食品微生物学PPT课件.ppt

1,食品微生物教案,授课专业：生物工程、葡萄酒专业授课时间：春季学期授课年级：本科二年级授课教师：李平兰教授,2,食品微生物学课程安排本课程共64学时，授课32学时，实验32学时。食品微生物学主要参考书：1.食品微生物学江汉湖主编,中国农业出版社，2005，第2版，“十五”国家级规划教材。2.食品微生物学实验原理与技术，李平兰、贺稚非主编，中国农业出版社，2005，第1版，“十五”国家级规划教材。3.食品微生物学何国庆、贾英明主编，中国农业大学出版社，2002，第1版，面向21世纪课程教材。4.新编食品微生物学张文治编著，中国轻工业出版社,1995，第1版。5.食品微生物学吴金鹏主编,中国农业出版社,1990,第1版。6.食品微生物学胡希荣主编,中国农业出版社，1990，第1版。,3,7.Jay,J.M.,ModernFoodMicrobiology(5thedition).ChapmanandHall,NewYork,1996.8.Banwart,G.J.,BasicFoodMicrobiology(2ndedition).VanNostrandreinholdCompany,NewYork.,1989.9.Lund,B.M.,T.C.Baird-ParkerandG.W.Gould,TheMicrobiologicalSafetyandQualityofFood,VolumeII,AspenPublishers,Inc.Maryland,2000.10.Hayes,P.R.,FoodMicrobiologyandHygiene,ElsevierAppliedSciencePublishersLTD,NewYork,USA,1985.11.Silliker,J.H.,MicroorganismsinFoods,BlackwellScientificPublications,London,UK,1998.12现代食品微生物学JamesM.Jay编著,徐岩等译，中国轻工业出版社,2001,第一版。,4,第一章绪论（主要讲授内容）第一节微生物基本知识一什么是微生物二什么是微生物学三微生物的基本类群四微生物的特点第二节食品微生物学概述一食品微生物学二食品微生物学的研究内容三食品微生物学的特点四食品微生物学的主要任务五食品微生物学与其它学科的关系,5,第三节食品微生物学的发展概况一食品微生物学的发展二我国食品微生物学的发展三食品微生物学的前景,6,第一章绪论我们知道微生物与食品有着极为密切的关系。而在食品加工、贮藏过程中的微生物学问题也早已引起人们的重视。很多微生物可应用在食品制造方面，如酿酒、制醋、生产干酪、酸乳及腐乳等生产中使用的发酵微生物；另有一些微生物，可使贮藏和运输过程中的食品发生腐败变质，如大量的腐败微生物；还有少数微生物能引起人类食物中毒或使人、动植物感染而发生传染病，即所谓的病原微生物。食品是人类营养的主要来源，所以，对食品微生物学的研究，在食品工艺学和食品卫生学中，都具有十分重要的意义。,7,第一节微生物基本知识微生物是生物界中，除了高等植物、动物等生物以外的一个十分庞杂的生物类群。一什么是微生物微生物不是生物分类学中的名词，而是一群形体微小，结构简单，必须借助光学或电子显微镜才能看清其外形的一类微小生物的统称。二什么是微生物学微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科，是生物学的分支学科之一。,8,三微生物的基本类群非细胞结构:病毒、亚病毒、噬菌体微生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、立克细胞结构：次氏体及支原体真核微生物：真菌（酵母菌霉菌及病原真菌）、澡类植物和原生动物,9,四微生物的特点作为生物界的一员，微生物除了具备新陈代谢、生长繁殖、遗传变异等一般生物所共有的性状外，还表现出它所特有的性状，要有以下几个方面：1种类多，数量大，分布广2代谢能力强、繁殖速度快3受环境影响大，容易发生变异4适应性强，容易培养5观察和研究的手段特殊,10,1种类多，数量大，分布广种类达十几万种以上；土壤、大气、水中、各种物品上、人和动植物的体表与体内都有微生物的存在，甚至在高空、深海、矿层、沙漠和冰雪等地都有微生物的存在。我们可以说，凡是有高等生物生活的地方，都有微生物的存在，没有高等生物存在，或对高等生物稍微有害的环境中，也有微生物的踪迹，甚至可以生长繁殖。,11,2代谢能力强、繁殖速度快微生物的个体很小，其表面积和体积的比值很大，因此，它们能够在有机体与外界环境之间迅速交换营养物质与代谢产物。从单位质量来看，微生物的代谢强度比高等动物的代谢强度大几千倍至几万倍。如1kg的酵母菌菌体在1d内可发酵几千kg的糖，生成酒精。,12,3受环境影响大，容易发生变异由于微生物的比表面积大，与环境的接触面大，因而受环境的影响也较大。一旦环境条件发生变化，不适于微生物的生长时，很多微生物个体死亡。但是，也有些个体发生变异并能存活下来。我们常常利用微生物的这一特点，来选育优良的变异菌株。,13,4适应性强，容易培养微生物的适应性强，一般对营养的要求不高，故原料来源广泛，容易培养。许多不易被人和动植物所利用的农副产品、工厂下脚料等都可以用来培养微生物，这样不仅解决了培养微生物的原料问题，而且为“三废”处理找到了出路，做到综合利用，大大提高了经济效益。,14,5.观察和研究的手段特殊微生物个体微小，繁殖速度快的特点决定了对其观察和研究常以群体为对象，而且必须从众多而复杂的混合菌中分离出来，变成纯培养物。