食品與微生物講義(2015年學(xué)生用)

1、謝主蘭 編寫廣東海洋大學(xué) 食品科技學(xué)院2015年3月第一章 緒論一、微生物的定義與特點（一）、我們周圍的微生物1有利方面：工業(yè)微生物涉及食品、制藥、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業(yè)。用微生物生產(chǎn)食品、保健品及藥物等，如酸奶、面包、饅頭、酒、醋、螺旋藻制品、香菇多糖、葡萄酒、低聚糖、氨基酸、有機酸、醇類、維生素、核苷酸抗生素（青霉素）等。2有害方面：由微生物引起的疾病:如愛滋?。℉IV）、風(fēng)牛病、豬鏈球菌病、H5N1禽流感、非典型性肺炎（SARS）、甲流H1N1，細菌性食物中毒、真菌毒素中毒、食品腐敗、變質(zhì)等。（二）、微生物的定義非洲南部發(fā)現(xiàn)桿菌化石之后，知道距今30億年以前，微生物已出

2、現(xiàn)在地球上了。人類第一次認識到微生物的存在還只是距今300多年前的事。微生物（microorganism or microbe）一詞不是生物分類學(xué)上的專用名詞，而是對所有用肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。確切的定義：微生物是指所有形體微小，具有單細胞或簡單的多細胞結(jié)構(gòu)，或沒有細胞結(jié)構(gòu)的一群最低等的生物。微生物家族主要包括：病毒、細菌、放線菌、酵母菌、霉菌、以上五大類是重要作用的微生物。此外還有：藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體、微細藻類、原生動物。（三）、微生物的特點1.個體小、結(jié)構(gòu)簡：桿菌的平均長度：2 微米； 1500個桿菌首尾相連= 一粒芝麻的長度； 10-100億個細菌加起來重量

3、 = 1毫克個體多為單細胞或結(jié)構(gòu)簡單的多細胞，甚至非細胞結(jié)構(gòu)，容易受環(huán)境影響。2.種類多、分布廣：已認識的微生物有10萬種。種類多，生理代謝類型多；能產(chǎn)生和積累的代謝產(chǎn)物種類繁多。分布廣：各種環(huán)境都有，江河湖泊、土壤礦層、大氣上空以及動植物體表體內(nèi)。形體微小，重量輕，可以隨著風(fēng)和水流到處傳播。 3繁殖快、易培養(yǎng)：如在最適合的條件下，大腸桿菌每1320min可分裂出新一代。4食譜雜、代謝強：微生物的代謝強度比高等生物要高出幾百倍至幾萬倍，主要表現(xiàn)在吸收多，轉(zhuǎn)化快。5.易變異、適應(yīng)強：個體多為單細胞或結(jié)構(gòu)簡單的多細胞，甚至非細胞結(jié)構(gòu)，容易受環(huán)境影響。二、食品微生物學(xué)研究的內(nèi)容微生物學(xué)經(jīng)歷了100多

4、年的發(fā)展，已分化出大量的分支學(xué)科，據(jù)不完全統(tǒng)計（1990年），已達181門之多。微生物學(xué)在食品上的應(yīng)用。食品微生物學(xué)：專門研究與食品有關(guān)的微生物的性狀，以及在一定條件下微生物與食品的相互關(guān)系。三、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)發(fā)展史上的奠基者 在食品微生物學(xué)發(fā)展史上，具有里程碑作用的科學(xué)家中應(yīng)該銘記列文虎克、巴斯德和柯赫。（一） 、微生物的發(fā)現(xiàn)（形態(tài)學(xué)期）安東·列文虎克（Antong Van Leeuwenhock，16321723），荷蘭商人，是第一個真正看見并描述微生物的人，他用自制放大50300倍的顯微鏡，觀察到不同的細菌，首次揭示了一個嶄新的微生物世界。（二） 、微生物學(xué)發(fā)展的奠基者

5、（生理學(xué)期，黃金時代）法國的路易斯巴斯德（Louis Pasteur，18221895）和德國的羅勃特柯赫（Robert Koch，18431910）將微生物的研究從形態(tài)的描述到生理學(xué)研究，建立了從微生物的分離、接種、純培養(yǎng)到消毒、滅菌等一系列獨特的微生物技術(shù)，奠定了微生物學(xué)的基礎(chǔ)，揭示了微生物是食品發(fā)酵、食品腐敗和人、畜疾病的原因。他們是微生物學(xué)的奠基人，也是食品微生物學(xué)的奠基人。巴斯德的突出貢獻：1.底否定了自然發(fā)生說 鵝頸瓶實驗2.證明發(fā)酵是由微生物引起的3創(chuàng)立的巴氏消毒（6065，30min），一直沿用到今天，仍然還是廣泛采用的消毒法4預(yù)防接種提高機體免疫功能柯赫是著名的細菌學(xué)家，他的

6、功績在于：1.第一個發(fā)明了微生物的純培養(yǎng)2.對病原菌的研究 證明了炭疽病是炭疽菌引起的，結(jié)核病是結(jié)核菌引起的。創(chuàng)立了某一微生物是否為相應(yīng)疾病的病原基本原則柯赫法則。由于巴斯德和柯赫的杰出工作，微生物學(xué)作為一門獨立的學(xué)科開始形成，而且出現(xiàn)以他們?yōu)榇矶⒌母鞣种W(xué)科，同樣也促進后來形成的應(yīng)用微生物學(xué)中的食品微生物學(xué)（三）微生物學(xué)發(fā)展的新階段分子生物學(xué)階段20世紀，電鏡的出現(xiàn)，相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，使微生物學(xué)進入亞細胞水平分子水平。亞細胞水平：細胞結(jié)構(gòu)細胞器的認識病毒的形狀。1935年，斯坦來(Stanley)煙草花葉病毒結(jié)晶，隨后鮑登(Bawden)等證實該結(jié)晶為核蛋白，具有生物特有的繁殖能力。此后

7、還證明其他許多病毒的主要成分也是核蛋白。1941年比德耳(Beadle)與塔圖姆(Tatum)用X射線和紫外線照射，使鏈孢霉產(chǎn)生變異，獲得了營養(yǎng)缺陷型。1944年，艾佛里(Avery)證實了引起肺炎球菌形成莢膜遺傳性狀轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA,第一次確切地把DNA和基因概念聯(lián)系在一起。標志著分子生物學(xué)的開始。1953年，華特遜(Watson)與克里克(Crick)提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型及核酸半保留復(fù)制假說。四、微生物學(xué)的應(yīng)用1醫(yī)藥工業(yè) 生長刺激素甾體藥物抗生素維生素疫苗菌苗，用于免疫診斷藥物單克隆抗體和抗癌藥物。2食品與發(fā)酵工業(yè)：氨基酸有機酸核苷酸類的生產(chǎn)，用于食用及飼料蛋白(SCP)、酶制劑

