食品微生物學(xué) 第一章 緒論

食品微生物學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用

童娟教學(xué)安排

講授內(nèi)容以教材大綱為主

授課方式以PowerPoint講板為主

平時(shí)作業(yè)和課堂提問(wèn)1．課堂教學(xué)2．實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課堂講述示范實(shí)驗(yàn)室具體操作教學(xué)內(nèi)容第一章緒論第二章原核細(xì)胞型微生物：細(xì)菌、放線菌第三章真核細(xì)胞型微生物：真菌第四章非細(xì)胞型微生物：病毒第五章微生物營(yíng)養(yǎng)和食品生產(chǎn)原料處理第六章微生物的生長(zhǎng)繁殖與食品生產(chǎn)過(guò)程專(zhuān)題講座1：微生物在食品制造中的作用專(zhuān)題講座2：微生物與食品腐敗變質(zhì)學(xué)習(xí)方法認(rèn)真預(yù)習(xí)、聽(tīng)講，不懂要問(wèn)；當(dāng)場(chǎng)或課后整理筆記；積極參加每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真觀察、操作。要求無(wú)故不得缺勤、遲到、早退，不得擾亂課堂秩序；認(rèn)真、及時(shí)、獨(dú)立完成所布置的作業(yè)；培養(yǎng)自覺(jué)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，多了解與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的信息。成績(jī)分布考試成績(jī)（60%）筆記（5%）作業(yè)（5%）實(shí)驗(yàn)：技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）出勤記錄（10%）：曠課5次補(bǔ)考、10次重修

第一章

緒論一、微生物與你和我微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。

細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為：10034×1012噸；每張紙幣帶細(xì)菌：900萬(wàn)個(gè)；一、微生物與你和我人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：皮膚表面：平均10萬(wàn)個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類(lèi)超過(guò)500種；腸道：微生物總量達(dá)100萬(wàn)億；糞便干重的1/3是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000億個(gè)；每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌微生物既是人類(lèi)的敵人，更是人類(lèi)的朋友！時(shí)時(shí)刻刻與微生物“共舞”

是

禍？是

福？微生物是人類(lèi)的朋友微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié);體內(nèi)的正常菌群是人及動(dòng)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(zhì)；環(huán)保——污水清道夫；基因工程。微生物引起食物腐敗變質(zhì)少數(shù)病原微生物引起人、動(dòng)物、植物疾病少數(shù)微生物也是人類(lèi)的敵人但總的來(lái)說(shuō)，人類(lèi)生存離不開(kāi)微生物！可以說(shuō)，微生物與人類(lèi)關(guān)系的重要性，你怎么強(qiáng)調(diào)都不過(guò)分，微生物是一把十分鋒利的雙刃劍，它們?cè)诮o人類(lèi)帶來(lái)巨大利益的同時(shí)也帶來(lái)“殘忍”的破壞。它給人類(lèi)帶來(lái)的利益不僅是享受，而且實(shí)際上涉及到人類(lèi)的生存?！霸诮茖W(xué)中，對(duì)人類(lèi)福利最大的一門(mén)科學(xué)，要算是微生物學(xué)了?！薄毡緦W(xué)者尾形學(xué)在“家畜微生物學(xué)”

二、微生物的概念微生物是一群個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、肉眼不能直接觀察到的微小生物的總稱(chēng)。um級(jí)：

光鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞）?。▊€(gè)體微?。﹏m級(jí)：

電鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞器、病毒）單細(xì)胞簡(jiǎn)（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單）簡(jiǎn)單多細(xì)胞非細(xì)胞原核類(lèi)：細(xì)菌，放線菌低（進(jìn)化地位低）真核類(lèi)：真菌（酵母菌，霉菌），原生動(dòng)物，顯微藻類(lèi)非細(xì)胞類(lèi)：病毒，類(lèi)病毒，朊病毒,擬病毒三、微生物的分類(lèi)與命名1、分類(lèi)：根據(jù)微生物有無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)來(lái)分微生物（病毒）非細(xì)胞型細(xì)胞型原核微生物真核微生物（細(xì)菌）（真菌）微生物的名字有俗名和學(xué)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(diǎn)微生物的共性（與其他生物相區(qū)別的特點(diǎn)）體積小，面積大吸收多，轉(zhuǎn)化快生長(zhǎng)旺，繁殖快適應(yīng)強(qiáng)，易變異分布廣，種類(lèi)多1.體積小，面積大大腸桿菌的平均長(zhǎng)度=2μm；寬度=0.5μm1500個(gè)大腸桿菌首尾相連=一粒芝麻的長(zhǎng)度120個(gè)大腸桿菌“肩并肩”緊挨在=一根人發(fā)的粗細(xì)10-100億個(gè)細(xì)菌加起來(lái)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?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換.微生物的其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。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(niǎo)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(shí)消耗2000倍于體重的糖※發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1小時(shí)內(nèi)就可以分解相當(dāng)于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產(chǎn)生乳酸※1公斤酵母菌體，在一天內(nèi)可發(fā)酵幾千公斤的糖，生成酒精2.吸收多，轉(zhuǎn)化快消耗自身重量2000倍食物的時(shí)間：大腸桿菌：1小時(shí)人：500年（按400斤/年計(jì)算）3.生長(zhǎng)旺，繁殖快★例如：大腸桿菌在最適的生長(zhǎng)條件下，每15~20分鐘細(xì)胞就能分裂一次。24小時(shí)后：272個(gè)后代（約4.72×1021個(gè)）48小時(shí)后：2144

