搜索
食品微生物学复习资料1第一章绪论一、概念：１微生物—是结构简单繁殖快分布广种类多个体微小肉眼直接看不见的微小生物的总称。２食品微生物学—它是在普通微生物学的基础上，专门研究与食品有关的微生物的性状及其在一定条件下微生物与食品的相互关系。利用有益的微生物发酵生产食品，拓展食品的种类，对食品有害的微生物，控制其生长繁殖，防止食品的腐败及疾病的传播，保证其安全性。二、微生物的特点：１、生长繁殖快：微生物具有极高的生长和繁殖速度。按２０分钟繁殖一代，一昼夜繁殖７２代，按几何级数繁殖，由一个菌就产生４７２２３６６５００万亿个细胞。２、种类多、分布广：从分布上看，微生物分布在自然界的各个角落，除了火山的喷口中心外，正如苏联学者阿梅里扬斯基院士对微生物的描述：“他们真是无处不在……”。可以认为微生物永远是生物圈上下限的开拓者和各项生存记录的保持者。3、微生物的种类繁多，９５年的统计，微生物总数在５０－６００万之间，其中人类记载过的２０万左右（其中原核微生物３５００，真核９万，原生动物和藻类１０万种），每年新发现约１５００种新种。３、个体微小、结构简单：4、个体微小：肉眼直接看不见，但是比表面积大。5、结构简单：为单细胞结构或非细胞结构（病毒），少数真核微生物为简单的多细胞结构微生物。6、适应强、易变异：微生物培养的条件简单。三、微生物在生物分类中的地位1早期的分类：动物界和植物界。2、1866年分为三界系统：动物界、植物界和原生生物界。3、1969年的Whittaker的五界分类方法：动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界。4、1979年六界分类方法：动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界、病毒界。动物界植物界细胞型生物原生生物界：原生动物、大部分藻类及黏菌。生物真菌界：酵母、霉菌。原核生物界：细菌、放线菌、蓝细菌等。非细胞型的生物：病毒界1、研究的对象：细菌、酵母、霉菌、放线菌和病毒。2、研究的内容：研究微生物生命活动规律的科学。具体研究微生物的形态结构特征、生理生化特性、生长繁殖规律、分类鉴定、遗传变异、微生物与其它生物之间的相互关系、微生物在食品加工的应用和有害微生物的防止。年代重大事件168418921857-188118901928192919531970～19721982～19831995人类历史上制作了显微镜，划破了人类历史上看不见微生物的时代苏联伊万诺夫斯基发现烟草花叶病毒，开创了病毒学时代。巴斯德证明了葡萄酒的酸败是微生物引起，并发明了著名的巴氏杀菌法，还发明了人类历史上狂犬病疫苗。柯赫和同事还发明了微生物的纯培养方法、细菌染色法、显微镜摄影技术和悬滴培养法等细菌学研究的基本技术。Griffith发现细菌转化现象。Fleming发现青霉素。Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；为分子生物学研究奠定了基础。Arber、Smith和Nathans发现并提纯了DNA限制性内切酶Prusiner(prion)；流感嗜血杆菌全基因组测序完成，1997年啤酒酵母全基因组测序完成。第二章微生物的形态结构1.微生物的形态:是微生物的基本内容之一，也是分类研究的基础。个体形态—单个细胞的形态2.微生物的形态：群体形态—指微生物在适宜的固体培养基上大量生长繁殖，形成肉眼可见的群体，此群体称为菌落或菌苔。第一节原核微生物与真核微生物的区别3.原核微生物—是指一类细胞核无核膜包裹，核区内只有一条双螺旋结构的脱氧核糖核酸构成的染色体的单细胞生物，包括真细菌和古生菌。细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体都属于真细菌。4.真核微生物—凡是细胞核具有核膜核仁，其染色体除含有双螺旋结构的脱氧核糖核酸（DNA）外还含有组蛋白，能进行有丝分裂、细胞中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称为真核生物。微生物中的酵母、霉菌等真菌、原生动物和地衣等均属于真核生物。第二节细菌的形态结构原核微生物的基本结构和特殊结构：1细菌的基本形态：基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质和内含物、细胞核。特殊结构：不是所有细菌细胞都具有的构造，称为特殊构造，有荚膜、芽孢、鞭毛、菌毛。基本形态：球菌、杆菌和螺旋菌三大类。