这就要求掌握无菌技术、分离纯化培养技术、显微观察技术以及杀菌技术等微生物必备的基本技术，若没有这些技术就无从着手，等于空谈。,15,另外，大多数微生物反应条件温和，一般能在常温常压下进行生长繁殖、新陈代谢和各种生命活动，不需要复杂昂贵的设备。此外，培养微生物不受季节、气候的影响，因而可以周年工业化生产。微生物分布广、繁殖快、代谢强的特点，使它们在自然界的物质循环中，肩负着矿化作用的责任，尤其在地球化学方面有雄伟的转化作用。其实，微生物在自然界不仅进行矿化作用，并且还控制着大气中二氧化碳的分压和植物可利用二氧化碳的分量。,16,第二节食品微生物学概述一食品微生物学食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它是在普通微生物学与相关微生物学的基础理论与基本技术的基础上，专门研究食品中微生物的生态分布、生物学特性、食品在贮藏和加工过程中有益微生物的作用以及食品中有害微生物的污染、控制及卫生学检测，从而为人类提供营养丰富、品种多样、安全卫生的食品而发展起来的一门新学科。一句话，食品微生物学就是研究微生物与食品之间相互关系的一门科学。,17,二食品微生物学的研究内容（范围）（1）研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。（2）研究如何利用有益微生物为人类制造食品。（3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。（4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标（如国标，部标及企业标准），从而为判定食品的卫生质量提供科学依据。,18,食品微生物学的研究内容（范围）（1）研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。如乳酸菌、双歧杆菌的生物学特性（包括形态、营养代谢、生长繁殖、生态、遗传变异等）。（2）研究如何利用有益微生物为人类制造食品。如利用细菌来生产食醋、味精等调味品，酸乳、干酪、酸性奶油等发酵乳制品；利用酵母菌来生产馒头、面包、酿酒及食用蛋白等；利用霉菌生产腐乳、豆豉、酱、酱油、柠檬酸等食品或添加剂。,19,（3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。如微生物引起面包、粮食的发霉，米饭变酸、变臭，水果腐烂，牛奶凝固以及金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、沙门氏菌等引起食物中毒等。金黄色葡萄球菌在37oC好氧条件下可以迅速繁殖并产生肠毒素，最终导致人类的食物中毒。（4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标（如国标，部标及企业标准），从而为判定食品的卫生质量提供科学依据。食品卫生微生物学标准主要包括有细菌总数、大肠菌群和致病菌等。,20,三食品微生物学的特点食品微生物学是研究和解决食品中有关的微生物问题，所以它具有研究范围广、涉及学科多、应用性强及某些方面受一定法规约束等特点。（受中华人民共和国食品卫生法约束）,21,四食品微生物学的主要任务食品微生物学是食品科学、食品生物工程和食品营养专业的一门重要的专业基础课。食品微生物学作为与人类生活极为密切的学科，它的任务是多方面的。其中主要任务是研究食品中存在的微生物种类、分布及其特点；掌握食品微生物学的基本知识、基础理论和基本实验技能，辨别有益的、腐败的和病原的微生物。从而，在食品制造和保藏中,充分利用有益的微生物资源，为提高产品的数量和质量服务；控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品引起的病害，提高食品的卫生质量，保证人类健康。,22,五食品微生物学与其它学科的关系食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它与其它学科有着密切的联系。它的基础学科是生物学、有机化学、分析化学、生物化学、食品化学及普通微生物学等。而它又是农畜产品加工与贮藏/食品专业各专业课程的基础。因此，食品微生物学是该类专业的主干学科和重要的专业基础课。,23,第三节食品微生物学的发展概况一食品微生物学的发展食品是人类赖以生存的最重要的条件,食品微生物学也是伴随着人类的进程而不断得到发展。虽然很难知道人类是何时懂得食品中微生物的存在和作用的，但是有许多证据表明：在作为一门学科的微生物学形成之前已有这方面的知识。如在食品收集时，人类碰上了食品腐败和食物中毒的问题。事实上食品微生物学是随着微生物学的产生而产生和分化出来的一门分支科学。那么食品微生物学是如何建立起来的呢？食品微生物学的建立也主要是经历了四个阶段。,24,1古代人类对微生物的利用远在8000年以前，人类就开始了食品生产时期。公元6000年左右，人类已经掌握了酿酒和食品保藏的技术。埃及人在公元前3000年就食用酸牛奶和乳酪。在公元前30001200年之间，尤太人已经把来自死海的盐用于食品保藏，而中国人和希腊人已经开始食用咸鱼。以后这种腌制技术又传至罗马。与此同时，又出现了用油贮藏食品的方法。公元前1000年，罗马人创造了用雪保藏食品的方法。在会做乳酪和酒的某个时候，发明了一种新的食品保藏方式烟熏肉技术。公元943年，法国记载了有麦角中毒而引起4万以上人的死亡。尽管当时不清楚死亡的毒素是由麦角真菌所产生。