食品微生物學(xué)知識結(jié)構(gòu)-文檔資料

第一章緒論一、微生物1、定義

一類形體微小、單細胞或個體較為簡單的多細胞，甚至無細胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。2、類群真核微生物：真菌（霉菌、酵母菌、蕈菌）、單細胞藻類、原生動物；原核微生物：三菌（細菌、放線菌、藍細菌）、三體（衣原體、支原體、立克次氏體）；非細胞微生物：真病毒、亞病毒。13、微生物的特點（重點內(nèi)容）

（1）體積小、面積大（2）吸收多、轉(zhuǎn)化快（3）生長旺、繁殖快（4）適應(yīng)強、易變異（5）種類多、分布廣這些特點給人類生活及生產(chǎn)帶來的不利及有利影響，如何利用它？4、微生物培養(yǎng)設(shè)備

好氧培養(yǎng)設(shè)備：實驗室（搖瓶、培養(yǎng)皿、斜面）、工業(yè)生產(chǎn)（發(fā)酵罐）供氧的途徑？防污染的機理？厭氧培養(yǎng)設(shè)備：實驗室（厭氧罐、手套箱）、工業(yè)生產(chǎn)固體厭氧與液體厭氧，固體好氧與液體好氧？2二、微生物學(xué)1、微生物學(xué)發(fā)展簡史分幾個階段，其中代表人物是誰？主要做了什么貢獻？（1）微生物的發(fā)現(xiàn)—形態(tài)學(xué)時期AntonyVanLeeuwenhock（2）微生物學(xué)的奠基—生理學(xué)時期

LouisPasteur：他的一生給人類生活帶來了史無前例的影響。證實了微生物活動和否定了微生物自然發(fā)生學(xué)說。免疫學(xué)—預(yù)防種痘。發(fā)酵的研究。其他貢獻。RobertKoch建立微生物學(xué)研究基本技術(shù)證實疾病的病原菌學(xué)說，提出了柯赫法則3（3）現(xiàn)代微生物學(xué)發(fā)展—分子生物學(xué)階段現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的形成：

1941，F(xiàn)lorey&Chain將青霉素投入生產(chǎn)，是通氣培養(yǎng)微生物的開端，將微生物學(xué)與工程學(xué)結(jié)合。微生物代謝作用研究

1944，Avery肺炎球菌轉(zhuǎn)化實驗，確定DNA是遺傳物質(zhì)，標(biāo)志著分子生物學(xué)的形成。1953，Watson&Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以及半保留復(fù)制假說。分子生物學(xué)階段

20世紀70年代，基因工程的發(fā)展，工程菌的構(gòu)建更促進了微生物學(xué)的發(fā)展。微生物學(xué)推動生命科學(xué)的發(fā)展，促進許多重大理論問題的突破，對生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻，與"人類基因組計劃"。42、食品微生物學(xué)研究內(nèi)容（1）微生物引起的食品腐敗變質(zhì)現(xiàn)象及其機理；（2）微生物相關(guān)的食品安全問題（3）防止食品腐敗變質(zhì)的方法（4）食品微生物的檢驗技術(shù)（5）微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用（6）食品微生物基礎(chǔ)研究著重理解如何利用微生物的特性在生產(chǎn)實踐中運用。5第二章微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能原核微生物：主要講細菌、放線菌真核微生物：主要講霉菌、酵母菌非細胞微生物：主要講真病毒，亞病毒了解。一、細菌

形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀，少數(shù)其它形態(tài)。結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。基本結(jié)構(gòu)：細胞壁、膜、質(zhì)及核區(qū)。特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜。61、細胞壁（1）化學(xué)組成：G＋（肽聚糖，磷壁酸）；G-（肽聚糖，脂蛋白、脂多糖）；

雙糖單位：N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通過â-1，4糖苷鍵相連而成。

短肽：L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala；

肽橋：短肽之間連接。

短肽全部或部分連至NAM上，短肽之間也有連接，組成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

肽聚糖是細菌細胞壁特有成分，也是原核微生物特有成分；（2）G+

與G-壁結(jié)構(gòu)差異及革蘭氏染色機理。

G-與G+區(qū)別：交聯(lián)度低；DAP取代L-Lys；肽橋。

（3）功能（5條）

固定細胞外形和提高機械強度；保護細胞免受滲透壓等外力的損傷；為鞭毛運動提供支點；阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)進入細胞，保護細胞免受損傷；賦予細胞具有特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。72、細胞膜

