第六专题食品工业的三废处理第一节 食品工业的三废处理一、食品工业废水的特性
—— 有机物和悬浮物含量高，易腐败 。
使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；
促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解,
产生臭气,恶化水质,污染环境 。
第八章 食品工业废弃物处理和应用
食品工业的三废处理
食品工业废弃物的利用二、废水的水质污染指标
生化需氧量（ BOD）
水中的有机物在好氧性微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量,
用它来间接表示废水中有机物的含量。
实际测定时采用 20℃ 条件下,5天的 BOD
值，单位 mg/L。
化学需氧量（ COD）
表示废水中有机物在化学氧化过程中所消耗氧的量。 COD越高，表示废水中有机物越多。 常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位
mg/L。 COD测定需时短，不受水质限制，可作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。
COD一般较 BOD高，它们的差值表示不能被微生物降解的那部分有机物的含量。
悬浮固体（ SS）
也称悬浮物，指 不溶于水但悬浮于水中的固体物,即使在静止条件下也不易沉淀，
是废水的重要污染指标之一。
酸度、碱度一般 用 pH表示 。 pH超过一定范围，对废水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖均有很大影响。
三、食品工业废水处理的方法
1.一级处理主要指预处理,即用机械方法或简单的化学方法去除水中的固形物,悬浮固体和漂浮的油脂层,以及初步中和酸、
碱度等。一级处理只能除去 BOD的 30%左右。
2.二级处理用生物处理法除去可溶性有机物。一般能除去 90～ 95%的固体悬浮物和 80～ 95%的
BOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出水水质达到排放标准。
3.三级处理（深度处理）
进一步除去二级处理未能除去的污染物质,
其中包括微生物未能降解的有机物,磷和氮等能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体作为水源时才考虑。
（一）物理法常用于废水的一级处理或预处理,它既可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、生物处理的预处理方法。 常用的物理处理法有,沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、重力分离及蒸发浓缩等。 物理法简单,经济,但往往不能达到理想的处理效果,还需要配合使用其他方法。
（二）化学处理法借助于化学反应的作用,以去除或回收废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除金属离子,氧化某些有机物等目的。 常用的化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。 由于化学处理法常需采用化学药剂和材料,处理费用较高。
（三）物理化学处理法利用传质过程,分离废水中溶解性物质,
回收有用成分,使废水得到深度处理,常用的物理化学处理法有 浮选、汽提、吹脱、
萃取、吸附、电渗析等。
（四）生物处理法利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、
无害的物质。 生物处理法是食品废水整个处理过程的关键。按起作用的微生物对氧的要求不同，可分为 好氧生物处理和 厌氧生物处理。
1.好氧生物处理法
在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入细菌细胞内。
进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如 CO2、
H20,NO3－,NH3,PO43－ 和 SO42－ 等，同时放出能量。
细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，
将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，
合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。
要求废水中有机物应有一定浓度，以 BOD计，
一般应为 100～ 500mg/L。 BOD与其主要营养物氮和磷的比例关系为 BOD:N:P=100:5:1。要求废水的 pH为 6～ 9。
常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的是 细菌 。
1.好氧生物处理法
活性污泥法向富含有机物并有微生物的废水中不断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，一定时间之后就会出现絮状泥粒，
它具有很强的 分解有机物 的能力，称之为 活性污泥 。利用活性污泥处理废水的方法就是活性污泥法。
生物膜法好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物的条件下迅速繁殖起来，在介质 (滤料或转盘 )
表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生物膜。因此称之为生物膜法。
2.厌氧生物处理法也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在 厌氧条件 下,利用微生物对有机物进行降解的过程。消化过程分两个阶段进行，即 酸性发酵 和 碱性发酵 阶段。
酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在 产酸菌 的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、
丁酸、醇、氨和硫化物等。
碱性发酵阶段：参与作用的微生物是 甲烷菌,
代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、
氢、硫化氢等。
3.厌氧－好氧生物处理法
4.自然生物处理法
生物氧化塘利用水中自然存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或人工池塘。
土地处理系统利用土壤及其中的微生物和植物根系对污染物的综合净化能力处理食品工业废水，
同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物,
牧草或树木生长与增产的系统设施。
第二节 食品工业废弃物的利用一、食品工业废水的利用
利用废水生产单细胞蛋白（ SCP）
利用废水生产能源二、食品加工固体废物的利用
饲料应用
食品和食品添加剂
提取利用疗效成分第七专题 食品微生物学第一章 绪论
微生物的概念及其种类
微生物的共性
微生物学的发展
微生物学的分支学科
微生物学的基本任务
食品微生物学的基本内容微生物的概念及其种类
微生物,个体微小、结构简单的一类低等生物。
um 级：光镜下可见（细胞）
小（个体微小） nm 级：电镜下可见（细胞器、病毒）
少数肉眼可见单细胞简（结构简单） 简单多细胞非细胞原核类,细菌，放线菌，支原体，
立克次氏体，衣原体，蓝细菌低（进化地位低） 真核类,真菌（酵母菌，霉菌），
原生动物，显微藻类非细胞类,病毒，类病毒，元病毒微生物的共性
体积小，比表面积大
吸收多，转化快
生长旺，繁殖快
适应强，易变异
分布广，种类多微生物学的创立与发展
1,萌芽期
初创期（ 16世纪）：观察到了细菌和原生动物巴斯德的主要贡献
否定了自生说
免疫学 ---提出了预防接种措施（制备了狂犬疫苗）
证实发酵由微生物引起（酒精发酵）
其他：消毒法、家蚕软化（病原学说）
柯赫的主要贡献
提出了柯赫法则（炭疽杆菌、结核分支杆菌）
配制培养基技术
固体培养基分离纯化微生物的技术
20世纪的微生物学
微生物学的全面发展 (微生物遗传学、微生物生理学、分子遗传学及其它分支学科 ),50年代全面进入了分子研究的水平微生物学的广泛应用
微生物学推动生命科学的发展
（ 1）重大理论的突破
（ 2）对生命科学研究技术的贡献
（ 3）微生物与人类基因组计划我国微生物学的发展微生物学的基本任务
研究微生物在一定条件下的形态结构、
生理生化、遗传变异及微生物的生态、
进化、分类等 基本的生命活动 规律和 应用 的科学食品微生物的研究内容
研究与食品有关的微生物的生命活动规律，以及在一定条件下微生物与食品的关系。
（ 1）普通微生物学的主要内容（ 54学时）
（ 2）微生物在食品工业中的应用（ 2学时）
（ 3）微生物与食品的腐败变质（ 8学时）
第一节 细菌
细胞的形态构造及其功能形态和大小染色构造
细菌群体（菌落）的形态第二章 原核微生物的形态和构造
第一节 细菌
第二节 放线菌
第三节 蓝细菌
第四节 支原体、立克次氏体和衣原体细菌的形态
正常形态细菌的形态特殊形态细菌的正常形态球菌 杆菌 螺旋菌细菌的特殊形态细菌的大小测量方法：测微尺长度单位：微米表示方法：
球菌：直径杆菌：长 *宽螺菌：长、宽细菌的染色细菌的构造
细胞壁
细胞膜
原生质体 基本结构
内含物
鞭毛
菌毛 特殊结构
荚膜
芽孢第二章 原核 微生物的形态和构造
第一节 细菌
第二节 放线菌原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞 真核细胞细胞核 有明显核区，
无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器 无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体 分布在细胞质中，沉降系数为 70S
分布在内质网膜上，沉降系数为 80S
第一节 细 菌细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。
第一节 细菌
细菌的形态和大小
细菌的细胞结构
细菌的繁殖与群体形态
食品中常见的细菌一,细菌的形态和大小不同细菌的形态可以说是千差万别,丰富多彩,但就单个有机体而言,其基本形态可分为球状,
杆状与螺旋状三种,除了球茵,杆茵,蛆旋菌三种基本形态外,还有许多具其他形态的细茵 。 例如柄杆菌细胞上有柄,菌丝,附器等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄；球衣菌能形成衣峭,杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,而支原体由于只有细胞膜,没有纫胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性 。 另外,人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌,
（一） 细菌的形态细菌的三种基本形态,
球状、杆状和螺旋状
1,球菌 (coccus）
菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式,根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种,
单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。
(一 ) 细菌的形态
(1)单球菌分裂后的细胞分散而单独存在的球菌,
如尿素微球菌
(Micrococcus ureae)
1,球 菌单球菌
1,球 菌
(2)双球菌分裂后两个球菌成对排列的为双球菌,
如肺炎双球菌
(Diplococcus pneumoniae)
双球菌
1,球 菌
(3)链球菌分裂是沿一个平面进行，
分裂后细胞排列成链状,
如乳链球菌
（ Streptococcus lactis）
链球菌
1,球 菌
(4)四联球菌分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形,
如四联微球菌
（ Micrococcus tetragenus）
四联球菌
1,球 菌
(5)八叠球菌按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形,
如藤黄八叠球菌
（ Sarcina ureae)
八叠球菌
1,球 菌
(6)葡萄球菌分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。
如金黄色葡萄球菌
（ Staphylococcus aureus)
葡萄球菌
2.杆菌杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。
杆菌的形态,短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等；
按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、
,八,字状以及有鞘衣的丝状等。
(一 ) 细菌的形态
2.杆 菌短杆菌 长杆菌 梭状芽孢杆菌链状 杆菌单杆菌
2.杆 菌杆菌细胞两端的形态特征
2.杆 菌一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。
杆菌举例,
大肠杆菌（ Escherichia coli）
枯草芽孢杆菌（ Bacillus subtilis）
北京棒杆菌（ Corynebacteriun Pekinensis）
2.杆 菌
3、螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为：
弧菌,螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌,螺旋满 2— 6环，螺旋状例：干酪螺菌螺旋体,旋转周数在 6环以上，菌体柔软。
例：梅毒密螺旋体
(一 ) 细菌的形态螺旋菌弧菌 螺旋体
3、螺旋菌
（一）细菌的形态细菌的特殊形态：
柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌 (丝状 )、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。
细菌的特殊形态影响细菌形态的因素：
培养时间,培养温度,培养基成分,浓度,pH
值 等环境条件对细菌形态都有明显的影响 。
一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时,细菌形态正常,整齐,表现出特定的形态 。
在较老的培养物中,或不正常的条件下,细胞常出现不正常形态,尤其是杆菌,有的细胞膨大,
有的出现梨形,有的产生分枝,有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态 。 若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态 。
（一）细菌的形态
（二）细菌的大小细菌大小的测定：
(1)测量,测微尺
(2)长度单位,微米 (μm)
(3)表示：
球菌,直径杆菌,宽 × 长螺菌,宽、长、螺距
（二）细菌的大小通常 球菌直径,0.2 — 1.5μ m，
杆菌,长 1— 5 μm,宽 0.5— 1 μm 。
例如,大肠杆菌：平均长度,2 μm ； 宽度 0.5μm
1500个大肠杆菌头尾相接等于 3mm;
109个大肠杆菌重 1 mg.
由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。
（二）细菌的大小菌名 直径或宽 × 长 /
（ μ m× μ m）
乳链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌
0.5 ~1
0.8 ~1
0.5 × (1 ~3)
(0.8 ~1.2) × ( 1.2~3)
(0.2 ~ 0.6) × (1 ~ 3)
细菌细胞的大小二、细菌的细胞结构基本结构包括：
细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、
间体、核糖体、气泡和储藏物。
特殊结构包括：
荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。
细菌细胞结构
（一）细菌细胞的基本结构
1、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
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） 细胞壁的化学组成与结构
革兰氏染色法
细胞壁 化学组成与结构
革兰氏染色的机理
青霉素的作用革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生 Hans Christian Gram于 1884年 创立 。
基本步骤：
涂片固定 —— 结晶紫初染 1min—— 碘液媒染
1min—— 95%乙醇脱色 0.5min—— 番红复染 min
结果,
革兰氏 阳性菌 —— 紫色 ；
革兰氏 阴性菌 —— 红色 。
① 革兰氏染色法：
阳性菌阴性菌
① 革兰氏染色法细菌细胞壁的化学组成：
成分占细胞壁干重的 %
革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高（ 30~95）
含量较高（ <50）
一般无（ <2）
无含量很低（ 5~20）
无含量较高（ ~20）
含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较
② 细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的结构：
细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖肽聚糖,是由 N— 乙酰胞壁酸（ NAM）和 N—
乙酰葡糖胺（ NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。
肽聚糖单体,是由 NAG,NAM,肽尾、肽桥构成。
② 细胞壁的化学组成与结构革兰氏阳性细菌肽聚糖单体 革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖肽聚糖网格状结构细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖细菌细胞壁的结构
革兰氏阳性菌细胞壁,由肽聚糖和磷壁酸组成磷壁酸,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 D— Ala
和还原糖组成的侧链。
肽聚糖,
占 30~70%,不同菌种中肽聚糖 (肽链 )组分不同 。
细菌细胞壁的结构
革兰氏阴性菌细胞壁,分内壁层和外壁层。
内壁层,紧贴胞膜,仅由
1— 2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重 5— 10%,无磷壁酸。
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,
革兰氏染色的原理
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。
Gˉ 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。
青霉素的作用作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是 G+菌。
2、细胞膜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主要包括 磷脂糖类少量核酸
② 细胞膜的结构
1972年 Singer和 Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，
流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。
细胞膜液态镶嵌模型
③ 细胞膜的功能
＊ 细胞内外物质交换 和运送。
＊ 在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。
＊ 与细胞壁及荚膜的合成有关。
＊ 是鞭毛着生的位点。
间体：
由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，
一般位于细胞分裂的部位或附近。
间体间体的功能,
参与隔膜形成
与核分裂有关
类线粒体功能
3,拟核（或核质体、核区）
拟核,由大型环状双链 DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌 DNA：
长度：一般为,1— 3mm
例,大肠杆菌的 DNA长约 1mm。
生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有 2— 4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有 1— 2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。
功能,负载遗传信息。拟核质粒,细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链 DNA分子组成．
分子量约为２ — 100 × 106 D.携带 1— 100个基因,
一个菌细胞可有一至数个质粒。
质粒的特点：
可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。
不同质粒携带不同遗传信息。
无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。
例,细菌抗药性因子、大肠杆菌的 F因子。
质粒 应用,基因工程，体外重组,
4,核糖体,
是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。
5、细胞质及其内含物细胞质,是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。
细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。
细胞质功能：
细胞质中含有丰富的酶系，
是营养物质合成、转化、
代谢的场所。
细胞质中的内含物：
① 气泡,由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。
有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。
气泡的功能：
调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。
气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。
例,许多 光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。
② 颗粒状内含物：
细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。
主要有,异染粒、聚 β －羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。
细胞质中的内含物异染粒：
是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。
异染粒大小和结构,大小为 0.5— 1μ m,是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。
功能,贮存磷元素和能量，降低渗透压。
多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此 得名异染颗粒,
例,异染粒遇甲基胺蓝变紫红色,
含异染粒的细菌种类,棒状杆菌和某些芽孢杆菌 等,
聚 β －羟丁酸颗粒 (PHB)
聚 β －羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物,PHB不溶于水,易被脂溶性染料 (如苏丹黑 )
着色。
功能,贮存碳源、能源和降低渗透压。
许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚
β －羟丁酸颗粒。
硫粒,是硫元素的贮藏体。
形成,取决于环境硫化物含量,当环境中 S含量高时，在体内积累；当缺 S时,氧化成硫酸被菌利用。
功能：
a.好氧硫细菌的能源
b.厌氧硫细菌的电子供体肝糖 粒和淀粉粒,都是 α -1,4或 α -1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。
若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色,肝糖 粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。
脂肪粒,脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；
细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。
液泡,许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质交换。
（二）细菌细胞的特殊结构
1、荚膜,某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。
根据荚膜的形状和厚度的不同，将 荚膜分为四类：
荚膜或大荚膜,粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度,＞ 0.2μm。
微荚膜,粘液状物质较薄，厚度,＜ 0.2μm,
与细胞表面牢固结合。
粘液层,粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。
菌胶团,多个细菌共有一个荚膜。
荚膜的组成,因种而异，除水外，主要是多糖
（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，
蛋白质，糖蛋白等。
荚膜的生理功能：
保护细胞，抗干燥。
贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。
荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。
荚膜具有抗原性。
与致病力有关。
2,鞭毛,某些细菌表面由细胞内生出的细长、
波曲、毛发状的结构。
鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,它们是细菌的“运动器官” 。
鞭毛的长度：
一般为 15— 20 μm，最长可达 70 μm 。
鞭毛的直径,为 0.01— 0.02 μm,
不同细菌的鞭毛数目和着生位臵不同，鞭毛数目一般一至数十条。
鞭毛的着生方式：
周生鞭毛的化学组成：
主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、
脂类和核酸等。
鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。
细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒，鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。
鞭毛的结构：
鞭毛丝鞭毛 鞭毛钩基体鞭毛的观察：
电镜
特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察
半固体穿刺培养
从固体培养基上的菌落形态判断一般情况下：
菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。
菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。
3、纤毛（或线毛、菌毛、伞毛）
某些菌体表面存在的短而多的附属物。
纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，
不具有运动功能，但与菌的致病性．吸附等有关。
4、芽孢概念,某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。
芽孢能形成芽孢的细菌种类：
在杆菌中能形成芽孢的种类 较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。
产生芽孢的几个属：
芽孢杆菌属
梭状芽孢杆菌属
芽孢乳杆菌属
生孢八叠球菌属（其中的一个种）
芽孢 的形态及其 在细胞中的位臵：
A 近中央 B 末端 C 中央细菌芽孢的各种类型芽孢的组成和结构芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心,
芽孢的结构
芽孢的外壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。
核心含有大量的 DNA,RNA,蛋白质酶等物质，还含有 2,6— 吡啶二羧酸 （ DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以 DPA— Ca的形式存在 。
皮层主要含芽孢肽聚糖,DPA—
Ca,皮层体积大，比较致密。
芽孢平均含水量低,约 40%.
