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壹方面，微生物在自然界中分布廣泛，不同環境中存在的微生物的種類和數量是不同的。另壹方面，食品從原料、生產、加工、儲存、運輸、銷售到烹飪，往往通過各種方式與環境接觸，導致微生物汙染。汙染食品的微生物來源可分為土壤、空氣、水、操作者、動植物、加工設備、包裝材料等。
1.1汙染食品的微生物來源
1.1.1土壤
土壤中含有大量可被微生物利用的碳氮源，以及大量的硫、磷、鉀、鈣、鎂等無機元素和硼、鉬、鋅、錳等微量元素。此外，土壤具有壹定的保水性、透氣性和適宜的pH值。
(pH3.5~10.5)，土壤溫度通常在10 ~ 30℃之間變化，表層土壤覆蓋保護微生物免受太陽紫外線的危害。
可見，土壤為微生物的生長繁殖提供了有利的營養和環境條件。因此，土壤被稱為“微生物的天然培養基”和“微生物的大本營”。
土壤中微生物數量可達107 ~ 109個/g，土壤中微生物種類繁多，其中細菌所占比例最大，達70% ~ 80%，放線菌占5% ~ 30%，其次為真菌、藻類和原生動物。不同土壤中微生物的種類和數量有很大差異。地下3 ~ 25 cm是微生物最活躍的地方，肥沃土壤中微生物的種類和數量較多，果園土壤中酵母菌較多。分布在空氣、水、人、動物、植物中的微生物除了自身發展外，還會不斷進入土壤。許多病原微生物隨動植物殘體和人畜排泄物進入土壤。因此，土壤中既有非病原微生物，也有病原微生物。通常情況下，非芽孢細菌在土壤中存活時間較短，而芽孢細菌在土壤中存活時間較長。比如沙門氏菌只能活幾天到幾周，而炭疽桿菌可以活幾年甚至更久。同時，還有土傳病原體，可以在土壤中存活很長時間。黴菌和放線菌的孢子也能在土壤中長期存活。
1.1.2空氣
空氣中沒有微生物生長繁殖所需的營養物質和充足的水分條件，在室外又經常受到陽光的紫外線照射，所以空氣不是微生物生長繁殖的場所。然而，空氣中確實含有壹定數量的微生物，這些微生物懸浮在大氣中或附著在飛揚的灰塵或液滴上。這些微生物可來自土壤、水、人類、動物和植物表面脫落物以及呼吸道和消化道排泄物。
空氣中的微生物主要是黴菌、放線菌的孢子、細菌的孢子和酵母菌。不同環境下空氣中微生物的數量和種類有很大差異。公共場所、街道、畜棚、屠宰場、通風不良場所空氣中微生物數量多。空氣中灰塵越多，含有的微生物就越多。室內汙染嚴重的空氣微生物數量可達106個/m3，而海洋、山地、鄉村、森林等空氣清新的地方微生物數量相對較少。空氣中可能存在壹些病原微生物，它們直接來自人或動物的呼吸道、幹燥的皮膚脫落物和排泄物，或間接來自土壤，如結核桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、流感嗜血桿菌和病毒。患者口腔中噴出的液滴含有1 ~ 20000個細菌。
1.1.3水
在自然界中，河流、湖泊、海洋等各種淡水和鹹水區域都有相應的微生物。由於不同水域不同深度的有機物和無機物的種類和含量、溫度、pH值、含鹽量、含氧量和光照的差異，各種水域微生物的種類和數量明顯不同。通常情況下，水中微生物的數量主要取決於水中有機物的含量。有機物越多，微生物的數量就越多。