,25,2微生物的发展及形态学发展阶段自从荷兰科学家列文虎克（Leeuwenhoek,1632-1723）发明了可以放大300倍的显微镜以后，人类发现了微生物的存在并借助显微镜观察到了微生物的形态。至此，人类进入了微生物形态学的阶段。,26,27,3微生物的生理学发展阶段19世纪工业革命的发展促进了生产力的迅速发展，因而迫切要求各个学科解决生产中出现的问题。如欧洲一些国家中占重要经济地位的酿酒业发生的酒变质问题，养蚕业发生蚕病的危害等。正是由于生产中提出了需要解决的问题，因而推动了各门学科的前进，也促进了微生物学的发展。,28,3微生物的生理学发展阶段法国科学家路易巴斯德（LouisPasteur,18222-1895）是这一发展的杰出代表。它在微生物的理论研究、实验方法及解决一系列微生物学问题方面都有很大的贡献。如发明了曲颈瓶，打破了“自然发生说”长期占主导地位的局面。通过研究提出了酿酒是由酵母菌发酵而形成，并研究了乳酸发酵、醋酸发酵、丁酸发酵等过程，指出了不同的发酵是有不同的微生物引起，若没有微生物的存在，发酵作用就不能进行。此外，他在微生物学中还引进了“需氧”和“厌氧”的概念，创造了巴斯消毒等微生物学实验方法。还成功地研制了狂犬病疫苗。,29,30,3微生物的生理学发展阶段柯赫（RoberKoch,1843-1910）是另一位微生物学的奠基人。他主要是研究细菌，特别是对病原微生物学的发展作出了巨大的贡献。他建立了微生物学研究的基本技术，如细菌的分离和纯化技术，培养基的制作及染色技术等。他还对炭疽病的病原菌炭疽杆菌进行了非常详细的研究。由此可以看出，在这一阶段，微生物学的研究工作已经深入到了微生物学的生理学领域。,31,4近代微生物学的发展19世纪是微生物学全面发展的时间，20世纪初，微生物的研究更加深入。不仅研究微生物的代谢作用，而且研究微生物的基本生理机制，与生物化学的关系日益密切。一方面，生物化学上许多基本机制的发现促进了微生物生理学的发展，另一方面，通过系统研究微生物的代谢机制，又促进了生物化学的发展。,32,4近代微生物学的发展随着电子显微镜的发明，同位素示踪原子的运用，生物化学，生物物理学新理论、新技术的渗透，大大推动了微生物理论研究的迅速发展，如科学家提出了DNA是生物的遗传物质，进而发现了细菌的染色体DNA为长链的双螺旋结构。特别是20世纪70年代基因工程的建立，为人类控制自然，创造新物种开辟了一条新的途径。由于这一阶段的特点是以微生物为研究材料，大大促进了微生物的发展。,33,4近代微生物学的发展随着微生物发展的逐步深入，人类发现微生物的应用范围很广，可以涉及到人类生活的各个方面，因而也就逐渐形成了许多的分支学科形态学、生理学、生态学、遗传学等。在应用方面则也有更多的分支农业微生物学（畜牧微生物学、兽医微生物学、土壤微生物学）、工业微生物学、医学微生物学、食品微生物学、环境微生物学等。而各分支学科间相互配合，相互促进，有利于微生物的全面发展。,34,二我国食品微生物学的发展中国是一个文明古国，在各方面为人类的进步作出了贡献。我国劳动人民在数千年前就已经利用微生物来为人类服务，但由于受当时社会发展的影响，科学技术发展较慢。世纪年代，由于科学技术的发展和人民生活水平的提高，食品微生物学的发展非常迅速，这给古老的酿造业注入了新的活力，而且也开辟了一些新的领域，并取得了可喜的成绩。下面我们从有益微生物利用方面和有害微生物的检测与控制方面做一简单介绍,35,二我国食品微生物学的发展1有益微生物利用方面（1）味精的独立生产，味精是日常生活中非常重要的鲜味剂，过去是采用化学方法，以粮食中的蛋白质为原料水解制的。从60年代起，我国就逐渐采用微生物发酵方法来生产味精(棒状杆菌)，这既提高了生产效率、降低了生产成本，又节约了粮食。（2）腐乳的生产，由于毛霉的最适生长温度为18，不能周年生产；经过微生物选育，筛选出了适合腐乳生产用的耐热的毛霉，同时利用根霉（25）也可以达到周年生产。此外在发酵工艺也进行了改进，如王致和腐乳的小罐发酵技术等。,36,1有益微生物利用方面（3）柠檬酸的生产，柠檬酸是食品添加剂中常用的酸味剂，过去是依赖进口，现在我国已经成功地利用薯干和废糖蜜为原料，用微生物发酵法来生产柠檬酸（黑曲霉），这不仅结束了依赖进口的被动局面，而且已有柠檬酸出口。（4）酒类的生产白酒在我国的生产有悠久的历史，我国素来以芳香的白酒而闻名于世。近年来在开辟新原料、试制新产品、选育优良菌种、推广新工艺、新设备、实现机械化、连续化、自动化生产和大搞综合利用等方面都取得了较大的成绩。各种名优白酒不断出现。,37,如我国名酒贵州酱香型的茅台，优质酒四川酱香型的郎酒；名酒四川浓香型的五粮液、剑南春和泸州老窖，安徽的古井贡酒，江苏的洋河大曲；我国名酒山西清香型的汾酒、陕西清香型的西风酒；全国优质酒广西米香型的桂林三花酒；我国名酒贵州兼香型的董酒等。啤酒对我国来讲，是一种外来酒种，但上个世纪年代我国的啤酒生产已进入黄金时代，年代新工艺、新设备的投入，使我国啤酒的生产无论在数量上，还是在质量上都取得了很大的发展，目前我国啤酒生产的产量和销量已位居世界第二。,38,（5）微生物酶制剂的生产微生物酶制剂的生产是一个较新的领域。我们知道微生物发酵的原动力是酶，酶制剂的使用可以加快发酵速度，缩短生产周期。目前我国酶制剂的生产取得了很大的发展，如a淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等都已经投产，并取得了较大的规模。