芽孢的特性,
具有很强的 抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。
含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。
新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。
一个芽孢萌发产生一个个体。
芽孢的抗热机制：
目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、
壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。过去认为芽孢抗热与 DPA有关，现在已否认了这种假设。
四、细菌的繁殖和培养
（一） 繁殖一般为无性繁殖,二分裂法。
同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。
异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。
细菌分裂过程：
①核分裂
②形成横隔壁
③子细胞分离
（二）群体形态
1,固体培养菌落,在固体培养基上,
由 单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。
菌苔,大量细胞密集生长,
结果长成的各,菌落,
连接成一片。 (1)平板培养不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。
菌落的特征：
包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、
光泽、表面、湿润度等。
见书上 21页图 1— 19
(2)固体斜面培养 2,液体培养基
3,半固体培养常见的主要的几个细菌属：见书 26页
1、假单胞杆菌属
2、醋酸杆菌属
3、埃希氏杆菌属
4、沙门氏菌
5、变形杆菌
6、乳杆菌属
7、双歧杆菌属
8、芽孢杆菌属
9、梭状芽孢杆菌属
10、葡萄球菌属
11、其它五、食品中常见的细菌复习题
1,概念：
肽聚糖、间体、质粒、异染粒、荚膜,菌胶团、
鞭毛、芽孢、菌落、菌苔
2、问答题
（ 1）原核细胞与真核细胞有什么区别？
（ 2）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？
（ 3）试绘出细菌细胞构造模式图，并注明一般结构和特殊结构。
（ 4）试述细菌的三种基本形态
（ 5）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？
哪一步是关键？
（ 6）试述革兰氏染色的机理
（ 7）荚膜的化学成分如何？有何生理功能？
（ 8）鞭毛的化学组成及在细胞中的起源？
（ 9）试述芽孢的结构及芽孢的特性？
（ 10）食品中常见的几个细菌属的特性？
第 四 节 霉菌一、霉菌的形态和结构二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌 的代表属霉菌和酵母同属于真菌。
霉菌,为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统称为霉菌。
按 Smith分类系统,霉菌分属于真菌界的 藻状菌纲,子囊菌纲 和 半知菌类 。
霉菌的分布：
在自然界分布相当广泛，无所不在，而且种类和数量惊人。
在自然界中，霉菌是各种复杂有机物，
尤其是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的主要分解菌。
一般情况下，霉菌在潮湿的环境下易于生长，特别是偏酸性的基质当中。
霉菌的应用：
生产各种传统食品：如酿制酱、酱油、干酪等。
工业应用：
生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸）,酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）、抗生素（如青霉素、
头孢霉素）、维生素、生物碱、真菌多糖、植物生长刺激素（如赤霉素）、生产甾体激素类药物和酿造食品等，另外在生物防治、污水处理和生物测定等方面 都有 应用。
基本理论研究：霉菌在基本理论研究中应用很广,
最著名的是利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的研究 。
霉菌的危害：
引起霉变,可造成食品,生活用品以及一些工具,
仪器和工业原料等的霉变 。
引起植物病害,真菌大约可引起 3万种植物病害 。
如水果,蔬菜,粮食等植物的病害 。 例如马铃薯晚疫病,小麦的麦锈病和水稻的稻瘟病等等 。
引起动物疾病,不少致病真菌可引起人体和动物病变 。 浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症,
深部病变如既可侵害皮肤,粘膜,又可侵犯肌肉,
骨骼和内脏的各种致病真菌,在当前已知道的约
5万种真菌中,被国际确认的人,畜致病菌或条件致病菌已有 200余种 （ 包括酵母菌在内 ） 。
产生毒素,引起 食物中毒,霉菌能产生多种毒素,目前已知有 100种以上 。 例如：黄曲霉毒素,
毒性极强,可引起食物中毒及癌症 。
霉菌的 菌体 由分枝或不分枝的菌丝构成。
许多分枝菌丝相互交织在一起构成 菌丝体 。
菌丝是中空管状结构，直径约 2-10μm。
霉菌菌丝类型：
按形态分：
无隔菌丝,为长管状单细胞，
细胞质内含多个核。
其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。
这是 低等真菌所具有的菌丝类型。
一、霉菌的形态和结构
有隔菌丝菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由 多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核 。 隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同 。
这是高等真菌所具有的类型 。
（一）、霉菌的形态按分化程度分,
营养菌丝（基内菌丝）,伸入到培养基内部，以吸收养分为主的菌丝。
气生菌丝,向空中生长的菌丝,
气生菌丝发育到一定阶段可分化成 繁殖菌丝,
霉菌（青霉）的菌丝、
（二）、霉菌的细胞结构由细胞壁
、
细胞膜
、
细胞质
、
细胞核
、
线粒体
、
核糖体
、
内质网及各种内含物
（
肝糖
、
脂肪滴
、
异染粒等
）
等组成
。
幼龄菌往往液泡小而少
，
老龄菌具有较大的液泡
。
细胞膜 液泡内质网 细胞壁线粒体 细胞核核糖体细胞壁,除少数低等水生霉菌细胞壁含 纤维素 外,大部分霉菌细胞壁主要由 几丁质 组成,
几丁质是由数百个 N-乙酰葡萄糖胺分子以 β -1,4糖苷键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构 — 微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。
组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质，主要是一些 蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外，充实细胞壁的结构。
霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物（如酵母）基本相同。
菌落特征,霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明，有的呈绒毛状或絮状或网状等，菌体可沿培养基表面蔓延生长，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落可呈现红、黄、绿、
青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。
二、霉菌的菌落特征液体培养时的特征：
如果是静止培养，霉菌往往在表面上生长，液面上形成菌膜。
如果是震荡培养，菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球，菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。
三、霉菌的繁殖繁殖方式菌丝片段无性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子节孢子厚垣 孢子卵孢子接合孢子子囊孢子担孢子孢子无性繁殖,不经过两个性细胞的结合，只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。
霉菌的无性繁殖主要通过产生以下 四种类型的无性孢子 来实现。
1、孢囊孢子由于 生于孢子囊内，又叫内生孢子。
它是 由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构 — 孢子囊，孢子囊逐渐长大，在囊中形成许多核，每一个核外包以原生质并产生细胞壁，形成孢囊孢子。带有孢子囊的梗称孢子囊梗，孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。孢子囊成熟后释放出孢子。例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖,
（一）霉菌的无性繁殖孢囊孢子
2、分生孢子：
是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子,是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式,
分生孢子是由菌丝顶端细胞，或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。
分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、
因种而异。
例：曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊，孢子着生于顶囊的小梗之上。
青霉属,分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。
还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上。
3、节孢子（ 又称粉孢子）
它是由菌丝断裂形成的外生孢子。
当菌丝长到一定阶段，出现许多横膈膜，然后从横膈膜处断裂，产生许多孢子。孢子是成串的短柱状、
筒状或两端钝圆的细胞。
例：白地霉 节孢子
4、厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁，又叫厚壁孢子 。
菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆，然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子。
厚垣孢子也是霉菌的 休眠体,
对热、干燥等不良环境抵抗力很强。
厚垣孢子有性繁殖,经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。
有性繁殖一般包括 三个阶段,
质配,两个性细胞的核共存于一个细胞中，形成双核细胞，每个核的染色体数目都是单倍的
（即 n+n）。
核配,形成二倍体接合子，核的染色体数目是双倍的（即 2n）。
减数分裂,形成单倍体有性孢子。核的染色体数目是单倍的（即 n）
(二 )霉菌的有性繁殖大多数霉菌是单倍体，二倍体仅限于接合子。
在霉菌中，有性繁殖不如无性繁殖普遍，有性繁殖多发生在特定的条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常出现。
不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞（器官） —— 配子囊或由配子囊产生的配子（雄器和雌器）相互交配，形成有性孢子。
常见的有性孢子有 卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。
1、卵孢子由大小不同的配子囊结合后发育而成。 2n
小型的配子囊称雄器，大型的配子囊称藏卵器，藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团，它相当于高等生物的卵。当雄器与藏卵器配合时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器，并与卵球结合，受精卵球生出外壁，发育成卵孢子。
2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。
接合孢子的形态：厚壁、粗糙、黑壳。
接合过 程,两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短的侧枝，称原配子囊。
原配子囊接触后，顶端各自膨大并形成横隔，分隔形成两个配子囊细胞，配子囊下的部分称配子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生质配、
核配，同时外部形成厚壁，即成接合孢子。
接合孢子接合孢子形成过程：
根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为：
同宗配合,菌体自身可孕，不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。
当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时，便可产生接合孢子。
异宗配合,菌体自身不孕，需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。
这两种不同菌系的菌体在形态、大小上一般无区别，
但生理上有差别，常用,+”和,-”来表示。如果一种菌系或配子囊为,+”，那么。凡是能与之接合而形成接合孢子的另一菌系或配子囊为,-”。
3、子囊孢子在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征。
子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊有球形、
棒形、圆筒形、长方形等，因种而异。
子囊内孢子通常是 1— 8个。
子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同。
不同的子囊菌形成子囊的方式不同最简单的是两个营养细胞结合形成子囊，细胞核分裂形成子核，每一子核形成一个子囊孢子。例：酿酒酵母。
子囊形成的方式、形状、大小子囊孢子霉菌不同性别的菌丝，分化出雄器（小）和产囊 器
（大），两个性器官接触后，雄器的内含物通过受精丝进入产囊器，进行质配。质配后，产囊器生出许多短菌丝（称产囊丝），产囊丝顶端的细胞是双核的，在顶端细胞内发生核配，成子囊母细胞。再经有丝分裂和减数分裂产生 1-8个子囊孢子。
子囊果：在子囊和子囊孢子发育过程中，雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝，形成保护组织，整个结构成为一子实体。这种有性的子实体称为子囊果，子囊包在其中。
子囊果主要有三种类型：一种为完全封闭式，称闭囊壳。
瓶形有孔口的称子囊壳。开口呈盘状的称子囊盘。
子囊果的形状闭囊壳 子囊壳 子囊盘
4、担孢子担子菌所特有，经两性细胞核配合后产生的外生孢子。因着生在担子上而得名。
四、霉菌的代表属
（一）毛霉 属 （ Mucor)
在分类系统中属于接合菌纲、毛霉目。
分布,广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。
特征,低等真菌，菌丝发达、繁密，为白色
、无隔多核菌丝，为单细胞真菌。菌落蔓延性强，多呈棉絮状。
代表 种,高大毛霉、总状毛霉和梨形毛霉。
繁殖：
无性繁殖：产孢囊孢子。
有性繁殖：产生接合孢子。
无性繁殖：
孢子囊梗直接从菌丝体上发出，单生或分枝，顶端产生膨大的孢子囊，孢子囊为球形，囊壁上常有针状的草酸钙结晶。在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托，但孢子囊壁破裂时，留有残迹 — 囊领。
毛霉 的孢子囊梗有单生的，也有分枝的。
分枝有单轴、假轴两种类型。
毛霉的菌丝多为白色，孢子囊黑色或褐色，孢子囊孢子大部分无色或浅兰色，因种而异。
毛霉的应用：
能产生蛋白酶，具有很强的蛋白质分解能力，多用于制作腐乳、豆豉。
有的可产生淀粉酶，把淀粉转化 为糖。在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。
有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸，
有的也可用于甾体转化。
（二）根霉（ Rhizopus)：
与毛霉同属接合菌纲毛霉目。
分布,分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变质和水果
、蔬菜的腐烂。
形态特征：
很多特征与毛霉相似，菌丝也 为白色、
无隔多核的单细胞真菌，多呈絮状。
主要区别在于根霉有假根和匍匐枝，与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托，无囊领。
繁殖,无性繁殖产孢囊孢子，有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色，有的颜色较浅。
代表种,米根霉（ R.oryzae)
黑根霉 (R.nigrican)等。
应用,①根霉能产生一些酶 类，如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等，是生产这些酶类的菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。
②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等有机酸。③有的也可用于甾体转化。
（三）曲霉 (Aspergillus)：
多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。
分布,广泛分布于土壤、空气和谷物上
，可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质，有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。
形态特征,菌丝发达多分枝，有隔多核的多细胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞（足细胞）上垂直生出；分生孢子头状如“菊花”。
曲 霉土曲霉菌落黑曲霉菌落繁殖,无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。
曲霉的菌丝、孢子常呈现各种颜色，黑、棕、绿、黄、
橙、褐等，菌种不同，颜色各异。
代表种,黑曲霉 (Asp,Niger）,黄曲霉 (Asp.flavus)
应用,①是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。
②是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。
③生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸等）
④农业上用作生产糖化饲料的菌种。
（四）青霉（ Penicillum):
多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。
分布,广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上，可引起病害或霉腐变质
。
形态特征,与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞 构成。但青霉无足细胞，分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。
单轮生 对称二轮生 非对称 型繁殖,无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。
代表种,产黄青霉（ Pen.citrinum)
展青霉 (Pen.patulum)
应用,是生产抗生素的重要菌种，如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。
生产有机酸，如葡萄糖酸、柠檬酸。
点青霉菌落第二章、微生物的形态和构造真核微生物部分凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，
都称为真核微生物。
真核微生物真菌酵母菌丝状真菌 — 霉菌担子菌显微藻类原生动物真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、
核糖体）等组成。
第三节 酵母菌酵母菌（ yeast）是一通俗名称，没有确切定义 。
一般认为 酵母菌具有以下五个特点：
个体一般以单细胞状态存在
多数出芽繁殖，也有的裂殖
能发酵糖类产能
细胞壁常含有甘露聚糖
喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长酵母菌
种类较多，目前已知有 500多种。
分布广，在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在。大多数腐生，
少数寄生。
与人类关系密切第三节 酵母菌酵母的应用酵母菌是人类应用比较早的微生物。
在食品方面 —— 酿酒、制作面包、生产调味品等。
在医药方面 —— 生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细胞色素 C,B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。
在化工方面 —— 使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等。
在农业方面 —— 生产饲料（例如 SCP）。
在生物工程方面 —— 作为基因工程的受体菌。
第三节 酵母菌酵母菌的危害：
腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质；
少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏；
有的酵母菌是发酵工业的污染菌，影响发酵的产量和质量；
某些酵母菌会引起人和植物的病害，例如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多种疾病,
第三节 酵母菌
酵母菌的形态和大小
酵母菌的细胞结构
酵母菌的繁殖和生活史
酵母菌的代表属本节内容第三节 酵母菌一、酵母菌的形态和大小
1、酵母菌形态：
酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态 因种而异,通常为圆形、卵圆形或椭圆形 。 也有特殊形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，
假菌丝等 。
酵母菌假菌丝,
酵母菌在一定条件下培养，产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。
2、酵母菌大小：
酵母菌比细菌粗约 10倍，其直径一般为 2— 5μm,
长度为 5— 30μm,最长可达 100μm 。
例如：酿酒酵母（ S.cerevisiae）
宽度,2.5— 10μm
长度,4.5— 21μm
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、酵母菌的细胞结构一般具有,
细胞壁、细胞膜、
细胞核、液泡、
线粒体、内质网、
微体、微丝、及内含物等，有的菌体还有出芽痕、
诞生痕。 酿酒酵母细胞结构
1、细胞壁酵母细胞壁厚度 0.1— 0.3μm,重量占细胞干重的 18%— 25%。
化学组成,葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、
几丁质。
几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含 1～ 2%，有的假菌丝酵母含量超过了 2%。
二、酵母菌的细胞结构细胞壁结构：
酵母细胞壁呈,三明治,结构：
酵母细胞壁结构外层,主要为 甘露聚糖内层,主要为 葡聚糖中间层,主要是 蛋白质细胞壁
1、细胞壁
葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物，维持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖，
此外，细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无机盐。
几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含
1～ 2%，有的假菌丝酵母含量超过了 2%。
壁外成分：
有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。
如异多糖和淀粉类物质。
出芽 痕和诞生痕：
酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。由于多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。
根据酵母细胞表面留下芽痕的数目，
就可确定某细胞产生过的芽体数，
因而可估计该细胞的菌龄。
2、细胞膜酵母细胞膜是双磷脂层构造，其间镶嵌着蛋白质和甾醇。
酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。
但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类
（甾醇）,这在原核生物是罕见的。
酵母细胞膜构造酵母细胞膜的功能：
调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障
细胞壁等大分子的生物合成和装配基地
部分酶的合成和作用场所
3、细胞核酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核，核膜是一种双层单位膜，上面有大量的核孔。（核膜包裹，轮廓分明）。
酵母菌 细胞核
核膜,核孔 40～ 70nm,透性比任何生物膜都大。
染色体,由 DNA和组蛋白牢固结合而成，呈线状,
数目因种而异。
核仁：核内有 一或几个区域 rRNA含量很高，这一区域为 核仁，是合成核糖体的场所。
中心体,在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。
细胞核的功能,携带遗传信息，控制细胞的增殖和代谢。
4,细胞器细胞质主要是溶胶状物质,
在细胞质中含有各种功能不同的结构 —— 细胞器细胞器：核糖体、线粒体、
内质网、高尔基体等。
（ 1）核糖体酵母菌的核糖体为 80S,由
60S和 40S大小亚基构成。它游离在细胞质中或附着在内质网上。
核糖体
（ 2）线粒体,
1.双层单位膜包围的细胞器；其中含脂类、蛋白质、少量
RNA和环状 DNA。
2.其 DNA可自主复制，
不受核 DNA控制。决定线粒体的某些遗传性状。
3.生物氧化中心。
（ 3） 内质网,
是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。
根据表面结构分为：
粗糙型内质网：膜外附着有核糖体。
光滑型内质网：表面没有附着的颗粒。
内质网功能：
起物质传递的作用，另外还有合成脂类和脂蛋白内质网结构示意图
（ 4）高尔基体也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜都是光滑的。
功能,为细胞提供一个内部的运输系统。
5、液泡由单层膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有机酸、盐类、
和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等）。液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做为衡量细胞成熟的标志 。
功能：储藏营养物和水解酶类，与细胞质进行物质交换；
调节渗透压二,酵母菌培养的特征
1.固体培养菌落特征：
菌落大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。
啤酒酵母菌落
2,液体培养在液体培养基上，不同的酵母菌生长的情况不同。
好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭,其 厚度因种而异。
有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。
有的酵母菌在培养基中均匀生长，使培养基呈浑浊状态。
三,繁殖方式和生活史
（一）繁殖方式：
分无性繁殖和有性繁殖两大类，主要是无性繁殖。
无性繁殖,包括芽殖,裂殖,芽裂繁殖和产生无性孢子有性繁殖,主要是产生子囊孢子。
假酵母,只有无性繁殖过程。
真酵母,既有无性繁殖,又有有性繁殖过程 。
无性繁殖：
1、芽殖是酵母菌无性繁殖的主要方式。
一个酵母能形成的芽数是有限的。（平均 24个）
出芽方式：
多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。
环境适宜时，可出现假菌丝。
芽殖过程：
母细胞形成小突起
（ A— D）
核裂（ E— G）
原生质分配（ H— I）
新膜形成（ J— K）
形成新细胞壁（ L）
2、裂殖：
借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似,
如裂殖酵母。
进行裂殖的酵母菌种类很少,
3.芽裂为芽殖、芽裂的中间类型，母细胞在出芽的同时产生横隔膜。
裂殖芽殖
(二 )有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。
1、子囊和子囊孢子的形成,一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过质配、核配形成双倍体细胞 —— 接合子。接合子进行减数分裂，
形成 4个或 8个子核，每一个子核和周围的细胞质一起，
在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个子囊可产生 4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。 （见书上 59
页图 2— 37）
酵母的二倍体营养体细胞减数分裂后产生四个单倍体的核原细胞发育成子囊，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞子囊孢子的形成
2、实验室子囊孢子的获得酵母菌在一定条件下才能形成子囊孢子。
供实验的酵母须营养好，活力旺盛。用营养充足的培养基和强壮的幼龄细胞连续传代三次。
培养时，温度,25～ 30℃ 。须接触大量空气，促进细胞氧化作用。
选择适当的生孢子培养基（营养贫瘠的培养基），使细胞处于饥饿状态。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜面等。
(二 )、酵母菌的生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。
各种酵母的生活史可分为 三种类型：
1,单倍体型
2,双倍体型
3,单双倍体型
1.单倍体型以八孢裂殖酵母为代表特点,营养细胞是单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；
双倍体细胞不能独立生活，
故双倍体阶段短，一经生成立即减数分裂。
(二 )、酵母菌的生活史
2、双倍体型以路德类酵母为代表特点,营养体为双倍体，
不断进行芽殖，双倍体营养阶段长，单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。
(二 )、酵母菌的生活史
3、单双倍体型以啤酒酵母为代表特点,单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在；在特定条件下进行有性生殖。
单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替。
(二 )、酵母菌的生活史四、酵母菌的代表属
1、酵母菌属例：啤酒酵母和葡萄汁酵母
2、裂殖酵母属
3、假丝酵母属例：热带假丝酵母、解脂假丝酵母和产朊假丝酵母
4、球拟酵母属
5、红酵母属
6、掷孢酵母属放线菌的概念,
放线菌 (Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的 G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。
第二节 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,
放线菌分布：
主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中，在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。
放线菌的生活类型：腐生（多数）
寄生（少数）
放线菌的应用：
1、能产生大量的、种类繁多的抗生素，
到目前为止，已分离得到的放线菌产生的抗生素达 4000种以上。
2、生产维生素和酶
3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理放线菌的危害：
1、有的放线菌能引起人和动植物病害，如人类的皮肤病等。
2、有的放线菌能使水和食品变味，
或破坏棉毛织品和纸张等。
本节提要：
放线菌的形态构造
放线菌的繁殖
放线菌的菌落特征
放线菌的主要属一、放线菌的形态构造大部分放线菌由分枝状的菌丝组成，菌丝大多无隔膜，属单细胞。
菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近（ 1μm 左右）。细胞壁含胞壁酸、
二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；革兰氏阳性。
(一 )菌丝,
根据形态和功能不同可分为：
基内菌丝（营养菌丝）
气生菌丝孢子丝。
一、放线菌的形态构造
1,基内菌丝
培养基内匍匐生长的菌丝，无隔，
约 0.2-0.8μm 。
通常会产生水溶性或脂溶性色素,
功能：吸收营养，所以又称营养菌丝。
(一 )菌丝
2,气生菌丝2,气生菌丝
由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝。略粗于基丝 0.5-1.2μm,
也有色素产生。
功能：气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构，即孢子丝。
3,孢子丝
概念：可以形成孢子的菌丝（具分类价值），
功能,繁殖。
形态：直、波曲、螺旋
着生方式：丛生、轮生放线菌孢子丝类型：
垂直单轮 (无螺旋 )
弯曲 丛生松环、初级螺旋钩状 松螺旋 紧螺旋单轮 (有螺旋 ) 双轮 (无螺旋 ) 双轮 (有螺旋 )
单轮生 螺旋状放线菌孢子丝的光学显微镜图片孢子
形态：
有圆、卵圆、柱状等。 表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。
色素：
因种而异。
放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断片（液体培养时）进行繁殖。
无性孢子主要有以下三种：
分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。
二、放线菌的繁殖
1.分生孢子 (conidiospores):
在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，
菌丝分裂形成。
在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子。
孢囊：菌丝细胞在不同平面反复分裂，形成孢囊孢子,有的孢囊孢子可以丛毛运动。
2,孢囊孢子
3、横隔孢子基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子。
放线菌的生活史
（三）放线菌的菌落特征
1.液体静止培养表面常形成一层膜
2、固体培养基培养菌落特征,质地致密、干燥、多皱、
小而不 蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。
菌落形状,随菌种不同可有两类：
（ 1）产生大量分枝状菌丝的菌种：
如链霉菌属（ Strptomyces),菌丝发达、细、
分枝多而且相互缠绕，和培养基结合紧密牢固，
形成的菌落质地致密，表面呈绒状，坚实、干燥、多皱，菌落小而不蔓延，不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后，
菌落表面会发生变化,菌落呈絮状、粉状或颗粒状。
（ 2）不产生大量菌丝的菌种：
如诺卡氏菌属（ Nocardia)形成的菌落，
菌丝不发达，形成的菌落不致密，粘着力差，干燥，一般呈粉质，不易挑起，挑之易碎。
四、放线菌的主要属
1,链霉菌属 (Streptomyces)
产生许多著名的抗生素,如链霉素,红霉素,
四环素等 。
2,诺卡氏菌属 （ Nocardia ）
烃类发酵,污水处理,产生抗生素 （ 如万古霉素,头孢菌等 ）
3,小单孢菌属 （ Micromonospora)
可产生多种抗生素,如庆大霉素,利福霉素等 。
4,放线菌属 （ Actinomyces)
多为致病菌。
复习题：
1、什么是放线菌？放线菌有哪些应用？
2、什么叫基内菌丝、气生菌丝和孢子丝？
它们之间有何联系？
3、放线菌如何繁殖？
4、放线菌的菌落有何特点？
第五节 病毒一,病毒的一般特性二,噬菌体一,病毒的一般特性
1、病毒的概念：
病毒,是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸 ;它们只能在活细胞内营专性寄生 ;在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在,
病毒粒子,完整的、具有感染性的病毒颗粒。
2、病毒的基本特点
个体极小 （ 以 nm计 ）,能通过滤菌器,形态多样,有球状,杆状,复合型 。
无细胞结构,主要由蛋白质,核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在 。
生活方式为专性活细胞内寄生,病毒酶系不全,
离开活体后无生命特征 。
病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制,核酸蛋白质装配,是在分子水平上进行的 。
对抗生素不敏感,对干扰素敏感 。
3、病毒的形态构造及化学组成
（ 1）、形态
（ 2）化学组成主要由 核酸 和 蛋白质 组成 。 较复杂的病毒还含有脂类,多糖等 。
（ 3） 结构核衣壳 （ 基本构造 ） 核心：由 DNA或 RNA构成病 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成毒 包膜（非基本结构）：由类脂或脂蛋白构成刺突（非基本结构）
衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，
衣壳粒 的排列组合方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。
衣 壳核 酸包膜刺 突核衣壳病毒的基本结构：
三类典型形态的 病毒：
廿面体对称 的 结构 (球状 )
螺旋对称 的结构 (杆状 )
复合对称 的结构 (蝌蚪状 )
大肠杆菌的 T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，
是病毒中复合对称的代表。
二,噬菌体病毒种类很多，根据病毒寄生的对象来分，有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。
噬菌体,是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）
噬菌体在自然界广泛存在，在 1995年发表的
ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了
4000余种，分别划归为 49个病毒科,
据 Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。
1、组成,主要由蛋白质和核酸组成。
2、基本形态,蝌蚪形、微球形和纤丝形。
（一）噬菌体的形态结构与组成以 大肠杆菌 T4噬菌体 为例头部,廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一条 DNA。
颈部,薄盘状，附颈须。
尾鞘,长 95nm,衣壳粒螺旋对称；
可伸缩。
尾髓,中空,DNA可由此进入细胞。
基板,六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。
刺突,有吸附功能。
尾丝,有识别吸附功能。 大肠杆菌 T4噬菌体构造
2、蝌蚪形噬菌体的构造
（二）、噬菌体 (phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，
然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。
根据噬菌体与宿主的关系：
烈性噬菌体,指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体,
温和噬菌体（或溶源性噬菌体）,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核 DNA上，
并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：
即 吸附、侵入、复制、装配和释放 。
1、烈性噬菌体的繁殖
① 吸附,噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突
,钉,在细胞表面上。
②侵入,核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。
③复制,包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，
会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。
④ 装配：
主要步骤有：
DNA分子的缩合 —— 通过衣壳包裹 DNA而形成头部 ——
尾丝及尾部的其它部件独立装配完成 —— 头部与尾部相结合 —— 最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、
大小相同的噬菌体装配完成。
⑤ 释放：
方式：
裂解：多以裂解细胞的方式释放。
分泌：噬菌体穿出细胞，
细胞并不裂解。
通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成
100—— 300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长，
一步生长曲线
1,实验设计依据,1个菌体被 1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。
2,实验过程,
敏感菌 10ml Phage 1ml
混匀,5min,使之吸附离心或用抗 phage血清处理,去除过量 phage
高倍稀释,吸附 phage的菌悬液 (避免多次吸附 )
37℃ 培养,定时取样取样人为裂解处理（每 5min）
样品中加入氯仿裂解细胞
24-48h
裂解液加入敏感菌液中适当稀释混合液涂布于琼脂培养基上计数噬菌斑噬菌斑,
概念,将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，
在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，
称为噬菌斑。 (每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。 )
应用,噬菌斑可用于检出、
分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。
噬菌斑以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线为一步生长曲线。
可分以下阶段：
潜伏期裂解期稳定期 一步生长曲线潜伏期,从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体之前的这段时期,曲线平行于横轴，噬菌体数无变化,样品中无游离的噬菌体。 (潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数 ).