淡水中的微生物可分為兩類:壹類是清水水生微生物，習慣生活在清潔的湖泊、水庫中，以自養微生物為主，可視為水環境中的土著微生物，如硫細菌、鐵細菌、含有光合色素的衣藻和藍藻、綠硫細菌、紫細菌等。壹些腐生細菌，如色桿菌、無色桿菌和微球菌，可以在低營養含量的清潔水中生長。黴菌中也有壹些水生種類，比如水黴屬和無柄藻屬的壹些種類，它們可以在腐爛的有機殘留物上生長。此外，單細胞和絲狀藻類和壹些原生動物經常在水中生長，通常它們的數量很少。另壹類是腐敗的水生微生物，它們隨著腐敗的有機物進入水域並獲得營養而大量繁殖，是水汙染和傳播疾病的重要原因。其中，G-菌數量最多，如變形桿菌、大腸桿菌、產氣腸桿菌和產堿桿菌，以及壹些芽孢桿菌、弧菌和螺旋菌。當水體被土壤和人畜排泄物汙染後，腸道細菌的數量會增加，如大腸桿菌、糞鏈球菌和魏氏梭菌、沙門氏菌、產氣莢膜桿菌、炭疽桿菌、破傷風桿菌等，汙水中還會有纖毛蟲、鞭毛蟲和原生動物。進入水體的動植物病原體，由於水體的環境條件不能完全滿足其生長繁殖的要求，通常不能長期存活，但少數病原體可以存活數月。
海水中還含有大量的水生微生物，主要是細菌，具有嗜鹽性。近海水域常見的細菌有假單胞菌屬、無色桿菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬、芽孢桿菌屬和噬細胞菌屬，可引起海洋動植物腐敗，有些是海洋魚類的致病菌。海水中還有致病細菌可引起人類食物中毒，如副溶血弧菌。
礦泉水和深井水通常含有少量微生物。
1.1.4人體和動物體
人體及狗、貓、鼠等各種動物的皮膚、毛發、口腔、消化道、呼吸道等都含有大量的微生物，如未清洗的動物皮毛、皮膚微生物，可達105~106個/cm2。當人或動物感染病原微生物時，體內會出現不同數量的病原微生物，其中壹些是人和動物的病原微生物，如沙門氏菌、結核桿菌、伯氏芽孢桿菌等。這些微生物可通過直接接觸或經呼吸道、消化道排泄汙染食物。
蚊子、蒼蠅、蟑螂等昆蟲也攜帶大量微生物，其中可能存在多種病原微生物，它們與食物接觸也會造成微生物汙染。
1.1.5加工機械設備
各種加工機械設備沒有微生物所需的營養物質，但在食品加工過程中，由於食品的汁液或顆粒粘附在內表面，在食品生產的最後，機械設備沒有完全滅菌，使少量微生物在其上大量生長繁殖，成為微生物汙染源。這種機械設備在後期使用中會通過與食品接觸造成食品的微生物汙染。
1.1.6包裝材料
各種包裝材料如果處理不當也會攜帶微生物。壹次性包裝材料通常比回收材料含有更少的微生物。塑料包裝材料會因為帶電荷而吸附灰塵和微生物。
1.1.7原料和輔料
1.1.7.1動物原料
屠宰前健康的畜禽具有健全完整的免疫系統，能有效預防和阻止微生物在肌肉組織中的入侵和擴散。因此，正常組織(包括肌肉、脂肪、心臟、肝臟、腎臟等。)壹般都是無菌的，而微生物總是存在於畜禽的體表、被毛、消化道、上呼吸道等器官中。如未洗滌的動物皮毛和皮膚中的微生物數量可達105~106個/cm2。如果糞便被毛發和皮膚汙染，微生物的數量會更多。新鮮排出的畜禽糞便中微生物數量可達107個/g，瘤胃成分中微生物數量可達109個/g。
