（1）微生物の種類と大きさ...1 1 第2章食品の変質食品微生物学(岸本）...

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第２章食品の変質

食品微生物学(岸本）

２・１微生物に関する基本的事項

（１）微生物の種類と大きさ

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微生物の分類 What is a microorganism

細菌・酵母・カビ（糸状菌）

微細藻類・原生動物

微小な生物

目に見えない

真核生物

原核生物

真菌ともいう

リケッチア・クラミジアも含む生物と無生物の境界に位置


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微生物の大きさ細菌の大きさ約1μｍ＝0.000001ｍ

食品微生物学(岸本） 4食品微生物学(岸本）

5食品微生物学(岸本） 6

細菌 bacteria


（２）微生物の形態と増殖様式

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細菌の分類のしかた1.形態学的な分類・・・・球菌、桿菌・・・・・

2.酸素要求性・・・・好気性、通性嫌気性、（偏性）嫌気性

3.運動性の有無・・・・・有→べん毛をもつ。べん毛 → 極毛、周毛

4.細胞壁構造の違い（染色性）・・・・・グラム陽性、グラム陰性

5.胞子をつくるかつくらないか・・・・胞子（芽胞）形成、非形成

6.生理学的性質①発酵性テスト

糖を分解(発酵）するか、しないか。②カタラーゼテスト

過酸化水素水を分解をする酵素を持っているかどうか。③オキシダーゼテスト

オキシダーゼという酵素の強弱をみる。食品微生物学(岸本） 8

グラム染色


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原核細胞の構造

（DNA）

（タンパク合成）

グラム陽性菌、陰性菌で異なる

染色体外に存在するDNA


10食品微生物学(岸本）

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（a）原形質量の測定①質量、②容積、③窒素量、④混濁度

（b）細胞数の測定①全菌数、②生細胞数 1）平板培養法

（c）増殖曲線（growth curve)縦軸は細菌の生育数（細胞数）の対数

横軸は時間（培養時間）

①誘導期、②対数増殖期、③定常期、④死滅期

微生物の増殖

細菌の培養（1）生育量の測定

食品微生物学(岸本） 12

微生物の増殖２分裂を繰り返し、急速に増える

平均世代時間が短い（10～30分）

Growth Curve

腸炎ビブリオは10分以下で2分裂!!食品微生物学(岸本）

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増殖曲線と時期の名称


微生物の増殖条件

細菌の増殖 ①栄養要求

世代時間 generation time :G.T.大腸菌約20分腸炎ビブリオ約10分

独立栄養菌 autotrophic bacteria

光合成菌

化学合成菌

従属栄養菌 heterotorophic bacteria食品に関係するほとんどの微生物


（３）微生物の増殖に影響を及ぼす要因

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細菌の増殖 ②温度

高温菌…増殖温度が45～75℃の範囲で（55℃以上で）増殖

中温菌…37℃付近では活発に増殖。10℃以下ではほとんど生えない。低温貯蔵時の腐敗に関係しない。

低温菌…冷蔵庫の温度でも増殖可能。低温貯蔵時の食品の腐敗に関係。細胞膜脂質の不飽和脂肪酸の比率が高く,固化流動性を保持して膜の機能を維持0℃と５℃でも増殖の程度は異なる。