個(gè)后代（約2.23×1043個(gè)）48小時(shí)后大腸桿菌的總重量約：2.23×1028kg地球的質(zhì)量：5.97×1024kg相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量！大腸桿菌一個(gè)細(xì)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(yǎng)基中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般為108~109個(gè)/ml?！锢梦⑸锏倪@一特性就可以:實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的短周期、高效率生產(chǎn)。例如生產(chǎn)鮮酵母時(shí)，幾乎12小時(shí)就可以收獲一次，每年可以收獲數(shù)百次。一頭500

kg的食用公牛,24小時(shí)生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌,以質(zhì)量較次的糖液(如糖蜜)和氨水為原料,24小時(shí)可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì).3.生長(zhǎng)旺，繁殖快4.適應(yīng)強(qiáng)、異變異適應(yīng)強(qiáng)：抗(逆)性強(qiáng)抗熱:有的細(xì)菌能在250

℃的條件下生長(zhǎng);自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到113℃;有些細(xì)菌的芽孢,需加熱煮沸8小時(shí)才被殺死；抗寒:有些微生物可以在-12℃～-30℃的低溫生長(zhǎng)；抗酸堿:細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)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(zhǎng)；抗壓力:有些細(xì)菌可在1400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；世界上最古老的活細(xì)菌(芽孢):2.5億年適應(yīng)強(qiáng)易變異：個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、且多與外界環(huán)境直接接觸繁殖快、數(shù)量多

短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率:10-5–10-10易變異：青霉素的生產(chǎn):20單位/ml（1943）10000單位/ml青霉素的用量:最高:10萬(wàn)單位/天（40年代）數(shù)百萬(wàn)——千萬(wàn)單位/次細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生：5.分布廣、種類(lèi)多*強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高熱的極端環(huán)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(lèi)多：微生物的種數(shù)，據(jù)1972年：類(lèi)型低限傾向種數(shù)高限病毒與立克次氏體1,2171,2171,217支原體424242細(xì)菌與放線菌>1,0001,5001,500藍(lán)細(xì)菌1,2271,5001,500藻類(lèi)15,05123,10023,100真菌37,17547,30068,939原生動(dòng)物24,06824,06830,000總數(shù)79,78098,727127,298五、微生物學(xué)的發(fā)展人類(lèi)對(duì)微生物長(zhǎng)期缺乏認(rèn)識(shí)的原因：個(gè)體微小

外貌不顯

雜居混生

因果難聯(lián)

視而不見(jiàn)、嗅而不聞、觸而不覺(jué)、食而不察、得其益而不感其好、受其害而不知其惡微生物學(xué)的發(fā)展歷史時(shí)期史前期：感性認(rèn)識(shí)階段初創(chuàng)期：形態(tài)學(xué)發(fā)展階段奠基期：生理學(xué)發(fā)展階段發(fā)展期：微生物生化的研究發(fā)展階段成熟期：分子生物學(xué)水平的研究發(fā)展階段1、史前期（8000年前-1676年）

微生物學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期8000年前——釀酒4000年前——發(fā)酵牛乳和乳制品2500年前——釀醋、醬、麥曲治瀉《齊民要術(shù)》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(zhì)我國(guó)在公元11世紀(jì)種人痘來(lái)預(yù)防天花2、初創(chuàng)期：形態(tài)學(xué)期（1676-1861）1590年詹森兄弟（荷）制作了第一臺(tái)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(shí)體結(jié)構(gòu)。1676年列文.虎克第一個(gè)詳細(xì)描述了細(xì)菌的形態(tài)。1680年顯微鏡放大270倍微生物的發(fā)現(xiàn)與顯微鏡的發(fā)明有關(guān)3、奠基期——生理學(xué)期（1861-1897）

微生物學(xué)奠基人：-<法>巴斯德.路易斯(LouisPasteur)細(xì)菌學(xué)奠基人：-<德>羅伯特.科赫(RobertKoch)微生物生理學(xué)的研究時(shí)期建立了一套獨(dú)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(xiàn)巴氏消毒法：62℃持續(xù)加熱30min。證實(shí)病原微生物可導(dǎo)致相應(yīng)的傳染病，即傳染病是由相應(yīng)的病原微生物所致。曲頸瓶實(shí)驗(yàn)：徹底打破當(dāng)時(shí)流行的“自然發(fā)生說(shuō)”，證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的?？潞盏呢暙I(xiàn)發(fā)明了固體培養(yǎng)基，提出了純培養(yǎng)的概念和方法；創(chuàng)造了細(xì)菌染色的方法。提出了為證明某種特定細(xì)菌是某種特定疾病的病原菌的柯赫定理3、奠基期4、發(fā)展期——生理生化期（1897-1953）

進(jìn)展：進(jìn)入了微生物生化水平的研究——提出了酶的概念；應(yīng)用微生物的分支學(xué)科進(jìn)一步擴(kuò)大——出現(xiàn)了抗生素等新學(xué)科；開(kāi)始出現(xiàn)尋找各種有益微生物代謝產(chǎn)物的熱潮；在各微生物應(yīng)用學(xué)科較深入發(fā)展的基礎(chǔ)上，一門(mén)以研究微生物基本生物學(xué)規(guī)律的綜合學(xué)科——普通微生物學(xué)開(kāi)始形成；各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)方法相互滲透，相互促進(jìn)，加速了微生物學(xué)的發(fā)展。5、成熟期——分子生物學(xué)期（1953-）特點(diǎn)：