《食品微生物学》

《食品微生物学》复习资料绪论微生物学发展中的几个重要人物的贡献。1初创期--形态学时期：代表人物：列文虎克，首次观察并描述微生物的存在。2奠基期--生理学时期：代表人物：巴斯德，建立胚种学说（曲颈瓶试验）；乳酸发酵是微生物推动的；氧气对酒精发酵的影响；用弱化的致病菌防治鸡霍乱。科赫，建立了科赫法则，证实了病原菌学说，建立微生物学实验方法体系。3青霉素与抗生素什么是微生物？广义的微生物和主要包括哪几大类？1微生物的定义：微生物是指大量的、极其多样的、不借助显微镜看不见的微小生物类群的总称。2微生物主要包括：病毒、细菌、真菌、原生动物和某些藻类。什么是食品微生物学？食品微生物学是专门研究微生物与食品之间的相互关系的一门学科微生物具有哪些主要特性？试简要说明之。1体积小，比表面积大。2吸收多，转化快。3生长旺，繁殖快。4适应性强，易变异。5分布广，种类多。原核微生物细菌有哪几种基本形态？其大小及繁殖方式如何？1细菌的基本形态分为：球形或椭圆形、杆状或圆柱状、弧状和螺旋状，分别称为球菌、杆菌、弧菌和螺旋菌。球菌：单球菌，双~，链~，四联~，八叠~，葡萄球菌。。大小以直径表示杆菌：种类最多，长杆菌（长/宽2）；杆菌（=2）；短杆菌（2）。。大小：长度×宽度弧菌：弯曲度1；螺旋菌2≤弯曲≤6；螺旋体:弯曲度6..大小：自然弯曲长度×宽度细菌的重量：1×10^-9~1×10^-10mg，及1g细菌有1~10万个菌体2细菌细胞的大小一般用显微测微尺测量，并以多个菌体的平均值或变化范围来表示。3细菌的繁殖主要是简单的无性的二均裂殖。影响细菌形态的因素：培养时间、培养温度、培养基成分与浓度、pH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞核等四部分，特殊结构包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢等一、细胞壁1细胞壁结构：位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜，坚韧而有弹性。细胞壁约占细胞干重的10%~25%，其基本骨架是肽聚糖层，由氨基糖（包括N-乙酰葡萄糖胺，NAG和N-乙酰胞壁酸，NAM两种)和氨基酸组成。2细胞壁的化学组成肽聚糖：由单体组成的聚合物。单体有N-乙酰葡萄糖胺(NAG)、N-乙酰胞壁酸(NAM)和短肽磷壁酸:G+菌特有。（多元醇（核糖醇或甘油）+磷酸）脂多糖、磷脂、脂蛋白：G-菌特有。3细胞壁的功能1）保护细胞免受外力损伤，维持细胞外形2）协助鞭毛运动3）与胞膜一起完成细胞内外物质交换4）为正常细胞分裂所必需与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关3、革兰氏染色的原理：Gram+的细胞壁具有较厚（30-40nm）而致密的肽聚糖层，多达20层，磷壁酸是革兰氏阳性菌的特有成分，可加强肽聚糖的结构。Gram－的细胞壁薄（15-20nm）、结构较复杂，分为外膜（基本成分是脂多糖LPS、磷脂和脂蛋白）、肽聚糖层和壁膜间隙1）G+和G-两类细菌细胞壁结构组成上有明显差异导致其染色结果不同。G+经过结晶紫初染，碘液媒染，菌体胞壁被染成紫色，后经酒精脱色，由于其细胞壁较厚，肽聚糖结构层次多，且交联程度大，网孔径因酒精脱水而缩小，细胞壁内形成的结晶紫—碘复合物被阻留于细胞壁内，表现为不被脱色，后虽经过复染，最终染色结果仍然为紫色；G—经过结晶紫初染，碘液媒染，菌体胞壁被染成紫色，后经酒精脱色，由于其细胞壁较薄，肽聚糖结构层次少，且交联程度低（松疏），细胞内类脂成分含量较大，网孔径因酒精溶解脂类作用而增大，细胞壁内形成的结晶紫—碘复合物被洗脱，后经过红色染料复染，最终染色结果为红色。2）革兰氏染色的步骤：涂片固定——结晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脱色0.5min——番红复染1min3）常规的几种Gram+：李斯特菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌。常规的几种Gram-：沙门氏菌、变形杆菌、大肠杆菌、假单胞杆菌。二、细胞膜：紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。成分蛋白质、糖类和磷脂细胞膜=质膜=磷脂双层=脂肪酸+甘油磷酸磷脂具有方向性。在水溶液中很容易形成高度定向的双分子层:亲水端在外，疏水端在内，构成细胞膜的骨架。磷脂分子以各种形式运动使膜具有流动性，其中镶嵌着许多整合蛋白和边缘蛋白（周边蛋白）细胞膜的功能:1细胞内外物质交换和运送。