科技學院食品微生物學教案

科技學院食品微生物學教

案

緒論

教學目標：了解食品微生物的研究對象及發(fā)展史以及食品微生物學在我國的

發(fā)展狀況前景，對食品微生物學整體有一個大致了解。激發(fā)同

學的學習興趣。

教學難點：微生物學的發(fā)展史。

教學重點：

(1)、微生物的特點

(2)、微生物的發(fā)展史

(3)、我國食品微生物工業(yè)的發(fā)展狀況

教學方法：重點講授

參考書目：

(1)、江漢湖主編：《食品微生物學》,中國農(nóng)業(yè)出版社，2002；

(2)、無錫輕工學院合編：《食品微生物學》，輕工出版社，1988；

(3)、張文治主編：《食品微生物學》，中國輕工出版社，1995；

(4)、武漢大學主編：《微生物學》，高等教育出版社，1996第二版；

(5)、楊潔彬等編：《食品微生物學》，北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1995；

第一節(jié)微生物與食品微生物學

一、微生物學的研究對象

(一)、微生物和微生物學

1、什么是微生物

非細胞生物——病毒、噬菌體

生物原核生物

細胞生物低等動植物

真核生物真菌類

高等動植物原生動物

藻類低等藻類

高等藻類

以上除了高等動植物，高等藻類以外都屬于微生物范疇也有人把原生動物

和藻類排除在外。

微生物不是生物分類學中的名詞，而是所有小生物的統(tǒng)稱。

2、什么是微生物學？

微生物學就是研究以上這些微生物的形態(tài)結(jié)構、生長繁殖、遺傳、變異、

生理生化等特征以及微生物在自然界中的分布、作用和與人類及其他生物

相互關系的一門學科，通過對各種微生物的研究，達到利用、控制改造它們、

使其為人類造福的目的。

（二）、微生物的一般特點

1、個體微小、結(jié)構簡單

微生物大小往往以微米來計，僅有十分之一至幾個微米，只能用顯微鏡才

能觀察到。結(jié)構簡單，往往是一個單細胞結(jié)構，僅有細胞膜、細胞核等結(jié)構。

2、種類多、分布廣

據(jù)統(tǒng)計，以發(fā)現(xiàn)的微生.物種類多達十萬種以上。山于不同的微生物種類的

特點及代謝以及環(huán)境條件的要求和適應等都有不同，因而能廣泛分布于自然

界。在土壤、大氣、水中、各種物品上、人和動植物的體內(nèi)外都有微生物的存

在。甚至在高空、深海、礦層、沙漠和冰雪等地方都有微生物的存在?？梢?/p>

說：微生物“無處不在，無時不有

3、繁殖快

由于微生物的個體很小，其表面積和體積比值很大。因此，它們能夠在有

機體與外界環(huán)境之間迅速交換營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物。微生物的代謝強度比高等

動物的代謝強度大幾千倍至幾萬倍。

其繁殖速度快是高等動物不能與之相比的，如大腸桿菌在適宜條件下，

20min就可繁殖一代，24h可繁殖72代。即由一個菌體在一晝夜中可繁殖成

47X1022個菌體。

4、易于變異

由于微生物表面積和體積的比值很大，與外界環(huán)境的接觸面大，因而受環(huán)

境的影響也大。一旦環(huán)境條件發(fā)生變化，不適于微生物的生長時，很多微生物

的個體死亡。但是也有些個體發(fā)生變異并能存活下來。人們常常利用微生物的

這一特點，根據(jù)工作需要，用人工誘變的方法，給予不適宜微生物正常生長的

環(huán)境條件，是其遺傳發(fā)生變異，從變異的菌株中篩選優(yōu)良菌種。

5、易于培養(yǎng)

微生物生長需要的條件大都非常簡單。有的僅需要陽光和部分無機鹽即能

生長，大多數(shù)在自然環(huán)境條件下即可生長。食品工業(yè)中所用的微生物僅需要農(nóng)

產(chǎn)品如玉米、豆粕，即可生長和大量繁殖，且生長時間較短?？梢圆皇墉h(huán)境條

件的限制，大量生產(chǎn)微生物。

以上幾個特性決定了微生物在許多領域可以運用，且具有其他動植物無可

比擬的優(yōu)勢。

二、微生物學的任務

自然界廣泛在的這些微生物與人類的關系非常密切。少數(shù)微生物是人和動

物的病原菌，給人類帶來災害。但大多數(shù)微生物對人類是無害的，或者是有益

的，甚至是人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的。

微生物學就是微生物的特性及與人類的關系，達到利用、控制、改造，使

其為人類造福。

第二節(jié)微生物學的發(fā)展

微生物學的發(fā)展分為四個階段：

1、生物發(fā)現(xiàn)以前的感性認識階段

2、物學的形態(tài)學發(fā)展階段

3、微生物學的生理學發(fā)展階段

4、微生物學的分子生物學發(fā)展階段

一、感性認識階段

人們利用微生物以有數(shù)千年的歷史，早在公元前4000-3000年，埃及人己

熟悉葡萄酒、啤酒、醋的釀造方法。另外一些微生物加工方法，如亞麻的浸洶

也是相當古老的，在三、四千年以前已經(jīng)達到技藝高超的程度。

利用微生物制造乳制品，如干酪、各種酸奶飲料、酸乳酪，大概可以追溯

到新石器時代，由狩獵轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)的那個變革時期。

在新石器時代早期，當人們年連豐收，食物足夠且有剩余時，看來就開始

用各種方式保藏食品，這些方法有干燥、腌漬以及濃糖液中浸泡使之脫水等。

盡管這些技術人們已很熟悉，但在當時，對其原理卻不得而知。僅是一種感

性認識，在顯微鏡未發(fā)明之前，他們無法知道或證明微生物的存在。

二、形態(tài)學發(fā)展階段

1675年，荷蘭科學家列文虎克(Leeuwenhoek)發(fā)明了顯微鏡，能放大

200-300倍。他利用自制的顯微鏡觀察了污水、牙垢、腐敗有機物等，直接看

到了微小生物，并作了相當正確地描述。他繪制的圖現(xiàn)在還保存著，并且仍可

很清楚地辨別桿菌，鏈球菌和其他獨特的形態(tài)，觀察時期持續(xù)近兩百年。這一

時期微生物學無多大進展C

三、生理學階段

直到19世紀6()年代，歐洲一些國家中占重要經(jīng)濟地位的釀酒工業(yè)和蠶桑

業(yè)發(fā)生了酒變質(zhì)和蠶病危害等問題，進一步推動了對微生物的研究，促進了衛(wèi)

生學的興起。其中法國人巴斯德(Pasteur)與德國人柯赫(Koch)起了積極的

作用。

巴斯德的主要成就是：

（1）、否定了自然發(fā)生學說；

（2）、證明發(fā)酵是微生物引起的；

（3）、巴斯德消毒法;

（4）、證實傳染病是由病原微生物引起的，并提出接種疫苗的方法預防

傳染病。

柯赫（Koch）發(fā)明了細菌純培養(yǎng)技術、染色、分離等以及對病原菌的研

究。

四、現(xiàn)代微生物的發(fā)展

現(xiàn)代技術的發(fā)展，促進了微生物學的發(fā)展。

1929年弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素——抗菌工業(yè)的興起——發(fā)酵工業(yè)的興起。

30年代電子顯微鏡的問世一病毒學得以大發(fā)展。

基因工程：是人們可以按照需要去定向改造和創(chuàng)建新的微生物類型和獲得

新的新型微生物產(chǎn)品成為可能。

第三節(jié)我國食品微生物學的發(fā)展和任務

一、我國食品微生物學及食品工業(yè)的發(fā)展

我國食品微生物學總體來說發(fā)展比較遲，基本上屬于一門新的學科。在我

國，大約近20年的時間發(fā)展較迅速，許多學校先后開設了本門課程，但比其

他老學科來說，體系還不夠完善。

我國近2（）年來，與微生物有關的食品工業(yè)發(fā)展迅速，下面就微生物工業(yè)

在我國涉及到的II個方面加以介紹：

1、酒精生產(chǎn)及釀酒工業(yè)（酒類包括白酒、葡萄酒、啤酒等；酒精包括醫(yī)

