物农药、生物肥料等,其经济价值难以估计。近年来,各种类型的食品加工厂不断建立,与此同时还建立了各种食品研究机构和卫生检测机构,第三方实验室不断出现,如华测检测技术股份有限公司,SGS通标标准技术服务有限公司等,开展了食品卫生和微生物学的检验工作;新技术不断出现,如利用分子检测技术,可以对食品腐败、病原微生物及发酵微生物进行快速、准确的定性、定量分析。由于食品工业发展的需要,我国各农业院校在20世纪80年代相继成立了食品科学、食品生物工程、农畜(渔)产品加工与贴藏及食品营养与安全等有关专业,而食品微生物学是食品专业的一门主干课程和重要的专业基础课。因此,食品微生物学肩负着提高食品数量与质量,保证食品卫生品质,使人类获得更佳的营养丰富、色香味美的保健食品的光荣任务,它将在食品工业中发挥重要作用,因而,具有广阔的发展前景。1.5食品微生物学研究的内容与任务1.5.1食品微生物学研究的内容食品微生物学(foodmicrobiology)是专门研究微生物与食品之间的相互关系的一门科学,它是微生物学的一个重要分支。它是一门综合性的学科,融合了普通微生物学、工业微生物学、医学微生物学、农业微生物学和食品有关的部分,同时又渗透了生物化学、机械学和化学工程有关内容。食品微生物学是食品科学与工程等专业的专业基础课,学习这门课程的目的是为食品专业的学生打下牢固的微生物学基础和熟练的食品微生物学技能。食品微生物学所研究的内容包括:①研究与食品有关的微生物的活动规律。②研究如何利用有益微生物为人类制造食品。③研究如何控制有害微生物,防止食品发生腐败变质。④研究检测食品中微生物的方法,制订食品中微生物指标,从而为判断食品的卫生质量提供科学依据