食品微生物（微生物在食品環(huán)境中的生）

微生物在食品環(huán)境中的生長

微生物在適宜條件下不斷從環(huán)境中吸收營養(yǎng)，進行進行新陳代謝，當同化作用大于異化作用時其結果是原生質(zhì)的總量（重量、體積、大小）不斷增加稱為微生物的生長現(xiàn)象生長、繁殖的概念生長：生物個體由小到大的增長，即表現(xiàn)為細胞組分與結構在量方面的增加繁殖：指生物個體數(shù)目的增加

第一節(jié)微生的生長

在單細胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進行，個體生長與繁殖的界限難以劃清，因此實際上常群體生長作為衡量微生物生長的指標。群體生長的實質(zhì)是包含著個體細胞生長與繁殖交替進行的過程絲狀物生物生長表現(xiàn)為菌絲伸長和分枝，繁殖則多指形成有性或無性孢子，使個體數(shù)目增加一、微生物純培養(yǎng)的獲得

平板劃線分離法稀釋倒平板法單孢子或單細胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法1.平板劃線分離法

用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板表面進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。

2.稀釋倒平板法3.單孢子或單細胞分離法

采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作，挑取單孢子或單細胞進行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)4.選擇性培養(yǎng)基分離法各種微生物對不同的化學試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。分離方法應用范圍平皿劃線法方法簡便，多用于分離細菌稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛單細胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的微生物純培養(yǎng)分離方法的比較二、微生物生長的測定評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；評價不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；測定的目的測量方法個體計數(shù)法重量法生理指標法1.個體計數(shù)法a.直接法利用血球計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。缺點：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數(shù)；需要相對高的細菌濃度；個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察；b.間接法原理是每個活細菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。C.比濁法2.重量法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量；測定多細胞及絲狀真菌生長情況的有效方法

細菌純培養(yǎng)生長曲線圖三微生物的生長規(guī)律（一）微生物的個體生長與同步生長

1、個體生長：一個微生物從小到大的生長過程。

2、同步生長：某一群體中所有個體細胞盡可能都處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)。（二）單細胞微生物的典型生長曲線定量描述液體培養(yǎng)基中M群體生長規(guī)律的實驗曲線稱為生長曲線，M典型生長曲線4個階段：

細菌生長曲線遲緩期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期活菌數(shù)單細胞微生物典型生長曲線（三）、微生物生長曲線的意義反映微生物生長繁殖和衰退的規(guī)律營養(yǎng)和環(huán)境影響的衡量指標控制微生物生長發(fā)育的依據(jù)（四）生長曲線的四個主要時期滯留適應期(或稱延滯期)(lagphase)

剛剛接種到培養(yǎng)基上的細菌，對新環(huán)境有一個短暫的調(diào)整或適應過程。1）特點一般不立即開始分裂繁殖，生長速率常數(shù)為零合成代謝活躍，細胞重量增加，體積增大。DNA含量高，細胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)體嗜堿性。對外界不良條件的反應敏感。２）原因缺乏代謝所需的酶。缺乏代謝所需的中間產(chǎn)物。

３）影響延滯期長短的因素菌種接種齡接種量培養(yǎng)成份

2對數(shù)生長期(logarithmicphase)

特點細胞代謝活性最強細胞進行平衡生長生長速率最大。在一定條件下(如營養(yǎng)成分、溫度、pH和通氣量等)，每一種微生物的世代時間(或稱培增時間)是恒定的，是微生物菌種的一個重要特征。以分裂增殖時間除以分裂增殖代數(shù)(n)，即可求出每增殖一代所需的時間(G)。設對數(shù)期開始時的時間為t1，菌數(shù)為X1，對數(shù)期結束時的時間為t2，菌數(shù)為X2，則

t2-t1世代時間(G)=nX2=X1·2n,用對數(shù)表示為lgX2=lgX1+nlg2(lgX2-lgX1)因為n=而lg2＝0.301lg2所以n=3.32(lgX2-lgX1)t2-t1即世代時間(G)=3.32(lgX2-lgX1)

不同細菌其對數(shù)生長期中的代時不同，同一種細菌在不同培養(yǎng)基組分和不同環(huán)境條件下，如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基pH，營養(yǎng)料性質(zhì)等，其代時也不同。但各種細菌在一定條件下，其代時是相對穩(wěn)定的。化學組成和生理特性等均較一致，代時穩(wěn)定，代謝旺盛，生長迅速，是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種子，用處于對數(shù)生長期的菌進行接種可以縮短滯留適應期，以縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期。影響對數(shù)期微生物代時的因素很多，主要有：菌種、營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度等。穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱最高生長期1)特點(1)生長速率常數(shù)為零。(2)細菌數(shù)達到最高水平。(3)細胞內(nèi)開始積累貯藏物質(zhì)。(4)大多數(shù)芽孢細菌在此時形成芽孢。(5)次生代謝產(chǎn)物的積累逐漸增多。2)原因

營養(yǎng)物特別是生長限制因子的耗盡。有害代謝產(chǎn)物的積累。pH等條件的改變。

穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細胞蛋白、乳酸等為目的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對某些生長因子例如維生素和氨基酸進行生物測定的必要前提。衰亡期(declinePhase)

1)特點群體出現(xiàn)負增長。菌體形態(tài)出現(xiàn)多樣。次生代謝產(chǎn)物開始產(chǎn)生或者釋放。2)原因環(huán)境變得不適合于細菌的生長。1、概念

單批培養(yǎng)：按生長曲線描述的方式培養(yǎng)的方法。

連續(xù)培養(yǎng)：將新鮮培養(yǎng)基連續(xù)加入均勻攪拌的培養(yǎng)物中，保持細胞濃度、比生長速率、培養(yǎng)環(huán)境不隨時間變化，維持穩(wěn)定狀態(tài)的培養(yǎng)過程。2、連續(xù)培養(yǎng)方法

恒化器法

恒濁器法四、微生物的培養(yǎng)方式(一)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細菌的比生長速率恒定，使生長“不斷”進行。生長速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機鹽，生長因子等物質(zhì)恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學的研究，篩選不同的變種。(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)恒化培養(yǎng)與恒濁培養(yǎng)的比較裝置

控制對象

生長限制因子

培養(yǎng)液流速

生長速度

產(chǎn)物

應用范圍

恒化器

培養(yǎng)液流速

有

恒定

低于最高生長速度

不同生長速度的菌體

實驗室為主

恒濁器

菌液密度

無

不恒定

最高生長速度

大量菌體或與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物

生產(chǎn)為主

(三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比優(yōu)點：縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率；便于自動控制；降低動力消耗及體力勞動強度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點：雜菌污染和菌種退化（五）同步培養(yǎng)

把群體內(nèi)的細胞分裂同步化，這種培養(yǎng)叫同步培養(yǎng)法，利用同步培養(yǎng)技術使它們處于同一生長階段，使所有的細胞都能同時分裂，這種生長方法叫同步生長。

1、篩選法又稱淘析法，主要有過濾法、區(qū)帶密度梯度離心法和膜洗脫法等。（1）、過濾法是將微生物細胞用濾器過濾、讓處于細胞周期較早階段的小細胞通過，收集這些細胞。轉(zhuǎn)入新鮮培養(yǎng)基中，即能獲得同步細胞。