8、植物激素新型農(nóng)藥的研制或生產(chǎn)。3利用病原微生物(包括細胞真菌病毒等)防止害蟲，微生物農(nóng)藥。利用微生物富集貴重金屬，環(huán)境保護，處理工業(yè)廢水城市垃圾等。4控制和防治傳染病疫苗。5基因工程70年代以來，基因的人工合成與基因的體外操縱。工程菌（比用組織培養(yǎng)法提高效率數(shù)萬倍）第一章 思考題1.什么是微生物？它包括哪些類群？2.簡述微生物的特點。3.簡述列文虎克、巴斯德和科赫在微生物學(xué)發(fā)展中的貢獻？4.什么是食品微生物學(xué)？它與食品工業(yè)的關(guān)系如何？5.下列物質(zhì)哪些為微生物？哪些不是？為什么？（1）水母 （2）根瘤 （ 3）基因芯片 （4）青霉素 （5）靈芝 （6）朊病毒（7）飛蛾 （8）立克次氏體 （9）甘

9、蔗第二章略第三章 微生物與食品變質(zhì)第一節(jié) 食品變質(zhì)的基本條件一、食品變質(zhì)的概念：變質(zhì)（deterioration):就是指食品受到內(nèi)外界有害因素的污染以后，造成其化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)和感官性狀發(fā)生變化，降低或失去營養(yǎng)價值和商品價值。 主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1）感官品質(zhì)變化：色澤、氣味、口味、組織狀態(tài)、質(zhì)地等變化。 2）化學(xué)成分變化：揮發(fā)性鹽基總氮（TVBN）增加、三甲胺、組胺、pH變化等。如魚、蝦、貝類及肉類。 3）物理方面：折光率、粘度增加、冰點下降、浸出物增加。4）微生物方面：細菌總數(shù)、大腸菌群數(shù)、霉菌或酵母菌數(shù)增加。食品中的營養(yǎng)物質(zhì)是決定微生物能否引起食品變質(zhì)的重要條件。食品變質(zhì)的種類：

10、 腐敗食品中蛋白質(zhì)被微生物分解造成的敗壞。 酸敗食品中的脂肪被微生物分解，造成的敗壞。 發(fā)酵食品中的碳水化合物被微生物分解引起的變質(zhì)。二、引起食品變質(zhì)的基本條件 營養(yǎng)成分：蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等 食品的特性： 基質(zhì)條件： 食品pH值 食品水分 食品滲透壓 存在狀態(tài)：完好或組織潰破 微生物種類：細菌，霉菌，酵母菌 食品的環(huán)境條件：溫度、氣體、濕度.（一）食品特性1、食品營養(yǎng)組成： 動物性原料（魚、禽、肉、蛋、乳類）： 含蛋白質(zhì)、脂肪多。 植物性原料（水果、蔬菜）： 含碳水化合物多。 2.基質(zhì)條件：pH、水分、滲透壓 pH：大部分食品 pH £ 7.0 酸性食品 ：pH< 4.5，

11、水果 pH=25 細菌生長受抑制。 引起變質(zhì)的是霉菌、酵母和耐酸細菌。 非酸性食品：pH ³ 4.5 蔬菜： pH=4.55.5 ， 大多數(shù)細菌不能生長。 引起變質(zhì)微生物：乳酸菌、酵母和霉菌。 肉類、乳類： pH>5.5. 細菌、霉菌、酵母均可生長。微生物生長與食品pH值的關(guān)系：酸性食品主要適合酵母菌和霉菌的生長。非酸性食品主要適合細菌的生長。微生物對食品pH值影響：糖類物質(zhì)被微生物分解時pH值下降。蛋白質(zhì)被分解時pH值上升。因此，食品中的pH值高低是制約微生物生長、影響食品腐敗變質(zhì)的重要因素之一。、食品的水分 水分活性值（Aw）的概念：食品在密閉容器內(nèi)的水蒸氣壓與在相同溫度下

12、純水蒸汽壓之比值。 食品的Aw值范圍為：0 Aw1 食品中水分存在形式：結(jié)合水和自由水。一般來說，水分多的食品，微生物易生長；水分少的食品，微生物不易生長。 微生物生長Aw值的可變性。1）食品AW與微生物的關(guān)系： 水分活性Aw下降，食品的保存時間增加。 以Aw 0.60為界， Aw 0.60，則微生物一般不能生長。 新鮮原料（如魚、肉、水果、蔬菜）：含水分較多，AW為0.980.99，適合多數(shù)微生物生長。為了防止變質(zhì)，就要降低食品中的含水量，使AW0.70，才可其延長保存期。 鹽分和糖分很高的食品：咸菜和果脯、蜜餞），Aw值0.750.87，可滿足霉菌和少數(shù)嗜鹽細菌的生長。 干制品（保藏期61

13、2個月） Aw值在0.600.75，可滿足耐滲透壓酵母和干性霉菌的生長。如：奶粉Aw值為0.20、蛋粉Aw值為0.40，微生物幾乎不能生長。（理論上可無限期保存）2）不同食品的含水量要求 奶粉：8% 大米： 13% 豆類： 15% 脫水蔬菜： 1420%食品中的含水量是控制微生物的一項衡量指標 滲透壓 高濃度的鹽或糖降低了食品的水分活性AW；提高了食品的滲透壓，因此可抑制微生物的生長和繁殖。 一般來說，微生物在低滲透壓的食品中易生長，在高滲透壓的食品中會因脫水而死亡。 1）微生物種類不同，耐滲透壓的能力也不同。 酵母、霉菌能耐高滲透壓； 大多數(shù)細菌不耐高滲壓，不能在高滲壓食品中生長。 酵母菌：

14、耐高糖，引起果醬、果汁、糖漿變質(zhì)。 霉菌：耐鹽能力最強，破壞力大。 耐糖細菌：能在高濃度糖溶液中生長，如腸膜狀明串珠菌。蔗糖濃度50%，才具有脫水作用而抑制微生物。 耐鹽細菌，可在10以下NaCl濃度的食品中生長。 高度嗜鹽菌：最適2030NaCl溶液中生長，如鹽桿菌、小球菌。 中等嗜鹽菌：最適518NaCl溶液中生長，腌肉弧菌、鹽脫氮小球菌。 低等嗜鹽菌：最適25NaCl溶液中生長，假單孢菌、無色桿菌。 結(jié)論： 食鹽和糖是形成不同滲透壓的主要物質(zhì)。 在食品中，加入不同量的糖或鹽，可形成不同的滲透壓，對微生物生長的影響不同。 食品中糖或鹽濃度越高，滲透壓越高，食品中的AW越小，微生物越不易生長

