《食品微生物学》全套教程.ppt

绪 论【知识目标】【知识目标】【知识目标】【知识目标】1了解有关微生物界的成员、微生物学的范围和现实意义、食品微生物学的未来。2熟悉微生物学发展史。3掌握食品微生物的研究内容、主要分支学科。【技能目标】【技能目标】1能够对不同的微生物进行分类。2能够分析不同环境中可能存在的不同微生物。第一节第一节 微生物及其生物学特点微生物及其生物学特点一、微生物及其生物学分类地位一、微生物及其生物学分类地位(一)微生物的概念及其主要类群1、概念微生物是一类个体微小、结构简单，肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称。微生物的种类有细胞结构无细胞结构：病毒原核微生物真核微生物真菌显微藻类原生动物草履虫水绵2、微生物类群细菌放线菌支原体立克次氏体衣原体（二）微生物的生物学分类地位两界分类：动物界和植物界(18世纪中叶)；三界分类：原生生物界(藻类、原生动物、真菌和细菌)、动物界和植物界。四界分类系统：原核生物界(细菌、蓝细菌等)、原生生物界(原生动物、真菌、黏菌和藻类等)、动物界和植物界。五界分类系统：原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界。六界分类系统：五界基础上增加了病毒界。其中微生物包括四界。二、微生物的生物学特点及作用二、微生物的生物学特点及作用（一）种类繁多，分布广泛（二）生长繁殖快，代谢能力强（三）遗传稳定性差，容易发生变异第二节第二节 微生物学及其发展微生物学及其发展 一、微生物学及其分支学科一、微生物学及其分支学科一、微生物学及其分支学科一、微生物学及其分支学科（一）微生物学及其研究内容微生物学是研究微生物及其生命活动规律的科学。研究内容：（1）微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异；（2）微生物的进化、分类、生态等生命活动规律；（3）与其他微生物之间，与动植物之间的相互关系，与外界环境理化因素之间的相互关系；（4）微生物在自然界各种元素的生物地球化学循环中的作用；（5）微生物在工业、农业、医疗卫生、环境保护、食品生产等各个领域中的应用，等等。（二）微生物学的分支学科按研究对象分，可分为细菌学、放线菌学、真菌学、病毒学、原生动物学、藻类学等。按过程与功能分，可分为微生物生理学、微生物分类学、微生物遗传学、微生物生态学、微生物分子生物学、微生物基因组学、细胞微生物学等。按生态环境分，可分为土壤微生物学、环境微生物学、水域微生物学、海洋微生物学、宇宙微生物学等。按技术与工艺分，可分为发酵微生物学、分析微生物学、遗传工程学、微生物技术学等。按应用范围分，可分为工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、预防微生物学等。二、微生物学发展史二、微生物学发展史（一）史前时期（二）微生物形态学发展阶段微生物学的开山祖列文虎克自制了显微镜，观察细胞结构微生物学的开山祖列文虎克自制了显微镜，观察细胞结构在19世纪60年代初，法国的巴斯德（LouisPasteur）和德国的柯赫（RobertKoch）等一批杰出的科学家建立了一套独特的微生物研究方法。科赫，曾获1905年诺贝尔生理学-医学奖（三）微生物生理学发展阶段巴斯德：法国化学家、细菌学家（四）微生物分子生物学发展阶段电子显微镜电子显微镜下酵母菌（五）我国微生物学的发展与贡献我国是认识和利用微生物历史最为悠久、在应用成果获得最为优秀的国家之一。现代化的发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥的研究和应用以及微生物学基础研究逐步形成一定规模。应用现代微生物学分子生物学手段在基因水平、分子水平和后基因组水平尚的研究业已广泛展开。我国微生物学的发展进入了一个新的时期，然而差距仍十分明显。第三节第三节 食品微生物学及其任务食品微生物学及其任务一、食品微生物学的研究内容一、食品微生物学的研究内容食品微生物学是专门研究微生物与食品之间的相互关系的一门科学。食品微生物学所研究的内容包括：（1）与食品有关的微生物的活动规律；（2）利用有益微生物为人类制造食品；（3）如何控制有害微生物、防止食品发生腐败变质；（4）检测食品中微生物的方法，制定食品中微生物指标，从而为判断食品的卫生质量而提供科学依据。二、食品微生物学的研究任务二、食品微生物学的研究任务（一）有益微生物在食品制造中的应用有三种方式 微生物菌体 微生物代谢产物 微生物酶（二）有害微生物对食品的危害及防止 检测 控制食品微生物学的任务在于，为人类提供既有益于健康、营养丰富，而又保证生命安全的食品。