裂解期,曲线直线上升,子代噬菌体不断释放到培养基中,直到达到一个极限,
稳定期,感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。
裂解量,每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。
稳定期噬菌斑数裂解量 =
潜伏期噬菌斑数不同的噬菌体或同 种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数有关。
2、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核 DNA上，并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
原噬菌体（或前噬菌体）,即整合在宿主核 DNA上的噬菌体的核酸。
溶原性细菌,指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。
溶原性细菌的特点：
可稳定遗传,子代细菌都含有 原噬菌体，均具有溶原性。
可自发裂解,温和噬菌体的核酸也可从宿主 DNA上脱落下来，
恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率 10-2～ 10-5 。
可诱导裂解,用化学、物理方法诱导
具有,免疫性,,溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。
可复愈,自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解
溶源转变,由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。
（三）、噬菌体的危害和应用噬菌体的危害：
主要是引起发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染抗生素发酵中的噬菌体污染食品工业上的噬菌体污染防治：
控制 活菌排放
选育抗性生产菌株
生产中轮换使用菌种
药物防治 例如用金霉素、四环素等。
噬菌体的应用：
1.作为分子生物学研究的工具
2.用于鉴定未知菌，可到型。
3.用于临床治疗传染病
4.检验植物病原菌
5.测定辐射剂量第四章 微生物营养
第一节 微生物细胞的化学组成
第二节 微生物的营养要素
第三节 微生物的营养类型
第四节 微生物对营养物质的吸收方式
第五节 培养基第一节 微生物细胞的化学组成微生物细胞化学组成成分析表明，与其他高等动植物细胞一样，细胞也是 大量元素 碳,
氢、氧、氮、磷、硫（这六种元素占细菌细胞干重的 97％，表 4－ l）和 微量元素 铁、锰、锌等构成。微生物细胞中这些元素主要以蛋白质、
糖、脂、核酸、维生素及它们的降解产物、代谢产物等有机物质，水和无机盐等无机物质的形式存在（表 4— 2）。 水 是细胞中的一种主要成分，一般可占细胞干重的 90％以上。
微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比灰分元素 固氮菌 酵母菌 霉菌
P2O5
SO3
K2O
Na2O
MgO
CaO
Fe2O3
SiO2
CuO
4.95
0.29
2.41
0.07
0.82
0.89
0.08
--
--
3.54
0.039
2.34
--
0.428
0.383
0.035
0.093
--
4.85
0.11
2.81
1.12
0.38
0.19
0.16
0.04
--
表 4— 1 微生物细胞中几种主要元素的含量
（干重的百分数 ）
元素 细菌 酵母菌 霉菌碳 50 49.8 47.9
氮 15 12.4 5.2
氢 8 6.7 6.7
氧 20 31.1 40.2
磷 3 — —
硫 1 — —
表 4— 2 微生物细胞的化学组成主要成分 细菌 酵母菌 霉菌水分 75~85 70~80 85~90
（占细胞鲜重的 %）
蛋白质 50~80 32~75 14~15
占细 碳水化合物 12~28 27~63 7~40
胞干 脂肪 5~20 2~15 4~40
重的 核酸 10~20 6 ~ 8 1
%
无机盐 2~30 3.8~7 6~12
第二节 微生物的营养要素营养物（ nutrient）,
那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质通常称为微生物的营养物质 。
营养（或叫营养作用,nutrition ）,
微生物获得与利用营养物质的过程通常称为营养。
生物类型营养要素动物
（异养）
微生物 绿色植物
（自养）异养 自养碳源 糖类脂肪 糖、醇、有机酸等 二氧化碳、碳酸盐等二氧化碳、
碳酸盐氮源 蛋白质或其降解物蛋白质或其降解物有机或无机氮化物、氮无机氮化物、
氮无机氮化物能源 与碳同 与碳同 氧化无机物或利用日光能利用日光能生长因子 维生素 一部分需要维生素等 不需要 不需要无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐水分 水 水 水 水表 4-3 微生物和动物、植物营养要素的比较碳源（ carbon source） 凡是提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源，称为碳源。
碳源物质的功能,构成细胞物质；为机体提供整个生理活动所需要的能量 （ 异养微生物 ） 。
微生物的碳源谱无机含碳化合物：如 CO2和碳酸盐等 。
有机含碳化合物：糖与糖的衍生物,脂类,醇类 。 有机酸,
烃类,芳香族化合物以及各种含氮的化合物 。
微生物不同,利用上述含碳化合物的能力不同,如假单胞菌属中的某些种可以利用 90种以上的不同类型的碳源物质；
而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长 。
类型元素水平 化合物水平 培养基原料水平有机碳
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等
C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等
C·H·O 糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
糖蜜等
C·H 烃类 天然气、石油及其不同馏份、
石蜡油等无机碳
C(?) — —
C·O CO2 CO2
C·O·X NaHCO3 NaHCO3,CaCO3、白垩等表 4— 4微生物的碳源谱氮源 (nitrogen source) 凡是提供微生物营养所需的氮元素的营养源，称为氮源。
氮源物质的主要作用 是合成细胞物质中含氮物质，少数自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源，
某些厌氧细菌在厌氧与糖类物质缺乏的条件下，也可以利用氨基酸作为能源物质。
微生物的氮源谱 见表 4— 5
表 4— 5 微生物的氮源谱类型元素水平 化合物水平 培养基原料水平有机氮
N·C·H·O·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等
N·C·H·O 尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮
N·H NH3、铵盐等 (NH4)2SO4等
N·O 硝酸盐等 KNO3等
N N2 空气实验室常用的无机氮源 有碳酸铵,硝酸盐,硫酸铵,尿素,蛋白胨,
牛肉膏,,酵母膏等 。 生产上常用的氮源 有硝酸盐,铵盐,尿素,氨以及蛋白含量较高的鱼粉,蚕蛹粉,黄豆饼粉,花生饼份,玉米浆等 。
蛋白氮必须通过水解之后降解成胨,肽,氨基酸等才能被机体利用,这种氮源叫 迟效氮源 。
无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用,
这种氮源叫做 速效氮源 。
速效氮源,通常是有利于机体的生长,迟效氮源有利于代谢产物的形成 。
多数微生物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 。 但有些微生物没有将无机氮合成有机氮的能力,它们不能把尿素,铵盐等这些无机氮源自行合成他们生长所需的氨基酸,而需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源才能生长,这类微生物叫做 氨基酸异养型微生物,也叫营养缺陷型 。
3、能源指能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
微生物的能源谱：
有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）
化学物质能源谱,无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）
辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源化能自养微生物的能源物质 都是一些还原态的无机物质，例如,NH4+,NO2-,S,H2S,H2,Fe2+ 等，能利用这些物质作为能源的全部是细菌，如：硝酸细菌、亚硝酸菌、硫化细菌、硫细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。这些无机养料常常是双功能的（如,NH4+ 既是硝酸细菌的能源，又是它的氮源。）
有机营养物 常有双功能或三功能作用，既是异养微生物的能源，又是它们的碳源或氮源。
辐射能是单功能的，只为光能微生物提供能源。
生长因子（ growth factor） 是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。
主要包括维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶（碱基）及其衍生物，此外还有甾醇,胺类、脂肪酸等等。各种维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶（碱基）的生理功能见教材。
缺乏合成生长因子能力的微生物称为,营养缺陷型,
微生物。
无机盐 是微生物生长必不可少的一类营养物质，它们为机体生长提供多种重要的生理功能（见下图），包括大量元素和微量元素。
大量元素,P,S,K,Mg,Ca,Na,Fe等 。
（ 微生物生长所需浓度在 10-3~10-4mol/L）
微量元素,Cu,Zn,Mn,Mo,Co等 。
（ 微生物生长所需浓度在 10-6~10-8mol/L）
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐,磷酸盐,氯化物以及含有钠,钾,镁,铁等金属元素的化合物 。
无机盐的生理功能细胞内一般分子成分（ P,S,Ca,Ma,Fe等）
一般功能 渗透压的维持（ Na+等）
生理调节物质 酶的激活剂（ M a2+等）
大量元素 pH的稳定无 化能自养菌的能源（ S,Fe2+,NH4+,NO2-等）
机 特殊功能盐 无氧呼吸时的氢受体（ NO3-,SO42-等）
酶的激活剂（ Cu2+,Mn2+,Zn2+等）
微量元素特殊分子结构成分（ Co,Mo等）
水分：
水分是生物细胞的主要化学成分，其重要的生理功能表现在下列几个方面：
1,细胞的构成成分
2.一系列生理生化反应的反应介质
3.参与许多生理生化反应
4,有效地控制细胞内的温度变化第三节 微生物的营养类型根据生长所需要的营养物质的性质，可将生物分成两种基本的营养类型异养型生物,在生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质自养型生物,在生长时能以简单的无机物质作为营养物质动物属于异养型生物，植物，而微生物既有异养型的也有自养型的，大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。
根据生长时能量的来源不同，又可将生物分成两种类型化能营养型生物,依靠化合物氧化释放的能量进行生长光能营养型生物,依靠光能进行生长动物和大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化过程中获得能量。植物和少部分微生物属于光能营养型生物光能自养型微生物以 C02作为唯一碳源或主要碳源,并利用光能,以 无机物 如硫化氢,硫代硫酸钠或其他无机硫化物作为供氢体将 CO2还原成细胞物质,同时产生元素硫光能
CO2＋ H2S [CH2O]+2S+H2O
光合色素光能自养型微生物 包括蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有光合色素，因而能使先能转变成化学能（ ATP），供机体直接利用。
光能异养型微生物以 CO2为主要碳源或唯一碳源,以 有机物 （ 如异丙醇 ） 作为供氢体,利用 光能 将 CO2还原成细胞物质,红螺菌属中的一些细菌属于此种营养类型 。
光能
2(H3C)2CHOH+CO2 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O
光合色素光能异养型细菌在生长时大多数采要外源的生长因子化能自养型微生物以 CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源，
以 无机物 氧化释放的化学能为能源,，利用电子供体如 氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐 等使 CO2还原成细胞物质。
这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌
、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。
化能异养型微生物多数微生物属于化能异养型,其生长所需要能量和碳源通常来自同一种有机物 。
根据化能异养型微生物利用有机物的特性
,又可以将其分为下列两种类型：
腐生型微生物,利用无生命活性的有机物作为生长的碳源 。
寄生型微生物,寄生在生活的细胞内,从寄生体内获得生长所需要的营养物质 。
存在于寄生与腐生之间的中间过渡类型微生物,称为 兼性腐生型 或 兼性寄生型 。
第五节 培养基培养基 是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。它是进行科学研究，发酵生产微生物制品等的基础 。
配制培养基的原则
1,根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基,
如自型微生物的培养基完全可以 （ 或应该 ） 由简单的无机物质组成 。 异养做生物的培养基至少需要含有一种有机物质 。
按微生物的主要类群来说,又有细菌,放线菌,酵母菌和霉菌之分 。 它们所需要的培养基成分也不同,分别称为牛肉膏蛋白胨培养基,高氏 1号合成培养基,麦芽汁培养基,查氏合成培养基 。
2.注意各种营养物质的浓度与配比营养物的浓度,在一般情况下，浓度合适的营养物质才对微生物表现出良好作用，浓度大时对微生物生长起抑制作用，浓度小时不能满足微生物生长的需要。
各营养物质之间的浓度比,培养基中各营养物质之间的浓度比直接影响微生物的生长与繁殖和（或）
代谢产物的形成与积累，尤其是 碳氮比 （ C／ N）（碳氮比一般指培养基中元素碳与元素氮的比值，有时也指培养基中还原糖与粗蛋白两种成分含量之比）的影响更为明显。例如在微生物的谷氨酸发酵中，培养基的 C／ N为 4,l时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；
当 C／ N为 3,1时，菌体繁殖受到抑制，而谷氨酸大量增加 。
3.控制培养基的 PH值各类微生物生长的最适 pH各不相同,细菌与 放线菌生长的 pH在 7— 7.5之间,酵母菌与霉菌生长的 pH值在 4-5之间 。
在微生物的生长和代谢过程中,由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累,常会改变培养基的 pH值,为了维持培养基 pH值的相对恒定,
通常采用下列两种方式：
内源调节,在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比 。
外源调节,按实际需要流加酸或碱液
4.经济节约配制培养基时,应尽量考虑利用价廉并且易于获得的原料作为培养基的成分,特别是在工业发酵中,培养基用量很大,更应该考虑到这一点,以便降低产品成本 。
培养基的种类
按 培养基的组成成分分类
按培养基的物理状态分类
按培养基的功能分类根据培养基中化学成分的了解程度将其分为：
合成培养基,由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基,该类培养基的组成成分精确,重复性强,但微生物生长较慢,且价格昂贵,故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要,代谢,分类鉴定,生物测定以及菌种选育,遗传分析等方面的研究工作 。
天然培养基,利用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物质 （ 如自汉奸,因母没计,土壤没液,豆芽汁,玉米粉,教皮,牛奶,血清等 ） 制成的培养基,天然培养基比较经济,除实验室经常使用外,更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品 。
根据培养基的物理状态可将其分为,
固体培养基,在液体培养基中加入 1.5-2.0%的凝固剂制成的呈固体状态的培养基 。 常用于微生物的分离,
纯化,计数等方面的研究 。
半固体培养基,在液体培养基中加入 0.2-0.7％ 的琼脂构成的培养基 。 常用来观察细菌运动的特征,以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作 。
液体培养基,液体培养基不含任何凝固剂,它常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作 。
科研与生产中常用的凝固剂有琼脂,明胶和硅胶三种,除在液体培养基中加入凝固剂之外,一些由天然的固体基质制成的培养基也属于固体培养基按照培养基的用途，可将其分为加富培养基,加富培养基是指在普通培养基里加过血,
血清,动物 （ 或植物 ） 组织液或其他营养物质 （ 或生长因子 ） 的一类营养丰富的培养基,用以培养某种或某类营养要求苛刻的异养微生物选择培养基,选择培养基是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基 。 利用这种培养基可以将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来 。
鉴别培养基,普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物微生物吸收营养物质的方式
单纯扩散
促进扩散
主动运输扩散扩散是非特异性的营养物质吸收方式,如营养物质通过 细胞膜中的含水小孔,由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散 。
在扩散过程中营养物质的结构不发生变化,即既不与膜上的分子发生反应,本身的分子结构也不发生 变化 。
物质运输的速率 与 胞内外营养物质的浓度差有关,即随细胞膜内外该物质浓度差的降低而减小,直到胞内外物质浓度相同 。
扩散是一个不需要代谢能的运输方式,因此,物质不能进行逆浓度运输 。
膜的特性,膜上含水小孔的大小和形状对被扩散的营养物质分子的种类,大小有一定的选择性,通常分子量小
,脂溶性,极性小的营养物质容易吸收 。
促进扩散在促进扩散过程中
营养物质本身在分子结构上也不会发生变化
不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输
运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定
需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质 运输
被运输的物质有高度的立体专一性促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的。
主动运输物质在主动运输的过程中
消耗代谢能
可以进行逆浓度运输的运输方式
需要载体蛋白参与
对被运输的物质有高度的立体专一性不同的微生物在主动运输过程中所需的能量的来源不同，好氧微生物中直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，光合微生物中则主要来自光能 。
主动运输是微生物吸收营养物质的主要方式 。
主动运输的方式
1.初级主动运输
2,次级主动运输
3.基团转位
4.Na+,K+---ATPase系统初级主动运输是一种由电子 传递系统,ATPase或 细菌视紫红质 引起的质子运输方式。不同营养类型的微生物初级主动运输的方式不同（好氧情况、厌氧情况、光合微生物），但最终造成细胞膜内外质子浓度差，使膜处于充能状态。
次级主动运输在细胞膜内外质子浓度差消失的过程中，偶联其它物质的运输，即次级主动运输。次级主动运输根据在质子浓度差消失过程中，质子与其它物质运输的方向差异，分为 同向运输、
逆向运输、单向运输 三种形式。
基团转位
基因转位是一种特殊的主动运输与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化。其余特点与主动运输相同。
基因转位主要存在于厌氧微生物中，也主要是用于单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪散的运输大肠杆菌吸收糖的基团转位方式大肠杆菌吸收糖依赖于 磷酸烯醇式丙酮酸 --糖磷酸转移酶系统,其运输的步骤如下：
(1) 热稳定蛋白的激活：
PEP+HPr 酶 1 丙酮酸 +P-HPr
(2) 糖被磷酸化后运入膜内
P-HPr+糖 酶 2 糖 -P+HPr
Na+,K+---ATPase系统
Na+,K+---ATPase系统 位于细胞膜上的一种离子通道蛋白，其作用是通过该蛋白构象的改变，把细胞内的 Na运出细胞，同时将 K+运回细胞内，即实现了 Na+与 K+
的置换。细胞内高浓度 K+是许多酶的活性和蛋白质合成所必须的。
膜泡运输
原生动物吸收营养物质的方式，有 胞吞 和 胞饮 两种类型四种运输营养物质方式的比较比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀相等无特异性不需要不变有快由浓至稀相等特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变第十章 微生物在食品制造中的作用第一节 细菌在食品制造中的作用第二节 酵母菌在食品制造中的作用第三节 霉菌在食品制造中的作用第四节 微生物酶在食品工业中的应用细菌在食品制造中的作用
食醋
发酵乳制品
蔬菜和水果的乳酸发酵食品
氨基酸食醋
菌种,
纹膜醋酸菌 (Acetobacteraceti)、许氏醋酸菌
(A.schutzenbachii)、恶臭醋酸菌 (A.rances)混浊变种、巴氏醋酸菌 (A.pasteurianus)巴氏亚种。
反应过程,醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖，将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同，还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。
食醋生产的原料,高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、
梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等发酵乳制品
发酵乳制品的种类,酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳、马奶酒等。
常用的乳酸菌,干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、
乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。
反应过程,乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。
注意事项,在整个加工过程中，对原料灭菌处理采用的温度较低，所以接种剂量要大，以防止污染。
蔬菜和水果的乳酸发酵食品
主要的乳酸发酵果蔬品种,泡菜、酸菜榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄榄等。
发酵方法,自然发酵、纯种发酵
常用菌种,植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。
亚硝酸问题氨基酸
食品添加剂中常见的氨基酸种类,谷氨酸钠为鲜味剂、色氨酸和甘氨酸为甜味剂、赖氨酸为营养增强剂等
生产用菌种,谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等用于生产谷氨酸；北京棒杆菌的营养缺陷型菌株用于生产赖氨酸。
常用原料,小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质；
糖蜜等含糖丰富的物质。
酵母菌在食品制造中的作用
面包,酵母将面粉中的糖类化合物分解形成 CO2、醇、醛、有机酸等产物。
酿酒,葡萄酒酵母、啤酒酵母、绍兴酵母等将糖类化合物分解形成乙醇等化合物。
酵母细胞的利用 — 单细胞蛋白的生产
废酵母单细胞蛋白的生产
生产用原料,糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液；天然气、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生产的废弃物。
发酵方法,深层通气发酵和固体通风发酵。
主要用途,作为单细胞食品；提取核苷酸、辅酶 A、
乳糖酶等医药及生物试剂
主要菌种,产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等霉菌在食品制造中的应用
淀粉的糖化
酱油的酿造
