食品微生物課件1

1、食品微生物學(xué)食品工程系教師：萬國福授課方式授課方式t 講授內(nèi)容以教材為主；講授內(nèi)容以教材為主；t 授課方式以授課方式以PowerPoint講板為主；講板為主；t 平時小測驗(yàn)、課后習(xí)題；平時小測驗(yàn)、課后習(xí)題；1課堂教學(xué)課堂教學(xué)2課外教學(xué)課外教學(xué)t 微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站；微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站；t 多種渠道的師生交流多種渠道的師生交流；本課程的學(xué)習(xí)參考資料本課程的學(xué)習(xí)參考資料1、報(bào)刊及網(wǎng)上與微生物學(xué)相關(guān)的科技新聞；2、參考書：（1）微生物學(xué)教程，周德慶，高等教育出版社，1993（2）“Brocks Biology of Microorganism 9TH”， Michael T. Madigan John

2、M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999（3）“Microbiology”， Lansing M. Prescott,Donald Klein, John Harley， McGraw-Hill Higher Education，20003、參考雜志“微生物學(xué)通報(bào)”、“微生物學(xué)雜志”、“科學(xué)”、 “生命的科學(xué)”第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 微生物及其生物學(xué)特點(diǎn)微生物及其生物學(xué)特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 微生物學(xué)及其分支學(xué)科微生物學(xué)及其分支學(xué)科第三節(jié)第三節(jié) 食品微生物學(xué)及其研究內(nèi)容和任務(wù)食品微生物學(xué)及其研究內(nèi)容和任務(wù)第四節(jié)第四節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展簡史微生物學(xué)

3、的發(fā)展簡史第一節(jié)第一節(jié) 微生物及其生物學(xué)特點(diǎn)微生物及其生物學(xué)特點(diǎn)一、微生物及其生物分類地位一、微生物及其生物分類地位（一）微生物的概念及其主要類群（一）微生物的概念及其主要類群1 1、什么叫微生物、什么叫微生物微生物（微生物（microbemicrobe）：是一類個體微小、結(jié)構(gòu)簡）：是一類個體微小、結(jié)構(gòu)簡單，肉眼不可見或看不清楚的微小生物的統(tǒng)稱。單，肉眼不可見或看不清楚的微小生物的統(tǒng)稱。2 2、主要類群、主要類群包括：包括：病毒、細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物病毒、細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！時時刻刻與微生物

4、時時刻刻與微生物“共舞共舞” 是是 禍禍？是是 福福？.微生物無處不在,它和人類的關(guān)系如何呢?t 微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；微生物是人類的朋友！微生物是人類的朋友！t 體內(nèi)的正常菌群是人及動物健康的基本保證；體內(nèi)的正常菌群是人及動物健康的基本保證； 幫助消化、提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)、組成生理屏障t 微生物可以為我們提供很多有用的物質(zhì)；微生物可以為我們提供很多有用的物質(zhì)； 有機(jī)酸、酶、各種藥物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、醬油等等t 基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)；基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)；少數(shù)微生物也是人類的敵人少數(shù)微生物也是人類的敵人！鼠疫；天花；艾滋??；

5、瘋牛??； 總之，微生物與人類關(guān)系的重要性，你怎么強(qiáng)調(diào)都不過分，微生物是一把十分鋒利的雙刃劍，它們在給人類帶來巨大利益的同時也帶來“殘忍”的破壞。它給人類帶來的利益不僅是享受，而且實(shí)際上涉及到人類的生存。 m 級：光鏡下可見（細(xì)胞） 小（個體微?。?nm 級：電鏡下可見（細(xì)胞器、病毒） 少數(shù)肉眼可見 單細(xì)胞 簡（結(jié)構(gòu)簡單） 簡單多細(xì)胞 非細(xì)胞 原核類：細(xì)菌，放線菌，支原體， 立克次氏體，衣原體，藍(lán)細(xì)菌 低（進(jìn)化地位低） 真核類：真菌（酵母菌，霉菌）， 原生動物，顯微藻類 非細(xì)胞類：病毒，類病毒，朊病毒 4.微生物的特征 微生物包括:非細(xì)胞生物的病毒、亞病毒（類病毒、擬病毒、朊病毒）、具原核細(xì)胞結(jié)

