第2章 微生物主要類群及形態(tài)與結(jié)構(gòu).ppt

第2章微生物主要類群及其形態(tài)與結(jié)構(gòu) 徐金瑞xujr343 2 主要內(nèi)容 2 1原核微生物與真核微生物的區(qū)別2 2原核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能2 3真核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能2 4非細胞生物 病毒 3 學(xué)習(xí)目的與要求 重點掌握細菌 霉菌和酵母菌的細胞形態(tài) 結(jié)構(gòu)及其生理功能 掌握真菌無性孢子和有性孢子的形成及其特性 熟悉幾種常見的細菌 霉菌和酵母菌的生物學(xué)特性及其在食品工業(yè)上的應(yīng)用 熟悉病毒的一般特性及其常見類型 了解溫和噬菌體與溶源性 毒性噬菌體與噬菌體增殖及其對食品發(fā)酵工業(yè)的危害 4 2 1微生物主要類群及區(qū)別 根據(jù)細胞結(jié)構(gòu)分 真菌顯微藻類原生動物 微生物種類 細胞型微生物 非細胞型微生物 病毒 原核生物 由原核細胞構(gòu)成 真核微生物 由真核細胞構(gòu)成 細菌 放線菌 其他 5 原核微生物和真核微生物的區(qū)別 原核細胞 真核細胞 6 原核微生物和真核微生物的區(qū)別 7 2 2原核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)與生理功能 原核微生物主要包括 細菌 Bacteria 放線菌 Acyinomycosis 藍細菌立克次氏體支原體衣原體螺旋菌 8 2 2 1細菌 重點 細菌的個體形態(tài)細菌細胞的大小細菌細胞的基本構(gòu)造細菌細胞的特殊構(gòu)造細菌的繁殖方式與菌落形態(tài)食品中常見的細菌 9 2 2 1 1細菌的形態(tài)細菌是單細胞原核生物 一個細胞就是一個生活個體 細菌的基本形態(tài)分為 球狀 桿狀和螺旋狀 2 2 1細菌 10 2 2 1細菌 自然界中哪種最多 螺旋菌 最多 其次 最少 11 12 1 單球菌分裂后的子細胞分散而單獨存在 如尿素微球菌 Micrococcusureae 單球菌 2 2 1細菌 13 2 雙球菌分裂后兩個子細胞成對排列 如肺炎雙球菌 Diplococcuspneumoniae 雙球菌 2 2 1細菌 14 3 鏈球菌分裂是沿一個平面進行 分裂后子細胞排列成鏈狀 如乳鏈球菌 Streptococcuslactis 鏈球菌 2 2 1細菌 15 鏈球菌 2 2 1細菌 16 4 四聯(lián)球菌分裂是沿兩個相垂直的平面進行 分裂后每4個子細胞呈田字形排列 如四聯(lián)微球菌 Micrococcustetragenus 2 2 1細菌 17 2 2 1細菌 5 八疊球菌按三個互相垂直的平面進行分裂后 每8個子細胞特征性疊在一起呈立方體排列 如尿素八疊球菌 Sarcinaureae 甲烷八疊球菌 Sarcinamethanica 18 2 2 1細菌 6 葡萄球菌細胞分裂無定向 子細胞呈葡萄狀排列 如金黃色葡萄球菌 Staphylococcusaureus 球菌的分裂方式 20 2 桿菌 Bacillus 桿菌是細菌中種類最多的類型 細胞呈桿狀或圓柱形 因菌種不同 菌體細胞的長短 粗細等都有所差異 短桿菌 長桿菌 梭狀芽孢桿菌 2 2 1細菌 21 桿菌一般粗細 直徑 比較穩(wěn)定 而長度則因培養(yǎng)時間 培養(yǎng)條件的不同而有較大變化 長桿菌 長 寬 2 桿菌 長 寬 2 短桿菌 長 寬 2 易與球菌混淆兩端呈鈍圓狀或半圓狀 桿菌兩端呈平截狀或刀切狀 梭狀桿菌菌體一端膨大 棒狀桿菌 2 2 1細菌 大腸桿菌 梭狀芽孢桿菌 腐肉中毒 棒狀桿菌 大腸桿菌 23 螺旋菌 弧菌 螺旋體 3 螺旋菌 Spirillum 2 2 1細菌 螺旋菌的排列方式 弧菌 螺旋菌 螺旋體 彎曲 1 2 彎曲 6 25 螺旋菌 2 2 1細菌 26 4 細菌的特殊形態(tài) 2 2 1細菌 27 測量方法 測微尺 借助光學(xué)或電子顯微鏡 長度單位 微米 m 納米 nm 埃 A 1mm 103 m 106nm 107A表示方法 球菌 直徑桿菌 寬 長螺菌 寬 長 自然彎曲長度 2 2 1細菌 2 2 1 2細菌的大小 28 影響細菌大小測量結(jié)果的因素 30 2 2 1細菌 幾種細菌的大小菌種大小 m 乳鏈球菌 Streptococcuslactis 0 8 1金黃色葡萄球菌 Staphylococcusaureus 1 0 1 5尿素小球菌 Micrococcusureae 0 5 0 8大腸桿菌 Escherichiacoli 1 2 3 0 0 8 1 2枯草桿菌 Bacillussubtilis 4 6 0 8 1 2肉毒梭菌 Clostridiumbotulinium 1 3 0 3 0 6霍亂弧菌 Vibriocholerae 1 3 2 1 0 1 5紅色螺菌 Spirillumrubrum 1 2 0 5 31 2 2 1細菌 細菌細胞的結(jié)構(gòu) 1 細胞壁2 細胞質(zhì)膜3 間體4 載色體5 核區(qū)6 核糖體7 橫隔壁8 淀粉粒9 脂肪粒10 異染粒11 聚 羥基丁酸顆粒12 莢膜13 鞭毛14 菌毛 33 2 2 1細菌 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 一般細菌具有的構(gòu)造細胞壁細胞 質(zhì) 膜細胞質(zhì)細胞核 擬核 內(nèi)含物中間體核糖體 基本部分 34 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 1 細胞壁 cellwall 細胞壁是位于菌體的最外層 內(nèi)側(cè)緊貼細胞膜的一層無色透明 堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu) 約占細胞干重的10 25 35 1 細胞壁的功能保持細胞形狀 細胞外形由細胞壁決定 無論原來是什么形狀 一旦除掉細胞壁后的原生質(zhì)體將呈球形 保護菌體 細胞壁起著屏障和抵抗低滲的作用 細胞壁的堅韌結(jié)構(gòu)使細胞能承受內(nèi)外的滲透壓差而不至發(fā)生滲透裂解 另外細胞壁上的許多小孔容許水分和直徑小于1nm的物質(zhì)自由通過 而阻止大分子物質(zhì)通過 為鞭毛運動提供支點 細菌壁的存在是鞭毛運動的必要條件 其化學(xué)組成與抗原性 致病性 噬菌體的感染有關(guān) 1 細胞壁 36 2 細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色法細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色的機理 1 