食品微生物（微生物在食品環(huán)境中的生）

微生物在食品環(huán)境中的生長(zhǎng)

微生物在適宜條件下不斷從環(huán)境中吸收營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)行進(jìn)行新陳代謝，當(dāng)同化作用大于異化作用時(shí)其結(jié)果是原生質(zhì)的總量（重量、體積、大小）不斷增加稱(chēng)為微生物的生長(zhǎng)現(xiàn)象生長(zhǎng)、繁殖的概念生長(zhǎng)：生物個(gè)體由小到大的增長(zhǎng)，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加繁殖：指生物個(gè)體數(shù)目的增加

第一節(jié)微生的生長(zhǎng)

在單細(xì)胞微生物中，生長(zhǎng)繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)際上常群體生長(zhǎng)作為衡量微生物生長(zhǎng)的指標(biāo)。群體生長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)與繁殖交替進(jìn)行的過(guò)程絲狀物生物生長(zhǎng)表現(xiàn)為菌絲伸長(zhǎng)和分枝，繁殖則多指形成有性或無(wú)性孢子，使個(gè)體數(shù)目增加一、微生物純培養(yǎng)的獲得

平板劃線(xiàn)分離法稀釋倒平板法單孢子或單細(xì)胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法1.平板劃線(xiàn)分離法

用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無(wú)菌平板表面進(jìn)行平行劃線(xiàn)、扇形劃線(xiàn)或其他形式的連續(xù)劃線(xiàn)，如果劃線(xiàn)適宜的話(huà)，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。

2.稀釋倒平板法3.單孢子或單細(xì)胞分離法

采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來(lái)，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)4.選擇性培養(yǎng)基分離法各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基，用它來(lái)培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。分離方法應(yīng)用范圍平皿劃線(xiàn)法方法簡(jiǎn)便，多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛?jiǎn)渭?xì)胞挑取法局限于高度專(zhuān)業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類(lèi)型較特殊的微生物純培養(yǎng)分離方法的比較二、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀(guān)地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律；測(cè)定的目的測(cè)量方法個(gè)體計(jì)數(shù)法重量法生理指標(biāo)法1.個(gè)體計(jì)數(shù)法a.直接法利用血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀(guān)察；b.間接法原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長(zhǎng)條件下可以通過(guò)生長(zhǎng)形成菌落。C.比濁法2.重量法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；通過(guò)樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量；測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法

細(xì)菌純培養(yǎng)生長(zhǎng)曲線(xiàn)圖三微生物的生長(zhǎng)規(guī)律（一）微生物的個(gè)體生長(zhǎng)與同步生長(zhǎng)

1、個(gè)體生長(zhǎng)：一個(gè)微生物從小到大的生長(zhǎng)過(guò)程。

2、同步生長(zhǎng)：某一群體中所有個(gè)體細(xì)胞盡可能都處于分裂步調(diào)一致的生長(zhǎng)狀態(tài)。（二）單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線(xiàn)定量描述液體培養(yǎng)基中M群體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)稱(chēng)為生長(zhǎng)曲線(xiàn)，M典型生長(zhǎng)曲線(xiàn)4個(gè)階段：

細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)遲緩期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期活菌數(shù)單細(xì)胞微生物典型生長(zhǎng)曲線(xiàn)（三）、微生物生長(zhǎng)曲線(xiàn)的意義反映微生物生長(zhǎng)繁殖和衰退的規(guī)律營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境影響的衡量指標(biāo)控制微生物生長(zhǎng)發(fā)育的依據(jù)（四）生長(zhǎng)曲線(xiàn)的四個(gè)主要時(shí)期滯留適應(yīng)期(或稱(chēng)延滯期)(lagphase)

剛剛接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌，對(duì)新環(huán)境有一個(gè)短暫的調(diào)整或適應(yīng)過(guò)程。1）特點(diǎn)一般不立即開(kāi)始分裂繁殖，生長(zhǎng)速率常數(shù)為零合成代謝活躍，細(xì)胞重量增加，體積增大。DNA含量高，細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)體嗜堿性。對(duì)外界不良條件的反應(yīng)敏感。２）原因缺乏代謝所需的酶。缺乏代謝所需的中間產(chǎn)物。

３）影響延滯期長(zhǎng)短的因素菌種接種齡接種量培養(yǎng)成份

2對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(logarithmicphase)

特點(diǎn)細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)生長(zhǎng)速率最大。在一定條件下(如營(yíng)養(yǎng)成分、溫度、pH和通氣量等)，每一種微生物的世代時(shí)間(或稱(chēng)培增時(shí)間)是恒定的，是微生物菌種的一個(gè)重要特征。以分裂增殖時(shí)間除以分裂增殖代數(shù)(n)，即可求出每增殖一代所需的時(shí)間(G)。設(shè)對(duì)數(shù)期開(kāi)始時(shí)的時(shí)間為t1，菌數(shù)為X1，對(duì)數(shù)期結(jié)束時(shí)的時(shí)間為t2，菌數(shù)為X2，則

t2-t1世代時(shí)間(G)=nX2=X1·2n,用對(duì)數(shù)表示為lgX2=lgX1+nlg2(lgX2-lgX1)因?yàn)閚=而lg2＝0.301lg2所以n=3.32(lgX2-lgX1)t2-t1即世代時(shí)間(G)=3.32(lgX2-lgX1)

不同細(xì)菌其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中的代時(shí)不同，同一種細(xì)菌在不同培養(yǎng)基組分和不同環(huán)境條件下，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基pH，營(yíng)養(yǎng)料性質(zhì)等，其代時(shí)也不同。但各種細(xì)菌在一定條件下，其代時(shí)是相對(duì)穩(wěn)定的?；瘜W(xué)組成和生理特性等均較一致，代時(shí)穩(wěn)定，代謝旺盛，生長(zhǎng)迅速，是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種子，用處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌進(jìn)行接種可以縮短滯留適應(yīng)期，以縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期。影響對(duì)數(shù)期微生物代時(shí)的因素很多，主要有：菌種、營(yíng)養(yǎng)成分、營(yíng)養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度等。穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱(chēng)最高生長(zhǎng)期1)特點(diǎn)(1)生長(zhǎng)速率常數(shù)為零。(2)細(xì)菌數(shù)達(dá)到最高水平。(3)細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始積累貯藏物質(zhì)。(4)大多數(shù)芽孢細(xì)菌在此時(shí)形成芽孢。(5)次生代謝產(chǎn)物的積累逐漸增多。2)原因

營(yíng)養(yǎng)物特別是生長(zhǎng)限制因子的耗盡。有害代謝產(chǎn)物的積累。pH等條件的改變。

穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對(duì)某些生長(zhǎng)因子例如維生素和氨基酸進(jìn)行生物測(cè)定的必要前提。衰亡期(declinePhase)

1)特點(diǎn)群體出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。菌體形態(tài)出現(xiàn)多樣。次生代謝產(chǎn)物開(kāi)始產(chǎn)生或者釋放。2)原因環(huán)境變得不適合于細(xì)菌的生長(zhǎng)。1、概念

單批培養(yǎng)：按生長(zhǎng)曲線(xiàn)描述的方式培養(yǎng)的方法。

連續(xù)培養(yǎng)：將新鮮培養(yǎng)基連續(xù)加入均勻攪拌的培養(yǎng)物中，保持細(xì)胞濃度、比生長(zhǎng)速率、培養(yǎng)環(huán)境不隨時(shí)間變化，維持穩(wěn)定狀態(tài)的培養(yǎng)過(guò)程。2、連續(xù)培養(yǎng)方法

恒化器法

恒濁器法四、微生物的培養(yǎng)方式(一)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定，使生長(zhǎng)“不斷”進(jìn)行。生長(zhǎng)速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無(wú)機(jī)鹽，生長(zhǎng)因子等物質(zhì)恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學(xué)的研究，篩選不同的變種。(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過(guò)連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。用于菌體以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)恒化培養(yǎng)與恒濁培養(yǎng)的比較裝置

控制對(duì)象

生長(zhǎng)限制因子

培養(yǎng)液流速

生長(zhǎng)速度

產(chǎn)物

應(yīng)用范圍

恒化器

培養(yǎng)液流速

有

恒定

低于最高生長(zhǎng)速度

不同生長(zhǎng)速度的菌體

實(shí)驗(yàn)室為主

恒濁器

菌液密度

無(wú)

不恒定

最高生長(zhǎng)速度

大量菌體或與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物

生產(chǎn)為主

(三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動(dòng)控制；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化（五）同步培養(yǎng)

把群體內(nèi)的細(xì)胞分裂同步化，這種培養(yǎng)叫同步培養(yǎng)法，利用同步培養(yǎng)技術(shù)使它們處于同一生長(zhǎng)階段，使所有的細(xì)胞都能同時(shí)分裂，這種生長(zhǎng)方法叫同步生長(zhǎng)。