酱类 （大豆酱、面酱、豆瓣酱等）的制作
豆腐乳
有机酸 (柠檬酸、乳酸、醋酸等的发酵生产 )
微生物酶在食品工业中的应用
微生物生产酶制剂的特点优点：种类多、便于工业化生产、产量大可保证供应。
缺点：一种微生物可同时产生多种酶，
因此工序较复杂。
微生物酶及其在食品中的应用（举例）
食用菌
我国主要食用菌,黑木耳、银耳、猴头、双孢蘑菇、草菇、香菇等。
食用菌的人工栽培,深层培养和固体基质栽培。
第十一章 微生物与食品腐败变质
第一节 食品污染的途径
第二节 微生物引起食品腐败变质的条件
第三节 果蔬及其制品的腐败变质
第四节 乳及其乳制品的腐败变质
第五节 肉类及鱼类的腐败变质
第六节 罐藏食品的腐败变质
第七节 食品腐败变质给人类带来的危害
第八节 食品的卫生要求和微生物学标准食品微生物污染及途径
食品污染的种类,
生物污染：微生物、寄生虫及虫卵、昆虫化学污染：农药、工业三废、添加剂、包装材料物理污染：放射性污染
微生物污染食品的途径,
通过水而污染通过空气而污染通过人及动物而污染通过用具及杂物而污染
食品中微生物的消长情况加工前,原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖的机会，因此与加工后相比，微生物的种类和数量均较大。
加工过程中,清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下降，或完全消除微生物。
加工后,食品贮藏过程中，若条件适于微生物生长，
加工后残留的微生物或再度污染的微生物大量增殖直至引起食品的腐败变质，不再适合于微生物生长时，
微生物的数量又开始下降。若加工后的食品不在被污染，贮藏条件也不适合于微生物的生长，微生物的数量将会逐渐下降控制微生物污染食品的措施垃圾的无害化管理加强环境管理 粪便的无害化管理污水的无害化管理食品的运输卫生和贮藏卫生食品生产卫生加强食品生产的卫生管理 个人卫生食品生产用水卫生微生物引起食品腐败变质的条件
食品基质,
食品的 pH值、食品的水分、食品的渗透压
食品的环境条件：
温度、气体、渗透压食品的 pH值不同食品原料的 pH值动物食品的 pH值 蔬菜 pH值 水果 pH值牛肉 5.1~6.2 卷心菜 5.4~6.0 苹果 2.9~3.3
羊肉 5.4~6.7 花椰菜 5.6 香蕉 4.5~5.7
猪肉 5.3~6.9 芹菜 5.7~6.0 柿子 4.6
鸡肉 6.2~6.4 茄子 4.5 葡萄 3.4~4.5
鱼肉 6.6~6.8 莴笋 6.0 柠檬 1.8~2.0
蟹肉 7.0 洋葱 5.3~5.8 橘子 3.6~4.3
小虾肉 6.8~7.0 番茄 4.2~4.3 西瓜 5.2~5.6
牛乳 6.5~6.7 萝卜 5.2~5.5
各类食品中的微生物
酸性食品与非酸性食品,pH值在 4.5以上者为非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）； pH值在 4.5以下者为酸性食品（水果和少数蔬菜）
微生物生长与食品 pH值的关系,非酸性食品适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。
微生物分解食品营养成分可使食品 pH值变化,
糖类物质被分解时 pH值下降，蛋白质被分解时 pH值上升食品水分
水分活性值（ Aw）的概念,食品在密闭容器内的水蒸气压与在相同温度小纯水蒸汽压之比值，食品的 Aw值范围为,0≦ Aw≦ 1
不同类群微生物生长的 Aw值
微生物生长 Aw值的可变性食品 Aw值与微生物生长的关系
大部分 新鲜食品 Aw值在 0.95~1.00，许多腌肉制品
（保藏期 1~2天） Aw值在 0.87~0.95，这一 Aw值范围的食品可满足一般 细菌 的生长，其下限可满足酵母菌的生长； 盐分和糖分很高的食品 （保藏期 1~2个周）
Aw值在 0.75~0.87，可满足 霉菌和少数嗜盐细菌 的生长； 干制品 （保藏期 1~2个月） Aw值在 0.60~0.75，
可满足 耐渗透压酵母和干性霉菌 的生长； 奶粉 Aw
值为 0.20,蛋粉 Aw值为 0.40,微生物几乎不能生长 （理论上可无限期保藏 ）
食品的环境条件
温度,低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微生物引起食品腐败变质的特点
氧气,食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类型；新鲜食品原料中微生物的分布规律。
微生物引起食品腐败变质与 其它气体 的关系（ CO2、
O3等）
渗透压
高浓度的盐或糖降低了食品的水分活性；提高了食品的渗透压，因此可抑制微生物的生长和繁殖。
不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要上霉菌或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。
耐高渗微生物主要有：高度嗜盐细菌（盐杆菌属、小球菌属）、中等嗜盐细菌（假单胞菌属、芽孢杆菌属等）、
低等嗜盐细菌（黄杆菌属、无色杆菌属等）、耐糖细菌
（肠膜状明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、鲁氏酵母等）、耐高渗的霉菌（青霉属、曲霉属等）
第四节 乳及乳制品的腐败变质
乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。
鲜牛乳中的微生物及其腐败变质
奶粉中的微生物
微生物引起的炼乳腐败变质现象鲜牛乳中的微生物及其腐败变质
牛乳中微生物的污染来源
牛乳中微生物的种类及特点
鲜乳中微生物的变化
鲜乳的净化、消毒和灭菌牛乳中微生物的来源
乳房内的微生物污染,在健康乳牛乳房的乳头管及其分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大减少细菌在鲜乳中的数量）
当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如 无乳链球菌,乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希氏杆菌,牛型结核杆菌,牛布氏杆菌。
环境中的微生物污染,挤奶时和挤奶后食用前的一切环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、
挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响（见附表）
总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质。
不同的挤奶条件对牛奶污染程度的比较污染来源 遵守卫生条件 不遵守卫生条件牛皮肤与毛 50 20,000
空 气 1 30
挤奶者的手 1 10,000
滤 奶 器 1 100,000
挤奶用小桶 70 1,000,000
牛乳中的优势微生物种类鲜牛乳中的微生物优势种类是细菌、酵母菌和少数霉菌。即：
乳酸菌胨化细菌脂肪分解菌细菌 酪酸菌产生气体的细菌产碱菌霉菌和酵母菌乳酸菌
1 乳链酸菌：适宜在 30~35℃ 的条件下生长，可产生乳链菌肽，鲜乳的自然酸败主要由它引起。
2 乳脂链球菌：适宜在 30 ℃ 条件下生长，具较强的分解蛋白质的能力。
3 粪链球菌：人和动物的肠道细菌，卫生条件差时可发现该菌，在 10~45 ℃ 的范围内均可生长。
4 液化链球菌：可强烈分解蛋白质，酪蛋白分解后可产生苦味
5 嗜热链球菌：适宜在 40~45 ℃ 的条件下生长，在 20
℃ 以下时不生长
6 嗜酸乳杆菌：适宜在 37~40 ℃ 时生长，在 15 ℃ 以下时不生长胨化菌
概念,使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象，称为蛋白质的胨化。
主要细菌种类,芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌；生长的适宜温度范围是
20~40 ℃ ；假单胞菌属中的荧光假单胞菌、腐败假单胞菌，生长温度范围为 25~30 ℃
其他细菌
脂肪分解菌,主要是 G-的无芽孢杆菌，如无色杆菌、
假单胞菌等。
产生气体的菌,分解糖类产酸产期，如大肠杆菌群。
产碱菌,一类可分解牛乳中有机酸的细菌，分解的结果造成乳的 pH值上升，主要是 G-的需氧细菌，如粪产碱杆菌、粘乳产碱杆菌。
鲜乳变质时的微生物变化
抑菌期,鲜乳中含有来源于动物体的抗体物质等抗菌因素，在微生物数量较少的情况下，这种抑菌作用可维持 36小时左右（ 13~14℃ ），此期为抑菌期。
乳酸链球菌,乳中抗菌物质减少或消失后，首先看到乳酸链球菌的成为优势类群，使乳液酸度不断升高，出现乳凝块。当酸度达到一定时，乳酸链球菌的生长也被抑制，不再继续繁殖，数量开始下降。
乳酸杆菌期,当 pH下降到 6左右时，乳酸杆菌开始生长，，当 pH下降到 4
时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌 成为优势继续产酸，此时大量的乳凝块、
乳清出现。
真菌期,pH值达 3~3.5时绝大多数细菌被抑制，甚至死亡，耐酸的酵母菌和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长，使乳液的 pH逐渐降低，接近中性。
胨化细菌期,经过以上变化，乳中乳糖含量被大量消耗，蛋白质和脂肪含量相对增高，分解蛋白质和脂肪的细菌大量生长，乳凝块逐渐消失，乳的
pH值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味。
鲜乳中微生物的活动曲线
pH7.0
pH5.0
pH3.0
鲜乳的净化、消毒和灭菌
鲜乳的净化,净化的目的是除去鲜乳中污染的非溶解性的杂质、牛毛、
乳凝块，以减少微生物污染的数量。净化的方法有（ 3~4层纱布）过滤法和离心法。
鲜乳的消毒,消毒的时间和温度以消灭结核分支杆菌为指标，常用的方法有：低温长时间消毒法（ 61~65℃,30分）、高温短时间消毒法
（ 70~75℃,15~16秒）、高温瞬时消毒法（ 80~90℃ ）。
消毒乳的变质,鲜乳消毒后，残留有耐热的芽孢细菌等微生物，在室温存放时间较长时（ 24~48小时），仍可发生变质，即首先出现乳液变稠，继而出现乳凝块，再后往往析出大量乳清。消毒乳凝固有两种原因，即微生物的凝乳酶造成的甜凝固，微生物代谢产酸而造成的酸凝固。
鲜乳的灭菌,75~85℃ 预热 4~6分钟，通过 130~150℃ 高温 2秒，以彻底杀灭微生物二、奶粉中的微生物
奶粉中微生物的来源,鲜乳经杀菌、浓缩和干燥制成奶粉，
奶粉的含水量一般 5%以下，奶粉中的微生物一方面来源于原料奶的消毒不彻底，一方面来源于加工过程中的二次污染。
奶粉贮藏中微生物的消长
奶粉中的病原微生物,最常见的是沙门氏菌和金黄色葡萄球菌（毒素中毒）
第六节 罐藏食品的腐败变质
罐藏食品的特性
罐藏食品变质的原因
罐藏食品腐败的类型
腐败变质罐头的微生物分析罐藏食品的特性
概念,罐藏食品是将原料经过预处理、装罐、杀菌、
密封后而成。因罐内保持一定的真空度，所以合格产品的罐盖和罐底是平的或向内凹陷。
罐藏食品的分类,罐藏食品可根据酸性的不同，分为低酸性罐头（动物性原料制成的罐头，蛋白质含量高）、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头（植物性原料制成的罐头，碳水化合物含量高）
罐藏食品变质的原因
罐藏食品变质的原因：
化学因素,如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）
物理因素,如温度过高或排气不良，造成的金属容器腐蚀穿孔。
微生物因素 罐内残留的微生物
（多是产芽孢的耐热微生物）
漏罐后的微生物再次污染常用的几个概念
商业灭菌,食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者只能检出极少数的非病原微生物，但他们在食品的保藏过程中不可能生长繁殖，这种从商品角度对某些食品提出的灭菌要求，称为商业灭菌
腐败,食品中的蛋白质被微生物分解造成的败坏，
称为腐败。
酸败,食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏，称为腐败。
罐藏食品腐败的类型
罐藏食品腐败变质的外观类型平盖酸败（平听）
胖听
引起罐藏食品腐败变质的主要微生物,
嗜热芽孢细菌、中温芽孢细菌、不产芽孢细菌酵母菌酵母菌和霉菌往往是由于杀菌温度不够或漏罐、罐内真空度不够而出现，主要存在与酸性或高酸性食品中，常造成罐头膨胀霉菌
引起罐藏食品微生物污染的原因嗜热芽孢细菌引起的腐败变质
平酸腐败（平盖酸败）,变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。
引起罐头平盖酸败的典型菌种,嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐热适宜生长温度 49~55℃,可在 pH6.8~7.2时良好生长）、凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度 33~45℃,可在 pH4.5以下的酸性罐头中良好生长）。
TA腐败,分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为 TA菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要是 CO2和 H2），常使罐头发生膨胀。 引起 TA腐败的微生物 主要是嗜热解糖梭菌（适宜生长温度 55℃ ）。
硫化物腐败,罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。 引起硫化物腐败的微生物 主要是致黑梭菌（适宜生长温度 55℃ ）
中温芽孢细菌中温芽孢细菌的最适生长温度是 37 ℃,包括需氧和厌氧两大类，他们的少数芽孢耐过高压蒸汽处理而存活下来,常见的好氧种类有,
B.bacillus B.megatherium B.cereus等,他们可分解蛋白质和糖类，产物主要是酸，仅少数种类产生气体，因此通常情况下引起 平盖酸败 。 常见的好氧种类有 分解糖类产酸产气的 Clostridium pasteurianum
Cl.butyricum,分解蛋白质产生硫化氢、硫醇、粪臭素等化合物的 Cl,
Sporogenes Cl,botulinum等,因此一般引起 膨罐（胖听），其中 Cl,
ootulinum可 产生毒性最强的外毒素 —— 肉毒毒素（亲神经毒素），该菌是引起食物中毒的病原细菌中最耐热的一种，所以罐头食品杀菌时，
常以此菌作为杀菌效果是否彻底的指示菌。
不产芽孢细菌引起的食品腐败变质
不产芽孢的细菌不耐热，因此罐头中出现此类菌时，
主要是由于 漏罐 而造成的（冷却水是重要的污染源）。罐头中污染的不产芽孢细菌主要有两类，一类是肠道细菌，另一类是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等，他们分解糖类化合物产酸产气，变质时使 罐头膨胀 。
不同外观的腐败变质罐头的微生物分析
胖听,除部分氢膨胀外，胖听主要由微生物生长繁殖而造成，即 TA腐败产生的 CO2和 H2、中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败，产生 CO2和 H2、中温需氧芽孢杆菌、
不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌发酵糖类产酸产气。
平听,平酸菌、中温芽孢细菌、不产芽孢乳酸菌、致黑梭状芽孢杆菌（硫化物腐败）、霉菌第五节 肉类和鱼类食品的腐败变质
畜、禽肉类中微生物污染的来源和种类健康的畜、禽组织内部是无菌的，但因其腔道及体表都存在微生物，屠宰过程在空气中进行，因此 宰杀、
放血、脱毛、去皮及内脏、分割等环节就可造成微生物的多次污染 。常见的污染类群如下：
腐生性微生物病原微生物 （兽医漏检时）：结核杆菌、布鲁氏菌、
沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等二、鱼类的腐败变质
鱼类变质的原因,鱼肉的含水量高于畜、禽类，
且含有蛋白质、脂肪等营养成分易受水中微生物假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌等的污染而发生变质。
变质现象,鱼体含菌量达到 108/g，体表浑浊、无光泽、组织因被分解而变的疏松、鱼鳞脱落，进而鱼体组织溃烂，分解产生吲哚、粪臭素、硫醇、氨、
硫化氢等臭味物质。
鱼类的贮藏,鱼类贮藏一般采用冻藏（ -25~-30的速冻）或盐淹（ 10%的浓度），在盐淹鱼类时，常有嗜盐细菌的生长，造成鱼类发生赤变现象。
畜、禽肉类变质的现象
发粘,微生物生长形成菌苔、产生黏液使肉表面出现发粘、拉丝等现象，此时微生物数量达到了
107/cm2。
变色,微生物分解含硫氨基酸产生硫化氢，硫化氢与肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白、微生物生长产生色素等。
霉斑,出现羽毛状的丝状物并具有颜色。
气味改变,酸味、臭味、哈喇味 。
果蔬及其制品的腐败变质
一、微生物引起新鲜果蔬的变质微生物侵入果蔬的过程、在果蔬变质过程中微生物种类的演变
二、微生物引起果汁的变质微生物引起果汁的变质
果汁中微生物的来源,原料中的微生物、加工过程中微生物的再污染。
果汁的基本营养条件,pH值在 2.4~4.2之间，含有一定量的糖分，含水量很高。
果汁中微生物的种类,
细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌微生物引起果汁变质的现象
浑浊：多数情况下浑浊是由酵母菌引起的，它主要来源于原料清洗不彻底。
产生酒精：主要是酵母菌，细菌和霉菌的转化果汁为酒精的情况非常少。
有机酸的变化：
一、鲜蛋中微生物的来源
二、鲜蛋的变质
三鲜蛋中微生物类群第七节 食品腐败变质给人类带来的危害细菌性食物中毒食物中毒 真菌性食物中毒志贺氏菌炭疽病布鲁氏杆菌病传播人畜共患病 结核病病毒病（脊髓灰质炎、肝炎）
伤寒和副伤寒霍乱和副霍乱食物中毒
概念：凡是经口摄入正常数量“可食态”
含有致病菌、生物性或化学性以及动植物性毒素的食物而引起的，以急性感染或中毒为主要症状的疾病，称为食物中毒。
从中毒的原因可将其分为细菌性食物中毒和真菌性食物中毒细菌性的食物中毒
细菌性的食物中毒是比较常见的一种食物中毒类型，
根据中毒的原因可将其分为感染性食物中毒和毒素性食物中毒。
感染性食物中毒,病原细菌污染食品后，在食物中大量生长繁殖，这种含有大量活菌的食物被摄入人体，
会引起人体消化道的感染而造成中毒，此即感染性食物中毒。
毒素性食物中毒,有些细菌污染食品以后，可产生毒素，因摄入含毒素的食物而引起的中毒，即称为毒素性食物中毒。
沙门氏菌食物中毒
生物学特性,G-，短杆菌，无芽孢和荚膜，周生鞭毛，兼性厌氧，最适生长温度 37℃ 。
中毒症状,该菌为感染型食物中毒，一般中毒食物的菌数含量达 10-8/ml,g，主要表现为急性肠胃炎症状，
病死率一般是 0.5~1%。
中毒源,该菌对热的抵抗力很弱,60℃ 经 20~30分钟即被杀死，在水、乳及肉类中能生存 1~3个月。食物中毒的常见食品为：鱼、肉、禽、蛋和乳。该菌主要来自患病的动物和人，以及动物和人的带菌者。
葡萄球菌食物中毒
金黄色葡萄球菌的生物学特性,G+，无芽孢、鞭毛，兼性厌氧菌，最适生长温度为 35~37℃,60 ℃ 30
分钟即可杀灭，对低温不敏感，因此在冷冻食品中经常可以检出。
中毒症状,该菌是毒素型食物中毒，毒素在 218~248
℃ 30分钟才被完全消除。主要症状是急性肠胃炎，病程仅几个小时，即可恢复。
中毒源,主要为乳及乳制品，腌制肉、鸡、蛋、和含有淀粉的食品等，一般食物中含菌量达到 106~109时即可引起中毒。
肉毒杆菌食物中毒
生物学特性,G+的芽孢杆菌，具鞭毛，可运动。最适生长温度为 35 ℃ 。
中毒症状,该菌引起毒素性食物中毒，肉毒毒素是一种较不耐热的蛋白质,100 ℃ 360分钟可完全消除。该毒素是一种嗜神经毒素，病死率在 30~80%
中毒源,报道的中毒事件发生的食物有蔬菜、鱼类、
豆类、乳类等含有蛋白质多的食品。
病原性大肠杆菌食物中毒
生物学特性,病原性大肠杆菌与人和动物肠道正常菌群大肠杆菌属于不同的血清型，但一般生物学特性相同。
食物中毒症状,引起感染性食物中毒，发病症状为急性肠胃炎,1~3天即可恢复。
中毒源,
其它引起食物中毒的细菌
变形杆菌
蜡状芽孢杆菌
粪链球菌
魏氏杆菌
副溶血弧菌真菌性食物中毒
黄曲霉毒素中毒
赤霉病变中毒
黄变米中毒
麦角中毒黄曲霉毒素中毒
结构,黄曲霉毒素是一种多环类结构（二呋喃环），因测链不同已鉴定共 12种结构，根据毒素在紫外光下颜色的不同，分为 G和 B两大类。
特性,黄曲霉毒素耐热，在 280℃ 30分钟才可彻底破坏，在酸中性环境中不易分解，在强碱性环境中迅速分解。该毒素的毒性比氰化钾还高。
中毒症状,亲肝性毒素，可引起肝细胞变性，动物实验表明有致癌作用。
中毒源,我国南方高湿地区的粮油及其制品中黄曲霉毒素检出率很高，尤其是花生和玉米极易污染黄曲霉毒素。
食品的卫生要求
有毒物质的控制毒物的来源、急性中毒与慢性中毒
无虫的控制蛔虫、华枝睾吸虫、绦虫等
无病原微生物
其它有害物质的控制放射性物质污染、异物等微生物学标准
细菌总数作为食品卫生质量的指标
大肠菌群作为食品卫生质量的指标细菌总数作为食品卫生质量的指标
食品中微生物数量的表示方法,1g食品,1cm2的食品表面积和 1ml食品中的细菌（杂菌）总数表示。
细菌（杂菌）总数作为食品卫生质量评定的原因：
（ 1）反映食品的新鲜程度
（ 2）食品生产过程中有否变质
（ 3）食品生产的一般卫生情况
不适于用细菌（杂菌）总数作为卫生质量指标的食品：
发酵食品（尤其是细菌发酵食品）
食品卫生质量综合评定的重要性：
微生物毒素的存在，病原微生物的存在大肠菌群作为食品卫生质量的指标
大肠菌群,37℃,24小时发酵乳糖产酸产气的 G-细菌。
大肠菌群作为食品卫生质量的指标的原因：
（ 1）大肠菌群是人和动物肠道中的正常微生物区系，
并且只存在于人和动物肠道中。
（ 2）大肠菌群通常与动物肠道病原菌同时存在，只是数量不同。
（ 3）动物肠道病原菌抵抗外界不良环境的能力较差，
在体外环境中极易死亡，所以难以在食品中检出。
基于上述原因，通常采用大肠菌群来预测食品被粪便、
肠道病原菌污染的可能性。
不适于用大肠菌群作为粪便污染指示菌的食品
冷冻食品
经射线照射处理的食品
pH较高的食品在上述食品中大肠菌群的细菌比许多肠道病原微生物更易死亡。
大肠杆菌作为食品卫生质量指标？
大肠杆菌是最早用于食品卫生质量评定的指标菌
少数肠道病原菌在水体中的存活能力强于大肠杆菌。
作为食品卫生质量指标的其他微生物
肠球菌（粪链球菌、粪渣链球菌），可作为粪便污染指示菌，但数量较大肠菌群少，不易检测。
具芽孢的细菌（嗜热需氧芽孢菌数、嗜热厌氧芽孢菌数、嗜温需氧芽孢菌、嗜温厌氧芽孢菌数数、平酸芽孢菌数、产硫化物芽孢菌数）
霉菌和酵母菌
—— 有机物和悬浮物含量高，易腐败 。
使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；
促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解,
产生臭气,恶化水质,污染环境 。
第八章 食品工业废弃物处理和应用
食品工业的三废处理
食品工业废弃物的利用二、废水的水质污染指标
生化需氧量（ BOD）
水中的有机物在好氧性微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量,
用它来间接表示废水中有机物的含量。
实际测定时采用 20℃ 条件下,5天的 BOD
值，单位 mg/L。
化学需氧量（ COD）
表示废水中有机物在化学氧化过程中所消耗氧的量。 COD越高，表示废水中有机物越多。 常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位
mg/L。 COD测定需时短，不受水质限制，可作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。
COD一般较 BOD高，它们的差值表示不能被微生物降解的那部分有机物的含量。
悬浮固体（ SS）
也称悬浮物，指 不溶于水但悬浮于水中的固体物,即使在静止条件下也不易沉淀，
是废水的重要污染指标之一。
酸度、碱度一般 用 pH表示 。 pH超过一定范围，对废水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖均有很大影响。
三、食品工业废水处理的方法
1.一级处理主要指预处理,即用机械方法或简单的化学方法去除水中的固形物,悬浮固体和漂浮的油脂层,以及初步中和酸、
碱度等。一级处理只能除去 BOD的 30%左右。
2.二级处理用生物处理法除去可溶性有机物。一般能除去 90～ 95%的固体悬浮物和 80～ 95%的
BOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出水水质达到排放标准。
3.三级处理（深度处理）
进一步除去二级处理未能除去的污染物质,
其中包括微生物未能降解的有机物,磷和氮等能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体作为水源时才考虑。
（一）物理法常用于废水的一级处理或预处理,它既可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、生物处理的预处理方法。 常用的物理处理法有,沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、重力分离及蒸发浓缩等。 物理法简单,经济,但往往不能达到理想的处理效果,还需要配合使用其他方法。
（二）化学处理法借助于化学反应的作用,以去除或回收废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除金属离子,氧化某些有机物等目的。 常用的化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。 由于化学处理法常需采用化学药剂和材料,处理费用较高。
（三）物理化学处理法利用传质过程,分离废水中溶解性物质,
回收有用成分,使废水得到深度处理,常用的物理化学处理法有 浮选、汽提、吹脱、
萃取、吸附、电渗析等。