（1）結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型（生化的基礎(chǔ)）。（2）功能（五點功能）。

選擇性地控制細胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送。滲透屏障，維持正常滲透壓；

合成細胞壁和糖被的各種組分（脂多糖、肽聚糖、磷壁酸等）。細菌細胞的產(chǎn)能場所。鞭毛基體的著生部位，提供鞭毛運動所需能量。3、細胞質(zhì)及內(nèi)含物

了解一些內(nèi)含物如核糖體、貯藏物、氣泡的功能。4、細胞核區(qū)

原核生物核區(qū)結(jié)構(gòu)特點及功能。81、芽孢定義：某些細菌在一定生理時期，在細胞內(nèi)形成的抗逆性極強的休眠體，稱芽孢。特點：芽孢具有較強的抗熱、抗輻射和抗化學(xué)藥物的能力。新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)，但保持潛在萌發(fā)力。一個芽孢萌發(fā)只產(chǎn)生一個營養(yǎng)狀態(tài)的細胞。結(jié)構(gòu)層次：如右圖。特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜。92、鞭毛定義：生長在某些細菌體表的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物稱鞭毛。結(jié)構(gòu)（G+與G-）：鞭毛絲、鞭毛鉤、基體（L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán)）。功能：使菌體運動。3、莢膜定義：包被于某些細菌細胞壁外的一層較厚的粘液狀物質(zhì)稱為~。功能：1）保護作用：其上大量極性基團可保護菌體免受干旱損傷；一些動物致病菌的莢膜還可保護它們免受宿主白細胞的吞噬。2）貯存營養(yǎng)物質(zhì)，以備營養(yǎng)缺乏時重新利用。3）作為透性屏障或（或和）離子交換系統(tǒng)，可保護細菌免受重金屬離子的毒害。4）表面附著作用。10細菌繁殖方式

裂殖（二等分裂、異型分裂）。菌落形態(tài)特征

1、菌落：將單個或多個微生物細胞接種在適宜的固體培養(yǎng)基上，以接種點為中心大量繁殖、擴展、堆積到一定程度可以形成肉眼可見的細胞堆稱~。

2、形態(tài)特征：菌落比較小，表面濕潤、光滑、比較粘稠、用接種環(huán)容易挑起，食品中常見細菌類群。

3、常見的幾種能說出名字，熟悉其拉丁文。11二、放線菌個體形態(tài)：絲狀體。個體構(gòu)造：三種類型的菌絲（營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、孢子絲）。繁殖方式：分生孢子、孢囊孢子、菌絲片段。菌落形態(tài)：干燥、不透明、表面呈致密的絲絨狀，上有一薄層彩色的“干粉”；菌落和培養(yǎng)基的連接緊密，難以挑取。4、常見類群（了解）12

1、營養(yǎng)體結(jié)構(gòu)無隔菌絲、有隔菌絲。2、繁殖體有性孢子子囊孢子、卵孢子、接合孢子、擔(dān)孢子。無性孢子厚垣孢子、游動孢子、分生孢子、孢囊孢子3、酵母菌菌落及個體形態(tài)特征

酵母菌菌落與細菌菌落相似，但大而厚，呈油脂狀或蠟脂狀，表面光滑、濕潤、乳白色或紅色。培養(yǎng)時間長時菌落表面發(fā)生皺折，有酒香味。個體特征：球狀、卵圓形、檸檬形、蠟?zāi)c狀等。三、真菌13四、霉菌

根霉、毛霉、青霉及曲霉個體結(jié)構(gòu)特征。（課堂及實驗部分結(jié)合起來）。五、病毒

1、定義：一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA或RNA的遺傳因子。

2、基本特點

（1）個體微小:10～300nm

（2）無細胞結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)+核酸（DNA或RNA）（3）高度寄生性:在細胞內(nèi)表現(xiàn)為生命,在細胞外為無生命的大分子的復(fù)合物。（4）特殊的抵抗力:不能被抗生素所殺滅，但可以被干擾素，以及一般的甲醛、紫外線所殺滅。143、形態(tài)球狀、桿狀。二十面體對稱、螺旋對稱、復(fù)合對稱。

