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科技與生活科技與生活食物腐壞與食物中毒

by

Lewis NGLewis NG(M.Phil, B.Sc.)

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內容

食品微生物學

食物腐壞的成因

食物中毒的成因

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主旨

介紹食品微生物學的基本概念和食物腐壞的成因。完成此課堂的學生應能辨別和防止不同成因所導致的食物腐壞和食物中毒。

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食品微生物學

食品微生物學是研究微生物與食物之間的關係

互動關係

微生物

食物

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食品微生物學

食品微生物學

由食物引起之疾病

微生物性食物腐壞

微生物於食品製造的使用

由食物引起的疾病指透過進食而引起的疾病

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微生物

微生物是非常細小的生物, 多為單細胞及不能單獨地被肉眼看見

要借助顯微鏡才可以觀察它們

0.5 – 5.0 微米 (μm) 長

10 – 300 納米 (nm) 長

細菌:

病毒:

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顯微鏡

羅伯特·胡克 (Robert Hooke)(1635-1703) – 在1664年發明了顯微鏡

首位描述生長在皮革表面的藍霉菌的人

安東尼·凡·雷文霍克 (Antonivan Leeuwenhoek) (1632 -1723,荷蘭)首位於1684年在顯微鏡下看到細菌的人 羅伯特·胡克顯微鏡

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光學顯微鏡

1.接目鏡2.接物鏡轉臺3.接物鏡透鏡4.粗調節器5.微調節器6. 載物台7.鏡8.光欄及聚光器

顯微鏡圖示

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微生物在哪兒找到

它們廣泛分佈於環境及食物之中

肉類液體培養基

熱 熱

煮沸10分鐘

於室溫下存放1星期

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微生物的分類

病毒

細菌

原生動物

藻類

微真菌 (例:霉及酵母)

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病毒

指毒素或毒物

在宿主細胞外無法生長或繁殖

生物? (沒有細胞)引起疾病如狂犬病,天花, 愛滋病以及流行性感冒

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細菌

單細胞生物

危害健康的細菌 - 病原體

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原生動物

例: 草履蟲, 阿米巴變形蟲

原生動物是單細胞的微生物

10–50 微米 (μm)在顯微鏡下很容易被看到

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藻類

擬似植物的簡單生物

可由單細胞至多細胞的形式均存在

沒有葉和根

能進行光合作用

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微真菌

葡枝根霉 Rhizopus stolonifer(麵包霉的一種 )

相片

經霉製成的食物 - 芝士, 香腸, 豉油

經酵母製成的食物 - 啤酒 ,麵包,葡萄酒

釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae

相片

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微生物的分類

病原體

引致疾病的微生物

腐敗生物

只引致食物腐壞而不會引致疾病的微生物

有益生物

對人有益的微生物

惰性生物

對人無益也無害的微生物

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食物腐壞

天然腐壞

被生物/微生物污染 (微生物性的降解)

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天然腐壞

水份流失

酶的活度

化學降解

物理/機理性的改變

不當的溫度

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酶

生物催化劑

加速生化反應或一些不在自然情況下發生的反應

屬蛋白質

澱粉 葡萄糖澱粉酶

蛋白質 氨基酸蛋白酶

葡萄糖 + 6O2 6H2O + 6CO2 + 能量

葡萄糖 + 6O26H2O + 6CO2 + 光

酶的活性會被酸鹼及溫度影響

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酶

對水果和蔬菜的成熟很重要

持續的作用會為食物帶來不良的轉變, 最終引致食物不能食用

切面的褐變

瘀傷位置的發酵

產生異味

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Proteolysis 蛋白水解作用

Proteo = protein’s (蛋白質的), lysis = 分解

由蛋白酶引致

例: 胰蛋白酶, 彈性蛋白酶 (免疫系統) 及 組織蛋白酶

組織蛋白酶 – 分解死去生物/鮮肉的蛋白質

經過組織蛋白酶數天的作用 較佳的牛肉質量

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酶所造成的氧化

由脂肪氧化酶 (lipoxygenase) 所引起

主要存在於植物中, 例: 莢豆類, 黄豆

造成油酸敗作用

副產物: 難嗅的酮及醛, 自由基 (脂質過氧化物)

