微生物的生长繁殖与控制 PPT课件

第六章微生物的生长及其控制1

获得同步生长的方法：获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化化化化物物化化
过过过区区区区区区区区过膜膜膜过
获得同步生长的方法主要有两类：获得同步生长的方法主要有两类：
环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细胞周期不同的周期变化。胞周期不同的周期变化。机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。不影响细胞代谢。
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其结以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，论也基本适用于酵母菌。论也基本适用于酵母菌。 ☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、死亡的整个动态变化过程。死亡的整个动态变化过程。 ☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却每种细菌都有各自的典型生长曲线，有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。
二、以数量变化对微生物生长情况进行测定（一）直接法
将待测样品制成菌悬液，适当稀释，将待测样品制成菌悬液，适当稀释，加入血球计数板方格网的计数室内，在显微镜下直接计数；格网的计数室内，在显微镜下直接计数；因为计数室的体积一定，体积一定，所以能够计算出每毫升待测样品中的细胞个数；特点：全菌计数，不区分死菌与活菌；特点：全菌计数，不区分死菌与活菌；适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌；适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌；要点：菌悬液浓度应在个细胞/毫升左右毫升左右；要点：菌悬液浓度应在108个细胞毫升左右；

农业微生物学ppt课件

二、菌种资源的开发
菌种筛选的一般原则和基本步骤：采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。纯种分离（参见第四章）性能测定
(1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源； (2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科领域（功能基因组学、生物电子器材等）的研究提供新的课题和材料； (3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
研究意义：
(五) 工农业产品上的微生物
工业产品上的霉腐大量的工业产品都是直接或间接用动植物作原料制成的，例如木制品、纤维制品、革制品、橡胶制品、卷烟、化妆品、中成药等。有些工业产品如塑料、建筑涂料等很多微生物可以分解、利用。光学仪器上的镜头，建筑泥浆、钢缆、地下管道、金属材料等，各种电讯器材、文物、书画等也可被多种特殊微生物所破坏。
两种可独立生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。
一）根际微生物（教材P242）
什么叫根际？也称根圈，指生长中的植物根系直接影响的土壤范围，包括根系表面至几毫米的土壤区域。它是植物根系有效吸收养料和水分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。
淡水的pH值变幅从3.7到10.5，多数为6.5-8.5，因而适合于多数水生微生物的生长。
海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。
(三) 微生物在空气中的分布
一）空气不是微生物良好的生存场所没有营养物质、充足水分，有紫外线。二）空气中微生物的来源土壤、水、动植物体上的微生物随气流运动被携带至空气中。

微生物学实验ppt课件

器材与试剂的选用原则
03
如无菌操作、适用性、经济性等
02
细菌形态与结构观察
细菌培养及形态特征
01
02
03
细菌培养方法
包括需氧培养、厌氧培养和兼性厌氧培养等，不同种类的细菌需要不同的培养条件。
细菌菌落特征
观察细菌在固体培养基上形成的菌落，了解其形状、大小、颜色、透明度等特征。
细菌细胞形态
05
微生物代谢活性测定
生长曲线测定方法
直接计数法
通过显微镜直接观察并计数微生物数量，适用于较大微生物如细菌、酵母菌等。
比浊法
利用微生物生长引起培养液浊度变化来测定生长曲线，操作简便但易受杂质干扰。
平板菌落计数法
将待测样品稀释后涂布于固体培养基表面，培养后计数形成的菌落数，适用于可形成菌落的微生物。
原理
病毒必须寄生在活细胞内才能增殖，通过提供适宜的细胞环境，使病毒在细胞内复制并产生子代
病毒。
病毒检测技术及应用
免疫学方法
利用抗原抗体特异性结合的原理，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫荧光技术等检测病毒抗原或抗体。
分子生物学方法
基于病毒核酸的特异性，利用PCR、实时荧光定量PCR等技术扩增并检测病毒核酸。
微生物学实验ppt课件
contents
目录
• 实验基础知识 • 细菌形态与结构观察 • 真菌形态与结构观察 • 病毒培养与检测技术 • 微生物代谢活性测定 • 微生物遗传与变异研究 • 微生物生态学及环境因子影响研究
01
实验基础知识
微生物学概述
类生活中的作用：如生态平衡、发酵工业等
生理生化鉴定
利用真菌的生理生化特性，如营养需求、代谢产物等，进行进一步的分类鉴定。