4、結(jié)構(gòu)衣殼粒、衣殼、蛋白在外，核酸在內(nèi)。

5、復(fù)制過程（或階段）吸附、侵入、復(fù)制、裝配、釋放。各個階段詳細內(nèi)容。

6、相關(guān)概念溫和噬菌體、烈性噬菌體、亞病毒、溶源性。15六、微生物分類

分類基本概念微生物分類系統(tǒng)（了解）微生物命名規(guī)則。雙名法命名。16第三章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)一、營養(yǎng)物質(zhì)碳源、氮源、水、氧、生長因子、礦質(zhì)離子。六類營養(yǎng)要素來源及功能。二、營養(yǎng)類型

四種營養(yǎng)類型，特點或劃分標(biāo)準。171.光能自養(yǎng)型微生物2.光能異養(yǎng)型微生物3.化能自養(yǎng)型微生物4.化能異養(yǎng)型微生物

異養(yǎng)型：有機碳碳源：

自養(yǎng)型：無機碳

光能營養(yǎng)型：太陽光能能源：化能營養(yǎng)型：化合物氧化18三、營養(yǎng)運輸四種運輸方式的特點。（以表格的形式對比記）物質(zhì)擴散的動力:膜內(nèi)外的濃度差。特點：不消耗能量。不發(fā)生化學(xué)變化。非特異性，僅依膜上小孔的大小和形狀對被擴散的物質(zhì)分子的大小和形狀具有選擇性。1、被動擴散2、促進擴散借助膜上的載體蛋白，具有高度的立體專一性。載體蛋白能促進物質(zhì)運輸，但不能進行逆濃度梯度運輸。特點：需要特異性的載體蛋白；不消耗能量；可加快運輸速度，但不能逆濃度運輸。193、主動運送有特異性的載體蛋白參與。需要消耗能量?？梢阅鏉舛忍荻冗\輸。微生物的主要物質(zhì)運輸方式。4、基團轉(zhuǎn)位

是指一類既需特異性載體蛋白的參與，又耗能的一種物質(zhì)運送方式。其特點是溶質(zhì)在運送前后還會發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化，因此不同于一般的主動運送。20四、微生物的培養(yǎng)

1、培養(yǎng)基定義：是人工配制的，適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物用的營養(yǎng)基質(zhì)。分類：物理狀態(tài)（固體、液體、半固體）、功能（普通培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基）、營養(yǎng)物的來源（天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基、半合成培養(yǎng)基）。

2、培養(yǎng)基的滅菌滅菌方法、特點。

3、培養(yǎng)方法實驗室及工業(yè)生產(chǎn)上好氧培養(yǎng)及厭氧培養(yǎng)各有哪些方法？214、純種分離的一般方法（結(jié)合綜合性實驗）（一）劃線分離法（二）涂布分離法

22（三）定量稀釋分離法（四）富集分離法（五）單細胞分離法23第四章微生物的代謝一、酶

微生物細胞的酶系統(tǒng)。二、產(chǎn)能代謝

1、發(fā)酵概念、酵母菌三種發(fā)酵類型、混合酸發(fā)酵、丁二醇發(fā)酵。

2、有氧呼吸概念

3、無氧呼吸概念

4、三種產(chǎn)難代謝的比較產(chǎn)能效率、有無經(jīng)電子傳遞鏈、電子受體等。24第一型發(fā)酵：無氧、中性或偏酸性條件，產(chǎn)物為乙醇.

第二型發(fā)酵：無氧、有亞硫酸氫鈉存在

乙醛與亞硫酸氫鈉反應(yīng)，磷酸二羥丙酮作為受氫體，產(chǎn)物為甘油，不產(chǎn)生ATP。第三型發(fā)酵：無氧、堿性條件乙醛發(fā)生岐化反應(yīng)，磷酸二羥丙酮作為受氫體，產(chǎn)物為甘油、乙醇、乙酸，不產(chǎn)生ATP。25

（三）混合酸發(fā)酵發(fā)酵過程中產(chǎn)生甲酸、乙酸、乙醇、乳酸、琥珀酸以及CO2和H2等多種代謝產(chǎn)物丙酮酸

（四）丁二醇發(fā)酵26

由各種胞外淀粉酶分解成葡萄糖（麥芽糖）后被吸收利用：

-淀粉酶：枯草桿菌，米曲霉

-淀粉酶：巨大芽孢桿菌葡萄糖淀粉酶：黑曲霉異淀粉酶

三、淀粉的分解27第五章微生物的遺傳與育種一、基因突變與誘變育種

1、突變類型

2、誘發(fā)突變機理

3、如何誘變并選種?；蛲蛔儯悍褐讣毎麅?nèi)（或病毒內(nèi)）遺傳物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化。（1）形態(tài)突變型

