食品微生物微生物的营养与培养基
4 微生物的营养
基团移位 有 快 由稀至浓
内部浓度高
运送速度
溶质运送方向
平衡时内外浓度
相等
无特异性 不需要
相等
特异性 不需要
运送分子 能量消耗
运送前后溶质分子
特异性 需要
特异性 需要
不变
无 无竞争性 无
不变
有 有竞争性 有
不变
有 有竞争性 有
改变
有 有竞争性 有
载体饱和性 与溶质类似物 运送抑制剂
•单纯扩散：溶质分子通过细胞膜上的小孔由高浓度 向低浓度扩散。 •促进扩散：物质在膜渗透酶帮助下顺浓度梯度快速 扩散运送。
第六章 微生物的营养
一、微生物的营养
• 营养（nutrition）：指生物体从外部环境摄取
其生命活动所必需的能量和物质，以满足其
生长和繁殖需要的一种生理功能。
• 营养物（nutrient）：指具有营养功能的物质， 在微生物学中，常常还包括光能这种非物质形
式的能源在内。微生物的营养物可为它们正常
生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质
微生物的营养类型
营养类型
光能自养型 （光能无机营养型） 光能异养型 （光能有机营养型） 化能自养型 （化能无机营养型） 化能异养型 （化能有机营养型）
能源
光 光 无机物* （还原态） 有机物
氢供体
无机物 有机物 无机物 有机物
基本碳源
CO2 CO2及简单 有机物 CO2 有机物
实例
蓝细菌 藻类 红螺菌科 铁细菌 氢细菌
6、水
• 微生物细胞的重要组成成分，其含量可达70～
95%（细菌～80%，酵母～75%，霉菌～ 85%）。 • 水的类型：自由水、结合水。 • 水的功能：优良的溶剂；细胞内进行各种生化 反应的媒介；维持生物大分子结构的稳定，参 与某些重要的生物化学反应。
第二节微生物对营养物质的吸收(精)
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类型
浓度 梯度 顺 顺 逆 逆
能量 需要 否 否 是 是
载体 平衡点 渗透酶 无 有 有 有 不改变 不改变 改变 改变
实例
单纯 扩散
促进 扩散 主动 运输 基团 转移
水
气体分子 金属离子
氨基酸 大部分 物质
糖类
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第三节 微生物的营养类型
一、概述
微生物对营养物质的利用，就其总体 而言，地球上几乎没有一种有机物不被他 们所利用，但就某一种而言，他们所需要 的营养物却有一定范围。 根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物 还是有机化合物可以把微生物分为自养型 微生物和异养型微生物两大类。
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二、营养吸收方式
1.被动扩散（单纯扩散）
利用浓度差，从高向低扩散，不消耗能 量，非特异性（无选择性），速度慢。
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2.促进扩散
利用浓度差，不消耗能量，多见于真核生物。 有一种载体像渡船一样运输，可大大加快速度， 这种载体是一种蛋白质，称为透过酶/渗透酶。
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3.主动运输
光合色素 光
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三、化能自养型微生物 Chemoautotrophs
这一类微生物有氧化一些无机 物（H2S,FeCO3,NH4+,NO3-）的能力， 利用氧化无机物时产生的能量（化 学能），把二氧化碳 CO2 或可溶性 的碳酸盐 CO32-还原成有机碳化物。
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这些微生物仅限一些细菌：氢 细菌，硫细菌，铁细菌，氨细菌和 亚硝酸细菌共五类。 他们在产能过程中，需要大量 氧气，所以所有的化能自养型微生 物均为好氧菌。
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一、营养物质与营养
微生物和食品微生物学
食品微生物学在食品安全法规中的地位
法规标准
食品微生物学在食品安全法规中起到核心作用。很多国家和地区都制定了与食品 微生物学相关的法规和标准，以确保食品生产、加工和销售过程中的安全性。
监督与执法
食品安全监管机构通常依赖食品微生物学的原理和方法来评估食品的安全性。这 包括对食品中的微生物指标进行检测，以及确保食品生产和销售商遵守相关的微 生物安全标准。
微生物和食品微生物 学
汇报人： 2023-11-20
目 录
• 微生物学基础 • 食品微生物学简介 • 食品微生物的检测与控制 • 食品微生物学在食品安全中的应用
CHAPTER 01
微生物学基础
微生物的定义与分类
定义
微生物是一类生物体，它们通常无法用肉眼直接观察到，需要借助显微镜才能 看到。它们存在于自然界的各个角落，包括土壤、水体、空气、动植物体内等 。
物核酸。这种方法具有高度的特异性和敏感性，能够迅速准确地检测食