1、篩選法又稱(chēng)淘析法，主要有過(guò)濾法、區(qū)帶密度梯度離心法和膜洗脫法等。（1）、過(guò)濾法是將微生物細(xì)胞用濾器過(guò)濾、讓處于細(xì)胞周期較早階段的小細(xì)胞通過(guò)，收集這些細(xì)胞。轉(zhuǎn)入新鮮培養(yǎng)基中，即能獲得同步細(xì)胞。

（2）區(qū)帶密度梯度離心法是將隨機(jī)生長(zhǎng)的細(xì)胞懸浮置于蔗糖梯度溶液表面，然后離心，不同生長(zhǎng)周期的細(xì)胞由于體積和質(zhì)量大小不同，沉降系數(shù)不同，同一生長(zhǎng)周期的細(xì)胞就聚集在離心液的一個(gè)區(qū)帶上，小細(xì)胞在上，大細(xì)胞在下。這方法可便于收集處于較早周期的小細(xì)胞，本法已成功地應(yīng)用于芽殖和裂殖酵母、大腸桿菌等細(xì)胞的同步培養(yǎng)。（3）膜洗脫法本法是根據(jù)某些濾膜可以吸附與該膜相反的電荷的細(xì)胞而設(shè)計(jì)的，可獲得比上述兩法數(shù)量更大，同步性更高的細(xì)胞2、誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法是利用一些生理學(xué)手段強(qiáng)制微生物達(dá)到同步生長(zhǎng)的目的。（1）化學(xué)誘導(dǎo)利用停止或限制供給微生物細(xì)胞分裂所必需的某種養(yǎng)料，使所有的細(xì)胞都進(jìn)入臨分裂狀態(tài)(但不分裂)，然后在某一時(shí)刻恢復(fù)供給細(xì)胞分裂所必需的養(yǎng)分，就能誘導(dǎo)出同步細(xì)胞群體。（2）物理誘導(dǎo)是利用某些物理因子，使處于即將分裂的細(xì)胞的代謝活動(dòng)受到抑制，從而使細(xì)胞在分裂階段前停止，以求得以后分裂的同步。例如溫度，就是基于細(xì)胞周期不同，相對(duì)地對(duì)溫度，就是感性也不同。其它物理因子如脈沖(對(duì)光合微生物)、Ｘ射線(xiàn)等也能誘導(dǎo)同步生長(zhǎng)。五、影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素主要分為物理因素、化學(xué)因素和生物因素生物因素：互生（mutualism）拮抗(antagonism)共生

(symbiosis)寄生(parasitism)獵食(predation)

下一節(jié)所謂互生，是指兩種可以單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們生活在一起時(shí)，通過(guò)各自的代謝活動(dòng)而有利于對(duì)方，或偏利于一方的一種生活方式。因此，這是一種“可分可合，合比分好”的相互關(guān)系。例如，當(dāng)好氧性自生固氮菌與纖維分解細(xì)菌生活在一起時(shí)，后者因分解纖維素而產(chǎn)生的有機(jī)酸可供前者用于固氮，而前者所固定的有機(jī)氮化物則可滿(mǎn)足后者對(duì)氮素養(yǎng)料的需要返回拮抗：微生物之間對(duì)營(yíng)養(yǎng)、氧氣的爭(zhēng)奪，或是一種微生物在其生命活動(dòng)過(guò)程中能產(chǎn)生一種對(duì)他種微生物呈現(xiàn)有害作用的代謝產(chǎn)物，或者改變其他環(huán)境條件，從而抑制其他種微生物的生長(zhǎng)發(fā)育甚至毒害或者殺死他種微生物的關(guān)系

例如，在生物防治過(guò)程中利用酵母與水果致病菌之間的拮抗作用來(lái)保鮮水果返回共生又叫互利共生,是兩種生物彼此互相依賴(lài)，彼此獲益地生存在一起一類(lèi)種間關(guān)系葉狀地衣

殼狀地衣

絲狀地衣

返回枝狀地衣寄生是一種生物從另一種的體液、組織或已消化物質(zhì)獲取營(yíng)養(yǎng)并造成對(duì)宿主危害，更嚴(yán)格說(shuō)，寄生物從較大的宿主組織中攝取營(yíng)養(yǎng)物，是一種弱者依附于強(qiáng)者的情況。例如，蛭弧菌寄生與大腸桿菌或者其他G-菌體內(nèi)返回某些原生動(dòng)物和真菌能獵取細(xì)菌及孢子為食物的現(xiàn)象稱(chēng)為獵食

返回第二節(jié)影響微生物生長(zhǎng)的主要因素

食品原料的營(yíng)養(yǎng)成分

蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物無(wú)機(jī)鹽類(lèi)維生素

微生物分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的選擇性物理因素

溫度氧氣物理因素干燥滲透壓超聲波與微波

酸、堿與pH

重金屬及其化合物表面消毒劑有機(jī)化合物（酚類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)）鹵族元素及其化合物表面活性劑（新潔爾滅、杜滅芬）化學(xué)因素染料

抗代謝藥物：磺胺類(lèi)等化學(xué)治療劑抗生素中草藥有效成分化學(xué)因素一、溫度最低生長(zhǎng)溫度:指微生物能進(jìn)行繁殖的最低溫度界限。最適生長(zhǎng)溫度：指使微生物迅速生長(zhǎng)的溫度。最高生長(zhǎng)溫度：指微生物生長(zhǎng)繁殖的最高溫度界限。致死溫度:致死微生物的最低溫度界限。致死時(shí)間:在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時(shí)間。

根據(jù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長(zhǎng)溫度如下表：微生物類(lèi)型

最低溫度oC

最適溫度oC

最高溫度oC高溫型（嗜熱菌）

25~4545~5570~80中溫型（嗜溫菌）10~2025~4040~50低溫型（嗜冷菌）-10~510~2020~30各類(lèi)微生物生長(zhǎng)的溫度范圍低溫<10oC中溫25~30oC

高溫>40oC

霉菌酵母細(xì)菌

霉菌酵母細(xì)菌細(xì)菌（少數(shù)）不同溫距中微生物活動(dòng)的主要類(lèi)群各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的致死溫度和致死時(shí)間菌種100oC105oC110oC115oC121oC炭疽芽孢桿菌5~10____枯草芽孢桿菌6~17____嗜熱脂肪芽孢桿菌____12肉毒梭狀芽孢桿菌33010032104破傷風(fēng)梭菌5~155~10___高溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響高溫菌耐高溫機(jī)理酶對(duì)熱穩(wěn)定核酸G+C%較高,Tm值較大細(xì)胞膜長(zhǎng)鏈脂肪酸含量高,主要是一些分支的長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸(17,18和19碳原子)保護(hù)因子,如金屬離子(Mg2+,Ca2+等)和一些低分子物質(zhì)如多胺等高溫菌的生長(zhǎng)特性：生長(zhǎng)曲線(xiàn)的各個(gè)時(shí)期均短暫，因此常會(huì)在腐敗食品中檢測(cè)不到，這在食品檢驗(yàn)中要特別注意

高溫菌及其生長(zhǎng)最高溫度

菌名溫度（℃）嗜高溫菌

嗜熱棲熱菌（Thermusthermophilus）85

玫瑰紅嗜熱菌(Thermomicrobacteriumroseum)85

酸熱硫化葉菌（Sulfolobusacidocaldarius）85嗜亞高溫菌

酸熱芽孢桿菌（Bacillusacidocaldarius）70

普通小單孢菌（Micromonosporavulgaris）62

熱紫鏈霉菌（Streptomycesthermoviolaces）60

嗜熱硫桿菌（Thiobacillusthermophilica）75微生物耐熱性大小的幾種表示方法：

熱力致死時(shí)間：在特定的溫度及其它條件下，殺死一定數(shù)量的微生物所需要的時(shí)間

F值：在一定的基質(zhì)中，溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時(shí)間

D值：利用一定溫度進(jìn)行加熱，活菌數(shù)減少一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即90%活菌被殺死）所需的時(shí)間

Z值：在加熱致死曲線(xiàn)中，時(shí)間降低一個(gè)對(duì)數(shù)周期（即縮短90%的加熱時(shí)間）所需要升高的溫度影響微生物對(duì)熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時(shí)間與溫度

低溫對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響低溫微生物耐低溫的原因：胞內(nèi)酶耐低溫；細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點(diǎn)的溫度對(duì)微生物的影響：水分的喪失；冰晶對(duì)細(xì)胞膜的物理?yè)p傷。

速凍、緩凍與反復(fù)凍溶對(duì)微生物細(xì)胞的影響低溫的用途菌種保藏液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護(hù)劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與凍藏（-18℃）二、水分水是微生物細(xì)胞的重要成分，占生活細(xì)胞的90％以上，它參與細(xì)胞內(nèi)的各種生理活動(dòng)，因此說(shuō)沒(méi)有水就沒(méi)有生命。降低物質(zhì)的含水量直至干燥，就可以抑制微生物生長(zhǎng)，防止食品、衣物等物質(zhì)的腐敗與霉變。因此干燥是保存各種物質(zhì)的重要手段之一。（一）水活性值（activityofwater）