（2）區(qū)帶密度梯度離心法是將隨機生長的細胞懸浮置于蔗糖梯度溶液表面，然后離心，不同生長周期的細胞由于體積和質(zhì)量大小不同，沉降系數(shù)不同，同一生長周期的細胞就聚集在離心液的一個區(qū)帶上，小細胞在上，大細胞在下。這方法可便于收集處于較早周期的小細胞，本法已成功地應用于芽殖和裂殖酵母、大腸桿菌等細胞的同步培養(yǎng)。（3）膜洗脫法本法是根據(jù)某些濾膜可以吸附與該膜相反的電荷的細胞而設計的，可獲得比上述兩法數(shù)量更大，同步性更高的細胞2、誘導法誘導法是利用一些生理學手段強制微生物達到同步生長的目的。（1）化學誘導利用停止或限制供給微生物細胞分裂所必需的某種養(yǎng)料，使所有的細胞都進入臨分裂狀態(tài)(但不分裂)，然后在某一時刻恢復供給細胞分裂所必需的養(yǎng)分，就能誘導出同步細胞群體。（2）物理誘導是利用某些物理因子，使處于即將分裂的細胞的代謝活動受到抑制，從而使細胞在分裂階段前停止，以求得以后分裂的同步。例如溫度，就是基于細胞周期不同，相對地對溫度，就是感性也不同。其它物理因子如脈沖(對光合微生物)、Ｘ射線等也能誘導同步生長。五、影響微生物生長的環(huán)境因素主要分為物理因素、化學因素和生物因素生物因素：互生（mutualism）拮抗(antagonism)共生

(symbiosis)寄生(parasitism)獵食(predation)

下一節(jié)所謂互生，是指兩種可以單獨生活的生物，當它們生活在一起時，通過各自的代謝活動而有利于對方，或偏利于一方的一種生活方式。因此，這是一種“可分可合，合比分好”的相互關系。例如，當好氧性自生固氮菌與纖維分解細菌生活在一起時，后者因分解纖維素而產(chǎn)生的有機酸可供前者用于固氮，而前者所固定的有機氮化物則可滿足后者對氮素養(yǎng)料的需要返回拮抗：微生物之間對營養(yǎng)、氧氣的爭奪，或是一種微生物在其生命活動過程中能產(chǎn)生一種對他種微生物呈現(xiàn)有害作用的代謝產(chǎn)物，或者改變其他環(huán)境條件，從而抑制其他種微生物的生長發(fā)育甚至毒害或者殺死他種微生物的關系

例如，在生物防治過程中利用酵母與水果致病菌之間的拮抗作用來保鮮水果返回共生又叫互利共生,是兩種生物彼此互相依賴，彼此獲益地生存在一起一類種間關系葉狀地衣

殼狀地衣

絲狀地衣

返回枝狀地衣寄生是一種生物從另一種的體液、組織或已消化物質(zhì)獲取營養(yǎng)并造成對宿主危害，更嚴格說，寄生物從較大的宿主組織中攝取營養(yǎng)物，是一種弱者依附于強者的情況。例如，蛭弧菌寄生與大腸桿菌或者其他G-菌體內(nèi)返回某些原生動物和真菌能獵取細菌及孢子為食物的現(xiàn)象稱為獵食

返回第二節(jié)影響微生物生長的主要因素

食品原料的營養(yǎng)成分

蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物無機鹽類維生素

微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性物理因素

溫度氧氣物理因素干燥滲透壓超聲波與微波

酸、堿與pH

重金屬及其化合物表面消毒劑有機化合物（酚類、醇類、醛類）鹵族元素及其化合物表面活性劑（新潔爾滅、杜滅芬）化學因素染料

抗代謝藥物：磺胺類等化學治療劑抗生素中草藥有效成分化學因素一、溫度最低生長溫度:指微生物能進行繁殖的最低溫度界限。最適生長溫度：指使微生物迅速生長的溫度。最高生長溫度：指微生物生長繁殖的最高溫度界限。致死溫度:致死微生物的最低溫度界限。致死時間:在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時間。

根據(jù)微生物的最適生長溫度的不同，可將微生物分為：低溫微生物、中溫微生物和高溫微生物，它們的生長溫度如下表：微生物類型

最低溫度oC

最適溫度oC

最高溫度oC高溫型（嗜熱菌）

25~4545~5570~80中溫型（嗜溫菌）10~2025~4040~50低溫型（嗜冷菌）-10~510~2020~30各類微生物生長的溫度范圍低溫<10oC中溫25~30oC

高溫>40oC

霉菌酵母細菌

霉菌酵母細菌細菌（少數(shù)）不同溫距中微生物活動的主要類群各種細菌的芽孢在濕熱中的致死溫度和致死時間菌種100oC105oC110oC115oC121oC炭疽芽孢桿菌5~10____枯草芽孢桿菌6~17____嗜熱脂肪芽孢桿菌____12肉毒梭狀芽孢桿菌33010032104破傷風梭菌5~155~10___高溫對微生物生長的影響高溫菌耐高溫機理酶對熱穩(wěn)定核酸G+C%較高,Tm值較大細胞膜長鏈脂肪酸含量高,主要是一些分支的長鏈飽和脂肪酸(17,18和19碳原子)保護因子,如金屬離子(Mg2+,Ca2+等)和一些低分子物質(zhì)如多胺等高溫菌的生長特性：生長曲線的各個時期均短暫，因此常會在腐敗食品中檢測不到，這在食品檢驗中要特別注意

高溫菌及其生長最高溫度

菌名溫度（℃）嗜高溫菌

嗜熱棲熱菌（Thermusthermophilus）85

玫瑰紅嗜熱菌(Thermomicrobacteriumroseum)85

酸熱硫化葉菌（Sulfolobusacidocaldarius）85嗜亞高溫菌

酸熱芽孢桿菌（Bacillusacidocaldarius）70

普通小單孢菌（Micromonosporavulgaris）62

熱紫鏈霉菌（Streptomycesthermoviolaces）60

嗜熱硫桿菌（Thiobacillusthermophilica）75微生物耐熱性大小的幾種表示方法：

熱力致死時間：在特定的溫度及其它條件下，殺死一定數(shù)量的微生物所需要的時間

F值：在一定的基質(zhì)中，溫度為121.1℃，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需的時間

D值：利用一定溫度進行加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%活菌被殺死）所需的時間

Z值：在加熱致死曲線中，時間降低一個對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時間）所需要升高的溫度影響微生物對熱抵抗力的因素：菌種的遺傳特性菌齡微生物的數(shù)量基質(zhì)的特性（組成、濃度、理化條件）加熱的時間與溫度

低溫對微生物生長的影響低溫微生物耐低溫的原因：胞內(nèi)酶耐低溫；細胞膜中不飽和脂肪酸的含量高。低于冰點的溫度對微生物的影響：水分的喪失；冰晶對細胞膜的物理損傷。

速凍、緩凍與反復凍溶對微生物細胞的影響低溫的用途菌種保藏液氮的溫度（-195℃）、干冰溫度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保護劑如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）與凍藏（-18℃）二、水分水是微生物細胞的重要成分，占生活細胞的90％以上，它參與細胞內(nèi)的各種生理活動，因此說沒有水就沒有生命。降低物質(zhì)的含水量直至干燥，就可以抑制微生物生長，防止食品、衣物等物質(zhì)的腐敗與霉變。因此干燥是保存各種物質(zhì)的重要手段之一。（一）水活性值（activityofwater）

水活度（aw）可定量表示環(huán)境中微生物可實際利用的自由水(游離水)的含量水分活度(aw)可用溶液中水的逸度（fugacity）與純水逸度之比來表示近似的表示為溶液中水蒸氣氣壓與純水中氣壓之：

aw=P/P0=ERH/100

P為溶液后食品中的水蒸氣分壓

P0為純水的蒸氣壓

ERH是平衡相對濕度即物料既不吸濕也不散濕時的大氣相對濕度。(二)不同類群微生物的生長和水活性各種微生物生長繁殖的aw范圍在0.60～0.998之間。除少數(shù)真菌外，多數(shù)微生物在aw