細胞壁 37 A 革蘭氏染色丹麥醫(yī)生HansChristianGram 革蘭 1884年發(fā)明了一種鑒別不同類型細菌的染色方法 根據(jù)顯色將所有細菌分為兩類 革蘭氏陽性菌 GramPostive G 和革蘭氏陰性菌 GramNegative G HansChristianGram 1853 1938 1 細胞壁 38 革蘭氏染色的基本步驟涂片固定 草酸銨結(jié)晶紫初染1 2min 碘液媒染1min 95 乙醇脫色0 5min 番紅復(fù)染1 2min結(jié)果 G 紫色G 紅色 1 細胞壁 A B B B A B A A a 結(jié)晶紫初染 1 2min b 碘液媒染 1min A B B B A B A A A B B B A B A A c 95 乙醇脫色 30s A B B B A B A A d 番紅復(fù)染 1 2min A G B G 43 B G 細菌與G 細菌細胞壁構(gòu)造與組成 革蘭氏陽性細菌 G 革蘭氏陰性細菌 G 肽聚糖 肽聚糖 外膜 1 細胞壁 44 G 菌與G 菌細胞壁模式圖 1 細胞壁 45 1 細胞壁 a G 的細胞壁G 菌細胞壁是一層厚約20 80nm 由肽聚糖網(wǎng)架結(jié)構(gòu)填充磷壁酸和少量脂類組成 其中肽聚糖含量高 約占細胞壁重的40 90 且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)致密 肽聚糖 peptidoglycan 由N 乙酰葡萄糖胺 NAG N 乙酰胞壁酸 NAM 和短肽聚合而成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子化合物 46 磷壁酸 為多元醇 核糖醇或甘油 和磷酸的復(fù)合物 根據(jù)多元醇的種類不同可分為核糖醇型磷壁質(zhì)和甘油型磷壁質(zhì)兩類 一般只有G 菌的肽聚糖層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中填充有磷壁酸 1 細胞壁 47 磷壁酸 G 菌所特有 肽聚糖 革蘭氏陽性細菌 G 1 細胞壁 48 b G 的細胞壁G 菌細胞壁分兩層 厚約10 20nm 外層為脂蛋白和脂多糖層 構(gòu)成外膜 內(nèi)層為肽聚糖層 細胞壁和細胞質(zhì)膜間有明顯空間 稱為壁膜間隙 肽聚糖含量低 約占細胞壁干重的5 10 且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)疏松 1 細胞壁 49 內(nèi)壁層 緊貼胞膜 僅由1 2層肽聚糖分子構(gòu)成 占細胞壁干重5 10 無磷壁酸 外壁層 位于肽聚糖層外部脂多糖 脂蛋白包括蛋白質(zhì)層基質(zhì)蛋白外壁蛋白磷脂 1 細胞壁 革蘭氏陰性細菌 G 50 G 菌與G 菌細胞壁成分比較 1 細胞壁 51 C 革蘭氏染色原理 第一步 經(jīng)結(jié)晶紫初染后 所有細菌均被染成初染劑的藍紫色 第二步 碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物 增強了染料與細菌的結(jié)合力 并能被細胞壁阻留在細胞內(nèi) 第三步 酒精脫色 因細胞壁成分和構(gòu)造不同 G 菌 細胞壁厚 類脂質(zhì)含量低 肽聚糖含量高 交聯(lián)度大 乙醇脫色時細胞壁脫水 使肽聚糖層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑縮小 細胞壁通透性降低 故結(jié)晶紫 碘復(fù)合物被阻留在細胞內(nèi) 細胞不能被酒精脫色 經(jīng)過番紅復(fù)染后仍呈紫色 G 菌 肽聚糖層薄 交聯(lián)松散 而且因其類脂質(zhì)含量高 脫色時乙醇將脂類溶解 細胞壁通透性增大 結(jié)晶紫 碘復(fù)合物很容易溶出細胞壁 當(dāng)再用番紅復(fù)染時 細胞被染上番紅的紅色 53 53 思考題1 革蘭氏染色過程中最關(guān)鍵的是哪個環(huán)節(jié) 2 不經(jīng)過復(fù)染 能否區(qū)別G 和G 54 2 細胞膜 cellmembrane 又稱質(zhì)膜 plasmamembrane 是緊貼在細胞壁內(nèi)層 包圍細胞質(zhì)的柔軟而富彈性的半透性薄膜 約占細胞干重的10 在電鏡下觀察厚約7 8nm 基本構(gòu)造為磷脂雙分子層 含高度疏水的脂肪酸和相對親水的甘油兩部分 疏水的脂肪酸鏈排列在內(nèi) 親水的磷酸基相背排列在外 內(nèi)外兩層磷脂分子含量為20 30 蛋白質(zhì)有些穿過磷脂層 有些位于表面 含量為50 70 另外有少量的多糖 約2 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 55 2 細胞膜 磷脂分子 極性頭 非極性尾 液態(tài)鑲嵌模型 Fluidmosaicmodel 57 2 細胞膜 58 細胞膜的生理功能 2 細胞膜 59 3 間體 mesosome 由細胞膜內(nèi)褶形成的囊狀構(gòu)造 與處在細胞表面的細胞膜相比 間體上鑲嵌的酶蛋白更多 細菌細胞能量代謝主要在間體上進行 所以又稱為擬線粒體 其功能可能與細胞壁合成 核質(zhì)分裂 細菌呼吸核芽孢形成有關(guān) 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 間體 60 細胞膜內(nèi)的一團除擬核以外的無色透明粘稠狀膠態(tài)基質(zhì) 是細菌細胞的基礎(chǔ)物質(zhì) 主要蛋白質(zhì) 核酸 脂類 多糖 水分和少量無機鹽類等 細胞質(zhì)中含有許多酶系 是新陳代謝的主要場所 4 細胞質(zhì) cytoplasm 及其內(nèi)含物 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 細胞質(zhì)中無真核細胞的細胞器 但含許多內(nèi)含物 1 核糖體 ribosome 核糖體是分散在細胞質(zhì)中的沉降系數(shù)為70S的亞顯微顆粒 由30S和50S兩個亞基組成 是蛋白質(zhì)合成場所 化學(xué)成分為蛋白質(zhì) 40 和RNA 60 2 液泡 vacuole 和氣泡 gasvacuole 一些細菌生長發(fā)育一段時間 在細胞質(zhì)中出現(xiàn)液泡 其內(nèi)充滿水分和鹽類或一些不溶性顆粒 主要功能是調(diào)節(jié)滲透壓 一些好氧的水生細菌細胞質(zhì)中含有氣泡 其作用可能是儲存和提供氧氣及調(diào)節(jié)浮力 3 儲藏顆粒 一些細胞中往往可見較大的顆粒狀物體 主要功能是貯藏營養(yǎng)物質(zhì) 隨不同的種類和培養(yǎng)條件而有很大變化 它們多是細胞生長期間形成的 62 5 細胞核 nucleoid 和質(zhì)粒 