6、構(gòu)的真細(xì)菌、古生菌以及具真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、原生動物和單細(xì)胞藻類。 一般來說微生物都是相當(dāng)簡單的生物，大多數(shù)的細(xì)菌、原生動物、某些藻類和真菌是單細(xì)胞的微生物，即使為多細(xì)胞的微生物，也沒有許多的細(xì)胞類型微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型微生物大小近似值細(xì)胞的特性病毒0.010.25m非細(xì)胞的細(xì)菌0.110m原核生物真菌2m1m真核生物原生動物21000m真核生物藻類1米幾米真核生物3、生物中哪些是微生物 物生非細(xì)胞生物病毒、亞病毒細(xì)胞生物原核生物真細(xì)菌、古細(xì)菌真核生物生動物真菌、單細(xì)胞藻類、原4、與食品工業(yè)有關(guān)的微生物細(xì)菌、酵母菌、霉菌、放線菌和部分專門侵

7、害微生物的部分噬菌體。為了方便學(xué)生記憶，微生物種類可用一句話概括“三菌、四體、一病毒”即：細(xì)菌、真菌、放線菌，立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體，病毒。 （二）微生物的生物學(xué)分類地位兩界系統(tǒng)（1753年）：動、植物兩界三界系統(tǒng)（1860年）：原生生物界、動物界、植物界四界系統(tǒng)（1956年）：植物界、動物界、原生生物界、菌界五界系統(tǒng)（1969年）：動物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界一些單細(xì)胞生物和無核類生物組成原生動物、真菌、部分藻類細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌原生動物、單細(xì)胞藻類、粘菌類等細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌（二）微生物的生物學(xué)分類地位六界系統(tǒng)（1966年）：動物界、植物界、真菌界、原生動物界、真細(xì)菌界、

8、古細(xì)菌界三域?qū)W說（1978年）：細(xì)菌域、古生菌域、真核生物域二、微生物的生物學(xué)特點(diǎn)體積小，比表面積大吸收多，轉(zhuǎn)化快生長旺，繁殖快適應(yīng)強(qiáng)，易變異分布廣，種類多個體小個體小: :測量單位：微米或鈉米5桿菌的平均長度：桿菌的平均長度：2 2 微米；微米；t15001500個桿菌首尾相連個桿菌首尾相連= = 一粒芝麻的長度；一粒芝麻的長度；t10-10010-100億個細(xì)菌加起來重量億個細(xì)菌加起來重量 = = 1 1毫克毫克t面積面積/體積比：體積比：人人 = 1，大腸桿菌，大腸桿菌 = 30萬萬； 這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交

9、換。微生物的境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。微生物的其它很其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。 個體形態(tài)需要借助光個體形態(tài)需要借助光學(xué)顯微鏡或電子顯學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察。微鏡觀察。 肉眼可觀察到微生物聚集的群體菌落肉眼可觀察到微生物聚集的群體菌落 肉眼可觀察到微生物聚集的群體菌落肉眼可觀察到微生物聚集的群體菌落 生長旺生長旺,繁殖快：繁殖快：24小時后： 4722366500萬億個后代，重量達(dá)到：4722噸48小時后：2.2 10 43個后代，重量達(dá)到2.2 10 25 噸相當(dāng)于相當(dāng)于40004000個地球的重量！個地球的重量！大腸桿菌大腸桿菌一個細(xì)胞重約一個細(xì)胞重

10、約10 10 1212 克，克，平均平均2020分鐘繁殖一代分鐘繁殖一代一頭一頭500 kg500 kg的食用公牛，的食用公牛，2424小時生產(chǎn)小時生產(chǎn) 0.5 kg0.5 kg蛋白質(zhì)蛋白質(zhì), ,而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，和氨水為原料，2424小時可以生產(chǎn)小時可以生產(chǎn) 50000 kg50000 kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)簡：結(jié)構(gòu)簡：無細(xì)胞結(jié)構(gòu)（病毒）；單細(xì)胞；簡單多細(xì)胞；吸收多：吸收多：消耗自身重量消耗自身重量20002000倍食物的時間：倍食物的時間：大腸桿菌：1小時人 ：500年（按400斤/年計(jì)算）變異易