15、。 提高食品中的滲透壓可以防止食品變質(zhì)。3、食品的狀態(tài) （1） 營養(yǎng)成分 （2）外皮的保護作用如果食品組織受破壞或細胞破碎，則易受到微生物的污染，容易發(fā)生變質(zhì)。如有些食品完好無損，則不容易發(fā)生腐敗，如未受傷的蘋果、梨、馬鈴薯等，保存期較長，不容易腐爛。（二）微生物食品變質(zhì)的根源是微生物污染。食品經(jīng)過徹底滅菌或過濾除菌，不污染有微生物，即使含水量大，也不會發(fā)生變質(zhì)。如巴斯德的曲頸瓶試驗。1.引起食品變質(zhì)的微生物種類：1）細菌：A:分解蛋白質(zhì)的能力都較強，主要分泌胞外蛋白酶。如：芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬（如肉毒梭狀芽孢桿菌）、變形桿菌屬等。B:分解淀粉的細菌：枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌，引起米飯

16、發(fā)酵，面包黏液化。C:分解脂肪的細菌：熒光假單胞菌。2) 霉菌 霉菌利用物質(zhì)的能力較強，對水分要求低，都能分解蛋白質(zhì)、脂肪和糖類。主要有：根霉屬，毛霉屬，曲霉屬，青霉屬。3）酵母菌酵母菌利用物質(zhì)的能力較細菌和霉菌差得多。A：大多數(shù)酵母菌喜歡生活在含糖高或含一定鹽分的食品上，但不能利用淀粉。B：大多數(shù)酵母具有利用有機酸的能力。C：分解利用蛋白質(zhì)和脂肪的能力較弱。（三） 環(huán)境因素 1.溫度 2545，生長的中溫微生物，繁殖快，易導(dǎo)致食品變質(zhì)。 37，人體溫度， 腸道細菌可生長。 10，主要為霉菌，少數(shù)細菌、酵母菌可生長 40，少數(shù)細菌可生長 。 1）低溫對微生物的影響：A：冰點以上的低溫（010）

17、：新陳代謝減弱，抑制微生物生長。B：當溫度將到冰點以下，細胞內(nèi)水分結(jié)晶而脫水，AW，細胞質(zhì)濃縮，黏性，pH和膠體狀態(tài)改變；且有機械損傷作用，使微生物死亡。 微生物能在低溫生長的原因：微生物體內(nèi)的酶仍保持活性，嗜冷微生物的細胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，在低溫下細胞質(zhì)膜仍保持半流動狀態(tài)而進行物質(zhì)交流。 不同微生物對低溫的抵抗能力不同：球菌革蘭氏陰性菌；芽孢細菌、真菌無芽孢菌；梭狀芽孢菌和葡萄球菌沙門氏菌。為何在低溫下，微生物引起食品變質(zhì)的過程較長？ 食品變質(zhì)主要是微生物產(chǎn)生的酶引起的，將食品中的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等分解，分解速度快慢與酶的活性有關(guān)；酶活性高低又與酶作用的最適溫度（3060）有關(guān)，因

18、此低溫?zé)o法滿足酶最大活力的需要，因此，作用時間就較長。 2）高溫（45）對微生物的影響： 微生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體發(fā)生變性失活，細胞膜受到破壞，使細胞死亡。 高溫食品中生長的微生物：嗜熱微生物。 高溫中微生物引起的食品變質(zhì)： 糖類被微生物分解產(chǎn)酸，變質(zhì)速度快，時間短。嗜熱微生物為何能在高溫下生長？酶和蛋白質(zhì)對熱穩(wěn)定性較強。細胞膜上富含飽和脂肪酸，可形成較強的疏水鍵，使膜在高溫下能保持穩(wěn)定。生長曲線獨特。延滯期、對數(shù)期較短。2.氣體: 氣體很多，一般O2關(guān)系最大。按照微生物與氧氣的關(guān)系，可分成好氧菌（aerobes）和厭氧菌(anaerobes)。有氧：微生物生長繁殖速度快，變質(zhì)速度快。無

19、氧：微生物生長繁殖速度慢，變質(zhì)速度慢。 好氧菌： 專性好氧菌(strict aerobes)：需氧，有完整的呼吸鏈，以氧作為最終氫受體，有超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶，絕大多數(shù)真菌和許多細菌都是專性好氧菌。 兼性厭氧菌(facultative aerobes)：有氧或無氧都可，有氧時進行呼吸產(chǎn)能，無氧時進行發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細胞含SOD和過氧化氫酶。許多酵母菌和許多細菌都是兼性厭氧菌。 微好氧菌(microaerophilic bacteria)：需在微量氧下生活，通過呼吸鏈以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。 厭氧菌（anaerobes）： 1）耐氧菌(aerotolerant anaerob

20、es)：不需氧，但氧對其無毒害。不具有呼吸鏈，靠發(fā)酵獲得能量。存在SOD和過氧化物酶，但無過氧化氫酶。 2）專性厭氧菌：氧有害或致死，通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷專酵等提供能量。缺乏SOD和細胞色素氧化酶，大多還缺乏過氧化氫酶。如肉毒梭狀芽孢桿菌、嗜熱梭狀芽孢桿菌、擬桿菌屬、雙歧桿菌屬、光合細菌、產(chǎn)甲烷細菌等。 3.濕度4.食品加工過程中微生物的變化第二節(jié) 微生物與罐藏食品的變質(zhì)一、罐藏食品的分類 1.概念：罐藏食品是指將食品密封在容器中，經(jīng)高溫處理后，將絕大部分微生物殺死，同時防止外界微生物再次入侵的條件下，借以獲得在室溫下長期貯存的保藏方法。 2. 特點： 1）密封是防止外部微

21、生物侵入罐頭內(nèi)部。 2）加熱殺菌是要殺滅存在罐頭內(nèi)部的致病菌、產(chǎn)毒菌、腐敗菌。 3）罐頭可以保存較長時間而不發(fā)生腐敗變質(zhì)。 商業(yè)滅菌：食品經(jīng)過殺菌處理后，按照所規(guī)定的微生物檢驗方法，在所檢食品中無活的微生物檢出，或者只能檢出極少數(shù)的非病原微生物，但他們在食品的保藏過程中不可能生長繁殖，這種從商品角度對某些食品提出的滅菌要求，稱為商業(yè)滅菌。二、罐頭食品變質(zhì)現(xiàn)象與原因 （一）罐頭食品變質(zhì)現(xiàn)象 正常：罐蓋、罐底為平或向內(nèi)凹陷。1.脹罐(swell can)：罐蓋、罐底外凸形成胖聽。（分隱、輕、硬脹），嚴重時爆裂。2.不脹罐：微生物繁殖，但外觀與正常罐一樣 。1）平酸(flat sour):食品已酸壞