（基本功能）2在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。3与细胞壁及荚膜的合成有关。4是鞭毛着生的位点。中体或中间体（原核生物细胞膜内拆形成），是能量代谢的场所，隔膜的合成与核的复制有关细胞质（新城代谢主要场所），细菌细胞质与其他生物细胞质的主要区别是其核糖核酸含量高细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。细胞质内主要内含物：气泡：调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。颗粒状内含物：异染颗粒、聚β－羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。细胞核是细菌的遗传信息中心，决定着细菌细胞的遗传和变异。质粒：细菌染色体DNA外的遗传物质，由环状DNA分子组成，分散在细胞质中，能自我复制特点：1可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。2不同质粒携带不同遗传信息。3无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。应用:在基因工程中作为载体介导基因交换和遗传重组。拟核：原核细胞无典型的细胞核，在细胞中央仅有一个原始的核区，称为拟核。拟核：无核膜、核仁，只有一条染色质体。染色质体：由一个大型环状DNA分子不规则地折叠或缠绕而成核糖体：是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖核酸（RNA，占60%）和蛋白质（占40%）组成。细菌分裂过程：1胞核和细胞质分裂2形成横隔壁3子细胞分离4培养基（culturemedia）：人工配制的适合微生物生长繁殖和积累代谢产物的营养基质。按物理形态可分为液体、固体、半固体培养基。细菌细胞的特殊结构包括哪些部分？各有哪些生理功能？荚膜：某些细菌细胞壁外的一层松散透明的粘液性物质，具有一定的外形，相对稳定的附着于细胞外面生理功能：1保护细胞，抗干燥。2贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。3荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。一般用碳素墨水复染色法。产荚膜：光滑型（s型），不产荚膜：粗糙型（R型）鞭毛（运动器官，与病原微生物的致病性有关）：某些细菌能从细胞内长出纤细呈波纹状的丝状物称为鞭毛，是细菌的“运动器官”。鞭毛的长度：一般为15~20µm，最长可达70µm。鞭毛的直径：为0.01—0.02µm。主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、脂类和核酸等。分类：~基体，~钩，~丝。端生，周生，侧生。大多数球菌不生鞭毛，杆菌有or无，弧菌与螺旋菌都生鞭毛鞭毛的观察：1电镜2特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察3半固体穿刺培养4从固体培养基上的菌落形态判断。一般情况下：菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。生理功能：鞭毛是细菌的运动器官，有利于细菌趋向性的实现（趋利避害）。与病原微生物的致病性有关。芽孢（杆菌较多）：某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。观察：芽孢染色法。芽孢有较厚的壁，不易着色，显微镜下为透明体。芽孢的特性:1具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。2含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。3新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。4一个芽孢萌发产生一个个体。菌落：单个细菌细胞在体培养基上生长繁殖形成的肉眼可见的、孤立的、具有一定形态结构的细胞群体菌落的形态具有种的特异性且具有相对的稳定性，不同菌种菌落形态不同，同一菌种不同条件，菌落形态也不同，因此菌落形态特征是菌种鉴定的依据之一。–球菌常形成隆起的菌落；–有鞭毛细菌常形成表面干燥皱折、边缘不规则的菌落（R-型）；有荚膜的细胞组成的菌落表面透明、边缘光滑整齐（S-型）；–能产色素的细菌菌落还显出各种颜色。菌苔：细菌在斜面培养基接种线上有母细胞繁殖长成的一片密集的、具有一定形态结构特征的细菌群落。