用、食用、工業(yè)酒精）

2、發(fā)醉食品工業(yè)（包括醬油、豆醬、面包、乳品工業(yè)上的應用：干酪、

酸奶、酸乳酪，食醋、腌菜等）

3、抗生素及干擾素工業(yè),81個品種。

4、有機酸發(fā)酵工業(yè)〔如檸檬酸、蘋果酸、葡萄糖酸、乳酸、醋酸、異康

酸等）。

5、氨基酸發(fā)酵工業(yè)（我國98%為味精），世界120萬噸，我國65萬噸

（98年）。

6、酶制劑工業(yè)（80%為糖化酶，24萬噸）。

7、維生素（如Vc,6000T）o

8、核昔酸(鮮味物質(zhì))。

9、菌體蛋白制造工業(yè)。

10、微生物環(huán)境凈化C

11、其他(如疫苗、冶金、肥料、沼氣、飼料的處理，微生態(tài)制劑等)。

二、食品微生物學的任務

1、食品微生物學：是研究與食品有關的微生物的特性，微生物與食品的

相互關系及其生態(tài)條件的科學。

一般來說，微生物既可以在食品制造中起有益作用，又可以通過食品給人

類帶來危害。

2、微生物在食品中的應用有三種方式

(1)、微生物菌體的應用：食用菌就是受人們歡迎的食品，乳酸菌可引

起蔬菜和乳類及其它多種食品的發(fā)酵，所以，人們在食用酸牛奶和酸泡菜時也

食用了大量的乳酸菌；單細胞蛋白就是微生物體中獲得的蛋白質(zhì)，也是人們對

微生物菌體的利用。

(2)、微生物代謝產(chǎn)物的應用：如酒類、食醋、氨基酸、有機酸、維生

素等。

(3)、微生物酶的應用：如豆腐乳、醬油等。

3、總之，食品微生物學的任務在于研究有益微生物在食品中的應用，為

人類提供有益與健康、營養(yǎng)豐富的食品，并避免在食品制造、流通和保藏中有

害微生物的污染，防止食品腐敗和產(chǎn)毒，保證食品的安全性。

食品微生物學是一門綜合性的學科，涉及面廣，它又是食品發(fā)酵工藝學的

基礎，學好本門課非常重要。為了學好本門課程，必須很好地掌握微生物學的

基本知識和操作技能；了解微生物與原料、工藝、環(huán)境的關系和控制有害微生

物活動的方法。

同學們，二十一世紀是生物技術的世紀，而生物技術又以微生物學技術首

當其沖。相信同學通過本門課的學習，能對微生物學的知識和技能有一個大的

提高，為你們的就業(yè)提供較強的支持與幫助。

思考題

1、什么是微生物？其分類地位如何？

2、微生物的一般特性是什么？

3、微生物學的發(fā)展史分為哪幾個階段？

4、微生物學的發(fā)展史上有哪幾個代表人物？

5、我國微生物工業(yè)涉及哪幾個方面？發(fā)展狀況如何？

6、食品微生物學的定義是什么？

7、微生物在食品中的應用有哪幾種方式？

8、食品微生物學的任務是什么？

授課小結(jié)

本節(jié)課，我們講授了

(1)、微生物及微生物學的概念

(2)、微生物學的一般特性

(3)、微生物的發(fā)展史

(4)、微生物在食品中的應用范圍及方式

(5)、食品微生物學的任務

通過學習，對微生物學的概況應有一個總體了解。

第一章原核微生物的形態(tài)、結(jié)構與功能

教學目標：通過本章學習，對細菌、放線菌的大小、形態(tài)、結(jié)構、特性及分

類有一個全面的了解。

教學難點：細菌細胞壁的結(jié)構及分類。

教學重點：細菌細胞的垢?構。

教學方法：

(1)、講授結(jié)合掛圖；

(2)、布置思考題，讓同學找答案，然后重點講解c

講課學時數(shù)3

參考書目：

(1)、江漢湖主編：《食品微生物學》，中國農(nóng)業(yè)出版社，2002；

(2)、楊潔彬等編：《食品微生物學》，北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1995；

(3)、無錫輕工學院合編：《食品微生物學》，輕工出版社，1988；

(4)、張文治主編：《食品微生物學》,中國輕工出版社，1995；

(5)、武漢大學主編：《微生物學》，高等教育出版社，1996第二版；

(6)、周德慶主編：《微生物學》，復旦大學出版社，1998。

簡單介紹原核生物和真核生物的區(qū)別

1、原核生物細胞有明顯的核區(qū)，核區(qū)只有?一條染色體。真核細胞內(nèi)有明

顯的核，稱為真核，外有核膜，有多條染色體。

2、原核細胞有中間體，真核細胞無中間體。

3、原核細胞一般較小，真核細胞較大。(詳見課本P7表1-1)

第一節(jié)細菌

一、細菌個體形態(tài)和大小

一、細菌個體形態(tài)

球菌：單球、雙球、鏈球、四聯(lián)、八疊、葡萄球菌

細菌桿菌：長桿菌、短桿菌、球桿菌、棒桿菌、鏈桿菌

螺旋菌：弧菌、螺旋菌

需要強調(diào)的是以上形態(tài)不是固定不變的。一種細菌在不同的環(huán)境下，形態(tài)

是不同的。例如，其形態(tài)與培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基的成分與濃度、培養(yǎng)時間有關。

各種細菌在幼齡時和適宜的環(huán)境條件下表現(xiàn)出正常的形態(tài)。當培養(yǎng)條件變

化或菌體變老時，常常引起形態(tài)的改變，尤其是桿菌。有時菌體顯著伸長呈絲

狀、分枝狀或呈膨大狀，這種不整齊的形態(tài)稱之為異常形態(tài)。

(~)、細菌個體大小

細菌的個體很小，須用顯微鏡放大數(shù)百倍后，才能看見。一般以微米作為

長度單位。人肉眼可見到十分之一毫米以上大小的東西，二細菌只有幾個微

米，故肉眼不可見。

由于細菌形態(tài)和大小在環(huán)境條件改變時也發(fā)生改變，故觀察細菌大小和形

態(tài)時，應選用在適宜的培養(yǎng)基上，經(jīng)過18-24小時培養(yǎng)的幼齡菌體為宜。

二、細菌細胞的結(jié)構

細菌的基本結(jié)構包括：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)及細胞核。

特殊結(jié)構有：莢膜、鞭毛和芽抱。(見課本圖1-6)

三、細菌的繁殖

細菌從自然環(huán)境或培養(yǎng)基中獲得能量和營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化后形成新的

細胞物質(zhì)，菌體隨之形成，最后由一個母細胞產(chǎn)生兩個或兩個以上子細胞的過

程稱為繁殖。細菌繁殖主要是以無性繁殖為主，其中以裂殖方式為主要形式。

細菌分裂過程可以分為細胞核及細胞質(zhì)分裂、橫隔壁形成和子細胞分離三

個過程。

少數(shù)細菌可進行芽殖，如生芽桿菌(Blastobacier)、生絲微菌屬

(Hyphomicrobium)<>

四、細菌的培養(yǎng)特征

細菌的培養(yǎng)特征是指細菌在培養(yǎng)基上所表現(xiàn)的群體形態(tài)和生長情況。它是

細菌分類鑒定的依據(jù)。主要包括以下三個方面。

(一)、細菌的菌落特征

將單個細菌細胞接種到適宜的培養(yǎng)基中，在適宜的條件下細菌迅速生長繁

殖，經(jīng)過一定時間后，由于細胞生長受到各種因素的限制，因而可在培養(yǎng)基表

面或里面聚集形成一個肉眼可見的，具有一定形態(tài)的子細胞群體，稱之為菌落

(colony)；而由多個同種細胞密集接種長成的子細胞群體則稱為菌苔

(lawn)o

各種細菌在?定條件下形成的菌落特征具有一定的穩(wěn)定性和專??性，是觀

察菌種的純度、辨認和鑒定菌種的重要依據(jù)。菌落特征包括大小、形狀、邊

緣、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況等。

(二)、細菌的斜面培養(yǎng)特征

采用劃線接種的方法，將菌種接種到試管斜面上，在適宜的條件下經(jīng)過一

定的時間培養(yǎng)后可對其進行斜面培養(yǎng)特征的觀察。細菌的斜面培養(yǎng)特征包括菌

苔的生長程度、形狀、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況等。

(三)、細菌的液體培養(yǎng)特征

將細菌接種到液體培養(yǎng)基中，經(jīng)過一定時間培養(yǎng)后即可對其進行觀察，細

菌的液體培養(yǎng)特征包括表面狀況、混濁程度、沉淀狀況、有無氣泡和色澤等。

思考題

1、什么是肽聚糖？了解細菌細胞壁肽聚糖結(jié)構有事么意義？

答：肽聚糖是細菌細胞壁的主要成分。是由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈和交聯(lián)橋

三部分組成（革蘭氏陰性細菌肽聚糖無交聯(lián)橋）。

由于肽聚糖是細菌細胞壁的主要成分，凡能破壞肽聚糖結(jié)構或抑制其合成的物

質(zhì)，大多數(shù)損傷細胞壁而殺傷細菌。。如青霉素能干擾甘氨酸交聯(lián)橋與四肽側(cè)