22、，但外觀正常。因產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。 2）黑變：食品發(fā)黑并呈臭味。含硫蛋白質(zhì)被分解，并產(chǎn)生H2S。 （H2S FeS 黑色）3）發(fā)霉：發(fā)霉。（少見）2.脹罐原因： 微生物代謝產(chǎn)生的氣體 酸性食品（pH£4，與金屬反應(yīng)產(chǎn)H2） 食品過多，加熱后明顯脹罐。 排氣不充分，加熱后脹罐。（二）變質(zhì)的原因 化學(xué)因素：如罐頭容器的馬口鐵與內(nèi)容物相互作用引起的氫膨脹（主要發(fā)生于中酸性罐頭）。 物理因素：如溫度過高或排氣不良，造成的金屬容器腐蝕穿孔。 微生物因素：a. 罐內(nèi)殘留的微生物（殺菌不足） （多是產(chǎn)芽孢的耐熱微生物）b.漏罐后的微生物再次污染（殺菌后漏罐）低酸性類：含豐富的蛋白質(zhì)，引起變質(zhì)多為分解蛋白

23、質(zhì)為主的微生物。酸性類：含豐富的碳水化合物，引起變質(zhì)的多為分解碳水化合物為主，且耐酸的微生物。三、罐藏食品變質(zhì)的微生物學(xué)分析 罐頭食品變質(zhì)的原因菌分析 ： 1、pH4.5的低酸性罐頭，高溫殺菌后殘留下抗熱性強的微生物。主要是細菌。如：嗜熱芽孢細菌、中溫芽孢細菌（如肉毒梭狀芽孢桿菌） 、不產(chǎn)芽孢細菌,主要存在于低酸性罐頭（含豐富的蛋白質(zhì)）。肉毒梭狀芽孢桿菌來自于土壤，專性厭氧，G+，有芽孢、鞭毛，無莢膜，要求pH 4.5，極耐熱，產(chǎn)外毒素?？僧a(chǎn)生毒性極強的外毒素肉毒毒素（親神經(jīng)毒素），是引起食物中毒的病原細菌中最耐熱的一種，所以pH 4.5的低酸性罐頭食品殺菌時，常以此菌為殺菌效果是否徹底的指示

24、菌。所以pH 4.5低酸性罐頭殺菌工藝：121/20min。 2、 pH4.5的酸性、高酸性罐頭，低溫消毒（100）后，殘存的微生物為： （1）耐酸性強的微生物；（2）耐熱力大的細菌，如芽孢菌3、微生物引起的罐裝食品變質(zhì)過程分析 （1）產(chǎn)氣型變質(zhì)：引起脹罐，多是由微生物分解碳水化合物產(chǎn)生。 pH4.5，主要為細菌，尤其芽孢細菌。 pH4.5，主要為酵母菌，耐酸細菌。 （2）非產(chǎn)氣型變質(zhì)：平蓋酸敗 主要在pH4.5的含碳水化合物的罐藏食品中，微生物為好氧性芽孢細菌。具體問題，具體分析，必要時要進行腐敗變質(zhì)證實試驗。思考題 1.什么是變質(zhì)？食品變質(zhì)的種類有哪些？ 2.食品變質(zhì)的基本條件是什么？食品

25、污染途徑有哪些？ 3.簡述溫度對食品變質(zhì)的影響。 4.簡述罐頭腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象和產(chǎn)生原因。 5.試進行腐敗罐頭的微生物學(xué)分析。第四章 食品保藏與有害微生物的控制基本概念1、防腐(antisepsis)：就是利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖。2、消毒(disinfection)：是指殺死所有病原微生物的措施，可達到防止傳染病的目的。3、滅菌(sterilization)：是指用物理或化學(xué)因子，使存在于物體中的所有活微生物，永久性地喪失其生活力，包括耐熱的細菌芽孢。4、商業(yè)滅菌(commercial sterilization)：指食品經(jīng)過殺菌處理后，按照規(guī)定的檢驗方法檢不出活的微生物，

26、或僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，并且它們在保存期內(nèi)不致引起食品變質(zhì)腐敗。5、無菌(asepsis)：即無活的微生物存在。6、化療(chemotherapy)：即化學(xué)治療，是指利用對寄主體內(nèi)病原菌具有高度選擇性毒力的化學(xué)物質(zhì)來抑制其生長繁殖，以達到治療該病的方法。7、死亡(dead)：是指微生物不可逆的喪失了生長繁殖的能力，即使再放到合適的環(huán)境中也不再繁殖。 食品保藏原理：是采用物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的方法，以防止食品中的微生物污染、殺滅或抑制微生物繁殖、延緩食品自身組織酶的分解作用，從而使食品在盡可能長的時間內(nèi)保持其原有的營養(yǎng)價值、色、香、味及良好的感官性狀。第一節(jié)食品的物理保藏技術(shù)一、加熱殺菌

27、保藏 加熱防腐機制：利用高溫殺滅食品中存在的微生物，從而消除微生物對食品品質(zhì)的影響。分為：滅菌、商業(yè)滅菌滅菌(sterilization)：將食品中所有微生物及孢子完全殺滅的加熱處理方法，稱為殺菌或絕對無菌法。商業(yè)滅菌：食品經(jīng)過殺菌處理后，按照所規(guī)定的微生物檢驗方法，在所檢食品中無活的微生物檢出，或者只能檢出極少數(shù)的非病原微生物，但他們在食品的保藏過程中不可能生長繁殖，這種從商品角度對某些食品提出的滅菌要求，稱為商業(yè)滅菌。（一）加熱殺菌的原理：高溫致死的機理是微生物在高于其生長溫度區(qū)域最大值的熱環(huán)境中，微生物蛋白質(zhì)和核酸發(fā)生不可逆的變性，或者破壞了細胞的其他成分，導(dǎo)致細胞死亡。 1、定義 熱（