低于0.60～0.70的干燥條件下不能生長。

食品水活度性大多數(shù)新鮮食品水活度值在0.98-0.99干制品aw在0.80-0.85（微生物1-2周可生長）

0.70大部分微生物不能生長

0.65只有極少數(shù)微生物可緩慢生長微生物生長會引起食品水活度值的變化食品的水分含量和與水活性種類水分

種類

水分全脂奶粉8豆15全蛋粉10-11脫水蔬菜14-20小麥粉13-15脫脂奶粉15米13-15淀粉18去油肉干15脫水水果18-25防霉含水量食品水分活性與微生物生長活動微生物生長所需要的aw值的可變性影響因素：溫度一般最適溫度下最低水活度值可低于非最適溫度下的aw,溫度變動10度微生物最低水活度值變動0.01-0.05有氧和無氧環(huán)境對微生物生長所需最低水活度值有影響pH在最適pH下微生物生長所需水活度值可偏低一點有害物質(zhì)存在滲透壓與水活性滲透壓越高水活度值越低,大部分微生物不耐高滲透壓，只有少數(shù)微生物可在高滲食品中生長但生長速度慢三、氧氣根據(jù)微生物生長與氧氣的關系，可將微生物分為以下幾種：專性好氧菌：在正常大氣壓下進行好氧呼吸產(chǎn)能好氧菌兼性厭氧菌：以呼吸為主，兼營發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大氣壓下生活

厭氧菌耐氧菌：只能以發(fā)酵產(chǎn)能，但分子氧無毒害專性厭氧菌：只能生長在無氧或基本無氧條件下，氧劇毒過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、細胞色素氧化酶的分布情況氧氣影響微生物生長的機制厭氧菌氧毒害的機制：由于厭氧菌細胞內(nèi)缺乏SOD，無法消除02.-，后者反應力很強，性質(zhì)極不穩(wěn)定，在細胞內(nèi)可破壞各種重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧化物，對生物非常有害好氧與耐氧菌驅(qū)除02.-機制：氧化還原電位勢好氧微生物：>+0.1V；最適+0.3至+0.4V；厭氧微生物：<-0.1V;產(chǎn)甲烷細菌：-330mV；微生物生長過程中培養(yǎng)基氧化還原電位的變化四、輻射

不同波長的射線對微生物的作用不同，可見光部分（400-800納米）往往能被某些光合微生物所利用，而波長較短的紫外線（13.6-400納米）、X-射線（0.06-13.6納米）、r-射線（0.01-0.14納米）均可抑制甚至殺死微生物。尤其是r-射線因作用距離較遠、穿透力較強而用于食品的殺菌保藏。五、滲透壓微生物生長與滲透壓的關系（高滲透壓、低滲透壓對微生物生長的影響）根據(jù)微生物對高滲透壓耐性的不同，將其分為以下三類：高度嗜鹽細菌（20-30%食鹽溶液中生長）嗜鹽細菌中等嗜鹽細菌（5-18%的食鹽溶液中生長）低等嗜鹽細菌（2-5%的食鹽溶液中生長）

耐鹽細菌（可在10%以下的食鹽溶液中生長）耐糖細菌（可在60%以下的含糖高滲溶液中生長）*普通微生物一般在0.85-0.90的食鹽溶液中生長

pH值根據(jù)微生物生長的最適pH值，將微生物分為：嗜堿微生物：硝化細菌、尿素分解菌、多數(shù)放線菌耐堿微生物：許多鏈霉菌中性微生物：絕大多數(shù)細菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫桿菌屬耐酸微生物：乳酸桿菌、醋酸桿菌根據(jù)食品的pH可將食品分為酸性食品<4.5非酸性食品>4.5（不是營養(yǎng)學上的酸性食品的概念）不同的微生物最適生長的pH值不同，同一種微生物在不同的生理階段對pH值的要求也不同，在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要產(chǎn)檸檬酸，pH2.5-6.5以菌體生長為主，pH7時以合成草酸為主各類微生物生長的最適pH值：細菌為6.5-7.5放線菌為7.5-8.0霉菌和酵母菌為4-6

各種微生物的生長與pH

微生物最低pH值最適pH值最高pH值圓褐固氮菌4.57.4~7.69.0大豆根瘤菌4.26.8~7.011.0亞硝酸細菌7.07.8~8.69.4氧化硫硫桿菌1.02.0~2.84.0~6.0嗜酸乳桿菌4.0~4.65.8~6.06.8放線菌5.07.0~8.010.0酵母菌3.05.0~6.08.0黑曲霉1.55.0~6.09.0微生物在食品基質(zhì)上生長會引起pH變化在含糖含淀粉的食品上生長會引起pH下降在蛋白質(zhì)食品上生長會引起pH上升在即含糖又含蛋白質(zhì)的食品上生長這表現(xiàn)為向上升后下降的現(xiàn)象

鮮乳中的微生物活動曲線pH對微生物生長的影響由于氫離子與細胞膜上的酶相互作用,氫離子也影響細胞壁中的酶活性;pH值影響培養(yǎng)基中有機化合物的離子化,從而間接影響微生物;pH值影響營養(yǎng)物質(zhì)的溶解度;pH影響代謝產(chǎn)物的積累;抑制雜菌生長.

pH對有機酸滲入細胞的影響酸堿添加劑的抑菌機理無機酸可增加氫離子的濃度，引起菌體表面蛋白的變性和核酸的水解，并破壞酶類的活性作為食品防腐劑的有機酸如苯甲酸和水楊酸可與微生物細胞中的成分發(fā)生氧化作用，從而抑制微生物的生長堿類物質(zhì)可引起細胞物質(zhì)的水解或凝結，以殺死或抑制微生物，食品工業(yè)中常用石灰水、NaOH、Na2CO3等作為機器、工具以及冷藏庫的消毒劑第四節(jié)

環(huán)境中微生物的抑制、殺滅與防止（一）、消毒、滅菌和防腐消毒(disinfection)：殺死物體上病原微生物的方法，并不一定能殺死含芽胞的細菌或非病原微生物。用以消毒的藥品稱為消毒劑(disinfectant)。滅菌(sterilization)：殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌比消毒要求高，包括殺滅細菌芽胞在內(nèi)的全部病原微生物和非病原微生物。商業(yè)滅菌(commercialsterilization)：食品經(jīng)過殺菌處理后,按照所規(guī)定的微生物檢驗方法,在所檢食品中無活的微生物檢出,或者僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，并且它們在食品保藏過程中,是不可能進行生長繁殖的,這種滅菌方法,就叫做商業(yè)滅菌抑菌(bacteriostasis)：抑制體內(nèi)或體外細菌的生長繁殖。常用的抑菌劑為各種抗生素。防腐(antisepsis)：防止或抑制體外細菌生長繁殖的方法。細菌一般不死亡。無菌(asepsis)：不存在活菌。熱力滅菌法輻射殺菌法濾過除菌法超聲波殺菌法干燥與低溫抑菌法（二）物理消毒滅菌法食品工業(yè)中采用的殺菌方法主要有加熱殺菌和非加熱殺菌兩大類。非加熱殺菌是指不用熱能來殺死微生物，故又稱為冷殺菌。干熱滅菌法—

焚燒：廢棄物、尸體灼燒：接種環(huán)、試管口干烤：玻璃器皿紅外線：醫(yī)療器械濕熱滅菌法—

巴氏消毒法：61.6-62.8℃30min或71.7℃15-30s

主要用于牛乳消毒

超高溫法：只要在135-150℃下維持2-6s

煮沸法流動蒸汽消毒法間歇蒸汽消毒法高壓蒸汽滅菌法1.熱力滅菌法紫外線

波長200-300nm的紫外線具有殺菌作用。其主要作用于DNA，使一條DNA鏈上相鄰的兩個胸腺嘧啶共價結合形成二聚體，導致細菌變異和死亡。電離輻射

高速電子、X射線、射線，使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基(OH·、H·)破壞和改變生物大分子的結構，以抑制或殺死微生物。微波