鏈上的D-丙氨酸之間的連接，是細菌不能合成完整的細胞壁，亦可導致細菌

的死亡。而動物細胞無細胞壁，故對人體無害。

2、比較革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌的細胞壁的成分和結(jié)構。

答：革蘭氏陽性細菌的細胞壁較厚，其主要成分是肽聚糖，約有15?20

層，各層之間交聯(lián)率較高，組成三維立體框架，結(jié)構堅固致密。革蘭氏陰性細

菌的細胞壁較薄，結(jié)構復雜，肽聚糖含量少，只有1-3層，交聯(lián)率較低，不能

形成三維立體框架結(jié)構，在肽聚糖層外還有三層結(jié)構，即脂蛋白、外膜、脂多

糖，其主要成分是脂類物質(zhì)。

由于上述革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌在細胞壁上顯著差異，進而導

致這兩類細菌在染色反應、抗原性、毒性以及對溶菌酶和某些抗生素的敏感性

等方面都有很大不同。

3、什么是革蘭氏染色法？有什么意義？

答：1884年丹麥科學家革蘭氏（Gran）試驗成功了用于鑒別不同種類細菌

的經(jīng)驗染色法一一革蘭氏染色法。其步驟是：結(jié)晶紫一一碘液酶染一一95%乙

醇脫色一一蕃紅復染。藍紫色一一革蘭氏陽性細菌，G+。紫紅色一一革蘭氏陰

性細菌，G-o上述這類反應稱之為革蘭氏陽性反應和革蘭氏陰性反應，它對細

菌的的分類鑒定及為重要，

4、革蘭氏染色的原理是什么？

答：革蘭氏陰性細菌的細胞壁中，由于類脂物質(zhì)含量較高，染色后用脂溶

劑95%乙醇進行處理時，溶解了類脂物質(zhì)，壁的通透性增加，至使結(jié)晶紫與碘

形成的復合物被乙醇提出。革蘭氏陽性細菌由于細胞壁中肽聚糖含量較高，染

色后用95%乙醇進行處理時，由于乙醇的脫水作用，而使細胞壁肽聚糖層中的

孔徑變小，通透性降低，故能阻止結(jié)晶紫與碘復合物流出，仍保留在細胞中，

而呈不同的顏色（紫色），

5、什么是細胞膜？什么是中間體？他們的功能是什么？相互有什么關系？

答：細胞膜是位于細胞壁內(nèi)側(cè)，緊包住細胞質(zhì)，柔軟而富有彈性的一層薄

膜，具有雙層膜結(jié)構，含70%蛋白質(zhì)，20?30%脂質(zhì)。其功能是個有生命的部

分，是細菌代謝活動的重要中心。

（1）、控制營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物進出細胞。

（2）、好氧菌的細胞膜上，含有細胞色素和其他呼吸酶系統(tǒng)，包括某些

脫氫酶，可以轉(zhuǎn)移電子，完成氧化磷酸化作用，參與細胞呼吸的作用，與能量

的產(chǎn)生、儲存和利用有關C

（3）、胞膜上含有許多與合成代謝有關的酶系統(tǒng)。

中間體：某些細菌中細胞膜向內(nèi)陷入細胞質(zhì)中，折疊而形成層狀、管狀、

或囊狀的結(jié)構，稱為中間體。其功能是參與DNA的復制和分離、酶和其他蛋

白質(zhì)的分泌，以及細胞分裂時的橫隔形成。

6、什么是莢膜？化學成分是什么？有什么生理功能？

答：某些細菌在細胞壁外，包纏著一層粘性物質(zhì)，并且有一定的外形，相

對穩(wěn)定地附于細胞壁之外，其厚度在0。2微米以上，稱之為莢膜?；瘜W成

分：90%是水分，多數(shù)細菌的莢膜由胞外多糖組成，少數(shù)是多肽。莢膜的生成

與遺傳性和環(huán)境條件有關,功能：保護菌體，貯藏營養(yǎng)物質(zhì)和致病力。

7、鞭毛和纖毛有何不同？

答：鞭毛：是由菌體內(nèi)鞭毛基粒上長出一條細長呈波浪狀的絲狀體，穿過

細胞壁伸出體外，是運動器官。

纖毛；菌體上生長的無數(shù)線狀纖毛，與粘附性有關，與鞭毛不同之處在于

比鞭毛更細，且短而直，數(shù)目也多，遍布菌體表面。

8、什么是芽胞？有何特性？

答：有些細菌當長到一定時期繁殖速度下降，菌體的細胞原生質(zhì)濃縮，在

細胞內(nèi)形成圓形、橢圓形或圓柱形的抱子，對不良環(huán)境具有較強抗性的休眠

體，稱之為芽抱（菌體在形成芽抱之前稱之為繁殖體或營養(yǎng)體）。

特性：

（1）有較厚的閉合高度的折光性，在顯微鏡下為透明體。

（2）芽胞難以著色，為了便于觀察常常采用特殊的染色方法一一芽泡染

色法（用強染色劑和加熱染色）。

（3）對不良環(huán)境（干燥、熱、化學藥劑）有較強的抗性。

9、芽泡形成的條件是什么？有何實踐意義？

答：條件：

（1）主要有遺傳性決定的，即有形成芽胞基因控制。

（2）外界環(huán)境的影響。某些無機鹽、活性炭、可溶性淀粉、營養(yǎng)缺乏等

因素，可以抑制基因的表達。

實踐意義：由于芽抱對干燥、熱和化學藥劑具有很強的抗性，自然給食品

滅菌帶來很多困難，所以當進行食品滅菌時，判定食品滅菌是否徹底，應該以

亞包是否被殺死為準。

10、什么是菌落？細菌菌落有何特點？

答：在固體培養(yǎng)基的表面或深層，有一個活菌細胞繁殖起來，形成能用肉

眼觀察大的群落稱之為菌落。不同種類細菌所形成的菌落，在大小、硬度、光

澤、顏色和透明度等方面都有差異。在不同培養(yǎng)條但下，即使同一種細菌的菌

落，其特性也可能有某些不同。就一般而言，同一種細菌用同一種培養(yǎng)基，在

相同的培養(yǎng)條件下，所形成的菌落，大體表現(xiàn)為相同形態(tài)特征。細菌形態(tài)的菌

落特征既受遺傳性的控制，也受環(huán)境條件的影響。菌落是識別和鑒定細菌的重

要特征之一。

11、細菌的分類依據(jù)有哪些？

答：（1）形體特征；（2）培養(yǎng)特性；（3）生理特性；（4）生化反應；

（5）血清學反應；（6）生態(tài)；（7）細胞的化學成分；遺傳學特性。

12、細菌的分類系統(tǒng)。

答：目前國際上運用最多的是《伯捷氏鑒定細菌手冊》，1997年出版了第

八版，目前已出版了第九版。第八版由14個國家128位細菌分類專家集體

編。分為19個部，每個部里再列出科、屬、種、變種、亞種、型、菌株或品

系、群。

13、舉例說明細菌中的名命名法則。

答：如金黃色葡萄球菌（StaphylococusaureusRosenbach1939）,

Slaphylococus是屬名；aureus是形容詞（金黃色的）；Rosenbach是人名；

1939是發(fā)現(xiàn)年份。一般只寫學名，省略人名及年代，印刷時屬以下學名用斜體

字。

五、食品中常見的細菌

1、假單胞桿菌

具有很強的分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力，是引起食品腐敗變質(zhì)的主要細菌。

2、醋酸桿菌屬

具有很強的氧化能力，可將乙醇氧化成乙酸，主要用于制造食醋，以及日

常生活中危害水果、蔬菜，使酒、果汁變酸。

3、無色桿菌屬

G一桿菌，分布于土壤中，多數(shù)能分解葡萄糖產(chǎn)酸，使禽肉、和海產(chǎn)品變質(zhì)

發(fā)粘。

4、產(chǎn)堿桿菌屬

不分解糖產(chǎn)酸，能生成色素，使乳制品及其他動物性食品產(chǎn)生粘性而變

質(zhì)，能在培養(yǎng)基上產(chǎn)堿。

5、黃桿菌屬

菌落可產(chǎn)生黃色、桔紅色、紅色或褐色非水溶性色素，有很強的分解蛋白

質(zhì)的能力，可產(chǎn)生熱穩(wěn)定性的胞外酶，故可在低溫下使乳劑乳制品酸敗。有的

黃桿菌可在4。(2條件下引起牛乳變粘等，對禽、魚、蛋等食品同樣引起腐敗變

質(zhì)。

6、埃希氏桿菌(Escherichia)

食品中重要的腐生菌，存在于人及動物的腸道中，在水、土壤中也極為常

見。大腸桿菌是食品衛(wèi)生的指示菌。

7^沙門氏菌(salmonella)