（6）单细胞蛋白质的生产单细胞蛋白质的生产是应用微生物的又一个侧面，我们已经成功地制造了饲料酵母、石油蛋白，并用于畜、禽、水产动物的饲料日粮配合之中，已成为重要的蛋白质饲料来源。,39,总之，由于人民生活水平的提高，对食品的种类、数量和质量都提出了更高的要求，与微生物有关的其他食品也纷纷上市.如食用菌品种繁多（金针菇、双孢菇、猴头、灵芝、牛肝菌、羊肚菌、冬虫夏草等），在栽培和选育高产品种方面都有迅速的发展。发酵乳制品方面，如酸奶制品已经形成了系列产品。另外,各种发酵饮料也相继出现，既活跃了食品市场，也丰富了人民物质生活。此外，大量的微生物活菌制剂如三株口服液、昂立一号、生命源口服液、金双歧、丽珠肠乐等也相继问世。,40,有害微生物的检测与控制方面除了有益微生物在食品上的应用外，对有害微生物的监控方面也取得了很大的发展。我国从50年代开始，就对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌等食物中毒菌进行了调查研究，而且还建立了对各种食物中毒的细菌学的分类鉴定方法。并在霉菌毒素方面，也做了大量的工作。如对黄曲霉毒素等的污染检测和预防工作做了比较系统的研究。在广泛调查研究的基础上，根据我国食品生产的具体情况，国家制定了一系列食品卫生标准、出版了食品卫生检验方法微生物学部分、颁发了食品卫生法，统一了全国食品卫生微生物学检验方法，这对促进我国食品卫生工作起到了重要的推动作用。国家“十五”科技攻关重大项目、“十一五”科技支撑项目均立项进行了食品中有害微生物的快速检测方法研究。这对WTO后我国食品的出口提供了重要的保障。,41,三食品微生物学的前景随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人类对食品的要求也越来越高，他们渴望有更好的畜禽肉类、水产品、蛋类、乳制品、粮食、水果、蔬菜及其加工品；这些必然推动食品工业的发展。近年来，各种类型的食品加工厂不断建立，与此同时还建立了各种食品研究机构和卫生检测机构，开展了食品卫生和微生物学的检验工作。由于食品工业发展的需要，我国各农业院校在80年代相继成立了食品科学、食品生物工程、农畜（渔）产品加工与贮藏及食品营养与安全等有关专业，而食品微生物学是食品专业的一门主干课程和重要的专业基础课。因此，食品微生物学肩负着提高食品数量与质量、保证食品卫生品质、使人类获得更佳的营养丰富、色香味美的保健食品的光荣任务，它将在食品工业中发挥重要作用，因而，具有广阔的发展前景。,42,思考题,1.什么是微生物？什么是食品微生物学？2.在实际生产中如何合理利用微生物的特点？3.简述微生物学的形成和发展及各个发展时期的代表人物和其科学贡献。4.简述我国食品微生物学的发展。5.食品微生物学的研究内容是什么？6.微生物在食品中的应用有哪些形式？,43,第二章食品中常见的微生物第一节食品中常见的细菌一有益菌(7个属)二腐败菌和病原菌(15属)第二节食品中常见的真菌一食品中常见的酵母菌(7个属)二食品中常见的霉菌(14个属),44,第二章食品中常见的微生物微生物种类繁多，分细胞结构和非细胞结构。非细胞结构包括有病毒；细胞结构中包括有原核的细菌、放线菌和螺旋菌，真核的酵母菌、霉菌和担子菌等，有关这些微生物的形态和结构、生理（营养、代谢、生长）生态及遗传与变异等方面的知识已在普通微生物中讲述，在此不再赘述。与食品工业关系密切的微生物主要包括有细菌、酵母菌、霉菌等，当然也包括有放线菌和病毒及食用菌。,45,第一节食品中常见的细菌一有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）G+无芽孢杆菌，细胞形态多样，长形、细长状、弯曲形及短杆状；耐氧或微好氧菌；单个存在或呈链状排列；最适生长温度在30-40；产酸和耐酸能力强，最适pH值5.5-6.2,一般在pH值5或更低情况下能生长。分解糖的能力很强，发酵代谢类型有三种：专性同型乳酸发酵、兼性异型乳酸发酵和专性异型乳酸发酵。,46,第一节食品中常见的细菌一有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）(1)专性同型乳酸发酵：指能发酵葡萄糖产生85%以上的乳酸，并且不发酵戊糖或葡萄糖酸盐的类群，如德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌、香肠乳杆菌等。保加利亚乳杆菌嗜酸乳杆菌瑞士乳杆菌,47,第一节食品中常见的细菌一有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）(2)兼性异型乳酸发酵：指能发酵葡萄糖产生85%以上乳酸，并且发酵戊糖或葡萄糖酸盐的类群，如干酪乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、米酒乳杆菌和耐酸乳杆菌等干酪乳杆菌植物乳杆菌戊糖乳杆菌,48,左图:戊糖乳杆菌素31-1对蜡样芽孢杆菌的抑制作用右图:戊糖乳杆菌素31-1对金黄色葡萄球菌的抑制,49,第一节食品中常见的细菌一有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）(3)专性异型乳酸发酵：指发酵葡萄糖产生等摩尔的乳酸、CO2、乙酸和/乙醇的类群。如发酵乳杆菌、短乳杆菌、高加索奶乳杆菌等。