食品微生物课本知识总结

一、微生物的概念及其在生物分类中的地位(一)微生物的概念1、定义：微生物是指肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物（＜0.1mm）的总称。

它们大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的生物。

2、种类根据其是否有细胞结构分为两大类：非细胞型【病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）】细胞型【原核细胞型：真细菌、放线菌、古生菌;真核细胞型：酵母菌、霉菌、蕈菌（多细胞）】(二)微生物在生物分类中的地位1、五界系统：1969年魏塔克提出，把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。

2、六界系统：我国学者陈世骧把生物分为六界，即病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界。

微生物分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界的四个界。

3、三域学说：1978年伍斯等提出了生命起源的三原界系统，现称为三域学说。

将整个生物界分为3个域，即古生菌域、细菌域和真核生物域，把域放在门和界水平之上。

把传统的界分别放在这3个域中，这个学说已基本被各同学者所接受。

在六界系统中微生物占有4界，既有原核生物，又有真核生物，还有非细胞结构的生物。

在三域学说中微生物分布于3个域。

这显示了微生物分布的广泛性及其在自然界的重要地位。

微生物在生态系统中的地位：消费者，部分生产者二、微生物的生物学特性⑴形态微小、结构简单。

病毒：nm，细菌：几个μm，霉菌：几十个μm。

⑵代谢旺盛、繁殖快速。

几乎所有的有机质都可以被微生物分解，还可以产生多种产品：酒精、抗生素、有机酸、酶制剂、维生素、核酸等。

代谢类型多、代谢能力强：表面积与体积比值大，可迅速进行物质交换，所以代谢强度高于动、植物，高几千—几万倍。

繁殖速度极快，一个细胞分裂一次就是二个个体。

如：大肠杆菌（E.coli）条件适宜、20~30分钟一代，24小时72代、菌体数4.7×1021个，4~5天体积与地球相仿。

⑶适应性强、易变异。

生存条件温和，可在常温、常压下生长、培养基中的（原料）营养物质容易获得。

微生物形体微小、易受环境的影响，而产生变异，而这种变异通常可稳定遗传，形成新种。

实际工作中这种变异常导致菌种的退化。

⑷种类繁多、分布广泛。

1.2万米高空、1万米海底、江、河、湖、海中，到处可见微生物。

土壤中、冰雪中、温泉中（90℃以上）等（-12℃~100℃），目前有10万种以上。

三、微生物学及其主要分科微生物学是研究微生物及其生命活动规律的学科。

是研究微生物在一定条件下的形态、构造、分类、遗传变异、生理生化、生长繁殖、生态及其与人类、动物、植物、自然界之间相互作用等生命活动规律的一门学科。

1、内容：形态、构造、分类、遗传变异、生理、生化、生长繁殖、生态和在工业、农业、医学、和环保等方面的应用。

2、分支：基本理论：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学及微生物遗传学等。

应用方面：工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、乳品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学、土壤微生物学、环境微生物学等。

3、微生物与人类的关系①微生物的有益之处利用微生物制作食品、饮料和酒类利用微生物生产许多种抗生素等药品参加自然界的物质循环利用微生物处理污水净化环境以微生物作为科研材料进行基因工程等②微生物的危害使人类和各种动植物感染各种疾病等如：人类：鼠疫、艾滋病、肺结核、流行性脑炎等;动物：疯牛病、鸡、猪的瘟疫等（人畜共患）;植物：苹果等水果的腐烂病、一些植物的软腐病;其它物品：使食物或皮革制品腐烂霉变。

非典是由某种冠状病毒引起的，中间的病毒粒子具有复杂的形态，遗传物质是单链的RNA。

目前所知，冠状病毒科,只感染脊椎动物，与人和动物的许多疾病有关四、微生物学的形成与发展（一）我国古代人民对微生物的认识和利用（二）微生物的发现和发展1、发展简史（形态学时期）1674年：荷兰人列文虎克（Antony Van Leeuwen hock）观察到原生动物。

1676年：列文虎克观察到了细菌。

2、生物学的先驱及其贡献奠基（生理学时期）巴斯德（曲颈瓶实验）：1、否定了生命“自然发生”学说；2、解决了当时工、农、医方面提的许多难题，推动了生产的发展：3、奠定了微生物学的理论基础，4、创造了一些微生物学实验方法，柯赫：1、发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等；2、发明了固体培养基，提出了纯培养的概念和方法；3、创造了细菌染色的方法.（三）工业微生物学的发展——分子生物学阶段19世纪后期，微生物已成为一门独立科学20世纪，微生物与生化、遗传结合使微生物学发展迅速。

分子生物学是由微生物学，生化和遗传学三门学科组成。

生物工程是微生物学的重要内容。

生物工程包括：基因工程，细胞工程，酶工程和微生物工程。

生物工程的内容：有机酸，AA，抗生素，维生素，核苷酸，酿造，E制剂，食用菌，农药，菌肥等。

五、食品微生物学研究的内容与任务1、食品微生物学食品微生物学是微生物学的一个分支学科。

它是在普通微生物学与相关微生物学的基础理论与基本技术的基础上，专门研究食品中微生物的生态分布、生物学特性、食品在贮藏和加工过程中有益微生物的作用以及食品中有害微生物的污染、控制及卫生学检测，从而为人类提供营养丰富、品种多样、安全卫生的食品而发展起来的一门新学科。