plasmid 細菌細胞核在結(jié)構(gòu)和形態(tài)上都比真核生物的簡單 只有核區(qū) 無核膜 核仁和固定形態(tài) 一般位于細胞中央部分 呈球狀 棒狀或啞鈴狀 但不與細胞質(zhì)相混合 核區(qū)內(nèi)僅有一條閉合環(huán)狀雙鏈DNA大分子 形成高度折疊纏繞的超螺旋結(jié)構(gòu) 不與組蛋白結(jié)合 而是與Mg2 等陽離子和胺類等有機堿結(jié)合 以中和磷酸基團所帶的負電荷 形成細菌染色體 細胞核是細菌的遺傳信息中心 決定著細菌細胞的遺傳和變異 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 63 質(zhì)粒 plasmid 是一段存在于染色體外或整合在染色體上的共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子 分子量106Da 含50 100基因 可獨立存在于細菌染色體外 自我復(fù)制 穩(wěn)定遺傳和表達 也可整合和消失 并在一定范圍內(nèi)在細胞間傳遞 許多次生代謝產(chǎn)物 如抗生素 色素和芽孢 的合成一般受質(zhì)?？刂?質(zhì)粒并非細菌生命活動必需 但可攜帶決定細菌某些遺傳特性的基因 是遺傳工程的重要載體 2 2 1 3細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 64 2 2 1 4細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu) 部分細菌具有的或一般細菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造鞭毛莢膜芽孢 2 2 1細菌 65 1 鞭毛 flagellum 復(fù)數(shù)flagella 1 概念 某些微生物表面由細胞內(nèi)生出的細長 波曲的絲狀結(jié)構(gòu) 是細菌的 運動器官 2 鞭毛的觀察 從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷光學(xué)顯微鏡 懸滴法 光學(xué)顯微鏡 特殊鞭毛染色 電鏡半固體穿刺培養(yǎng) 2 2 1 4細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu) 66 3 鞭毛的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組分 鞭毛起源于細胞膜內(nèi)側(cè) 直徑12 18nm 長度可超過菌體的數(shù)倍到幾十倍 鞭毛的結(jié)構(gòu)由鞭毛基體 鞭毛鉤 鞭毛絲三部分構(gòu)成 鞭毛的主要化學(xué)組分是鞭毛蛋白 并含有少量的糖和脂肪 一般球菌不生鞭毛 部分桿菌生有鞭毛 弧菌和螺旋菌都生鞭毛 1 鞭毛 鞭毛著生方式 68 4 鞭毛的生理功能 鞭毛是負責(zé)細菌的運動的結(jié)構(gòu) 主要靠鞭毛絲的旋轉(zhuǎn)而動 在有鞭毛細菌的幼齡時期和有水的適溫環(huán)境中能進行活躍的運動 細菌的運動具有趨避性 總是向著有利于其生長或避開不利環(huán)境方向運動 另外 鞭毛與病原微生物的致病性有關(guān) 1 鞭毛 69 5 其他類型菌毛 fimbria 長在細菌體表比鞭毛短而細 直徑3 10nm 中空 數(shù)量較多的蛋白類附屬物 具有使菌體附著于表面的功能 形成菌膜或浮渣 每個細菌約有250 300條菌毛 有菌毛的一般以G 致病菌居多 借助菌毛可將其牢固粘附于宿主的呼吸道 消化道 泌尿生殖道等粘膜上 進一步定植和致病 性菌毛 sexpili 構(gòu)造和成分與菌毛相同 但比菌毛稍長 數(shù)量僅一根或幾根 多見于革蘭氏陰性菌的雄性菌株 即供體菌株 中 在細菌交配時起作用 功能是向雌性菌株 受體 傳遞遺傳物質(zhì) 1 鞭毛 70 2 莢膜 capsule 某些細菌分泌到細胞壁外的一層厚度不定的松散透明的黏液物質(zhì) 一般由多糖和多肽組成 2 2 1 4細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu) 71 1 根據(jù)糖被的形狀和厚度的不同 將莢膜分為 大 莢膜 粘液狀物質(zhì)具有一定外形 與細胞壁結(jié)合牢固 厚度 0 2 m 如肺炎雙球菌 微莢膜 粘液狀物質(zhì)較薄 厚度 0 2 m 與細胞壁表面牢固結(jié)合 如傷寒沙門菌的Vi抗原 粘液層 粘液物質(zhì)沒有明顯的邊緣 比莢膜松散 易被洗脫 可向周圍環(huán)境中擴散 如葡萄球菌 菌膠團 多個細菌的莢膜連在一起 包裹在細胞群體上的膠狀物質(zhì) 2 莢膜 72 2 形態(tài)觀察莢膜折光率低 不易著色 一般用碳素墨水負染色法在光學(xué)顯微鏡下觀察 產(chǎn)莢膜的細菌 在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面濕潤 有光澤 邊緣光滑 稱為光滑型 S型 菌落 不產(chǎn)莢膜的細菌 在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面干燥 粗糙 稱為粗糙型 R型 菌落 2 莢膜 73 光滑型 S型 菌落 粗糙型 R型 菌落 2 莢膜 74 莢膜富含水分 90 可保護細胞免于干燥 屏障作用 能抵御吞噬細胞的吞噬 為主要表面抗原 K抗原 是有些病原菌的毒力因子 能保護菌體免受噬菌體和其他物質(zhì) 溶菌酶 的侵害 是某些病原菌必須的粘附因子 從而引起感染 貯藏養(yǎng)料 是細胞外碳源和能源的儲備物質(zhì) 3 莢膜的生理功能 2 莢膜 75 應(yīng)用 莢膜可以成為有價值的材料 如 葡聚糖莢膜用于生產(chǎn)代血漿的主要成分 右旋糖酐和葡聚糖凝膠制劑 從野菜黃單胞菌莢膜提取的黃原膠 既是優(yōu)良的食品添加劑 又是石油開采中優(yōu)良的壓漿劑 用產(chǎn)菌膠團的菌進行污水處理等 通過莢膜的血清學(xué)反應(yīng)進行細菌鑒定 莢膜膨脹試驗 危害 食品變質(zhì)發(fā)粘 增強致病力 造成嚴重齲齒等 莢膜與生產(chǎn)實踐的關(guān)系 2 莢膜 76 3 芽孢 spore 某些細菌生長到一定階段或在一定環(huán)境條件下 細胞的正常生長和分裂停止 細胞內(nèi)細胞質(zhì)濃縮 逐步形成一個圓形或橢圓形 壁厚 對不良環(huán)境有較強抵抗力的特殊的休眠體結(jié)構(gòu) 稱為芽孢 芽孢成熟后可自行從芽孢囊中釋放出來 因芽孢的形成都是在細胞內(nèi) 故又稱內(nèi)生孢子 endospore 菌體未形成芽孢前稱為繁殖體或營養(yǎng)體 2 2 1 4細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu) 