,50,第一节食品中常见的细菌一有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）常见的乳杆菌有:干酪乳杆菌（L.casei）嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）植物乳杆菌（L.plantarum）瑞士乳杆菌（L.helveticus）发酵乳杆菌（L.fermentum）弯曲乳杆菌（L.curvatus）米酒乳杆菌(L.sake)保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）广泛存在于在牛乳、肉、鱼、果蔬制品及动植物发酵产品中。这些菌通常为食品的有益菌，常用来作为乳酸、干酪、酸乳等乳制品的生产发酵剂。植物乳杆菌常用于泡菜、青贮饲料的发酵。,51,一有益菌2链球菌属（Streptococcus）G+球菌，细胞呈球形或卵圆形，细胞成对地链状排列，接触酶阴性，无芽孢，兼性厌氧，化能异样，营养要求复杂，属同型乳酸发酵，生长温度范围25-45，最适温度37。常见于人和动物口腔、上呼吸道、肠道等处。多数为有益菌，是生产发酵食品的有用菌种，如嗜热链球菌、乳链球菌、乳脂链球菌等可用于乳制品的发酵。但有些种是人畜的病原菌，如引起牛乳房炎的无乳链球菌，引起人类咽喉等病的溶血链球菌。有些种又是引起食品腐败变质的细菌，如液化链球菌和粪链球菌（Sc.faccalis）（现归属于肠球菌属）可引起食品变质。,52,左图：嗜热链球菌（Sc.thermoplilus）右图：乳脂链球菌(Sc.creamoris),53,一有益菌片球菌属（Pediococcus）G+球菌，成对或四联状排列，罕见单个细胞，不形成链状，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧，同型发酵产生乳酸，最适生长温度25-40。主要存在于发酵的植物材料和腌制蔬菜中，常用于泡菜、香肠等的发酵，也常引起啤酒等酒精饮料的变质。常见的有啤酒片球菌（P.cerevisaae）、乳酸片球菌(P.acidilactici)、戊糖片球菌(P.pentosaceus)、嗜盐片球菌(P.halophilus)等。,片球菌个体形态,54,一有益菌明串珠菌属(Leuconostoc)G+球菌，菌体细胞呈圆形或卯圆形，菌体常排列成链状，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧，最适生长温度20-30，营养要求复杂，在乳中生长较弱而缓慢，加入可发酵性糖类和酵母汁能促进生长，属异型乳酸发酵。多数为有益菌，常存在于水果、蔬菜、牛乳中。能在含高浓度糖的食品中生长，如噬橙明串珠菌（Leue.citrovorum）和戊糖明串珠菌（Leue.dextranicus）可作为制造乳制品的发酵菌剂。另外，戊糖明串珠菌和肠膜明串珠菌可用于生产右旋糖酐，作为代血浆的主要成分，也可以作为泡菜等发酵菌剂。肠膜明串珠菌（Leuc.mesenteroides）等可利用蔗糖合成大量的荚膜（葡聚糖），可增加酸奶的粘度。,55,左图：肠膜明串株菌(Leuc.Mesenteroides)形态图右图：肠膜明串株菌产胞外多糖的菌落特征,56,一有益菌双歧杆菌属（Bifidobaterim）G+不规则无芽孢杆菌，呈多形态，如Y字型、V字型、弯曲状、棒状、勺状等，专性厌氧，营养要求苛刻，最适温度37-41，最适pH6.5-7.0,在pH4.5-5.0或8.0-8.5不生长。发酵碳水化合物活跃，发酵产物主要是和乳酸，不产生CO2。主要存在于人和各种动物的肠道内。目前报道的已有32个种，其中常见的是长双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌及青春双歧杆菌。双歧杆菌是1899年法国巴斯德研究所Tisster发现并首先从健康母乳喂养的婴儿粪便中分离出来。双歧杆菌具有多种生理功能，目前已风行于保健饮品市场，许多发酵乳制品及一些保健饮料中常常加入双歧杆菌以提高保健效果。,57,左图：长双歧杆菌（B.longumTZ1）右图：两歧双歧杆菌（B.bifidumZ5）,58,左图：婴儿双歧杆菌（B.infantis）右图：青春双歧杆菌（B.adolescenlis）,59,左图：短双歧杆菌（B.breve）右图：动物双歧杆菌（B.animalis）,60,健康肠道中双歧杆菌的个体形态及菌落特点,61,第一节食品中常见的细菌一有益菌丙酸杆菌属（Propionibacterium）G+不规则无芽孢杆菌，有分支，有时呈球状，兼性厌氧。能使葡萄糖发酵产生丙酸、乙酸和气体。最适生长温度30-37。主要存在于乳酪、乳制品和人的皮肤上，参与乳酪成熟，常使乳酪产生特殊香味和气孔。,62,5醋酸杆菌属（Acetobacter）G-需氧杆菌，幼龄菌为G-杆菌，老龄菌G染色后常为G+，单个、成对或链状排列，无芽孢，有鞭毛，为专性需氧菌。最适温度30-35，生长的最好碳源是乙醇、甘油和乳酸。有些菌株能合成纤维素，在静置液体培养基中生长时，表面形成一层纤维素薄膜。主要分布在花、果实、葡萄酒、啤酒、苹果汁、醋和园土等环境。该属菌有较强的氧化能力，能将乙醇氧化为醋酸，并可将醋酸和乳酸氧化成CO2和水，对食醋的生产和醋酸工业有利，是食醋、葡萄糖酸和维生素C的重要工业菌。但若酒类中污染了此菌，则对酒类、饮料有害。常常危害水果、蔬菜，使酒、果汁变酸。如纹膜醋酸杆菌可以使葡萄酒、果汁变酸；胶膜醋酸杆菌和氧化醋酸杆菌可形成粘性物质，使醋生产受到妨碍。,63,Kefir及Kefir中的醋酸菌（图片来自东京农业大学）,64,二腐败菌及病原菌1假单胞菌属（Pseudomonas）G-需氧杆菌，直或稍弯曲杆状。