食品微生物概论PPT课件.ppt

1,食品微生物概论,2,主要内容一、细菌的形态与结构二、细菌的生理三、消毒与灭菌四、细菌的感染与致病机理五、细菌的分类与命名,3,一、细菌的形态与结构,微生物是个体最小的生物，主要包括细菌、真菌(霉菌和酵母菌)、放线菌、螺旋体、霉形体、立克次氏体、衣原体和病毒等。细菌是原核生物界中的一大类单细胞微生物，它们的个体微小，形态和结构简单。广义的细菌除细菌外，还包括立克次氏体、衣原体、霉形体、螺旋体及放线菌等。,4,1、细菌的形态1.1细菌的大小测定细菌大小的单位通常是微米（um），同种细菌在不同的生长环境和不同的培养条件下，其大小会有所变化。一般情形下，球菌直径常为0.5-2.0um，杆菌和螺旋菌用长和宽表示，杆菌的宽度一般为0.5-1.0m，长度为宽度的一倍或几倍。大肠杆菌的大小为0.4-0.7m1.0-3.0m。,5,1.2细菌的基本形态细菌的外形比较简单，有球状、杆状和螺旋状三种基本类型及某些其他形态。球菌：按分裂方向及分裂后排列的情况分为双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、八叠球菌等。杆菌：一般呈正圆形，也有的近似卵圆形，分为长杆菌、短杆菌、双杆菌和链杆菌。螺旋状菌：菌体呈弯曲或螺旋状的圆柱形，可分为弧菌和螺菌两种。,6,7,1.3细菌的繁殖方式细菌的繁殖方式都是简单的裂殖。不同细菌裂殖后其菌体排列方式不同，可作为其分类与鉴定的一种依据。,8,9,2、细菌的基本结构细菌细胞均具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核体等基本结构。,10,2.1细胞壁细胞壁在细菌细胞的外围，是一层坚韧而具有弹性的膜，化学成分主要是肽聚糖，占细胞壁物质的40-95%，此外还有磷壁酸、多糖、蛋白质等。分支杆菌还含有大量的脂类。细胞壁主要功能是维持细菌外形，保护细菌耐受低渗环境。还与细菌对某些药物的敏感性有关。,11,2.2细胞膜细胞膜位于细胞壁内面，包围在细胞浆的外面，是一层富有弹性的半透性薄膜，主要化学成分是磷脂和蛋白，也有少数碳水化合物和其他物质。细胞膜主要参与细胞内外的物质转运、交换，维持细胞内正常渗透压，合成细胞壁、荚膜的各组分，着生鞭毛并供应细菌运动所需能量。细胞膜受到损伤，细菌就会死亡。,12,2.3细胞质细胞质通常是指细菌细胞膜内包围的、除核体以外的所有物质，是一种无色透明、均质的黏稠胶体。主要成分是水、蛋白质、脂类、多糖类、核糖核酸和少量无机盐等。细胞质是细菌进行营养物质代谢以及合成核酸和蛋白质的场所。,13,3、细菌的特殊结构细菌细胞除前面所述的基本结构外，有的还有荚膜、S层、鞭毛、菌毛、芽孢等特殊功能的结构，有些与细菌的致病力有关，也有助于细菌鉴定。,14,4、细菌形态和结构的观察方法细菌微小，需借助仪器设备放大后才能观察到。常用的方法有：普通光学显微镜观察法、电子显微镜观察法和细菌革兰氏染色法等。,15,革兰氏染色法原理：细菌经初染和媒染后，细胞膜或原生质上了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阴性菌的细胞壁含脂类较多，当以95%乙醇脱色时，脂类被溶解，而肽聚糖少，且交联疏松，不易收缩，在细胞壁中形成的空隙较大，结晶紫与碘复合物极易被溶解脱出，最后被红色染料复染成红色。革兰氏阳性菌的细胞壁含脂类少，肽聚糖多且交联紧密，95%乙醇作用后肽聚糖收缩，细胞壁孔隙缩小至结晶紫与碘的复合物不能脱出，经红色染料复染后仍为紫色。,16,染色步骤（1）、涂片液体培养物：取一环菌液轻轻涂抹在玻片上，制成直径约1cm大小薄层，然后将接种环灭菌平板培养物：先滴一滴水到玻片上，挑取单菌落细菌涂抹在玻片上，然后将接种环灭菌,17,18,（2）、干燥及固定涂片置室温自然干燥，必要时可将标本面朝上，放在离火焰较高处微微烘干，但切勿在火焰上直烤，过火后，可用手背试温，以微烫为准,19,3、染色初染:结晶紫染色液,2分钟；媒染:碘液,2分钟；脱色:95%酒精,30秒；复染:番红染色液,30秒不同的产品，染色过程也不尽相同，具体以产品说明书为准。