ｐ.25 図2-4食品微生物学(岸本） 16


細菌の増殖 ③酸素

好気性菌微生物は,酸素があるときのみ増殖

微好気性菌酸素が少しあるときのみ増殖

通性嫌気性菌酸素があってもなくても増殖

（偏性）嫌気性菌酸素はかえって有害で,酸素の存在しない条件下でのみ増殖ｐ.25 表2-1



•酢漬けは優れた貯蔵法。

•腐敗菌が低いpH(酸性)では増殖できない。

•一般の細菌は中性からややアルカリ性でよく生え,•pHが4～5以下になると生えないものが多い。

•一般に乳酸菌や酵母,カビは比較的酸に強い。

•乳酸菌ではpH3.3～4付近まで。

•酵母やカビではさらに低くpH2～3付近まで生える。

•乳酸菌・酵母やカビは酸性食品の腐敗原因菌。

•酸の種類によって同じpHでも効果が異なる。


細菌の増殖 ④水素イオン濃度


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19食品微生物学(岸本） 20食品微生物学(岸本）

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細菌の増殖 ⑤水分活性

食品中の水

結合水 … タンパク質や糖類などの食品成分に束縛されている水

自由水…微生物が利用できる水

塩蔵品やジャム,羊羹などの糖分の高い製品では食品中の水の大部分が結合水の形で存在しているため,微生物はほとんど増殖できない

ｐ.27 図2-5食品微生物学(岸本） 22

• 水分活性(Ａw)• Water activityの訳

• 砂糖や食塩のような可溶性の物質が水に溶けると,水の一部はその物質に結びついて拘束されるので,何も溶けていないときに比べて水蒸気圧が低下する。

• 水蒸気圧が低い＝自由水が少ない＝Ａw低い

• Awの最大は1,最小は0• 乾燥法もAwを低くして食品を長期保存させる。


細菌の増殖 ⑤水分活性



•好塩細菌（halophiles) •非好塩細菌（nonhalophiles)


細菌の増殖 ⑥浸透圧

細菌の増殖 ⑦光線

•260nm 付近の紫外線

•γ（ｶﾞﾝﾏ）線

•冷殺菌と呼ばれる（cold sterilization)

細菌の増殖 ⑧化学物質

•抗菌物質、消毒剤、防腐剤

•化学療法剤、抗生物質


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滅菌（sterilization)すべての微生物を物理的、化学的方法で死滅させ

るか、ろ過により除去、無菌化することをいう。

消毒（disinfecting)人畜に対して有害な微生物を殺菌または除去する

こと。必ずしもすべての微生物が殺菌されているとは限らない。


滅菌と消毒


教科書ｐ.26 ちょっとメモ

（４）微生物の殺菌

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（１）加熱殺菌法乾熱殺菌 / 湿熱殺菌（ｵｰﾄｸﾚｰﾌﾞ法）

（２）ろ過法

（３）ガス殺菌法（ｴﾁﾚﾝｵｷｼﾄﾞなど）

（４）消毒剤（disinfectant)a.フェノール、b．アルコール、c.アルデヒド類

d.界面活性剤、e.塩素系、f.ヨウ素系、g.酸化剤


滅菌と消毒


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D値…菌数を加熱前の10分の1にするのに必要な加熱時間(分)

Decimal Reduction Value

この数字が大きいほど耐熱性が大きい食品の加熱殺菌はこのD値の5倍を目安胞子を持たない細菌は60℃10～30分程度の加熱で死。胞子を殺すには100℃以上の加熱が必要120℃でのD値が5分以上の細菌も（缶詰の変敗菌）

加熱殺菌による微生物制御

食品微生物学(岸本） 28食品微生物学(岸本）

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変質（劣化）の３要因

①生物的要因微生物・ねずみ・昆虫など

②化学的要因酵素（微生物由来、食品由来）、脂質の酸化

③物理的要因

光線、熱による成分の変質、乾燥、

凍結による組織破壊

２．２食品の腐敗


食品の変質

• 自己消化食品そのものがもつ酵素で食品中の成分が分解

• 腐敗タンパク質等が分解され悪臭や有害物質生成

• 変敗（酸敗）糖質や脂質が変質すること

• 発酵糖質が分解されアルコールや有機酸が生成


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微生物作用/酵素の作用/両者相互の反応/色/味/香り/外観/テクスチャーの変化/ガスの発生/有害物質の生成/栄養価の低下/品質の低下