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• 割開/撞傷的蘋果, 馬鈴薯以及香蕉即使暴露於空氣中短至5分鐘也可變成褐色

•多酚氧化酶 (poly-phenol oxidase, PPO) 在多種蔬果菜中存在

•在帶氧的環境下, 它能氧化多酚化合物

•褐色素是導致蔬果皮褐色的成因

•聚合物的形成是治癒蔬果的割傷和撞傷的方法

R OH

OH

R O

O多酚化合物 醌 褐色素

O2PPO 聚合

褐變 (鐵鏽色的蘋果切件)

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• 商業的食品處理

用二氧化硫 (SO2)破壞多酚氧化酶 (PPO) • 基因工程

去除負責製造 PPO的基因

• 去氧:塑膠包裝

浸沒於水中

• 減慢 PPO 的活性

深冷藏 (酶只在非常狹小溫度範圍發揮功效!)

於切割表面擦上 H+(aq), 例: 抗壞血酸 (維生素 C) 或檸檬酸 (檸檬汁)鹽或可透過滲透作用鈍化 PPO

請勿褐變!

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化學降解(作用)

脂質的氧化

維生素的氧化

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氧化作用

指脂質內不飽和鍵的氧化

含有高度不飽和油份的食物 較易被氧化

• 氧氣的含量

• 脂質的不飽和度

• 抗氧化物的存在

• 原氧化物的存在, 例: Cu2+, 自由基

• 曝露於光中

• 貯存溫度

影響氧化作用的因素:

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脂質油酸敗作用

- 不飽和脂肪酸中的雙鍵很容易受到氧氣、重金屬、熱和紫外線的侵害

O

OH

aldehydes醛類

Ketones酮類

O2 Cu2+

紫外線 熱 CO

RHC

OR

R

O

OH

Rancid油臭

Cd2+

自由基

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抗氧化維生素的氧化

曝露於空氣中:

維生素A

維生素 C 氧化維生素 C

氧化維生素A

O2

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物理性/機理性的轉變

凍藏 (植物的凍傷)選擇差劣的包裝物料

不當的運輸及貯存做法

蔬果在收割和處理時被撞傷及擦傷

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植物動物細胞對比

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植物的凍傷冷卻時, 水 冰, 體積增加

水

-18oC把玻璃杯逼破冰

-18oC

-18oC

水 冰, 擴張 細胞壁破裂

水 冰, 擴張, 細胞膜具彈性

冰

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不當的溫度

輕微加熱

促進細菌增長

酸敗

極高溫加熱

凝結蛋白質

破壞維生素

凍藏

凍傷, 褪色, 乳化物的分解 (例如: 巧克力, 牛奶)

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維生素在不同情況下的穩定性

55%UUUSSE

40%UUUUSD

5%SUSUUK

100%UUUUSC

40%UUSSSB6

50%USSUUB5

75%SSSSSB3

75%UUSUSB2

80%USUUSB1

40%UUUSUA

烹煮 (最大的破壞程度)熱光氧氣鹼酸

S = stable 穩定 U = 不穩定

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被生物污染

被巨生物污染 (例: 昆蟲的幼蟲 ,蒼蠅)微生物的生長和活性

細菌

酵母菌

霉菌

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細菌污染

細菌的生長倚靠一些外在的因素

食品材料

溫度

酸鹼

水份

氧氣

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食品材料

每一種細菌均有特定食品需要的範圍

副溶血性弧菌於鹽醃的食物/海產中

Samonella (沙門士菌) 於蛋/肉中

E.coli (大腸桿菌) 於肉/牛奶中

Listeria (利斯特菌) 於奶製品中

Clostridium perfringens (產氣莢膜梭狀芽孢桿菌) 於肉類液體培養基 /糊狀物中

Bacillus cereus (臘樣芽孢桿菌) 於炒飯中

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溫度

每一種細菌均有一個最合適的生長溫度

多數細菌於 4 - 60℃ 均能生長(危險區)嗜冷性 – 在冰箱的溫度下生長得最好 (< 10℃)