以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋状的最少。此外，近年来还陆续发现少数其他形态的细菌，如三角形、方形和圆盘形等的细菌。许多原核微生物不仅具有其固有的形态，而且具有其一定的排列方式，这也是其生物学特性表现。1.1球菌：根据球菌分裂后新细胞排列方式不同分：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌。食品微生物学复习资料21.2杆菌：是细菌中种类最多的，各种杆菌的长和宽比例差异大。1.3螺旋菌：根据螺旋菌菌体弯曲的情况的不同分为弧菌和螺旋菌，前者菌体只有一个弯曲，呈逗点状，香蕉状，如霍乱弧菌；后者菌体有两个以上的弯曲迂转如螺旋，介于细菌与原生动物之间，菌体较为坚硬。如回归热、梅毒、钩端螺旋体。此外，少数细菌呈三角形、方形和圆盘形等。以下条件导致形态变化：营养条件改变、培养时间过长、物理化学因素的变化环境条件恢复，形态恢复正常。测定细菌的大小用测微尺在显微镜下测定，一般用微米（(µm）、纳米（毫微米，nm）表示。杆菌：1.0-5.0X0.5-1.0µm，小杆菌在0.7-1.5X0.2-0.4µm，球菌：直径在0.5-1.0µm。肉眼可见范围：肉眼可见（0.75mm），最小的病毒：28nm第二节原核微生物的基本结构2.1细胞壁:细胞壁(cellwall)是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被。通过染色、质壁分离(pasmolysis)或制成原生质体后在光学显微镜下可证实细胞壁的存在；用电子显微镜观察细菌超薄切片等方法，可确证细胞壁的存在。原生质体——是指在人工的条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，只剩下细胞膜包裹着的脆弱细胞，一般由革蓝氏阳性菌形成。危害：大多数原核微生物没有细胞壁不能存活，但少数细菌无壁也能生存。如支原体，实际上是自由生活的原生质体，无细胞壁也能生存，其膜坚韧。热原体属是目前唯一知道的缺少细胞壁的古生菌。周质空间：又称壁膜间隙，目前有争论，有的观点认为革兰氏阳性菌无周质间隙，有的认为有。它是指存在于细胞壁和细胞膜之间的空隙（宽约１２－１５nm），呈胶状。在周质空间中，存在着许多周质蛋白，⑴有水解酶类，例如蛋白酶、核酸酶等；⑵合成酶类，如肽聚糖合成酶；⑶结合蛋白，具有运送营养物质的作用；⑷受体蛋白：与细胞的趋化性有关。细胞壁的功能：1使细菌具有一定的形态、保护菌体起屏障作用；保护细胞免受外力的损伤，（如大气压G+可抵抗15-25、G-可抵抗5-10）；阻挡有害物质进入细胞（如G-可阻挡分子量超过800的抗生素进入）；2与细菌抗原性、毒性有关；3协组鞭毛运动；4与细菌的抗原性、毒性有关，对噬菌体的敏感性有关。5为正常细胞分裂所必须；原核微生物的细胞壁除了具有以上共性外，G+G-和古生菌中，还有其各自的特性，这就是细胞壁的多样性。细菌的染色a.简单染色法：正染色革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法芽孢染色法死菌姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等b.细菌染色法活菌：用美蓝、乳酸石炭酸等作活菌染色2.2细胞膜：是紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂（20％～30％）和蛋白质（50％～70％）组成的柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，约7～8nm厚。电子显微镜下观察时，细胞膜呈明显的双层结构—在上下两暗色层间夹着一浅色的中间层的双层膜结构。细胞膜的化学成分：磷脂和蛋白质。细胞膜的生理功能①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运输、交换；②维持细胞内正常渗透压的屏障；③合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜等大分子的场所；④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；⑤许多酶（β-半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、ATP酶）和电子传递链组分的所在部位；⑥是鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。