波長1mm~1m，通過熱產(chǎn)生殺死微生物的作用2.輻射殺菌法

用物理阻留的方法除去液體或氣體中的微生物叫過流除菌。常見的介質(zhì)有活性炭、硅藻土、棉花、陶瓷、各種膜過濾器：硅藻土過濾器陶瓷過濾器石棉過濾器燒結玻璃過濾器膜過濾器（微濾、超濾）板框過濾器（棉花、濾布、濾紙）3.濾過除菌法

超聲波是頻率大于20kHz的聲波，是在媒質(zhì)中傳播的一種機械振動。由于其頻率高、波長短，除了具有方向性好、功率大、穿透力強等特點以外，超聲波還能引起空化作用和一系列的特殊效應，如力學效應、熱學效應、化學效應和生物效應等。

空化作用：液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產(chǎn)生振動，當聲壓達到一定值時，氣泡將繼續(xù)膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動力學過程稱為超聲空化。這些小氣泡急速崩潰時在氣泡內(nèi)產(chǎn)生了高溫（5000C）、高壓（上千個大氣壓），并且由于氣泡周圍的液體高速沖入氣泡，而在氣泡附近的液體中產(chǎn)生了強烈的局部激波，也形成了局部的高溫高壓，從而產(chǎn)生了超聲波的混合、清洗、粉碎、裂解、推流、氧化、殺菌、滅藻、除垢、防垢等一系列的作用。4.超聲波殺菌法

超高壓技術（Ultra-HighPressureprocessing，UHP）簡稱高壓技術（HighHydrostaticPressure，HHP）或高靜水壓技術。食品超高壓殺菌，即將包裝好的食品物料放入流體介質(zhì)（通常是食用油、甘油、油與水的乳液）中，在100~1000MPa壓力下處理一段時間使之達到滅菌要求。其基本原理就是利用壓力對微生物的致死作用，主要通過破壞細胞膜、抑制酶的活性和影響DNA等遺傳物質(zhì)的復制來實現(xiàn)。

5.超高壓殺菌法消毒劑的種類：酚類、醇類、重金屬鹽類、氧化劑、表面活性劑、烷化劑。消毒劑的應用：病人排泄物與分泌物、皮膚、粘膜、飲水、廁所、空氣、手。（三）化學消毒滅菌法幾種常用表面消毒劑及其應用表面消毒劑：對一切活細胞都有毒性，不能用作活細胞內(nèi)化學治療用的化學藥劑類型名稱及使用濃度作用機制應用范圍重金屬鹽0.05-0.1%升汞0.1-1%AgNO3使蛋白質(zhì)變性非金屬物品，器皿皮膚，滴新生兒眼睛酚類3-5%石炭酸2%煤酚皂（來蘇兒）蛋白質(zhì)變性，損傷細胞膜地面、家具、器皿皮膚醇類70-75%乙醇蛋白變性、脫水、溶脂皮膚、器械醛類0.5-10%甲醛蛋白質(zhì)變性物品消毒、接種室熏蒸氧化劑0.1%KMnO4蛋白質(zhì)變性皮膚、尿道、水果蔬菜鹵素及其化合物0.2-0.5mg/L氯氣10-20%漂白粉0.5-1%漂白粉2.5%碘酒破壞細胞膜、酶、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)變性飲水、游泳池水地面、廁所飲水、空氣、體表皮膚表面活性劑0.05-0.1%新潔爾滅破壞膜及蛋白質(zhì)、皮膚、黏膜、手術器械染料2-4%龍膽紫蛋白質(zhì)變性皮膚、傷口消毒劑的性質(zhì)、濃度與作用時間微生物的種類與數(shù)量溫度酸堿度有機物（四）影響消毒滅菌效果的因素微生物的遺傳和育種第七章微生物的遺傳和育種第一節(jié)微生物的遺傳性和變異性第二節(jié)遺傳和變異的物質(zhì)基礎第三節(jié)基因突變和誘變育種第四節(jié)基因重組第一節(jié)微生物的遺傳性和變異性遺傳性

所謂遺傳性就是具有產(chǎn)生與自己相似后代的特性，世代相傳，使親代的種類能夠長期保存下去并保持“種”的穩(wěn)定性。變異性

遺傳不是絕對的，隨著環(huán)境的改變，遺傳性也會發(fā)生變異，改變生物的代謝機制以及形態(tài)結構，這就是變異性遺傳是相對的，變異是絕對的。遺傳和變異矛盾的統(tǒng)一，推動了生物的進化。微生物的遺傳性和變異性的特點個體易于變異比表面積大便于建立純系第二節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎一、遺傳物質(zhì)基礎是核酸二、DNA的分子結構和復制三、遺傳信息的傳遞四、遺傳物質(zhì)的存在形式一、遺傳物質(zhì)的基礎是核酸1、轉(zhuǎn)化實驗2、噬菌體的感染實驗3、病毒的重建實驗1、轉(zhuǎn)化實驗2、噬菌體感染實驗用含32PDNA(核心)的噬菌體作感染實驗

用含35S蛋白質(zhì)(外殼)的噬菌體作感染實驗

3、病毒的重建實驗TMV重建實驗示意圖(粗線箭頭表示遺傳信息的去向)

二、DNA的分子結構和復制三、遺傳信息的傳遞DNADNARNA蛋白質(zhì)復制轉(zhuǎn)錄（一條鏈轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)譯tRNA四、遺傳物質(zhì)的存在形式1、染色體2、質(zhì)粒3、基因4、遺傳密碼1、染色體DNA幾乎全部集中在染色體上原核生物：只有擬染色體，DNA不與蛋白質(zhì)結合，外無核膜，許多原核微生物只有一個單獨的DNA分子（也叫一個染色體）。真核生物：DNA和堿性蛋白結合，構成染色體，在染色體外包一層膜，叫核膜，形成真核。2、質(zhì)?；瘜W本質(zhì)是DNA細菌質(zhì)粒的特點：自主復制轉(zhuǎn)移性質(zhì)粒的不相容性基因操作中的重要工具3、基因基因也可稱為順反子或作用子，遺傳學中將生物體內(nèi)決定遺傳和變異的最主要隱私稱為遺傳因子或基因，物質(zhì)基礎是DNA，是遺傳物質(zhì)結構和功能單位基因代表決定某種蛋白質(zhì)的分子結構的相應的一段DNA。一個菌株的遺傳型（基因型）就是它的DNA上堿基特定的排列順序。也可以說是決定一個生物體的結構和功能的全部遺傳特征

表型又稱性狀，是基因型和環(huán)境共同作用的結果。指個體或去群體形態(tài)、功能等各方面的表現(xiàn)，4、遺傳密碼

遺傳密碼就是指DNA鏈上各個核苷酸的特定排列順序。每個密碼子(codon)是由3個核苷酸順序所決定的，它是負載遺傳信息的基本單位。各種生物都遵循著一套共同的密碼。由于DNA上的三聯(lián)密碼子要通過轉(zhuǎn)錄成mRNA密碼后才能與氨基酸相對應，因此，三聯(lián)密碼子一般都用mRNA上的3個核苷酸順序來表示

