一、霉菌
不是分類學上的名詞,而是一些絲狀真菌的通稱,屬真菌的一部分;其對人類具有雙重性,有利的方面是它可以用來釀造、工業發酵、抗生素和酶制劑的生產等,不利方面是它能引起農副產品、食品、原料及器材的腐爛,也感染并引起人類和動、植物的多種疾病,少數種類,如黃曲霉,能產生黃曲霉毒素,黃曲霉毒素是一種致癌物質,危害人、畜的健康和生命。因此,霉菌的檢測對于食品的安全性很重要。
二、食品種常見的霉菌
1、曲霉菌屬
曲霉菌是一種典型的絲狀菌,占空氣中真菌的12%左右,它以土壤或空氣為媒介, 可引起食物、谷物、豆類和果蔬的霉腐變質,該霉菌在原料貯藏期間幾乎不會死亡。因其對干燥抗性強, 故常在一些干燥食品中被分離出來,糖類和殼類處理工廠常被此類霉菌污染,而烘焙產品中也常因原料,如糖、花生、油、大米、大豆、綠豆等原料帶入曲霉菌污染。
曲霉顯微鏡下表現:
(1)曲霉菌絲有隔膜,直徑3-6um;
(2)分支呈銳角45°;
(3)菌絲兩側平行。
肉眼可以通過菌落生長速度,表面質地、顏色、形態和氣味等鑒別,其中顏色是曲霉菌分類的依據之一 。
(1)煙曲霉
菌落開始為白色,2-3天后轉為藍綠色,但邊緣仍為白色,數日后變為深綠色、煙綠色。初為絨狀或絮狀,隨著時間推移變為粉末狀,邊緣部分也出現顏色,背面無色或帶點褐色。
(2)黃曲霉
它是溫暖地區常見曲霉菌,在20-30℃最易產生強致癌的黃曲霉毒素,花生、玉米,大米、小麥、豆類、堅果類、肉類、乳及乳制品、水產品等均有黃曲霉毒素污染。菌落正面色澤也隨其生長由白色變為黃色及黃綠色,呈半絨毛狀。孢子成熟后顏色變為褐色。表面平坦或有放射狀溝紋,背面無色或略呈褐色。
(3)黑曲霉
黑曲霉菌落初為白色,常有鮮黃色區域,厚絨狀,繼而黑色,背面無色或中央部分略帶褐色,且能引起曲霉菌病,還能產生黑曲霉毒素。
(4)土曲霉
土曲霉菌落淡褐色或褐色或土黃色,比較小,呈圓形。
(5)雜色曲霉菌
形緊密,呈絨毛狀、羊毛狀或兩者兼有,顏色變化范圍相當廣泛,在不同菌株的菌落上,有時局部會出現淡綠、灰綠、淺黃或粉紅等顏色,而菌落背面則近乎無色、黃橙色或玫瑰色;有的菌落上會形成無色至紫紅色的液滴。
(6)構巢曲霉菌
菌落圓形,暗綠色,中央呈粉末狀,邊緣絨毛狀,當產生大量閉囊殼時呈黃褐色,背面紫紅色。
2、青霉
它是一種常見的污染菌,與曲霉一樣在自然界中廣泛分布,但曲霉生長于中溫至高溫、孢囊梗末端膨大、多為放射狀,而青霉以中溫性為主、孢囊梗末端不膨大、多為掃帚狀,主要藍有灰綠青霉黃綠青霉、桔青霉、島青霉等,從土壤或空氣中很易分離。青霉的孢子耐熱性較強,菌體繁殖溫度較低,酒石酸、蘋果酸、檸檬酸等烘焙產品常用的酸味劑又是它喜愛的碳源,因而常常引起這些制品的霉變,青霉也極易污染稻谷,而使米粒變黃,這類變質米稱這為“ 黃變米”。
青霉一般在冬季和春季生長旺盛,容易造成稻谷、水果、蔬菜、肉食及衣履腐敗。若是加強通風、降低溫度,減少空氣相對濕度,可以大大減輕青霉的危害。菌落正面有青綠色、藍綠色、黃綠色和灰綠色,四周有明顯的淡色邊緣。
3、毛霉