第六章微生物的生长及其控制

t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1) t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1)
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一些细菌的代时
菌名
培养基培养温度代时
E. coli（大肠杆菌）肉汤
37℃ 17min
E. coli
牛奶
37
12.5
Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶 37
一般连续培养器固定化细胞连续培养器
实验室科研用：连续培养器发酵生产用：连续发酵罐
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（1）恒浊器 — 恒浊连续培养
Ø特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。 Ø使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。
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（二）指数期
1、特点： Ø 生长速率常数R最大，即代时最短; Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致; Ø酶系活跃，代谢最旺盛。
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x2
2、指数期中的的
三个重要参数
x1
t1
t2
u繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)
u生长速率常数R= u代时G=
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（三）稳定期
1、特点：（1）R=0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。（2）菌体产量达到了最高点。（3）菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系。（4）细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物；芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢；（5）通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。

第六章微生物生长

恒化连续培养
随着细菌的生长，限制性因子的浓
度降低，致使细菌生长速率受限，但同时通过自动控制系统来保持限制因子的恒定流速，不断予以补充，就能使细菌保持恒定的生长速率。常见的限制性营养物质有作为氮源的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、乳酸及生长因子，无机盐等。
三、同步培养

微生物细胞极其微小，但它也有一个自小到大的过程，即个体生长。要研究微生物的个体生长，在技术上是极为困难的。目前主要使用的方法是：同步培养技术分析细胞各阶段的生物化学特性变化。电子显微镜观察细胞的超薄切片。
死亡原因？营养短缺；代谢毒物增多；pH、Eh改变；溶氧不足。
t
时间
稳定期与生产实践

指导思想：延长稳定期。措施： 1.调节pH； 2.注意降温、通风； 3.中和排除有毒代谢产物； 4.稳定期是生产收获时期，注意把握好收获时机。
（4）衰亡期（老年）
死亡率＞出生率？细胞畸形细胞死亡,出现自溶有的微生物细胞产生或释放出一些产物。如氨基酸、转化酶、抗生素等。现象。
单细胞微生物典型生长曲线
生长速 + 率 0 指数期
延滞期指数期稳定期衰亡期
_
菌数目的对数值
延滞期
总菌数
稳定期
衰亡期
活菌数
0 时间t
微生物的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便，0-10代表1～1010
（1）延滞期－“万事开头难”

