食品微生物學基礎與應用

童娟教學安排

講授內容以教材大綱為主

授課方式以PowerPoint講板為主

平時作業和課堂提問1．課堂教學2．實驗教學

課堂講述示范實驗室具體操作教學內容第一章緒論第二章原核細胞型微生物：細菌、放線菌第三章真核細胞型微生物：真菌第四章非細胞型微生物：病毒第五章微生物營養和食品生產原料處理第六章微生物的生長繁殖與食品生產過程專題講座1：微生物在食品制造中的作用專題講座2：微生物與食品腐敗變質學習方法認真預習、聽講，不懂要問；當場或課后整理筆記；積極參加每一個實驗，認真觀察、操作。要求無故不得缺勤、遲到、早退，不得擾亂課堂秩序；認真、及時、獨立完成所布置的作業；培養自覺學習的良好習慣，多了解與本專業相關的信息。成績分布考試成績（60%）筆記（5%）作業（5%）實驗：技能、實驗報告（20%）出勤記錄（10%）：曠課5次補考、10次重修

第一章

緒論一、微生物與你和我微生物無處不在，我們無時不生活在“微生物的海洋”中。

細菌數億/g土壤，土壤中的細菌總重量估計為：10034×1012噸；每張紙幣帶細菌：900萬個；一、微生物與你和我人體體表及體內存在大量的微生物：皮膚表面：平均10萬個細菌/平方厘米；口腔：細菌種類超過500種；腸道：微生物總量達100萬億；糞便干重的1/3是細菌，每克糞便的細菌總數為：1000億個；每個噴嚏的飛沫含4500-150000個細菌微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！時時刻刻與微生物“共舞”

是

禍？是

福？微生物是人類的朋友微生物是自然界物質循環的關鍵環節;體內的正常菌群是人及動物健康的基本保證；微生物可以為我們提供很多有用的物質；環保——污水清道夫；基因工程。微生物引起食物腐敗變質少數病原微生物引起人、動物、植物疾病少數微生物也是人類的敵人但總的來說，人類生存離不開微生物！可以說，微生物與人類關系的重要性，你怎么強調都不過分，微生物是一把十分鋒利的雙刃劍，它們在給人類帶來巨大利益的同時也帶來“殘忍”的破壞。它給人類帶來的利益不僅是享受，而且實際上涉及到人類的生存。“在近代科學中，對人類福利最大的一門科學，要算是微生物學了。”——日本學者尾形學在“家畜微生物學”

二、微生物的概念微生物是一群個體微小、結構簡單、肉眼不能直接觀察到的微小生物的總稱。um級：

光鏡下可見（細胞）小（個體微小）nm級：

電鏡下可見（細胞器、病毒）單細胞簡（結構簡單）簡單多細胞非細胞原核類：細菌，放線菌低（進化地位低）真核類：真菌（酵母菌，霉菌），原生動物，顯微藻類非細胞類：病毒，類病毒，朊病毒,擬病毒三、微生物的分類與命名1、分類：根據微生物有無細胞結構來分微生物（病毒）非細胞型細胞型原核微生物真核微生物（細菌）（真菌）微生物的名字有俗名和學名兩種。如：

大腸桿菌——大腸埃希氏桿菌Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers19192、命名：四、微生物的特點微生物的共性（與其他生物相區別的特點）體積小，面積大吸收多，轉化快生長旺，繁殖快適應強，易變異分布廣，種類多1.體積小，面積大大腸桿菌的平均長度=2μm；寬度=0.5μm1500個大腸桿菌首尾相連=一粒芝麻的長度120個大腸桿菌“肩并肩”緊挨在=一根人發的粗細10-100億個細菌加起來重量=1毫克比面積=面積/體積乳酸桿菌120,000豌豆6.0雞蛋1.5體重200磅的人0.3這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環境進行物質、能量、信息的交換.微生物的其它很多屬性都和這一特點密切相關。1.體積小，面積大體重50KG的人每天消耗1/50體重的糧食重3克的地鼠每天消耗與體重等重的糧食；重1克的蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食重約10–12克的大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖※發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產生乳酸※1公斤酵母菌體，在一天內可發酵幾千公斤的糖，生成酒精2.吸收多，轉化快消耗自身重量2000倍食物的時間：大腸桿菌：1小時人：500年（按400斤/年計算）3.生長旺，繁殖快★例如：大腸桿菌在最適的生長條件下，每15~20分鐘細胞就能分裂一次。24小時后：272個后代（約4.72×1021個）48小時后：2144

個后代（約2.23×1043個）48小時后大腸桿菌的總重量約：2.23×1028kg地球的質量：5.97×1024kg相當于4000個地球的重量！大腸桿菌一個細胞重約10–12