无芽孢、端生鞭毛、能运动，过氧化氢酶和氧化酶阳性，产能代谢方式为呼吸。营养要求简单，多数菌种在不含维生素、氨基酸的合成培养基中良好生长。在自然界分布极为广泛，常见于水、土壤和各种动植物体中。假单胞菌能利用碳水化合物作为能源，只能利用少数几种糖，能利用简单的含氮化合物。一般被认为是食品的腐败菌。,65,二腐败菌及病原菌1假单胞菌属（Pseudomonas）多数菌株具有强力分解脂肪和蛋白质的能力。它们污染食品后，若环境条件适合，可在食品表面迅速生长，一般能产生水溶性荧光色素，产生氧化产物和粘液，从而影响食品的风味、气味，引起食品的腐败变质。本属菌在低温条件下也能很好地生长。一些种能在5低温下良好生长，为嗜冷菌。但对热、干燥抵抗力差，对辐照敏感。所以也可引起冷藏食品的腐败变质，如冷冻肉和熟肉制品的腐败变质，常常是由于该类菌的污染。该属主要包括有：,66,二腐败菌及病原菌1假单胞菌属（Pseudomonas）荧光假单孢菌适宜生长温度为25-30，4能生长繁殖，能产生荧光色素和黏液，分解蛋白质和脂肪的能力强，常常引起冷藏肉类、乳及乳制品变质；铜绿假单孢菌可产生扩散的荧光色素和绿脓菌素。该菌引起人尿道感染和乳房炎等；生黑色腐败假单孢菌，能在动物性食品上产生黑色素；菠萝软腐病假单孢菌，可使菠萝果实腐烂，被侵害的组织变黑并桔萎；恶臭假单孢菌能产生扩散的荧光色素，有的菌株产生细菌素。与食品腐败有关的菌种还有，草莓假单孢菌、类黄、类蓝假单孢菌、腐臭假单孢菌、生孔假单孢菌、黏假单孢菌等。,67,铜绿假单胞菌菌落图及形态图,68,二腐败菌及病原菌产碱杆菌属（Alcaligenes）G-需氧杆菌。杆状、球杆状或球状，通常单个存在，周身鞭毛，专性好氧。代谢方式为呼吸，氧化酶阳性。能产生黄色、棕黄色或黄色的色素。有些菌株能在硝酸盐或亚硝酸盐存在时进行厌氧呼吸。适宜温度20-37，为嗜冷菌。不能分解糖类产酸，但能利用各种有机酸和氨基酸为碳源，在培养基中生长能利用几种有机盐和酰胺产生碱性化合物。在自然界分布极广，存在于原料乳、水、土壤、饲料和人畜的肠道内，是引起乳品和其它动物性食品产生粘性变质的主要菌，但不分解酪蛋白。,69,二腐败菌及病原菌黄色杆菌属（Flavobacterium）G-杆菌，好氧菌，极生鞭毛，能运动。可利用植物中的糖类产生脂溶性的黄、橙、黄绿色色素而著称。大多数来源于水和土壤，适于30生长，一部分是嗜冷菌，为重要的冷藏食品变质菌。该属菌还具有以下特点：可低温生长，在4低温下使乳与乳制品变黏和产酸。可产生对热稳定的胞外酶，分解蛋白质能力强，常引起多种食品，如乳、禽、鱼、蛋等腐败变质。,70,二腐败菌及病原菌无色杆菌属（Achromobacter）G-杆菌，能运动，常分布于水和土壤中，多数能分解糖和其它物质，产酸不产气，是肉类产品的腐败菌，如能使禽、肉和海产品等食品变质发粘。盐杆菌属（Halobacterium）G-需氧杆菌，对高渗均具有很强的耐受力，可在高盐环境中（3.5%至饱和溶液中）生长。低盐可使细菌由杆状变为球状。该属菌可在咸肉和盐渍食品上生长，引起食品变质。,71,二腐败菌及病原菌埃希氏杆菌属（Escherichia）该属包括5个种，其中大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌）是代表种。该属为G-杆菌，单个存在，周身鞭毛，无芽孢，少数菌有荚膜，属于兼性厌氧菌。对营养要求不严，在普通营养琼脂上形成扁平、光滑湿润、灰白色、半透明、圆形、中等大小的菌落。在伊红美蓝（EMB）培养基上成紫色具金属光泽菌落。发酵乳糖产酸产气，能在含胆盐培养基上生长。最适温度37，能适应生长的pH4.3-9.5，最适pH7.2-7.4。不耐热，巴氏杀菌可杀死。自然条件下耐干燥，存活力强。但对寒冷抵抗力弱，特别在冰冻食品中易死亡。,72,二腐败菌及病原菌埃希氏杆菌属（Escherichia）该属包括5个种，其中大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌）是代表种。该属为G-杆菌，单个存在，周身鞭毛，无芽孢，少数菌有荚膜，属于兼性厌氧菌。对营养要求不严，在普通营养琼脂上形成扁平、光滑湿润、灰白色、半透明、圆形、中等大小的菌落。在伊红美蓝（EMB）培养基上成紫色具金属光泽菌落。发酵乳糖产酸产气，能在含胆盐培养基上生长。最适温度37，能适应生长的pH4.3-9.5，最适pH7.2-7.4。不耐热，巴氏杀菌可杀死。自然条件下耐干燥，存活力强。但对寒冷抵抗力弱，特别在冰冻食品中易死亡。,73,大肠杆菌的动力学结果图,74,埃希氏杆菌属（Escherichia）,75,大肠杆菌（E.coli）形态与菌落特征图,76,大肠杆菌（E.coli）电镜形态图,77,大肠杆菌EMB平板照片,大肠杆菌个体形态图,78,二腐败菌及病原菌埃希氏杆菌属（Escherichia）值得注意的是，大肠杆菌是人和动物肠道正常菌群之一，多数在肠道内无致病性，极少数可产生肠毒素、肠细胞出血毒素等致病因子，可引起食物中毒。此外，该菌多数有组氨酸脱羧酶，在食品中生长可产生组胺，引起过敏性食物中毒。大肠杆菌也是食品中常见的腐败菌，在食品中生长产生特殊的粪臭素。大肠杆菌作为大肠菌群的主要成员，是食品和饮用水被粪便污染的指示菌之一。,79,二腐败菌及病原菌肠杆菌属（Enterobacter）G-无芽孢短直杆菌，周身鞭毛。兼性厌氧，发酵葡萄糖或乳糖产气能力强。主要存在于植物、谷物表面、水及食品中。是大肠菌群成员（大肠菌群包括肠杆菌属、柠檬酸杆菌属、克雷伯氏菌属），作为粪便污染菌。该属菌有的是条件致病菌，可从尿液、痰、呼吸道等分离到，常引起人肠道感染。