【本章小结】【本章小结】微生物具有种类繁多、分布广泛、生长繁殖快、代谢能力强、遗传稳定性差、容易发生变异的特点。随着微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学。微生物学经过了史前时期人类对微生物的认识与利用、微生物形态学发展阶段、微生物生理学发展阶段、微生物分子生物学发展阶段等四个阶段。食品微生物学研究包括与食品有关的微生物的活动规律，如何利用有益微生物为人类制造食品，控制有害微生物，防止食品发生腐败变质等内容。第一章 原核微生物【知识目标】【知识目标】1掌握细菌、放线菌的形态结构及菌落特征，理解细菌、放线菌的繁殖方式。2了解引起食品腐败变质的常见的几种细菌的生物学特性。3了解蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、古细菌的生物学特性。【技能目标】【技能目标】1学会识别常见细菌、放线菌的形态特点。2能识别由常见细菌在食品生产中引起的腐败现象。第一节第一节 细菌细菌细菌是一类个体微小、结构简单、细胞壁坚韧、多数以二分裂方式繁殖、水生性较强的单细胞原核微生物。一、细菌的基本形态和空间排列一、细菌的基本形态和空间排列细菌是单细胞原核生物，每一个细胞就是一个独立生活的个体，细菌的形态就是细胞的形态。细菌的其基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。（一）球菌菌体呈球形或近似球形的细菌称球菌，按其分裂后细胞排列方式不同分为以下几种类型：1单球菌2双球菌3链球菌4四联球菌5八叠球菌6葡萄球菌12765431微球菌2葡萄球菌3双球菌4链球菌5含有双球菌的链球菌6具有荚膜的球菌7八叠球菌图1-1球菌的形态及排列方式（二）杆菌菌体呈杆状的细菌称杆菌。杆菌是细菌中种类最多的一类。分为：1、长杆菌2、短杆菌3、球杆菌图1-2各种杆菌的形态（三）螺旋菌菌体弯曲的杆菌称为螺旋菌。根据菌体弯曲程度的不同可分为弧菌和螺菌两种类型（图1-3）。1弧菌菌体仅一个弯曲，形如弧形、逗号或香蕉状，螺旋不满一环，如霍乱弧菌2螺菌菌体有多个弯曲，回转如螺旋状，一般螺旋26环，如干酪螺菌图1-3弧菌和螺菌的形态在正常生长条件下，不同种类的细菌形态是相对稳定的。但细菌的形态受环境条件影响很大，例如改变培养时的温度、培养基的成分与浓度、培养时间、渗透压、pH值等，都能引起细菌形态发生变化。图1-4 巴氏醋酸杆菌的异常形态图1-5 乳酸杆菌的异常形态二、细菌的大小及其测定方法二、细菌的大小及其测定方法三、细菌的细胞结构及其功能三、细菌的细胞结构及其功能（一）细菌细胞的基本结构及其功能1、细胞壁、细胞壁细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%25%。（1）细胞壁的功能）细胞壁的功能保护细胞免受外力损伤,维持菌体外形协助鞭毛运动与胞膜一起完成细胞内外物质交换为正常细胞分裂所必需与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。（2）细胞壁与革兰氏染色的关系）细胞壁与革兰氏染色的关系革兰氏染色法革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。基本步骤：涂片固定结晶紫初染1min碘液媒染1min95%乙醇脱色0.5min番红复染min结果结果:革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌紫色紫色；革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌红色。红色。G+细菌细胞壁的结构v革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由DAla和还原糖组成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占3070%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。G-细菌细胞壁的结构v革兰氏阴性菌细胞壁：革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。分内壁层和外壁层。内壁层：内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。外壁层：外壁层：位于肽聚糖层的外部。脂多糖;脂蛋白、包括:蛋白质层:基质蛋白、外壁蛋白;磷脂.革兰氏染色原理第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。