嗜溫性 – 於 16 - 38℃ 下生長得最好

嗜熱性 – 指 ‘愛熱’。 於泥土、糞肥和堆肥等中出現, 於 82℃ 以上的溫度生長得最好, 而且可以緩慢地生長一直到100℃

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酸鹼

多數細菌在近中性的酸鹼 (pH =7)下生長得最好

一些細菌在酸性環境生長 (例: 乳酸菌, 幽門螺旋菌)

一些細菌能夠在微鹼性介質中生長

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水份

高水份含量促進細菌生長

生物能夠在水活度 ≥ 0.6 生長

霉菌 (~0.6)

酵母菌 (~0.7)

細菌 (~0.8)

食品的水活度 > 0.85 需要保藏

例: 醃製 (鹽醃), 酸性, 罐頭食物

(真菌)

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氧氣

需氧細菌 (+O2) – 需要游離氧來生長

厭氧細菌 (-O2) – 不需游離氧, 在缺氧的情況下生長較好

兼性細菌 (+/-O2) – 在有或沒有游離氧的情況下均能生長

微需氧性細菌 – 必需要游離氧, 但少量便足夠

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酵母菌及霉菌

酵母菌

兼性, 於 25-30℃含糖份和充足水份的溶液中能良好地生長

溫度>60 ℃便會死亡

霉菌

需氧, 於 25-30℃下生長良好

需要較少的可用水份

能在大範圍的酸鹼(2 – 8.5)環境中生長

溫度>60 ℃便會死亡

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食品可根據容易腐壞程度分成三類

肉, 魚, 家禽, 蛋, 牛奶, 某些蔬果

易腐爛的食品

馬鈴薯, 洋蔥, 麵包中度容易腐爛的食品

糖, 鹽, 麵粉, 穀類及乾貨穩定或不易腐爛的食品

例子類別

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食物中毒

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食物中毒

個案1:

個案2:

22 Jan

0:00 12:00 0:006:00 18:00

早餐 午餐 晚餐 腹瀉

22 Jan

0:00 12:00 0:006:00 18:00

早餐 午餐 晚餐 嘔吐

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食物中毒

個案3:

0:00 12:00 0:006:00 18:00

早餐 午餐 晚餐 腹瀉

0:00 12:00 0:006:00 18:00

早餐 午餐 嘔吐

受害人甲

受害人乙

受害人甲和乙是朋友, 他們一起吃晚餐

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食物中毒

1.

3.

4.

2.

發霉的麵包一杯鮮奶存放於室溫下兩日

新鮮製備以蔬菜釀餡的火雞

酸敗的油

5.

變壞了的蛋

個案4:

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1. 熟飯 沒有覆蓋 , 於室溫下放置10小時重新加熱至 100℃

2. 三明治 沒有覆蓋 , 於室溫下放置10小時

3. 一件新鮮的三文魚刺身 很可能被食物處理員沾染了副溶血性弧菌VP的手污染 刺身其後用蒸餾水清洗

4. 在液體培養基的牛什 沒有覆蓋 , 於室溫下放置10小時 重新加熱至 100℃

進食與否 ?個案5:食物中毒

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5. 罐身膨脹了的罐裝肉類 打開罐頭 重新加熱至100℃

6. 內部尚未煮熟的碎肉

7. 表面有霉菌的鹹火腿

8. 解凍了4小時的雪糕 於 -18℃ 再冷藏2日

食物中毒進食與否 ?

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基本概念

腐壞了的食物 ≠導致由食物引起之疾病

可能沒有被病原體污染

人們通常不會吃腐壞了的食物

表面良好的食物 ≠ 沒有被病原體污染或腐壞

多數是因為進食了外表吸引的食物

毒發的時間 ≠最後一餐進食的時間

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食物中毒

由食物引起之疾病 (例:胃腸炎, 傷寒)食物感染

進食了活生物, 並在體內生長導致疾病

食物中毒

進食了帶有微生物製造的毒素或被化學物質污染的食物

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胃腸炎

>99%的胃腸炎源於食物引起的疾病

主要徵狀 :腹痛

水瀉

通常有噁心

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應呈報的疾病

食物中毒在香港被列為應呈報的疾病

Cholera (霍亂)Bacillery dysentery (桿菌性痢疾)Food Poisoning (食物中毒)Paratyphoid fever (副傷寒)Typhoid fever (傷寒)Viral hepatitis (病毒性肝炎)