菌落特征：各种细菌在一定培养条件下形成的菌落具一定的特征，包括菌落的大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明程度等等。菌落的特征对菌种识别、鉴定有一定意义。纯培养(pureculture)：由一个细胞繁殖形成的菌体。菌落特征：菌落，包括大小、形状、边缘、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等斜面培养特征：菌苔，包括菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等。液体培养特征：菌膜和菌环，包括表面状况（如菌膜、菌环等）、混浊程度、沉淀状况、有无气泡和色泽等食品中常见的细菌：1、假单胞杆菌属2、醋酸杆菌属3、埃希氏杆菌属和肠细菌属4、沙门氏菌5、双歧杆菌属6、芽孢杆菌属7、梭状芽孢杆菌属8、葡萄球菌属放线菌的形态与结构、繁殖方式放线菌是具有多核的单细胞原核生物，革兰氏染色阳性1基质菌丝：紧贴固体培养基表面并向培养基里面生长的菌丝能产生黄、橙、红、紫、蓝、绿、灰、褐、黑等色素或不产生色素。2气生菌丝：有波曲、螺旋、轮生等各种形态。3孢子：球形、椭圆形或瓜子形等各种形态，孢子表面有不同的纹饰。呈白、黄、淡绿、粉红、蓝、褐、灰等颜色。4结构：气生菌丝，孢子丝，基内菌丝（营养菌丝）。5繁殖：主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断片（液体培养时）进行繁殖1)无性孢子分生孢子（在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成）和孢囊孢子（在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子）。2)菌丝断裂多见于工业发酵（液体培养时）进行繁殖放线菌的菌落特征：液体静止培养表面常形成一层膜，固体培养基培养，菌落特征分两大类。1）能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）菌落质地致密，表面呈绒状，干燥、多皱，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。2）不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）菌落不致密，结构松散，粘着力差，干燥，一般呈粉质，易于挑起，挑之易碎。代表：诺卡氏菌属，链霉菌属，小单孢菌属，放线菌属蓝细菌是一类含有叶绿素、可进行放氧型光合作用的微生物。与藻类的区别：无叶绿体、细胞核无核膜、细胞壁与细菌相似、含肽聚糖、G-。与细菌的区别：无鞭毛、含叶绿素a、能进行产氧性光合作用；支原体：介于细菌和病毒之间的一类无细胞壁的、可以独立生活的最小细胞生物。衣原体：是一类真核细胞内营专性能量寄生的小型革兰氏阴性原核生物。具有滤过性、能形成包涵体。立克次氏体：是一类只能寄生在真核细胞内的G-原核微生物。与支原体的主要区别是有细胞壁、不能进行独立生活；与衣原体的主要区别是其细胞较大，不能通过细菌过滤器，也不能形成包涵体。立克次氏体的致病机制主要是在宿主血液中大量增殖，同时也与它们的内毒素有关。真核微生物：凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物。细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、核糖体）等组成。酵母菌：一般认为酵母菌具有以下五个特点1个体一般以单细胞状态存在2多数出芽繁殖，也有的裂殖3能发酵类产能4细胞壁常含有甘露聚糖5喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长。通常为圆形、卵圆形或椭圆形。酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而有些种的酵母则较为均匀酵母菌的细胞结构：细胞壁、细胞核、细胞质。酵母细胞壁重量占细胞干重的18%—25%。化学组成：甘露聚糖、葡聚糖、蛋白质、脂类、几丁质。酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核，上面有大量的核孔。（核膜包裹，轮廓分明）。细胞器：核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等酵母菌培养的特征1.固体培养，菌落特征：形状:圆形，大而厚。表面:光滑有突起或皱缩。质地:粘稠、湿润、透明或较透明、易挑取、质地均匀。颜色:颜色一致,多为乳白色，少数红色。边缘:整齐(不产假菌丝)；粗糙(产假菌丝)2.液体培