患病畜禽的器官和組織中可能存在微生物，如結核分枝桿菌和病牛的口蹄疫病毒。這些微生物可以突破人體的防禦系統，擴散到身體的其他部位，其中大部分是致病菌。動物皮膚被刺傷、咬傷或化膿時，淋巴結內會有細菌存在。壹些細菌會被身體的防禦系統吞噬或消滅，而另壹些細菌可能會殘留下來並引起病變。有些感染病原菌的畜禽出現臨床癥狀，但其中相當壹部分是無癥狀攜帶者。在運輸和圈養過程中，由於擁擠、疲勞、饑餓和驚恐等刺激，這些畜禽的免疫力下降並呈現臨床癥狀，致病菌向外界擴散，造成畜禽相互感染。
畜禽屠宰後，失去先天防禦功能，微生物侵入組織，迅速繁殖。屠宰過程中不當的衛生管理會導致廣泛的微生物汙染。起初，使用未消毒的刀放血時，汙染的微生物被帶入血液中，並隨著血液的短暫弱循環擴散到胴體的各個部位。微生物汙染可能發生在屠宰、分割、加工、儲存和肉類配送的每個環節。
畜禽屠宰前的狀態也很重要。在屠宰前給它們足夠的休息和良好的餵養，並讓它們處於安靜舒適的環境中。在這種狀態下，它們肌肉中的糖原會轉化為乳酸。屠體pH值在宰後6 ~ 7小時內降至5.6 ~ 5.7，24小時內因乳酸增加降至5.3 ~ 5.7。在這種pH條件下，被汙染的細菌不容易繁殖。如果牲畜在屠宰前處於應激和興奮狀態，儲存的糖原會被利用，屠宰後動物組織的pH值會接近7，在這樣的條件下，腐敗菌的感染會更加迅速。
健康禽產的鮮蛋內部應該是無菌的，但鮮蛋中往往可以發現微生物，甚至鮮蛋。微生物汙染來源:1)卵巢。病原體通過血液循環進入卵巢，在蛋黃形成時進入卵子。常見的感染菌有雞白痢沙門氏菌和雞沙門氏菌2)排泄腔(生殖道)。鳥類排泄腔內存在壹定數量的微生物。當雞蛋從排泄腔排出時，附著在蛋殼上的微生物由於冷收縮可以穿過蛋殼進入雞蛋。3)環境。新鮮蛋殼的屏障作用有限。蛋殼上有許多大小為4 ~ 6微米的氣孔，各種外界微生物都有可能進入，尤其是儲存期長或洗過的雞蛋。在高溫高濕的條件下，環境中的微生物更容易通過水的滲透侵入蟲卵。
剛生產出來的鮮奶總是含有壹定量的微生物。這是因為即使在健康乳動物的乳房中，也可能存在壹些細菌，尤其是乳頭管及其分支，它們往往與特定的乳房菌群生活在壹起。主要有微球菌、鏈球菌和乳酸桿菌。當產奶動物患有乳腺炎時，乳房中也會含有引起乳腺炎的病原菌，如無乳鏈球菌、化膿性棒狀桿菌、乳酸鏈球菌和金黃色葡萄球菌。當患有肺結核或布魯氏菌病時，牛奶中可能會有相應的病原體。
魚生活在水中，由於水中的微生物種類繁多，所以魚的體表、鰓和消化道中都有壹定數量的微生物。活魚每平方厘米表面附著的細菌數量為102~107個，每毫升魚的腸液中細菌數量為105~108個。所以新鮮捕撈的魚攜帶的細菌主要是水生環境中的細菌。主要有假單胞菌、黃桿菌、無色桿菌等。淡水中還有產堿桿菌、氣單胞菌和短桿菌。
近海和內陸水域的魚類可能受到人類或動物排泄物的汙染，並攜帶副溶血弧菌等致病菌。它們少量存在於魚類身上，不會直接危害人體健康，但如果保存不當，致病菌大量繁殖後會引起食物中毒。在魚類中發現的病原體還可能包括沙門氏菌、誌賀氏菌和霍亂弧菌、刺桐丹毒和產氣莢膜梭菌，它們也受到環境的汙染。捕獲的魚在運輸、儲存、加工和銷售過程中，可能被陸地上的各種微生物進壹步汙染。這些微生物主要是微球菌和芽孢桿菌，其次是變形桿菌、大腸桿菌、沙雷氏菌、肉球菌和梭菌。
1.1.7.2植物原料