水活度（aw）可定量表示環(huán)境中微生物可實(shí)際利用的自由水(游離水)的含量水分活度(aw)可用溶液中水的逸度（fugacity）與純水逸度之比來(lái)表示近似的表示為溶液中水蒸氣氣壓與純水中氣壓之：

aw=P/P0=ERH/100

P為溶液后食品中的水蒸氣分壓

P0為純水的蒸氣壓

ERH是平衡相對(duì)濕度即物料既不吸濕也不散濕時(shí)的大氣相對(duì)濕度。(二)不同類(lèi)群微生物的生長(zhǎng)和水活性各種微生物生長(zhǎng)繁殖的aw范圍在0.60～0.998之間。除少數(shù)真菌外，多數(shù)微生物在aw

低于0.60～0.70的干燥條件下不能生長(zhǎng)。

食品水活度性大多數(shù)新鮮食品水活度值在0.98-0.99干制品aw在0.80-0.85（微生物1-2周可生長(zhǎng)）

0.70大部分微生物不能生長(zhǎng)

0.65只有極少數(shù)微生物可緩慢生長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)會(huì)引起食品水活度值的變化食品的水分含量和與水活性種類(lèi)水分

種類(lèi)

水分全脂奶粉8豆15全蛋粉10-11脫水蔬菜14-20小麥粉13-15脫脂奶粉15米13-15淀粉18去油肉干15脫水水果18-25防霉含水量食品水分活性與微生物生長(zhǎng)活動(dòng)微生物生長(zhǎng)所需要的aw值的可變性影響因素：溫度一般最適溫度下最低水活度值可低于非最適溫度下的aw,溫度變動(dòng)10度微生物最低水活度值變動(dòng)0.01-0.05有氧和無(wú)氧環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)所需最低水活度值有影響pH在最適pH下微生物生長(zhǎng)所需水活度值可偏低一點(diǎn)有害物質(zhì)存在滲透壓與水活性滲透壓越高水活度值越低,大部分微生物不耐高滲透壓，只有少數(shù)微生物可在高滲食品中生長(zhǎng)但生長(zhǎng)速度慢三、氧氣根據(jù)微生物生長(zhǎng)與氧氣的關(guān)系，可將微生物分為以下幾種：專(zhuān)性好氧菌：在正常大氣壓下進(jìn)行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營(yíng)發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活

厭氧菌耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無(wú)毒害專(zhuān)性厭氧菌：只能生長(zhǎng)在無(wú)氧或基本無(wú)氧條件下，氧劇毒過(guò)氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、細(xì)胞色素氧化酶的分布情況氧氣影響微生物生長(zhǎng)的機(jī)制厭氧菌氧毒害的機(jī)制：由于厭氧菌細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD，無(wú)法消除02.-，后者反應(yīng)力很強(qiáng)，性質(zhì)極不穩(wěn)定，在細(xì)胞內(nèi)可破壞各種重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧化物，對(duì)生物非常有害好氧與耐氧菌驅(qū)除02.-機(jī)制：氧化還原電位勢(shì)好氧微生物：>+0.1V；最適+0.3至+0.4V；厭氧微生物：<-0.1V;產(chǎn)甲烷細(xì)菌：-330mV；微生物生長(zhǎng)過(guò)程中培養(yǎng)基氧化還原電位的變化四、輻射

不同波長(zhǎng)的射線(xiàn)對(duì)微生物的作用不同，可見(jiàn)光部分（400-800納米）往往能被某些光合微生物所利用，而波長(zhǎng)較短的紫外線(xiàn)（13.6-400納米）、X-射線(xiàn)（0.06-13.6納米）、r-射線(xiàn)（0.01-0.14納米）均可抑制甚至殺死微生物。尤其是r-射線(xiàn)因作用距離較遠(yuǎn)、穿透力較強(qiáng)而用于食品的殺菌保藏。五、滲透壓微生物生長(zhǎng)與滲透壓的關(guān)系（高滲透壓、低滲透壓對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響）根據(jù)微生物對(duì)高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類(lèi)：高度嗜鹽細(xì)菌（20-30%食鹽溶液中生長(zhǎng)）嗜鹽細(xì)菌中等嗜鹽細(xì)菌（5-18%的食鹽溶液中生長(zhǎng)）低等嗜鹽細(xì)菌（2-5%的食鹽溶液中生長(zhǎng)）

耐鹽細(xì)菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長(zhǎng)）耐糖細(xì)菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長(zhǎng)）*普通微生物一般在0.85-0.90的食鹽溶液中生長(zhǎng)

pH值根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適pH值，將微生物分為：嗜堿微生物：硝化細(xì)菌、尿素分解菌、多數(shù)放線(xiàn)菌耐堿微生物：許多鏈霉菌中性微生物：絕大多數(shù)細(xì)菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫桿菌屬耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌根據(jù)食品的pH可將食品分為酸性食品<4.5非酸性食品>4.5（不是營(yíng)養(yǎng)學(xué)上的酸性食品的概念）不同的微生物最適生長(zhǎng)的pH值不同，同一種微生物在不同的生理階段對(duì)pH值的要求也不同，在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要產(chǎn)檸檬酸，pH2.5-6.5以菌體生長(zhǎng)為主，pH7時(shí)以合成草酸為主各類(lèi)微生物生長(zhǎng)的最適pH值：細(xì)菌為6.5-7.5放線(xiàn)菌為7.5-8.0霉菌和酵母菌為4-6

各種微生物的生長(zhǎng)與pH

微生物最低pH值最適pH值最高pH值圓褐固氮菌4.57.4~7.69.0大豆根瘤菌4.26.8~7.011.0亞硝酸細(xì)菌7.07.8~8.69.4氧化硫硫桿菌1.02.0~2.84.0~6.0嗜酸乳桿菌4.0~4.65.8~6.06.8放線(xiàn)菌5.07.0~8.010.0酵母菌3.05.0~6.08.0黑曲霉1.55.0~6.09.0微生物在食品基質(zhì)上生長(zhǎng)會(huì)引起pH變化在含糖含淀粉的食品上生長(zhǎng)會(huì)引起pH下降在蛋白質(zhì)食品上生長(zhǎng)會(huì)引起pH上升在即含糖又含蛋白質(zhì)的食品上生長(zhǎng)這表現(xiàn)為向上升后下降的現(xiàn)象

鮮乳中的微生物活動(dòng)曲線(xiàn)pH對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響由于氫離子與細(xì)胞膜上的酶相互作用,氫離子也影響細(xì)胞壁中的酶活性;pH值影響培養(yǎng)基中有機(jī)化合物的離子化,從而間接影響微生物;pH值影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的溶解度;pH影響代謝產(chǎn)物的積累;抑制雜菌生長(zhǎng).

pH對(duì)有機(jī)酸滲入細(xì)胞的影響酸堿添加劑的抑菌機(jī)理無(wú)機(jī)酸可增加氫離子的濃度，引起菌體表面蛋白的變性和核酸的水解，并破壞酶類(lèi)的活性作為食品防腐劑的有機(jī)酸如苯甲酸和水楊酸可與微生物細(xì)胞中的成分發(fā)生氧化作用，從而抑制微生物的生長(zhǎng)堿類(lèi)物質(zhì)可引起細(xì)胞物質(zhì)的水解或凝結(jié)，以殺死或抑制微生物，食品工業(yè)中常用石灰水、NaOH、Na2CO3等作為機(jī)器、工具以及冷藏庫(kù)的消毒劑第四節(jié)

環(huán)境中微生物的抑制、殺滅與防止（一）、消毒、滅菌和防腐消毒(disinfection)：殺死物體上病原微生物的方法，并不一定能殺死含芽胞的細(xì)菌或非病原微生物。用以消毒的藥品稱(chēng)為消毒劑(disinfectant)。滅菌(sterilization)：殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌比消毒要求高，包括殺滅細(xì)菌芽胞在內(nèi)的全部病原微生物和非病原微生物。商業(yè)滅菌(commercialsterilization)：食品經(jīng)過(guò)殺菌處理后,按照所規(guī)定的微生物檢驗(yàn)方法,在所檢食品中無(wú)活的微生物檢出,或者僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，并且它們?cè)谑称繁２剡^(guò)程中,是不可能進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的,這種滅菌方法,就叫做商業(yè)滅菌抑菌(bacteriostasis)：抑制體內(nèi)或體外細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。常用的抑菌劑為各種抗生素。防腐(antisepsis)：防止或抑制體外細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的方法。細(xì)菌一般不死亡。無(wú)菌(asepsis)：不存在活菌。熱力滅菌法輻射殺菌法濾過(guò)除菌法超聲波殺菌法干燥與低溫抑菌法（二）物理消毒滅菌法食品工業(yè)中采用的殺菌方法主要有加熱殺菌和非加熱殺菌兩大類(lèi)。非加熱殺菌是指不用熱能來(lái)殺死微生物，故又稱(chēng)為冷殺菌。干熱滅菌法—