食品微生物学就是研究微生物与食品之间相互关系的一门科学。

2 、食品微生物学的研究内容⑴研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。

如乳酸菌、双歧杆菌的生物学特性（包括形态、营养代谢、生长繁殖、生态、遗传变异等）。

⑵研究如何利用有益微生物为人类制造食品。

如利用细菌来生产食醋、味精等调味品，酸乳、干酪、酸性奶油等发酵乳制品；利用酵母菌来生产馒头、面包、酿酒及食用蛋白等；利用霉菌生产腐乳、豆豉、酱、酱油、柠檬酸等食品或添加剂。

⑶研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。

如微生物引起面包、粮食的发霉，米饭变酸、变臭，水果腐烂，牛奶凝固以及金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、沙门氏菌等引起食物中毒等。

金黄色葡萄球菌在37℃好氧条件下可以迅速繁殖并产生肠毒素，最终导致人类的食物中毒。

⑷研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标（如国标，部标及企业标准），从而为判定食品的卫生质量提供科学依据。

食品卫生微生物学标准主要包括有细菌总数、大肠菌群和致病菌等。

3、食品微生物学的主要任务食品微生物学是食品科学与工程专业的一门重要的专业基础课。

其中主要任务是：⑴研究食品中存在的微生物种类、分布及其特点；⑵掌握食品微生物学的基本知识、基础理论和基本实验技能，辨别有益的、腐败的和病原的微生物。

从而，在食品制造和保藏中，充分利用有益的微生物资源，为提高产品的数量和质量服务；⑶控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品引起的病害，提高食品的卫生质量，保证人类健康。

第二章微生物主要类群与结构第一节原核微生物与真核微生物的概念与主要区别微生物世界包含了相当多样化的类群。

按照现代生物学的观点，微生物可分为细胞型微生物和非细胞型微生物，凡具有细胞形态的微生物统称为细胞型微生物。

细胞型微生物又根据细胞的结构不同分为原核微生物和真核微生物。

一、原核微生物是指一大类仅含一个DNA分子的原始核区而无核膜包裹的原始单细胞微生物，与真核微生物不同。

由于真细菌细胞的结构在原核微生物中颇具代表性，并且对其研究也较深入，所以本章以细菌为代表介绍原核微生物细胞的结构和功能。

二、真核微生物是一大类具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等的微生物。

其细胞质中有线粒体等细胞器和内质网等内膜结构。

第二节原核微生物的形态、结构及其生理功能原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等。

一、细菌细菌是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分分裂法繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。

(一)细菌细胞的形态1、细胞的形状与排列方式三种基本形态：球状、杆状、螺旋状。

其中以杆状为最常见，球状次之，螺旋状较为少见。

⑴杆菌：细胞呈杆状或圆柱状（短的：近似球形。

长的：呈丝状。

⑵球菌：细胞呈球状或椭圆形。

根据细胞分裂后新细胞所保持的空间排列方式，分为以下几种情形：单球菌——尿素微球菌双球菌——肺炎双球菌链球菌——溶血链球菌四联球菌——四联微球菌八叠球菌——尿素八叠球菌葡萄球菌——金黄色葡萄球菌⑶螺旋菌：螺旋状的细菌称为螺旋菌。

2、细菌的大小⑴长度单位：常用度量单位是：微米（μm），在显微镜下用测微尺测量。

⑵表示方法：球菌：直径（球菌直径:0.2~1.5μm）杆菌：长宽（杆菌:长1~5μm×宽0.5~1μm）螺旋菌：宽、长、螺距(二)细菌细胞的基本结构一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都具有的构造。

特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。

细菌细胞结构的模式构造见下图。

1、细胞壁所有细菌都有细胞壁（支原体除外）。

它是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被，主要成分为肽聚糖。

它赋于细菌细胞以强度和形状。

⑴细菌的革兰氏染色法由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察。

细菌的革兰氏染色法是在1884年，丹麦医生C.G r a m发明。

其根据不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G-）。

程序：（1）初染（结晶紫30S）（2）媒染剂（碘液30S）（3）脱色（95%乙醇10-20S）（4）复染（蕃红30-60S）结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏阳性菌（G+）菌体呈红色的为革兰氏阴性菌（G-）⑵细菌细胞壁的构造和化学组成：具有多样性的特征，它们不仅具有很多的共性。

而且在革兰氏阳性菌、革兰氏阴性茵和古生菌中还存在各自的特性。

革兰氏阳性菌（G+）：细胞壁较厚(20-25nm)，构造简单，其化学组分为肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性菌（G-）：细胞壁较薄(10-15nm)，有多层构造(肽聚糖和脂多糖层等)。

其化学组分为肽聚糖和一定量的类脂质和蛋白质等成分。

Ⅰ肽聚糖：组成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的主要化学成分。

也称胞壁质、粘肽或粘肽复合物。

其由三部分组成：双糖：N-乙酰胞壁酸（G）、N-乙酰葡萄糖胺（M）肽尾：4肽，是由4个氨基酸分子连接而成的短肽。

肽桥：相邻“肽尾”互相交联形成高强度的网状结构。

不同细菌的肽桥类型是不同的，肽桥类型的不同是“肽聚糖的多样性”的又一体现。

NAG与NAM之间通过β-1,4糖苷键相连，构成主链骨架NAM与AA之间通过肽键相连接于聚糖骨架链的N-乙酰胞壁酸的乳酰基上。

Ⅱ磷壁酸：又称垣酸，为大多数革兰氏阳性菌所特有。