第三節(jié)基因突變和誘變育種一、基因突變二、基因突變的類型三、誘變育種一、基因突變基因突變就是生物體出現(xiàn)與親代不同遺傳性狀的現(xiàn)象，即生物體的表型或基因型發(fā)生了可遺傳的變化。二、基因突變的類型從突變后帶來的表型變換1、形態(tài)突變型2、生化突變型3、條件致死突變4、致死突變1）營養(yǎng)缺陷型突變2）抗性突變型3）抗原突變型三、微生物誘變育種與誘變有關的幾個問題（1）出發(fā)菌株（2）菌懸液的制備

a宜采用處于對數(shù)生長期的生長菌。

b菌懸液的濃度

c菌懸液的配制方法（3）誘變劑使用劑量的選擇（4）誘變效應的測定誘變育種的基本程序原始菌株（出發(fā)菌株）純化細胞或孢子懸浮液制備（活細胞計數(shù)）誘變劑處理中間培養(yǎng)突變株分離初篩復篩生產(chǎn)性能實驗誘變預備實驗離心收集菌體離心洗滌玻璃珠振蕩分離過濾誘變劑處理1物理誘變劑有紫外線、X－射線、γ－射線、快中子、α－射線等2化學誘變劑有堿基類似物、體外化學誘變劑、移碼突變劑等。3紫外線照射的方法（1）制備菌懸浮液用生理鹽水或緩沖液配制。（2）照射（3）篩選優(yōu)良的突變株。第四節(jié)

基因重組

GeneRecombination基因重組

凡把兩個不同性狀個體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，進重新組合而形成新遺傳型個體的現(xiàn)象，稱基因重組。一、真核微生物的基因重組育種有性雜交制取單倍體孢子雜交分離2）準性雜交育種選擇親本強制異合檢出雜合二倍體促進變異和篩選高產(chǎn)菌株二、原核微生物的基因重組育種1、轉(zhuǎn)化（Transformation)2、轉(zhuǎn)導(Transduction)3、接合(Conjugation)1、轉(zhuǎn)化（Transformation)

受體直接吸收來自供體的DNA片段，并通過交換將它們組合到自己的基因組中，從而獲得了供體菌的部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的受體菌稱轉(zhuǎn)化子（Transformant)。轉(zhuǎn)化全過程轉(zhuǎn)化受體菌的條件可以在其細胞壁上吸附外源DNA可以讓吸附的外源DNA進入細胞細胞內(nèi)不存在破壞外源DNA的酶具備將外來DNA進行重組的酶系統(tǒng)2、轉(zhuǎn)導(Transduction)

通過噬菌體的媒介，把供體菌的部分DNA傳遞給受體菌的過程，稱轉(zhuǎn)導。轉(zhuǎn)導又分為:

普遍性轉(zhuǎn)導局限性轉(zhuǎn)導普遍性轉(zhuǎn)導

(Generalizedtransduction)

少數(shù)噬菌體外殼蛋白誤包細菌的DNA片斷，形成了完全不含噬菌體本身的DNA轉(zhuǎn)導噬菌體，稱為普遍性轉(zhuǎn)導。

局限轉(zhuǎn)導

(Restrictedtransduction)局限轉(zhuǎn)導：有些噬菌體侵染宿主后并不導致宿主細胞的裂解，而是將噬菌體本身的DNA整合在宿主的染色體中，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體被稱為溫和噬菌體。3、接合(Conjugation)

通過供體菌和受體菌完整細胞之間通過直接接觸而傳遞大段DNA的過程，稱為接合。在細菌中，接合現(xiàn)象研究得最清楚的是大腸桿菌。發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有性別分化，決定它們性別的因子稱為F因子（致育因子）。F因子

一種在染色體外的小型獨立的環(huán)狀DNA，一般呈超螺旋狀，具有自主的與染色體進行同步復制和轉(zhuǎn)移到其他細胞中去的能力，此外，其中還帶有一些對其生命活動關系較小的基因。F因子的分子量為5x107u三、原生質(zhì)體融合技術細胞融合技術是將遺傳物質(zhì)不同的兩個細胞融合成一個新細胞的一鐘技術。1、選擇具有遺傳標記的新株2、原生質(zhì)體制備a菌齡一般宜采用對數(shù)生長期的菌體。b選擇合適的酶系c酶的濃度d酶解溫度

epH值滲透壓穩(wěn)定劑3、原生質(zhì)體融合4、再生5、重組子的檢出第五節(jié)基因工程

GeneEngineering

一、載體和限制性內(nèi)切酶一）載體質(zhì)粒載體噬菌體載體柯斯質(zhì)粒載體YAC載體二）限制性內(nèi)切酶分離目的基因和使載體質(zhì)粒DNA切開都需有酶的作用，這種酶稱之為限制性內(nèi)切酶。(三）DNA連接酶將兩個不同的DNA片斷，一個片斷是目的基因，另一個片斷通常是作為運載載體的質(zhì)粒DNA拼接起來，就需要連接酶的作用。二、基因工程的基本操作步驟1、目的基因的取得(1)化學合成基因(2)基因文庫的構建及目的基因的分離(3)聚合酶鏈式反應技術獲得基因(4)逆轉(zhuǎn)錄法獲得真核目的的基因2、載體的選擇和目的基因與載體DNA的體外重組3、將重組DNA分子轉(zhuǎn)移導適當?shù)氖荏w細胞內(nèi)4、重組載體引入受體細胞5、篩選重組DNA分子的受體細胞克隆基因工程的操作步驟示意圖第六節(jié)生產(chǎn)菌種的保存一、菌種保藏目的及原理目的原理創(chuàng)造不利于菌種生長的一切條件，

使其代謝處于休眠狀態(tài)。使菌種不生長不死亡不污染不降低或不喪失其優(yōu)良性以盡量延長使用時間返回本節(jié)低溫干燥無氧缺營養(yǎng)不利

條件返回本節(jié)二、常用保藏法1.定期移植冰箱保藏2.石蠟油封存法3.載體保藏法4.真空冷凍干燥保藏法5.液氮超低溫保藏法特點簡便

保藏時間短

易污染及退化

1.定期移植法

斜面培養(yǎng)、液體培養(yǎng)穿刺培養(yǎng)等置4~6℃冰箱中（3~6個月）返回本節(jié)2.礦油保藏法無菌檢驗

？注入斜面礦油

處理滅菌：152kpa、30min

去水：40~50℃烘至無色透明

口堵膠塞返回本節(jié)特點簡便

適宜真菌和放線菌不適宜細菌3.載體法

使生長合適的微生物吸附在一定的載體上進行干燥。常用的載體有土壤、砂土、硅膠、明膠、麩皮、米粒、磁珠、濾紙片等。最常用的沙土管法：

將細沙——鹽酸處理——水洗——烘干-——和過篩沃土混合——滅菌——接種——真空干燥、密封，4℃冰箱保存，1-3年保存期。適用于霉菌、放線菌和形成芽孢的細菌的保藏自然基質(zhì)保藏法基質(zhì)的處理麥粒浸透、煮熟

麩皮拌濕裝管防衰老

保藏時間長

轉(zhuǎn)接后生長旺

易污染，滅菌要徹底特點滅菌接種培養(yǎng)干燥器去水返回本節(jié)4冷凍干燥管保存（lyophilizationfreeze-drying)

收集菌種滅菌脫脂牛奶或馬血清作為懸浮介質(zhì)

滅菌安瓿管預凍真空凍干密封，

4℃冰箱，保存3-5年適用于一切微生物的保存

細胞10%-20%甘油作為懸浮介質(zhì)分裝入無菌聚丙烯管預凍液氮內(nèi)（-196℃），保存5-10年適用于所有微生物、動物和植物細胞的保存5液氮管保存(storageinliquidnitrogen)不同菌種保藏方法比較保藏方法適用范圍保存有效時間斜面適溫各類微生物(除病毒外)細菌、酵母1個月；霉菌、放線菌2-3個月斜面冰箱（4度）各類微生物(除病毒外)細菌、酵母3個月；霉菌、放線菌6個月礦油酵母、霉菌、放線菌低溫1年以上砂土管芽孢桿菌、產(chǎn)孢子霉菌、放線菌低溫1-數(shù)年冷凍干燥各類微生物低溫1-20年固體曲產(chǎn)大量孢子的霉菌低溫1-數(shù)年基因工程菌的保藏由載體質(zhì)粒等攜帶的外源DNA片段通常是遺傳不穩(wěn)定的、且很易丟失其外源質(zhì)粒復制子。質(zhì)?；蛲ǔ樗拗骷毎L非必需。一般情況下當細胞丟失這些質(zhì)粒時，生長速度會加快。當培養(yǎng)基中加入抗生素時，抗生素提供了一有利于攜帶質(zhì)粒的細胞群體的極有用的生長選擇壓。而且在運用基因工程菌進行發(fā)酵時，抗生素的加入可幫助維持質(zhì)粒復制與染色體復制的協(xié)調(diào)。建議基因工程菌應保藏在含低濃度選擇劑的培養(yǎng)基中。