毛霉又叫黑霉、長毛霉,在土壤、糞便、禾草及空氣等環境中存在,高溫、高濕度以及通風不良的條件下生長良好。在工廠濕度高的環境、通風不良的環境與氣溫差異顯著的地方(如濕的地板和天花板) , 常有此霉菌存在。
毛霉分為多種毛霉,通常菌落為絮狀,初為白色或灰白色,后變灰至褐灰色,毛霉無假根。毛霉的菌絲多為白色,孢子囊黑色或褐色,孢子囊孢子大部分為無色或淺蘭色,因種而異,主要有以下幾種:
(1)高大毛霉,孢子梗直立不分枝,菌絲不分枝,菌絲高達3-12cm,菌落初為白色,逐漸變為淺淡藍色。
(2)總狀毛霉,毛霉中分布中最廣的一種,孢子?偁罘种,菌絲灰白,直立稍短。
(3)魯氏毛霉,孢子梗為假軸狀分枝,菌絲在不同的培養基上可略有顏色。
4、根霉
根霉,為腐生菌,最常見的是匍枝根霉【又稱黑根霉、面包霉】和米根霉,多生于面包、饅頭和富含淀粉質的食物上,使食物腐爛變質,又能引起甘薯軟腐病。黑根霉是目前發酵工業上常使用的微生物菌種,能糖化淀粉、轉化蔗糖 ,產生乳酸、反丁烯二酸及微量酒精。黑根霉需要氧氣才可以存活,最適生長溫度約為28℃,超過32℃不再生長。
無定形菌落,初形成時為灰白色或黃白色,成熟后變成灰褐色或黑色。匍匐菌絲弧形,無色,向四周蔓延。孢子囊剛出現時黃白色,成熟后變成黑色。其中的孢子靠氣流傳播,喜中溫,高溫偏酸的條件。
5、交鏈孢霉
交鏈孢霉屬中溫性和好濕性霉菌,易造成腐朽、腐敗和過敏。在高濕度的工廠環境(如糕點、魚肉、水產加工與肉食加工環境) 的天花板、墻與地板、配水管的黑色霉菌, 幾乎為該菌或枝孢霉。菌落呈絨毛狀,多為灰黑色至黑色。
6、鐮刀菌
鐮刀菌是一類世界性分布的真菌,它不僅可以在土壤中越冬越夏,還可侵染多種植物(糧食作物、經濟作物、藥用植物及觀賞植物),引起植物的根腐、莖腐、莖基腐、花腐和穗腐等多種病害,寄主植物達100余種。本可產生鐮刀菌毒素,食用霉變的糧食可導致人患病和死亡,某些菌種可誘發人皮膚和角膜潰瘍,惡性腫瘤的發生可能與有的菌種有關。
菌核顏色一般有黃色、白色、紫色、紅色、綠色等。菌核的形狀多為球形,單生或叢生。
三、霉菌的危害
食品受到霉菌污染容易引起食品的變質,表現為食品表面長出菌絲體,氣味異常,失去食品原有的色香味,導致食品軟化和腐爛,失去食用價值,甚至會產生霉菌毒素。
目前已知的霉菌毒素有200多種,危害比較嚴重的有黃曲霉毒素、赫曲霉毒素、發色曲霉毒素等。這些毒素可引起人和動物的急、慢性中毒,并與某些癌癥有關,對人體健康和生命安全造成嚴重威脅。但也不是所有的霉菌都是有害的。例如食品發酵工業制造腐乳、醬油、豆豉等食品就是應用了有益的霉菌,所以不必談“霉”色變。
四、霉菌污染的原因
食品發生霉變,可能是加工用料受到霉菌污染,或是儲存、運輸控制不當引起的。當然,只有溫度和濕度等環境條件適宜時,污染了霉菌的食物才有發生霉變的可能。大多數霉菌在濕度為85%~90%、溫度在25℃~30℃范圍內會迅速繁殖生長。研究結果表明,在糧食、豆類、果類及加工制品中,如常用的大米、小米、小麥、黃豆、油料作物的種子、水果、干果、乳制品、發酵食品和動物飼料中,均發現過霉菌毒素。同時食品霉菌毒素中毒往往表現明顯的地方性和季節性,如在南方潮濕的地區和梅雨季節比較容易發生。
五、如何檢測霉菌?