77 芽孢的本質(zhì)既不是細菌生活周期的必經(jīng)階段 也不是細菌繁殖的一種形式 又不是對環(huán)境的消極反應(yīng) 而是一種生命形式 一種獨立的休眠體 當(dāng)條件適宜或萌發(fā)劑存在時 休眠態(tài)的芽孢可萌發(fā)變成營養(yǎng)態(tài)的細菌 伴隨抗逆性的消失 3 芽孢 79 1 形成芽孢的細菌種類在桿菌中能形成芽孢的種類較多 在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢 產(chǎn)生芽孢的幾個屬 芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢八疊球菌屬 3 芽孢 芽孢外壁層厚而致密 主要成分為脂蛋白 通透性差 不易著色 核心含有大量的DNA RNA 蛋白質(zhì)酶等物質(zhì) 還含有2 6 吡啶二羧酸 DPA DPA是芽孢特有的成分 一般以DPA Ca形式存在 皮層主要含芽孢肽聚糖 DPA Ca 皮層體積大 比較致密 芽孢平均含水量低 約40 2 芽孢的組成和結(jié)構(gòu)芽孢有多層結(jié)構(gòu) 包括孢外壁 芽孢衣 皮層和核心 芽孢的結(jié)構(gòu) 81 3 芽孢的形成過程軸絲形成 DNA濃縮 染色質(zhì)形成軸絲狀 形成前芽孢 細胞膜內(nèi)陷 細胞發(fā)生不對稱分裂 其中小體積的部分稱為前芽孢 前芽孢隔膜形成 芽孢的抗輻射性提高 前芽孢發(fā)育成熟 在兩層隔膜間充填芽孢肽聚糖后 合成DPA 累積鈣離子 形成皮層 再經(jīng)脫水 使折光率增高 芽孢衣合成 皮層合成完成 芽孢成熟 抗逆性出現(xiàn) 芽孢形成 芽孢囊裂解 芽孢游離出 3 芽孢 82 4 芽孢的特性 對高溫 干燥 輻射 化學(xué)藥物有強大的抵抗力 是生物界中抗逆性最強的生命體 是細菌在不良條件下的休眠體 在適合的條件下可萌發(fā) 一個芽孢萌發(fā)只產(chǎn)生一個營養(yǎng)狀態(tài)的細胞 芽胞內(nèi)新陳代謝幾乎停止 處于休眠狀態(tài) 但保持潛在萌發(fā)力 含水量低 壁厚而致密 通透性差 不易著色 折光性強 需用特殊的芽孢染色法才能觀察 3 芽孢 83 5 芽孢的耐熱機理芽孢與母細胞相比 不論化學(xué)組成 細微結(jié)構(gòu) 生理功能都方面都發(fā)生改變 A 芽孢獨有的DPA Ca 2 6 吡啶二羧酸鈣鹽 當(dāng)芽孢萌芽時 DPA被釋放 芽孢喪失耐熱性B 滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說 3 芽孢 84 3 芽孢 85 6 研究芽孢的意義 分類鑒定 芽孢的有無 形態(tài) 大小和著生位置等是細菌分類和鑒定中的重要形態(tài)學(xué)指標保存菌種 活力可保持數(shù)年或數(shù)十年分離菌種 高溫處理含菌樣品生物殺蟲 產(chǎn)內(nèi)毒素 如蘇云金芽孢桿菌 滅菌標準 芽孢菌標準要高 3 芽孢 86 2 2 1 5細菌的繁殖與菌落形態(tài)1 細菌的繁殖一個母細胞產(chǎn)生二個或二個以上的子細胞的過程稱為繁殖 細菌的繁殖一般為無性繁殖 二分裂法 binaryfission 二分裂繁殖方式簡單 主要分三個階段 核質(zhì)分裂形成橫隔壁子細胞分離 2 2 1細菌 二分裂的過程 細菌的分裂首先由細胞核的分裂開始 DNA復(fù)制形成兩個細胞核 隨著細菌的生長 細胞核彼此分開 與此同時 細胞膜向內(nèi)延伸 將細胞質(zhì)分成兩部分 細胞質(zhì)和細胞核隨即分開 即完成核質(zhì)分裂 隨著細胞膜向內(nèi)延伸 細胞壁同時由四周向內(nèi)逐漸延伸 最后閉合形成橫隔壁 此時 兩個子細胞具備了完整的細胞壁 當(dāng)前述兩過程完成后 兩個子細胞即開始分離 形成兩個完全獨立的新生細胞 核質(zhì)分離 形成橫隔壁 子細胞分離 89 2 2 1 5細菌的繁殖與菌落形態(tài) 2 細菌的菌落形態(tài)菌落 colony 在固體培養(yǎng)基上 由單個菌細胞生長繁殖而形成以母細胞為中心的肉眼可見的 具有一定形態(tài)特征的細胞群體叫菌落 菌苔 lawn 當(dāng)兩個或兩個以上的菌落融合在一起時形成的菌細胞群體叫做菌苔 菌落形態(tài)包括 菌落大小 形狀 邊緣 隆起 光澤 質(zhì)地 顏色 擴展性 透明度等 正面觀 表面結(jié)構(gòu) 形態(tài)及邊緣 91 菌落的形態(tài)具有種的特異性且具有相對的穩(wěn)定性 不同菌種菌落形態(tài)不同 同一菌種不同條件 菌落形態(tài)也不同 因此菌落形態(tài)特征是菌種鑒定的依據(jù)之一 球菌常形成隆起的菌落 有鞭毛細菌常形成表面干燥皺折 邊緣不規(guī)則的菌落 R 型 有莢膜的細胞組成的菌落表面透明 邊緣光滑整齊 S 型 能產(chǎn)色素的細菌菌落還顯出各種顏色 2 細菌的菌落形態(tài) 銅綠假單孢菌 金黃色葡萄球菌 沙門氏菌 費氏志賀氏菌 大腸桿菌 93 2 2 1 6食品中常見的細菌腐敗菌和病原菌 15屬 有益菌 7個屬 2 2 1細菌 94 1 假單胞菌屬 Pseudomonas 直的或彎桿狀 為G 菌 極生鞭毛 可運動 不產(chǎn)芽孢 需氧 營養(yǎng)要求簡單 多數(shù)菌種在不含維生素 氨基酸的合成培養(yǎng)基中良好生長 在自然界分布極為廣泛 常見于水 土壤和各種動植物體中 假單胞菌能利用碳水化合物作為能源 只能利用少數(shù)幾種糖 也能利用簡單的含氮化合物 一般被認為是食品的腐敗菌 2 2 1 6食品中常見的細菌 95 1 多數(shù)菌株具有強力分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力 污染食品后 若環(huán)境條件適合 可在食品表面迅速生長 一般能產(chǎn)生水溶性熒光色素 氧化產(chǎn)物和粘液 從而影響食品的風(fēng)味 氣味 引起食品的腐敗變質(zhì) 2 本屬菌在低溫條件下也能很好地生長 一些種能在5 低溫下良好生長 為嗜冷菌 但對熱 干燥抵抗力差 對輻照敏感 所以也可引起冷藏食品的腐敗變質(zhì) 如冷凍肉和熟肉制品的腐敗變質(zhì) 常常是由于該類菌的污染 1 假單胞菌屬 96 假單胞菌屬主要類型 熒光假單孢菌 Ps fluorescens 適宜生長溫度為25 30 4 能生長繁殖 能產(chǎn)生熒光色素和黏液 分解蛋白質(zhì)和脂肪的能力強 常常引起冷藏肉類 乳及乳制品變質(zhì) 銅綠假單孢菌 可產(chǎn)生擴散的熒光色素和綠膿菌素 腐敗假單孢菌 能在動物性食品上產(chǎn)生黑色素 菠蘿軟腐病假單孢菌 可使菠蘿果實腐爛 被侵害的組織變黑并桔萎 惡臭假單孢菌 能產(chǎn)生擴散的熒光色素 有的菌株產(chǎn)生細菌素 使食品產(chǎn)生腐敗臭味 97 2 