品中的微生物。ຫໍສະໝຸດ 03免疫学方法基于抗原与抗体的特异性结合反应，通过制备特异性抗体，对食品中的
微生物进行检测。这种方法具有快速、灵敏的优点，但需要制备相应的
抗体。
食品微生物的控制措施
加强原料控制
严格筛选原料，避免使用受到微生物污染的原料，从源头 减少食品微生物的污染。
能量流动
一些微生物能够利用光能或化学能进行生命活动，从而在能量流动中发挥作用。例如，光 合细菌能够利用光能合成有机物质，而一些化能自养菌则能通过氧化无机物获得能量。
生态平衡
微生物作为生态系统中的分解者，有助于维持生态平衡。它们能够分解动植物残体，防止 有机物堆积，从而保持生态系统的稳定。同时，它们也作为食物链的一环，被其他生物捕 食，维持食物网的平衡。
微生物培养基及其成分介绍
微生物培养基及其成分介绍培养基通常指人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养物质。
广义上说，凡是支持微生物生长和繁殖的介质或材料均可以作为微生物的培养基。
培养基的种类繁多，因考虑的角度不同，可将培养基分成以下一些类型：天然培养基：利用生物组织、器官及其抽取物或制品配成；根据对培养基成分了解的程度合成培养基：使用成分完全了解的化学药品配制而成；半合成培养基：由部分天然材料和部分已知的纯化学药品组成液体培养基：各营养成分按一定比例配制而成的水溶液或液体状态的培养基；根据培养基物理状态固体培养基：液体培养基中加入一定量的凝固剂配制而成的固体状态的培养基；半固体培养基：琼脂加入量为0.2%-0.5%而配制的固体状态的培养基；种子培养基：适合微生物菌体生长的培养基；培养基根据培养的目的发酵培养基：用于生产预定发酵产物的培养基；繁殖培养基：主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基；保藏培养基：主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基；基本培养基：能满足某菌种的野生型菌株最低营养要求的合成培养基；加富培养基：在普通培养基中加入血、血清、动（植）物组织液或其他营养物质（或生长因子）；选择培养基：根据某种或某类微生物的特殊营养要求，或对某些物理、化学条件的抗性而设计的培养基；根据培养基的特殊用途鉴别培养基：在培养基中添加某种或某些化学试剂后，某种微生物生长过程中产生的特殊代谢产物会与加入的这些化学物反应，并出现明显的特征性变化，从而使其与其他微生物区别开来；测定生理生化特性的培养基：鉴定微生物时，为了观察微生物的培养特征或测定生理生化反应而采用的培养基；税则品目3821项下制成的微生物培养基包括能为细菌、真菌、病原菌、病毒及其他微生物提供营养及繁殖条件的各类制剂，通常是用肉汁、鲜血或血清、蛋、土豆、藻酸盐、琼脂、胨、明胶等配制而得的，但不包括未制成培养基的产品。
现介绍几种常见的配制培养基用的物质及其归类。
微生物的营养与培养
微生物的营养与培养一、微生物的营养微生物的营养是指微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程。
微生物同其他生物一样都是具有生命的，需要从它的生活环境中吸收所需的各种的营养物质来合成细胞物质和提供机体进行各种生理代谢所需的能量，使机体能进行生长与繁殖。
（一）微生物的营养要素细胞的组成：有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。
微生物的基本营养1.碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的物质通称碳源。
碳源通常也是机体生长的能源。
能作为微生物生长的碳源的种类极其广泛，既有简单的无机含碳化合物CO2和碳酸盐等，也有复杂的天然的有机含碳化合物，它们是糖和糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合物。
但是微生物不同，利用这些含碳化合物的能力也不相同。
目前在微生物发酵工业中，常根据不同微生物的需要，利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。
2．氮源微生物细胞中大约含氮5%—15%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。
微生物利用它在细胞内合成氨基酸，并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。
因此，氮素对微生物的生长发育有着重要的意义。
无机氮源一般不用作能源，只有少数化能自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。
对于许多微生物来说，通常可以利用无机含氮化合物作为氮源，也可以利用有机含氮化合物作为氮源。
许多腐生型细菌、肠道菌、动植物致病菌一般都能利用铵盐或硝酸盐作为氮源。
例如大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌等都可以利用硫酸铵、硝酸铵作为氮源，放线菌可以利用硝酸钾作为氮源，霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。