11、：變異易：個體小、結(jié)構(gòu)簡、且多與外界環(huán)境直接接觸 繁殖快、 數(shù)量多 短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率：10-5 10-10分布廣：分布廣：人跡可到之處，微生物的分布必然很多，而人跡不到的地方，也有大量的微生物存在！t 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高熱的極端環(huán)境；t 數(shù)十公里的高空（最高為離地85公里，須用火箭采樣）t 幾千米的地下；t常年封凍的冰川；種類多：種類多：t微生物的生理代謝類型多；t 代謝產(chǎn)物種類多；t 微生物的種數(shù)“多”；雖然目前已定種的微生物只有大約10萬種，遠(yuǎn)較動植物為少，但一般認(rèn)為目前為人類所發(fā)現(xiàn)的微生物還不到自然界中微生物總數(shù)的1%第二節(jié)第二節(jié) 微生物學(xué)及其分支學(xué)

12、科微生物學(xué)及其分支學(xué)科一、微生物學(xué)及其研究對象一、微生物學(xué)及其研究對象微生物學(xué)：是研究微生物及其生命活微生物學(xué)：是研究微生物及其生命活動規(guī)律的學(xué)科，研究的主要內(nèi)容包括微動規(guī)律的學(xué)科，研究的主要內(nèi)容包括微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)特點(diǎn)、生理生化、生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)特點(diǎn)、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、分類鑒定、生態(tài)生長繁殖、遺傳變異、分類鑒定、生態(tài)分布以及微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)分布以及微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。生、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。 二、微生物學(xué)的分支學(xué)科（了解）二、微生物學(xué)的分支學(xué)科（了解）1 1、根據(jù)基礎(chǔ)理論研究內(nèi)容不同，形成的分支學(xué)科、根據(jù)基礎(chǔ)理論研究內(nèi)容不同，

13、形成的分支學(xué)科有：微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物分有：微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物分類學(xué)及微生物生態(tài)學(xué)等。類學(xué)及微生物生態(tài)學(xué)等。2 2、根據(jù)微生物類群不同，形成的分支學(xué)科有：、根據(jù)微生物類群不同，形成的分支學(xué)科有：細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)、真菌學(xué)、放線菌學(xué)等。細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)、真菌學(xué)、放線菌學(xué)等。3 3、根據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域不同，形成的分支學(xué)、根據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域不同，形成的分支學(xué)科有：工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)微生物學(xué)、食品微生科有：工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)等。物學(xué)等。二、微生物學(xué)的分支學(xué)科二、微生物學(xué)的分支學(xué)科4 4、根據(jù)微生物的生態(tài)環(huán)境不同，形成的分支學(xué)、根據(jù)微生物的生態(tài)環(huán)境不同，形成

14、的分支學(xué)科有：土壤微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、環(huán)境科有：土壤微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、微生態(tài)學(xué)等。微生物學(xué)、微生態(tài)學(xué)等。5 5、按學(xué)科間的交叉、融合分：化學(xué)微生物學(xué)、按學(xué)科間的交叉、融合分：化學(xué)微生物學(xué)、分析微生物學(xué)、微生物生物工程工程學(xué)、微分析微生物學(xué)、微生物生物工程工程學(xué)、微生物信息學(xué)等。生物信息學(xué)等。6 6、按實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)分：實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)、微生、按實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)分：實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)、微生物研究方法等。物研究方法等。 第三節(jié)第三節(jié) 食品微生物學(xué)研究內(nèi)容和任務(wù)食品微生物學(xué)研究內(nèi)容和任務(wù)一、食品微生物研究的主要內(nèi)容一、食品微生物研究的主要內(nèi)容1 1、在食品工業(yè)中的有益的微生物、在食品工業(yè)