埃希氏桿菌屬 Escherichia 該屬包括5個種 其中大腸埃希氏桿菌 簡稱大腸桿菌 是代表種 該屬為G 菌 單個存在 周生鞭毛 無芽孢 少數(shù)菌有莢膜 屬于好氧或兼性厭氧菌 最適溫度37 能適應(yīng)生長的pH4 3 9 5 最適pH7 2 7 4 不耐熱 巴氏殺菌可殺死 自然條件下耐干燥 存活力強 但對寒冷抵抗力弱 特別在冰凍食品中易死亡 2 2 1 6食品中常見的細菌 98 2 埃希氏桿菌屬 大腸桿菌是人和動物腸道正常菌群之一 多數(shù)在腸道內(nèi)無致病性 極少數(shù)可產(chǎn)生腸毒素 腸細胞出血毒素等致病因子 可引起食物中毒 此外 該菌多數(shù)有組氨酸脫羧酶 在食品中生長可產(chǎn)生組胺 引起過敏性食物中毒 自然界分布廣泛 是食品中重要的腐敗菌 在食品中生長產(chǎn)生特殊的糞臭素 大腸桿菌作為大腸菌群的主要成員 是食品和飲用水被糞便污染的指示菌之一 99 3 腸桿菌屬 Enterobacter G 菌 無芽孢 短直桿菌 周生鞭毛 兼性厭氧 發(fā)酵葡萄糖或乳糖產(chǎn)氣能力強 主要存在于植物 谷物表面 水及食品中 是大腸菌群成員 大腸菌群包括腸桿菌屬 檸檬酸桿菌屬 克雷伯氏菌屬 作為糞便污染菌 該屬菌有的是致病菌 可從尿液 痰 呼吸道等分離到 常引起人腸道感染 有一部分低溫菌株可引起冷藏食品的腐敗 常見的有產(chǎn)氣腸桿菌 E aerogenes 陰溝腸桿菌 E cloacae 等 2 2 1 6食品中常見的細菌 100 4 沙門氏菌屬 Salmonella G 菌 無芽孢兩端鈍圓的短桿菌 菌體周生鞭毛 無莢膜 兼性厭氧 最適生長溫度35 37 最適pH7 2 7 4 該屬菌能發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸 產(chǎn)氣 不分解乳糖 產(chǎn)生H2S 廣泛分布在土壤 水 污水 動物體表 加工設(shè)備 飼料 食品等中 為人類重要的腸道病原菌 常污染魚 肉 禽 蛋 乳等食品 特別是肉類 能引起腸道傳染病和食物中毒 2 2 1 6食品中常見的細菌 101 5 志賀氏菌屬 Shigella G 菌 短直桿狀 無鞭毛 無芽孢 兼性厭氧菌 菌落中等大小 半透明 光滑 多數(shù)不分解乳糖 根據(jù)生化和血清型學(xué)反應(yīng)分為4個血清群 其中痢疾志賀氏菌 S dysenteriae 污染食品經(jīng)口進入人體后可導(dǎo)致典型的細菌性痢疾 2 2 1 6食品中常見的細菌 102 6 變形桿菌屬 Proteus G 菌 兩端鈍圓的短桿狀 表現(xiàn)為多形態(tài) 幼齡呈絲狀或彎曲狀 周生鞭毛 運動活潑 兼性厭氧菌 對營養(yǎng)要求不高 分解蛋白質(zhì)能力很強 分布于泥土 水 動物和人類糞便中 是肉和蛋類食品的重要腐敗菌 且可以引起人類食物中毒 2 2 1 6食品中常見的細菌 103 7 芽孢桿菌屬 Bacillus G 桿菌 好氧 單個存在 成隊或短鏈排列 多數(shù)鞭毛 能產(chǎn)生芽孢 芽孢直徑小于菌體寬度 發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣 對不良環(huán)境抵抗力強 自然界分布很廣 在土壤 植物 腐殖質(zhì) 食品及空氣中最為常見 該屬中的炭疽芽孢桿菌 B anthracis 是毒性很大的病原菌 能引起人類和牲畜患炭疽病 蠟狀芽孢桿菌 B creeus 污染食品可引起食品變質(zhì)并可引起食物中毒 枯草芽孢桿菌 覃狀芽孢桿菌 凝結(jié)芽孢桿菌及嗜熱脂肪芽孢桿菌等是食品的常見腐敗菌 該屬產(chǎn)蛋白酶的能力強 可作為蛋白酶的生產(chǎn)菌種 2 2 1 6食品中常見的細菌 104 枯草芽孢桿菌R21 4的營養(yǎng)體 芽孢 菌落形態(tài) 7 芽孢桿菌屬 105 8 梭狀芽孢桿菌屬 Clostridium G 桿菌 厭氧或微需氧菌桿菌 多數(shù)有鞭毛 產(chǎn)生芽孢且多數(shù)芽孢直徑大于菌體寬度 使菌體呈梭狀 對不良環(huán)境有極強的抵抗力 可耐受2 5 6 5 NaCl濃度的滲透壓 對亞硝酸鈉和氯敏感 主要分布在土壤 污泥 海水沉淀物 腐敗植物 食品和哺乳動物腸道內(nèi) 為食品重要變質(zhì)菌之一 其中的肉毒梭狀芽孢桿菌可產(chǎn)生很強的肉毒素 是肉類罐頭中最重要的病原菌 解糖嗜熱梭狀芽孢桿菌是分解糖類的專性嗜熱菌 常引起蔬菜 水果 罐頭等食品的產(chǎn)氣性變質(zhì) 腐敗梭狀芽孢桿菌能引起蛋白質(zhì)性食品發(fā)生變質(zhì) 2 2 1 6食品中常見的細菌 106 9 葡萄球菌屬 Staphylococcus G 球菌 兼性厭氧 以多個平面分裂 單個 成對以及不規(guī)則的葡萄狀排列 菌落凸起 光滑 閃光奶油狀 不透明 可產(chǎn)生金黃色 檸檬色 白色等非水溶性色素 該屬具有很強的耐高滲透壓能力 可在7 5 15 NaCl環(huán)境中生長 自然界分布很廣 如空氣 水和不潔凈容器 工具 人及動物體表都能存在 其中與食品關(guān)系最為密切的是金黃色葡萄球菌 S aureus 該菌能發(fā)酵葡萄糖 分解甘露醇等 產(chǎn)生腸毒素及血漿凝固酶等 引起人類的食物中毒 2 2 1 6食品中常見的細菌 107 金黃色葡萄球菌顯微形態(tài)和菌落特征圖 9 葡萄球菌屬 108 但葡萄球菌和微球菌菌屬中的某些菌又是發(fā)酵肉制品常用的有益菌 如葡萄球菌屬中的木糖葡萄球菌 肉葡萄球菌及腐生葡萄球菌等是發(fā)酵香腸中常用的產(chǎn)香菌 肉葡萄球菌木糖葡萄球菌 9 葡萄球菌屬 109 10 醋酸桿菌屬 Acetobacter G 桿菌 幼齡菌為G 桿菌 老齡菌染色后常為G 單個 成對或鏈狀排列 無芽孢 有鞭毛 為專性好氧菌 主要分布在花 果實 葡萄酒 啤酒 蘋果汁 醋和園土等環(huán)境 該屬菌有較強氧化能力 能將乙醇氧化為醋酸 并可將醋酸和乳酸氧化成CO2和水 對食醋生產(chǎn)和醋酸工業(yè)有利 是食醋 葡萄糖酸和維生素C的重要工業(yè)菌 但若酒類中污染了此菌 則對酒類 飲料有害 常常危害水果 蔬菜 使酒 果汁變酸 如紋膜醋酸桿菌可以使葡萄酒 果汁變酸 膠膜醋酸桿菌和氧化醋酸桿菌可形成粘性物質(zhì) 使醋生產(chǎn)受到妨礙 2 2 1 6食品中常見的細菌 110 11 丙酸桿菌屬 Propionibacterium G 桿菌 不規(guī)則 無芽孢桿菌 有分支 有時呈球狀 兼性厭氧 能使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生丙酸 乙酸和氣體 最適生長溫度30 37 主要存在于乳酪 乳制品和人的皮膚上 參與乳酪成熟 常使乳酪產(chǎn)生特殊香味和氣孔 2 2 1 6食品中常見的細菌 111 12 雙歧桿菌屬 Bifidobaterim 