焚燒：廢棄物、尸體灼燒：接種環(huán)、試管口干烤：玻璃器皿紅外線(xiàn)：醫(yī)療器械濕熱滅菌法—

巴氏消毒法：61.6-62.8℃30min或71.7℃15-30s

主要用于牛乳消毒

超高溫法：只要在135-150℃下維持2-6s

煮沸法流動(dòng)蒸汽消毒法間歇蒸汽消毒法高壓蒸汽滅菌法1.熱力滅菌法紫外線(xiàn)

波長(zhǎng)200-300nm的紫外線(xiàn)具有殺菌作用。其主要作用于DNA，使一條DNA鏈上相鄰的兩個(gè)胸腺嘧啶共價(jià)結(jié)合形成二聚體，導(dǎo)致細(xì)菌變異和死亡。電離輻射

高速電子、X射線(xiàn)、射線(xiàn)，使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基(OH·、H·)破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。微波

波長(zhǎng)1mm~1m，通過(guò)熱產(chǎn)生殺死微生物的作用2.輻射殺菌法

用物理阻留的方法除去液體或氣體中的微生物叫過(guò)流除菌。常見(jiàn)的介質(zhì)有活性炭、硅藻土、棉花、陶瓷、各種膜過(guò)濾器：硅藻土過(guò)濾器陶瓷過(guò)濾器石棉過(guò)濾器燒結(jié)玻璃過(guò)濾器膜過(guò)濾器（微濾、超濾）板框過(guò)濾器（棉花、濾布、濾紙）3.濾過(guò)除菌法

超聲波是頻率大于20kHz的聲波，是在媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械振動(dòng)。由于其頻率高、波長(zhǎng)短，除了具有方向性好、功率大、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)以外，超聲波還能引起空化作用和一系列的特殊效應(yīng)，如力學(xué)效應(yīng)、熱學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)等。

空化作用：液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡將繼續(xù)膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程稱(chēng)為超聲空化。這些小氣泡急速崩潰時(shí)在氣泡內(nèi)產(chǎn)生了高溫（5000C）、高壓（上千個(gè)大氣壓），并且由于氣泡周?chē)囊后w高速?zèng)_入氣泡，而在氣泡附近的液體中產(chǎn)生了強(qiáng)烈的局部激波，也形成了局部的高溫高壓，從而產(chǎn)生了超聲波的混合、清洗、粉碎、裂解、推流、氧化、殺菌、滅藻、除垢、防垢等一系列的作用。4.超聲波殺菌法

超高壓技術(shù)（Ultra-HighPressureprocessing，UHP）簡(jiǎn)稱(chēng)高壓技術(shù)（HighHydrostaticPressure，HHP）或高靜水壓技術(shù)。食品超高壓殺菌，即將包裝好的食品物料放入流體介質(zhì)（通常是食用油、甘油、油與水的乳液）中，在100~1000MPa壓力下處理一段時(shí)間使之達(dá)到滅菌要求。其基本原理就是利用壓力對(duì)微生物的致死作用，主要通過(guò)破壞細(xì)胞膜、抑制酶的活性和影響DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.超高壓殺菌法消毒劑的種類(lèi)：酚類(lèi)、醇類(lèi)、重金屬鹽類(lèi)、氧化劑、表面活性劑、烷化劑。消毒劑的應(yīng)用：病人排泄物與分泌物、皮膚、粘膜、飲水、廁所、空氣、手。（三）化學(xué)消毒滅菌法幾種常用表面消毒劑及其應(yīng)用表面消毒劑：對(duì)一切活細(xì)胞都有毒性，不能用作活細(xì)胞內(nèi)化學(xué)治療用的化學(xué)藥劑類(lèi)型名稱(chēng)及使用濃度作用機(jī)制應(yīng)用范圍重金屬鹽0.05-0.1%升汞0.1-1%AgNO3使蛋白質(zhì)變性非金屬物品，器皿皮膚，滴新生兒眼睛酚類(lèi)3-5%石炭酸2%煤酚皂（來(lái)蘇兒）蛋白質(zhì)變性，損傷細(xì)胞膜地面、家具、器皿皮膚醇類(lèi)70-75%乙醇蛋白變性、脫水、溶脂皮膚、器械醛類(lèi)0.5-10%甲醛蛋白質(zhì)變性物品消毒、接種室熏蒸氧化劑0.1%KMnO4蛋白質(zhì)變性皮膚、尿道、水果蔬菜鹵素及其化合物0.2-0.5mg/L氯氣10-20%漂白粉0.5-1%漂白粉2.5%碘酒破壞細(xì)胞膜、酶、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)變性飲水、游泳池水地面、廁所飲水、空氣、體表皮膚表面活性劑0.05-0.1%新潔爾滅破壞膜及蛋白質(zhì)、皮膚、黏膜、手術(shù)器械染料2-4%龍膽紫蛋白質(zhì)變性皮膚、傷口消毒劑的性質(zhì)、濃度與作用時(shí)間微生物的種類(lèi)與數(shù)量溫度酸堿度有機(jī)物（四）影響消毒滅菌效果的因素微生物的遺傳和育種第七章微生物的遺傳和育種第一節(jié)微生物的遺傳性和變異性第二節(jié)遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第三節(jié)基因突變和誘變育種第四節(jié)基因重組第一節(jié)微生物的遺傳性和變異性遺傳性

所謂遺傳性就是具有產(chǎn)生與自己相似后代的特性，世代相傳，使親代的種類(lèi)能夠長(zhǎng)期保存下去并保持“種”的穩(wěn)定性。變異性

遺傳不是絕對(duì)的，隨著環(huán)境的改變，遺傳性也會(huì)發(fā)生變異，改變生物的代謝機(jī)制以及形態(tài)結(jié)構(gòu)，這就是變異性遺傳是相對(duì)的，變異是絕對(duì)的。遺傳和變異矛盾的統(tǒng)一，推動(dòng)了生物的進(jìn)化。微生物的遺傳性和變異性的特點(diǎn)個(gè)體易于變異比表面積大便于建立純系第二節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸二、DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制三、遺傳信息的傳遞四、遺傳物質(zhì)的存在形式一、遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)是核酸1、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)3、病毒的重建實(shí)驗(yàn)1、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、噬菌體感染實(shí)驗(yàn)用含32PDNA(核心)的噬菌體作感染實(shí)驗(yàn)

用含35S蛋白質(zhì)(外殼)的噬菌體作感染實(shí)驗(yàn)

3、病毒的重建實(shí)驗(yàn)TMV重建實(shí)驗(yàn)示意圖(粗線(xiàn)箭頭表示遺傳信息的去向)

二、DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制三、遺傳信息的傳遞DNADNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄（一條鏈轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)譯tRNA四、遺傳物質(zhì)的存在形式1、染色體2、質(zhì)粒3、基因4、遺傳密碼1、染色體DNA幾乎全部集中在染色體上原核生物：只有擬染色體，DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合，外無(wú)核膜，許多原核微生物只有一個(gè)單獨(dú)的DNA分子（也叫一個(gè)染色體）。真核生物：DNA和堿性蛋白結(jié)合，構(gòu)成染色體，在染色體外包一層膜，叫核膜，形成真核。2、質(zhì)?；瘜W(xué)本質(zhì)是DNA細(xì)菌質(zhì)粒的特點(diǎn)：自主復(fù)制轉(zhuǎn)移性質(zhì)粒的不相容性基因操作中的重要工具3、基因基因也可稱(chēng)為順?lè)醋踊蜃饔米?，遺傳學(xué)中將生物體內(nèi)決定遺傳和變異的最主要隱私稱(chēng)為遺傳因子或基因，物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA，是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能單位基因代表決定某種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的一段DNA。一個(gè)菌株的遺傳型（基因型）就是它的DNA上堿基特定的排列順序。也可以說(shuō)是決定一個(gè)生物體的結(jié)構(gòu)和功能的全部遺傳特征

表型又稱(chēng)性狀，是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。指?jìng)€(gè)體或去群體形態(tài)、功能等各方面的表現(xiàn)，4、遺傳密碼

遺傳密碼就是指DNA鏈上各個(gè)核苷酸的特定排列順序。每個(gè)密碼子(codon)是由3個(gè)核苷酸順序所決定的，它是負(fù)載遺傳信息的基本單位。各種生物都遵循著一套共同的密碼。由于DNA上的三聯(lián)密碼子要通過(guò)轉(zhuǎn)錄成mRNA密碼后才能與氨基酸相對(duì)應(yīng)，因此，三聯(lián)密碼子一般都用mRNA上的3個(gè)核苷酸順序來(lái)表示

