食品微生物學：01-第一章 緒論-自然界中的微生物

食品微生物學

第一章緒論一、什么是微生物微生物通常是指那些微小、簡單、肉眼難以觀察的生物。英文“微生物”一詞“microorganism”，就是在“生物（organism）”詞之前加上前綴“非常?。╩icro）”所構成。微生物并不是一個分類學上的術語，它們主要是根據(jù)生物體的大小而被人為地劃歸在一起的。1、微生物主要類群真核微生物——真菌、微型藻類、原生動物、

某些寄生蠕蟲原核微生物——細菌（含放線菌與藍細菌）、

古生菌非細胞生物——病毒、亞病毒

2、微生物在生命世界的位置原核生物界植物界真菌界原生生物界動物界美國科學家Woese（1977）提出三域學說16srRNA細菌域古生菌域真核生物域

3、地球上各物種的生物量第一名，細菌，5500億噸第二名，蚯蚓，1000億噸第三名，蒼蠅，19億噸第四名，牛，12億噸第五名，螞蟻，11億噸第六名，人類，3.7億噸根據(jù)細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。

1、球菌(coccus)二、原核生物——細菌coccus2、桿菌(bacillus)桿菌是細菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細胞的長短、粗細等都有所差異。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀等。短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌Scanningelectronmicrographsillustratingexternalfeaturesoftherod-shapedbacteriumE.coli.炭疽病的病原菌

-------炭疽桿菌破傷風梭菌3、螺旋菌(spirilla)螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。

根據(jù)其彎曲情況分為：

弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形

例：霍亂弧菌、逗號弧菌

螺旋菌(spirillum)：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀

例：干酪螺菌

螺旋體(spirochaeta)：旋轉周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。

例：梅毒密螺旋體Vibrio

cholerae弧菌：菌體只有一個彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號，鞭毛偏端生。蛭弧菌霍亂弧菌干酪螺菌菌體回轉如螺旋，螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生細胞壁堅韌，菌體較硬。螺旋體菌：梅毒密螺旋體三、原核生物的重要類群

——放線菌70%抗生素由放線菌產(chǎn)生

鏈霉素、慶大霉素、土霉素、博萊霉素、絲裂霉素、制霉菌素、

卡那霉素、井岡霉素、利福霉素、間型霉素、瑞斯托菌素新的生化藥物：抗癌、酶抑制劑、殺蟲劑甾體轉化石油脫蠟污水處理分解纖維素、角蛋白、瓊脂、橡膠諾卡氏菌屬衣氏放線菌

1、放線菌的形態(tài)與結構2、放線菌的菌落鏈霉菌屬（Streptomyces）：共約1000多種，菌絲體發(fā)達，孢子絲和孢子的形態(tài)因種而異，抗生素主要同放線菌產(chǎn)生，而其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生。50%以上的鏈霉菌都能產(chǎn)生抗生素。鏈霉素、土霉素、博萊霉素、絲裂霉素、制霉菌素、卡那霉素、井岡霉素都由其產(chǎn)生。3、幾種重要的放線菌諾卡氏菌屬（Nocardia）：主要分布于土壤中，有100多種，能產(chǎn)生30多種抗生素，如對結核分枝桿菌和麻瘋分枝桿菌有特效的利福霉素，間型霉素，作用于G+的瑞斯托菌素等。小單孢菌屬（Micromonospora）：菌落較小，橙黃色或紅色，約30多種，能產(chǎn)生30多種抗生素，如慶大霉素。孢囊鏈霉菌屬（Streptosporangium)：可產(chǎn)多霉素、綠菌素、兩性西伯利亞霉素等抗生素。游動放線菌屬（Actinoplanes）：有鞭毛，能運動。真核微生物的主要類群真核微生物真菌絲狀真菌——霉菌單細胞真菌—酵母菌大型子實體真菌--蕈菌原生動物（Protoza）粘菌（Myxomycetes

）藻類（Algae）假菌（Oomycete）（Fungi）（Eukaryotes）菌物界植物界動物界四、真核微生物1、真核微生物細胞結構真菌細胞核(Nucleus)內(nèi)質網(wǎng)(Endoplasmicreticulum)核糖體(Ribosome)高爾基體（Golgicomplex）線粒體（Mitochondrion）葉綠體（Chloroplast）細胞骨架原核微生物的鞭毛結構真核微生物的鞭毛結構2、單細胞真核微生物—酵母

酵母菌是一群單細胞的真核微生物,其形態(tài)因種而異。通常為圓形、卵圓形或橢圓形。釀酒酵母裂殖酵母白假絲酵母酵母菌的細胞結構一般具有:細胞壁、細胞膜、細胞核、液泡、線粒體、內(nèi)質網(wǎng)、微體、微絲、及內(nèi)含物等，有的菌體還有芽痕、蒂痕。釀酒酵母細胞結構酵母的細胞結構芽痕和蒂痕：酵母出芽繁殖時，子細胞與母細胞分離，在子、母細胞壁上都會留下痕跡。在母細胞的細胞壁上出芽并與子細胞分開的位點稱芽痕，子細胞細胞壁上的位點稱蒂痕。由于多重出芽，致使酵母細胞表面有多個小突起。根據(jù)酵母細胞表面留下芽痕的數(shù)目，就可確定某細胞產(chǎn)生過的芽體數(shù)，因而可估計該細胞的菌齡。3、絲狀真菌—霉菌