（四）生物处理法利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、
无害的物质。 生物处理法是食品废水整个处理过程的关键。按起作用的微生物对氧的要求不同，可分为 好氧生物处理和 厌氧生物处理。
1.好氧生物处理法
在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入细菌细胞内。
进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如 CO2、
H20,NO3－,NH3,PO43－ 和 SO42－ 等，同时放出能量。
细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，
将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，
合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。
要求废水中有机物应有一定浓度，以 BOD计，
一般应为 100～ 500mg/L。 BOD与其主要营养物氮和磷的比例关系为 BOD:N:P=100:5:1。要求废水的 pH为 6～ 9。
常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的是 细菌 。
1.好氧生物处理法
活性污泥法向富含有机物并有微生物的废水中不断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，一定时间之后就会出现絮状泥粒，
它具有很强的 分解有机物 的能力，称之为 活性污泥 。利用活性污泥处理废水的方法就是活性污泥法。
生物膜法好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物的条件下迅速繁殖起来，在介质 (滤料或转盘 )
表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生物膜。因此称之为生物膜法。
2.厌氧生物处理法也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在 厌氧条件 下,利用微生物对有机物进行降解的过程。消化过程分两个阶段进行，即 酸性发酵 和 碱性发酵 阶段。
酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在 产酸菌 的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、
丁酸、醇、氨和硫化物等。
碱性发酵阶段：参与作用的微生物是 甲烷菌,
代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、
氢、硫化氢等。
3.厌氧－好氧生物处理法
4.自然生物处理法
生物氧化塘利用水中自然存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或人工池塘。
土地处理系统利用土壤及其中的微生物和植物根系对污染物的综合净化能力处理食品工业废水，
同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物,
牧草或树木生长与增产的系统设施。
第二节 食品工业废弃物的利用一、食品工业废水的利用
利用废水生产单细胞蛋白（ SCP）
利用废水生产能源二、食品加工固体废物的利用
饲料应用
食品和食品添加剂
提取利用疗效成分第七专题 食品微生物学第一章 绪论
微生物的概念及其种类
微生物的共性
微生物学的发展
微生物学的分支学科
微生物学的基本任务
食品微生物学的基本内容微生物的概念及其种类
微生物,个体微小、结构简单的一类低等生物。
um 级：光镜下可见（细胞）
小（个体微小） nm 级：电镜下可见（细胞器、病毒）
少数肉眼可见单细胞简（结构简单） 简单多细胞非细胞原核类,细菌，放线菌，支原体，
立克次氏体，衣原体，蓝细菌低（进化地位低） 真核类,真菌（酵母菌，霉菌），
原生动物，显微藻类非细胞类,病毒，类病毒，元病毒微生物的共性
体积小，比表面积大
吸收多，转化快
生长旺，繁殖快
适应强，易变异
分布广，种类多微生物学的创立与发展
1,萌芽期
初创期（ 16世纪）：观察到了细菌和原生动物巴斯德的主要贡献
否定了自生说
免疫学 ---提出了预防接种措施（制备了狂犬疫苗）
证实发酵由微生物引起（酒精发酵）
其他：消毒法、家蚕软化（病原学说）
柯赫的主要贡献
提出了柯赫法则（炭疽杆菌、结核分支杆菌）
配制培养基技术
固体培养基分离纯化微生物的技术
20世纪的微生物学
微生物学的全面发展 (微生物遗传学、微生物生理学、分子遗传学及其它分支学科 ),50年代全面进入了分子研究的水平微生物学的广泛应用
微生物学推动生命科学的发展
（ 1）重大理论的突破
（ 2）对生命科学研究技术的贡献
（ 3）微生物与人类基因组计划我国微生物学的发展微生物学的基本任务
研究微生物在一定条件下的形态结构、
生理生化、遗传变异及微生物的生态、
进化、分类等 基本的生命活动 规律和 应用 的科学食品微生物的研究内容
研究与食品有关的微生物的生命活动规律，以及在一定条件下微生物与食品的关系。
（ 1）普通微生物学的主要内容（ 54学时）
（ 2）微生物在食品工业中的应用（ 2学时）
（ 3）微生物与食品的腐败变质（ 8学时）
第一节 细菌
细胞的形态构造及其功能形态和大小染色构造
细菌群体（菌落）的形态第二章 原核微生物的形态和构造
第一节 细菌
第二节 放线菌
第三节 蓝细菌
第四节 支原体、立克次氏体和衣原体细菌的形态
正常形态细菌的形态特殊形态细菌的正常形态球菌 杆菌 螺旋菌细菌的特殊形态细菌的大小测量方法：测微尺长度单位：微米表示方法：
球菌：直径杆菌：长 *宽螺菌：长、宽细菌的染色细菌的构造
细胞壁
细胞膜
原生质体 基本结构
内含物
鞭毛
菌毛 特殊结构
荚膜
芽孢第二章 原核 微生物的形态和构造
第一节 细菌
第二节 放线菌原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞 真核细胞细胞核 有明显核区，
无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器 无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体 分布在细胞质中，沉降系数为 70S
分布在内质网膜上，沉降系数为 80S
第一节 细 菌细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。
第一节 细菌
细菌的形态和大小
细菌的细胞结构
细菌的繁殖与群体形态
食品中常见的细菌一,细菌的形态和大小不同细菌的形态可以说是千差万别,丰富多彩,但就单个有机体而言,其基本形态可分为球状,
杆状与螺旋状三种,除了球茵,杆茵,蛆旋菌三种基本形态外,还有许多具其他形态的细茵 。 例如柄杆菌细胞上有柄,菌丝,附器等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄；球衣菌能形成衣峭,杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,而支原体由于只有细胞膜,没有纫胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性 。 另外,人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌,
（一） 细菌的形态细菌的三种基本形态,
球状、杆状和螺旋状
1,球菌 (coccus）
菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式,根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种,
单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。
(一 ) 细菌的形态
(1)单球菌分裂后的细胞分散而单独存在的球菌,
如尿素微球菌
(Micrococcus ureae)
1,球 菌单球菌
1,球 菌
(2)双球菌分裂后两个球菌成对排列的为双球菌,
如肺炎双球菌
(Diplococcus pneumoniae)
双球菌
1,球 菌
(3)链球菌分裂是沿一个平面进行，
分裂后细胞排列成链状,
如乳链球菌
（ Streptococcus lactis）
链球菌
1,球 菌
(4)四联球菌分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形,
如四联微球菌
（ Micrococcus tetragenus）
四联球菌
1,球 菌
(5)八叠球菌按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形,
如藤黄八叠球菌
（ Sarcina ureae)
八叠球菌
1,球 菌
(6)葡萄球菌分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。
如金黄色葡萄球菌
（ Staphylococcus aureus)
葡萄球菌
2.杆菌杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。
杆菌的形态,短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等；
按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、
,八,字状以及有鞘衣的丝状等。
(一 ) 细菌的形态
2.杆 菌短杆菌 长杆菌 梭状芽孢杆菌链状 杆菌单杆菌
2.杆 菌杆菌细胞两端的形态特征
2.杆 菌一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。
杆菌举例,
大肠杆菌（ Escherichia coli）
枯草芽孢杆菌（ Bacillus subtilis）
北京棒杆菌（ Corynebacteriun Pekinensis）
2.杆 菌
3、螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为：
弧菌,螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌,螺旋满 2— 6环，螺旋状例：干酪螺菌螺旋体,旋转周数在 6环以上，菌体柔软。
例：梅毒密螺旋体
(一 ) 细菌的形态螺旋菌弧菌 螺旋体
3、螺旋菌
（一）细菌的形态细菌的特殊形态：
柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌 (丝状 )、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。
细菌的特殊形态影响细菌形态的因素：
培养时间,培养温度,培养基成分,浓度,pH
值 等环境条件对细菌形态都有明显的影响 。
一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时,细菌形态正常,整齐,表现出特定的形态 。
在较老的培养物中,或不正常的条件下,细胞常出现不正常形态,尤其是杆菌,有的细胞膨大,
有的出现梨形,有的产生分枝,有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态 。 若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态 。
（一）细菌的形态
（二）细菌的大小细菌大小的测定：
(1)测量,测微尺
(2)长度单位,微米 (μm)
(3)表示：
球菌,直径杆菌,宽 × 长螺菌,宽、长、螺距
（二）细菌的大小通常 球菌直径,0.2 — 1.5μ m，
杆菌,长 1— 5 μm,宽 0.5— 1 μm 。
例如,大肠杆菌：平均长度,2 μm ； 宽度 0.5μm
1500个大肠杆菌头尾相接等于 3mm;
109个大肠杆菌重 1 mg.
由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。
（二）细菌的大小菌名 直径或宽 × 长 /
（ μ m× μ m）
乳链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌
0.5 ~1
0.8 ~1
0.5 × (1 ~3)
(0.8 ~1.2) × ( 1.2~3)
(0.2 ~ 0.6) × (1 ~ 3)
细菌细胞的大小二、细菌的细胞结构基本结构包括：
细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、
间体、核糖体、气泡和储藏物。
特殊结构包括：
荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。
细菌细胞结构
（一）细菌细胞的基本结构
1、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
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） 细胞壁的化学组成与结构
革兰氏染色法
细胞壁 化学组成与结构
革兰氏染色的机理
青霉素的作用革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生 Hans Christian Gram于 1884年 创立 。
基本步骤：
涂片固定 —— 结晶紫初染 1min—— 碘液媒染
1min—— 95%乙醇脱色 0.5min—— 番红复染 min
结果,
革兰氏 阳性菌 —— 紫色 ；
革兰氏 阴性菌 —— 红色 。
① 革兰氏染色法：
阳性菌阴性菌
① 革兰氏染色法细菌细胞壁的化学组成：
成分占细胞壁干重的 %
革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高（ 30~95）
含量较高（ <50）
一般无（ <2）
无含量很低（ 5~20）
无含量较高（ ~20）
含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较
② 细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的结构：
细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖肽聚糖,是由 N— 乙酰胞壁酸（ NAM）和 N—
乙酰葡糖胺（ NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。
肽聚糖单体,是由 NAG,NAM,肽尾、肽桥构成。
② 细胞壁的化学组成与结构革兰氏阳性细菌肽聚糖单体 革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖肽聚糖网格状结构细胞壁的基本骨架 —— 肽聚糖细菌细胞壁的结构
革兰氏阳性菌细胞壁,由肽聚糖和磷壁酸组成磷壁酸,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 D— Ala
和还原糖组成的侧链。
肽聚糖,
占 30~70%,不同菌种中肽聚糖 (肽链 )组分不同 。
细菌细胞壁的结构
革兰氏阴性菌细胞壁,分内壁层和外壁层。
内壁层,紧贴胞膜,仅由
1— 2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重 5— 10%,无磷壁酸。
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,
革兰氏染色的原理
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。
Gˉ 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。
青霉素的作用作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是 G+菌。
2、细胞膜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主要包括 磷脂糖类少量核酸
② 细胞膜的结构
1972年 Singer和 Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，
流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。
细胞膜液态镶嵌模型
③ 细胞膜的功能
＊ 细胞内外物质交换 和运送。
＊ 在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。
＊ 与细胞壁及荚膜的合成有关。
＊ 是鞭毛着生的位点。
间体：
由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，
一般位于细胞分裂的部位或附近。
间体间体的功能,
参与隔膜形成
与核分裂有关
类线粒体功能
3,拟核（或核质体、核区）
拟核,由大型环状双链 DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌 DNA：
长度：一般为,1— 3mm
例,大肠杆菌的 DNA长约 1mm。
生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有 2— 4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有 1— 2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。
功能,负载遗传信息。拟核质粒,细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链 DNA分子组成．
分子量约为２ — 100 × 106 D.携带 1— 100个基因,
一个菌细胞可有一至数个质粒。
质粒的特点：
可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。
不同质粒携带不同遗传信息。
无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。
例,细菌抗药性因子、大肠杆菌的 F因子。
质粒 应用,基因工程，体外重组,
4,核糖体,
是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。
5、细胞质及其内含物细胞质,是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。
细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。
细胞质功能：
细胞质中含有丰富的酶系，
是营养物质合成、转化、
代谢的场所。
细胞质中的内含物：
① 气泡,由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。
有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。
气泡的功能：
调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。
气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。
例,许多 光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。
② 颗粒状内含物：
细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。
主要有,异染粒、聚 β －羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。
细胞质中的内含物异染粒：
是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。
异染粒大小和结构,大小为 0.5— 1μ m,是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。
功能,贮存磷元素和能量，降低渗透压。
多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此 得名异染颗粒,
例,异染粒遇甲基胺蓝变紫红色,
含异染粒的细菌种类,棒状杆菌和某些芽孢杆菌 等,
聚 β －羟丁酸颗粒 (PHB)
聚 β －羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物,PHB不溶于水,易被脂溶性染料 (如苏丹黑 )
着色。
功能,贮存碳源、能源和降低渗透压。
许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚
β －羟丁酸颗粒。
硫粒,是硫元素的贮藏体。
形成,取决于环境硫化物含量,当环境中 S含量高时，在体内积累；当缺 S时,氧化成硫酸被菌利用。
功能：
a.好氧硫细菌的能源
b.厌氧硫细菌的电子供体肝糖 粒和淀粉粒,都是 α -1,4或 α -1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。
若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色,肝糖 粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。
脂肪粒,脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；
细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。
液泡,许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质交换。
（二）细菌细胞的特殊结构
1、荚膜,某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。
根据荚膜的形状和厚度的不同，将 荚膜分为四类：
荚膜或大荚膜,粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度,＞ 0.2μm。
微荚膜,粘液状物质较薄，厚度,＜ 0.2μm,
与细胞表面牢固结合。
粘液层,粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。
菌胶团,多个细菌共有一个荚膜。
荚膜的组成,因种而异，除水外，主要是多糖
（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，
蛋白质，糖蛋白等。
荚膜的生理功能：
保护细胞，抗干燥。
贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。
荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。
荚膜具有抗原性。
与致病力有关。
2,鞭毛,某些细菌表面由细胞内生出的细长、
波曲、毛发状的结构。
鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,它们是细菌的“运动器官” 。
鞭毛的长度：
一般为 15— 20 μm，最长可达 70 μm 。
鞭毛的直径,为 0.01— 0.02 μm,
不同细菌的鞭毛数目和着生位臵不同，鞭毛数目一般一至数十条。
鞭毛的着生方式：
周生鞭毛的化学组成：
主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、
脂类和核酸等。
鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。
细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒，鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。
鞭毛的结构：
鞭毛丝鞭毛 鞭毛钩基体鞭毛的观察：
电镜
特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察
半固体穿刺培养
从固体培养基上的菌落形态判断一般情况下：
菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。
菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。
3、纤毛（或线毛、菌毛、伞毛）
某些菌体表面存在的短而多的附属物。
纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，
不具有运动功能，但与菌的致病性．吸附等有关。
4、芽孢概念,某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。
芽孢能形成芽孢的细菌种类：
在杆菌中能形成芽孢的种类 较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。
产生芽孢的几个属：
芽孢杆菌属
梭状芽孢杆菌属
芽孢乳杆菌属
生孢八叠球菌属（其中的一个种）
芽孢 的形态及其 在细胞中的位臵：
A 近中央 B 末端 C 中央细菌芽孢的各种类型芽孢的组成和结构芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心,
芽孢的结构
芽孢的外壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。
核心含有大量的 DNA,RNA,蛋白质酶等物质，还含有 2,6— 吡啶二羧酸 （ DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以 DPA— Ca的形式存在 。
皮层主要含芽孢肽聚糖,DPA—
Ca,皮层体积大，比较致密。
芽孢平均含水量低,约 40%.