由于微生物的多樣性，不同的微生物往往對不同的保藏方法有不同的適應性，迄今為止尚沒有一種方法能被證明對所有的微生物均適宜。因此，在具體選擇保藏方法時必須對被保藏菌株的特性、保藏物的使用特點及現(xiàn)有條件等進行綜合考慮。對于一些比較重要的微生物菌株，則要盡可能多的采用各種不同的手段進行保藏，以免因某種方法的失敗而導致菌種的喪失。第七節(jié)菌種的退化與復壯微生物的變異是絕對的，而它的穩(wěn)定性則是相對的；退化性的變異是經(jīng)常的，而進化性的變異卻是個別的。如果變異朝著不利于生產(chǎn)的方向發(fā)展，則菌種就退化了。菌種的退化1.常見的退化菌落和細胞形態(tài)的變化生產(chǎn)性能的下降對生長環(huán)境的適應能力的減弱退化的主要原因有關基因的自發(fā)突變育種后未經(jīng)分離純化培養(yǎng)條件的改變防止退化的措施控制傳代次數(shù)采用有效的菌種保藏方法利用不同的細胞進行接種傳代選擇適合的培養(yǎng)條件復壯狹義的復壯是指在菌種已發(fā)生衰退的情況下，通過純種分離和生產(chǎn)性能測定等方法，從衰退的群體中找出未衰退的個體，以達到恢復該菌原有典型性狀的措施。廣義的復壯是指在菌種的生產(chǎn)性能未衰退前就有意識的經(jīng)常進行純種的分離和生產(chǎn)性能測定工作，以期菌種的生產(chǎn)性能逐步提高。復壯方法分離純化寄生復壯遺傳育種第七節(jié)菌種保藏機構

比較著名的保藏機構有：美國標準菌庫（ATCC)美國農(nóng)業(yè)部北方地區(qū)研究中心菌（NRRL）荷蘭真菌菌種收藏中心（CBS）英國國立工業(yè)細菌菌庫（NCIB）普通微生物菌種保藏管理中心（CGMCC）中國科學院微生物研究所，北京中國科學院武漢病毒研究所，武漢。農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（ACCC）中國農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所，北京。工業(yè)微生物菌種保藏管理中心（CICC）中國食品發(fā)酵工業(yè)科學研究所，北京。醫(yī)學微生物菌種保藏管理中心（CMCC）

中國醫(yī)學科學院皮膚病研究所，南京中國藥品生物制品檢定所，北京。中國預防醫(yī)學科學院病毒學研究所，北京中國抗生素菌種保藏管理中心（CACC）中國醫(yī)學科學院醫(yī)藥生物技術研究所，北京；四川抗生素工業(yè)研究所，成都；華北制藥集團抗生素研究所，石家莊。獸醫(yī)微生物菌種保藏管理中心（CVCC）中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京。林業(yè)微生物菌種保藏管理中心（CFCC）中國林業(yè)科學研究院，北京。中國典型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC）武漢大學，武漢。第八章食品的微生物污染及腐敗變質(zhì)第八章食品微生物污染及腐敗變質(zhì)提綱污染食品的微生物來源及其途徑食品的細菌污染食品的腐敗變質(zhì)食品原料與腐敗變質(zhì)食品被細菌污染后對人體的危害霉菌及其毒素污染食品后造成的危害食品微生物污染與腐敗變質(zhì)的控制一、污染食品的微生物來源及其途徑污染源1、來自土壤中的微生物土壤是微生物的大本營（１）土壤中豐富的營養(yǎng)；（２）土壤具有有較好的持水性（３）土壤的酸堿度多數(shù)接近中性，滲透壓在適中。（４）土壤的團粒結構能調(diào)節(jié)空氣和水份的含量。（５）土壤表土以下的溫度一般介于10-30℃之間。（６）土壤覆蓋保護微生物免遭太陽紫外線的殺害２、來自空氣中的微生物空氣中常見的微生物是一些抵抗力較強、耐干燥、耐紫外線能力強的類群。細菌中的革蘭氏陽性球菌、芽孢桿菌以及酵母、霉菌的孢子在空氣中普遍存在而且有較高的檢出率。３、來自水中的微生物一般來說水中微生物的數(shù)量取決于水中有機質(zhì)的含量。海洋中也有大量水生微生物存在，主要是細菌，它們均具有嗜鹽的特性。4、來自人體和動植物的微生物人及動植物均帶有一定的微生物。有些為病原微生物。微生物污染食品的途徑通過水而污染通過空氣而污染通過人及動物而污染通過用具和雜物而污染二、食品的細菌污染1、食品中常見的細菌2、食品中細菌數(shù)量及其食品衛(wèi)生意義食品中細菌數(shù)量通常指每克或每毫升或每平方厘米面積食品上的細菌數(shù)目，用菌落總數(shù)表示。（１）作為食品被污染程度即清潔狀態(tài)的標志。（２）預測食品耐存放程度或期限。食品中微生物的消長加工前：一般只有增多。加工過程中：微生物數(shù)量明顯下降，但也有二次污染的問題。加工后3、大腸菌群及其食品衛(wèi)生學意義大腸菌群包括腸桿菌科的埃希氏菌屬、檸檬酸細菌屬、腸桿菌屬和克雷伯菌屬。其食品衛(wèi)生學意義:（１）人與溫血動物糞便污染的指標菌。（２）作為腸道致病菌污染食品的指標菌。但冷凍食品主要以腸球菌作為指標菌來評定衛(wèi)生質(zhì)量。檢驗方法：三、食品的腐敗變質(zhì)（1）微生物引起食品變質(zhì)的基本因素食品的基質(zhì)條件食品的PH值食品的水分滲透壓食品的外界環(huán)境條件溫度氣體三、食品的腐敗變質(zhì)（2）食品腐敗變質(zhì)的化學過程食品中蛋白質(zhì)的分解脂肪的分解碳水化合物的分解三、食品的腐敗變質(zhì)（3）食品腐敗變質(zhì)的鑒定感官鑒定色澤氣體口味組織狀態(tài)化學鑒定PH值或酸堿度的鑒定微生物鑒定腐敗變質(zhì)食品的衛(wèi)生學意義及處理原則四、食品原料與腐敗變質(zhì)牛奶肉魚植物同一次擠乳不同階段鮮乳的菌數(shù)2.1萬0.58萬0.14萬50330五、食品被細菌污染后對人體的危害（1）細菌性食物中毒沙門氏菌葡萄球菌肉毒桿菌志賀氏菌糞鏈球菌副溶血球菌致病性大腸桿菌變形桿菌蠟狀芽孢桿菌韋氏梭菌五、食品被細菌污染后對人體的危害（2）消化道傳染病細菌性痢疾傷寒及副傷寒霍亂及副霍亂其它引起腸道傳染病的細菌六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（1）霉菌產(chǎn)毒的特點1、霉菌產(chǎn)毒僅限于少數(shù)的產(chǎn)毒霉菌，而產(chǎn)毒菌種中也只有一部分菌株產(chǎn)毒。２、產(chǎn)毒能力還表現(xiàn)出可變性和易變性。３、霉菌毒的產(chǎn)生并不具有一定的嚴格性，即一種菌種或菌株可以產(chǎn)生幾種不同的毒素，而同一霉菌毒素也可由幾種霉菌產(chǎn)生。４、產(chǎn)毒霉菌產(chǎn)生毒素也需要一定條件。主要產(chǎn)毒霉菌曲霉屬青霉屬鐮刀菌屬其它主要霉菌毒素黃曲霉毒素黃變米毒素鐮刀菌毒素雜色曲霉毒素棕曲霉毒素六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（2）防毒方法和去毒措施防霉物理防毒干燥防霉氣調(diào)防毒化學防霉去毒物理去毒化學去毒生物去毒六、霉菌及其毒素污染食品后造成的危害（3）霉菌及霉菌毒素的食品衛(wèi)生學意義人體霉菌毒素中毒霉菌污染引起的食品變質(zhì)七、食品微生物污染與腐敗變質(zhì)的控制加強食品企業(yè)衛(wèi)生管理食品防腐保鮮低溫保存高溫滅菌保藏脫水保藏酸液保藏電離輻射保藏防腐劑保藏推廣建立完善的HACCP管理體系HazardAnalysisandCriticalControlPoint危害分析與關鍵控制點國際認可的食品安全保證體系HACCP與質(zhì)量保證體系