G+菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。(1)细胞膜的化学组成 蛋白质蛋白质主要包括主要包括 磷脂磷脂 糖类糖类 少量核酸少量核酸2.细胞膜细胞膜（2）细胞膜的功能完成营养物质的运输产能场所细胞膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶类，所以细胞膜是细菌能量代谢的场所。生物合成作用细胞膜上含有多种合成酶类，菌体的许多成分，如肽聚糖、磷壁酸、磷脂、脂多糖等均在细胞膜上合成，所以，细胞膜是合成代谢的场所。3细胞质细胞膜内除核质以外的一切物质统称为细胞质。细胞质的主要成分是蛋白质、核酸、核糖、脂类、糖类、无机盐和水等。细胞质内含有多种酶系统，是细菌细胞进行合成代谢和分解代谢的重要场所。细胞质中没有真核细胞所具有的细胞器，但含有许多内含物，主要有核糖体、质粒、异染颗粒、肝糖粒、淀粉粒、液泡等。核糖体分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。细菌的核糖体沉降系数为：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。4.细胞核细菌细胞核因没有核膜、核仁，所以称为原核、拟核或核区。它是由一条环状双链的DNA分子高度折叠而形成的染色体，还有少量的RNA及蛋白质。细胞核没有固定的形态，但与细胞质区分明显。细胞核携带着细菌的绝大多数遗传信息，是细菌新陈代谢和遗传变异的物质基础。（二）细菌细胞的特殊结构及其功能鞭毛概念：有些细菌的表面有从体内伸出细长而呈波浪状弯曲的丝状物称为鞭毛，是细菌的运动“器官”。长度：超过菌体很多倍，但直径小。主要成分：蛋白质，还有少量多糖、脂类和核酸。着生位置和数量：由细菌的遗传特性所决定的，是菌种鉴定的重要依据。（1）偏端单毛菌（2）两端单毛菌（3）偏端丛毛菌（4）两端丛毛菌（5）周毛菌2芽孢概念：有些细菌在其生长发育后期，在菌体内形成一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠孢子称为芽孢，又称内生孢子。芽孢菌：凡是能形成芽孢的细菌统称为芽孢菌，芽孢细菌主要分属于需氧芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属的细菌中。有芽孢的菌体称为芽孢体，未形成芽孢的菌体称为营养体。芽孢芽孢的有无、大小、形状和位置（图1-11），是细菌种类鉴别的重要依据。折光性强，必须用特殊染色法才能在显微镜下观察到。图1-11细菌芽孢的位置和大小示意图1中央位2近端位3极端位芽孢的形态成熟芽孢具有多层结构，主要由孢外壁、芽孢衣、皮层、核心组成（图1-13）。芽孢的核心含有细菌生命活动所必需的全部物质。芽孢的组成合结构芽孢是细菌抵抗不良环境条件的一种休眠体。当芽孢遇到适宜条件时，开始萌发，形成新的菌体，使细菌恢复正常代谢（图1-14）。一个芽孢萌发只能产生一个营养体。图1-14芽孢杆菌生活史芽孢的生活史3荚膜通常是一菌一膜，但也有多菌共膜的，称为菌胶团（图1-14）。图1-15细菌的荚膜与菌胶团1细菌的荚膜2细菌的菌胶团某些细菌在一定的环境条件下，可向细胞表面分泌的一层疏松、透明的黏液状物质称为荚膜。一般厚为0.2m。（1）大荚膜：较厚（超过0.2m），有明显边缘和一定形状，相对稳定地位于细胞壁外，与细胞壁结合较紧密。（2）微荚膜：较薄（小于0.2m），其他同荚膜。（3）黏液层：没有明显边缘，可以扩散到周围环境中，与细胞壁结合不紧。（4）菌胶团：多菌共膜，即荚膜包裹在细胞群体外。根据荚膜的厚度和形状不同可分为以下几种类型：荚膜的化学成分因菌种不同而异，其中水分约占90%以上，固形物主要是多糖，少数是多肽、脂多糖等。荚膜的主要作用（1）保护作用（2）储藏养料（3）表面吸附作用（4）致病菌的荚膜与致病力有关4纤毛概念：纤毛又称菌毛、柔毛、伞毛、须毛，是有些杆菌在菌体外着生的比鞭毛细、短、直、硬，且数目多的蛋白质丝或细管。不是细菌的运动“器官”。大小：其直径为5nm10nm，长为0.2m0.5m。分类：它可分为普通纤毛和性纤毛。普通纤毛：能使细菌相互黏着或附着在某种物体上或液面上形成菌膜。性纤毛：又称性菌毛（F-菌毛），其功能是细菌在接合作用时向雌性菌株传递遗传物质。四、细菌的繁殖四、细菌的繁殖细菌一般以无性繁殖为主，是简单的二均裂殖，即一个细胞通过对称的二分裂，形成两个形态、大小和构造完全相同的子细胞。细菌的裂殖分三个阶段：1核分裂2形成横膈3子细胞分离五、细菌菌落特征五、细菌菌落特征菌落：由一个菌体细胞或同种的几个菌体细胞接种在固体培养基上，在适合的环境条件下，菌体生长繁殖后所形成。由无数个个体组成，肉眼可见，具有一定形态特征的群体。