在实验室和发酵工业中，常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆等。
3．无机盐无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质，也是构成微生物细胞结构物质不可缺少的级成成分。
食品微生物学知识结构
二、放线菌 1. 个体形态：丝状体。 2. 个体构造：三种类型的菌丝（营养菌丝、气 生菌丝、孢子丝）。 3. 繁殖方式：分生孢子、孢囊孢子、菌丝片段。 菌落形态：干燥、不透明、表面呈致密的丝绒
状，上有一薄层彩色的“干粉”；菌落和培养基 的连接紧密，难以挑取。
4、常见类群（了解）
三、真菌
1、营养体结构 无隔菌丝、有隔菌丝。 2、繁殖体
A、菌种特性 B、接种龄: 以对数期接种龄的种子接种，延滞期短。 C、接种量:发酵工业上通常采用种子:发酵培养基=1:10 D、培养基成分:一般要求发酵培养基的成分或种子培养基
的成分尽量接近，且应适当丰富些。
3、延滞期出现原因
微生物接种到一个新的环境，暂缺乏足够的能量
和必需的生长因子。
“种子”老化（即处于非对数生长期）
四、霉菌
根霉、毛霉、青霉及曲霉个体结构特征。（课
堂及实验部分结合起来）。
五、病毒
1、定义：一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的 超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA或RNA 的遗传因子。 2、基本特点
（1）个体微小:10～300nm （2）无细胞结构:蛋白质+核酸（DNA或RNA） （3）高度寄生性:在细胞内表现为生命, 在细胞外为无生命的大分子 的复合物。 （4）特殊的抵抗力:不能被抗生素所杀灭，但可以被干扰素，以及 一般的甲醛、紫外线所杀灭。
（1）体积小、面积大 （2）吸收多、转化快 （3）生长旺、繁殖快 （4）适应强、易变异 （5）种类多、分布广 这些特点给人类生活及生产带来的不利及有利影响，如何利用它？
4、微生物培养设备
好氧培养设备：实验室（摇瓶、培养皿、斜面）、工业生产（发酵罐） 供氧的途径？防污染的机理？ 厌氧培养设备：实验室（厌氧罐、手套箱）、工业生产 固体厌氧与液体厌氧，固体好氧与液体好氧？
第四章-营养1
▪ 化能异养型微生物根据所利用的有机物的特 性，分为腐生型和寄生型。
▪ 四种营养类型的划分并不是绝对的，在一定 条件下可以转变。
第三节 营养物质进入细胞的方式
▪ 细胞壁——简单排阻 ▪ 细胞膜——选择透性
不需要载体蛋白参与：单纯扩散
不耗能量：协助扩散（促进扩散）
需要载体蛋白参与
被运输物质分子不发生化学变化：主动运输
耗能
被运输物质分子发生化学变化：基团转位
一、单纯扩散
▪ 物质由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散。 ▪ 物质扩散的动力是该物质在膜内外的浓度差，运输的速率随
膜内外浓度差的降低而减少，最终达到动态平衡。 ▪ 运输速率取决于浓度差、物质的极性及分子大小；一般分子
量小、脂溶性、极性小的营养物质易吸收；温度高时易运输。 ▪ 运输的物质主要有水、O2、CO2、某些氨基酸分子、甘油等
CO2
NaHCO3,CaCO3等 NaHCO3,CaCO3等
二、氮源
——合成细胞结构物质及代谢产物中含氮物质的营养源。 包括 有机氮源：蛋白质及降解产物（胨、肽、氨基酸）、尿素
无机氮源：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子氮等。 氨基酸异养型：需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源； 氨基酸自养型：可以自行合成所需要的一切氨基酸。 常用玉米浆、豆饼、花生饼及人工制取的蛋白胨、牛肉膏、 铵盐、硝酸盐。
无机物氧化
化能异养型
有机物
有机物氧化
代表菌 着色菌属
蓝细菌 红螺菌属
氢细菌 铁细菌 大肠杆菌等
备注
含叶绿素或 细菌叶绿素
有机物作为 供氢体
氧化无机物 产生能量
有机物作为 碳源和能源
光能异养型
▪ 例如：红螺菌利用异丙醇为供氢体
微生物培养的营养方案
微生物培养的营养方案
微生物培养的营养方案通常包括以下几个方面：
1. 碳源：提供微生物所需的碳源。
常用的有葡萄糖、果糖、蔗糖等。
2. 氮源：提供微生物所需的氮源，用于合成蛋白质和核酸等生物大分子。
常用的有氨基酸、尿素、氨水等。
3. 磷源：提供微生物所需的磷源，用于合成DNA、RNA和ATP等。
常用的有磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等。
4. 微量元素：提供微生物所需的微量元素，如铁、锰、锌、钼等。
常用的有硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌等。
5. 辅助因子：根据微生物的需要添加适量的维生素、生长因子等。
6. pH值调节：根据微生物的喜好，调节培养基的pH值。
营养方案的具体配比需要根据所培养的微生物种类、生长特点以及培养目的来确定，不同微生物有不同的营养需求。