HACCPGMP消費者投訴系統(tǒng)設備預防性維護原料/成品放行原料供應商保證SSOP產(chǎn)品追溯性環(huán)境監(jiān)控質(zhì)量偏差管理返工料回收產(chǎn)品設計安全食品第九章

微生物在食品制造中的應用第九章

微生物在食品制造中的應用概述應用范圍：微生物發(fā)酵制作食品；代謝產(chǎn)物作添加劑；酶制劑；菌體食飼用主要類別:細菌、霉菌、酵母第一節(jié)細菌在食品制造中的應用一、食醋(一)、食醋生產(chǎn)原料：薯類：甘薯、馬鈴薯糧谷類：高粱、玉米、大米、青稞、大麥、小麥等糧食加工下角料：碎米、麩皮、谷糠、高粱糠等野生植物橡子、菊芋等果蔬類：李、紅棗、葡萄、番茄等酒類：白酒、酒精等其他：糖糟、酒糟、糖蜜等輔料及疏松料：細谷糠、小米殼、高粱殼等(二)、食醋釀造用微生物傳統(tǒng)法，野生菌制曲、發(fā)酵；新法以人工選育的純培養(yǎng)菌株，周期短、原料利用率高1、淀粉糖化微生物，可產(chǎn)淀粉酶，多為曲霉菌甘薯曲霉AS3.324，糖化甘薯原料及野生植物等，生長適應性好，易培養(yǎng)，強單寧酶活力鄔氏曲霉AS3.758，來自日本，糖化、產(chǎn)酸強，對原料適應性好，較強單寧酶活力東酒一號AS3.758變種，要求高濕度和較低溫度黑曲霉AS3.4309（UV-11）糖化力強，酶系純另有米曲霉：滬釀3.040、滬釀3.042（AS3.951）、AS3.863等；黃曲霉：AS3.800，AS3.384等2、酒精發(fā)酵微生物生產(chǎn)上一般為子囊菌亞門酵母屬酵母,北方1300酵母,上海香醋選用工農(nóng)501黃酒酵母,K字酵母適用以高粱、大米、甘薯為原料而釀制普通食醋，AS2.109、AS2.399適用于淀粉質(zhì)原料，AS2.118，AS2.119適用于糖蜜原料3、醋酸發(fā)酵微生物醋化醋桿菌（Acetobacteraceti）、制醋桿菌（A、acetosus）、巴氏醋桿菌（A.pasteurianus）、AS1.41醋酸菌、滬釀101醋酸菌等（三）、食醋生產(chǎn)氧充足時總反應式：C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O1、酵母制備工藝流程大缸固體育種（38℃，3-4d）固態(tài)釀醋種子罐（二級種子）（30-32，通氣培養(yǎng)22-24）液態(tài)釀醋斜面原種斜面（30-32℃，48hr）三角瓶（一級種子，30-32℃

，振蕩24h）2、固態(tài)釀醋工藝流程生產(chǎn)工藝1）原料配比及處理2）、入缸發(fā)酵3）、淋醋，采用三套循環(huán)法熏醋：為提高產(chǎn)量改善風味，將部分醋醅以文火加熱至70-80度，24hr后淋醋。薯干（碎米、高粱等）粉碎加麩皮、谷糠混合潤水蒸料冷卻接種（麩曲、酒母、水）入缸糖化發(fā)酵拌糠接種（酵母）翻醅加鹽后熟淋醋貯存陳釀配兌滅菌包裝成品二醋浸泡成熟醋醅20-24hr頭醋，頭渣以三醋浸泡，得二醋，二渣浸泡后得三醋，殘渣可飼用或作填充料4）、陳釀醋醅陳釀：成熟醋醅壓實蓋嚴，封實數(shù)月后直接淋醋醋液陳釀：醋醅成熟后淋醋，將醋液貯入缸或罐中，封存1-2個月5）、配兌和滅菌陳釀醋或新淋醋為半成品，需按標準經(jīng)配兌、包裝、滅菌后出廠。一級食醋含醋量≥5%，二級≥3.5%3、酶法液化通風回流制醋流程

細菌α淀粉酶、氯化鈣、碳酸鈉麩曲碎米浸泡磨漿調(diào)漿加熱液化糖化冷卻

水酒母麩皮、礱糠、醋酸菌種子液態(tài)酒精發(fā)酵酒液拌和入池固態(tài)醋酸發(fā)酵（松醅、回流）

加鹽淋醋加熱滅菌裝壇成品食鹽生產(chǎn)工藝1）配料2）水磨與調(diào)漿3）液化和糖化4）酒精發(fā)酵5）醋酸發(fā)酵6）配兌與滅菌

4、液體深層發(fā)酵制醋流程碎米浸泡磨漿調(diào)漿液化糖化酒精發(fā)酵酒醪醋酸發(fā)酵壓濾配兌滅菌陳醋成品二、發(fā)酵乳制品含義：良好原乳經(jīng)微生物發(fā)酵作用成為具有特殊風味的食品，即為乳制品。通常具有良好的風味，較高的營養(yǎng)價值和一定的保健作用。分類：酸奶、奶酪，多由乳酸菌生產(chǎn)乳酸菌種類干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei）、保加利亞乳桿菌（L.gulgaricus）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）、植物乳桿菌（L.plantarum）、乳酸乳桿菌（L.lactis）、乳酸乳球菌（Lactococcuslactis）、嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）等雙歧桿菌:菌體尖端呈分枝狀(Y、V型)而得名，為無芽孢革蘭氏陽性細菌，專性厭氧、不運動，能利用葡萄糖產(chǎn)生醋酸和乳酸（2：3），不產(chǎn)CO2，目前共24種，9種存在于人體，可發(fā)酵使用的5種為：兩歧雙歧桿菌（B.bifidum）、長雙歧桿菌（B.longum）、短雙歧桿菌（B.brevvis）、嬰兒雙歧桿菌（B.angulatum）和鏈狀雙歧桿菌（B.adolescentis）雙歧桿菌生產(chǎn)工藝共同發(fā)酵法：兩歧雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發(fā)酵原理：雙歧桿菌產(chǎn)酸能力低，凝乳時間長，需約18-24hr，并屬異型發(fā)酵，產(chǎn)品口感及風味差，生產(chǎn)上選擇對雙歧桿菌無明顯影響但產(chǎn)酸快的菌株共同發(fā)酵，以提高產(chǎn)酸能力和雙歧桿菌含量，改善口感及風味共生發(fā)酵法兩歧雙歧桿菌和用于馬奶酒制造的乳酸酵母（Sacch.Lactis），接種量分別為6%和3%。培養(yǎng)過程先26-28℃培養(yǎng)酵母營造厭氧環(huán)境，后提高溫度到30℃促進雙歧桿菌生長。該方法促進了雙歧桿菌生長，提高產(chǎn)酸能力，加快凝乳，產(chǎn)品酸甜適中，富有純正乳酸口味和淡淡酵母香氣。共同發(fā)酵法流程