該菌常常污染魚、肉、禽、乳、蛋，特別是肉類，是人類重要的腸道致病

菌，誤食有此菌污染的食品，可引起腸道傳染病或食物中毒。

8、變形桿菌

G",卵圓形，幼齡時呈絲狀，周生鞭毛，運動性強。廣泛分布于水、土壤

及人畜糞便之中。有強分解蛋白質(zhì)的能力，是食品腐敗菌，可引起食物中毒。

9、利斯特氏菌屬

是人畜共患病菌，可引起人腦膜炎、敗血癥、肺炎等。

10^乳桿菌屬

G+,分解糖的能力強，常被用來生產(chǎn)乳酸、干酪、酸乳等乳制品生產(chǎn)的發(fā)

酵劑。

11、明串珠菌屬

常用來生產(chǎn)葡聚糖，一種代血漿物質(zhì)。但也常常給食品帶來污染，如牛乳

的變粘以及制糖工業(yè)中增加糖液粘度，影響過濾而延長了時間，降低了產(chǎn)量。

12、雙歧桿菌屬

最早發(fā)現(xiàn)于嬰兒糞便中。G+,多形態(tài)桿菌，Y形、V形、彎曲狀、棒狀、

勺狀等。專性厭氧。目前市場上保健飲品風行，其中發(fā)酵制品及一些保健飲料

常常加入雙歧桿菌，以提高產(chǎn)品的保健效果。

13、芽胞桿菌屬

G+,產(chǎn)生芽抱，此菌芽胞有抗熱性，因此是食品工業(yè)中經(jīng)常遇到的污染

菌。其中蠟樣芽胞桿菌可引起食物中毒，炭疽芽胞桿菌是引起人畜共患的烈性

傳染病。

14、梭狀芽抱桿菌屬

為厭氧性革蘭氏陽性葉菌，是罐裝食品中引起食品腐敗的主要菌種，腐敗

梭菌可以引起蛋白質(zhì)食物的變質(zhì)。肉類罐裝食品中最重要的是肉毒梭狀芽泡桿

菌，其芽泡耐熱性極大，能產(chǎn)生很強的毒素。

15、微球菌屬

污染食品可使食品變色，可在低溫下生長，引起冷臧食品的腐敗變質(zhì)。

16^鏈球菌屬

如溶血鏈球菌、乳房鏈球菌等，可引起食物中毒和乳房炎。

17、葡萄球菌屬

呈葡萄串狀，革蘭氏陽性（G+）,如金黃色葡萄球菌，可引起感染。污染

食品產(chǎn)生腸毒素，使人食物中毒。

思考題

1、細菌有哪幾種形態(tài)？

2、為什么用肉眼看不見細菌？

3、細菌的形態(tài)和大小、觀察的條件是是否不變的？為什么？

4、細菌有哪些基本結(jié)構和特殊結(jié)構？

5、細菌的分類依據(jù)有哪些？

6、細菌的分類系統(tǒng)是什么？

7、常見的細菌有哪些主要用途？

授課小結(jié)

本章重點講授了：

1、細菌的基本結(jié)構；

2、基本結(jié)構與染色的關系；

3、特殊結(jié)構及其功能；

4、細菌的分類依據(jù)及分類系統(tǒng)等。

第二節(jié)古細菌的形態(tài)結(jié)構與功能

1977年WocscC.R（沃斯）等人研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)甲烷細菌的核甘酸序列奇特,

認為是地球上細胞生物的第三種生命形式，由于這類具有獨特基因結(jié)構或系統(tǒng)

發(fā)育的單細胞生物，通常生活在地球上極端的環(huán)境或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境

中，因此把這類生命命名為古細菌（Archacbacleria）。

古生菌細胞的形態(tài)包括球形、裂片狀、螺旋形、片狀或桿狀，也存在單

細胞、多細胞的絲狀體和聚集體。

古細菌獨有的特征是在細胞膜上存在聚異戊二烯甘油酸類脂；細胞壁骨架

為蛋白質(zhì)或假肽聚糖，且缺乏胞壁酸。而是衍生出多樣化的細胞被膜。在占生

菌同一目中，由于其不同類型的細胞壁，革蘭氏染色結(jié)果可以是陽性或陰性。

革蘭氏染色陽性菌種具有假磷壁酸（假肽聚糖）、甲酸軟骨素和雜多糖組成的

細胞壁，而革蘭氏染色陰性菌種則具有由晶體蛋白或糖蛋白亞單位構成的單層

細胞胞被（表面）。有些古細菌能生活在極端的環(huán)境中，可能與其特殊細胞結(jié)

構、化學組成及體內(nèi)特殊酶的生理功能等有關。

古生菌的繁殖是多樣的，包括：二分裂、芽殖、縊裂、斷裂和未明的機

制。

古生菌多生活在地球上極端的環(huán)境或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境中，主要糟

居在陸地和水域，存在于超高溫、高酸堿度、無氧和高鹽的熱液或地熱中，；

有些菌種也作為共生體而存在于動物消化道內(nèi)。它們包括好氧菌、厭氧菌和兼

厭氧菌，其中嚴格的厭氧是古生菌的主要呼吸類型；營養(yǎng)方式有化能自養(yǎng)、化

能異養(yǎng)或兼性營養(yǎng)型；古細菌一般喜歡高溫。

第三節(jié)放線菌

（本節(jié)內(nèi)容僅簡單介紹，不作為講授重點）

自然界中分布廣，在土壤、空氣、水中都存在，絕大多數(shù)是腐生菌。放線

菌在抗生素工業(yè)中非常重要，目前生產(chǎn)抗生素多數(shù)都是由放線菌產(chǎn)生的。

一、放線菌形態(tài)

1、個體形態(tài)

菌體是由分支狀菌絲組成，菌絲無隔膜，為單細胞多核，菌絲較細，又基

內(nèi)菌絲、氣生菌絲、抱子組成。

2、菌落形態(tài)特征

放線菌由于菌落呈放射狀而得名，其菌落由菌絲組成，菌絲分枝相互交錯

纏繞形成質(zhì)地致密，表面呈較緊密的絨狀和堅實、多皺體小而向外延伸的菌

落。由于放線菌的基內(nèi)菌吆與培養(yǎng)基結(jié)合牢固，所以一般用接種針很難挑起。

表面呈粉末狀。

二、繁殖

主要通過形成無性泡子方式進行繁殖，胞子形成的方式有三種:

(1)、凝聚分裂；

(2)、橫隔分裂；

(3)、產(chǎn)生抱子囊。

第三節(jié)其他幾種類型的原核生物

1、藍細菌；

2、螺旋體；

3、立克次氏體；

4、衣原體；

5、支原體

本節(jié)主要采用自學的方式。

第二章真核微生物的形態(tài)與結(jié)構

教學目標：通過本章學習，讓同學了解真菌的細胞結(jié)構、真菌的繁殖以及真

菌的分類、霉菌的形態(tài)及其特性、酵母菌的有關特性。

教學難點：真菌的繁殖和分類。

教學重點：霉菌和酵母菌的一般特性。

教學方法：重點講解,配合自學。

講課學時數(shù)：4學時。

參考書目：

(1)、江漢湖主編：《食品微生物學》，中國農(nóng)業(yè)出版社，2002；

(2)、楊潔彬等編：《食品微生物學》，北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1995；

(3)、無錫輕工學院合編：《食品微生物學》，輕工出版社，1988；

(4)、張文治主編：《食品微生物學》，中國輕工出版社，1995；

(5)、武漢大學主編：《微生物學》，高等教育出版社，1996第二版；

(6)、周德慶主編：《微生物學》，復旦大學出版社，1998。

真菌一詞來源于拉丁文的“蘑菇”(Fungus、復數(shù)Fungi)o現(xiàn)在這一詞

已遠遠超過了原來的概念，是微生物中一個龐大類群的總稱，據(jù)統(tǒng)計，約有十

幾萬種。由于真菌的種類吸多，很難簡明的加以概括，當前認為，真菌的菌體

為單細胞或多細胞的分枝姓狀體，或為單細胞的個體；真菌細胞中沒有光合色

素，不能進行光合作用；真菌屬真核生物，細胞中具有與高等生物一樣的真

核，能進行有絲分裂，其繁殖方式主要靠狗子，包括有性狗子和無性抱了。真

菌包括霉菌、酵母菌河和蕈菇。

真菌在自然界中分布非常廣泛，與人類關系密切，在食品加工中具有重要

作用。很多食品都是應用真菌制造的，如各種酒類、面包、醬油、豆腐乳等。

有些真菌可以直接用作食品，如蘑菇、木耳、銀耳等，既是味道鮮美的菜肴，

又是營養(yǎng)豐富的保健食品。用作名貴藥材的靈芝、茯苓等也是真菌的菌體。此

外，真菌在土壤中的有機質(zhì)分解中起著重要的作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，有些真菌