有一部分低温菌株可引起冷藏食品的腐败。常见的有产气肠杆菌（E.aerogenes）、阴沟肠杆菌（E.cloacae）等。,80,肠杆菌属（Enterobacter),81,二腐败菌及病原菌沙门氏菌属（Salmonella）G-无芽孢两端钝圆的短杆菌，菌体周生鞭毛，无荚膜，兼性厌氧，最适生长温度35-37，最适pH7.2-7.4。该属菌能发酵葡萄糖产酸产气，不分解乳糖，产生H2S。根据其生化性状差别，可分为1-5个。根据细胞表面抗原和鞭毛抗原的不同，分为2000多个血清型。不同血清型的致病力及侵染对象不尽相同，有些对人致病，有些对动物致病，也有些对人和动物都致病。该属菌广泛分布在土壤、水、污水、动物体表、加工设备、饲料、食品等中，为人类重要的肠道病原菌，常污染鱼、肉、禽、蛋、乳等食品，特别是肉类。能引起肠道传染病和食物中毒。,82,沙门氏菌的菌落特征,83,二腐败菌及病原菌志贺氏菌属（Shigella）G-短直短杆状，无鞭毛、无芽孢，兼性厌氧菌。菌落中等大小、半透明、光滑。多数不分解乳糖。根据生化和血清型学反应分为4个血清群，其中痢疾志贺氏菌（S.dysenteriae）污染食品经口进入人体后可导致典型的细菌性痢疾。10变形杆菌属（Proteus）G-两端钝圆的短杆状，表现为多形态，幼龄呈丝状或弯曲状，周生鞭毛，运动活泼能运动，兼性厌氧菌。对营养要求不高，有强力分解蛋白质能力。分布于泥土、水、动物和人类粪便中，是肉和蛋类食品的重要腐败菌，且可以引起人类食物中毒。,84,志贺氏菌的菌落特征,85,志贺氏菌的电镜形态照片,86,二腐败菌及病原菌11弧菌属（Vibrio）G-兼性厌氧杆菌，细胞呈弧状或直杆状，单生鞭毛，不形成芽孢。氧化酶阳性，发酵糖类产酸产气，不产生水溶性色素。一些菌株适于高盐中生长，个别耐受23%NaCl。该属菌主要分布在淡水、海水、贝类体表和肠道、浮游生物、腌肉和盐渍食品中，并有高的检出率。海产动物死亡后，在低温或中温保藏时，该属细菌可在其中增殖引起腐败。该属中的霍乱弧菌（V.cholerae）和副溶血性弧菌（V.parahaemolytacus）是两个重要的病原菌，前者引起人霍乱病，后者引起食物中毒。,87,二腐败菌及病原菌12微球菌属（Micrococcus）为G+好氧球菌，不运动，接触酶和氧化酶阳性。单生、双生或四联球状排列，有的连接成立方堆团或不规则的簇群。菌落常为圆形、凸起、光滑，某些菌株可形成粗糙菌落。对干燥和高渗有较强抵抗力，可在5%NaCl环境中生长，最适温度为25-37。自然界分布很广，如土壤、水、灰尘，人及动物体表及许多食品中都有存在某些菌株能产生黄、橙或红色素，如黄色小球菌(Mc.flavus)产生黄色，玫瑰小球菌(Mc.roseus)产生粉红色。这些菌生长后能使食品变色，引起肉类、鱼类、水产品、豆制品等腐败。此外，有些菌能在低温环境下生长，可引起冷藏食品腐败变质,88,黄色微球菌菌落形态图,89,二腐败菌及病原菌13葡萄球菌属（Staphylococcus）为G+兼性厌氧球菌，以多个平面分裂，单个、成对以及不规则的葡萄状排列。菌落凸起、光滑、闪光奶油状，不透明，可产生金黄色、柠檬色、白色等非水溶性色素。该属具有很强的耐高渗透压能力，可在7.5%-15%NaCl环境中生长。自然界分布很广，如空气、水和不洁净容器、工具，人及动物体表都能存在。其中与食品关系最为密切的是金黄色葡萄球菌（S.aureus），该菌除了具有上述特征外，还能发酵葡萄糖、分解甘露醇等，卵磷脂酶阳性，可产生肠毒素及血浆凝固酶等，能引起人类的食物中毒。,90,金黄色葡萄球菌显微形态和菌落特征图,91,金黄色葡萄球菌的电镜图,92,金葡血浆凝固酶实验,金葡在BP平板上的菌落形态,93,发酵香肠中的肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌,当然,葡萄球菌和微球菌菌属中的某些菌又是发酵肉制品常用的有益菌。如葡萄球菌属中的木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌及腐生葡萄球菌等是发酵香肠中常用的成香菌。,94,二腐败菌及病原菌14芽孢杆菌属(Bacillus)G+杆菌，好氧菌，单个存在，成队或短链排列，多数鞭毛，能产生芽孢，芽孢直径小于菌体宽度，接触酶阳性，发酵葡萄糖产酸不产气，对不良环境抵抗力强。自然界分布很广，在土壤、植物、腐殖质、食品及空气中最为常见。该属细菌中的炭疽芽孢杆菌（Bacillusanthracis）是毒性很大的病原菌，能引起人类和牲畜患炭疽病。蜡状芽孢杆菌（B.creeus）污染食品可引起食品变质并可引起食物中毒。枯草芽孢杆菌、覃状芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌及嗜热脂肪芽孢杆菌等是食品的常见腐败菌，污染食品也引起食物变质。但它们产生蛋白酶的能力强，可作为生产蛋白酶的产生菌。,95,枯草芽孢杆菌R21-4的营养体/芽孢/菌落形态,96,蕈状芽孢杆菌个体形态,巨大芽孢杆菌个体形态,97,嗜热脂肪芽孢杆菌的个体形态与菌落特点,凝结芽孢杆菌的个体形态与菌落特点,98,二腐败菌及病原菌15梭状芽孢杆菌属(Clostridium)G+厌氧或微需氧菌杆菌，产生芽孢且多数芽孢直径大于菌体宽度，多呈球形，使菌体呈梭状。多数有鞭毛。接触酶阴性，发酵碳水化合物产生有机酸、醇、气体，分解氨基酸产生H2S、粪臭素、硫醇等恶臭成分。对不良环境有极强的抵抗力，可耐受2.5-6.5%NaCl浓度的渗透压，对亚硝酸纳和氯敏感。