28、力）致死時間(thermal death)：指在特定的條件和特定的溫度下，殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間T。 D值(decimal reduction time)：在一定溫度下加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%的活菌被殺死）時，所需要的時間（min）。 1.影響微生物熱致死率的因素 1）加熱溫度和時間 2).菌種 -細胞結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性不同,對熱的抵抗力也不同。 3).菌齡-不同生長期的微生物抗熱能力不同。 4).菌體數(shù)量-菌數(shù)愈多，抗熱力愈強。 5）熱處理時介質(zhì)或食品成分的影響如：pH ，糖液、鹽液濃度、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、油或其他。a.食品pH值： 在罐頭工業(yè)中酸性食品和低酸性食品的分

29、界線以pH4.5為界線。 根據(jù)腐敗菌對不同pH值的適應(yīng)情況及其耐熱性，(罐頭)食品按照pH值不同常分為四類：低酸性、中酸性、酸性和高酸性。b.食品鹽液濃度：食鹽的濃度4%時,對微生物芽孢的耐熱性有一定的保護作用,而濃度8%時,則可削弱其耐熱性。這種削弱和保護的程度與腐敗菌的種類有關(guān)。c.食品的其他成分l 糖液濃度能增強芽孢的耐熱性。l 淀粉對微生物芽孢耐熱性沒有直接影響l 蛋白質(zhì)如明膠、血清等能增強芽孢的耐熱性l 脂肪和油能增強芽孢耐熱性 如果食品中加入少量的殺菌劑和抑制劑也能大大減弱芽孢的耐熱性。（二）加熱殺菌的方法1、常壓殺菌在常壓下，采用高溫殺菌的方法。影響殺菌時間的因素 食品的類型 加

30、熱溫度 食品的體積大小處理方法：熱水熱燙即巴氏殺菌(Pasteurization)1) 巴氏殺菌是在100以下的加熱介質(zhì)中進行殺菌的方法，能殺死病原菌及無芽孢細菌，但無法完全殺滅腐敗菌，因此巴氏殺菌產(chǎn)品沒有在常溫下保存期限的要求。通常根據(jù)目標產(chǎn)品中對象菌的耐熱性而確定熱處理程度。如未包裝的液體產(chǎn)品的巴氏殺菌：低黏度的液體產(chǎn)品，如牛奶、乳制品等，通常使用連續(xù)式的設(shè)備如板式熱交換器。果汁等產(chǎn)品需要在加熱前脫氣，以防止氧化，通常可以采用真空脫氣。2）. 蒸汽熱燙影響蒸汽熱燙效果的因素 能量消耗的有效性 物料被加熱的均勻性 3）. 熱水熱燙將物料置于70100熱水中，處理一段時間后進行冷卻。設(shè)備有轉(zhuǎn)鼓

31、式、刮板式、隧道式等，也有仿造IQB蒸汽式的設(shè)備，熱效率很高。4）干熱滅菌法（dry heat sterilization）§ 焚燒法（incineration）：是將被滅菌物品在火焰中燃燒，使所有的生物質(zhì)碳化。簡單、徹底，但對被滅菌物品的破壞極大。適用于無經(jīng)濟價值的物品滅菌，及不怕燒的實驗器具，如接種環(huán)、鑷子、試管或三角瓶口的滅菌等。§ 干燥熱空氣滅菌法(hot-air oven)：將物品放入烘箱內(nèi)，然后升溫至150170 ，維持12小時。適用于玻璃、陶瓷和金屬物品的滅菌，不適合液體樣品，及棉花、紙張、纖維和橡膠類物質(zhì)的滅菌。特點：由于空氣傳熱穿透力差，菌體在脫水狀態(tài)下不

32、易殺死，所以溫度高、時間長。 2.高壓蒸汽殺菌 將食品放在一個可密閉的加壓蒸汽滅菌鍋中進行的，加熱產(chǎn)生大量蒸汽使其中壓力升高，水的沸點也升高，從而達到殺菌的目的。 殺菌工藝：121/1520min微生物及其芽孢均被殺死。F值：在一定基質(zhì)中，溫度為121.1，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間(min)。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度3、超高溫殺菌（UHT） 利用直接蒸汽或熱交換器，使食品在130150，保持幾秒或幾十秒加熱殺菌后，迅速冷卻的殺菌方法。 可運用UHT技術(shù)殺菌的食品有低黏性、高黏性、固液混合型、粉狀固體型等食品，如滅菌乳的加工如：蒙牛牛奶、光明牛奶、伊利牛奶等。4.微波殺菌

33、： 采用30030萬MHz的電磁波。 適用于含水量高，厚度或體積較大的食品；含水量低的宜用：2450MHz。 機理：熱效應(yīng)和非熱生化效應(yīng)。1）熱效應(yīng)：微波作用于食品，食品表里同時吸收微波能，溫度升高。使微生物細胞在微波場作用下，分子被極化并作高頻振蕩，產(chǎn)生熱效應(yīng)，溫度快速提高，使其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，從而使菌體死亡。2）非熱生化效應(yīng)：微波使微生物產(chǎn)生大量的電子、離子，生理活性物質(zhì)變化，改變膜功能，使細胞生長受抑制或死亡。5.遠紅外線加熱殺菌 1）波長：2.51000um的電磁波。 食品的很多成分對310um的遠紅外線有強熱的吸收，因此采用這一波段。 2）特點：不需經(jīng)過熱媒，照射到物體上，直接由表滲

34、透到內(nèi)部。如烘烤、干燥、解凍和堅果類、粉狀、塊狀、袋裝食品的殺菌。 熱損失少，加熱速度快，食品受熱均勻，營養(yǎng)成分損失少。6.歐姆殺菌（新方法）： 電流為5060Hz的低頻交流電。 利用電極，將電流直接導(dǎo)入食品，由食品本身介電性質(zhì)產(chǎn)生的熱量，以達到殺菌的目的。正確的殺菌工藝條件應(yīng)恰好能將食品內(nèi)腐敗菌全部殺死和使酶鈍化，保證貯藏安全，但同時又能保住食品原有的品質(zhì)或恰好將食品煮熟而又不至于過度。二、 食品的低溫保藏 冷藏制品（-18） 凍藏制品 （<-18）（一）低溫保藏的原理1.低溫對酶和生化反應(yīng)速度的影響溫度商數(shù)Q10：表示溫度每升高10時生化反應(yīng)速度所增加的倍數(shù)。低溫保藏的目的是抑制反應(yīng)