芽孢的特性,
具有很强的 抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。
含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。
新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。
一个芽孢萌发产生一个个体。
芽孢的抗热机制：
目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、
壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。过去认为芽孢抗热与 DPA有关，现在已否认了这种假设。
四、细菌的繁殖和培养
（一） 繁殖一般为无性繁殖,二分裂法。
同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。
异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。
细菌分裂过程：
①核分裂
②形成横隔壁
③子细胞分离
（二）群体形态
1,固体培养菌落,在固体培养基上,
由 单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。
菌苔,大量细胞密集生长,
结果长成的各,菌落,
连接成一片。 (1)平板培养不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。
菌落的特征：
包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、
光泽、表面、湿润度等。
见书上 21页图 1— 19
(2)固体斜面培养 2,液体培养基
3,半固体培养常见的主要的几个细菌属：见书 26页
1、假单胞杆菌属
2、醋酸杆菌属
3、埃希氏杆菌属
4、沙门氏菌
5、变形杆菌
6、乳杆菌属
7、双歧杆菌属
8、芽孢杆菌属
9、梭状芽孢杆菌属
10、葡萄球菌属
11、其它五、食品中常见的细菌复习题
1,概念：
肽聚糖、间体、质粒、异染粒、荚膜,菌胶团、
鞭毛、芽孢、菌落、菌苔
2、问答题
（ 1）原核细胞与真核细胞有什么区别？
（ 2）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？
（ 3）试绘出细菌细胞构造模式图，并注明一般结构和特殊结构。
（ 4）试述细菌的三种基本形态
（ 5）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？
哪一步是关键？
（ 6）试述革兰氏染色的机理
（ 7）荚膜的化学成分如何？有何生理功能？
（ 8）鞭毛的化学组成及在细胞中的起源？
（ 9）试述芽孢的结构及芽孢的特性？
（ 10）食品中常见的几个细菌属的特性？
第 四 节 霉菌一、霉菌的形态和结构二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌 的代表属霉菌和酵母同属于真菌。
霉菌,为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统称为霉菌。
按 Smith分类系统,霉菌分属于真菌界的 藻状菌纲,子囊菌纲 和 半知菌类 。
霉菌的分布：
在自然界分布相当广泛，无所不在，而且种类和数量惊人。
在自然界中，霉菌是各种复杂有机物，
尤其是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的主要分解菌。
一般情况下，霉菌在潮湿的环境下易于生长，特别是偏酸性的基质当中。
霉菌的应用：
生产各种传统食品：如酿制酱、酱油、干酪等。
工业应用：
生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸）,酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）、抗生素（如青霉素、
头孢霉素）、维生素、生物碱、真菌多糖、植物生长刺激素（如赤霉素）、生产甾体激素类药物和酿造食品等，另外在生物防治、污水处理和生物测定等方面 都有 应用。
基本理论研究：霉菌在基本理论研究中应用很广,
最著名的是利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的研究 。
霉菌的危害：
引起霉变,可造成食品,生活用品以及一些工具,
仪器和工业原料等的霉变 。
引起植物病害,真菌大约可引起 3万种植物病害 。
如水果,蔬菜,粮食等植物的病害 。 例如马铃薯晚疫病,小麦的麦锈病和水稻的稻瘟病等等 。
引起动物疾病,不少致病真菌可引起人体和动物病变 。 浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症,
深部病变如既可侵害皮肤,粘膜,又可侵犯肌肉,
骨骼和内脏的各种致病真菌,在当前已知道的约
5万种真菌中,被国际确认的人,畜致病菌或条件致病菌已有 200余种 （ 包括酵母菌在内 ） 。
产生毒素,引起 食物中毒,霉菌能产生多种毒素,目前已知有 100种以上 。 例如：黄曲霉毒素,
毒性极强,可引起食物中毒及癌症 。
霉菌的 菌体 由分枝或不分枝的菌丝构成。
许多分枝菌丝相互交织在一起构成 菌丝体 。
菌丝是中空管状结构，直径约 2-10μm。
霉菌菌丝类型：
按形态分：
无隔菌丝,为长管状单细胞，
细胞质内含多个核。
其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。
这是 低等真菌所具有的菌丝类型。
一、霉菌的形态和结构
有隔菌丝菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由 多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核 。 隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同 。
这是高等真菌所具有的类型 。
（一）、霉菌的形态按分化程度分,
营养菌丝（基内菌丝）,伸入到培养基内部，以吸收养分为主的菌丝。
气生菌丝,向空中生长的菌丝,
气生菌丝发育到一定阶段可分化成 繁殖菌丝,
霉菌（青霉）的菌丝、
（二）、霉菌的细胞结构由细胞壁
、
细胞膜
、
细胞质
、
细胞核
、
线粒体
、
核糖体
、
内质网及各种内含物
（
肝糖
、
脂肪滴
、
异染粒等
）
等组成
。
幼龄菌往往液泡小而少
，
老龄菌具有较大的液泡
。
细胞膜 液泡内质网 细胞壁线粒体 细胞核核糖体细胞壁,除少数低等水生霉菌细胞壁含 纤维素 外,大部分霉菌细胞壁主要由 几丁质 组成,
几丁质是由数百个 N-乙酰葡萄糖胺分子以 β -1,4糖苷键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构 — 微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。
组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质，主要是一些 蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外，充实细胞壁的结构。
霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物（如酵母）基本相同。
菌落特征,霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明，有的呈绒毛状或絮状或网状等，菌体可沿培养基表面蔓延生长，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落可呈现红、黄、绿、
青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。
二、霉菌的菌落特征液体培养时的特征：
如果是静止培养，霉菌往往在表面上生长，液面上形成菌膜。
如果是震荡培养，菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球，菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。
三、霉菌的繁殖繁殖方式菌丝片段无性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子节孢子厚垣 孢子卵孢子接合孢子子囊孢子担孢子孢子无性繁殖,不经过两个性细胞的结合，只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。
霉菌的无性繁殖主要通过产生以下 四种类型的无性孢子 来实现。
1、孢囊孢子由于 生于孢子囊内，又叫内生孢子。
它是 由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构 — 孢子囊，孢子囊逐渐长大，在囊中形成许多核，每一个核外包以原生质并产生细胞壁，形成孢囊孢子。带有孢子囊的梗称孢子囊梗，孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。孢子囊成熟后释放出孢子。例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖,
（一）霉菌的无性繁殖孢囊孢子
2、分生孢子：
是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子,是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式,
分生孢子是由菌丝顶端细胞，或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。
分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、
因种而异。
例：曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊，孢子着生于顶囊的小梗之上。
青霉属,分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。
还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上。
3、节孢子（ 又称粉孢子）
它是由菌丝断裂形成的外生孢子。
当菌丝长到一定阶段，出现许多横膈膜，然后从横膈膜处断裂，产生许多孢子。孢子是成串的短柱状、
筒状或两端钝圆的细胞。
例：白地霉 节孢子
4、厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁，又叫厚壁孢子 。
菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆，然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子。
厚垣孢子也是霉菌的 休眠体,
对热、干燥等不良环境抵抗力很强。
厚垣孢子有性繁殖,经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。
有性繁殖一般包括 三个阶段,
质配,两个性细胞的核共存于一个细胞中，形成双核细胞，每个核的染色体数目都是单倍的
（即 n+n）。
核配,形成二倍体接合子，核的染色体数目是双倍的（即 2n）。
减数分裂,形成单倍体有性孢子。核的染色体数目是单倍的（即 n）
(二 )霉菌的有性繁殖大多数霉菌是单倍体，二倍体仅限于接合子。
在霉菌中，有性繁殖不如无性繁殖普遍，有性繁殖多发生在特定的条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常出现。
不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞（器官） —— 配子囊或由配子囊产生的配子（雄器和雌器）相互交配，形成有性孢子。
常见的有性孢子有 卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。
1、卵孢子由大小不同的配子囊结合后发育而成。 2n
小型的配子囊称雄器，大型的配子囊称藏卵器，藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团，它相当于高等生物的卵。当雄器与藏卵器配合时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器，并与卵球结合，受精卵球生出外壁，发育成卵孢子。
2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。
接合孢子的形态：厚壁、粗糙、黑壳。
接合过 程,两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短的侧枝，称原配子囊。
原配子囊接触后，顶端各自膨大并形成横隔，分隔形成两个配子囊细胞，配子囊下的部分称配子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生质配、
核配，同时外部形成厚壁，即成接合孢子。
接合孢子接合孢子形成过程：
根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为：
同宗配合,菌体自身可孕，不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。
当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时，便可产生接合孢子。
异宗配合,菌体自身不孕，需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。
这两种不同菌系的菌体在形态、大小上一般无区别，
但生理上有差别，常用,+”和,-”来表示。如果一种菌系或配子囊为,+”，那么。凡是能与之接合而形成接合孢子的另一菌系或配子囊为,-”。
3、子囊孢子在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征。
子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊有球形、
棒形、圆筒形、长方形等，因种而异。
子囊内孢子通常是 1— 8个。
子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同。
不同的子囊菌形成子囊的方式不同最简单的是两个营养细胞结合形成子囊，细胞核分裂形成子核，每一子核形成一个子囊孢子。例：酿酒酵母。
子囊形成的方式、形状、大小子囊孢子霉菌不同性别的菌丝，分化出雄器（小）和产囊 器
（大），两个性器官接触后，雄器的内含物通过受精丝进入产囊器，进行质配。质配后，产囊器生出许多短菌丝（称产囊丝），产囊丝顶端的细胞是双核的，在顶端细胞内发生核配，成子囊母细胞。再经有丝分裂和减数分裂产生 1-8个子囊孢子。
子囊果：在子囊和子囊孢子发育过程中，雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝，形成保护组织，整个结构成为一子实体。这种有性的子实体称为子囊果，子囊包在其中。
子囊果主要有三种类型：一种为完全封闭式，称闭囊壳。
瓶形有孔口的称子囊壳。开口呈盘状的称子囊盘。
子囊果的形状闭囊壳 子囊壳 子囊盘
4、担孢子担子菌所特有，经两性细胞核配合后产生的外生孢子。因着生在担子上而得名。
四、霉菌的代表属
（一）毛霉 属 （ Mucor)
在分类系统中属于接合菌纲、毛霉目。
分布,广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。
特征,低等真菌，菌丝发达、繁密，为白色
、无隔多核菌丝，为单细胞真菌。菌落蔓延性强，多呈棉絮状。
代表 种,高大毛霉、总状毛霉和梨形毛霉。
繁殖：
无性繁殖：产孢囊孢子。
有性繁殖：产生接合孢子。
无性繁殖：
孢子囊梗直接从菌丝体上发出，单生或分枝，顶端产生膨大的孢子囊，孢子囊为球形，囊壁上常有针状的草酸钙结晶。在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托，但孢子囊壁破裂时，留有残迹 — 囊领。
毛霉 的孢子囊梗有单生的，也有分枝的。
分枝有单轴、假轴两种类型。
毛霉的菌丝多为白色，孢子囊黑色或褐色，孢子囊孢子大部分无色或浅兰色，因种而异。
毛霉的应用：
能产生蛋白酶，具有很强的蛋白质分解能力，多用于制作腐乳、豆豉。
有的可产生淀粉酶，把淀粉转化 为糖。在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。
有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸，
有的也可用于甾体转化。
（二）根霉（ Rhizopus)：
与毛霉同属接合菌纲毛霉目。
分布,分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变质和水果
、蔬菜的腐烂。
形态特征：
很多特征与毛霉相似，菌丝也 为白色、
无隔多核的单细胞真菌，多呈絮状。
主要区别在于根霉有假根和匍匐枝，与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托，无囊领。
繁殖,无性繁殖产孢囊孢子，有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色，有的颜色较浅。
代表种,米根霉（ R.oryzae)
黑根霉 (R.nigrican)等。
应用,①根霉能产生一些酶 类，如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等，是生产这些酶类的菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。
②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等有机酸。③有的也可用于甾体转化。
（三）曲霉 (Aspergillus)：
多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。
分布,广泛分布于土壤、空气和谷物上
，可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质，有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。
形态特征,菌丝发达多分枝，有隔多核的多细胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞（足细胞）上垂直生出；分生孢子头状如“菊花”。
曲 霉土曲霉菌落黑曲霉菌落繁殖,无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。
曲霉的菌丝、孢子常呈现各种颜色，黑、棕、绿、黄、
橙、褐等，菌种不同，颜色各异。
代表种,黑曲霉 (Asp,Niger）,黄曲霉 (Asp.flavus)
应用,①是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。
②是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。
③生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸等）
④农业上用作生产糖化饲料的菌种。
（四）青霉（ Penicillum):
多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。
分布,广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上，可引起病害或霉腐变质
。
形态特征,与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞 构成。但青霉无足细胞，分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。
单轮生 对称二轮生 非对称 型繁殖,无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。
代表种,产黄青霉（ Pen.citrinum)
展青霉 (Pen.patulum)
应用,是生产抗生素的重要菌种，如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。
生产有机酸，如葡萄糖酸、柠檬酸。
点青霉菌落第二章、微生物的形态和构造真核微生物部分凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，
都称为真核微生物。
真核微生物真菌酵母菌丝状真菌 — 霉菌担子菌显微藻类原生动物真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、
核糖体）等组成。
第三节 酵母菌酵母菌（ yeast）是一通俗名称，没有确切定义 。
一般认为 酵母菌具有以下五个特点：
个体一般以单细胞状态存在
多数出芽繁殖，也有的裂殖
能发酵糖类产能
细胞壁常含有甘露聚糖
喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长酵母菌
种类较多，目前已知有 500多种。
分布广，在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在。大多数腐生，
少数寄生。
与人类关系密切第三节 酵母菌酵母的应用酵母菌是人类应用比较早的微生物。
在食品方面 —— 酿酒、制作面包、生产调味品等。
在医药方面 —— 生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细胞色素 C,B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。
在化工方面 —— 使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等。
在农业方面 —— 生产饲料（例如 SCP）。
在生物工程方面 —— 作为基因工程的受体菌。
第三节 酵母菌酵母菌的危害：
腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质；
少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏；
有的酵母菌是发酵工业的污染菌，影响发酵的产量和质量；
某些酵母菌会引起人和植物的病害，例如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多种疾病,
第三节 酵母菌
酵母菌的形态和大小
酵母菌的细胞结构
酵母菌的繁殖和生活史
酵母菌的代表属本节内容第三节 酵母菌一、酵母菌的形态和大小
1、酵母菌形态：
酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态 因种而异,通常为圆形、卵圆形或椭圆形 。 也有特殊形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，
假菌丝等 。
酵母菌假菌丝,
酵母菌在一定条件下培养，产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。
2、酵母菌大小：
酵母菌比细菌粗约 10倍，其直径一般为 2— 5μm,
长度为 5— 30μm,最长可达 100μm 。
例如：酿酒酵母（ S.cerevisiae）
宽度,2.5— 10μm
长度,4.5— 21μm
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、酵母菌的细胞结构一般具有,
细胞壁、细胞膜、
细胞核、液泡、
线粒体、内质网、
微体、微丝、及内含物等，有的菌体还有出芽痕、
诞生痕。 酿酒酵母细胞结构
1、细胞壁酵母细胞壁厚度 0.1— 0.3μm,重量占细胞干重的 18%— 25%。
化学组成,葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、
几丁质。
几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含 1～ 2%，有的假菌丝酵母含量超过了 2%。
二、酵母菌的细胞结构细胞壁结构：
酵母细胞壁呈,三明治,结构：
酵母细胞壁结构外层,主要为 甘露聚糖内层,主要为 葡聚糖中间层,主要是 蛋白质细胞壁
1、细胞壁
葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物，维持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖，
此外，细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无机盐。
几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含
1～ 2%，有的假菌丝酵母含量超过了 2%。
壁外成分：
有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。
如异多糖和淀粉类物质。
出芽 痕和诞生痕：
酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。由于多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。
根据酵母细胞表面留下芽痕的数目，
就可确定某细胞产生过的芽体数，
因而可估计该细胞的菌龄。
2、细胞膜酵母细胞膜是双磷脂层构造，其间镶嵌着蛋白质和甾醇。
酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。
但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类
（甾醇）,这在原核生物是罕见的。
酵母细胞膜构造酵母细胞膜的功能：
调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障
细胞壁等大分子的生物合成和装配基地
部分酶的合成和作用场所
3、细胞核酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核，核膜是一种双层单位膜，上面有大量的核孔。（核膜包裹，轮廓分明）。
酵母菌 细胞核
核膜,核孔 40～ 70nm,透性比任何生物膜都大。
染色体,由 DNA和组蛋白牢固结合而成，呈线状,
数目因种而异。
核仁：核内有 一或几个区域 rRNA含量很高，这一区域为 核仁，是合成核糖体的场所。
中心体,在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。
细胞核的功能,携带遗传信息，控制细胞的增殖和代谢。
4,细胞器细胞质主要是溶胶状物质,
在细胞质中含有各种功能不同的结构 —— 细胞器细胞器：核糖体、线粒体、
内质网、高尔基体等。
（ 1）核糖体酵母菌的核糖体为 80S,由
60S和 40S大小亚基构成。它游离在细胞质中或附着在内质网上。
核糖体
（ 2）线粒体,
1.双层单位膜包围的细胞器；其中含脂类、蛋白质、少量
RNA和环状 DNA。
2.其 DNA可自主复制，
不受核 DNA控制。决定线粒体的某些遗传性状。
3.生物氧化中心。
（ 3） 内质网,
是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。
根据表面结构分为：
粗糙型内质网：膜外附着有核糖体。
光滑型内质网：表面没有附着的颗粒。
内质网功能：
起物质传递的作用，另外还有合成脂类和脂蛋白内质网结构示意图
（ 4）高尔基体也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜都是光滑的。
功能,为细胞提供一个内部的运输系统。
5、液泡由单层膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有机酸、盐类、
和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等）。液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做为衡量细胞成熟的标志 。
功能：储藏营养物和水解酶类，与细胞质进行物质交换；
调节渗透压二,酵母菌培养的特征
1.固体培养菌落特征：
菌落大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。
啤酒酵母菌落
2,液体培养在液体培养基上，不同的酵母菌生长的情况不同。
好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭,其 厚度因种而异。
有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。
有的酵母菌在培养基中均匀生长，使培养基呈浑浊状态。
三,繁殖方式和生活史
（一）繁殖方式：
分无性繁殖和有性繁殖两大类，主要是无性繁殖。
无性繁殖,包括芽殖,裂殖,芽裂繁殖和产生无性孢子有性繁殖,主要是产生子囊孢子。
假酵母,只有无性繁殖过程。
真酵母,既有无性繁殖,又有有性繁殖过程 。
无性繁殖：
1、芽殖是酵母菌无性繁殖的主要方式。
一个酵母能形成的芽数是有限的。（平均 24个）
出芽方式：
多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。
环境适宜时，可出现假菌丝。
芽殖过程：
母细胞形成小突起
（ A— D）
核裂（ E— G）
原生质分配（ H— I）
新膜形成（ J— K）
形成新细胞壁（ L）
2、裂殖：
借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似,
如裂殖酵母。
进行裂殖的酵母菌种类很少,
3.芽裂为芽殖、芽裂的中间类型，母细胞在出芽的同时产生横隔膜。
裂殖芽殖
(二 )有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。
1、子囊和子囊孢子的形成,一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过质配、核配形成双倍体细胞 —— 接合子。接合子进行减数分裂，
形成 4个或 8个子核，每一个子核和周围的细胞质一起，
在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个子囊可产生 4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。 （见书上 59
页图 2— 37）
酵母的二倍体营养体细胞减数分裂后产生四个单倍体的核原细胞发育成子囊，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞子囊孢子的形成
2、实验室子囊孢子的获得酵母菌在一定条件下才能形成子囊孢子。
供实验的酵母须营养好，活力旺盛。用营养充足的培养基和强壮的幼龄细胞连续传代三次。
培养时，温度,25～ 30℃ 。须接触大量空气，促进细胞氧化作用。
选择适当的生孢子培养基（营养贫瘠的培养基），使细胞处于饥饿状态。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜面等。
(二 )、酵母菌的生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。
各种酵母的生活史可分为 三种类型：
1,单倍体型
2,双倍体型
3,单双倍体型
1.单倍体型以八孢裂殖酵母为代表特点,营养细胞是单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；
双倍体细胞不能独立生活，
故双倍体阶段短，一经生成立即减数分裂。
(二 )、酵母菌的生活史
2、双倍体型以路德类酵母为代表特点,营养体为双倍体，
不断进行芽殖，双倍体营养阶段长，单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。
(二 )、酵母菌的生活史
3、单双倍体型以啤酒酵母为代表特点,单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在；在特定条件下进行有性生殖。
单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替。
(二 )、酵母菌的生活史四、酵母菌的代表属
1、酵母菌属例：啤酒酵母和葡萄汁酵母
2、裂殖酵母属
3、假丝酵母属例：热带假丝酵母、解脂假丝酵母和产朊假丝酵母
4、球拟酵母属
5、红酵母属
6、掷孢酵母属放线菌的概念,
放线菌 (Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的 G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。
第二节 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,
放线菌分布：
主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中，在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。
放线菌的生活类型：腐生（多数）
寄生（少数）
放线菌的应用：
1、能产生大量的、种类繁多的抗生素，
到目前为止，已分离得到的放线菌产生的抗生素达 4000种以上。
2、生产维生素和酶
3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理放线菌的危害：
1、有的放线菌能引起人和动植物病害，如人类的皮肤病等。
2、有的放线菌能使水和食品变味，
或破坏棉毛织品和纸张等。
本节提要：
放线菌的形态构造
放线菌的繁殖
放线菌的菌落特征
放线菌的主要属一、放线菌的形态构造大部分放线菌由分枝状的菌丝组成，菌丝大多无隔膜，属单细胞。
菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近（ 1μm 左右）。细胞壁含胞壁酸、
二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；革兰氏阳性。
(一 )菌丝,
根据形态和功能不同可分为：
基内菌丝（营养菌丝）
气生菌丝孢子丝。
一、放线菌的形态构造
1,基内菌丝
培养基内匍匐生长的菌丝，无隔，
约 0.2-0.8μm 。
通常会产生水溶性或脂溶性色素,
功能：吸收营养，所以又称营养菌丝。
(一 )菌丝
2,气生菌丝2,气生菌丝
由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝。略粗于基丝 0.5-1.2μm,
也有色素产生。
功能：气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构，即孢子丝。
3,孢子丝
概念：可以形成孢子的菌丝（具分类价值），
功能,繁殖。
形态：直、波曲、螺旋
着生方式：丛生、轮生放线菌孢子丝类型：
垂直单轮 (无螺旋 )
弯曲 丛生松环、初级螺旋钩状 松螺旋 紧螺旋单轮 (有螺旋 ) 双轮 (无螺旋 ) 双轮 (有螺旋 )
单轮生 螺旋状放线菌孢子丝的光学显微镜图片孢子
形态：
有圆、卵圆、柱状等。 表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。
色素：
因种而异。
放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断片（液体培养时）进行繁殖。
无性孢子主要有以下三种：
分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。
二、放线菌的繁殖
1.分生孢子 (conidiospores):
在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，
菌丝分裂形成。
在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子。
孢囊：菌丝细胞在不同平面反复分裂，形成孢囊孢子,有的孢囊孢子可以丛毛运动。
2,孢囊孢子
3、横隔孢子基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子。
放线菌的生活史
（三）放线菌的菌落特征
1.液体静止培养表面常形成一层膜
2、固体培养基培养菌落特征,质地致密、干燥、多皱、
小而不 蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。
菌落形状,随菌种不同可有两类：
（ 1）产生大量分枝状菌丝的菌种：
如链霉菌属（ Strptomyces),菌丝发达、细、
分枝多而且相互缠绕，和培养基结合紧密牢固，
形成的菌落质地致密，表面呈绒状，坚实、干燥、多皱，菌落小而不蔓延，不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后，
菌落表面会发生变化,菌落呈絮状、粉状或颗粒状。
（ 2）不产生大量菌丝的菌种：
如诺卡氏菌属（ Nocardia)形成的菌落，
菌丝不发达，形成的菌落不致密，粘着力差，干燥，一般呈粉质，不易挑起，挑之易碎。
四、放线菌的主要属
1,链霉菌属 (Streptomyces)
产生许多著名的抗生素,如链霉素,红霉素,
四环素等 。
2,诺卡氏菌属 （ Nocardia ）
烃类发酵,污水处理,产生抗生素 （ 如万古霉素,头孢菌等 ）
3,小单孢菌属 （ Micromonospora)
可产生多种抗生素,如庆大霉素,利福霉素等 。
4,放线菌属 （ Actinomyces)
多为致病菌。
复习题：
1、什么是放线菌？放线菌有哪些应用？
2、什么叫基内菌丝、气生菌丝和孢子丝？
它们之间有何联系？
3、放线菌如何繁殖？
4、放线菌的菌落有何特点？
第五节 病毒一,病毒的一般特性二,噬菌体一,病毒的一般特性
1、病毒的概念：
病毒,是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸 ;它们只能在活细胞内营专性寄生 ;在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在,
病毒粒子,完整的、具有感染性的病毒颗粒。
2、病毒的基本特点
个体极小 （ 以 nm计 ）,能通过滤菌器,形态多样,有球状,杆状,复合型 。
无细胞结构,主要由蛋白质,核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在 。
生活方式为专性活细胞内寄生,病毒酶系不全,
离开活体后无生命特征 。
病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制,核酸蛋白质装配,是在分子水平上进行的 。
对抗生素不敏感,对干扰素敏感 。
3、病毒的形态构造及化学组成
（ 1）、形态
（ 2）化学组成主要由 核酸 和 蛋白质 组成 。 较复杂的病毒还含有脂类,多糖等 。
（ 3） 结构核衣壳 （ 基本构造 ） 核心：由 DNA或 RNA构成病 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成毒 包膜（非基本结构）：由类脂或脂蛋白构成刺突（非基本结构）
衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，
衣壳粒 的排列组合方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。
衣 壳核 酸包膜刺 突核衣壳病毒的基本结构：
三类典型形态的 病毒：
廿面体对称 的 结构 (球状 )
螺旋对称 的结构 (杆状 )
复合对称 的结构 (蝌蚪状 )
大肠杆菌的 T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，
是病毒中复合对称的代表。
二,噬菌体病毒种类很多，根据病毒寄生的对象来分，有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。
噬菌体,是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）
噬菌体在自然界广泛存在，在 1995年发表的
ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了
4000余种，分别划归为 49个病毒科,
据 Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。
1、组成,主要由蛋白质和核酸组成。
2、基本形态,蝌蚪形、微球形和纤丝形。
（一）噬菌体的形态结构与组成以 大肠杆菌 T4噬菌体 为例头部,廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一条 DNA。
颈部,薄盘状，附颈须。
尾鞘,长 95nm,衣壳粒螺旋对称；
可伸缩。
尾髓,中空,DNA可由此进入细胞。
基板,六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。
刺突,有吸附功能。
尾丝,有识别吸附功能。 大肠杆菌 T4噬菌体构造
2、蝌蚪形噬菌体的构造
（二）、噬菌体 (phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，
然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。
根据噬菌体与宿主的关系：
烈性噬菌体,指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体,
温和噬菌体（或溶源性噬菌体）,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核 DNA上，
并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：
即 吸附、侵入、复制、装配和释放 。
1、烈性噬菌体的繁殖
① 吸附,噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突
,钉,在细胞表面上。
②侵入,核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。
③复制,包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，
会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。
④ 装配：
主要步骤有：
DNA分子的缩合 —— 通过衣壳包裹 DNA而形成头部 ——
尾丝及尾部的其它部件独立装配完成 —— 头部与尾部相结合 —— 最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、
大小相同的噬菌体装配完成。
⑤ 释放：
方式：
裂解：多以裂解细胞的方式释放。
分泌：噬菌体穿出细胞，
细胞并不裂解。
通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成
100—— 300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长，
一步生长曲线
1,实验设计依据,1个菌体被 1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。
2,实验过程,
敏感菌 10ml Phage 1ml
混匀,5min,使之吸附离心或用抗 phage血清处理,去除过量 phage
高倍稀释,吸附 phage的菌悬液 (避免多次吸附 )
37℃ 培养,定时取样取样人为裂解处理（每 5min）
样品中加入氯仿裂解细胞
24-48h
裂解液加入敏感菌液中适当稀释混合液涂布于琼脂培养基上计数噬菌斑噬菌斑,
概念,将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，
在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，
称为噬菌斑。 (每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。 )
应用,噬菌斑可用于检出、
分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。
噬菌斑以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线为一步生长曲线。
可分以下阶段：
潜伏期裂解期稳定期 一步生长曲线潜伏期,从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体之前的这段时期,曲线平行于横轴，噬菌体数无变化,样品中无游离的噬菌体。 (潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数 ).