可寄生于昆蟲的體內(nèi)，使昆蟲致病并死亡。因此可用于宙蟲的防治。

但是，真菌也有對人類有害的一面，如許多霉菌可引起農(nóng)產(chǎn)品、紡織品和

其他工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)霉。由于被真菌污染使食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，因而降低或失去

食用價值。此外，有些真菌可產(chǎn)生毒素，使人畜中毒；也有一些真菌是病原

菌，可引起人類和動植物的病害，給人類帶來危害甚至災難。

第一節(jié)真菌的一般特性

真菌的種類雖然很多，但是一般特性是相同的

一、真菌的細胞結(jié)構

各種真菌從形態(tài)上差異較大，但是細胞構造上是相同的，一般說來，真菌

細胞要比原核生物的細胞要大，但比高等植物的細胞小。

真菌細胞的基本構造有：細胞壁、細胞膜、細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等

（見P64圖3-19）o

1、細胞壁

和細菌細胞壁不同之處是真菌的細胞壁是由纖維素和幾丁質(zhì)組成。

2、細胞核

和原核生物相似，不同之處是有細胞內(nèi)膜（細胞器的膜）。

3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

（1）、細胞器：是細胞質(zhì)內(nèi)具有的特殊形態(tài)和功能的細胞結(jié)構，是真核

細胞與原核細胞重要區(qū)別之一。

（2）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真菌細胞中的主要細胞器，是一種細胞膜的管道系統(tǒng)，

結(jié)構和細胞膜相同。其功能是：物質(zhì)傳遞和合成酯類、脂蛋白。

4、高爾基體

是一種內(nèi)膜結(jié)構，主要功能是為細胞提供一個內(nèi)部的運輸系統(tǒng)。

5、線粒體

是一個雙層膜組成的囊狀結(jié)構，是細胞進行呼吸作用的重要場所，含有細

胞呼吸作用所需要的各種酶。

6、細胞核

有核膜、核仁，內(nèi)有染色體存在，是細胞代謝過程中的控制中心，在繁殖

和遺傳上有重要作用。高等真菌每個細胞含一兩個或多個核，低等真菌含多個

核。

由真核細菌結(jié)構中可以看出，真核細胞與原核細胞比較，其個體大，結(jié)構

比較復雜，具有真核。所以，真核細胞在生物進化中比原核細胞高級，因而真

菌是比細菌高級的生物。

二、真菌的繁殖

真菌有多種繁殖方式，如霉菌的一般菌絲可生成繁茂的菌絲體。但在自然

界中，其主要的繁殖方式是抱子繁殖。抱子的大小、形狀和顏色多種多樣，根

據(jù)其形成方式可分為無性抱子和有性抱子。無性抱子是直接由生殖菌絲的分化

而形成，有性抱子是通過兩個性細胞的結(jié)合而形成的。真菌的抱子特征是真菌

分類的重要依據(jù)，各種利子主要特征如下。

（一）、無性池子

1、節(jié)胞子

2、芽抱子

3、厚抱子

4、抱囊抱子

5、分生狗子

（二）、有性膽子

1、合子

2、卵抱子

3、接合泡子

4、子囊電子

三、真菌的分類

（一）、鞭毛菌亞門

（二）、接合菌亞門

（三）、子囊菌亞門

（四）、擔（垣）子菌亞門

（五）、半知菌亞門

第二節(jié)霉菌

霉菌（Mold）不是真菌分類中的名詞，而是絲狀真菌的通稱。霉菌在自然

界中廣泛分布，與食品的關系密切，是人類在實踐活動中最早利用的一類微生

物，如制曲作醬和醬油；霉菌可用于生產(chǎn)有機酸、抗生素、酶制劑等。但是霉

菌也可引起食品腐敗變質(zhì)，或產(chǎn)生毒素，影響人體健康。

一、霉菌的形態(tài)

構成霉菌營養(yǎng)體的基本單位是菌絲（hyphae）o菌絲的寬度一般為3-10微

米，比放線菌菌絲款很多倍。其菌絲可伸長并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互

交織在一起，稱之為菌絲體（mycelium）。一部分菌絲生長在基質(zhì)中吸收養(yǎng)

分，稱之為基內(nèi)菌絲或營養(yǎng)菌絲。另一部分菌絲向空中生長，稱之為氣生菌

絲。氣生菌絲中一部分菌絲形成生殖細胞，也有部分氣生菌絲形成生殖細胞的

保護組織或其他組織。

1、菌絲類型：

（1）、無隔菌絲：的絲中無隔膜，整個菌絲體就是一個單細胞，含有多

個細胞核。如鞭毛菌亞門和接合菌亞門中的霉菌。

（2）、有隔菌絲：菌絲中有隔膜，被隔膜隔開的一段菌絲就是一個細

胞，菌絲體有很多個細胞組成。在隔膜上有一個或多個小孔，使細胞之間的細

胞質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)可以相互溝通。當菌絲斷裂，或菌絲中有一個細胞死亡，則小

孔可立即封閉起來，避免活細胞中的細胞質(zhì)外流或死細胞的分解產(chǎn)物流入活細

胞中，影響活細胞的正常生命活動。在多細胞的菌絲中，每個細胞內(nèi)可有一個

或多個細胞核。

2、特殊結(jié)構

(1)＞吸器：是某些寄生霉菌，可在菌絲旁側(cè)生出拳頭狀或手指狀突

起，伸入到寄主細胞內(nèi)吸取寄主細胞的營養(yǎng)，而菌絲本身并不進入寄主細胞，

這種結(jié)構叫吸器。

⑵、子座：

(3)、菌核：生存能力很強，可忍受及不良的環(huán)境條件。

二、霉菌的菌落

由于霉菌的菌絲較粗而長，菌絲體疏松，因而所形成的菌落也比較疏松，

呈絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀。一般比細菌和放線菌的菌落大兒倍到幾十倍。

有的霉菌的菌絲蔓延有局限性，在培養(yǎng)基上可見局限性菌落。有的無局限

性，可無限伸延，其菌落可擴展到整個培養(yǎng)皿。

由于霉菌形成的抱子，有不同的形狀、構造和顏色，所以菌落表面呈不同

結(jié)構和色澤。菌落特征是鑒定霉菌的主要依據(jù)之一。霉菌菌落的大小、形狀、

顏色、邊緣以及菌落表面的狀況，如各種紋飾等都是霉菌的重要培養(yǎng)特征。

三、霉菌的代表屬

我們在這里主要介紹與食品有關的屬。

(一)、毛霉屬

種類較多，在自然界廣泛分布。如土壤、空氣中常發(fā)現(xiàn)，是食品工業(yè)的重

要物生物。毛霉的淀粉醐活力很強，可把淀粉轉(zhuǎn)化為糖。在釀酒工業(yè)上多用作

以淀粉質(zhì)原料釀酒的糖化菌。毛霉還能產(chǎn)生蛋白酶，有分解大豆蛋白質(zhì)的能

力，多用于制作豆腐乳和豆豉。有些毛霉還能產(chǎn)生草酸、乳酸、琥珀酸和甘油

等。但毛霉也常常引起谷物、果品及蔬菜等食品的腐敗變質(zhì)。

特征：菌絲頭部有一個膨大的抱子囊。

(二)、根霉

根霉有假根和匍匐絲，能產(chǎn)生果膠酶，引起果實的腐爛和甘薯的軟腐。少

狗根霉是印尼傳統(tǒng)菌的食品一一丹貝(Temp)的生產(chǎn)菌種。

(三)、曲霉屬

曲零屬在國民經(jīng)濟中有重要作用，包括許多發(fā)醉工業(yè)中應用的菌種.我國

古代已利用曲霉菌制曲釀酒及制醬，曲霉菌還可以用于制造蛋白酶及檸檬酸等

一些有機酸。曲霉菌在自然界中分布很廣，空氣中經(jīng)常含有川I霉菌的泡子，引

起食品、衣服、皮革等物品的發(fā)霉、腐爛，有的菌還可產(chǎn)生毒素。

特點：頂囊上生輻射狀小梗，小?？赡苁且粚踊騼蓪?。

（四）、青霉菌屬

青霉菌在自然界的分布也非常廣泛。土壤中有大量的青霉菌存在，在水果

和糧食上都經(jīng)常發(fā)現(xiàn)青霉菌，可引起病害。但有些青霉菌能產(chǎn)生有經(jīng)濟價值的

有機酸，如檸檬酸、葡萄糖酸等。在醫(yī)藥上常用青霉素的產(chǎn)生菌是產(chǎn)黃曲霉

菌。

特點：泡子梗的板端產(chǎn)生對稱或不對稱的掃帚狀的分枝。

（五）、紅曲屬

由于能產(chǎn)生紅色色素，可用作食品加工中天然紇色色素的來源。如在紅腐

乳飲料、肉類加工中用的紅曲米，就是用紅曲霉制作的，常用的菌種為紫紅

曲。

（六）、木霉屬

木霉分解纖維素的能力很高，可用來制備纖維素酶。

（七）、赤霉屬

可引起秧苗瘋長，它產(chǎn)生一種激素稱之為赤霉素，能刺激植物生長，還能

打破種子和塊莖器官的休眠，對蔬菜，特別是葉菜類的增產(chǎn)有一定的作用。

第三節(jié)酵母菌

酵母菌不是分類學上的名稱，是非絲狀真菌。醉母菌廣泛應用與食品、醫(yī)