35、速度，所以溫度商數(shù)越高，低溫保藏的效果就越顯著。2.低溫對微生物的影響 任何微生物都有一定正常生長和繁殖的溫度范圍。溫度越低，它們的活動能力也越弱。1)溫度下降，酶活性隨之下降，物質(zhì)代謝減緩，微生物的生長繁殖就隨之減慢。2)因各種生化反應(yīng)的溫度系數(shù)不同，降溫破壞了原來的協(xié)調(diào)一致性，影響微生物的生活機能。3)降溫時，微生物細胞內(nèi)原生質(zhì)粘度增加，膠體吸水性下降，蛋白質(zhì)分散度改變，還可能導(dǎo)致不可逆性蛋白質(zhì)變性，從而破壞正常代謝。4)冷凍時介質(zhì)中冰晶體的形成會促使細胞內(nèi)原生質(zhì)或膠體脫水，使溶質(zhì)濃度增加促使蛋白質(zhì)變性。同時冰晶體的形成還會使細胞遭受機械性破壞。三、食品干制保藏一）、干制保藏的原理 就是脫

36、水干制品在它的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后，始終保持低水分進行長期貯藏的過程。二）、干制對微生物的影響 滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水分活度，它們對微生物的生長都有很大的影響。 干燥抑制微生物生長或造成其死亡的原因： 干燥能引起微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類等物質(zhì)濃度提高，從而抑制生長或造成微生物死亡。微生物對干燥的抵抗力與以下因素有關(guān)：溫度： 在相同的干燥環(huán)境下，溫度高，微生物易死亡，而在低溫下不易死亡（例如冷凍干燥保藏菌種）干燥速度：干燥速度快，微生物不易死亡，反之，易死亡基質(zhì)：在不同基質(zhì)中對干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)時，不易死亡。微生物種類及生長時期：產(chǎn)莢膜菌比

37、不產(chǎn)莢膜菌抗性強；小型、厚壁細胞的微生物比長型、薄壁細胞的微生物抗性強；細菌的芽孢、真菌的孢子比營養(yǎng)細胞抗干燥性很強；老齡菌比幼齡菌抗性強。四、食品輻射保藏 輻射加工是利用電離輻射（主要是指60鈷、射線和電子加速器產(chǎn)生的電子束）與物質(zhì)相互作用的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，對物質(zhì)或材料進行加工處理的過程。 輻射加工是一種高效加工手段，具有穿透性強、可在常溫下進行、節(jié)能、無殘毒、易控制等獨特優(yōu)勢。 （一）輻射基本原理1.輻射類型 低頻輻射（非電離輻射）：輻射源波長較長、產(chǎn)生能量?。l率低），僅能使物質(zhì)分子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或振動而產(chǎn)生熱，可起到加熱殺菌的作用。 高頻輻射（電離輻射）：輻射源頻率較高、產(chǎn)生能

38、量大，如X-，-射線，可使物質(zhì)的原子受到激發(fā)或電離，因而可起到殺菌作用（冷殺菌）。 -射線：相對質(zhì)量較大，電離能力大，穿透能力小。 -射線：為-射線質(zhì)量的幾千分之一，點電量為其一倍，穿透能力比-射線大。 -射線：電離能力比-、-射線小， 但穿透能力比它們大。 X-射線：電離能力小，穿透能力很強。都具有使被輻射物質(zhì)的原子或分子發(fā)生電離作用的能力和不同穿透程度的能力。 非電離輻射： 1）紫外線輻射：波長為260nm的紫外線照射，對微生物具有最大的殺菌能力。其原理是：微生物吸收紫外線后，它能使DNA鏈上兩個鄰近的胸腺嘧啶形成胸腺嘧啶二聚體，從而阻礙了DNA的正常復(fù)制。紫外線產(chǎn)生O3，也有殺菌作用，含

39、脂肪和蛋白質(zhì)的食品，照射后產(chǎn)生異臭味和變色。 對紫外線的抗性：干細胞濕細胞；孢子營養(yǎng)體；G-無芽孢桿菌對紫外線最敏感。 特點：射線穿透物質(zhì)的能力不強，只適用于空氣和物體表面殺菌。如實驗室、餐館、器材消毒等。 殺菌效能與照射距離、時間、強度有關(guān)。 注意：人體的皮膚和眼睛。 2）可見光輻射：微生物也能受到損害。光敏化劑的作用。第二節(jié) 食品化學(xué)保藏化學(xué)保藏的概念： 食品化學(xué)保藏就是在食品生產(chǎn)和儲運過程中運用化學(xué)制品來提高食品耐藏性，保持食品品質(zhì)的一種方法，也就是防止食品變質(zhì)和延長保質(zhì)期?；瘜W(xué)保藏的原理:化學(xué)保藏就是在食品中添加化學(xué)防腐劑和抗氧化劑來抑制微生物的生長和推遲生化反應(yīng)的發(fā)生，從而達到保藏的

40、目的。在有限時間內(nèi)能保持食品原來的品質(zhì)狀態(tài)，屬于暫時性保藏?；瘜W(xué)保藏的方法一、化學(xué)防腐劑（一）、無機類化學(xué)防腐劑SO2、亞硫酸鹽類過氧化氫鹵素（氯）CO2亞硝酸鹽和硝酸鹽1.SO2、亞硫酸鹽類（1）漂白作用和還原作用減少植物組織中的氧氣，抑制褐變反應(yīng)。抑制氧化酶的活性，從而抑制酶促褐變。與有色物質(zhì)作用，如花青素、胡蘿卜素等，常用于蘋果、馬鈴薯、果脯原料的漂白。（2）抑菌作用可以強烈抑制霉菌、好氣性細菌，對酵母的作用稍差一些。 亞硫酸對微生物的抑制效果與其存在狀態(tài)有關(guān)，亞硫酸分子在防腐上最有效。無致癌和不影響生殖，對某些細菌有致突變作用。高劑量作用，哺乳動物細胞中可導(dǎo)致染色體損害，但在適用劑量范

41、圍，無損害。對過敏的哮喘者有誘發(fā)的可能。 2.過氧化氫 因具有氧化還原作用而具有殺菌效果，特別對厭氧芽孢桿菌殺滅效果好。工廠用于無菌包裝容器及塑料容器的消毒處理。3.鹵素（氯） 食品工廠設(shè)備清洗及加工用水等廣泛采用次氯酸鈣（鈉）或直接加氯進行消毒。4.CO2高濃度的CO2能阻止微生物的生長，高壓下，C02溶解度比常壓下高，因而高壓下，防腐能力也大。常和冷藏結(jié)合用于水果保鮮、氣調(diào)保鮮。5.亞硝酸鹽和硝酸鹽亞硝酸鹽：亞硝酸鈉和亞硝酸鉀硝酸鈉和亞硝酸鈉在生產(chǎn)中常用。為無色、無臭結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，味咸并且稍有苦味，有吸濕性，易溶于水。 硝酸鹽和亞硝酸鹽是肉制品中常用的添加劑。如臘腸、火腿腸等。作用：1