裂解期,曲线直线上升,子代噬菌体不断释放到培养基中,直到达到一个极限,
稳定期,感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。
裂解量,每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。
稳定期噬菌斑数裂解量 =
潜伏期噬菌斑数不同的噬菌体或同 种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数有关。
2、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核 DNA上，并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
原噬菌体（或前噬菌体）,即整合在宿主核 DNA上的噬菌体的核酸。
溶原性细菌,指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。
溶原性细菌的特点：
可稳定遗传,子代细菌都含有 原噬菌体，均具有溶原性。
可自发裂解,温和噬菌体的核酸也可从宿主 DNA上脱落下来，
恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率 10-2～ 10-5 。
可诱导裂解,用化学、物理方法诱导
具有,免疫性,,溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。
可复愈,自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解
溶源转变,由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。
（三）、噬菌体的危害和应用噬菌体的危害：
主要是引起发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染抗生素发酵中的噬菌体污染食品工业上的噬菌体污染防治：
控制 活菌排放
选育抗性生产菌株
生产中轮换使用菌种
药物防治 例如用金霉素、四环素等。
噬菌体的应用：
1.作为分子生物学研究的工具
2.用于鉴定未知菌，可到型。
3.用于临床治疗传染病
4.检验植物病原菌
5.测定辐射剂量第四章 微生物营养
第一节 微生物细胞的化学组成
第二节 微生物的营养要素
第三节 微生物的营养类型
第四节 微生物对营养物质的吸收方式
第五节 培养基第一节 微生物细胞的化学组成微生物细胞化学组成成分析表明，与其他高等动植物细胞一样，细胞也是 大量元素 碳,
氢、氧、氮、磷、硫（这六种元素占细菌细胞干重的 97％，表 4－ l）和 微量元素 铁、锰、锌等构成。微生物细胞中这些元素主要以蛋白质、
糖、脂、核酸、维生素及它们的降解产物、代谢产物等有机物质，水和无机盐等无机物质的形式存在（表 4— 2）。 水 是细胞中的一种主要成分，一般可占细胞干重的 90％以上。
微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比灰分元素 固氮菌 酵母菌 霉菌
P2O5
SO3
K2O
Na2O
MgO
CaO
Fe2O3
SiO2
CuO
4.95
0.29
2.41
0.07
0.82
0.89
0.08
--
--
3.54
0.039
2.34
--
0.428
0.383
0.035
0.093
--
4.85
0.11
2.81
1.12
0.38
0.19
0.16
0.04
--
表 4— 1 微生物细胞中几种主要元素的含量
（干重的百分数 ）
元素 细菌 酵母菌 霉菌碳 50 49.8 47.9
氮 15 12.4 5.2
氢 8 6.7 6.7
氧 20 31.1 40.2
磷 3 — —
硫 1 — —
表 4— 2 微生物细胞的化学组成主要成分 细菌 酵母菌 霉菌水分 75~85 70~80 85~90
（占细胞鲜重的 %）
蛋白质 50~80 32~75 14~15
占细 碳水化合物 12~28 27~63 7~40
胞干 脂肪 5~20 2~15 4~40
重的 核酸 10~20 6 ~ 8 1
%
无机盐 2~30 3.8~7 6~12
第二节 微生物的营养要素营养物（ nutrient）,
那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质通常称为微生物的营养物质 。
营养（或叫营养作用,nutrition ）,
微生物获得与利用营养物质的过程通常称为营养。
生物类型营养要素动物
（异养）
微生物 绿色植物
（自养）异养 自养碳源 糖类脂肪 糖、醇、有机酸等 二氧化碳、碳酸盐等二氧化碳、
碳酸盐氮源 蛋白质或其降解物蛋白质或其降解物有机或无机氮化物、氮无机氮化物、
氮无机氮化物能源 与碳同 与碳同 氧化无机物或利用日光能利用日光能生长因子 维生素 一部分需要维生素等 不需要 不需要无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐水分 水 水 水 水表 4-3 微生物和动物、植物营养要素的比较碳源（ carbon source） 凡是提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源，称为碳源。
碳源物质的功能,构成细胞物质；为机体提供整个生理活动所需要的能量 （ 异养微生物 ） 。
微生物的碳源谱无机含碳化合物：如 CO2和碳酸盐等 。
有机含碳化合物：糖与糖的衍生物,脂类,醇类 。 有机酸,
烃类,芳香族化合物以及各种含氮的化合物 。
微生物不同,利用上述含碳化合物的能力不同,如假单胞菌属中的某些种可以利用 90种以上的不同类型的碳源物质；
而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长 。
类型元素水平 化合物水平 培养基原料水平有机碳
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等
C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等
C·H·O 糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
糖蜜等
C·H 烃类 天然气、石油及其不同馏份、
石蜡油等无机碳
C(?) — —
C·O CO2 CO2
C·O·X NaHCO3 NaHCO3,CaCO3、白垩等表 4— 4微生物的碳源谱氮源 (nitrogen source) 凡是提供微生物营养所需的氮元素的营养源，称为氮源。
氮源物质的主要作用 是合成细胞物质中含氮物质，少数自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源，
某些厌氧细菌在厌氧与糖类物质缺乏的条件下，也可以利用氨基酸作为能源物质。
微生物的氮源谱 见表 4— 5
表 4— 5 微生物的氮源谱类型元素水平 化合物水平 培养基原料水平有机氮
N·C·H·O·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等
N·C·H·O 尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮
N·H NH3、铵盐等 (NH4)2SO4等
N·O 硝酸盐等 KNO3等
N N2 空气实验室常用的无机氮源 有碳酸铵,硝酸盐,硫酸铵,尿素,蛋白胨,
牛肉膏,,酵母膏等 。 生产上常用的氮源 有硝酸盐,铵盐,尿素,氨以及蛋白含量较高的鱼粉,蚕蛹粉,黄豆饼粉,花生饼份,玉米浆等 。
蛋白氮必须通过水解之后降解成胨,肽,氨基酸等才能被机体利用,这种氮源叫 迟效氮源 。
无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用,
这种氮源叫做 速效氮源 。
速效氮源,通常是有利于机体的生长,迟效氮源有利于代谢产物的形成 。
多数微生物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 。 但有些微生物没有将无机氮合成有机氮的能力,它们不能把尿素,铵盐等这些无机氮源自行合成他们生长所需的氨基酸,而需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源才能生长,这类微生物叫做 氨基酸异养型微生物,也叫营养缺陷型 。
3、能源指能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
微生物的能源谱：
有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）
化学物质能源谱,无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）
辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源化能自养微生物的能源物质 都是一些还原态的无机物质，例如,NH4+,NO2-,S,H2S,H2,Fe2+ 等，能利用这些物质作为能源的全部是细菌，如：硝酸细菌、亚硝酸菌、硫化细菌、硫细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。这些无机养料常常是双功能的（如,NH4+ 既是硝酸细菌的能源，又是它的氮源。）
有机营养物 常有双功能或三功能作用，既是异养微生物的能源，又是它们的碳源或氮源。
辐射能是单功能的，只为光能微生物提供能源。
生长因子（ growth factor） 是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。
主要包括维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶（碱基）及其衍生物，此外还有甾醇,胺类、脂肪酸等等。各种维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶（碱基）的生理功能见教材。
缺乏合成生长因子能力的微生物称为,营养缺陷型,
微生物。
无机盐 是微生物生长必不可少的一类营养物质，它们为机体生长提供多种重要的生理功能（见下图），包括大量元素和微量元素。
大量元素,P,S,K,Mg,Ca,Na,Fe等 。
（ 微生物生长所需浓度在 10-3~10-4mol/L）
微量元素,Cu,Zn,Mn,Mo,Co等 。
（ 微生物生长所需浓度在 10-6~10-8mol/L）
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐,磷酸盐,氯化物以及含有钠,钾,镁,铁等金属元素的化合物 。
无机盐的生理功能细胞内一般分子成分（ P,S,Ca,Ma,Fe等）
一般功能 渗透压的维持（ Na+等）
生理调节物质 酶的激活剂（ M a2+等）
大量元素 pH的稳定无 化能自养菌的能源（ S,Fe2+,NH4+,NO2-等）
机 特殊功能盐 无氧呼吸时的氢受体（ NO3-,SO42-等）
酶的激活剂（ Cu2+,Mn2+,Zn2+等）
微量元素特殊分子结构成分（ Co,Mo等）
水分：
水分是生物细胞的主要化学成分，其重要的生理功能表现在下列几个方面：
1,细胞的构成成分
2.一系列生理生化反应的反应介质
3.参与许多生理生化反应
4,有效地控制细胞内的温度变化第三节 微生物的营养类型根据生长所需要的营养物质的性质，可将生物分成两种基本的营养类型异养型生物,在生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质自养型生物,在生长时能以简单的无机物质作为营养物质动物属于异养型生物，植物，而微生物既有异养型的也有自养型的，大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。
根据生长时能量的来源不同，又可将生物分成两种类型化能营养型生物,依靠化合物氧化释放的能量进行生长光能营养型生物,依靠光能进行生长动物和大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化过程中获得能量。植物和少部分微生物属于光能营养型生物光能自养型微生物以 C02作为唯一碳源或主要碳源,并利用光能,以 无机物 如硫化氢,硫代硫酸钠或其他无机硫化物作为供氢体将 CO2还原成细胞物质,同时产生元素硫光能
CO2＋ H2S [CH2O]+2S+H2O
光合色素光能自养型微生物 包括蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有光合色素，因而能使先能转变成化学能（ ATP），供机体直接利用。
光能异养型微生物以 CO2为主要碳源或唯一碳源,以 有机物 （ 如异丙醇 ） 作为供氢体,利用 光能 将 CO2还原成细胞物质,红螺菌属中的一些细菌属于此种营养类型 。
光能
2(H3C)2CHOH+CO2 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O
光合色素光能异养型细菌在生长时大多数采要外源的生长因子化能自养型微生物以 CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源，
以 无机物 氧化释放的化学能为能源,，利用电子供体如 氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐 等使 CO2还原成细胞物质。
这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌
、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。
化能异养型微生物多数微生物属于化能异养型,其生长所需要能量和碳源通常来自同一种有机物 。
根据化能异养型微生物利用有机物的特性
,又可以将其分为下列两种类型：
腐生型微生物,利用无生命活性的有机物作为生长的碳源 。
寄生型微生物,寄生在生活的细胞内,从寄生体内获得生长所需要的营养物质 。
存在于寄生与腐生之间的中间过渡类型微生物,称为 兼性腐生型 或 兼性寄生型 。
第五节 培养基培养基 是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。它是进行科学研究，发酵生产微生物制品等的基础 。
配制培养基的原则
1,根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基,
如自型微生物的培养基完全可以 （ 或应该 ） 由简单的无机物质组成 。 异养做生物的培养基至少需要含有一种有机物质 。
按微生物的主要类群来说,又有细菌,放线菌,酵母菌和霉菌之分 。 它们所需要的培养基成分也不同,分别称为牛肉膏蛋白胨培养基,高氏 1号合成培养基,麦芽汁培养基,查氏合成培养基 。
2.注意各种营养物质的浓度与配比营养物的浓度,在一般情况下，浓度合适的营养物质才对微生物表现出良好作用，浓度大时对微生物生长起抑制作用，浓度小时不能满足微生物生长的需要。
各营养物质之间的浓度比,培养基中各营养物质之间的浓度比直接影响微生物的生长与繁殖和（或）
代谢产物的形成与积累，尤其是 碳氮比 （ C／ N）（碳氮比一般指培养基中元素碳与元素氮的比值，有时也指培养基中还原糖与粗蛋白两种成分含量之比）的影响更为明显。例如在微生物的谷氨酸发酵中，培养基的 C／ N为 4,l时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；
当 C／ N为 3,1时，菌体繁殖受到抑制，而谷氨酸大量增加 。
3.控制培养基的 PH值各类微生物生长的最适 pH各不相同,细菌与 放线菌生长的 pH在 7— 7.5之间,酵母菌与霉菌生长的 pH值在 4-5之间 。
在微生物的生长和代谢过程中,由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累,常会改变培养基的 pH值,为了维持培养基 pH值的相对恒定,
通常采用下列两种方式：
内源调节,在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比 。
外源调节,按实际需要流加酸或碱液
4.经济节约配制培养基时,应尽量考虑利用价廉并且易于获得的原料作为培养基的成分,特别是在工业发酵中,培养基用量很大,更应该考虑到这一点,以便降低产品成本 。
培养基的种类
按 培养基的组成成分分类
按培养基的物理状态分类
按培养基的功能分类根据培养基中化学成分的了解程度将其分为：
合成培养基,由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基,该类培养基的组成成分精确,重复性强,但微生物生长较慢,且价格昂贵,故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要,代谢,分类鉴定,生物测定以及菌种选育,遗传分析等方面的研究工作 。
天然培养基,利用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物质 （ 如自汉奸,因母没计,土壤没液,豆芽汁,玉米粉,教皮,牛奶,血清等 ） 制成的培养基,天然培养基比较经济,除实验室经常使用外,更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品 。
根据培养基的物理状态可将其分为,
固体培养基,在液体培养基中加入 1.5-2.0%的凝固剂制成的呈固体状态的培养基 。 常用于微生物的分离,
纯化,计数等方面的研究 。
半固体培养基,在液体培养基中加入 0.2-0.7％ 的琼脂构成的培养基 。 常用来观察细菌运动的特征,以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作 。
液体培养基,液体培养基不含任何凝固剂,它常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作 。
科研与生产中常用的凝固剂有琼脂,明胶和硅胶三种,除在液体培养基中加入凝固剂之外,一些由天然的固体基质制成的培养基也属于固体培养基按照培养基的用途，可将其分为加富培养基,加富培养基是指在普通培养基里加过血,
血清,动物 （ 或植物 ） 组织液或其他营养物质 （ 或生长因子 ） 的一类营养丰富的培养基,用以培养某种或某类营养要求苛刻的异养微生物选择培养基,选择培养基是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基 。 利用这种培养基可以将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来 。
鉴别培养基,普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物微生物吸收营养物质的方式
单纯扩散
促进扩散
主动运输扩散扩散是非特异性的营养物质吸收方式,如营养物质通过 细胞膜中的含水小孔,由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散 。
在扩散过程中营养物质的结构不发生变化,即既不与膜上的分子发生反应,本身的分子结构也不发生 变化 。
物质运输的速率 与 胞内外营养物质的浓度差有关,即随细胞膜内外该物质浓度差的降低而减小,直到胞内外物质浓度相同 。
扩散是一个不需要代谢能的运输方式,因此,物质不能进行逆浓度运输 。
膜的特性,膜上含水小孔的大小和形状对被扩散的营养物质分子的种类,大小有一定的选择性,通常分子量小
,脂溶性,极性小的营养物质容易吸收 。
促进扩散在促进扩散过程中
营养物质本身在分子结构上也不会发生变化
不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输
运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定
需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质 运输
被运输的物质有高度的立体专一性促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的。
主动运输物质在主动运输的过程中
消耗代谢能
可以进行逆浓度运输的运输方式
需要载体蛋白参与
对被运输的物质有高度的立体专一性不同的微生物在主动运输过程中所需的能量的来源不同，好氧微生物中直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，光合微生物中则主要来自光能 。
主动运输是微生物吸收营养物质的主要方式 。
主动运输的方式
1.初级主动运输
2,次级主动运输
3.基团转位
4.Na+,K+---ATPase系统初级主动运输是一种由电子 传递系统,ATPase或 细菌视紫红质 引起的质子运输方式。不同营养类型的微生物初级主动运输的方式不同（好氧情况、厌氧情况、光合微生物），但最终造成细胞膜内外质子浓度差，使膜处于充能状态。
次级主动运输在细胞膜内外质子浓度差消失的过程中，偶联其它物质的运输，即次级主动运输。次级主动运输根据在质子浓度差消失过程中，质子与其它物质运输的方向差异，分为 同向运输、
逆向运输、单向运输 三种形式。
基团转位
基因转位是一种特殊的主动运输与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化。其余特点与主动运输相同。
基因转位主要存在于厌氧微生物中，也主要是用于单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪散的运输大肠杆菌吸收糖的基团转位方式大肠杆菌吸收糖依赖于 磷酸烯醇式丙酮酸 --糖磷酸转移酶系统,其运输的步骤如下：
(1) 热稳定蛋白的激活：
PEP+HPr 酶 1 丙酮酸 +P-HPr
(2) 糖被磷酸化后运入膜内
P-HPr+糖 酶 2 糖 -P+HPr
Na+,K+---ATPase系统
Na+,K+---ATPase系统 位于细胞膜上的一种离子通道蛋白，其作用是通过该蛋白构象的改变，把细胞内的 Na运出细胞，同时将 K+运回细胞内，即实现了 Na+与 K+
的置换。细胞内高浓度 K+是许多酶的活性和蛋白质合成所必须的。
膜泡运输
原生动物吸收营养物质的方式，有 胞吞 和 胞饮 两种类型四种运输营养物质方式的比较比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀相等无特异性不需要不变有快由浓至稀相等特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变第十章 微生物在食品制造中的作用第一节 细菌在食品制造中的作用第二节 酵母菌在食品制造中的作用第三节 霉菌在食品制造中的作用第四节 微生物酶在食品工业中的应用细菌在食品制造中的作用
食醋
发酵乳制品
蔬菜和水果的乳酸发酵食品
氨基酸食醋
菌种,
纹膜醋酸菌 (Acetobacteraceti)、许氏醋酸菌
(A.schutzenbachii)、恶臭醋酸菌 (A.rances)混浊变种、巴氏醋酸菌 (A.pasteurianus)巴氏亚种。
反应过程,醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖，将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同，还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。