藥、化工、飼料等各方面，在國民經(jīng)濟中有重要作用。酵母菌也是人類實踐中

應用比較早的一類微生物，我國古代勞動人民就利用酵母菌釀泗，作饅頭。由

于酵母菌細胞含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和各種酶類，所以也是醫(yī)藥和化工方

面的重要菌種。目前，可利用酵母菌制造酵母片、核糖核酸、核甘酸、核黃

素、輔酶A、細胞色素以及脂肪酶、乳糖酶和多種氨基酸等產(chǎn)品。在以石油為

發(fā)酵原料制取檸檬酸，反丁烯二酸，脂肪酸的工業(yè)中，也應用酵母菌。在農(nóng)業(yè)

生產(chǎn)中可用作發(fā)酵飼料。但是，也由少數(shù)酵母菌是發(fā)酵工業(yè)的污染菌，它們消

耗酒精；降低酒精產(chǎn)量或產(chǎn)生不良氣味，影響產(chǎn)品質(zhì)量。少數(shù)是高滲透壓的酵

母菌可使果醬、蜂蜜及蜜餞等食品腐敗變質(zhì)?？梢?，酵母菌與人類的關系密

切。

酵母菌在自然界的分布非常廣泛，在很多水果、蔬菜及多種植物的花和果

實上都有酵母菌的存在。在果園土壤中酵母菌的含量很多，由于一些水果掉在

地上，酵母菌可利用水果的糖分，致使果園中有酒味。

一、酵母菌的形態(tài)、大小和菌落特征

酵母的菌體為單細胞。通常為卵圓形，也有的醉母為球形、檸檬形、香腸

狀和菌絲狀等。菌體無鞭毛、不能游動。

酵母菌比細菌的單細胞個體要大的多，約1-5X5-30微米或更長，不同酵

母菌的個體差異很人。在工業(yè)上常用的酵母菌其平均直徑約為4-5微米。

大多數(shù)酵母菌的菌落恃征與細菌相似，但比細菌菌落大而厚，菌落表面光

滑、濕潤、粘稠，容易挑起。有的酵母菌培養(yǎng)時間過長時,菌落表面呈皺縮

狀，菌落多為乳白色，僅有少數(shù)呈紅色。酵母菌菌落特征是分類鑒定的重要依

據(jù)。

在液體培養(yǎng)基中的生長情況也不相同，有的在液體中均勻生長；有的在底

部生長，產(chǎn)生沉淀；有的在表面生長，產(chǎn)生菌膜，菌膜的表面狀況及厚度也不

相同。以上特征對分類也具有意義。

二、酵母菌的細胞結(jié)構

酵母菌的細胞結(jié)構與其他真菌的細胞結(jié)構基本相同。但也有本身特點。

酵母菌的細胞壁主要成分是葡聚糖和甘露聚糖，此外還有脂類、幾丁質(zhì)和

蛋白質(zhì)。

芽痕是酵母菌特有的結(jié)構。酵母菌為出芽生殖，芽泡子成熟后與母細胞分

離，在母細胞上留下的標記即為芽痕。

三、酵母菌的繁殖

酵母菌屬于真核生物，具有無性繁殖和有性繁殂。無性繁殖以芽殖或裂殖

為主。有性繁殖方式是產(chǎn)生子囊胞子。有的把有性繁殖產(chǎn)生子囊胞子的酵母菌

稱之為真酵母；把其他類型的酵母菌稱之為假酵母

四、酵母菌的代表屬

（一）、酵母菌屬

主要有啤酒酵母和葡萄酒酵母。

1、啤酒酵母：啤酒酵母是酵母屬中的典型菌種，也是重要菌種。廣泛應

用于啤酒、白酒、果酒的釀造和面包的制造中，由于酵母菌含有豐富的維生素

和蛋白質(zhì)，因而可作為藥用，也可作為飼料，具有較大的經(jīng)濟價值。

2、葡萄酒酵母：供啤酒釀造底層發(fā)酵也可用于飼料和藥用。

（二）、裂殖酵母屬

（三）、假絲酵母屬

1、熱帶假絲酵母

2、解脂假絲酵母

3、產(chǎn)骯假絲酵母

（四）、球擬酵母屬

（五）、紅酵母屬

（六）、擲泡酵母屬

思考題

1、真菌細胞有何特點？

2、真菌在食品中有何重要性？

3、真菌的細胞構造有哪些結(jié)構？

4、什么是細胞器？包括哪幾種作用？

5、真菌的繁殖方式有哪幾種？

6、什么叫有性繁殖？

7、有性胞子有哪幾種？

8、有性繁殖分為哪幾個階段？］

9、真菌分為哪五個亞門？

1（）、霉菌有何特點？

11、霉菌的菌落特點是什么？

12、醉母菌的形態(tài)和菌類有何特征？

13、酵母菌在食品工業(yè)中有何應用？

第三章非細胞微生物的形態(tài)與結(jié)構

教學目的；簡單了解病毒的一般特性和噬菌體的一般特性以及對食品工業(yè)的

危害。

教學難點：病毒和噬菌體的繁殖。

教學重點：

(1)、病毒的一般特性；

(2)、噬菌體的危害和應用。

講課時數(shù)：2學時

參考書目：

(1)、江漢湖主編：《食品微生物學》，中國農(nóng)業(yè)出版社，2002；

(2)、無錫輕工學院合編：《食品微生物學》，輕工出版社，1988；

(3)、張文治主編：《食品微生物學》,中國輕工出版社，1995；

(4)、武漢大學主編：《微生物學》，高等教育出版社，1996第二版；

(5)、楊潔彬等編：《食品微生物學》，北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1995。

病毒(Virus)是一類比細菌更微小，能通過細菌濾器，只含一種類型核酸

(DNA)或(RNA),僅能在活細胞內(nèi)生長繁殖的非細胞形態(tài)微生物。

現(xiàn)己發(fā)現(xiàn)千余種，它們廣泛分布于自然界中，無論動物、植物和人類都可

受到病毒的危害，因此，掌握病毒的特性，認識病毒傳染和發(fā)病特點，對控制

病毒對人類的危害，防止病毒對食品的造成污染，以及減少發(fā)酵食品生產(chǎn)中因

噬菌體污染而造成的損失均有一定的意義。

第一節(jié)病毒的一般特性

一、病毒的基本特點

1、個體微小

單個的成熟的病毒稱為病毒粒子，其直徑僅為10-30納米，放大幾千至幾

萬倍才能看見。

2、結(jié)構簡單

比其他微生物更簡單，它是由蛋白質(zhì)圍繞核酸組成的復合分子構成的，沒

有完整的酶系統(tǒng)。

3、高度寄生性

病毒不能在人工培養(yǎng)基上生長繁殖，必須進入活細胞中，依靠寄主細胞供

給能量、營養(yǎng)、酶類才能增值。

4、特殊的抵抗力

在活細胞內(nèi)生活的病毒，對于能干擾細胞代謝的各種因素具有明顯的抵抗

力，能抵抗多種抗生素的作用。但干擾素可阻止它的生長和繁殖。

二、病毒的化學組成

1、核酸

2、衣殼

3、包膜

第二節(jié)病毒的繁殖

病毒缺乏生活細胞所具備的完整細胞結(jié)構以及代謝所必需的酶系統(tǒng)和能

量。生活在寄主細胞中的病毒是以本身核酸為模板，利用寄主細胞的原料、能

量和生物合成場所合成病毒的核酸、蛋白質(zhì)等成分，然后在寄主細胞的細胞

質(zhì)或細胞核內(nèi)裝配成為成熟的病毒體，再以各種方式上釋放到細胞外面去，這

種繁殖方式稱之為復制。

通常分為五個階段：吸附、侵入、脫殼、生物合成、裝配和釋放。

第三節(jié)噬菌體

細菌、放線菌和真菌的病毒，稱為噬菌體。給發(fā)酵工業(yè)帶來極大的損失。

噬菌體在電子顯微鏡下有三種主要形態(tài)，即蝌蚪形、微球形和絲狀。

噬菌體感染細菌后可產(chǎn)生兩種后果：

(1)、噬菌體增值而引起細菌裂解一一烈性噬菌體；

(2)、噬菌體不增值而使細菌建立帶噬菌體基因的溶源狀態(tài)一一溫和噬

菌體。

噬菌體的危害：噬菌體在自然界中分布甚廣，主要存在于土壤和污水中，

它們可附著于塵土到處飄揚。自從微生物的培養(yǎng)方法采用深層通氣法后，發(fā)酵

罐內(nèi)發(fā)酵液被噬菌體侵染的機會極多，如果一個細胞感染了噬菌體，在lOmin

至lh左右，就能釋放10個至數(shù)百個子代噬菌體，在短時間能可起溶菌作用，

出現(xiàn)不正常發(fā)酵，甚至停止發(fā)酵，造成嚴重損失。

思考題

1、什么是病毒？

2、病毒的一般特點是什么？

3、病毒的化學組成有哪些？

4、病毒復制的定義是什么？

5、什么是噬菌體？對發(fā)酵工業(yè)有什么危害？

第四章微生物的培養(yǎng)與生長

教學目標：了解微生物營養(yǎng)物質(zhì)的功能，微生物的營養(yǎng)類型、吸收方式以及

根據(jù)營養(yǎng)特點配制不同的培養(yǎng)基；微生物的生長曲線以及環(huán)境對

微生物的影響。

教學難點：微生物的生長曲線及環(huán)境對微生物的影響。