健康的植物在生長期與大自然廣泛接觸，體表有大量的微生物，所以收獲的谷物壹般都含有其原生生活環境中的微生物。據測定，每克谷物中含有數千種以上的細菌。這些細菌大多屬於假單胞菌屬、微球菌屬、乳桿菌屬和芽孢桿菌屬。此外，谷物中還含有相當數量的黴菌孢子，主要是曲黴屬、青黴屬、鏈格孢屬、鐮孢屬等，以及酵母菌。植物病原體和腸道微生物以及來自人和動物糞便的病原體也會附著在植物表面。健康的植物組織應該是無菌的或者只有很少的細菌，比如水果或者蔬菜有時看起來很正常，它們的內部組織中可能存在壹些微生物。有人從蘋果、櫻桃等組織中分離出酵母菌，從番茄組織中分離出酵母菌和假單胞菌。這些微生物在開花期間侵入並存在於水果和蔬菜中。
被侵染的植物組織中會有大量的病原微生物，在植物生長過程中通過根、莖、葉、花、果等不同途徑侵入組織。
果蔬汁是由新鮮水果經過加工制成的。因為果蔬的原料本身就含有微生物，而且在加工過程中會被再次感染，所以果蔬汁中必然存在大量的微生物。果汁的pH值壹般在2.4 ~ 4.2之間，含糖量較高，可達60 ~ 70白利糖度。因此，生活在果汁中的微生物主要是酵母菌，其次是黴菌和少數細菌。
在糧食的加工過程中，糧食表面的壹些微生物可以通過洗滌和清洗去除，但有些過程會使其受到環境、機器和操作人員攜帶的微生物的再次汙染。大多數市售面粉每克含有數千個細菌，還含有約50 ~ 100個黴菌孢子。
1.2微生物汙染食品的途徑
食品在生產、加工、運輸、儲存、銷售和食用過程中都可能被微生物汙染，汙染的途徑可分為兩類。
內源汙染1.2.1
所有作為食物原料的動植物都被稱為內源性汙染，也稱為第壹次汙染，因為它們自身的微生物。例如，在畜禽的壹生中，消化道、上呼吸道和體表總有壹定類群和數量的微生物。當受到沙門氏菌、布魯氏菌、炭疽桿菌等病原微生物感染時，畜禽的某些器官和組織中會存在病原微生物。家禽感染雞白痢、傷寒等傳染病時，病原微生物可通過血液循環侵入卵巢，在形成蛋黃時被病原菌汙染，使產下的蛋也含有相應的病原菌。
1.2.2外源汙染
在食品生產、加工、運輸、儲存、銷售和食用過程中，微生物通過水、空氣、人、動物、機械設備對食品的汙染稱為外源性汙染，也稱為二次汙染。
1.2.2.1通過水汙染
在食品生產加工過程中，水不僅是許多食品的原料或配料，也是清潔、冷卻、冷凍不可缺少的物質。設備、地板和器皿的清潔也需要大量的水。各種天然水源，包括地表水和地下水，不僅是微生物汙染的來源，也是微生物汙染食品的主要途徑。自來水是由天然水經過凈化消毒後飲用的。正常情況下，含菌量較少。但如果自來水管出現泄漏，管內壓力不足，暫時變成負壓，就會造成管道周圍環境的微生物漏入管道，使自來水中的微生物數量增加。在生產中，即使使用了符合衛生標準的水源，也會因方法不當而擴大微生物汙染的範圍。例如，在屠宰場屠宰、脫毛和掏膛的過程中，毛皮或腸道中的微生物可以通過水的擴散導致屠體之間的相互感染。如果生產用水受到生活汙水、醫院汙水或廁所糞便的汙染，水中的微生物數量會急劇增加。水中不僅會含有細菌、病毒、真菌、鉤端螺旋體，還可能含有寄生蟲。用這種水進行食品生產，會造成嚴重的微生物汙染，還可能造成其他有毒物質對食品的汙染，所以水的衛生質量與食品的衛生質量密切相關。食品生產用水必須符合飲用水標準，使用自來水或深井水。循環冷卻水應防止被禽畜糞便和剩菜汙染。
1.2.2.2通過空氣汙染