,20,4、镜检先在低倍物镜下找准位置，并调整至清晰；在染色的位置滴加松柏油，用油镜观察。,21,22,23,油镜下模式图1000,24,常见的染色方法主要包括：复染色法（如革兰氏染色）、负染色法、单染色法、荧光染色法等。,25,二、细菌的生理,1、细菌细胞的代谢过程细菌与其他生物一样，有独立的生命活动，涉及复杂的新陈代谢。细菌的生理涉及细菌的组分、营养要求、能量代谢、生物生长合成繁殖及基因调控等。细菌与动物真核生物新陈代谢的主要区别有以下几点：（1）、细菌生长和繁殖速度极快，超过动物细胞10-100倍；（2）、细菌利用各种化合物作为能源的能力远远强于动物细胞；,26,（3）、细菌对营养的需要比动物细胞更为多种多样；（4）、细菌可利用超常流水线式生产方式合成大分子物质；（5）、细菌能产生诸如肽聚糖、脂多糖、磷酸壁等特殊物质。细菌代谢过程按功能分为物质摄取、生物合成、聚合作用及组装四个步骤。,27,2、细菌的生长繁殖细胞新个体的形成导致细菌的生长繁殖，分别体现在个体和群体两方面。2.1细菌个体的生长繁殖细菌以二等分分裂法进行无性繁殖。已知大肠杆菌菌体的分裂过程涉及30多个基因的调控。,28,2.2细菌群体的生长繁殖如将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性，主要分4个时期，即迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期。迟缓期：是细菌来到新环境的一个适应过程，一般约需1-4小时。对数期：细菌此时生长迅速，以几何级数增长。稳定期：因营养消耗、代谢产物的蓄积等，新繁殖的活菌数与死亡菌数大致平衡。衰亡期：细菌开始大量死亡，死菌数超过活菌数。,29,30,2.3细菌的人工培养用人工的方法，提供细菌在动物体内生长繁殖需要的基本条件，达到培养细菌、进行鉴定及进一步利用的目的。人工培养细菌，除需提供充足的营养物质外，还需有合适的酸碱度、适宜的温度及必要的气体环境。,31,（1）培养基是人工配制的基质，含有细菌生长繁殖必须的营养物质。按营养组分的差异可分为基础培养基和营养培养基。按状态差异可分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。按功能差异可分为鉴别培养基、选择培养基及厌氧培养基。,32,（2）氧气根据细菌对氧气的需求，可分为需氧菌、厌氧菌和兼性厌氧菌。根据培养对象的不同，需要提供不同的氧环境。目前食品卫生微生物检验常见的致病菌多数为需氧菌。,33,（3）温度不同细菌对温度有不同适应范围，各种细菌又有各自的可生长温度和最适温度。根据细菌对温度的适应范围，可将细菌分为三类：嗜冷菌，生长温度在-5-30，最适温度10-20；嗜温菌，生长温度10-45，最适温度20-40；嗜热菌，生长温度25-95，最适温度50-60。,34,（4）酸碱度pH影响微生物的生长，每种细菌均有一个可适应的pH范围及最适生长pH。大多数细菌在pH6-8之间可以生长，但多数病原菌的最适pH为7.2-7.6。,35,三、消毒与灭菌,介绍几个基本概念：杀菌作用，指某些物质或因素具有的在一定条件下杀死微生物的作用。抑菌作用，指某些物质或因素具有的抑制微生物生长与繁殖的作用。抗菌作用，指某些物质具有的抑制或杀灭微生物的作用。,36,灭菌，指杀灭物体中所有病原微生物和非病源微生物及其芽孢、霉菌孢子的方法。消毒，指杀死物体中的病原微生物的方法。防腐，指阻止或抑制微生物生长繁殖的方法。无菌，指没有活的微生物的状态。,37,1、物理因素对微生物的影响对微生物影响的物理因素包括：温度、辐射、干燥、声波、微波、滤过等。