第三節(jié)基因突變和誘變育種一、基因突變二、基因突變的類(lèi)型三、誘變育種一、基因突變基因突變就是生物體出現(xiàn)與親代不同遺傳性狀的現(xiàn)象，即生物體的表型或基因型發(fā)生了可遺傳的變化。二、基因突變的類(lèi)型從突變后帶來(lái)的表型變換1、形態(tài)突變型2、生化突變型3、條件致死突變4、致死突變1）營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變2）抗性突變型3）抗原突變型三、微生物誘變育種與誘變有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題（1）出發(fā)菌株（2）菌懸液的制備

a宜采用處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的生長(zhǎng)菌。

b菌懸液的濃度

c菌懸液的配制方法（3）誘變劑使用劑量的選擇（4）誘變效應(yīng)的測(cè)定誘變育種的基本程序原始菌株（出發(fā)菌株）純化細(xì)胞或孢子懸浮液制備（活細(xì)胞計(jì)數(shù)）誘變劑處理中間培養(yǎng)突變株分離初篩復(fù)篩生產(chǎn)性能實(shí)驗(yàn)誘變預(yù)備實(shí)驗(yàn)離心收集菌體離心洗滌玻璃珠振蕩分離過(guò)濾誘變劑處理1物理誘變劑有紫外線(xiàn)、X－射線(xiàn)、γ－射線(xiàn)、快中子、α－射線(xiàn)等2化學(xué)誘變劑有堿基類(lèi)似物、體外化學(xué)誘變劑、移碼突變劑等。3紫外線(xiàn)照射的方法（1）制備菌懸浮液用生理鹽水或緩沖液配制。（2）照射（3）篩選優(yōu)良的突變株。第四節(jié)

基因重組

GeneRecombination基因重組

凡把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，進(jìn)重新組合而形成新遺傳型個(gè)體的現(xiàn)象，稱(chēng)基因重組。一、真核微生物的基因重組育種有性雜交制取單倍體孢子雜交分離2）準(zhǔn)性雜交育種選擇親本強(qiáng)制異合檢出雜合二倍體促進(jìn)變異和篩選高產(chǎn)菌株二、原核微生物的基因重組育種1、轉(zhuǎn)化（Transformation)2、轉(zhuǎn)導(dǎo)(Transduction)3、接合(Conjugation)1、轉(zhuǎn)化（Transformation)

受體直接吸收來(lái)自供體的DNA片段，并通過(guò)交換將它們組合到自己的基因組中，從而獲得了供體菌的部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱(chēng)為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的受體菌稱(chēng)轉(zhuǎn)化子（Transformant)。轉(zhuǎn)化全過(guò)程轉(zhuǎn)化受體菌的條件可以在其細(xì)胞壁上吸附外源DNA可以讓吸附的外源DNA進(jìn)入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)不存在破壞外源DNA的酶具備將外來(lái)DNA進(jìn)行重組的酶系統(tǒng)2、轉(zhuǎn)導(dǎo)(Transduction)

通過(guò)噬菌體的媒介，把供體菌的部分DNA傳遞給受體菌的過(guò)程，稱(chēng)轉(zhuǎn)導(dǎo)。轉(zhuǎn)導(dǎo)又分為:

普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

(Generalizedtransduction)

少數(shù)噬菌體外殼蛋白誤包細(xì)菌的DNA片斷，形成了完全不含噬菌體本身的DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體，稱(chēng)為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。

局限轉(zhuǎn)導(dǎo)

(Restrictedtransduction)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)：有些噬菌體侵染宿主后并不導(dǎo)致宿主細(xì)胞的裂解，而是將噬菌體本身的DNA整合在宿主的染色體中，這種不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體被稱(chēng)為溫和噬菌體。3、接合(Conjugation)

通過(guò)供體菌和受體菌完整細(xì)胞之間通過(guò)直接接觸而傳遞大段DNA的過(guò)程，稱(chēng)為接合。在細(xì)菌中，接合現(xiàn)象研究得最清楚的是大腸桿菌。發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有性別分化，決定它們性別的因子稱(chēng)為F因子（致育因子）。F因子

一種在染色體外的小型獨(dú)立的環(huán)狀DNA，一般呈超螺旋狀，具有自主的與染色體進(jìn)行同步復(fù)制和轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞中去的能力，此外，其中還帶有一些對(duì)其生命活動(dòng)關(guān)系較小的基因。F因子的分子量為5x107u三、原生質(zhì)體融合技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)是將遺傳物質(zhì)不同的兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)新細(xì)胞的一鐘技術(shù)。1、選擇具有遺傳標(biāo)記的新株2、原生質(zhì)體制備a菌齡一般宜采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌體。b選擇合適的酶系c酶的濃度d酶解溫度

epH值滲透壓穩(wěn)定劑3、原生質(zhì)體融合4、再生5、重組子的檢出第五節(jié)基因工程

GeneEngineering

一、載體和限制性?xún)?nèi)切酶一）載體質(zhì)粒載體噬菌體載體柯斯質(zhì)粒載體YAC載體二）限制性?xún)?nèi)切酶分離目的基因和使載體質(zhì)粒DNA切開(kāi)都需有酶的作用，這種酶稱(chēng)之為限制性?xún)?nèi)切酶。(三）DNA連接酶將兩個(gè)不同的DNA片斷，一個(gè)片斷是目的基因，另一個(gè)片斷通常是作為運(yùn)載載體的質(zhì)粒DNA拼接起來(lái)，就需要連接酶的作用。二、基因工程的基本操作步驟1、目的基因的取得(1)化學(xué)合成基因(2)基因文庫(kù)的構(gòu)建及目的基因的分離(3)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)獲得基因(4)逆轉(zhuǎn)錄法獲得真核目的的基因2、載體的選擇和目的基因與載體DNA的體外重組3、將重組DNA分子轉(zhuǎn)移導(dǎo)適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞內(nèi)4、重組載體引入受體細(xì)胞5、篩選重組DNA分子的受體細(xì)胞克隆基因工程的操作步驟示意圖第六節(jié)生產(chǎn)菌種的保存一、菌種保藏目的及原理目的原理創(chuàng)造不利于菌種生長(zhǎng)的一切條件，

使其代謝處于休眠狀態(tài)。使菌種不生長(zhǎng)不死亡不污染不降低或不喪失其優(yōu)良性以盡量延長(zhǎng)使用時(shí)間返回本節(jié)低溫干燥無(wú)氧缺營(yíng)養(yǎng)不利

條件返回本節(jié)二、常用保藏法1.定期移植冰箱保藏2.石蠟油封存法3.載體保藏法4.真空冷凍干燥保藏法5.液氮超低溫保藏法特點(diǎn)簡(jiǎn)便

保藏時(shí)間短

易污染及退化

1.定期移植法

斜面培養(yǎng)、液體培養(yǎng)穿刺培養(yǎng)等置4~6℃冰箱中（3~6個(gè)月）返回本節(jié)2.礦油保藏法無(wú)菌檢驗(yàn)

？注入斜面礦油

處理滅菌：152kpa、30min

去水：40~50℃烘至無(wú)色透明

口堵膠塞返回本節(jié)特點(diǎn)簡(jiǎn)便

適宜真菌和放線(xiàn)菌不適宜細(xì)菌3.載體法

使生長(zhǎng)合適的微生物吸附在一定的載體上進(jìn)行干燥。常用的載體有土壤、砂土、硅膠、明膠、麩皮、米粒、磁珠、濾紙片等。最常用的沙土管法：

將細(xì)沙——鹽酸處理——水洗——烘干-——和過(guò)篩沃土混合——滅菌——接種——真空干燥、密封，4℃冰箱保存，1-3年保存期。適用于霉菌、放線(xiàn)菌和形成芽孢的細(xì)菌的保藏自然基質(zhì)保藏法基質(zhì)的處理麥粒浸透、煮熟

麩皮拌濕裝管防衰老

保藏時(shí)間長(zhǎng)

轉(zhuǎn)接后生長(zhǎng)旺

易污染，滅菌要徹底特點(diǎn)滅菌接種培養(yǎng)干燥器去水返回本節(jié)4冷凍干燥管保存（lyophilizationfreeze-drying)

收集菌種滅菌脫脂牛奶或馬血清作為懸浮介質(zhì)