菌苔：许多菌落融成一片。(1)(1)平板培养平板培养（一）细菌在固体培养基上的培养特征图1-18细菌的菌落特征（二）细菌在半固体培养基上的培养特征用穿剌接种技术将细菌接种在含0.3%0.5%琼脂的半固体培养基中培养的特征，可根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型、有无鞭毛和能否运动（图1-18A和C）。如果细菌在穿剌线上及穿剌线周围扩散生长，即为有鞭毛、能运动的细菌；如果只沿穿剌线上生长，即为无鞭毛、不运动的细菌；如果细菌在培养基的表面及穿剌线的上部生长，即为好氧菌；如果沿整条穿剌线生长，即为兼性厌氧菌；如果在穿剌线底部生长，即为厌氧菌。（三）细菌在液体培养基中的培养特征细菌在液体培养基中的特征，因其细胞特征、相对密度、运动能力、与氧气关系等有所不同（图1-19D）。图1-19琼脂穿刺、琼脂斜面、明胶穿刺以及肉汤（液体培养）中的培养特征六、食品中常见的细菌类群六、食品中常见的细菌类群（一）假单孢杆菌属（二）葡萄球菌属（三）产碱杆菌属（四）黄杆菌属（五）埃希氏杆菌属和肠杆菌属（六）沙门氏菌属和志贺氏菌属（七）变形杆菌属（八）乳杆菌属（九）明串珠菌属（十）醋酸杆菌属（十一）芽孢杆菌属（十二）梭状芽孢杆菌属（十三）微球菌属（十四）链球菌属第二节第二节 放线菌放线菌放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物。一方面，放线菌的细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似，与细菌同属原核生物；另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖，这些特征又与霉菌相似。放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌。一、放线菌的形态特征一、放线菌的形态特征放线菌的细胞为分枝的丝状，称为菌丝。菌丝无隔为单细胞。菌丝不断分枝缠绕形成具有一定空间形态特征的菌丝体。由于形态和功能不同分为三种类型1、基内菌丝（营养菌丝）2、气生菌丝3、孢子丝图1-20放线菌的形态1基内菌丝2气生菌丝3孢子丝图1-21放线菌孢子丝形态二、放线菌的繁殖二、放线菌的繁殖放线菌主要通过产生无性孢子的方式进行繁殖，但也能以菌丝断裂的片断进行繁殖。放线菌产生的无性孢子主要有：1分生孢子2节孢子3孢囊孢子图1-22放线菌孢子形成类型（1）分生孢子（2）节孢子（3）孢囊孢子（1）分生孢子孢子丝细胞壁内的原生质围绕核质体，从菌丝的顶部向基部逐渐凝聚，形成圆形或椭圆形的孢子。（2）节孢子节孢子又称粉孢子，细胞膜和细胞壁同时内陷，逐渐向内缢缩，形成横膈，把孢子丝缢裂成一串孢子，多为杆状或柱状。（3）孢囊孢子有的放线菌通过菌丝盘卷，或通过菌丝顶端膨大形成孢子囊，孢子囊内产生横膈而形成孢子。分生孢子节孢子孢囊孢子形状：球形、椭圆形、圆柱状、杆状、梭状等；表面形态：光滑、褶皱、疣、剌、毛发、鳞片等；颜色：白色、灰色、红色、绿色、蓝色、橙黄色等；孢子的特征也是菌种鉴定的重要依据。孢子三、放线菌的菌落特征三、放线菌的菌落特征放线菌的菌落由菌丝体组成；大多菌落质地硬而且致密，菌落较小，呈绒状，或坚实、干燥、多皱；不易挑起个别放线菌（如诺卡氏菌属）不形成大量的菌丝，黏着力不强，结构为粉质，用针挑取易破碎。四、放线菌常见类群四、放线菌常见类群1链霉菌属链霉菌属是高等放线菌，菌丝无隔膜，多分枝，可形成基内菌丝、气生菌丝和孢子丝，孢子丝内通过原生质凝聚分裂形成孢子（图1-23）。图1-23凝聚分裂形成孢子放线菌种类很多，但对食品造成污染的放线菌很少。现主要介绍以下两个属。多生长在含水量较低，通气较好的土壤中。已知链霉菌属有一千多个菌种，有许多抗生素如链霉素、土霉素、内疗素、春雷霉素等均由此属菌产生。此属中的多数种类没有气生菌丝，只有基内菌丝。分枝菌丝会猝然断裂产生球状或杆状的粉孢子，粉孢子以横隔分裂方式形成（图1-24）。菌落为粉质，用针挑时易破。此属菌有些种类可产生抗生素，有些种类可用于石油脱蜡、烃类发酵以及污水处理。图1-24横隔分裂形成孢子2诺卡氏菌属第三节第三节 其他原核微生物其他原核微生物一、蓝细菌一、蓝细菌一、蓝细菌一、蓝细菌一类含有叶绿素a，能进行产氧性光合作用的原核微生物。过去称其为蓝藻或蓝绿藻。细胞特征：细胞具有原始核，只有叶绿素，无叶绿体，G-;分布：生长在土壤、岩石、树皮和水中，可使水的颜色随蓝细菌本身颜色变化而变化形态：单细胞体、群体和丝状体。通常呈蓝色或蓝绿色。繁殖方式：无性繁殖的二分裂；营养类型：光能自养型又名类菌质体和霉形体，是一类介于细菌与立克次氏体之间的能独立生活的最小原核生物。