特征：代谢活跃，个体体积、重量增加，
（2）指数期（青年）
快，平均代时（繁殖一代的时间）最短，生长速率常数最大。细胞的化学组成、形态、生理特性比较一致。

食品中常见微生物ppt课件

pH值是影响微生物生长的另一个关键因素。不同种类的微生物对pH值的适应性不同，一般分为嗜酸菌、嗜碱菌和中性菌三类。
碱性环境也能抑制一些微生物的生长和繁殖，但相对于酸性环境而言，碱性环境对微生物的抑制作用较弱。在食品加工中，碱性物质如氢氧化钠等也可用于调节pH值，以控制微生物的生长。
氧气和二氧化碳浓度对微生物生长影响
真菌
黄曲霉
在霉变的食品中常见，如花生、玉米等，产生的黄曲霉毒素具有
强致癌性。
青霉
污染食品后产生青霉素，对人体有一定毒性，可引起过敏反应。
曲霉
广泛分布于空气、土壤和食品中，可产生多种有毒代谢产物。
病毒
诺如病毒
通过污染的水源、食物等传播，引起急性胃肠炎，表现为恶心、呕吐、腹泻等。
轮状病毒
冠状病毒
会发生变质。
高温能杀死或抑制微生物的生长和繁殖，是食品保藏中常用的方法。高温处理后的食品中，仍可能存在一些耐热的芽孢杆菌等微生物，需要在加工过程中严
格控制。
湿度对微生物生长影响
湿度是影响微生物生长的另一个重要因素。微生物的生长需要一定的水分活度，即食品中水分的有效性。
在干燥的环境中，微生物的生长会受到抑制，因为干燥会使细胞脱水，导致代谢紊乱甚至死亡。因此，降低食品的水分活度是抑制微生物生长的有效方法之一。
行业标准和规范
各行业根据自身特点制定的食品微生物检测标准和规范，如乳制品、肉制品等行业标准。
06 食品中微生物控制策略与实践
原料采购和验收环节控制
严格筛选供应商
01
选择具有良好食品安全管理体系和信誉的供应商，确保原料质
量。
原料验收标准
02
制定明确的原料验收标准，包括微生物指标、理化指标等，确

06第六章微生物的生长及控制

1. 微生物生长繁殖的pH值
大多数细菌、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中，细菌最适的pH在7.0~8.0之间，放线菌的最适pH在7.5~8.5 之间；而酵母菌和霉菌刚好相反，适合在偏酸的条件下生长，霉菌的最适pH值在4.0~5.8之间，酵母菌在3.8~6.0之间。
2. pH值对微生物生长的影响
稀释倒平板法
操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！
2. 膜过滤培养法
菌数低的样品（如水）→ 膜过滤 → 培养 → 菌落计数
3. 显微镜直接计数法
缺点：
① 不能区分死菌与活菌 ② 不适于对运动细菌的计数 ③ 需要相对高的细菌浓度 ④ 个体小的细菌在显微镜下难以观察
4. 比浊法
5. 重量法
为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？
氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧离子，如过氧离子、过氧化物自由基。过氧化物自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，能合成SOD，而不会被氧毒害。厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。
将单位体积培养液中的菌体，用清水洗净，然后放入干燥器内加热或减压干燥，最后测定其干重。一般来说，干重约为湿重的10~20%，即 1mg干菌 = 5~10mg湿菌 = 4~5×109个菌体。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6.氮量法(生理指标法)
微生物细胞的含氮量一般比较稳定，所以常作为生长量的指标。如细菌含氮量约为菌体干重的14%。含氮量乘以6.25即可粗测出其蛋白质含量。

微生物生长与控制

本章学习要点
微生物生长的研究方法环境因素对微生物生长的影响微生物生长的控制
生长与繁殖的概念
生长——微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用大于异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。
繁殖——生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
典型的生长曲线
延对滞数期期
稳定期
衰亡期
生长速率常数(R)=分裂次数(代)/单位时间
典型的生长曲线按照生长速率常数（growth race constant）不同分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期
1.延滞期（lag phase）
其它名称：停滞期、调整期、适应期 1）现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。 2）特点：
2、对数期（logarithmic phase）
其他名称：指数期
指细胞以几何级数速度分裂的一段时期
1）特点：
Ø生长速率常数最大，即代时最短 Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致 Ø代谢最旺盛
2）影响因素：
Ø 菌种 Ø 营养成分 Ø 营养物浓度﹡ Ø 培养温度
E.coli 17 分，结核杆菌 792—932分
单批培养
连续培养
时间
（二）连续培养器
按控制方式分
内控制（控制菌体密度）：恒浊器外控制（控制培养液流速、以控制
连
生长速率）：恒化器
续培
按培养器的级数分
单级连续培养器多级连续培养器
菌体生成器产物合成器
养
按细胞状态分
一般连续培养器固定化细胞连续培养器
器
按用途分实验室科研用：连续培养器发酵生产用：连续发酵罐