教學重點：

(1)、微生物的營養(yǎng)類型。

(2)、微生物的培養(yǎng)基。

(3)、微生物的生長曲線；

(4)、環(huán)境對微生物的影響。

教學方法：重點講授。

講課時數(shù)6學時

參考書目：

(1)、江漢湖主編：《食品微生物學》,中國農(nóng)業(yè)出版社，2002；

(2)、楊潔彬等編：《食品微生物學》，北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1995；

(3)、無錫輕工學院合編：《食品微生物學》，輕工出版社，1988；

(4)、張文治主編：《食品微生物學》，中國輕工出版社，1995；

(5)、武漢大學主編：《微生物學》，高等教育出版社，1996第二版；

(6)、周德慶主編：《微生物學》，復旦大學出版社，1998。

所有生物為了生存都必須不斷地從外界環(huán)境中吸收所需的各種物質(zhì)從中獲

得原料和能量以便合成新的細胞物質(zhì)，生物所需的這些物質(zhì)稱之為營養(yǎng)物

質(zhì)。生物吸收利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程一般稱為營養(yǎng)。營養(yǎng)物質(zhì)是生物進行一切生

命活動的物質(zhì)基礎，失去這個基礎，一切生物都無法生存，微生物也不例外。

可見，營養(yǎng)對微生物的重要性。

第一節(jié)微生物的營養(yǎng)

一、微生物細胞的化學組成

分析微生物細胞化學組成是了解微生物營養(yǎng)物質(zhì)的基礎。主要成分；C、

H、N、O和無機成分。其中主要是水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸

和無機鹽。水分占90-97,其余占3-10%。

二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能

微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，主要包括碳素化合物、氮素化合物、水分、無機

鹽類和生長素。這些物質(zhì)對微生物的生命活動主要有三方面的作用：

(1)、供給微生物合成細胞物質(zhì)的原料；

（2）、合成代謝和生命活動所需的能量；

（3）、調(diào)節(jié)新陳代謝。

（一）、碳源

碳源主要用來供給菌體生命活動所需的能量，構成軍菌體細胞及代謝產(chǎn)

物。常用的碳源有：糖類、脂肪和某些有機酸、部分醇類。

在某些特殊情況（如碳源貧乏），蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物或氨基酸等也可以被某

些菌種作為碳源使用。山于菌種所含煤系統(tǒng)并不完全相同，所以，各種菌能利

用的碳源亦不相同。

葡萄糖、麥芽糖、乳糖等單糖和雙糖是絕大部分細菌、酵母菌、放線菌及

霉菌可利用的碳源，大多數(shù)霉菌、放線菌和部分細菌可直接利用糊精和淀粉作

為碳源。

（二）、氮源

氮源主要用來構成菌體細胞物質(zhì)（如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)）和含氮代謝

產(chǎn)物。常用的氮源可分為兩類：有機氮源和無機氮源。黃豆餅粉、花生餅粉、

棉籽餅粉、玉米漿、蛋白月東、魚粉等屬于有機氮源；氨水、硫酸鏤、尿素、硝

酸鈉、硝酸錢和磷酸氫二鉉等為無機氮源。

（三）、水

水是微生物體內(nèi)外的溶媒，只有通過水，微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)才能進

入細胞，也只有通過水其代謝產(chǎn)物才能排出體外。另外，水也可以直接參加代

謝作用，如蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪的水解作用都是在水參與下才能進行

的。

（四）、無機鹽

無機鹽也是微生物生長所必不可少的營養(yǎng)物，其中又可分為主要元素和微

量元素兩大類。主要元素微生物需要量大，有P、S、Mg、K、Ca、Na等，它

們參與細胞結(jié)構物質(zhì)的組成，有調(diào)節(jié)細胞質(zhì)pH值和氧化還原電位的作用，有

能量轉(zhuǎn)移、控制原生質(zhì)膠體和細胞透性的作用。微量元素有Fe、Cu、Zn、

Mn、Co等，它們的需要量雖然極微，但往往強烈地刺激微生物的生命活

動。它們或是酶活性基的組成成分或酸的激活劑。

（五）、生長因子

有些微生物在含有碳源、氮源、無機鹽的培養(yǎng)基中仍不能正常生長，如在

培養(yǎng)基中加入某種組織（或細胞）提取液時，則微生物生長良好，說明這種組

織中含有某些微生物生長所需的生長因子。凡是微生物生長所不可缺少的微量

有機物都稱為生長因子。包括維生素、氨基酸、噂吟、嗨咤及其衍生物。

這些物質(zhì)之所以稱之為生長因子，是由于某些微生物自己不能合成之，必

須由外界提供。它不是一切微生物所必需的。

第一類是不需要外源供給的微生物，像自養(yǎng)型細菌和廣泛分布的一些腐生

性細菌和霉菌，它們自己可以合成這些物質(zhì)，以滿足自身的需要。

第二類是缺乏自制一種或兩種能力的微生物，如金黃色葡萄球菌需要硫胺

素，根瘤菌需要生物素。這類微生物中有些種類，當外界供給所需要的前體物

質(zhì)，亦能滿足需要。

第三類為對多種維生素、氨基酸、堿基都缺乏合成能力的微生物，在培養(yǎng)

基中提供水解蛋白質(zhì)和織物組織液才能生長（如麥芽汁、酵母汁）。

維生素作為酶的活性基團起催化作用。氨基酸是組成蛋白質(zhì)的結(jié)構物質(zhì)，

喋吟、喀咤是合成核甘酸的主要物質(zhì)。

三、微生物的營養(yǎng)類型

由于各種微生物的生活環(huán)境和對物質(zhì)的利用能力不同，它們對營養(yǎng)的需要

和代謝方式也不盡相同，艱據(jù)微生物所需要的營養(yǎng)和能量的不同，尤其是碳素

營養(yǎng)來源的不同，可把它們分成自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物兩大類。

自養(yǎng)型微生物：能利用簡單的無機物作為營養(yǎng)物質(zhì)進行生長繁殖，能以

C02或碳酸鹽為碳源，以氨或硝酸鹽為氮源，在體內(nèi)合成有機物，不需要外界

供給有機物。

異養(yǎng)型微生物：只能用現(xiàn)成的有機物作為碳源，如單糖、雙糖、淀粉、纖

維素、有機酸等，另外，取據(jù)能量來源不同，又可分為兩種類型。即光能營養(yǎng)

型和化能營養(yǎng)型。光能營養(yǎng)型能利用光能?；軤I養(yǎng)型是來自物質(zhì)氧化過程釋

放的能量。

根據(jù)碳素來源和能量來源可分四種類型。

（1）、光能自養(yǎng)型：這類微生物利用日光作為其生活所需的能源，利用

C02作為碳源，以無機物為供氫體來還原C02,合成細胞有機物質(zhì)。如藍細菌

（光合細菌）。

（2）、光能異養(yǎng)型：有少數(shù)微生物種類具有光合色素，能利用光能把

C02還原為碳水化合物，但必須以某種有機物為CO2同化中的供氫體。如紅螺

菌屬利用丙醇作為供氫體，積累丙酮。

（3）、化能自養(yǎng)型：能利用氧化無機物時產(chǎn)生的能量，把CCh還原成有

機碳水化合物。如硝化細菌、鐵細菌等。

（4）、化能異養(yǎng)型：能源來自有機物的氧化或發(fā)酵產(chǎn)生的化學能，以

有機物為碳源，以有機或無機氮為氮源。這類微生物的種類最多。

四、微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式

微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收取決于細胞膜的結(jié)構和生物功能。細胞膜是一層