细胞特征：可通过细菌滤器，没有细胞壁，细胞柔软，形态多变，具高度多形性，着色力弱，G-；分布：土壤、污水、昆虫、脊椎动物及人体内，少数腐生；分裂方式：二分分裂方式繁殖，有些可以出芽方式或从球状体长出丝状体；生理生化特征：多数寄生而引起人及动物疾病。支原体抵抗力不强；容易被消毒剂灭活；对青霉素不敏感，对强力霉素、氯霉素、红霉素、螺旋霉素、链霉素等敏感，大多对四环素耐药。二、支原体二、支原体一类能通过细菌滤器，严格细胞内寄生，有独特发育周期的原核细胞型微生物。细胞为球形或椭圆形，有细胞壁，革兰染色阴性，以二分裂方式繁殖。仅在脊椎动物的细胞内繁殖。与立克次氏体在形态、大小、染色和结构等方面均很相似。不同之处有两点：一是传播时不需要媒介；另一特点是一旦侵入寄主细胞后，便出现特征性变化。在宿主细胞内的发育阶段存在原体和始体两种细胞形态。三、衣原体三、衣原体三、衣原体三、衣原体一类只能寄生在真核细胞内的革兰阴性原核微生物。是Ricketts于1909年研究落矶山斑疹热时，首次发现这个病原菌。立克次氏体细胞结构与细菌相似，但个体比细菌小，其形态常因不同宿主或不同的发育阶段而呈现不同形态，如球状、双球状、杆状或丝状。有细胞壁，革兰氏阴性，无芽孢，不运动；一般以哺乳动物为储存宿主，并在节肢动物如虱、蚤、蜱和螨的体内生长繁殖，可使人畜致病立克次氏体对低温抵抗力强，易被热干燥等杀死。对化学消毒剂敏感，对青霉素不敏感，对四环素、氯霉素等广谱抗生素敏感，而磺胺类药物不但不能抑制其生长，反而能刺激其繁殖。四、立克次氏体四、立克次氏体四、立克次氏体四、立克次氏体五、古细菌五、古细菌五、古细菌五、古细菌古细菌简称古菌，细胞薄而扁平，形态独特多样，如叶片状、棍棒状、盘状、球状、丝状等。细胞壁大多不含肽聚糖，质膜中具有醚键的类脂。大多生活在厌氧、高盐或高热等极端环境中。根据古细菌的生活习性和生理特性不同将其分为三大类群：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌。产甲烷菌：产甲烷菌的营养类型是化能有机营养型或化能无机营养型。产甲烷菌只能利用简单的C1化合物（甲酸、甲醇等）、乙酸和CO2为碳源，利用H2还原CO2生成甲烷，利用甲烷发酵或利用乙酸呼吸来获取生命活动所需的能量。【本章小结】【本章小结】细菌是单细胞原核微生物。其三种基本形态：球状、杆状和螺旋状。杆菌是细菌中种类最多的一类。细菌个体很小，必须借助显微镜才能观察到。细菌细胞的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、原核、内含物、核糖体，特殊结构只是部分细菌才具有或仅在特殊条件下才形成的构造，如芽孢、鞭毛、荚膜、纤毛等。细菌繁殖主要是无性繁殖中的二分裂。菌落是由一个菌体细胞或同种的几个菌体细胞接种在固体培养基上形成肉眼可见的群体。细菌的菌落一般为湿润、较光滑、较透明、较黏稠、质地均匀、菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致，易挑取等特征。细菌菌落特征因种而异，是细菌分类鉴定的依据之一。放线菌是原核微生物，其细胞为菌丝，无隔，单细胞。菌丝体分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。繁殖主要通过产生无性孢子的方式进行，无性孢子主要有：分生孢子、节孢子和孢囊孢子。孢子形成的方式主要为横隔式分裂。放线菌的菌落由菌丝体组成。第二章 真核微生物【知识目标】【知识目标】【知识目标】【知识目标】1掌握酵母菌、霉菌的形态结构及菌落特征，理解酵母菌、霉菌的繁殖方式。2了解食品生产中常用酵母菌和霉菌的生物学特性。3了解引起食品腐败变质的常见的几种霉菌和酵母菌的生物学特性。【技能目标】【技能目标】【技能目标】【技能目标】1学会识别常见酵母菌和霉菌的形态特点。2能识别由常见酵母菌和霉菌在食品生产中引起的腐败现象。真核微生物真核微生物真菌真菌酵母菌酵母菌丝状真菌丝状真菌霉菌霉菌担子菌担子菌显微藻类显微藻类原生动物原生动物真核微生物是指具有核膜、核仁，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体、叶绿体等细胞器的微生物。第一节第一节酵母菌酵母菌酵母菌不是分类学上的名称，而是一类非丝状真菌（单细胞）的统称。酵母菌喜含糖较高的偏酸性的环境，主要分布在果实、植物叶子表面、蔬菜、花蜜、树木汁液、果园土壤、酿造厂等处。酵母菌大多数为腐生型，少数为寄生型。酵母菌在食品、发酵、医药、石油等工业中有着极其重要的作用。一、酵母菌的形态特征一、酵母菌的形态特征酵母菌为单细胞真核微生物，其形态主要有圆形、卵圆形、椭圆形、柠檬形、香肠形、圆筒形等（图2-1）。