原料乳兩歧雙歧桿菌（6%）標準化嗜熱鏈球菌（3%）調(diào)配蔗糖（10%）+葡萄糖（2%）均質(zhì)（15-20Mpa）殺菌（115℃，8min）冷卻（38-40℃）適量維生素C接種灌裝消毒瓶發(fā)酵（38-39℃，6h）冷藏（1-5℃）成品共生發(fā)酵乳生產(chǎn)工藝流程蔗糖（10%）+葡萄糖（2%）原料乳標準化調(diào)配

均質(zhì)（15-20Mpa）殺菌（115℃，8min）

冷卻（38-40℃）兩歧雙歧桿菌（6%）接種乳酸酵母（3%）灌裝消毒瓶

發(fā)酵（38-39℃，6h）冷卻（10℃左右）冷藏（1-5℃）成品三、氨基酸發(fā)酵（一）、概述氨基酸為蛋白質(zhì)基本成分，8種必需氨基酸只能通過事物獲得可作調(diào)味料，如鮮味料谷氨酸鈉（味精）、甜味料色氨酸和甘氨酸歷史：1820年水解蛋白；1850年化學合成；1910年日本使用鹽酸水解小麥面筋得谷氨酸；1957年日本以微生物發(fā)酵糖類得谷氨酸，并工業(yè)化生產(chǎn)；我國1963年發(fā)酵生產(chǎn)；目前日本可發(fā)酵生產(chǎn)22種氨基酸，18種直接發(fā)酵，4種酶法轉(zhuǎn)換表9-2部分氨基酸及其生產(chǎn)所用菌株生成的氨基酸使用的菌株谷氨酸纈氨酸DL-丙氨酸脯氨酸賴氨酸蘇氨酸鳥氨酸亮氨酸酪氨酸谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌或黃色短桿菌北京棒桿菌AS1.299或鈍齒棒桿菌AS1.542或B9北京棒桿菌AS1.586（ile—）；乳糖發(fā)酵短桿菌（thr—）凝結芽孢桿菌（BacillusCoagulans）（met—）鏈形寇氏桿菌（Kurthiacatenoform）（met—）；黃色短桿菌（ile—+SGR）黃色短桿菌（AECR）、乳糖發(fā)酵短桿菌（AECR+Ser—或AECR+Ade—+Gu—）；谷氨酸棒桿菌（AECR+Leu）或（AECR+met）或（AECR+Ala）大腸桿菌（met—+Val—）；大腸桿菌W（DAP—+met—+ile—）谷氨酸棒桿菌（Cit—）；黃色短桿菌（Cit—或Arg—）黃色短桿菌（ile—+met—+TAR）谷氨酸棒桿菌（Phe—+Pu—）（二）、谷氨酸發(fā)酵（味精生產(chǎn)）1、谷氨酸產(chǎn)生菌芽孢桿菌外，屬于不同種屬，但具共同特點：球形、短桿至棒狀、無鞭毛、不運動、不形成芽孢、革蘭氏陽性，需要生物素、通氣條件產(chǎn)生氨基酸我國使用北京棒桿菌（Corynebacteriumpekinensesp.）AS1.299，鈍齒棒桿菌（Corynebacteriumcrenarum）AS1.542微生物谷氨酸合成途徑：葡萄糖經(jīng)酵解和磷酸己糖支路生成丙酮酸，后者生成乙酰輔酶A，進入三羧酸循環(huán)，生成α-酮戊二酸，在谷氨酸脫氫酶作用下，存在時生成L-谷氨酸NH4+2、生產(chǎn)原料糧食原料：谷類和薯類淀粉，如大米、玉米、小麥、甘薯等非糧食類：甜菜和甘蔗糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烴（液體石蠟）等作碳源。N源可用尿素或氨水3、工藝流程（淀粉質(zhì)原料）淀粉質(zhì)原料糖化中和、脫色、過濾培養(yǎng)基調(diào)配接種發(fā)酵發(fā)酵液提?。ǖ入婞c發(fā)、離子交換法等）谷氨酸中和除鐵脫色過濾干燥成品（味精）4、發(fā)酵工藝（1）、發(fā)酵培養(yǎng)基：碳源、氮源、生長因子和無機鹽等①碳源：為構成菌體和合成谷氨酸的碳架及能量來源，實際生產(chǎn)中以糖質(zhì)原料為主，濃度需控制②氮源：為菌體蛋白、核酸類物質(zhì)和谷氨酸的氨基來源，發(fā)酵中氮源量需求大，C/N比為100：0.5-2.0時只合成菌體，在100：11以上開始積累氨基酸③無機鹽：為微生物重要成分，調(diào)節(jié)微生物生命活動。主要離子和含量如下

KH2PO40.05-0.2%K2HPO40.05-0.2%MgSO47H2O0.005-0.1%FeSO47H2O0.0005-0.01%MnSO44H2O0.0005-0.005%④生長因子：微生物生長不可缺少，而自身不能合成的微量有機物質(zhì)稱為生長因子。目前生物素為必須的生長因子，生產(chǎn)中添加玉米漿、麩皮水解液、糖蜜等作為生長因子來源（2）、發(fā)酵條件控制①溫度對發(fā)酵影響：前期（0-12h）為菌體大量繁殖階段，溫度控制在30-32℃；中后期積累大量谷氨酸，催化關鍵酶谷氨酸脫氫酶最適溫度32-36，中后期適當提高溫度。②PH對發(fā)酵影響：前期控制在7.5-8.0，中后期將PH控制在7.0-7.6可提高產(chǎn)量③通風和攪拌：前期低通風量較好，中后期高通風量④泡沫控制：通風和攪拌過程產(chǎn)生二氧化碳形成泡末影響發(fā)酵，可用機械（耙式、離心式、刮板式，蝶式消泡器）和化學消泡（天然油脂、聚酯類、醇類、硅酮類等）等方法⑤發(fā)酵時間：一般低糖（10-12%）發(fā)酵，時間36-38hr；中糖（14%）發(fā)酵，45hr第二節(jié)酵母在食品制造中的應用酵母菌與人類關系密切，地位極為重要主要產(chǎn)品：面包、酒類等一、面包最早利用天然酵母，后改用啤酒酵母和酒精酵母代替。專門產(chǎn)品：壓榨酵母（鮮酵母）和活性干酵母（ADY）作用：發(fā)酵中產(chǎn)生CO2使面包膨大疏松改善面包風味：產(chǎn)生的酒精和有機物具有特殊風味增加面包營養(yǎng)價值：酵母菌含豐富營養(yǎng)物質(zhì)二次發(fā)酵法工藝流程部分面粉（30-70%）全部酵母第一次調(diào)制面團第一次面團發(fā)酵水剩余原輔料第二次調(diào)制面團二次面團發(fā)酵整形醒發(fā)烘烤冷卻包裝成品二、釀酒種類：黃酒、白酒、啤酒、果酒等其中啤酒以大麥和水為主要原料，大米、酒化為輔料，經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的含有CO2、低酒精濃度和多種營養(yǎng)成分的飲料酒。1972年7月被列為營養(yǎng)食品，為世界上最大酒