2.3间体（mesosome）：是一种有细胞质膜内褶而形成的一种囊状、片状和管状构造，一般位于细胞分裂部位或其邻近，主要的功能是促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。多见于革兰氏阳性细菌。每个细胞含有一个至几食品微生物学复习资料3个，着生部位可在表层或深层。近年来存在其它学术观点，认为间体是电镜制片时因脱水而引起的一种赘像。2.4细胞质:是细胞质膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。大约80%为水份，原核微生物的细胞质是不流动的，这与真核微生物明显不同。细胞质的主要成分是核糖体、贮藏物、多种酶类和代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还含有类囊体、羧酶体、气泡或半孢晶体等。聚β-羟丁酸（PHB）的结构：是存在于许多细菌细胞质内属于类脂的碳源类贮藏物质。功能：贮藏能量、碳源和降低细胞内的渗透压。2.5细胞核：又称原核、拟核，无核膜、核仁，为深度卷曲的DNA双螺旋细丝，只有少量蛋白质与之结合。一般为单倍体，在染色体复制的段时间内呈双倍体。细胞核的功能：遗传物质。2.6质粒——许多细菌细胞存在着染色体外的遗传物质，为环状的双股DNA分子，能自我复制，称为质粒。其功能是对次生代谢产物（抗生素、色素、毒素、酶的抑制剂等）起调控作用。可以稳定遗传，近年来发现酵母、霉菌和放线菌均有质粒存在。2.7鞭毛(flagella)：有些细菌表面着生有细长波浪型弯曲的丝状物，是细菌的运动器官，称为鞭毛。鞭毛直径很细，0.01-0.02µm，比菌体长许多倍，在15-20µm范围，其数目1-几十条。①鞭毛的功能：运动器官。②鞭毛的观察方法：悬滴法暗视野显微镜观察、半固体穿刺法观察、特殊染色法显微镜观察。③鞭毛的成分：蛋白质，少量的多糖。球菌：大多数，无鞭毛。杆菌：有的有鞭毛。螺旋菌：大多数有鞭毛。2.8荚膜:有些细菌在其细胞壁表面覆盖一层松散的粘液样物质，具有一定的外形，相对稳定地附着于细胞外，叫荚膜。菌胶团—当荚膜中包裹有几个菌时叫菌胶团。S型菌落—产荚膜的细菌在琼脂培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、粘液状称为光滑型的菌落。R型菌落—不产荚膜的细菌所形成的菌落表面较干燥，叫粗糙型的菌落。①荚膜的成分：90%为水分，固形物为多糖、多肽或蛋白质。以多糖为主。如肠膜状明串株菌以葡聚糖为主；变异链球菌以果聚糖为主；炭疽杆菌以聚谷酰胺为主；巨大芽孢杆菌以多肽和多糖为主。②荚膜的功能：A保护作用：保护菌体免受干躁的影响，防止噬菌体的吸附和白细胞的吞噬；B贮藏养分：以备营养缺乏时重新利用。C屏障作用，保护菌体免受重金属离子的毒害；D表面附着作用：黏附在呼吸道和牙齿上，如引起龋齿的唾液链球菌、变异链球菌使蔗糖变成果聚糖，让细菌牢牢黏附在牙齿表面；E细菌之间的信息识别作用；如根瘤菌属。F堆积代谢废物；2.9芽孢—某些细菌在其生长发育的后期，在细胞内由细胞质浓缩脱水形成一个多层厚膜、折光性很强，圆形或椭圆形、圆柱形，对不良环境具有较强抵抗力的休眠体叫芽孢（endospore，spore）（或叫内生孢子）。①芽孢的成分：芽孢膜、孢壁酸、2，6-吡啶二羧酸、少量的DNA及抗性酶系。②芽孢的性质：抗逆性强，多层厚膜，含水量少，坚实，代谢低。A抗热性强，芽孢含水量少40%，不易凝固蛋白、核酸，2，6-吡啶二羧酸钙，耐热性强。B耐干燥的能力强，干燥的芽孢可存活几年，所以可以采用沙土管保存1-3年，也耐渗透压。C对紫外线、X射线、以及一切化学药品都有较强的抵抗力，化学药品不易渗透进去。③芽孢的形态：一般形态为圆形、卵圆形、椭圆形和圆柱形。④位置：中央芽孢、偏端芽孢、末端芽孢、游离芽孢⑤芽孢的形成过程：由细菌的营养细胞一部分细胞质浓缩失水而成，电镜下观察时细胞当中核物质凝集，向细胞的一端移动，细胞膜借助于中体内陷、延伸、延长形成双层膜，构成芽孢的横膈膜壁将核物质与部分细胞质包围而形成芽孢，几小时后游离出菌体，以后菌体破裂。⑥细菌：杆菌：有的不产芽孢。有部分产芽孢：好气性的芽孢杆菌属:如枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、中央芽孢杆菌。厌气性芽孢杆菌：羧状芽孢杆菌、解糖嗜热羧状芽孢杆菌。球菌：大多数不产芽孢，少数产芽孢，如