1899年法國巴斯德研究所發(fā)現(xiàn)并首先從健康母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離出來 末端多分叉 因此稱雙歧桿菌 G 桿菌 不規(guī)則無芽孢桿菌 呈多形態(tài) 如Y字型 V字型 彎曲狀 棒狀 勺狀等 專性厭氧 營養(yǎng)要求苛刻 最適溫度37 41 最適pH6 5 7 0 在pH4 5 5 0或8 0 8 5不生長 發(fā)酵碳水化合物活躍 發(fā)酵產(chǎn)物主要是乳酸 不產(chǎn)生CO2 主要存在于人和各種動物的腸道內(nèi) 目前報道的已有32個種 其中常見的是長雙歧桿菌 短雙歧桿菌 兩歧雙歧桿菌 嬰兒雙歧桿菌及青春雙歧桿菌 2 2 1 6食品中常見的細菌 112 13 乳桿菌屬 Lactobacillus G 常見的乳桿菌有 干酪乳桿菌 L casei 嗜酸乳桿菌 L acidophilus 植物乳桿菌 L plantarum 瑞士乳桿菌 L helveticus 發(fā)酵乳桿菌 L fermentum 彎曲乳桿菌 L curvatus 米酒乳桿菌 L sake 保加利亞乳桿菌 L bulgaricus 廣泛存在于在牛乳 肉 魚 果蔬制品及動植物發(fā)酵產(chǎn)品中 這些菌通常為食品的有益菌 常用來作為乳酸 干酪 酸乳等乳制品的生產(chǎn)發(fā)酵劑 植物乳桿菌常用于泡菜 青貯飼料的發(fā)酵 2 2 1 6食品中常見的細菌 113 14 鏈球菌屬 Streptococcus G 球菌 球形或卵圓形 成對地鏈狀排列 無芽孢 兼性厭氧 營養(yǎng)要求復(fù)雜 屬同型乳酸發(fā)酵 生長溫度范圍25 45 最適溫度37 常見于人和動物口腔 上呼吸道 腸道等處 多數(shù)為有益菌 是生產(chǎn)發(fā)酵食品的有用菌種 如嗜熱鏈球菌 乳鏈球菌 乳脂鏈球菌等可用于乳制品的發(fā)酵 但有些種是人畜的病原菌 如引起牛乳房炎的無乳鏈球菌 引起人類咽喉等病的溶血鏈球菌 有些種又是引起食品腐敗變質(zhì)的細菌 如液化鏈球菌和糞鏈球菌 Sc faccalis 現(xiàn)歸屬于腸球菌屬 可引起食品變質(zhì) 2 2 1 6食品中常見的細菌 114 2 2 2放線菌放線菌概述放線菌的形態(tài)構(gòu)造放線菌的菌落特征放線菌的繁殖放線菌的主要屬 2 2 2放線菌 115 2 2 2 1放線菌概述放線菌是一類介于細菌和真菌之間的單細胞生物 一方面 放線菌的細胞構(gòu)造和細胞壁的化學(xué)組成與細菌相似 屬G 少數(shù)G 與細菌同屬原核生物 另一方面 放線菌菌體呈纖細的菌絲狀 而且分枝 又以外生孢子的形式繁殖 這些特征又與霉菌相似 因為首先發(fā)現(xiàn)的放線菌菌落呈放射狀而得名 但其后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的放線菌中并非都呈放射狀 2 2 2放線菌 116 1 放線菌分布主要存在于含有機質(zhì)豐富的中性或偏堿性的土壤中 在空氣 淡水和海水等處也有一定的分布 放線菌的生活類型 腐生 多數(shù) 寄生 少數(shù) 2 2 2放線菌 117 2 放線菌的應(yīng)用放線菌的突出特點是生產(chǎn)抗生素 達4000種以上 目前已知的抗生素約70 由放線菌生產(chǎn) 其中90 是放線菌中的鏈霉菌屬 Streptomyces 所產(chǎn)生 生產(chǎn)維生素B12和酶 蛋白酶 淀粉酶 纖維素酶等 甾體轉(zhuǎn)化 烴類發(fā)酵 污水處理 保護環(huán)境 較強的分解纖維素 石蠟等 提高土壤肥力等 2 2 2放線菌 118 3 放線菌的危害有的放線菌能引起人和動植物病害 如人類的皮膚病等 有的放線菌能使水和食品變味 或破壞棉毛織品和紙張等 2 2 2放線菌 119 2 2 2 2放線菌的形態(tài)大部分放線菌由無隔膜的分枝狀的菌絲組成 菌絲直徑與桿菌相近 1 m左右 放線菌為多核的單細胞原核生物 細胞結(jié)構(gòu)與細菌基本相同 屬G 少數(shù)G 菌絲根據(jù)形態(tài)和功能不同分為 基內(nèi)菌絲 營養(yǎng)菌絲 原始的放線菌僅有氣生菌絲孢子絲 2 2 2放線菌 典型菌絲 120 典型菌絲模式圖 鏈霉菌的一般形態(tài)和構(gòu)造模式圖 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 121 1 基內(nèi)菌絲培養(yǎng)基內(nèi)匍匐生長的菌絲 無隔膜 直徑約0 2 0 8 m 長度差別很大 產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素 功能 吸收營養(yǎng) 又稱營養(yǎng)菌絲 2 氣生菌絲營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段長出培養(yǎng)基外伸向空間的菌絲 顏色較深 直徑略粗于基內(nèi)菌絲 0 5 1 24 m 也有色素產(chǎn)生 功能 分化產(chǎn)生孢子絲 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 122 3 孢子絲氣生菌絲生長到一定階段可分化出繁殖結(jié)構(gòu) 可以形成孢子的菌絲 即孢子絲 功能 繁殖 又稱產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲 形態(tài) 直 波曲 螺旋著生方式 叢生 輪生 2 2 2 2放線菌的形態(tài) 放線菌的形態(tài)特征 123 124 2 2 2 3放線菌的菌落特征 2 2 2放線菌 125 放線菌的菌落特征 菌絲發(fā)達 細 分枝多而且相互纏繞 和培養(yǎng)基結(jié)合緊密牢固 形成的菌落質(zhì)地致密 表面呈絨狀 堅實 干燥 多皺 菌落小而不蔓延 不易挑起或整個挑起 當(dāng)氣生菌絲形成孢子絲 產(chǎn)生孢子后 菌落表面呈絮狀 粉狀或顆粒狀 菌落一般只有基內(nèi)菌絲 菌絲不發(fā)達 菌落松散 粘著力差 干燥 一般呈粉質(zhì) 易挑起 挑之易碎 不產(chǎn)生大量菌絲的菌種 如諾卡氏菌屬 Nocardia 產(chǎn)大量分枝和氣生菌絲的菌種 如鏈霉菌屬 Strptomyces 菌落形態(tài) 126 2 2 2 4放線菌的繁殖放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖 也可借菌絲斷裂 液體培養(yǎng)時 進行繁殖 分生孢子孢囊孢子橫隔孢子 2 2 2放線菌 127 1 分生孢子 在氣生菌絲頂端形成成串或單個孢子 菌絲分裂形成 2 孢囊孢子 菌絲細胞在不同平面反復(fù)分裂 形成孢囊孢子 3 橫隔孢子 基內(nèi)菌絲或氣生菌絲橫隔分裂形成 