可食性を失った状態＝変質Degeneration

この悪変を劣化といい、通常「くさる」という。

タンパク質などの含窒素成分が微生物の作用で分解され、低分子の悪臭物質、不快あるいは有害物質などを生成する現象

劣化のうち

風味が悪くなって、食用に適さない状態になった場合

＝腐敗Putrefaction

＝変敗Deteriolation

炭水化物や脂肪が微生物によって分解されて有機酸を産生し酸味や酸臭を呈する変敗

＝酸敗Rancudity

食品の変質


食品の変質に関与する微生物は

食品の種類、成分、物理的及び化学的性質、

温度、水分、pH、酸素量、加工法、保存法

によって種類が異なる。

微生物による変質


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食品と微生物の関わり

微生物が有害に働く場合

①生鮮食品やその加工品の腐敗・変敗

②パン,干物などにおける発黴

③食品由来の微生物による食中毒など

微生物が有益に働く場合

①さまざまな微生物を利用した発酵食品

②微生物タンパクとしての利用など食品微生物学(岸本） 34

腐敗と発酵はどう違う（1）人間生活に有用な場合･･･発酵

有害な場合･･･腐敗

腐敗…タンパク質が分解、

硫化水素やアンモニアのような

腐敗臭を生成する

発酵…糖類が基質となって

乳酸やアルコールなどが

生成されるような場合など食品微生物学(岸本）

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腐敗と発酵はどう違う（2）

乳酸菌発酵；ヨーグルトや味噌などが製造される場合

腐敗；清酒中で増殖する場合は火落ち

ハムなどの変敗

バチルス

発酵；納豆を作る発酵菌

腐敗；ご飯に生えた場合は腐敗菌

発酵と腐敗という言葉はあくまで人間の価値基準

によって便宜的に使い分けられている。食品微生物学(岸本） 36

腐敗と食中毒はどう違う腐敗

食品本来の色や味,香りなどが損なわれる。

食べられなくなる。

微生物の種類がとくに限定されない。

食品1g当たり107～108程度の菌数が必要。

食べても下痢など特定の症状はみられない。

食中毒

特定の病原微生物が増殖,または毒素を生産。

食べた人に特有の症状を起こす。

腐敗を起こさない程度の菌数によっても食中毒は起きる。


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• 大気中…1ｍ3 中に数個から数千

• 土壌中…105～108個/ｇ（ 108～109個/ｇ）

• 水中…10３～10４個/ｍｌ（外洋0.1～10/ｍｌ、湖沼10～ 105個/ｍｌ）

ただし、

• VNC（VBNC)状態の微生物がある！(=Viable but Non-culturable )外洋の表層水でも106個／ｍｌが蛍光顕微鏡でカウントできる。最近の研究では海洋には1029個の細菌がいて、地球上には1030個の細菌がいるとされている。

微生物はどこにでもいる。自然界の微生物（１）食品を汚染する微生物の由来


自然界の微生物

• 動物腸管内微生物

糞便中…1010～1012個/ｇ

ノロウイルス

腸管出血性大腸菌

カンピロバクター

ウエルシュ

サルモネラ


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• 酵母（yeast）

• 糸状菌（filamentous bacterium）（＝カビ：mold）

真核微生物 eukaryotic microorganisms

ウイルス virusDNAウイルス

ヘルペスウイルス科：水痘・帯状疱疹ウイルス

RNAウイルスコロナウイルス科：SARSウイルス

重症急性呼吸器症候群：ＳＡＲＳ(severe acute respiratory syndrome)

レトロウイルス科：ヒト免疫不全ウイルス (Human immunodeficiency virus, HIV)

後天性免疫不全症候群;AIDS（Acquired Immunodefiency Syndeome)