12345678图2-1酵母菌细胞形态1圆形2卵圆形3圆筒形4柠檬形5椭圆形6三角形7瓶子形8香肠形某些酵母菌经过一连串的芽殖后，长大的子细胞与母细胞没有立即分离，彼此连成竹节状或藕节状的细胞串，形似霉菌的菌丝，为了与霉菌的菌丝相区别，称之为“假菌丝”（图2-2）。图2-2 酵母菌的假菌丝A藕节状假菌丝；B竹节状假菌丝1假菌丝2酵母菌大小 酵母菌比细菌粗约10倍，其直径一般为25m，长度为530m，最长可达100m。例如：酿酒酵母 宽度：2.510m 长度：4.521m 酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而有些种的酵母则较为均匀。二、酵母菌的细胞结构与功能酵母菌具有典型的真核细胞结构，有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核以及内含物等。1细胞壁酵母细胞壁厚度25m，重量占细胞干重的25%。化学组成：葡聚糖（35%45%）甘露聚糖（40%45%）蛋白质（10%）脂类（3%8%）几丁质（1%2%）2细胞膜酵母菌细胞膜是磷脂双分子层，其间镶嵌着蛋白质、固醇。酵母菌细胞膜所含的固醇，主要是麦角固醇和酵母固醇。主要功能：选择性吸收营养物质，排出代谢废物；某些大分子物质合成或作用的场所；调节渗透压。酵母细胞膜构造3细胞质酵母菌细胞质是一种黏稠的胶体，幼龄细胞质较黏稠而均匀，着色好；老龄细胞质出现液泡、空泡和多种贮藏物，着色不均匀。细胞质中有一些细胞器，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、液泡等。（1）液泡：营养物和水解酶类的贮藏库，还有调节渗透压的功能。（2）线粒体：酵母菌进行能量代谢的场所，细胞的能量仓库。它的主要功能是进行氧化磷酸化。（3）核糖体：一种无膜包裹的颗粒状细胞器，具有合成蛋白质的功能，主要成分是蛋白质（约40%）和RNA（约60%）。（4）内质网：是由膜组成的腔道构成复杂的内膜系统，表面有大量核糖体的称为粗面内质网，是合成酶和蛋白质的场所，同时可能是细胞内外的通信联络渠道。（5）高尔基体：合成、分泌糖蛋白和脂蛋白、对某些无生物活性的蛋白质原进行酶切加工，对合成新细胞壁和质膜提供原材料。（6）溶酶体：进行细胞内消化，具有维持细胞营养及防止外来微生物或异体物质侵袭的作用。（7）微体：微体中主要有两种酶，一是依赖于黄素（FAD）的氧化酶，二是过氧化氢酶，它们共同作用可使细胞免受H2O2的毒害。4细胞核由核膜、核质与核仁组成。核膜上有许多核孔，是核质与细胞质之间交换的选择性通道。核仁的主要成分是RNA和蛋白质，rRNA就是在核仁内合成。核质的主要成分是染色体，核染色体上携带着酵母菌的全部基因。酵母菌细胞核呈圆形，一般位于细胞的中央，但在老龄细胞中，往往被挤在一边，呈肾腰形。三、酵母菌的繁殖和生活史三、酵母菌的繁殖和生活史酵母菌的繁殖方式有无性繁殖和有性繁殖两种，但以无性繁殖为主。（一）酵母菌的无性繁殖酵母菌的无性繁殖又可分出芽繁殖和分裂繁殖两种。1出芽繁殖出芽繁殖，简称芽殖，是酵母菌最常见的一种繁殖方式（图2-4），在母细胞上留下一个芽痕，也在子细胞上相应留下一个蒂痕（图2-5）。2裂殖某些酵母菌，如裂殖酵母属的酵母是以分裂繁殖的方式进行无性繁殖，其过程与细菌的裂殖相似，如八孢裂殖酵母属。图2-4酵母菌的芽殖过程1小突起2小管3细胞核4液泡图2-5酿酒酵母芽痕图2-6酵母菌的芽殖方式1多边芽殖2两端芽殖3三边芽殖4一端芽殖（二）酵母菌的有性繁殖有性繁殖是指两个性别不同细胞相结合形成新个体的繁殖方式。有性繁殖过程一般分为三个阶段，即质配、核配和减数分裂。图2-7酵母菌子囊孢子形成过程14个细胞结合5接合子68核分裂910核形成孢子（三）酵母菌的生活史生活史又称生活周期，是指上一代个体经过一系列生长、发育而产生下一代个体的全部过程。酵母菌生活史有三种类型：1单双倍体型2单倍体型3双倍体型四、酵母菌的菌落特征四、酵母菌的菌落特征酵母菌的菌落特征是菌种分类鉴定的重要依据。红茶菌中的酵母菌菌落平板培养酵母菌菌落五、食品中常见的酵母菌五、食品中常见的酵母菌（一）酵母菌属1酿酒酵母2葡萄汁酵母3鲁氏酵母、蜂蜜酵母酿酒酵母葡萄汁酵母（二）假丝酵母属1热带假丝酵母2产朊假丝酵母3解脂假丝酵母白假丝酵母解脂假丝胞酵母产朊假丝酵母热带假丝酵母第二节第二节霉菌霉菌一、霉菌的概念及其与食品工业的关系1.概念凡是在培养基上长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状的菌丝体的真菌通称为霉菌。2.与食品工业的关系用来酿酒，制酱、酱油、腐乳，生产有机酸、酒精等。医药工业利用霉菌生产抗生素、酶制剂、维生素等.在农业上利用霉菌发酵饲料、生产农药等。