孢子常為球桿狀 體積大小相似 又稱節(jié)孢子或粉孢子 2 2 2 4放線菌的繁殖 128 2 2 2 5放線菌的主要屬1 鏈霉菌屬 Streptomyces 本屬菌絲無橫隔 有較發(fā)達的基內(nèi)菌絲和氣生菌絲 可形成分生孢子 腐生 主要產(chǎn)生抗生素 如鏈霉素 紅霉素 四環(huán)素等 2 諾卡氏菌屬 Nocardia 一般不產(chǎn)生氣生菌絲或在基內(nèi)菌絲體上覆蓋著極薄一層氣生菌絲枝 大部分好氣腐生 產(chǎn)多種抗生素 如利福霉素 3 小單孢菌屬 Micromonospora 無氣生菌絲 在基內(nèi)菌絲上長出孢子梗 頂端產(chǎn)生一個球形或卵圓形分生孢子 一般好氣腐生 可產(chǎn)生抗生素如慶大霉素 2 2 2放線菌 129 130 真核微生物 eucaryote 凡是細胞核具有核膜 能進行有絲分裂 細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物 真核微生物主要包括 真菌 fungi 酵母菌 yeast 霉菌 mold 藻類 algae 原生動物 protozoon 2 3真核微生物的形態(tài) 結(jié)構(gòu)與生理功能 131 真核微生物的基本結(jié)構(gòu) 核膜 132 1 酵母菌 yeast 概述泛指能發(fā)酵糖類的單細胞的真核微生物 一般認為酵母菌具有以下五個特點 個體一般以單細胞狀態(tài)存在 多數(shù)出芽繁殖 也有的裂殖 能發(fā)酵糖類產(chǎn)能 細胞壁常含有甘露聚糖 喜在含糖量較高 酸度較大的環(huán)境中生長 2 3 1酵母菌 重點 133 酵母菌的種類較多 目前已知有370多種 分布廣泛 主要在含糖質(zhì)較高的偏酸性環(huán)境 如水果 蔬菜 花蜜和植物葉子表面 特別是果園的土壤里 在牛奶 動物的排泄物以及空氣中也有酵母存在 大多數(shù)腐生 少數(shù)寄生 酵母菌是人類應(yīng)用比較早的微生物 與人類關(guān)系密切 2 3 1酵母菌 134 酵母的應(yīng)用 食品方面 釀酒 制作面包 生產(chǎn)調(diào)味品等 醫(yī)藥方面 生產(chǎn)酵母片 核糖核酸 核黃素 細胞色素C B族維生素 乳糖酶 脂肪酶 氨基酸等 化工方面 使石油脫臘或以此原料生產(chǎn)檸檬酸等 農(nóng)業(yè)方面 生產(chǎn)飼料 例如SCP 生物工程方面 作為基因工程的受體菌 2 3 1酵母菌 135 酵母菌的危害 腐生型酵母菌能使食物 紡織品和其他原料腐敗變質(zhì) 少數(shù)耐高滲的酵母菌如魯氏酵母 蜂蜜酵母可使蜂蜜和果醬等敗壞 有的酵母菌是發(fā)酵工業(yè)的污染菌 影響發(fā)酵的產(chǎn)量和質(zhì)量 如紅酵母在泡菜表面產(chǎn)生白膜 某些酵母菌會引起人和植物的病害 如白假絲酵母可引起皮膚 粘膜 呼吸道 消化道等疾病 2 3 1酵母菌 136 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài)酵母菌的細胞形態(tài)通常為球形 橢圓形 檸檬形或尖形 有的可形成假菌絲 細胞一般比細菌大 1 5 5 30 m 最大的可達100 m 酵母菌的大小表示方法同細菌的表示方法 球形的酵母用其直徑表示 對于橢圓形 卵圓形或長橢圓形的用其長和寬表示 2 3 1酵母菌 137 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài) 假菌絲 酵母菌在一定條件下培養(yǎng) 產(chǎn)生的芽體與母細胞不分離形成的特殊形態(tài) 假菌絲形成模式圖 138 酵母菌的細胞模式構(gòu)造 酵母菌的細胞主要包括 細胞壁細胞膜細胞核細胞質(zhì)其他 液泡線粒體內(nèi)含物 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài) 139 1 細胞壁酵母細胞壁呈 三明治 結(jié)構(gòu) 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài) 酵母菌的細胞壁結(jié)構(gòu) 外層 甘露聚糖中間層 蛋白質(zhì)內(nèi)層 葡聚糖 細胞壁 140 2 細胞膜酵母菌細胞膜與原核生物的基本相同 是雙磷脂層構(gòu)造 中間鑲嵌著蛋白質(zhì) 有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類 甾醇 在其他生物中是罕見的 酵母細胞膜構(gòu)造 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài) 141 3 細胞核酵母具有由多孔核膜包裹著的細胞核 核膜是一種雙層單位膜 上面有大量的核孔 40 70nm 透性比任何生物膜都大 2 3 1 1酵母菌的細胞形態(tài) 細胞核的功能 攜帶遺傳信息 控制細胞的增殖和代謝 酵母菌細胞核 142 2 3 1 2酵母菌的菌落與細菌菌落相似 但一般較細菌菌落大且厚 表面濕潤 粘稠 易被挑起 質(zhì)地均勻 有一定透明度 多數(shù)為白色 少數(shù)紅色或黑色 2 3 1酵母菌 143 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式和生活史1 繁殖方式無性繁殖和有性繁殖兩大類 主要是無性繁殖 無性繁殖 包括芽殖 裂殖和產(chǎn)生無性孢子 有性繁殖 主要是產(chǎn)生子囊孢子 假酵母 只有無性繁殖過程 真酵母 既有無性繁殖 又有有性繁殖過程 2 3 1酵母菌 144 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 1 無性繁殖A 芽殖 budding 是酵母菌無性繁殖的主要方式 一個酵母能形成的芽數(shù)是有限的 平均24個 出芽方式 多邊出芽 兩端出芽 三邊出芽 單邊出芽 環(huán)境適宜時 可出現(xiàn)假菌絲 145 芽殖過程 母細胞形成小突起 A D 核裂 E G 原生質(zhì)分配 H I 新膜形成 J K 形成新細胞壁 L 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 芽殖 146 B 裂殖與細菌類似 其過程是細胞延長 核分裂為二 細胞中央出現(xiàn)隔膜 將細胞橫分為兩個具有單核的子細胞 進行裂殖的酵母菌種類很少 如八孢裂殖酵母 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 裂殖 C 產(chǎn)生無性孢子有些酵母菌如擲孢酵母屬 Sporobolomyces 可在卵圓形營養(yǎng)細胞上長出小梗 然后在其上產(chǎn)生腎形的擲孢子 ballistospore 有些酵母菌如地霉屬 Geotrichum 