Community associated MRSA (Methicillin-resistantStaphylococcus aureus) (社區關聯抗藥性金黃葡萄球菌)

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應呈報的疾病

香港法例:檢疫及防疫條例,第 141 章

•入境及檢驗的權力

•扣留的權力

•消毒及潔淨的權力

•地區及處所的隔離

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食物中毒的媒介

有毒的食物

微生物

化學物

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有毒的食物

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有毒的菇類

毒素: 蕈毒鹼, α-毒傘蕈

Gyromitra esculenta鹿花菌的相片

Amanita pantherina鵝膏菌的相片

Entoloma小白蟻菌的相片

Galerina marginata紋緣盔孢傘的相片

Chlorophyllum molybdites 綠摺菇的相片

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馬鈴薯

馬鈴薯含有有毒的化合物茄鹼, 中毒非常罕見

烹煮能破壞部分毒素

茄鹼於馬鈴薯青化時積聚

徵狀 = 頭痛, 腹瀉, 抽筋, 嚴重的可導致昏迷及死亡

毒素亦存在於番茄和茄子中

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Deadly nightshade 龍葵

莨菪是西半球中最毒的植物之一

其莓果對小朋友最為危險，因為它們外表吸引, 而且略帶甜味

毒素: 托烷類生物鹼

進食了它的葉和根會致命

徵狀 -瞳孔擴張, 心跳過速, 幻覺, 視野模糊,

失去平衡, 飛行的感覺, 搖晃欲倒, 窒息的感覺

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花生中的黃麴霉毒素 (Aflatoxins)

黃麴霉毒素是天然存在的霉菌毒素, 由麴霉科的菌種 (Aspergillus spp.) (真菌) 製造引致發燒,急性肝損傷, 肝癌 ,黃疸病也存在於大豆, 粟米, 合桃, 椰子中

黃麴霉毒素

其他含有毒素的食品

•生的青豆, 紅腰豆, 白菜豆

•樹薯

•白果

•新鮮金針 (食用前必須弄乾)

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食物過敏原

食物過敏原是指引致過敏的食物

•含 有 麩 質 的 穀 類

•甲 殼 類 動 物 及 甲 殼 類 動 物 製 品

•蛋 類 及 蛋 類 製 品

•魚 類 及 魚 類 製 品

•花 生 、 大 豆 及 它 們 的 製 品

•奶 類 及 奶 類 製 品 ( 包 括 乳 糖 )

•木 本 堅 果 及 堅 果 製 品

引致過敏的食物:

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引致食物中毒的微生物

細菌Vibrio parahaemolyticus (VP) (副溶血性弧菌)Staphylococcus aureus (Staph.) (金黃葡萄球菌)Salmonella species (沙門士菌)Clostridium perfringens (產氣莢膜梭狀芽孢桿菌)Bacillus cereus (臘樣芽芽孢桿菌)Clostridium botulinum (肉毒梭狀芽孢桿菌)Campylobacter jejuni (空腸螺旋菌)Escherichia coli O157:H7 (埃希氏大腸桿菌 O157:H7型)Listeria monocytogenes (利斯特菌)Vibrio cholera (霍亂弧菌 )Shigella dysenteriae (志賀氏桿菌 )

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引致食物中毒的微生物

病毒

Norovirus (Norwalk virus) (諾沃克病毒)

Hepatitis virus Type A (甲型肝炎病毒)

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有毒微生物的研究

機理

來源

通常牽涉的食物

潛伏期 – 由進食食物至第一個徵狀出現的時間

徵狀

診斷

預防

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副溶血性弧菌

來源

海洋環境, 海產, 貝類

通常牽涉的食物

生或未煮熟的海產, 貝類及鹽醃的食物 (例: 海哲)