滅菌安瓿管預(yù)凍真空凍干密封，

4℃冰箱，保存3-5年適用于一切微生物的保存

細(xì)胞10%-20%甘油作為懸浮介質(zhì)分裝入無(wú)菌聚丙烯管預(yù)凍液氮內(nèi)（-196℃），保存5-10年適用于所有微生物、動(dòng)物和植物細(xì)胞的保存5液氮管保存(storageinliquidnitrogen)不同菌種保藏方法比較保藏方法適用范圍保存有效時(shí)間斜面適溫各類(lèi)微生物(除病毒外)細(xì)菌、酵母1個(gè)月；霉菌、放線(xiàn)菌2-3個(gè)月斜面冰箱（4度）各類(lèi)微生物(除病毒外)細(xì)菌、酵母3個(gè)月；霉菌、放線(xiàn)菌6個(gè)月礦油酵母、霉菌、放線(xiàn)菌低溫1年以上砂土管芽孢桿菌、產(chǎn)孢子霉菌、放線(xiàn)菌低溫1-數(shù)年冷凍干燥各類(lèi)微生物低溫1-20年固體曲產(chǎn)大量孢子的霉菌低溫1-數(shù)年基因工程菌的保藏由載體質(zhì)粒等攜帶的外源DNA片段通常是遺傳不穩(wěn)定的、且很易丟失其外源質(zhì)粒復(fù)制子。質(zhì)?；蛲ǔ樗拗骷?xì)胞生長(zhǎng)非必需。一般情況下當(dāng)細(xì)胞丟失這些質(zhì)粒時(shí)，生長(zhǎng)速度會(huì)加快。當(dāng)培養(yǎng)基中加入抗生素時(shí)，抗生素提供了一有利于攜帶質(zhì)粒的細(xì)胞群體的極有用的生長(zhǎng)選擇壓。而且在運(yùn)用基因工程菌進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，抗生素的加入可幫助維持質(zhì)粒復(fù)制與染色體復(fù)制的協(xié)調(diào)。建議基因工程菌應(yīng)保藏在含低濃度選擇劑的培養(yǎng)基中。

由于微生物的多樣性，不同的微生物往往對(duì)不同的保藏方法有不同的適應(yīng)性，迄今為止尚沒(méi)有一種方法能被證明對(duì)所有的微生物均適宜。因此，在具體選擇保藏方法時(shí)必須對(duì)被保藏菌株的特性、保藏物的使用特點(diǎn)及現(xiàn)有條件等進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于一些比較重要的微生物菌株，則要盡可能多的采用各種不同的手段進(jìn)行保藏，以免因某種方法的失敗而導(dǎo)致菌種的喪失。第七節(jié)菌種的退化與復(fù)壯微生物的變異是絕對(duì)的，而它的穩(wěn)定性則是相對(duì)的；退化性的變異是經(jīng)常的，而進(jìn)化性的變異卻是個(gè)別的。如果變異朝著不利于生產(chǎn)的方向發(fā)展，則菌種就退化了。菌種的退化1.常見(jiàn)的退化菌落和細(xì)胞形態(tài)的變化生產(chǎn)性能的下降對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力的減弱退化的主要原因有關(guān)基因的自發(fā)突變育種后未經(jīng)分離純化培養(yǎng)條件的改變防止退化的措施控制傳代次數(shù)采用有效的菌種保藏方法利用不同的細(xì)胞進(jìn)行接種傳代選擇適合的培養(yǎng)條件復(fù)壯狹義的復(fù)壯是指在菌種已發(fā)生衰退的情況下，通過(guò)純種分離和生產(chǎn)性能測(cè)定等方法，從衰退的群體中找出未衰退的個(gè)體，以達(dá)到恢復(fù)該菌原有典型性狀的措施。廣義的復(fù)壯是指在菌種的生產(chǎn)性能未衰退前就有意識(shí)的經(jīng)常進(jìn)行純種的分離和生產(chǎn)性能測(cè)定工作，以期菌種的生產(chǎn)性能逐步提高。復(fù)壯方法分離純化寄生復(fù)壯遺傳育種第七節(jié)菌種保藏機(jī)構(gòu)

比較著名的保藏機(jī)構(gòu)有：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)菌庫(kù)（ATCC)美國(guó)農(nóng)業(yè)部北方地區(qū)研究中心菌（NRRL）荷蘭真菌菌種收藏中心（CBS）英國(guó)國(guó)立工業(yè)細(xì)菌菌庫(kù)（NCIB）普通微生物菌種保藏管理中心（CGMCC）中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，北京中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所，武漢。農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（ACCC）中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，北京。工業(yè)微生物菌種保藏管理中心（CICC）中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)科學(xué)研究所，北京。醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏管理中心（CMCC）

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院皮膚病研究所，南京中國(guó)藥品生物制品檢定所，北京。中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院病毒學(xué)研究所，北京中國(guó)抗生素菌種保藏管理中心（CACC）中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所，北京；四川抗生素工業(yè)研究所，成都；華北制藥集團(tuán)抗生素研究所，石家莊。獸醫(yī)微生物菌種保藏管理中心（CVCC）中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京。林業(yè)微生物菌種保藏管理中心（CFCC）中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，北京。中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC）武漢大學(xué)，武漢。第八章食品的微生物污染及腐敗變質(zhì)第八章食品微生物污染及腐敗變質(zhì)提綱污染食品的微生物來(lái)源及其途徑食品的細(xì)菌污染食品的腐敗變質(zhì)食品原料與腐敗變質(zhì)食品被細(xì)菌污染后對(duì)人體的危害霉菌及其毒素污染食品后造成的危害食品微生物污染與腐敗變質(zhì)的控制一、污染食品的微生物來(lái)源及其途徑污染源1、來(lái)自土壤中的微生物土壤是微生物的大本營(yíng)（１）土壤中豐富的營(yíng)養(yǎng)；（２）土壤具有有較好的持水性（３）土壤的酸堿度多數(shù)接近中性，滲透壓在適中。（４）土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)能調(diào)節(jié)空氣和水份的含量。（５）土壤表土以下的溫度一般介于10-30℃之間。（６）土壤覆蓋保護(hù)微生物免遭太陽(yáng)紫外線(xiàn)的殺害２、來(lái)自空氣中的微生物空氣中常見(jiàn)的微生物是一些抵抗力較強(qiáng)、耐干燥、耐紫外線(xiàn)能力強(qiáng)的類(lèi)群。細(xì)菌中的革蘭氏陽(yáng)性球菌、芽孢桿菌以及酵母、霉菌的孢子在空氣中普遍存在而且有較高的檢出率。３、來(lái)自水中的微生物一般來(lái)說(shuō)水中微生物的數(shù)量取決于水中有機(jī)質(zhì)的含量。海洋中也有大量水生微生物存在，主要是細(xì)菌，它們均具有嗜鹽的特性。4、來(lái)自人體和動(dòng)植物的微生物人及動(dòng)植物均帶有一定的微生物。有些為病原微生物。微生物污染食品的途徑通過(guò)水而污染通過(guò)空氣而污染通過(guò)人及動(dòng)物而污染通過(guò)用具和雜物而污染二、食品的細(xì)菌污染1、食品中常見(jiàn)的細(xì)菌2、食品中細(xì)菌數(shù)量及其食品衛(wèi)生意義食品中細(xì)菌數(shù)量通常指每克或每毫升或每平方厘米面積食品上的細(xì)菌數(shù)目，用菌落總數(shù)表示。（１）作為食品被污染程度即清潔狀態(tài)的標(biāo)志。（２）預(yù)測(cè)食品耐存放程度或期限。食品中微生物的消長(zhǎng)加工前：一般只有增多。加工過(guò)程中：微生物數(shù)量明顯下降，但也有二次污染的問(wèn)題。加工后3、大腸菌群及其食品衛(wèi)生學(xué)意義大腸菌群包括腸桿菌科的埃希氏菌屬、檸檬酸細(xì)菌屬、腸桿菌屬和克雷伯菌屬。其食品衛(wèi)生學(xué)意義:（１）人與溫血?jiǎng)游锛S便污染的指標(biāo)菌。（２）作為腸道致病菌污染食品的指標(biāo)菌。但冷凍食品主要以腸球菌作為指標(biāo)菌來(lái)評(píng)定衛(wèi)生質(zhì)量。檢驗(yàn)方法：三、食品的腐敗變質(zhì)（1）微生物引起食品變質(zhì)的基本因素食品的基質(zhì)條件食品的PH值食品的水分滲透壓食品的外界環(huán)境條件溫度氣體三、食品的腐敗變質(zhì)（2）食品腐敗變質(zhì)的化學(xué)過(guò)程食品中蛋白質(zhì)的分解脂肪的分解碳水化合物的分解三、食品的腐敗變質(zhì)（3）食品腐敗變質(zhì)的鑒定感官鑒定色澤氣體口味組織狀態(tài)化學(xué)鑒定PH值或酸堿度的鑒定微生物鑒定腐敗變質(zhì)食品的衛(wèi)生學(xué)意義及處理原則四、食品原料與腐敗變質(zhì)牛奶肉魚(yú)植物同一次擠乳不同階段鮮乳的菌數(shù)2.1萬(wàn)0.58萬(wàn)0.14萬(wàn)50330五、食品被細(xì)菌污染后對(duì)人體的危害（1）細(xì)菌性食物中毒沙門(mén)氏菌葡萄球菌肉毒桿菌志賀氏菌糞鏈球菌副溶血球菌致病性大腸桿菌變形桿菌蠟狀芽孢桿菌韋氏梭菌五、食品被細(xì)菌污染后對(duì)人體的危害（2）消化道傳染病細(xì)菌性痢疾傷寒及副傷寒霍亂及副霍亂其它引起腸道傳染病的細(xì)菌六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（1）霉菌產(chǎn)毒的特點(diǎn)1、霉菌產(chǎn)毒僅限于少數(shù)的產(chǎn)毒霉菌，而產(chǎn)毒菌種中也只有一部分菌株產(chǎn)毒。２、產(chǎn)毒能力還表現(xiàn)出可變性和易變性。３、霉菌毒的產(chǎn)生并不具有一定的嚴(yán)格性，即一種菌種或菌株可以產(chǎn)生幾種不同的毒素，而同一霉菌毒素也可由幾種霉菌產(chǎn)生。４、產(chǎn)毒霉菌產(chǎn)生毒素也需要一定條件。主要產(chǎn)毒霉菌曲霉屬青霉屬鐮刀菌屬其它主要霉菌毒素黃曲霉毒素黃變米毒素鐮刀菌毒素雜色曲霉毒素棕曲霉毒素六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（2）防毒方法和去毒措施防霉物理防毒干燥防霉氣調(diào)防毒化學(xué)防霉去毒物理去毒化學(xué)去毒生物去毒六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（3）霉菌及霉菌毒素的食品衛(wèi)生學(xué)意義人體霉菌毒素中毒霉菌污染引起的食品變質(zhì)七、食品微生物污染與腐敗變質(zhì)的控制加強(qiáng)食品企業(yè)衛(wèi)生管理食品防腐保鮮低溫保存高溫滅菌保藏脫水保藏酸液保藏電離輻射保藏防腐劑保藏推廣建立完善的HACCP管理體系HazardAnalysisandCriticalControlPoint危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)國(guó)際認(rèn)可的食品安全保證體系HACCP與質(zhì)量保證體系