42、）能固定肌紅蛋白，使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色；2）防腐作用，能強烈抑制肉毒梭狀芽孢桿菌等耐熱性芽孢的生長；3）抗氧化和增進風(fēng)味的作用。硝酸鹽和亞硝酸鹽的毒性都比較強，以亞硝酸鹽的毒性更強，致癌，是一種劇藥（注：藥物學(xué)中將毒性較強的物質(zhì)稱為劇藥）。 應(yīng)嚴格的限制其使用范圍和用量。 硝酸鹽和亞硝酸鹽的ADI分別為05mg/kg和00.2mg/kg。我國規(guī)定，亞硝酸鈉可用于肉類罐頭和肉制品，最大用量為0.15g/kg。（二）、有機類化學(xué)防腐劑1.苯甲酸及其鈉鹽，以及衍生物對羥基苯甲酸酯苯甲酸又名安息香酸，苯甲酸為白色鱗片狀或針狀結(jié)晶，難溶于水，易溶于乙醇。 苯甲酸鈉易溶于水，生產(chǎn)上使用較為廣泛。 苯甲酸

43、和苯甲酸鈉是廣譜性抑菌劑。 抑菌的機理：使微生物細胞的呼吸系統(tǒng)發(fā)生障礙，使三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）中乙酰輔酶A乙酰醋酸及乙酰草酸檸檬酸之間的循環(huán)過程難以進行，并阻礙細胞膜的正常生理作用。 苯甲酸和苯甲酸鈉是以未解離的分子起抑菌作用。 一般酸性條件：pH值5時抑菌效果較好，pH值2.54.0時抑菌效果最好。 FAO和WHO規(guī)定： 苯甲酸的ADI（每日允許攝入量）為05mg/kg2.山梨酸及其鉀鹽山梨酸又名花揪酸，白色粉末狀結(jié)晶，無臭，耐光耐熱，長期放置易被氧化變色，防腐效果也有所降低。 山梨酸難溶于水，易溶于乙醇等有機溶劑。 山梨酸鉀極易溶于水，也易溶于高濃度蔗糖和食鹽溶液，因而在生產(chǎn)上被廣泛使

44、用。山梨酸的作用機理：- 損害微生物細胞中脫氫酶系統(tǒng)；- 使分子中的共軛雙鍵氧化，產(chǎn)生分解和重排。- 主要目標菌：霉菌、酵母菌及其他好氣性菌;- 不能抑制：厭氧芽孢菌、嗜酸乳桿菌。注意：在有少量霉菌存在的介質(zhì)中，山梨酸和山梨酸鉀表現(xiàn)出抑菌作用，甚至還會表現(xiàn)出殺菌效力。但霉菌污染嚴重時，它們會被霉菌作為營養(yǎng)物攝取，不僅沒有抑菌作用，相反會促進食品的腐敗變質(zhì)。l 山梨酸和山梨酸鉀屬于酸型防腐劑，以未解離的分子起抑菌作用，以pH值6的介質(zhì)中使用為宜。 山梨酸是一種不飽和脂肪酸，能在人體內(nèi)參與正常的代謝活動，最后被氧化成CO2和H2O，故國際上公認其為無害的食品防腐劑。 山梨酸的ADI為025mg/k

45、g。3.其它酸類，如丙酸及其鈣鹽、脫氫醋酸、雙乙酸鈉等。4、化學(xué)防腐劑的作用機理： 使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,發(fā)生沉淀.如:酒精70%、汞、龍膽紫等. 破壞微生物的酶系統(tǒng),影響菌體代謝.如:過氧化氫、KMnO4等. 降低微生物表面張力,增加細胞膜的通透性,使細胞發(fā)生破裂或溶解.如:來蘇兒等酚類物質(zhì),能破壞細胞膜，導(dǎo)致細胞內(nèi)物質(zhì)外滲。 殺菌效果：與化學(xué)藥劑本身的毒性、微生物細胞的滲透性、微生物的種類等有關(guān)。5、化學(xué)防腐劑使用注意點:（1）食品pH值下降，防腐作用上升；（2）不同防腐劑的抑菌譜不同；（3）不同的防腐劑之間有協(xié)同作用；（4）一般比較難溶于水，應(yīng)先溶解后再添加。 二、 生物代謝產(chǎn)物

46、61; 抗菌素¡ 乳酸鏈球菌素（Nisin）¡ 納它鏈霉素（Natamycin）¡ 植物殺菌素 抗生素類：抗生素是一類最重要的化學(xué)治療劑。概念：抗生素：微生物在其生命過程中所產(chǎn)生的一類低分子量代謝產(chǎn)物，在較低濃度下就能抑制或殺死其它微生物的生長。最小抑制濃度（Minimal Inhibitory Concentration,MIC）:表示抗生素的抗菌活性，單位是mg/ml.MIC可以在液體試管或固體平板上測定， 抗菌譜：抗生素的作用對象有一定范圍，這種作用范圍稱該抗生素的抗菌譜。廣譜：對多種微生物有作用（如：土霉素、四環(huán)素）；窄譜：僅對某一類微生物有作用（如：多粘

47、菌素）抗生素的作用機制：1）抑制細胞壁的合成；（如：青霉素） 2）破壞細胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解） 3）抑制蛋白質(zhì)合成；（如：氯霉素，四環(huán)素、鏈霉素等） 4）干擾核酸代謝；（如：利福霉素、新生霉素、絲裂霉素、灰黃霉素） 思考題 1.影響微生物熱致死率的因素有哪些？ 2.熱殺菌的原理是什么？加熱殺菌的方法有哪些？ 3.低溫導(dǎo)致微生物活力減弱和死亡的原因有哪些？ 4.輻射的類型有哪些？各自的特點及其適用性是什么？ 5.簡述紫外線滅菌的機理。 6、簡述苯甲酸鈉、山梨酸鉀的抑菌對象與條件。 7、簡述抗生素、消毒防腐劑的作用原理。第五章 益生菌與人類健康第一節(jié) 益生菌的基本知識概述

48、：人體內(nèi)正常菌群對宿主的作用微生物無處不在！雖然呱呱落地的嬰兒體內(nèi)幾乎是無菌的，但離開母體后，就同周圍富含微生物的自然環(huán)境密切接觸，因而人體的體表皮膚和與外界相通的口腔、上呼吸道、腸道、泌尿生殖道等粘膜及其腔道寄居著不同種類和數(shù)量的微生物。這些微生物中有相當一部分是會引起疾病的，但是我們稱它們?yōu)檎＞?，因為這些寄生物在正常情況下與宿主相安無事，互相適應(yīng)，而且各種微生物之間也相互制約而保持一個彼此共存的狀態(tài)。任何一種自然界的生物，如果體內(nèi)連一個微生物細胞都沒有是不可能的，除非采取特殊的辦法繁殖。多汗的地方，例如胳肢窩和腳趾縫里微生物也多，通常所說的汗臭味就是由微生物分解汗液造成的。嬰兒臀部常容