潛伏期 : 12 – 24 小時

徵狀

腹痛, 腹瀉, 噁心, 嘔吐, 發燒

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金黃葡萄球菌

機理 – 抗熱的毒素

來源

人類皮膚, 毛髮, 鼻腔, 喉嚨, 傷口

通常牽涉的食物

經過大量處理後而不再加熱的食物 (例: 飯盒, 蛋糕, 三文治)

潛伏期: 2 – 4 小時

徵狀

腹痛, 噁心, 嘔吐, 腹瀉

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沙門士菌

鼠傷寒沙門氏菌 ,

傷寒沙門氏菌

來源家養/野生動物

家禽, 豬, 牛, 蛋通常牽涉的食物

生或未煮熟的蛋/蛋製品/肉/肉製品

潛伏期 : 12 – 36 小時

徵狀發燒, 腹痛, 腹瀉, 噁心, 嘔吐

傷寒熱

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產氣莢膜梭狀芽孢桿菌

機理: 毒素

來源泥土

健康的人和動物的消化道

通常牽涉的食物未煮熟透的肉或肉製品

潛伏期: 10 – 12 小時

徵狀腹痛, 腹寫, 噁心

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臘樣芽芽孢桿菌

機理: 2 種毒素抗熱的及不抗熱的

來源泥土和環境

通常牽涉的食物剩餘的飯, 炒飯, 肉和蔬菜

潛伏期抗熱的 : 1 – 6 小時不抗熱的 : 6 – 24 小時

徵狀抗熱的 – 噁心, 嘔吐不抗熱的 – 腹痛

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埃希氏大腸桿菌 O157:H7型

來源

動物的消化道 (牛)通常牽涉的食物

未煮熟的碎牛肉, 生菜, 未經消毒的奶和果汁

潛伏期 : 1 – 2 日徵狀

腹瀉帶血, 腎功能失調

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霍亂弧菌

只有 O1 & O139 是致病的

來源

被污染的水或受感染的人

通常牽涉的食物

未煮熟的海產或交叉感染的食物

潛伏期 : 2 – 3 日徵狀

腹瀉帶有如米水狀的糞便, 噁心, 嘔吐

嚴重缺水甚至死亡

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諾沃克病毒

來源

被污染的水, 貝類 例: 蠔, 蜆

通常牽涉的食物

生或未煮熟的貝類

潛伏期: 24 – 48 小時

徵狀

噁心, 嘔吐, 腹痛, 腹瀉, 輕微發燒

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肉毒梭狀芽孢桿菌

在罐頭肉類中

分泌毒素 – 肉毒桿菌毒素 (攝入中等份量可致命)

利斯特菌

在低溫生長 (<10℃)通常存在於奶或奶製品中 (如:雪糕)

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預防

以適當溫度及時間保存食物

徹底煮熟食物

避免進食生的食物

適當地儲存煮熟的食物以防止交叉感染

處理食物前要洗手

避免過早準備即食食品

吃剩的食物要徹底翻熱方可進食

用不同的砧板和刀處理生熟食物

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化學性食物中毒

日本水俁在1953 – 1960年爆發水銀(汞)中毒事故

進食含大量的甲基汞的魚

52 人死亡

~100 人腦部嚴重受損

由當地化工廠排放汞所致

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化學性食物中毒

被殺蟲劑污染的蔬菜

含殺蟲劑的殘餘– 一般為有機磷酸鹽

克倫特羅中毒 (豬及其內臟)增加瘦肉的生產

雪卡毒魚中毒 (珊瑚魚)魚類進食了海洋微生物 –含雪卡毒素的雙鞭毛藻

依附在死去的珊瑚礁 / 微藻上

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化學性食物中毒

麻痺性貝類中毒

來自微藻產生的藻源毒素

雙殼貝類 (蠔, 蜆, 帶子)

二噁英 (多氯二聯苯戴奧辛 PCDD; 多氯二聯苯夫喃PCDF)

工業過程的副產品 (例: 汽車廢氣, 焚化,漂白紙漿,製造殺蟲劑)

工業廢料污染水, 泥土和植物

可於肉, 家禽, 牛奶, 魚, 蛋以及其製成品中找到

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食環署刊物 (健康教育)

http://www.cfs.gov.hk/tc_chi/multimedia/multimedia_pub/multimedia_pub_pm.html

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完結完結