霉菌常造成粮食、水果、蔬菜及农副产品、衣物、原料、器材等发霉变质，少数霉菌能产生毒素引起食物中毒。有些霉菌还是动植物的致病菌。二、霉菌的菌丝构成及其特点构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。（一）菌丝的类型1从结构上分（1）有隔菌丝（2）无隔菌丝图2-15霉菌的菌丝1无隔菌丝2有隔菌丝2从功能上可分（1）营养菌丝在固体培养基上，一部分菌丝伸入基质中，起固定和吸收养分作用的菌丝。（2）气生菌丝由营养菌丝长出伸向空气中生长的菌丝。（3）繁殖菌丝有的气生菌丝发育到一定阶段分化为可形成孢子的菌丝，可产生各种类型的孢子，属于繁殖器官。（二）菌丝的特异化图2-16麦角菌的菌核1菌核2菌核横切面1菌核由菌丝团组成的一种硬的休眠体，称为菌核（图2-16），是真菌为了度过不良环境所产生的，同时它又是糖类和脂类等营养物质的储藏体。2菌索、菌丝束和子实体菌索和菌丝束是真菌形成的特殊运输结构，由菌丝平行排列或缠绕集结成的绳索状组织。菌索一般生于树皮下或地下，有白色或各种色泽的根状结构，菌丝束是由正常菌丝发育所形成的简单结构，二者是运输和吸收营养的组织结构，一般在伞菌中产生。子实体是由菌丝束发育而形成的具有一定形状的产孢结构，如伞菌的子实体（图2-17）。图2-17双孢菇的菌丝束及子实体3子座子座是由很多菌丝聚集在一起，形成比较疏松的组织。在子座内或子座外可形成繁殖器官。子座有垫状、壳状或其他形状。如冬虫夏草菌，从菌核中长出棒状的柄部和头部子座。在头部周围生有许多子囊壳（图2-18）。图2-18冬虫夏草菌1子座2子座横切面3子囊壳4吸器吸器是某些寄生性真菌从菌丝上产生出来的旁枝，侵入宿主细胞内形成指状、球状或丛枝状结构，用以吸收宿主细胞中的养料（图2-19）。图2-19吸器5假根根霉属真菌的匍匐枝与基质接触处分化形成的根状菌丝，称为假根，在显微镜下假根的颜色比其他菌丝要深，它起固着和吸收营养的作用（图2-20）。图2-20根霉菌的匍匐菌丝和假根三、霉菌的菌丝细胞结构三、霉菌的菌丝细胞结构霉菌菌丝细胞与酵母菌十分相似，由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器和内含物等组成。霉菌的菌丝细胞结构四、霉菌的繁殖和生活史四、霉菌的繁殖和生活史霉菌具有很强的繁殖能力，繁殖方式多种多样，其繁殖可分为无性繁殖和有性繁殖两种方式。（一）霉菌的无性繁殖除以一段菌丝可不断伸长分枝形成菌丝体外，主要是通过产生各种无性孢子方式进行繁殖。无性孢子的繁殖是不经过两性细胞接合，而直接由菌丝细胞分裂或分化形成新个体。无性孢子主要有孢囊孢子、分生孢子、节孢子、厚垣孢子（图2-21），最常见的是孢囊孢子和分生孢子。图2-21真菌的各种无性孢子1节孢子2厚垣孢子3游动孢子4孢子囊及孢囊孢子5分生孢子串生6镰刀形分生孢子7分生孢子有横纵隔膜（二）霉菌的有性繁殖霉菌主要是通过产生各种有性孢子方式进行有性繁殖。有性孢子的繁殖是由两个性细胞结合而产生的，一般包括质配、核配和减数分裂三个阶段。真菌常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子。一般来说，无隔菌丝的真菌产生卵孢子和接合孢子，有隔菌丝的真菌产生子囊孢子和担孢子。与食品工业有关的主要是接合孢子和子囊孢子。图2-22真菌的卵孢子1雄器2藏卵器3卵孢子图2-23接合孢子的形成1原配子囊2配子囊3配子囊柄4配子囊接合5接合孢子a菌丝图2-24子囊及子囊孢子的形成过程图2-25子囊果的形态1子囊壳2闭囊壳3子囊盘图2-26担孢子的形成过程（三）霉菌的生活史五、霉菌的菌落特征五、霉菌的菌落特征六、食品中常见的霉菌六、食品中常见的霉菌（一）毛霉属图2-29高大毛霉的形态图2-30毛霉孢囊梗的分枝类型1单枝2总状分枝3假轴状分枝（二）根霉属图2-31根霉（三）曲霉属图2-32曲霉的形态1足细胞2分生孢子梗3顶囊4初生小梗5次生小梗6小梗7分生孢子（四）青霉属图2-33青霉的形态1单轮形2对称二轮形3非对称二轮形a分生孢子b小梗c梗基d分生孢子梗e副枝（五）木霉属图2-34木霉菌的形态1孢子2小梗3菌丝（六）赤霉属图2-35赤霉菌的形态【本章小结】酵母菌为单细胞真核微生物，其形态主要有圆形、卵圆形、椭圆形、柠檬形、香肠形等，有的酵母菌能形成假菌丝。其细胞结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核以及内含物等。酵母菌的繁殖方式有无性繁殖和有性繁殖，无性繁殖包括芽殖和裂殖，芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式，有性繁殖主要形成子囊孢子。酵母菌生活史有：单双倍体型、单倍体型和双倍体型。酵母菌在固体培养基上的菌落特征是菌种分类鉴定的重要依据。