菌絲成熟后 一部分菌絲產(chǎn)生許多橫隔將菌絲分割成許多球形或圓柱形小節(jié)片 即為節(jié)孢子 arthrospore 又稱裂生孢子 有些酵母菌如白假絲酵母 Candidaalbicans 在菌絲的頂端或中間原生質(zhì)體濃縮產(chǎn)生一種厚壁的孢子 稱為厚垣孢子 chlamydospore 其對外界不良環(huán)境具有很強的抵抗力 148 2 有性繁殖酵母菌以形成子囊 ascus 和子囊孢子 ascospore 的形式進行有性繁殖 基本過程包括 質(zhì)配 核配和減數(shù)分裂質(zhì)配 兩個性別不同的細胞各伸出小突起相互接觸 兩細胞質(zhì)融合 核配 兩單倍體的核移到融合管中融合成二倍體的核 此二倍體細胞稱為合子 減數(shù)分裂 在合適條件下 二倍體細胞核進行一次減數(shù)分裂和1 2次有絲分裂 形成4 8個有性的子囊孢子 形成子囊孢子的細胞 稱為子囊 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 149 2 3 1 3酵母菌的繁殖方式 150 2 3 1 4食品中常見的酵母菌酵母菌屬裂殖酵母屬假絲酵母屬球擬酵母菌紅酵母屬 2 3 1酵母菌 151 1 酵母菌屬 Saccharomyces 本屬酵母菌細胞為圓形 卵圓形 臘腸形 多數(shù)為出芽繁殖 常常形成假菌絲 有性繁殖形成1 4個子囊孢子 本屬酵母菌能發(fā)酵多種糖類 可引起水果 蔬菜發(fā)酵 食品工業(yè)上常用其進行釀酒和發(fā)酵用 最主要的是啤酒酵母 啤酒 白酒 果酒釀造及面包制造 和葡萄汁酵母 本屬酵母菌中的魯氏酵母菌 蜂蜜酵母菌等可以在含高濃度糖的基質(zhì)中生長 引起高糖食品 如果醬 果脯 的變質(zhì) 同時也能抵抗高濃度的食鹽溶液 如生長在醬油中 可在醬油表面生成灰白色粉狀的皮膜 時間長后皮膜增厚變成黃褐色 是引起食品敗壞的有害酵母菌 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 152 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 啤酒酵母菌落 153 2 裂殖酵母屬 Schizosaccharomyces 細胞為橢圓形或圓柱形 無性繁殖以裂殖為主 有時可形成假菌絲 有性繁殖形成子囊孢子 具有酒精發(fā)酵能力 不同化硝酸鹽 主要代表性菌種 八孢裂殖酵母 S octosporus 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 154 3 假絲酵母屬 Candida 細胞為球形或圓筒形 有時細胞連接成假菌絲狀 借多端出芽和分裂而繁殖 對糖有強的分解作用 具有酒精發(fā)酵能力 不產(chǎn)色素 在液體中常形成浮膜 如浮膜假絲酵母 Candidamycoderma 常存在于許多食品上 如新鮮的和腌制過的肉發(fā)生的一種類似人造黃油的酸敗就是由該屬的酵母菌引起的 代表菌 熱帶假絲酵母 解脂假絲酵母和產(chǎn)脘假絲酵母 都能利用烴類作為碳源 是飼料蛋白質(zhì)的主要來源 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 155 4 球擬酵母屬 Torulopsis 細胞呈球形 卯形 橢圓形 借多端出芽繁殖 無假菌絲 不產(chǎn)色素 有酒精發(fā)酵能力 對多數(shù)糖果有分解能力 具有耐受高濃度的糖和鹽的特性 如桿狀球擬酵母 Torullpsisbacillaris 能在果脯 果醬和甜煉乳中生長 該屬酵母菌常出現(xiàn)在冰凍食品中 如乳制品 魚貝類 而使食品發(fā)生腐敗變質(zhì) 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 156 5 紅酵母屬 Rhodotorula 細胞為球形 卯圓形 圓筒形 借多端出芽繁殖 菌落特別粘稠 有產(chǎn)生色素的能力 赤色 橙色 黃色 代表品種有粘紅酵母 Rhodoturulaglutinis 膠紅酵母 Rhodotorulamucilahinosa 它們在食品上生長 可形成赤色斑點 該屬酵母菌具有積聚大量脂肪的能力 故細胞內(nèi)脂肪含量占干物質(zhì)的60 故也稱脂肪酵母 但蛋白質(zhì)產(chǎn)量比其它酵母低 沒有酒精發(fā)酵的能力 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 157 紅酵母菌落形態(tài) 2 3 1 4食品中常見的酵母菌 158 霉菌的概述霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)霉菌的菌落特征霉菌的繁殖食品中常見霉菌 2 3 2霉菌 重點 159 2 3 2 1霉菌概述霉菌 mold 是一類絲狀真菌的通稱 自然界廣泛分布 種類繁多 是釀造 工業(yè)發(fā)酵 抗菌素和酶制劑等生產(chǎn)中的重要類群 多種霉菌在其生長過程中 可以產(chǎn)生大量的酶 如淀粉酶 蛋白酶 果膠酶等 食品工業(yè)中 釀酒 制醋 生產(chǎn)味精等 有些可以使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸 生產(chǎn)醬油 豆腐乳等 但是霉菌也可引起食品腐敗變質(zhì) 或產(chǎn)生毒素 危害人的健康和生命 2 3 2霉菌 160 2 3 2 2霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)1 霉菌的菌絲構(gòu)成霉菌的生物個體稱菌絲體 菌絲體由營養(yǎng)部分和繁殖部分組成 菌絲 hypha 構(gòu)成霉菌營養(yǎng)體的基本單位 直徑約2 10 m 中空管狀結(jié)構(gòu) 在條件適宜時 菌絲頂端延長 旁側(cè)分枝 互相交錯成團 形成菌絲體 mycelium 2 3 2霉菌 161 2 菌絲的形態(tài) 1 無隔菌絲 低等真菌類型 無隔膜 為長管狀單細胞 細胞質(zhì)內(nèi)含多個核 生長中只有菌絲的延長和細胞核的增多 無細胞數(shù)量的增加 2 有隔菌絲 高等真菌類型 菌絲中有隔膜 被隔膜隔開的一段菌絲就是一個細胞 菌絲由多個細胞組成 每個細胞內(nèi)有一至多個核 隔膜上有單孔或多孔 細胞質(zhì)和細胞核可自由流通 每個細胞功能相同 2 3 2 2霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu) 162 菌絲體按分化程度分 營養(yǎng)菌絲 基內(nèi)菌絲 伸入到培養(yǎng)基內(nèi)部 以吸收養(yǎng)分為主的菌絲氣生菌絲 向空中生長的菌絲繁殖菌絲 氣生菌絲發(fā)育到一定階段可分化成繁殖菌絲 霉菌 青霉 的菌絲 2 3 2 2霉菌的