克,平均20分鐘繁殖一代★由于客觀條件的限制，在液體培養基中，細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml。★利用微生物的這一特性就可以:實現發酵工業的短周期、高效率生產。例如生產鮮酵母時，幾乎12小時就可以收獲一次，每年可以收獲數百次。一頭500

kg的食用公牛,24小時生產0.5kg蛋白質,而同樣重量的酵母菌,以質量較次的糖液(如糖蜜)和氨水為原料,24小時可以生產50000kg優質蛋白質.3.生長旺，繁殖快4.適應強、異變異適應強：抗(逆)性強抗熱:有的細菌能在250

℃的條件下生長;自然界中細菌生長的最高溫度可以達到113℃;有些細菌的芽孢,需加熱煮沸8小時才被殺死；抗寒:有些微生物可以在-12℃～-30℃的低溫生長；抗酸堿:細菌能耐受并生長的pH范圍：pH0.5～13；耐滲透壓:蜜餞、腌制品，飽和鹽水（NaCl,32%)中都有微生物生長；抗壓力:有些細菌可在1400個大氣壓下生長；世界上最古老的活細菌(芽孢):2.5億年適應強易變異：個體小、結構簡、且多與外界環境直接接觸繁殖快、數量多

短時間內產生大量的變異后代突變率:10-5–10-10易變異：青霉素的生產:20單位/ml（1943）10000單位/ml青霉素的用量:最高:10萬單位/天（40年代）數百萬——千萬單位/次細菌抗藥性的產生：5.分布廣、種類多*強酸、強堿、高熱的極端環境；*幾十公里的高空（最高為離地85公里，須用火箭采樣）；*幾千米的地下；*常年封凍的冰川；分布廣：人跡可到之處，微生物的分布必然很多，而人跡不到的地方，也有大量的微生物存在！從永凍冰層分離微生物南極Vostok湖冰芯樣品中的微生物種類多：微生物的種數，據1972年：類型低限傾向種數高限病毒與立克次氏體1,2171,2171,217支原體424242細菌與放線菌>1,0001,5001,500藍細菌1,2271,5001,500藻類15,05123,10023,100真菌37,17547,30068,939原生動物24,06824,06830,000總數79,78098,727127,298五、微生物學的發展人類對微生物長期缺乏認識的原因：個體微小

外貌不顯

雜居混生

因果難聯

視而不見、嗅而不聞、觸而不覺、食而不察、得其益而不感其好、受其害而不知其惡微生物學的發展歷史時期史前期：感性認識階段初創期：形態學發展階段奠基期：生理學發展階段發展期：微生物生化的研究發展階段成熟期：分子生物學水平的研究發展階段1、史前期（8000年前-1676年）

微生物學的經驗時期8000年前——釀酒4000年前——發酵牛乳和乳制品2500年前——釀醋、醬、麥曲治瀉《齊民要術》記載了制曲、釀酒、制醬和醋等工藝采用鹽漬、糖漬、干燥、酸化等方法防止食物變質我國在公元11世紀種人痘來預防天花2、初創期：形態學期（1676-1861）1590年詹森兄弟（荷）制作了第一臺顯微鏡。1664年羅伯特.胡克（英）用自制的顯微鏡觀察并描述了霉菌的子實體結構。1676年列文.虎克第一個詳細描述了細菌的形態。1680年顯微鏡放大270倍微生物的發現與顯微鏡的發明有關3、奠基期——生理學期（1861-1897）

微生物學奠基人：-<法>巴斯德.路易斯(LouisPasteur)細菌學奠基人：-<德>羅伯特.科赫(RobertKoch)微生物生理學的研究時期建立了一套獨特的研究方法，尋找各種傳染病病原菌。3、奠基期巴斯德的貢獻巴氏消毒法：62℃持續加熱30min。證實病原微生物可導致相應的傳染病，即傳染病是由相應的病原微生物所致。曲頸瓶實驗：徹底打破當時流行的“自然發生說”，證實發酵是由微生物引起的。柯赫的貢獻發明了固體培養基，提出了純培養的概念和方法；創造了細菌染色的方法。提出了為證明某種特定細菌是某種特定疾病的病原菌的柯赫定理3、奠基期4、發展期——生理生化期（1897-1953）

進展：進入了微生物生化水平的研究——提出了酶的概念；應用微生物的分支學科進一步擴大——出現了抗生素等新學科；開始出現尋找各種有益微生物代謝產物的熱潮；在各微生物應用學科較深入發展的基礎上，一門以研究微生物基本生物學規律的綜合學科——普通微生物學開始形成；各相關學科和技術方法相互滲透，相互促進，加速了微生物學的發展。5、成熟期——分子生物學期（1953-）特點：