（2）致死突變型（3）條件致死突變型（4）生化突變型突變類型:28二、基因重組與雜交育種（了解，不要求）掌握基本概念：轉(zhuǎn)化、接合、原生質(zhì)體融合。三、原生質(zhì)體融合與體外重組DNA技術(shù)

對食品類專業(yè)學(xué)生不要求。

四、誘變育種的過程1、選擇合適的出發(fā)菌株2、選擇誘變劑和誘變劑量3、誘變菌的準備和誘變處理4、篩選5、保藏和擴大試驗29第六章微生物的生長一、生長量測定方法

平板及顯微鏡計數(shù)方法、干重法。二、細菌群體生長基本規(guī)律分四個時期，各時期有何特點？在生產(chǎn)中如何利用這些特點？1、延滯期的特點1）生長速率常數(shù)為零。2）細胞形態(tài)變大或增長;3）合成代謝十分活躍，易產(chǎn)生各種誘導(dǎo)酶;4）對外界不良條件反應(yīng)敏感。302、影響延滯期時間長短的因素A、菌種特性B、接種齡:

以對數(shù)期接種齡的種子接種，延滯期短。C、接種量:發(fā)酵工業(yè)上通常采用種子:發(fā)酵培養(yǎng)基=1:10D、培養(yǎng)基成分:一般要求發(fā)酵培養(yǎng)基的成分或種子培養(yǎng)基的成分盡量接近，且應(yīng)適當(dāng)豐富些。

微生物接種到一個新的環(huán)境，暫缺乏足夠的能量和必需的生長因子。

“種子”老化（即處于非對數(shù)生長期）或未充分活化。3、延滯期出現(xiàn)原因312、指數(shù)期特點1）生長速率常數(shù)R最大、代時最短，生長速度最快；2）細胞穩(wěn)定（平衡）生長：細胞內(nèi)各種物質(zhì)按比例生長，菌體成分均勻；3）酶系活躍，代謝旺盛。1）生長常數(shù)為零，新生=死亡，達到動態(tài)平衡；2）活菌數(shù)的總量達到最大值；3）某些芽孢菌的芽孢開始形成；4）某些細菌過量積累次級代謝產(chǎn)物，如抗生素、維生素、儲藏物等。3、穩(wěn)定期特點及出現(xiàn)原因321）細胞活性降低，細胞衰老并出現(xiàn)自溶；2）細胞產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶和抗生素等。3）菌體細胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細胞大小懸殊。4、衰亡期特點三、物理因素對生長的影響

有哪些影響因素？如何影響？生產(chǎn)中是怎么利用的？溫度、水活度、氧氣、輻射等。33（一）溫度影響微生物生長的一般規(guī)律

最低溫度：微生物能生長的最低溫度界限。最適溫度：微生物生長繁殖速度最快的溫度。

最高溫度：微生物能生長的最高溫度界限。微生物生長溫度“三基點”34微生物類群最低生長溫度最適生長溫度最高生長溫度嗜熱微生物嗜溫微生物冷育微生物嗜冷微生物40—45℃5—15℃-5—5℃-5—5℃55—75℃30—40℃25—30℃12—15℃60—90℃35—47℃30—35℃15—20℃35類型最低生長aW最適生長aW干生性微生物中生性微生物濕生性微生物0.80以下0.80—0.900.900.95—0.980.98—1.001.00（二）水活度的概念A(yù)W=P/P0

式中:P——一定溫度下基質(zhì)環(huán)境的水蒸汽壓

P0——相同溫度下純水的水蒸汽壓

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1、好氧型微生物

在有氧條件下生長的微生物，以有氧呼吸方式產(chǎn)能。

2、厭氧型微生物

生長過程不需要O2參與的微生物，有專性厭氧和耐氧型厭氧微生物兩類，以發(fā)酵或無氧呼吸方式產(chǎn)能。

3、兼性厭氧型微生物

有氧條件下以有氧呼吸方式產(chǎn)能生長，無氧條件下以發(fā)酵或無氧呼吸方式產(chǎn)能的微生物。（三）氧氣和氧化還原電位37（四）紫外輻射260nm波長是生物核酸的最大吸