49、易出現(xiàn)濕疹，這不是因為尿本身刺激皮膚所致，而是由于細菌在殘留尿液中生長并產(chǎn)生氨氣引起的。因為氨氣對皮膚有強烈刺激性。當長期不洗澡或洗臉不認真時，就可能由細菌或霉菌在身上或臉上引起皮疹，發(fā)炎，繼而流出大量的膿和污物。皮膚大面積燒傷或粘膜破損時，葡萄球菌便會侵襲創(chuàng)傷面而大量繁殖，引起創(chuàng)傷發(fā)炎潰爛；當機體著涼或疲勞過度時，在健康人的呼吸道一定能分離到的，造成典型肺炎的肺炎鏈球菌便會引起咽炎和扁桃體炎。齲齒是牙齒腐壞的一種常見形式，可能主要是由于正常菌群的穩(wěn)定性被破壞而使某些厭氧細菌造成的。根據(jù)1984年一位學(xué)者統(tǒng)計，人體正常菌群總量重達1271克，其中腸道1000克，皮膚200克，口腔、上呼吸道和陰

50、道各占20克，鼻腔10克和眼部1克。人體正常菌群的數(shù)量部位 數(shù)量（每克樣品） 厭氧菌：好氧菌 唾液 108-109 3-10：1 牙齒表面 109-1010 1：1 齒齦縫隙 1011-1012 102-103：1 胃 102-105 1：1 小腸近端 102-104 1：1 回腸遠端 104-107 1：1 大腸 109-1012 102-103：1 陰道 108-109 5-10：1 子宮頸內(nèi)膜 108-109 5-10：1 當正常菌群與人體處于生態(tài)平衡時，菌群在它們寄居的人體部位獲取營養(yǎng)進行生長繁殖，而宿主也能從這些寄生在他們身上的細菌中得到多種好處。一般來說，有以下幾方面。1、營養(yǎng)作用

51、正常菌群的營養(yǎng)來自宿主組織細胞的分泌液、脫落細胞，以及某些腔道中的食物碎屑和殘渣等。菌群的代謝產(chǎn)物除供給細菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，過去外科醫(yī)生不太重視腸道正常菌群中的大腸埃希氏菌能合成B族維生素和維生素K的功能，所以在腸道手術(shù)后為避免發(fā)生感染，常用抗生素作預(yù)防性治療，結(jié)果是手術(shù)后感染是防止了，病人卻出現(xiàn)了厭食和貧血等維生素B和K的缺乏癥，因為大腸桿菌也被抗生素殺死了。所以現(xiàn)在遇到這類需施行腸道手術(shù)的患者，在給予廣譜抗生素預(yù)防術(shù)后感染的同時，必須補充足量的微生素B和維生素K。2、免疫作用正常菌群的細胞中，有許多成分可以促進宿主免疫器官的發(fā)育成熟。有學(xué)者曾經(jīng)做過實驗，他們把剛

52、孵化出來的小雞分成兩組，一組放在沒有細菌的環(huán)境中生活，成為無菌雞；另一組讓它們正常生活，即帶菌雞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無菌雞的小腸和回肓部的淋巴結(jié)都要比普通帶菌雞的少80%左右。如果將這些無菌雞暴露在普通有菌的環(huán)境中飼養(yǎng)，使之建立正常菌群，則經(jīng)2周后，它們的免疫器官的發(fā)育和功能就可與普通雞相近。此外，有些正常菌群的細胞組分與病原菌的相同，因此，它們能刺激宿主免疫系統(tǒng)產(chǎn)生像抗體一類的免疫物質(zhì)，這些免疫物質(zhì)也能對抗相應(yīng)病原菌的侵襲。3、生物拮抗作用將活的鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typymuriumi）喂給小鼠，如果要使小鼠發(fā)病死亡，需要10萬個細菌；如果先給小鼠口服鏈霉素，把小鼠腸道中的正常菌群

53、都殺死，則只要10個活菌就可置試驗鼠于死地。兩者菌量竟相差1萬倍，表明正常菌群有拮抗病原菌作用。這種現(xiàn)象在人類中也可以見到，例如大腸埃希氏菌、變形桿菌、腸球菌等正常菌，可以抵抗引起痢疾和傷寒的志賀菌和傷寒沙門菌等病原菌。我們把這種現(xiàn)象稱為生物拮抗。生物拮抗的方式有多種。乳桿菌、大腸埃希氏菌等能產(chǎn)生細菌素，可以抑制一些腸道病原菌的生長；某些真菌、放線菌能產(chǎn)生抗生素，抑制或殺死不同種的敏感病原菌；口腔中的血鏈球菌、陰道的乳桿菌能產(chǎn)生具有殺傷作用的過氧化氫；腸道正常菌群中，99%以上是厭氧菌，它們依靠其數(shù)量上的絕對優(yōu)勢，在營養(yǎng)競爭方面壓倒處于劣勢的需用氧性病原菌。還有一種方式稱為占位性保護?，F(xiàn)在已經(jīng)

54、知道，病原菌侵入宿主機體后，首先要以其特殊結(jié)構(gòu)（配體）和機體的粘膜上皮細胞表面的特異性受體相結(jié)合。也就是說，病原菌和宿主細胞粘附在一起是引起感染的第一步。如果這些細胞受體早已被正常菌群的配體結(jié)合而“占位”，那么后來的病原菌就無“位”可結(jié)合，當然不可能形成感染了。4、抗衰老作用現(xiàn)在一般認為，衰老是由于體內(nèi)積累了過多的有毒的化學(xué)物質(zhì)自由基。雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌等腸道正常菌群產(chǎn)生的超氧化物歧化酶（SOD），可以催化宿主體內(nèi)自由基的歧化反應(yīng)，消除自由基毒性，保護細胞免受活性氧的損傷，因此具有一定的抗衰老作用。5、其它作用腸道正常菌群有一定的抗腫瘤作用。其原因是這些正常菌群能產(chǎn)生多種酶，降解腸道內(nèi)致癌物或可以轉(zhuǎn)變成致癌物的物質(zhì)成為無害物質(zhì)；它們還可以激發(fā)免疫功能，調(diào)動處于待命狀