具有高度選擇性的半透膜，控制營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的進出細胞。細胞膜上

有豐富的酶，這些酶與物質(zhì)的吸收和排泄有關。

微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的機制有四種：

1、被動擴散：由高濃度向低濃度擴散。

2、助長擴散：有載體蛋白參加。

3、主動運輸：從低濃度向高濃度擴散，需要能量和載體蛋白。

4、基因轉(zhuǎn)移：通過磷酸化轉(zhuǎn)移。

五、培養(yǎng)基

微生物的生長和繁殖需要一定的營養(yǎng)物質(zhì)，根據(jù)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需

要，經(jīng)過人工配制適合比同微生物生長、繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)就成

為培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的主要用途為：促使微生物生長與繁殖，用于微生物純種分

離、鑒定和制造微生物制品等。

(一)、培養(yǎng)基的類型

由于各種微生物所需要的營養(yǎng)物不同，所以培養(yǎng)基的種類也有很多種，估

計可有數(shù)千種之多，但大致可以分為以下幾類。

1、根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)來分

(1)、合成培養(yǎng)基：是由已知化學成分及數(shù)量的化學藥品配制而成的。

這種培養(yǎng)基成分精確，重復性強。但價格高，一般多用于實驗室內(nèi)供研究有關

微生物的營養(yǎng)、代謝、分離和鑒定生物制品及選育菌種用。

(2)、天然培養(yǎng)基：采用化學成分還不十分清楚或化學成分不恒定的天

然有機物，可用組織提取液等。如牛肉膏、酵母膏、麥芽汁、蛋白陳、牛奶、

血清等。玉米粉、馬鈴薯配制方便、經(jīng)濟，運用于實驗室和生產(chǎn)。

(3)、半合成培養(yǎng)基：在天然有機物的基礎上，加入一些化學藥品，以

補充無機鹽成分，使其更能充分滿足生長需要。該培養(yǎng)基是使用最多的培養(yǎng)

基。

2、根據(jù)培養(yǎng)基物理性狀分

(1)、固體培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入2%瓊脂，成為固體狀，用于菌

種保臧、分離、菌落特征觀察、計數(shù)等。

(2)、液體培養(yǎng)基：一般用于生產(chǎn)。

(3)、半固體培養(yǎng)基：加入0.35%?0.40%瓊脂。

R、根據(jù)培養(yǎng)基的用途來分

(1)、基礎培養(yǎng)基：滿足一般微生物生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)。

(2)、加富培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入額外的營養(yǎng)物質(zhì)，使某些微生物在

其中生長，而不適合其它微生物生長。通常加入血、血清、動植物提取液。

(3)、選擇培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某些化學藥品以抑制不需要的微生

物生長，而促進需要的微生物生長，往往加入一些抑菌劑或殺菌劑。

(4)、鑒別培養(yǎng)基；根據(jù)微生物能否利用培養(yǎng)基中的某種成分，依靠指

示劑的顏色反應，借以鑒別不同種類的微生物。

(二)、培養(yǎng)基配制的原則

1、根據(jù)微生物的營養(yǎng)要求配制；

2、注意營養(yǎng)成分的比例；

3、培養(yǎng)基的pH值；

4、氧化還原電位。

思考題

1、營養(yǎng)的概念。

2、微生物需要那些營養(yǎng)物質(zhì)？在生命中的主要功能是什么？各有哪些常用

的物質(zhì)？

3、微生物有哪幾種營養(yǎng)類型？各自的概念是什么？

4、微生物對營養(yǎng)吸收有哪兒種方式/

5、微生物培養(yǎng)基有哪些類型？主要用途？

6、培養(yǎng)基的配制應遵循哪幾個原則？

第二節(jié)微生物的生長

一、微生物的生長

微生物在適宜的環(huán)境中，按照自己的代謝方式，不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進

行新陳代謝，即進行同化作用和異化作用。如果同化作用大于異化作用，細胞

會增大，細胞的體積逐漸增加，這就是生長。細胞的生長有一定限度的，當增

到一定限度時，細胞就開始分裂，形成兩個基本相似的子細胞，子細胞又可重

復進行生長和分裂。細胞分裂形成子細胞，使個體數(shù)目增加，這就是分裂。從

生長到繁殖的過程也就是由量變到質(zhì)變的發(fā)展過程，這一質(zhì)變過程叫發(fā)育。

微生物在比較合適的條件下，能正常生長和繁殖。當環(huán)境發(fā)生某些變化，此變

化超過了微生物能適應忍受的程度時，微生物的生命活動就會受到抑制而發(fā)生

變異，甚至死亡。

細菌的生長的標志：以群體數(shù)目的增加作為生長標志。因為很難將生長與

繁殖分開。

放線菌和霉菌：是以菌絲的伸長和分枝表現(xiàn)為生長的。

對于微生物的應用，不論是在食品和其他方面的應用，主要是利用它的菌

體，及其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和酶類，而這與微生物的生長是密切相關的。所以了

解和掌握微生物的生長特性是很有必要的。

二、微生物的純培養(yǎng)

目的是從混雜狀態(tài)中純化分離細菌，是研究利用微生物的基礎，通常采用

以下方法：

1、稀釋平板法；

2、劃線法；

3、單細胞分離法；

4、選擇培養(yǎng)基分離法。

此部分試驗指導中也有，在此簡單介紹。

三、微生物生長的測定

(一)、單細胞的微生物是指細菌和酵母菌等，它們的生長量不是測定細胞大

小，而是測定群體增長量,方法如下：

1、全數(shù)測定

所謂全數(shù)測定，即是培養(yǎng)一定時間后測定細胞的總數(shù)。其數(shù)量既包括活的

細胞，也包括死的細胞。

(1)、計數(shù)器法：采用血球計數(shù)板。

(2)、染色涂片計數(shù)法；取定量菌液將其涂布于Icm?的面積內(nèi)，染色、

鏡檢、計數(shù)。

(3)、比濁法：是測定菌液中細胞數(shù)的快速方法，原理是菌液中細胞量

越多，濁度越大。用未知細胞數(shù)的菌液和己知細胞數(shù)的菌液相比，來求出未知

細胞數(shù)菌液中的細胞數(shù)。

2、活菌計數(shù)法：測定活菌數(shù)。

(1)稀釋平板法：取待測的細胞懸液作?系列的稀釋，稀釋級數(shù)越高，

稀釋液中含細胞數(shù)愈少，也就越易在培養(yǎng)皿上顯出單個菌落。

(2)、液體稀釋培養(yǎng)法：采用統(tǒng)計學原理進行測定，如大腸菌群的測

定，采用此方法。

(二)、多細胞微生物生長的測定

以菌絲生長的長度或菌絲增加的重量作為生長指標。最簡單的方法是將酶

菌接種在培養(yǎng)皿內(nèi)固體培養(yǎng)基中央，在一定時間內(nèi)測定菌落的直徑或面積。對

生長速度快的霉菌，可每24h測量一次?？汕蟪鼍z的平均生長速度。

(三)、細胞物質(zhì)的測定

測量活菌或死菌。

1、干重法：過濾或離心，烘干稱重。

2、含氮量法：細胞的蛋白質(zhì)含量比較穩(wěn)定。而氮又是蛋白質(zhì)的重要組

成。因此，測定微生物細胞的含氮量來表示其生長情況。

四、生長曲線

是指細菌等單細胞微生物，以細胞增長數(shù)的對數(shù)值為縱坐標，以培養(yǎng)時間

為橫坐標作圖時，可以繪出一個曲線，此曲線稱為生長曲線。

細菌純培養(yǎng)的生長曲線：由于細菌各個時期生長繁殖速度不同，所以，生

長曲線又可分為延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。

(一)、延遲期

少量的細菌接種到新鮮培養(yǎng)基后，開始時，細胞一般不立即進行繁殖。因

此，它們的細菌數(shù)幾乎不增加，甚至還有減少。生長曲線中的這一段時間稱為

延遲期。

處于延遲期的細菌體積增長較快，特別是在此期的末期。

延遲期的出現(xiàn)可能是因為細胞在新的環(huán)境中，需要合成新的必需的酶、輔

酶或某些中間代謝產(chǎn)物，或者為了適應新環(huán)境而出現(xiàn)的調(diào)整代謝的時間。延遲

期的長短與菌種的遺傳性、菌齡及移種到新鮮培養(yǎng)基前后所處的環(huán)境條件是否

相同等因素有關。。

繁殖速度較快的菌種接種時，其延遲期也較短，甚至檢查不到延遲期；接

種到同樣組成的培養(yǎng)基比接種到組成不同的培養(yǎng)基中，其延遲期要短些；增大

接種量可縮短甚至消除延遲期。

由于延遲期的長短能影響微生物的正常生長周期，在發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中延長

生產(chǎn)周期，會降低設備的利用率。所以，生產(chǎn)實踐中總