HACCPGMP消費(fèi)者投訴系統(tǒng)設(shè)備預(yù)防性維護(hù)原料/成品放行原料供應(yīng)商保證SSOP產(chǎn)品追溯性環(huán)境監(jiān)控質(zhì)量偏差管理返工料回收產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全食品第九章

微生物在食品制造中的應(yīng)用第九章

微生物在食品制造中的應(yīng)用概述應(yīng)用范圍：微生物發(fā)酵制作食品；代謝產(chǎn)物作添加劑；酶制劑；菌體食飼用主要類(lèi)別:細(xì)菌、霉菌、酵母第一節(jié)細(xì)菌在食品制造中的應(yīng)用一、食醋(一)、食醋生產(chǎn)原料：薯類(lèi)：甘薯、馬鈴薯糧谷類(lèi)：高粱、玉米、大米、青稞、大麥、小麥等糧食加工下角料：碎米、麩皮、谷糠、高粱糠等野生植物橡子、菊芋等果蔬類(lèi)：李、紅棗、葡萄、番茄等酒類(lèi)：白酒、酒精等其他：糖糟、酒糟、糖蜜等輔料及疏松料：細(xì)谷糠、小米殼、高粱殼等(二)、食醋釀造用微生物傳統(tǒng)法，野生菌制曲、發(fā)酵；新法以人工選育的純培養(yǎng)菌株，周期短、原料利用率高1、淀粉糖化微生物，可產(chǎn)淀粉酶，多為曲霉菌甘薯曲霉AS3.324，糖化甘薯原料及野生植物等，生長(zhǎng)適應(yīng)性好，易培養(yǎng)，強(qiáng)單寧酶活力鄔氏曲霉AS3.758，來(lái)自日本，糖化、產(chǎn)酸強(qiáng)，對(duì)原料適應(yīng)性好，較強(qiáng)單寧酶活力東酒一號(hào)AS3.758變種，要求高濕度和較低溫度黑曲霉AS3.4309（UV-11）糖化力強(qiáng)，酶系純另有米曲霉：滬釀3.040、滬釀3.042（AS3.951）、AS3.863等；黃曲霉：AS3.800，AS3.384等2、酒精發(fā)酵微生物生產(chǎn)上一般為子囊菌亞門(mén)酵母屬酵母,北方1300酵母,上海香醋選用工農(nóng)501黃酒酵母,K字酵母適用以高粱、大米、甘薯為原料而釀制普通食醋，AS2.109、AS2.399適用于淀粉質(zhì)原料，AS2.118，AS2.119適用于糖蜜原料3、醋酸發(fā)酵微生物醋化醋桿菌（Acetobacteraceti）、制醋桿菌（A、acetosus）、巴氏醋桿菌（A.pasteurianus）、AS1.41醋酸菌、滬釀101醋酸菌等（三）、食醋生產(chǎn)氧充足時(shí)總反應(yīng)式：C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O1、酵母制備工藝流程大缸固體育種（38℃，3-4d）固態(tài)釀醋種子罐（二級(jí)種子）（30-32，通氣培養(yǎng)22-24）液態(tài)釀醋斜面原種斜面（30-32℃，48hr）三角瓶（一級(jí)種子，30-32℃

，振蕩24h）2、固態(tài)釀醋工藝流程生產(chǎn)工藝1）原料配比及處理2）、入缸發(fā)酵3）、淋醋，采用三套循環(huán)法熏醋：為提高產(chǎn)量改善風(fēng)味，將部分醋醅以文火加熱至70-80度，24hr后淋醋。薯干（碎米、高粱等）粉碎加麩皮、谷糠混合潤(rùn)水蒸料冷卻接種（麩曲、酒母、水）入缸糖化發(fā)酵拌糠接種（酵母）翻醅加鹽后熟淋醋貯存陳釀配兌滅菌包裝成品二醋浸泡成熟醋醅20-24hr頭醋，頭渣以三醋浸泡，得二醋，二渣浸泡后得三醋，殘?jiān)娠曈没蜃魈畛淞?）、陳釀醋醅陳釀：成熟醋醅壓實(shí)蓋嚴(yán)，封實(shí)數(shù)月后直接淋醋醋液陳釀：醋醅成熟后淋醋，將醋液貯入缸或罐中，封存1-2個(gè)月5）、配兌和滅菌陳釀醋或新淋醋為半成品，需按標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)配兌、包裝、滅菌后出廠(chǎng)。一級(jí)食醋含醋量≥5%，二級(jí)≥3.5%3、酶法液化通風(fēng)回流制醋流程

細(xì)菌α淀粉酶、氯化鈣、碳酸鈉麩曲碎米浸泡磨漿調(diào)漿加熱液化糖化冷卻

水酒母麩皮、礱糠、醋酸菌種子液態(tài)酒精發(fā)酵酒液拌和入池固態(tài)醋酸發(fā)酵（松醅、回流）

加鹽淋醋加熱滅菌裝壇成品食鹽生產(chǎn)工藝1）配料2）水磨與調(diào)漿3）液化和糖化4）酒精發(fā)酵5）醋酸發(fā)酵6）配兌與滅菌

4、液體深層發(fā)酵制醋流程碎米浸泡磨漿調(diào)漿液化糖化酒精發(fā)酵酒醪醋酸發(fā)酵壓濾配兌滅菌陳醋成品二、發(fā)酵乳制品含義：良好原乳經(jīng)微生物發(fā)酵作用成為具有特殊風(fēng)味的食品，即為乳制品。通常具有良好的風(fēng)味，較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和一定的保健作用。分類(lèi)：酸奶、奶酪，多由乳酸菌生產(chǎn)乳酸菌種類(lèi)干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei）、保加利亞乳桿菌（L.gulgaricus）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）、植物乳桿菌（L.plantarum）、乳酸乳桿菌（L.lactis）、乳酸乳球菌（Lactococcuslactis）、嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）等雙歧桿菌:菌體尖端呈分枝狀(Y、V型)而得名，為無(wú)芽孢革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，專(zhuān)性厭氧、不運(yùn)動(dòng)，能利用葡萄糖產(chǎn)生醋酸和乳酸（2：3），不產(chǎn)CO2，目前共24種，9種存在于人體，可發(fā)酵使用的5種為：兩歧雙歧桿菌（B.bifidum）、長(zhǎng)雙歧桿菌（B.longum）、短雙歧桿菌（B.brevvis）、嬰兒雙歧桿菌（B.angulatum）和鏈狀雙歧桿菌（B.adolescentis）雙歧桿菌生產(chǎn)工藝共同發(fā)酵法：兩歧雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發(fā)酵原理：雙歧桿菌產(chǎn)酸能力低，凝乳時(shí)間長(zhǎng)，需約18-24hr，并屬異型發(fā)酵，產(chǎn)品口感及風(fēng)味差，生產(chǎn)上選擇對(duì)雙歧桿菌無(wú)明顯影響但產(chǎn)酸快的菌株共同發(fā)酵，以提高產(chǎn)酸能力和雙歧桿菌含量，改善口感及風(fēng)味共生發(fā)酵法兩歧雙歧桿菌和用于馬奶酒制造的乳酸酵母（Sacch.Lactis），接種量分別為6%和3%。培養(yǎng)過(guò)程先26-28℃培養(yǎng)酵母營(yíng)造厭氧環(huán)境，后提高溫度到30℃促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)。該方法促進(jìn)了雙歧桿菌生長(zhǎng)，提高產(chǎn)酸能力，加快凝乳，產(chǎn)品酸甜適中，富有純正乳酸口味和淡淡酵母香氣。共同發(fā)酵法流程