主要分布在土壤、下水污泥、海水沉淀物、腐败植物、食品和哺乳动物肠道内，为食品重要变质菌之一。其中的肉毒梭状芽孢杆菌具有毒性极大的病原菌，产生很强的肉毒素，是肉类罐头中最重要的病原菌。解糖嗜热梭状芽孢杆菌是分解糖类的专性嗜热菌，常引起蔬菜、水果、罐头等食品的产气性变质。腐败梭状芽孢杆菌能引起蛋白质性食品发生变质。,99,第二节食品中常见的真菌一食品中常见的酵母菌自然界存在的酵母菌种类很多，现将其中与食品有关的重要酵母菌简述如下。,100,酵母菌形态图,101,左图:Kefir中的酵母菌(来自东京农业大学)右图:北京果脯中的酵母菌,102,左图:酵母菌的细胞结构图右图:酵母菌的各种菌落,103,酵母属（Saccharomyces）本属酵母菌，细胞为圆形，卯圆形，常常形成假菌丝，多数为出芽繁殖。能产生个，能发酵多种糖类。如啤酒酵母（Saeeh.cercvisiae）有上面发酵酵母和下发酵酵母两种。本属酵母菌可引起水果、蔬菜发酵，食品工业上常用其进行酿酒和发酵用。本属酵母菌中的鲁氏酵母菌、蜂蜜酵母菌等可以在含高浓度糖的基质中生长，因而可引起高糖食品（如果酱、果脯）的变质。同时也能抵抗高浓度的食盐溶液，如生长在酱油中，可在酱油表面生成灰白色粉状的皮膜，时间长后皮膜增厚变成黄褐色，是引起食品败坏的有害酵母菌。,104,左图:啤酒酵母菌落右图:酵母菌假菌丝的形成过程,105,2毕赤氏酵母属（Pichia）细胞为筒形，可形成假菌丝，孢子为球形或帽子形。分解糖的能力弱，不产生酒精，能氧化酒精；能耐高浓度的酒精，常使酒类和酱油产生变质并形成浮膜，如粉状毕赤氏酵母菌。3汉逊氏酵母属（Hansenula）细胞为球形、卯形、圆柱形，常形成假菌丝，孢子为帽子形或球形，对糖有强的发酵作用，主要产物不是酒精而是酯，在液体中繁殖，可产生浮膜，如异常汉逊氏酵母（Hansenulaanomala）是酒类的污染菌，常在酒的表面生成白色干燥的菌醭。,106,4假丝酵母属（Candida）细胞为球形或圆筒形，有时细胞连接成假菌丝状。借多端出芽和分裂而繁殖，对糖有强的分解作用，一些菌种能氧化有机酸。在液体中常形成浮膜，如浮膜假丝酵母（Candidamycoderma）。常存在于许多食品上，如新鲜的和腌制过的肉发生的一种类似人造黄油的酸败就是由该属的酵母菌引起的。此外毕赤氏酵母，汉逊氏酵母，假丝酵母三属的酵母菌都能能利用烃类作为碳源，故饲料生产上已利用其作为生产菌，其酵母菌干物质中含蛋白质高达60%左右，是饲料蛋白质的主要来源。,107,5赤酵母属（Rhodotorula）即红酵母属细胞为球形、卯圆形、圆筒形，借多端出芽繁殖，菌落特别粘稠，有产生色素的能力。（赤色、橙色、灰黄色），代表品种有粘红酵母（Rhodoturulaglutinis）、胶红酵母（Rhodotorulamucilahinosa）它们在食品上生长，可形成赤色斑点，该属酵母菌具有积聚高量脂肪的能力，故细胞内脂肪含量高达干物质的60%，故也称脂肪酵母，但蛋白质产量比其它酵母低。,108,深红酵母菌落形态,白假丝酵母菌落形态,109,6球拟酵母属（Torulopsis）细胞呈球形、卯形、椭圆形，借多端出芽繁殖。对多数糖果有分解能力，具有耐受高浓度的糖和盐的特性。如杆状球拟酵母（Torullpsisbacillaris），能在果脯、果酱和甜炼乳中生长。该属酵母菌常出现在冰冻食品中（如乳制品、鱼贝类），而使食品发生腐败变质。,110,7丝孢酵母属（Trichosporon）酵母细胞呈菌丝状为假菌丝，能形成出芽孢子，出芽连接呈短链状或呈长轮状，有些可产生厚膜孢子。对糖的发酵力很弱。在液体培养基上生长，能产生浮膜，细胞内含有同赤酵母一样含量高的脂肪。如在酿造食品（啤酒）及冷藏肉中常常出现的茁芽丝酵母。,111,二食品中常见的霉菌1毛霉属（Mucor）形态结构：菌丝细胞无隔膜，单细胞组成，出现多核，菌丝呈分枝状。以孢子囊孢子（无性）和接合孢子（有性）繁殖。一般是菌丝发育成熟时，在顶端即产生出一个孢子囊，呈球形，孢子囊梗伸入孢子囊梗部分成为中轴，孢子为球形或椭圆形。,112,二食品中常见的霉菌1毛霉属（Mucor）生理特征：大多数毛霉具有分解蛋白质的能力，同时也具有较强的糖化能力。因此，在食品工业上毛霉主要是用来进行糖化和制作腐乳，也可用于淀粉酶的生产。如雅致放射毛霉用于腐乳的生产可使腐乳产生芳香的物质及蛋白质的分解物（AA、鲜味）；鲁氏毛霉等可用于有机酸和酒精工业原料的糖化和发酵；鲁氏毛霉、总状毛霉、大毛霉等常用于生产淀粉酶。当然污染到果实、果酱、蔬菜、糕点、乳制品、肉类等食品上的毛霉，在条件适宜的情况下生长繁殖后也可导致这些食品发生腐败变质。,113,2根霉属（Rhizopus）形态结构：形态结构与毛霉相似。菌丝分枝状，菌丝细胞内无横隔。在培养基上生长时，菌丝伸入培养基质内，长成分枝的假根，假根的作用是用来吸收营养。而连结假根，靠近培养基表面向横里匍匐生长的菌丝称为匍匐菌丝。从假根着生处向上丛生直立的孢子梗不分枝，产生许多孢子，即孢子囊孢子。,114,2根霉属（Rhizopus）生理特性及食品上的作用：根霉能产生糖化酶，使淀粉转化为糖，是酿酒工业上常用的发酵菌。有些菌种也是甜酒酿、甾体激素，延胡索酸和酶制剂等物质制造的应用菌。另一方面，根霉也常常引起粮食及其制品的霉变，如米根霉、华根霉等。,115,左图:根霉的形态图右图:霉菌的菌丝类型,116,根霉引起红果的腐败变质,少孢根霉显微形态,117,3曲霉属（Aspergillus）菌丝呈黑、棕、黄、绿、红等多种颜色，菌丝有横隔膜，为多细胞菌丝，营养菌丝匍匐生长于