食醋生产的原料,高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、
梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等发酵乳制品
发酵乳制品的种类,酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳、马奶酒等。
常用的乳酸菌,干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、
乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。
反应过程,乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。
注意事项,在整个加工过程中，对原料灭菌处理采用的温度较低，所以接种剂量要大，以防止污染。
蔬菜和水果的乳酸发酵食品
主要的乳酸发酵果蔬品种,泡菜、酸菜榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄榄等。
发酵方法,自然发酵、纯种发酵
常用菌种,植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。
亚硝酸问题氨基酸
食品添加剂中常见的氨基酸种类,谷氨酸钠为鲜味剂、色氨酸和甘氨酸为甜味剂、赖氨酸为营养增强剂等
生产用菌种,谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等用于生产谷氨酸；北京棒杆菌的营养缺陷型菌株用于生产赖氨酸。
常用原料,小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质；
糖蜜等含糖丰富的物质。
酵母菌在食品制造中的作用
面包,酵母将面粉中的糖类化合物分解形成 CO2、醇、醛、有机酸等产物。
酿酒,葡萄酒酵母、啤酒酵母、绍兴酵母等将糖类化合物分解形成乙醇等化合物。
酵母细胞的利用 — 单细胞蛋白的生产
废酵母单细胞蛋白的生产
生产用原料,糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液；天然气、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生产的废弃物。
发酵方法,深层通气发酵和固体通风发酵。
主要用途,作为单细胞食品；提取核苷酸、辅酶 A、
乳糖酶等医药及生物试剂
主要菌种,产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等霉菌在食品制造中的应用
淀粉的糖化
酱油的酿造
酱类 （大豆酱、面酱、豆瓣酱等）的制作
豆腐乳
有机酸 (柠檬酸、乳酸、醋酸等的发酵生产 )
微生物酶在食品工业中的应用
微生物生产酶制剂的特点优点：种类多、便于工业化生产、产量大可保证供应。
缺点：一种微生物可同时产生多种酶，
因此工序较复杂。
微生物酶及其在食品中的应用（举例）
食用菌
我国主要食用菌,黑木耳、银耳、猴头、双孢蘑菇、草菇、香菇等。
食用菌的人工栽培,深层培养和固体基质栽培。
第十一章 微生物与食品腐败变质
第一节 食品污染的途径
第二节 微生物引起食品腐败变质的条件
第三节 果蔬及其制品的腐败变质
第四节 乳及其乳制品的腐败变质
第五节 肉类及鱼类的腐败变质
第六节 罐藏食品的腐败变质
第七节 食品腐败变质给人类带来的危害
第八节 食品的卫生要求和微生物学标准食品微生物污染及途径
食品污染的种类,
生物污染：微生物、寄生虫及虫卵、昆虫化学污染：农药、工业三废、添加剂、包装材料物理污染：放射性污染
微生物污染食品的途径,
通过水而污染通过空气而污染通过人及动物而污染通过用具及杂物而污染
食品中微生物的消长情况加工前,原料的运输和贮藏增加了微生物污染、增殖的机会，因此与加工后相比，微生物的种类和数量均较大。
加工过程中,清洗、消毒和灭菌使微生物数量明显下降，或完全消除微生物。
加工后,食品贮藏过程中，若条件适于微生物生长，
加工后残留的微生物或再度污染的微生物大量增殖直至引起食品的腐败变质，不再适合于微生物生长时，
微生物的数量又开始下降。若加工后的食品不在被污染，贮藏条件也不适合于微生物的生长，微生物的数量将会逐渐下降控制微生物污染食品的措施垃圾的无害化管理加强环境管理 粪便的无害化管理污水的无害化管理食品的运输卫生和贮藏卫生食品生产卫生加强食品生产的卫生管理 个人卫生食品生产用水卫生微生物引起食品腐败变质的条件
食品基质,
食品的 pH值、食品的水分、食品的渗透压
食品的环境条件：
温度、气体、渗透压食品的 pH值不同食品原料的 pH值动物食品的 pH值 蔬菜 pH值 水果 pH值牛肉 5.1~6.2 卷心菜 5.4~6.0 苹果 2.9~3.3
羊肉 5.4~6.7 花椰菜 5.6 香蕉 4.5~5.7
猪肉 5.3~6.9 芹菜 5.7~6.0 柿子 4.6
鸡肉 6.2~6.4 茄子 4.5 葡萄 3.4~4.5
鱼肉 6.6~6.8 莴笋 6.0 柠檬 1.8~2.0
蟹肉 7.0 洋葱 5.3~5.8 橘子 3.6~4.3
小虾肉 6.8~7.0 番茄 4.2~4.3 西瓜 5.2~5.6
牛乳 6.5~6.7 萝卜 5.2~5.5
各类食品中的微生物
酸性食品与非酸性食品,pH值在 4.5以上者为非酸性食品（动物性食品和大多数蔬菜）； pH值在 4.5以下者为酸性食品（水果和少数蔬菜）
微生物生长与食品 pH值的关系,非酸性食品适宜细菌生长；酸性食品中，酵菌、霉菌和少数耐酸细菌（如大肠菌群）可生长。
微生物分解食品营养成分可使食品 pH值变化,
糖类物质被分解时 pH值下降，蛋白质被分解时 pH值上升食品水分
水分活性值（ Aw）的概念,食品在密闭容器内的水蒸气压与在相同温度小纯水蒸汽压之比值，食品的 Aw值范围为,0≦ Aw≦ 1
不同类群微生物生长的 Aw值
微生物生长 Aw值的可变性食品 Aw值与微生物生长的关系
大部分 新鲜食品 Aw值在 0.95~1.00，许多腌肉制品
（保藏期 1~2天） Aw值在 0.87~0.95，这一 Aw值范围的食品可满足一般 细菌 的生长，其下限可满足酵母菌的生长； 盐分和糖分很高的食品 （保藏期 1~2个周）
Aw值在 0.75~0.87，可满足 霉菌和少数嗜盐细菌 的生长； 干制品 （保藏期 1~2个月） Aw值在 0.60~0.75，
可满足 耐渗透压酵母和干性霉菌 的生长； 奶粉 Aw
值为 0.20,蛋粉 Aw值为 0.40,微生物几乎不能生长 （理论上可无限期保藏 ）
食品的环境条件
温度,低温微生物引起食品腐败变质的特点；高温微生物引起食品腐败变质的特点
氧气,食品环境中氧气含量与食品中微生物生长的类型；新鲜食品原料中微生物的分布规律。
微生物引起食品腐败变质与 其它气体 的关系（ CO2、
O3等）
渗透压
高浓度的盐或糖降低了食品的水分活性；提高了食品的渗透压，因此可抑制微生物的生长和繁殖。
不同的微生物对高渗透压的耐性不同，一般情况下，许多霉菌和少数酵母菌可在高渗条件下旺盛生长，因此在糖渍或盐淹食品中，引起腐败变质的微生物主要上霉菌或酵母菌，有时也有耐高渗细菌。
耐高渗微生物主要有：高度嗜盐细菌（盐杆菌属、小球菌属）、中等嗜盐细菌（假单胞菌属、芽孢杆菌属等）、
低等嗜盐细菌（黄杆菌属、无色杆菌属等）、耐糖细菌
（肠膜状明串珠菌）、耐高糖酵母（蜂蜜酵母、鲁氏酵母等）、耐高渗的霉菌（青霉属、曲霉属等）
第四节 乳及乳制品的腐败变质
乳均含有丰富的蛋白质、极易吸收的钙、完全的维生素等，适宜于多种微生物的生长繁殖，鲜乳及其制品最易受微生物的污染而腐败变质或引起病原微生物的传播。
鲜牛乳中的微生物及其腐败变质
奶粉中的微生物
微生物引起的炼乳腐败变质现象鲜牛乳中的微生物及其腐败变质
牛乳中微生物的污染来源
牛乳中微生物的种类及特点
鲜乳中微生物的变化
鲜乳的净化、消毒和灭菌牛乳中微生物的来源
乳房内的微生物污染,在健康乳牛乳房的乳头管及其分支内，常有许多细菌存在，主要是：小球菌属、链球菌属，其次还有乳杆菌属、棒状杆菌属。（初乳弃掉可大大减少细菌在鲜乳中的数量）
当发生乳房炎时，牛乳中会出现乳房炎病原菌，如 无乳链球菌,乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓棒杆菌、埃希氏杆菌,牛型结核杆菌,牛布氏杆菌。
环境中的微生物污染,挤奶时和挤奶后食用前的一切环节都可能受到污染，污染的微生物种类和数量直接受牛舍的空气、饲料、挤奶用具、容器、牛体表面的卫生情况、
挤奶工人和其他管理人员卫生情况的影响（见附表）
总之，牛乳极易遭受微生物的污染，因此挤奶后须很快进行过滤并及时冷却，否则牛奶很快变质。
不同的挤奶条件对牛奶污染程度的比较污染来源 遵守卫生条件 不遵守卫生条件牛皮肤与毛 50 20,000
空 气 1 30
挤奶者的手 1 10,000
滤 奶 器 1 100,000
挤奶用小桶 70 1,000,000
牛乳中的优势微生物种类鲜牛乳中的微生物优势种类是细菌、酵母菌和少数霉菌。即：
乳酸菌胨化细菌脂肪分解菌细菌 酪酸菌产生气体的细菌产碱菌霉菌和酵母菌乳酸菌
1 乳链酸菌：适宜在 30~35℃ 的条件下生长，可产生乳链菌肽，鲜乳的自然酸败主要由它引起。
2 乳脂链球菌：适宜在 30 ℃ 条件下生长，具较强的分解蛋白质的能力。
3 粪链球菌：人和动物的肠道细菌，卫生条件差时可发现该菌，在 10~45 ℃ 的范围内均可生长。
4 液化链球菌：可强烈分解蛋白质，酪蛋白分解后可产生苦味
5 嗜热链球菌：适宜在 40~45 ℃ 的条件下生长，在 20
℃ 以下时不生长
6 嗜酸乳杆菌：适宜在 37~40 ℃ 时生长，在 15 ℃ 以下时不生长胨化菌
概念,使不溶蛋白质在蛋白酶的作用下转变成可溶状态的现象，称为蛋白质的胨化。
主要细菌种类,芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌；生长的适宜温度范围是
20~40 ℃ ；假单胞菌属中的荧光假单胞菌、腐败假单胞菌，生长温度范围为 25~30 ℃
其他细菌
脂肪分解菌,主要是 G-的无芽孢杆菌，如无色杆菌、
假单胞菌等。
产生气体的菌,分解糖类产酸产期，如大肠杆菌群。
产碱菌,一类可分解牛乳中有机酸的细菌，分解的结果造成乳的 pH值上升，主要是 G-的需氧细菌，如粪产碱杆菌、粘乳产碱杆菌。
鲜乳变质时的微生物变化
抑菌期,鲜乳中含有来源于动物体的抗体物质等抗菌因素，在微生物数量较少的情况下，这种抑菌作用可维持 36小时左右（ 13~14℃ ），此期为抑菌期。
乳酸链球菌,乳中抗菌物质减少或消失后，首先看到乳酸链球菌的成为优势类群，使乳液酸度不断升高，出现乳凝块。当酸度达到一定时，乳酸链球菌的生长也被抑制，不再继续繁殖，数量开始下降。
乳酸杆菌期,当 pH下降到 6左右时，乳酸杆菌开始生长，，当 pH下降到 4
时，乳链球菌受到抑制，乳酸杆菌 成为优势继续产酸，此时大量的乳凝块、
乳清出现。
真菌期,pH值达 3~3.5时绝大多数细菌被抑制，甚至死亡，耐酸的酵母菌和霉菌利用乳酸和其他有机酸开始生长，使乳液的 pH逐渐降低，接近中性。
胨化细菌期,经过以上变化，乳中乳糖含量被大量消耗，蛋白质和脂肪含量相对增高，分解蛋白质和脂肪的细菌大量生长，乳凝块逐渐消失，乳的
pH值不断上升，向碱性转化，并有腐败菌生长（芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、变形杆菌属），牛乳出现腐败臭味。
鲜乳中微生物的活动曲线
pH7.0
pH5.0
pH3.0
鲜乳的净化、消毒和灭菌
鲜乳的净化,净化的目的是除去鲜乳中污染的非溶解性的杂质、牛毛、
乳凝块，以减少微生物污染的数量。净化的方法有（ 3~4层纱布）过滤法和离心法。
鲜乳的消毒,消毒的时间和温度以消灭结核分支杆菌为指标，常用的方法有：低温长时间消毒法（ 61~65℃,30分）、高温短时间消毒法
（ 70~75℃,15~16秒）、高温瞬时消毒法（ 80~90℃ ）。
消毒乳的变质,鲜乳消毒后，残留有耐热的芽孢细菌等微生物，在室温存放时间较长时（ 24~48小时），仍可发生变质，即首先出现乳液变稠，继而出现乳凝块，再后往往析出大量乳清。消毒乳凝固有两种原因，即微生物的凝乳酶造成的甜凝固，微生物代谢产酸而造成的酸凝固。
鲜乳的灭菌,75~85℃ 预热 4~6分钟，通过 130~150℃ 高温 2秒，以彻底杀灭微生物二、奶粉中的微生物
奶粉中微生物的来源,鲜乳经杀菌、浓缩和干燥制成奶粉，
奶粉的含水量一般 5%以下，奶粉中的微生物一方面来源于原料奶的消毒不彻底，一方面来源于加工过程中的二次污染。
奶粉贮藏中微生物的消长
奶粉中的病原微生物,最常见的是沙门氏菌和金黄色葡萄球菌（毒素中毒）
第六节 罐藏食品的腐败变质
罐藏食品的特性
罐藏食品变质的原因
罐藏食品腐败的类型
腐败变质罐头的微生物分析罐藏食品的特性
概念,罐藏食品是将原料经过预处理、装罐、杀菌、
密封后而成。因罐内保持一定的真空度，所以合格产品的罐盖和罐底是平的或向内凹陷。
罐藏食品的分类,罐藏食品可根据酸性的不同，分为低酸性罐头（动物性原料制成的罐头，蛋白质含量高）、中酸性罐头、酸性罐头、高酸性罐头（植物性原料制成的罐头，碳水化合物含量高）
罐藏食品变质的原因
罐藏食品变质的原因：
化学因素,如罐头容器的马口铁与内容物相互作用引起的氢膨胀（主要发生于中酸性罐头）
物理因素,如温度过高或排气不良，造成的金属容器腐蚀穿孔。
微生物因素 罐内残留的微生物
（多是产芽孢的耐热微生物）
漏罐后的微生物再次污染常用的几个概念
商业灭菌,食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者只能检出极少数的非病原微生物，但他们在食品的保藏过程中不可能生长繁殖，这种从商品角度对某些食品提出的灭菌要求，称为商业灭菌
腐败,食品中的蛋白质被微生物分解造成的败坏，
称为腐败。
酸败,食品中的碳水化合物或脂肪被微生物分解产酸而败坏，称为腐败。
罐藏食品腐败的类型
罐藏食品腐败变质的外观类型平盖酸败（平听）
胖听
引起罐藏食品腐败变质的主要微生物,
嗜热芽孢细菌、中温芽孢细菌、不产芽孢细菌酵母菌酵母菌和霉菌往往是由于杀菌温度不够或漏罐、罐内真空度不够而出现，主要存在与酸性或高酸性食品中，常造成罐头膨胀霉菌
引起罐藏食品微生物污染的原因嗜热芽孢细菌引起的腐败变质
平酸腐败（平盖酸败）,变质的罐头外观正常，内容物由于细菌的活动变质，呈轻、重不同的酸味，导致平盖酸败的微生物习惯上称为平酸菌。
引起罐头平盖酸败的典型菌种,嗜热脂肪芽孢杆菌（较耐热适宜生长温度 49~55℃,可在 pH6.8~7.2时良好生长）、凝结芽孢杆菌（耐热性较差适宜生长温度 33~45℃,可在 pH4.5以下的酸性罐头中良好生长）。
TA腐败,分解糖、专性嗜热、产芽孢的厌氧菌称为 TA菌。此类菌在中酸或高酸罐头中生长，分解糖产酸产气（主要是 CO2和 H2），常使罐头发生膨胀。 引起 TA腐败的微生物 主要是嗜热解糖梭菌（适宜生长温度 55℃ ）。
硫化物腐败,罐头外形正常或稍微膨胀，罐头内因分解含硫氨基酸产生大量的黑色硫化物并伴随着臭味。 引起硫化物腐败的微生物 主要是致黑梭菌（适宜生长温度 55℃ ）
中温芽孢细菌中温芽孢细菌的最适生长温度是 37 ℃,包括需氧和厌氧两大类，他们的少数芽孢耐过高压蒸汽处理而存活下来,常见的好氧种类有,
B.bacillus B.megatherium B.cereus等,他们可分解蛋白质和糖类，产物主要是酸，仅少数种类产生气体，因此通常情况下引起 平盖酸败 。 常见的好氧种类有 分解糖类产酸产气的 Clostridium pasteurianum
Cl.butyricum,分解蛋白质产生硫化氢、硫醇、粪臭素等化合物的 Cl,
Sporogenes Cl,botulinum等,因此一般引起 膨罐（胖听），其中 Cl,
ootulinum可 产生毒性最强的外毒素 —— 肉毒毒素（亲神经毒素），该菌是引起食物中毒的病原细菌中最耐热的一种，所以罐头食品杀菌时，
常以此菌作为杀菌效果是否彻底的指示菌。
不产芽孢细菌引起的食品腐败变质
不产芽孢的细菌不耐热，因此罐头中出现此类菌时，
主要是由于 漏罐 而造成的（冷却水是重要的污染源）。罐头中污染的不产芽孢细菌主要有两类，一类是肠道细菌，另一类是嗜热链球菌、乳链球菌、粪链球菌等，他们分解糖类化合物产酸产气，变质时使 罐头膨胀 。
不同外观的腐败变质罐头的微生物分析
胖听,除部分氢膨胀外，胖听主要由微生物生长繁殖而造成，即 TA腐败产生的 CO2和 H2、中温梭状芽孢杆菌发生丁酸腐败，产生 CO2和 H2、中温需氧芽孢杆菌、
不产芽孢细菌、酵母菌、霉菌发酵糖类产酸产气。
平听,平酸菌、中温芽孢细菌、不产芽孢乳酸菌、致黑梭状芽孢杆菌（硫化物腐败）、霉菌第五节 肉类和鱼类食品的腐败变质
畜、禽肉类中微生物污染的来源和种类健康的畜、禽组织内部是无菌的，但因其腔道及体表都存在微生物，屠宰过程在空气中进行，因此 宰杀、
放血、脱毛、去皮及内脏、分割等环节就可造成微生物的多次污染 。常见的污染类群如下：
腐生性微生物病原微生物 （兽医漏检时）：结核杆菌、布鲁氏菌、
沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、碳俎杆菌等二、鱼类的腐败变质
鱼类变质的原因,鱼肉的含水量高于畜、禽类，
且含有蛋白质、脂肪等营养成分易受水中微生物假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌等的污染而发生变质。
变质现象,鱼体含菌量达到 108/g，体表浑浊、无光泽、组织因被分解而变的疏松、鱼鳞脱落，进而鱼体组织溃烂，分解产生吲哚、粪臭素、硫醇、氨、
硫化氢等臭味物质。
鱼类的贮藏,鱼类贮藏一般采用冻藏（ -25~-30的速冻）或盐淹（ 10%的浓度），在盐淹鱼类时，常有嗜盐细菌的生长，造成鱼类发生赤变现象。
畜、禽肉类变质的现象
发粘,微生物生长形成菌苔、产生黏液使肉表面出现发粘、拉丝等现象，此时微生物数量达到了
107/cm2。
变色,微生物分解含硫氨基酸产生硫化氢，硫化氢与肌肉组织中的血红蛋白形成绿色的硫化氢血红蛋白、微生物生长产生色素等。
霉斑,出现羽毛状的丝状物并具有颜色。
气味改变,酸味、臭味、哈喇味 。
果蔬及其制品的腐败变质
一、微生物引起新鲜果蔬的变质微生物侵入果蔬的过程、在果蔬变质过程中微生物种类的演变
二、微生物引起果汁的变质微生物引起果汁的变质
果汁中微生物的来源,原料中的微生物、加工过程中微生物的再污染。
果汁的基本营养条件,pH值在 2.4~4.2之间，含有一定量的糖分，含水量很高。
果汁中微生物的种类,
细菌（主要为乳酸菌）、酵母（假丝酵母属、圆酵母属、隐球酵母属和红酵母属等）、霉菌微生物引起果汁变质的现象
浑浊：多数情况下浑浊是由酵母菌引起的，它主要来源于原料清洗不彻底。
产生酒精：主要是酵母菌，细菌和霉菌的转化果汁为酒精的情况非常少。
有机酸的变化：
一、鲜蛋中微生物的来源
二、鲜蛋的变质
三鲜蛋中微生物类群第七节 食品腐败变质给人类带来的危害细菌性食物中毒食物中毒 真菌性食物中毒志贺氏菌炭疽病布鲁氏杆菌病传播人畜共患病 结核病病毒病（脊髓灰质炎、肝炎）
伤寒和副伤寒霍乱和副霍乱食物中毒
概念：凡是经口摄入正常数量“可食态”
含有致病菌、生物性或化学性以及动植物性毒素的食物而引起的，以急性感染或中毒为主要症状的疾病，称为食物中毒。
从中毒的原因可将其分为细菌性食物中毒和真菌性食物中毒细菌性的食物中毒
细菌性的食物中毒是比较常见的一种食物中毒类型，
根据中毒的原因可将其分为感染性食物中毒和毒素性食物中毒。
感染性食物中毒,病原细菌污染食品后，在食物中大量生长繁殖，这种含有大量活菌的食物被摄入人体，
会引起人体消化道的感染而造成中毒，此即感染性食物中毒。
毒素性食物中毒,有些细菌污染食品以后，可产生毒素，因摄入含毒素的食物而引起的中毒，即称为毒素性食物中毒。
沙门氏菌食物中毒
生物学特性,G-，短杆菌，无芽孢和荚膜，周生鞭毛，兼性厌氧，最适生长温度 37℃ 。
中毒症状,该菌为感染型食物中毒，一般中毒食物的菌数含量达 10-8/ml,g，主要表现为急性肠胃炎症状，
病死率一般是 0.5~1%。
中毒源,该菌对热的抵抗力很弱,60℃ 经 20~30分钟即被杀死，在水、乳及肉类中能生存 1~3个月。食物中毒的常见食品为：鱼、肉、禽、蛋和乳。该菌主要来自患病的动物和人，以及动物和人的带菌者。
葡萄球菌食物中毒
金黄色葡萄球菌的生物学特性,G+，无芽孢、鞭毛，兼性厌氧菌，最适生长温度为 35~37℃,60 ℃ 30
分钟即可杀灭，对低温不敏感，因此在冷冻食品中经常可以检出。
中毒症状,该菌是毒素型食物中毒，毒素在 218~248
℃ 30分钟才被完全消除。主要症状是急性肠胃炎，病程仅几个小时，即可恢复。
中毒源,主要为乳及乳制品，腌制肉、鸡、蛋、和含有淀粉的食品等，一般食物中含菌量达到 106~109时即可引起中毒。
肉毒杆菌食物中毒
生物学特性,G+的芽孢杆菌，具鞭毛，可运动。最适生长温度为 35 ℃ 。
中毒症状,该菌引起毒素性食物中毒，肉毒毒素是一种较不耐热的蛋白质,100 ℃ 360分钟可完全消除。该毒素是一种嗜神经毒素，病死率在 30~80%
中毒源,报道的中毒事件发生的食物有蔬菜、鱼类、
豆类、乳类等含有蛋白质多的食品。
病原性大肠杆菌食物中毒
生物学特性,病原性大肠杆菌与人和动物肠道正常菌群大肠杆菌属于不同的血清型，但一般生物学特性相同。
食物中毒症状,引起感染性食物中毒，发病症状为急性肠胃炎,1~3天即可恢复。
中毒源,
其它引起食物中毒的细菌
变形杆菌
蜡状芽孢杆菌
粪链球菌
魏氏杆菌
副溶血弧菌真菌性食物中毒
黄曲霉毒素中毒
赤霉病变中毒
黄变米中毒
麦角中毒黄曲霉毒素中毒
结构,黄曲霉毒素是一种多环类结构（二呋喃环），因测链不同已鉴定共 12种结构，根据毒素在紫外光下颜色的不同，分为 G和 B两大类。
特性,黄曲霉毒素耐热，在 280℃ 30分钟才可彻底破坏，在酸中性环境中不易分解，在强碱性环境中迅速分解。该毒素的毒性比氰化钾还高。
中毒症状,亲肝性毒素，可引起肝细胞变性，动物实验表明有致癌作用。
中毒源,我国南方高湿地区的粮油及其制品中黄曲霉毒素检出率很高，尤其是花生和玉米极易污染黄曲霉毒素。
食品的卫生要求
有毒物质的控制毒物的来源、急性中毒与慢性中毒
无虫的控制蛔虫、华枝睾吸虫、绦虫等
无病原微生物
其它有害物质的控制放射性物质污染、异物等微生物学标准
细菌总数作为食品卫生质量的指标
大肠菌群作为食品卫生质量的指标细菌总数作为食品卫生质量的指标
食品中微生物数量的表示方法,1g食品,1cm2的食品表面积和 1ml食品中的细菌（杂菌）总数表示。
细菌（杂菌）总数作为食品卫生质量评定的原因：
（ 1）反映食品的新鲜程度
（ 2）食品生产过程中有否变质
（ 3）食品生产的一般卫生情况
不适于用细菌（杂菌）总数作为卫生质量指标的食品：
发酵食品（尤其是细菌发酵食品）
食品卫生质量综合评定的重要性：
微生物毒素的存在，病原微生物的存在大肠菌群作为食品卫生质量的指标
大肠菌群,37℃,24小时发酵乳糖产酸产气的 G-细菌。
大肠菌群作为食品卫生质量的指标的原因：
（ 1）大肠菌群是人和动物肠道中的正常微生物区系，
并且只存在于人和动物肠道中。
（ 2）大肠菌群通常与动物肠道病原菌同时存在，只是数量不同。
（ 3）动物肠道病原菌抵抗外界不良环境的能力较差，
在体外环境中极易死亡，所以难以在食品中检出。
基于上述原因，通常采用大肠菌群来预测食品被粪便、
肠道病原菌污染的可能性。
不适于用大肠菌群作为粪便污染指示菌的食品
冷冻食品
经射线照射处理的食品
pH较高的食品在上述食品中大肠菌群的细菌比许多肠道病原微生物更易死亡。
大肠杆菌作为食品卫生质量指标？
大肠杆菌是最早用于食品卫生质量评定的指标菌
少数肠道病原菌在水体中的存活能力强于大肠杆菌。
作为食品卫生质量指标的其他微生物
肠球菌（粪链球菌、粪渣链球菌），可作为粪便污染指示菌，但数量较大肠菌群少，不易检测。
具芽孢的细菌（嗜热需氧芽孢菌数、嗜热厌氧芽孢菌数、嗜温需氧芽孢菌、嗜温厌氧芽孢菌数数、平酸芽孢菌数、产硫化物芽孢菌数）
霉菌和酵母菌