霉菌（mould）是絲狀真菌的一個俗稱，通常指那些菌絲體較為發(fā)達又不產(chǎn)生大型肉質子實體結構的真菌。Mucorrotonpeach毛霉屬

Mucorrotonpeach用途：(1)生產(chǎn)有機酸

(2)生產(chǎn)酶制劑

(3)生產(chǎn)腐乳、豆豉根霉屬根霉的用途:釀酒工業(yè)常用的糖化酶菌種發(fā)酵飼料轉化甾族化合物的生產(chǎn)菌曲霉屬曲霉與人類關系密切。產(chǎn)生各種酶制劑，做醬、釀酒、制醋的主要菌種，有機酸，糖化飼料分布廣泛。引發(fā)食物和飼料霉變，產(chǎn)生黃曲霉毒素，使動物和人類致病氰化鉀約120微克，經(jīng)口、呼吸道或皮膚進入人體，極易被人體吸收。急性中毒癥狀表現(xiàn)為呼吸困難、痙攣、呼吸衰竭，導致死亡。黃曲霉毒素的毒性被列為極毒。其毒性為人們熟知的劇毒藥KCN的10倍，為砒霜的68倍。黃曲霉毒素也是目前發(fā)現(xiàn)的化學致癌物中最強的物質之一，國際癌癥研究所將黃曲霉毒素確定為一級人類致癌物。黃曲霉毒素青霉屬示意圖電鏡圖4、大型蕈菌—Mushroom

蕈菌（mushroom）又稱傘菌，通常是指那些能形成大型肉質子實體的真菌，包括大多數(shù)擔子菌類和極少數(shù)的子囊菌類（如羊肚菌）。。

與人類的關系密切，其中可供食用的種類有2000種，目前已利用的食用菌（ediblemushroom）約有400種,其中約50種能人工栽培，常見可供食用的有蘑菇、香菇、草菇、平菇、茶樹菇、金針菇、木耳、銀耳、竹蓀、鬼筆等，可供藥用的有靈芝、云芝、馬勃和猴頭菌等。少數(shù)有毒和引起木材腐朽。蕈菌的最大特征是形成形狀、大小和顏色各異的大型肉質子實體。食用蕈菌的形態(tài)特征傘菌馬勃層孔菌羊肚菌羊肚菌食用蕈菌子實體金針菇平菇草菇香菇木耳靈芝銀耳冬蟲夏草榛蘑口蘑茶樹菇杏鮑菇竹蓀猴頭牛肝菌姬松茸袋栽金針菇袋栽杏鮑菇床栽草菇瓶栽冬蟲夏草食用菌人工栽培1．微生物影響人類生活但不能被檢測階段（約800年前-1676）五、微生物學發(fā)展簡史

細菌冶金防重與治漚糞肥田刮骨療傷提倡輪作種痘防花麥曲治瀉制曲釀酒2．微生物發(fā)現(xiàn)和微生物來源研究階段（1676-1861）法國科學家巴斯德（LouisPasteur，1822-1895）

證實發(fā)酵由微生物引起徹底否定了自然發(fā)生說發(fā)明巴氏消毒法發(fā)明了狂犬病毒減毒疫苗制備方法3．微生物原理和方法確立階段（1861-1897）科赫定律證實炭疽病因—炭疽桿菌發(fā)現(xiàn)結核病原菌—結核桿菌德國微生物學家柯赫（RobertKoch，1843-1910）

微生物實驗技術貢獻無菌操作技術微生物純培養(yǎng)分離技術培養(yǎng)基特別是固體培養(yǎng)基制備方法

1.病原菌應當存在于所有染病動物體內(nèi)，但健康動物體內(nèi)缺乏2.致病微生物必須能夠以純培養(yǎng)形式分離出來3.分離獲得的病原菌接種到敏感動物體內(nèi)必定能夠引起疾病發(fā)生4.該病原菌必須要能夠以純培養(yǎng)的形式從人工感染動物中分離得到柯赫定律4.微生物生理生化水平發(fā)展階段（1897-1953）德國科學家布赫納（1897年）：酵母菌無細胞壓榨汁將葡萄糖發(fā)酵成酒精英國醫(yī)學官員Griffith（1928年）：發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌轉化因子，后被證明是DNA。英國科學家弗萊明（1929年）：發(fā)現(xiàn)了世界上第一個抗生素-青霉素英國人Krebs（1937年）：通過對微生物葡萄糖發(fā)酵的研究，發(fā)現(xiàn)了三羧酸循環(huán)途徑。J.D.Waston,H.F.C.Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋模（1953年）5.微生物分子生物學水平發(fā)展階段（1953-1985）大腸桿菌乳糖操縱子、DNA遺傳信息密碼子、細菌限制性內(nèi)切酶、RNA病毒逆轉錄等一系列分子生物學的重要理論和發(fā)現(xiàn)都是在這個時期所建立。美國科學家Berg等人（1972年）：

DNA重組技術，構建含l-噬菌體基因和大腸桿菌半乳糖操縱子的重組SV40病毒DNA分子。美國科學家Sanger等人（1977年）：發(fā)明了DNA酶解測序法，完成了噬菌體Φ-X174(5,368堿基對)的DNA一級結構的分析。

美國Mullis等人（1985年）：發(fā)明了聚合酶鏈反應（PCR）技術。美國Venter和Smith等人（1995年）發(fā)明了全基因組鳥槍測序法完成了第一個原核生物流感嗜血桿菌(Haemophilus

influenzae)基因組測序工作。美國克萊格凡研究所科學家（2008年）合成了世界上第一個人造細菌基因組（最小的細菌之一——生殖支原體）。6.微生物基因組學水