15、中的有益的微生物有益微生物：霉菌、細(xì)菌、酵母菌有益微生物：霉菌、細(xì)菌、酵母菌應(yīng)用：應(yīng)用：1 1）利用其次級代謝產(chǎn)物應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)）利用其次級代謝產(chǎn)物應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)2 2）利用其自身能改變或賦予食品獨(dú)特風(fēng)味或具）利用其自身能改變或賦予食品獨(dú)特風(fēng)味或具有有益保健作用而應(yīng)用于食品的制造或生產(chǎn)日有有益保健作用而應(yīng)用于食品的制造或生產(chǎn)日調(diào)味品。調(diào)味品。2、在食品保藏過程中引起食品變質(zhì)的微生物及其控制 微生物引起各類食品的變質(zhì)現(xiàn)象微生物引起各類食品的變質(zhì)現(xiàn)象 微生物引起食品變質(zhì)相關(guān)的內(nèi)因、外因及微生物引起食品變質(zhì)相關(guān)的內(nèi)因、外因及其相互的聯(lián)系其相互的聯(lián)系 微生物引起食品腐敗變質(zhì)的機(jī)理。微生物引起食品腐敗變

16、質(zhì)的機(jī)理。微生物是引起食品變質(zhì)的主要因素。通過加強(qiáng)生產(chǎn)貯藏和運(yùn)輸銷售等各個環(huán)節(jié)的微生物控制才能防止微生物的滋生。3、與食品衛(wèi)生、安全有關(guān)的微生物問題食品相關(guān)的細(xì)菌性食物中毒、食源性傳染病、真菌毒素中毒癥等 食源性疾病的微生物的特性，生長、產(chǎn)毒的條件，致病的機(jī)理及預(yù)防措施二、學(xué)習(xí)食品微生物的任務(wù) 研究有益微生物及其食品加工過程中的應(yīng)用，為人類提供營養(yǎng)豐富的有益健康的食品；避免在食品生產(chǎn)、保藏、流通中受有害微生物的污染，防止食品的腐敗變質(zhì)和食物中毒，保證食品的安全性。n微生物的對食品的轉(zhuǎn)化作用 n微生物合成的代謝產(chǎn)物 n初生代謝產(chǎn)物 n次生代謝產(chǎn)物 n 微生物酶制劑 n 微生物細(xì)胞三、微生物在食品

17、工業(yè)中的應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展簡史微生物學(xué)的發(fā)展簡史四個時期：四個時期：一、微生物學(xué)的史前時期一、微生物學(xué)的史前時期史書記載的關(guān)于早期的鹽腌、糖漬、煙熏、史書記載的關(guān)于早期的鹽腌、糖漬、煙熏、風(fēng)干和釀造技術(shù)都是人類無意識的利用了微風(fēng)干和釀造技術(shù)都是人類無意識的利用了微生物學(xué)知識的最好實(shí)例。生物學(xué)知識的最好實(shí)例。二、微生物的發(fā)現(xiàn)與微生物學(xué)的啟蒙時期17世紀(jì)中葉荷蘭人呂文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)用自制的簡單顯微鏡觀察并發(fā)現(xiàn)了許多微生物。16641664年，英國人虎克年，英國人虎克（Robert HookeRobert Hooke）曾用原）曾用原始的顯微鏡對生長

18、在皮革始的顯微鏡對生長在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。進(jìn)行觀察。列文虎克利用業(yè)余時間制造過400多架單式顯微鏡和放大鏡，放大率一般為50200倍，三、微生物學(xué)的形成時期三、微生物學(xué)的形成時期 巴斯德（發(fā)酵學(xué)之父）、科赫（細(xì)菌學(xué)之父）、貝耶林克和維諾格拉德斯基 等一批微生物先驅(qū)的出現(xiàn)。法國人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）德國人柯赫（Robert Koch）（ 18431910）1.巴斯德 (1) 發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說；化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病”和“蠶病”著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。(3) 免疫學(xué)預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗(4)其他貢獻(xiàn)巴斯德消毒法：6065作短時間加熱處理，殺死有害微生物2.柯赫a