オルトミクソウイルス科：インフルエンザウイルス

カリシウイルス科：ノロウイルス食品微生物学(岸本） 40

汚染微生物のルーツ

①家畜,魚介類,果実,野菜などの

生物にもともと付着している一次汚染微生物

農畜産食品：土壌や空気中および腸内(動物の場合)の

微生物の影響をうける

水産食品：水圏や底土,魚の腸内の

微生物の影響を大きく受ける

②加工流通の過程で二次的に汚染した微生物

二次汚染微生物の範囲は特定しにくい

加工品の副原料をはじめ,工場の空気や用水,製造用機器

などのほか,作業者の衣服や手指などに由来するものも

ある。食品微生物学(岸本）

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家畜消化管内：嫌気性細菌が l08～109/g,

通性嫌気性菌が 106～108/g

魚類皮膚：102～105/cm2、103～107/g（鯉）（シュードモナス, アルテロモナス, ビブリオ, モラキセラなど）

魚類消化管(内容物)：103～108/g（ビブリオ, 淡水魚ではアエロモナス・クロストリジウムなど）

レタスやキャベツ： 104～107/g（1～2葉目）

キュウリ：105/g,

ブドウ：105/g

汚染微生物のルーツ食品原料における分布


汚染微生物のルーツ調理器具や設備などの付着細菌①


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汚染微生物のルーツ調理器具や設備などの付着細菌②


汚染微生物のルーツ食品の微生物汚染の実態


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・不要な成分・細胞にとって有害な成分は菌体外へ

・微生物の増殖につれて食品中にはこれらの老廃物

が蓄積

・タンパク質やアミノ酸

→アンモニアやアミン,硫化水素,インドールなど

・でんぷんなどの高分子炭水化物

→グルコースなどの糖類を経て,有機酸やアルデヒドなど

・海産魚介類に特有な腐敗産物：トリメチルアミン

海産魚や加工品の腐敗に伴って増える。

食品の腐敗産物

（２）腐敗による食品成分の変化教科書ｐ.30 図2-8


初期腐敗の判定は総合的に。

1）官能検査

2)揮発性塩基窒素（VBN：volatile basic nitrogen)タンパク質が分解してできるアンモニアやトリメチルアミンなど。

鮮魚 5～10ｍｇ％：新鮮 30～40ｍｇ％を初期腐敗（ｍｇ％：100 ml溶液中に含まれる溶質の重量をｍｇで表わしたもの）

3）水素イオン濃度(pH)動物性食品：低下→上昇植物性食品：低下

4）生菌数10７～108/ｇで初期腐敗

（３）食品の腐敗判別法


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ATP関連指数としてのK値（魚肉鮮度）

ATP：adenosine triphosphate (アデノシン三リン酸）ADP:adenosine diphosphate (アデノシン二リン酸）AMP:adenosine monophosphate (アデノシン一リン酸）IMP: inosine monophosphate (イノシン酸）

魚肉のATPは酵素的に分解されて、ATP/ADP/AMP⇒IMP⇒HxR（イノシン）⇒Hx（ヒポキサンチン）という順に変化していく。この分解の経路はすべての魚で同じであり、一連の反応はIMPの分解速度で左右される。Ｋ値(モル%)=(HxR+Hx)x100/(ATP+ADP+AMP+IMP+HxR+Hx)

Ｋ値は低いほど生鮮度の良いことを意味し、即殺魚では10％以下、刺身用には20％以下が適当であり、20～60％は調理加工向けの鮮度とされている。


２・３油脂の酸敗

（１）油脂酸敗の促進因子と阻害因子

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p.159 表6-6

（２）油脂酸敗の判別法

①酸価（AV）

②過酸化物価（POV）

③カルボニル価（COV）


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①低温貯蔵（冷凍・冷蔵）

冷凍温度域（-2～-20℃）最大氷結晶生成帯（-1～-5℃）冷凍食品貯蔵温度（-15℃以下：食品衛生法）

チルド温度帯（5～-5℃）氷温貯蔵温度帯（-0.1～-3.5℃）

２・４食品の変質防止（１）微生物による食品の腐敗・変敗防止

教科書ｐ.34 表2-2


②脱水(乾燥)

発育限界水分活性Aｗ：細菌 0.94 （好塩菌0.75）酵母 0.88 （耐浸透圧性酵母0.61）カビ 0.80 （耐乾性カビ0.65）

自然乾燥・熱風乾燥・噴霧乾燥・凍結乾燥

教科書ｐ.34 表2-3


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③加熱

低温殺菌（パスツーリゼーション）

オートクレーブ（高圧滅菌機）

レトルト殺菌

間欠殺菌

高温短時間殺菌（HTST)

超高温殺菌（UHT)

マイクロ波加熱による方法

教科書ｐ.35 表2-4食品微生物学(岸本） 52

④くん煙くん煙成分：フェノール類、アルデヒド類など

⑤真空包装・ガス充填（置換）包装・脱酸素剤封入包装

酸素の除去→油脂、ビタミン等酸化抑制、褐変･変色防止他

⑥⑦電磁波による殺菌

紫外線：200～280nm(265nm)に殺菌効果空気中でオゾン、水中で過酸化水素を生成

放射線：日本ではγ線をジャガイモの発芽抑制目的で使用


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⑧浸透圧による方法塩蔵：10％＜腐敗菌、病原菌の発育が抑制＞

20％＜酵母発育阻止＞30％＜カビ発育阻止＞

糖蔵：49％以上＜細菌の発育阻止＞

⑨食品添加物殺菌料、保存料、防黴剤、酸化防止剤、酸味料など


（２）油脂の酸敗防止

①酸素

②温度

③光

④金属

⑤酵素

⑥酸化防止剤

⑦水分活性

54食品微生物学(岸本）

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