原料乳兩歧雙歧桿菌（6%）標(biāo)準(zhǔn)化嗜熱鏈球菌（3%）調(diào)配蔗糖（10%）+葡萄糖（2%）均質(zhì)（15-20Mpa）殺菌（115℃，8min）冷卻（38-40℃）適量維生素C接種灌裝消毒瓶發(fā)酵（38-39℃，6h）冷藏（1-5℃）成品共生發(fā)酵乳生產(chǎn)工藝流程蔗糖（10%）+葡萄糖（2%）原料乳標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)配

均質(zhì)（15-20Mpa）殺菌（115℃，8min）

冷卻（38-40℃）兩歧雙歧桿菌（6%）接種乳酸酵母（3%）灌裝消毒瓶

發(fā)酵（38-39℃，6h）冷卻（10℃左右）冷藏（1-5℃）成品三、氨基酸發(fā)酵（一）、概述氨基酸為蛋白質(zhì)基本成分，8種必需氨基酸只能通過(guò)事物獲得可作調(diào)味料，如鮮味料谷氨酸鈉（味精）、甜味料色氨酸和甘氨酸歷史：1820年水解蛋白；1850年化學(xué)合成；1910年日本使用鹽酸水解小麥面筋得谷氨酸；1957年日本以微生物發(fā)酵糖類(lèi)得谷氨酸，并工業(yè)化生產(chǎn)；我國(guó)1963年發(fā)酵生產(chǎn)；目前日本可發(fā)酵生產(chǎn)22種氨基酸，18種直接發(fā)酵，4種酶法轉(zhuǎn)換表9-2部分氨基酸及其生產(chǎn)所用菌株生成的氨基酸使用的菌株谷氨酸纈氨酸DL-丙氨酸脯氨酸賴(lài)氨酸蘇氨酸鳥(niǎo)氨酸亮氨酸酪氨酸谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌或黃色短桿菌北京棒桿菌AS1.299或鈍齒棒桿菌AS1.542或B9北京棒桿菌AS1.586（ile—）；乳糖發(fā)酵短桿菌（thr—）凝結(jié)芽孢桿菌（BacillusCoagulans）（met—）鏈形寇氏桿菌（Kurthiacatenoform）（met—）；黃色短桿菌（ile—+SGR）黃色短桿菌（AECR）、乳糖發(fā)酵短桿菌（AECR+Ser—或AECR+Ade—+Gu—）；谷氨酸棒桿菌（AECR+Leu）或（AECR+met）或（AECR+Ala）大腸桿菌（met—+Val—）；大腸桿菌W（DAP—+met—+ile—）谷氨酸棒桿菌（Cit—）；黃色短桿菌（Cit—或Arg—）黃色短桿菌（ile—+met—+TAR）谷氨酸棒桿菌（Phe—+Pu—）（二）、谷氨酸發(fā)酵（味精生產(chǎn)）1、谷氨酸產(chǎn)生菌芽孢桿菌外，屬于不同種屬，但具共同特點(diǎn)：球形、短桿至棒狀、無(wú)鞭毛、不運(yùn)動(dòng)、不形成芽孢、革蘭氏陽(yáng)性，需要生物素、通氣條件產(chǎn)生氨基酸我國(guó)使用北京棒桿菌（Corynebacteriumpekinensesp.）AS1.299，鈍齒棒桿菌（Corynebacteriumcrenarum）AS1.542微生物谷氨酸合成途徑：葡萄糖經(jīng)酵解和磷酸己糖支路生成丙酮酸，后者生成乙酰輔酶A，進(jìn)入三羧酸循環(huán)，生成α-酮戊二酸，在谷氨酸脫氫酶作用下，存在時(shí)生成L-谷氨酸NH4+2、生產(chǎn)原料糧食原料：谷類(lèi)和薯類(lèi)淀粉，如大米、玉米、小麥、甘薯等非糧食類(lèi)：甜菜和甘蔗糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烴（液體石蠟）等作碳源。N源可用尿素或氨水3、工藝流程（淀粉質(zhì)原料）淀粉質(zhì)原料糖化中和、脫色、過(guò)濾培養(yǎng)基調(diào)配接種發(fā)酵發(fā)酵液提取（等電點(diǎn)發(fā)、離子交換法等）谷氨酸中和除鐵脫色過(guò)濾干燥成品（味精）4、發(fā)酵工藝（1）、發(fā)酵培養(yǎng)基：碳源、氮源、生長(zhǎng)因子和無(wú)機(jī)鹽等①碳源：為構(gòu)成菌體和合成谷氨酸的碳架及能量來(lái)源，實(shí)際生產(chǎn)中以糖質(zhì)原料為主，濃度需控制②氮源：為菌體蛋白、核酸類(lèi)物質(zhì)和谷氨酸的氨基來(lái)源，發(fā)酵中氮源量需求大，C/N比為100：0.5-2.0時(shí)只合成菌體，在100：11以上開(kāi)始積累氨基酸③無(wú)機(jī)鹽：為微生物重要成分，調(diào)節(jié)微生物生命活動(dòng)。主要離子和含量如下

KH2PO40.05-0.2%K2HPO40.05-0.2%MgSO47H2O0.005-0.1%FeSO47H2O0.0005-0.01%MnSO44H2O0.0005-0.005%④生長(zhǎng)因子：微生物生長(zhǎng)不可缺少，而自身不能合成的微量有機(jī)物質(zhì)稱(chēng)為生長(zhǎng)因子。目前生物素為必須的生長(zhǎng)因子，生產(chǎn)中添加玉米漿、麩皮水解液、糖蜜等作為生長(zhǎng)因子來(lái)源（2）、發(fā)酵條件控制①溫度對(duì)發(fā)酵影響：前期（0-12h）為菌體大量繁殖階段，溫度控制在30-32℃；中后期積累大量谷氨酸，催化關(guān)鍵酶谷氨酸脫氫酶最適溫度32-36，中后期適當(dāng)提高溫度。②PH對(duì)發(fā)酵影響：前期控制在7.5-8.0，中后期將PH控制在7.0-7.6可提高產(chǎn)量③通風(fēng)和攪拌：前期低通風(fēng)量較好，中后期高通風(fēng)量④泡沫控制：通風(fēng)和攪拌過(guò)程產(chǎn)生二氧化碳形成泡末影響發(fā)酵，可用機(jī)械（耙式、離心式、刮板式，蝶式消泡器）和化學(xué)消泡（天然油脂、聚酯類(lèi)、醇類(lèi)、硅酮類(lèi)等）等方法⑤發(fā)酵時(shí)間：一般低糖（10-12%）發(fā)酵，時(shí)間36-38hr；中糖（14%）發(fā)酵，45hr第二節(jié)酵母在食品制造中的應(yīng)用酵母菌與人類(lèi)關(guān)系密切，地位極為重要主要產(chǎn)品：面包、酒類(lèi)等一、面包最早利用天然酵母，后改用啤酒酵母和酒精酵母代替。專(zhuān)門(mén)產(chǎn)品：壓榨酵母（鮮酵母）和活性干酵母（ADY）作用：發(fā)酵中產(chǎn)生CO2使面包膨大疏松改善面包風(fēng)味：產(chǎn)生的酒精和有機(jī)物具有特殊風(fēng)味增加面包營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：酵母菌含豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)二次發(fā)酵法工藝流程部分面粉（30-70%）全部酵母第一次調(diào)制面團(tuán)第一次面團(tuán)發(fā)酵水剩余原輔料第二次調(diào)制面團(tuán)二次面團(tuán)發(fā)酵整形醒發(fā)烘烤冷卻包裝成品二、釀酒種類(lèi)：黃酒、白酒、啤酒、果酒等其中啤酒以大麥和水為主要原料，大米、酒化為輔料，經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的含有CO2、低酒精濃度和多種營(yíng)養(yǎng)成分的飲料酒。1972年7月被列為營(yíng)養(yǎng)食品，為世界上最大酒