空氣中的微生物可能來自土壤、水、人類、動植物的脫落物以及呼吸道和消化道的排泄物，它們可能隨著灰塵和水滴的飛揚或沈降而汙染食物。人體痰、鼻、唾液滴中所含的微生物包括病原微生物，當人說話、咳嗽或打噴嚏時，可直接食用或存在於二次汙染物中。人在說話或打噴嚏時，距離人體1.5m範圍內為直接汙染區，大水滴可在空氣中懸浮30分鐘。小水滴能在空氣中懸浮4 ~ 6小時，所以食物暴露在空氣中不可避免地會被微生物汙染。
1.2.2.3通過人類和動物接觸造成的汙染
從事食品生產的人，如果身體、衣服、帽子不經常清洗和保持清潔，就會有大量的微生物附著其上，通過皮膚、頭發、衣服、帽子等與食品接觸造成汙染。在食品加工、運輸、儲存和銷售過程中，如果直接或間接接觸到老鼠、蒼蠅、蟑螂等。，還會造成食品的微生物汙染。實驗表明，每只蒼蠅攜帶數百萬個細菌，80%的蒼蠅腸道攜帶痢疾桿菌，老鼠的糞便攜帶沙門氏菌、鉤端螺旋體等致病微生物。
1.2.2.4加工設備和包裝材料造成的汙染
食品生產、加工、運輸和儲存過程中使用的各種機械、設備和包裝材料，在消毒或滅菌前總會攜帶不同量的微生物，成為微生物汙染食品的途徑。在食品生產過程中，不經過消毒滅菌的設備越多，微生物汙染的機會就越多。已經消毒滅菌的食品，如果使用的包裝材料沒有滅菌，會被再次汙染。
1.3食品中微生物的消長
食品被微生物汙染後，微生物的種類和數量會隨著食品環境和食品性質的變化而不斷變化。這種變化的主要特征是食品中微生物數量的增加或減少，稱為食品微生物的消長。食品中微生物的消長通常有以下規律和特點。
1.3.1處理前
在食品加工之前，無論是動物原料還是植物原料，都已經不同程度地受到了微生物的汙染。此外，食品在運輸和儲存過程中被微生物汙染的機會進壹步增加，從而增加了食品原料中微生物的數量。雖然有些種類的微生物會汙染食物，並因環境不適而死亡，但存活的微生物總數壹般不減反增。這種微生物消長的特點在鮮魚和果蔬類食品原料中是很明顯的。即使食品原料在加工前的運輸和儲存過程中已經采取了嚴格的衛生措施，但早在原料產地就已經被汙染和存在的微生物，如果不進行滅菌處理，仍然會存在。
1.3.2在處理過程中
在食品加工的整個過程中，有些加工工藝如清洗、加熱消毒或殺菌等不利於微生物的生存。這些處理措施可以顯著減少食品中的微生物數量，甚至幾乎完全消滅微生物。但如果原料中微生物汙染嚴重，會降低加工過程中微生物的下降速度。食品加工的很多環節也可能發生微生物二次汙染。在生產條件好、生產工藝合理的情況下，汙染少，所以食品中所含微生物總數不會明顯增加；如果殘留在食品中的微生物在加工過程中有機會繁殖，食品中的微生物數量就會突然增加。
1.3.3處理後
如果儲存期間條件適宜，微生物會生長繁殖，使食品變質，因為仍有微生物殘留在加工食品中或再次被微生物汙染。在這個過程中，微生物的數量會迅速上升，當數量上升到壹定程度後，就不會繼續上升了。反之，活菌數會逐漸減少。這是由於微生物所需營養物質的大量消耗，使得變質的食物不利於微生物的繼續生長而逐漸死亡，此時的食物是不可食用的。如果腐敗食品中存在其他種類的微生物，並且它們能夠適應腐敗食品的底物條件，獲得生長繁殖的機會，那麽微生物的數量就會再次增加。如果加工食品不再被汙染，殘留的微生物處於不適宜生長繁殖的條件下，微生物的數量會隨著儲存日期的延長而減少。
由於食品的種類、加工工藝方法和儲存條件的不同，不同食品中微生物的消長不可能完全相同。充分掌握各種食品中微生物的消長特點，對指導食品生產具有重要意義。