酵母菌在食品、发酵、医药、石油等工业中有着极其重要的作用。霉菌是丝状真菌，其菌丝分：有隔菌丝与无隔菌丝，营养菌丝、气生菌丝与繁殖菌丝，在一定的条件下可形成各种特殊的组织或结构。霉菌的繁殖主要以形成各种无性孢子（孢囊孢子、分生孢子、节孢子、厚垣孢子）和有性孢子（卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子）的方式进行繁殖。霉菌的菌落特征是霉菌鉴定的重要依据之一。霉菌与人类的关系十分密切，尤其在食品工业中霉菌的利用非常广泛。第三章 非细胞微生物【知识目标】【知识目标】【知识目标】【知识目标】1掌握病毒及噬菌体的形态结构及化学组成，理解病毒的增殖过程。2了解噬菌体的检测方法及与发酵工业的关系。【技能目标】【技能目标】【技能目标】【技能目标】1学会识别噬菌体在发酵工业中造成的污染。2学会噬菌体检测的方法并处理噬菌体的污染。第一节 病毒一、病毒的生物学特性1个体极微小。病毒的个体称为病毒粒子，绝大多数能通过细菌过滤器，必须借助电子显微镜才能看到，常以纳米（nm）为单位来表示其大小。2无细胞结构，只是由核酸和蛋白质组成的大分子。3每种病毒只含有一种核酸，或者是DNA，或者是RNA。4专性细胞内寄生。5以复制方式增殖，依靠宿主细胞进行自我复制繁殖。6在离体条件下，只能以无生命的大分子状态存在，并可长期保持其侵染性。7对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。二、病毒的基本形态和大小1牛痘苗病毒2传染性脓疱皮炎病毒3腮腺炎病毒4T-偶数噬菌体5疱疹病毒6大蚊病毒7流感病毒8烟草花叶病毒9腺病毒10多瘤病毒11脊髓灰质炎病毒图3-1几种病毒的形状大多数病毒的直径在10nm300nm之间（图3-2）。病毒大小悬殊，较大的病毒如痘病毒为300nm，较小的病毒如口蹄疫病毒10nm，所以，不能用普通光学显微镜观察其形态，必须用电子显微镜放大几千倍、几万倍，甚至十几万倍才能看到其基本形态。三、病毒的基本结构病毒主要由核心和衣壳两部分构成，核心与衣壳合称为核衣壳。有些病毒在核衣壳外还有一层膜称包膜。结构最简单的病毒没有包膜，只由核衣壳构成，称为裸露病毒，有包膜的病毒，称为包膜病毒（图3-3）。图3-3病毒的基本结构四、包膜有些较大型病毒在核衣壳外面有一层膜状结构，称为包膜，也叫囊膜，如麻疹病毒、腮腺炎病毒。大多数有包膜病毒呈球形（如流感病毒），但痘病毒呈砖形，狂犬病毒呈弹形。包膜由脂质、蛋白质和糖类组成。包膜表面形成包膜突起，称为刺突，嵌附在包膜脂质中，它是多糖与蛋白质的复合物（糖蛋白）。刺突因病毒的种类不同而异，可作为鉴定的依据。当包膜受到破坏时，包膜病毒也丧失吸附和侵入宿主细胞的能力，从而丧失感染性。五、病毒的增殖病毒的增殖又称为病毒的复制，是病毒在活细胞中的繁殖过程。病毒没有活细胞所具备的细胞器，缺乏完整的酶系统，不能单独进行新陈代谢，必须借助宿主细胞供给原料和能量，才能在病毒核酸控制下合成新的病毒核酸和蛋白质并装配成完整的病毒颗粒，并以一定方式释放到细胞外，再感染其他细胞。病毒从进入宿主细胞开始，经复制成为成熟的病毒颗粒并释放到细胞外的过程称为复制周期，包括吸附、侵入、生物合成、装配与释放五个连续的过程。（图3-5）第二节 噬菌体一、噬菌体的概念及其主要类型感染细菌、放线菌、真菌、螺旋体等微生物的病毒称为噬菌体，即微生物病毒。噬菌体具有其他病毒的共同特性：个体极微小，没有细胞结构，主要由核酸（DNA或RNA）和蛋白质组成，专性细胞内寄生，以复制方式增殖等。噬菌体的基本形态为蝌蚪形、微球形和纤线形。从形态学角度又可将噬菌体分为六个群（图3-6）。1、2、3群为蝌蚪形，4、5群为微球形，6群为纤线形。图3-6噬菌体的形态13蝌蚪形45微球形6纤线形二、噬菌体的结构特点三、烈性噬菌体和温和噬菌体根据噬菌体感染宿主细胞产生的结果不同，可将噬菌体分为烈性噬菌体和温和噬菌体。（一）烈性噬菌体凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体，称为烈性噬菌体，通常把烈性噬菌体的繁殖看成是噬菌体的正常表现。烈性噬菌体的宿主如果是细菌就称为敏感细菌。从噬菌体进入细菌开始，到引起细菌裂解并释放出子代噬菌体为止，为一个增殖周期，一般需15min20min。烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即即吸附、侵入、复制、装配和释放吸附、侵入、复制、装配和释放。溶菌现象：在细菌培养液中，细菌被噬菌体感染，细菌裂解，使混浊的菌悬液变澄清，这种现象称为溶菌现象。噬菌斑：在固体培养基上，如果噬菌体侵染宿主细胞，释放子代噬菌体，通过培养基扩散到四周细胞，