食品中霉菌檢測標準是GB 4789.15-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》,它可以定量測定食品中霉菌數量,用相應的產品標準判定食品中霉菌是否超標。
檢測中的注意事項:
1、 取樣的代表性
2、 取樣工具的無菌
空氣中霉菌的孢子含量很高,所以,取樣的工具、容器等要經過嚴格的高壓滅菌。
3、檢樣的方法
(1)由于霉菌易被攜帶,所以,檢樣時操作人員應盡量避免自身攜帶的可能。
(2)樣品的均質及充分振搖。因為有些孢子是連成串的,故均質和振搖能使其充分散開,同時,在各梯度連續稀釋時,也要用滅菌吸管反復吹吸幾次,使孢子充分散開。
4、培養溫度和時間
培養溫度 25-28℃培養,5 天后觀察。
霉菌檢驗中常用的培養基:孟加拉紅瓊脂、馬鈴薯葡萄糖瓊脂、察氏瓊脂、高鹽察氏瓊脂等。
5、檢樣中常見的問題
(1)不同稀釋度計數結果不相同;
(2)不生長或生長很好連成片無法計數;
原因:①稀釋時未經反復振搖,吹吸,導致孢子未充分散開,影響了計數的結果。②由于培養基不適宜,PH 值低等,致使生長較慢。③觀察時間的掌握。真菌生長較慢,故需 5d 后才能觀察出結果。
微生物操作中常見問題的討論與分析:
1、 劃線獲得單個菌落的方法
劃不出單個菌落的原因:
(1)平板上有過多的水分;
(2)劃線時接種環未經反復灼燒;
(3)多區劃線,三區或四區劃線。
2、 涂布和傾注的區別:
涂布利于觀察,但由于涂布棒上會帶有少量的菌液,可能影響計數的準確性;傾注更為準確,但不利于觀察菌落的狀態。
Beuchat和Matsuda等人分別對這兩種方法作了大量比較試驗后發現,對霉菌計數來說,涂抹法有以下幾方面優越于傾注法:①培養出的霉菌菌落數較多;②培養所需的時間較短;③霉菌孢子、菌落形態特征發育完全,便于鑒定。這是因為絕大多數霉菌是好氧的,在培養基表面生長快,發育好,而混在培養基中發育就受影響,而且在培養基傾注時霉菌孢子易受熱損傷。
3、培養基的選擇
培養基的選擇應根據實驗材料和檢驗目的來確定。目前國標方法中使用的培養基有:馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)、孟加拉培養基(RBC)、高鹽察氏培養基(CAO),其中PDA和RBC適合于一般的霉菌和酵母菌生長,而CAO則適合于高滲性霉菌生長,酵母菌幾乎不長。
在日常檢測中我們發現,有些常見的耐高滲性霉菌,如局限曲霉、謝瓦曲霉、赤曲霉、Wallemia等在PDA、RBC上生長非常緩慢或不長,而這些菌在高滲培養基如M40Y、DG18(M40Y瓊脂配方:蔗糖400g,麥芽提取汁20g,酵母提取汁5g,瓊脂20g,氯霉素50mg,蒸餾水1000mL;DG18瓊脂配方:葡萄糖10g,蛋白胨5g,KH2PO41g,MgSO4·7H2O 0.5g,氯霉素0.1g,0.2%二氯硝基苯胺1.0mL,瓊脂15g,蒸餾水1000mL,PH6.5)上則正常生長。孢子、形態特征發育良好,而且酵母菌也能在M40Y、DG18上生長,因此,若能同時采用PDA和M40Y(或DG18)分離培養各類樣品中的霉菌,將能更全面地反映出污染霉菌的菌相。特別是對干燥食品、高糖食品、淹漬食品等,更有必要同時采用M40Y或DG18。
由于霉菌中很多種類不會產生有毒的霉菌毒素,危害較小,而有的菌株即使污染數量不多,但其產生的霉菌毒素卻危害較大,因此僅作霉菌計數并不能全面反映其危害程度,重要的是要知道污染菌的菌相,才能更好地判斷被污染食品的安全程度。
為此,國外有些研究者設計出各類選擇性培養基,可以識別產毒的霉菌。如AFPA培養基(配方:酵母提取汁20g,蛋白胨10g,檸檬酸鐵銨0.5g,0.2%二氯硝基苯胺1.0mL,瓊脂15g,蒸餾水1000mL,PH5.6)用于分離黃曲霉毒素產生菌高污染率的食品。產黃曲霉毒素的菌株黃曲霉和寄生曲霉在AFPA上30℃培養2~3天就形成背面有亮橙黃色的特征性菌落,非常容易識別。有人利用該培養基分離黃曲霉高污染食品花生、玉米等,取得了滿意的結果。因此,針對不同樣品,有目的地設計出相應的選擇性培養基,以篩選污染菌中的危險菌群,將是一個值得探索的方向。
4、 培養基配制時應注意的問題:
(1)滅菌溫度要嚴格控制,按照要求滅菌,尤其含糖量較高的培養基溫度不應太高,過高會導致糖分焦化,影響質量;
(2)瓊脂培養基不能反復溶化。反復溶化會破壞培養基中的營養成分;
(3)培養基不能反復滅菌,反復滅菌也會導致營養成分的破壞;
(4)含瓊脂的培養基滅菌后,要搖勻。
5、平板的保存:
大多數平板如 VRBA、DC、尿素酶生化管、顯色系列等要避光低溫保存。
6、 產品的保存:
(1)干粉培養基:避光干燥,結塊后不能使用。
(2)亞碲酸鉀卵黃增菌液、50%卵黃乳液等:冷凍保存,使用時,要常溫解凍,避免水浴加熱。
(3)抗生素類:冷藏保存,溫度過高會導致靈敏度的下降。
(4)兔血漿:冷藏保存少量的紅色不會影響結果。
7、 觀察時間的掌握:
按SN、GB 等標準或培養基的使用說明所述時間進行觀察,時間過短或時間過長,單菌落的特征都不會很明顯。如單增李斯特氏菌顯色培養基,時間短單菌落看不到卵磷脂環,時間長綿羊李氏菌也會產生沉淀環。OXA、PALCAM的觀察也如此,時間過長,李氏菌使整個平板成黑色,不利于觀察單個菌落。
8、 添加劑的添加:
(1)溫度的掌握。卵黃和抗生素類添加的溫度都不應太高。
(2)定量。過多會抑制一些目標菌,太少又導致雜菌的過度生長。
9、 培養溫度的掌握:
(1)真菌類。25-28℃培養
(2)細菌類。李氏菌在增菌和生化中要求培養溫度在 30℃左右。
(3)其他一般在 36℃左右。
10、接種方法:
常用的方法主要有劃線、三點接種、穿刺接種、傾注接種、涂布接種、液體接種。
11、革蘭氏染色方法:
染色時間的掌握、沖洗的方法。
12、生化實驗:
(1)接種的方法
(2)氧化型和發酵型實驗操作
(3)陽性菌種的對照
(4)接種前的純化。挑取單個菌落進行一系列的生化。
13、最適計數范圍
霉菌菌落由孢子和菌絲組成,相當擴散,在直徑9cm的平皿里,菌落數稍多就相互交叉重疊,影響計數,但數量太少又會產生較大的誤差,因此選擇適當的稀釋度計數是保證結果準確的關鍵環節之一。
我們對這方面作了一些觀察研究,首先是將實驗菌株的斜面培養物制成含有約106個/mL的孢子懸液,并用血球計數器在顯微鏡下準確計數,然后將孢子懸液作10-1~10-6倍稀釋,吸取不同稀釋度的稀釋液接種于PDA,25℃培養5天后計數。30種常見霉菌的兩種不同計數方法所得結果比較顯示,大部分菌株每平板含有10~50個菌落的稀釋度時的計數與顯微鏡計數結果最接近;有近一半的菌株,每個平板含50~100個菌落已較難計數,而大部分菌株,超過100個/平皿或小于10個/平皿的計數結果就與顯微計數結果存在較大差別,因此,應盡量選擇10~50個/平皿的稀釋度進行霉菌計數。
而對上述提及的菌絲很豐富、菌落特別擴散的毛霉、根霉、犁頭霉等菌株,則應在更少的范圍內計數(30個/平皿以內)。為控制霉菌的生長速度和菌落的生長范圍,可在培養基中添加少量抗生素,如氯霉素(50~100mg/L),金霉素(20~100mg/L),慶大霉素(50mg/L),土霉素(100mg/L)等。
14、關于殺菌的幾個概念:
(1)抑制:是在亞抑制劑量因子作用下導致微生物生長停止,但在移去這些因子后生長仍可以恢復的生物學現象。
(2)死亡:在致死劑量因子的作用下或在亞致死劑量因子長時間的作用下,導致微生物生長能力不可逆喪失,即使移去這種因子后生長仍不能恢復的生物學現象。
(3)防腐:在某些化學物質或物理因子作用下,能防止或抑制微生物生長的一種措施,它能防止食物腐敗或防止食物霉變。
(4)消毒:利用某種方法殺死或滅活物質或物體中所有病原微生物的一種措施,它可以起到防止感染和傳播的作用。
(5)滅菌:利用某種方法殺死物體中包括芽孢在內的所有病原微生物的一種措施。
六、如何預防霉菌污染?
那么有什么預防霉菌污染的措施呢?
控制食品中的水分和食品儲存環境中的溫度、濕度是防霉的主要措施。食物的水分要控制在安全水分以下,如玉米在12.5%以下、花生仁在8.0%以下時,霉菌不易繁殖。
另外食品儲藏的場所要具有良好的通風條件,且要防水和防雨。食品儲存要注意推陳出新,合理儲量,儲存的時間不宜過長等。同時為了避免食品受霉菌的污染,打開食品包裝后應當及時密封。有條件的可以定期對食品進行檢測,一旦發現食品遇到霉菌污染后,及時將受到污染的食品進行分析處理,可大大降低霉菌的污染。