,38,1.1、温度（1）、低温大多数微生物对低温具有很强的抵抗力，许多细菌在-20或-70-50下可以存活。常用低温方法来保存细菌。（2）、高温高温对微生物具有明显的致死作用，常用于消毒和灭菌。,39,热力灭菌法分为干热灭菌和湿热灭菌两类干热灭菌法包括火焰灭菌和热空气灭菌两类：火焰灭菌法：以火焰直接烧灼杀死物体中的全部微生物的方法，包括灼烧和焚烧两种。热空气灭菌法：利用干热灭菌器，以干热空气进行灭菌的方法。在干热情况下，由于热空气的穿透力较低，干热灭菌需在160维持1-2小时，才能达到杀死所有微生物及其芽孢、孢子的目的。,40,湿热灭菌法常见的有以下几种：（1）巴氏消毒法，以较低温度杀死液态食品中的病原菌或特定微生物，而又不致严重损害其营养成分和风味的消毒方法。具体方法可分为三类：低温维持巴氏消毒法，在63-65保持30分钟；高温瞬时巴氏消毒法，在71-72保持15秒；超高温巴氏消毒法，在132保持1-2秒。,41,（2）、流通蒸汽灭菌法，利用蒸汽在容器内进行灭菌的方法。100的蒸汽维持30分钟，足以杀死细菌的繁殖体，但不能杀灭芽孢和霉菌孢子。（3）、高压蒸汽灭菌发，利用高压蒸汽灭菌器进行灭菌的方法。通常1.02kg/cm2的压力，在121.3温度下维持15-20分钟，即可杀死包括细菌芽孢在内的所有微生物。,42,1.2、辐射辐射包括电磁波辐射和粒子辐射。（1）、可见光线是指在红外线和紫外线之间的肉眼可见的光线，波长在400-800nm，长时间作用也能妨碍微生物的新陈代谢与繁殖，故培养细菌和保存菌种应置于阴暗之处。,43,（2）、阳光直射的阳光有强烈的杀菌作用，是天然的杀菌因素。（3）、紫外线波长在200-300nm部分具有杀菌作用，以265-266nm段的杀菌力最强。实验室通常使用的紫外线灭菌灯，其紫外线波长为253.7nm，杀菌力强而稳定。,44,（4）、电离辐射放射性同位素的射线和X射线以及高能质子、中子等可将被照射物质原子核周围的电子击出，引起电离。X射线杀菌作用较慢，一般认为X射线的波长越短杀菌力越强。和射线的电离辐射作用较强，具有抑菌或杀菌作用。,45,1.3、干燥微生物在干燥的环境中失去大量水分，新陈代谢便会发生阻碍，甚至引起菌体蛋白质变性和由于盐类浓度的增高而逐渐死亡。不同种类的微生物对干燥的抵抗力差异很大。,46,1.4、超声波频率在20000-200000Hz的声波称为超声波。细菌和酵母菌在超声波的作用下于几十分钟内死亡，细菌的芽孢对超声波具有抵抗力。,47,2、化学因素对微生物的影响许多化学药物能够抑制或杀死微生物，已广泛用于消毒、防腐。用于杀灭微生物的化学药物称为消毒剂，用于抑制微生物生长繁殖的化学药物称为防腐剂。,48,根据对菌体的作用消毒剂大致可分为：（1）、使菌体蛋白质变性或凝固，如酚类、醇类、酸碱类等。（2）、损伤胞浆膜，如酚类、醇类等脂溶剂。（3）、干扰细胞的酶系统和代谢，如某些氧化剂和重金属盐类。（4）、改变核酸的功能，如染料等。,49,四、细菌的感染与致病机理,1、细菌的致病性和毒力一定种类的病原菌在一定的条件下，能在宿主体内引起感染的能力称为致病性。病原菌致病力的强弱程度称为毒力。,50,1.1、细菌致病性的确定确定某种细菌是否具有致病性主要依据柯赫法则，其要点是：（1）、特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康者不存在；（2）、此病原菌能被分离培养而得到纯种；（3）、纯培养物接种易感动物能够导致同样的病症；（4）、自实验感染的动物体内能重新获得该病原菌的纯培养。,51,1.2、细菌毒力的测定细菌毒力常用的表示方法主要为半数致死量和半数感染量。两种方法都是生物统计学上的数据处理方法。,52,2、细菌的毒力因子构成细菌毒力的物质称为毒力因子，主要有侵袭力和毒素。2.1、侵袭力病原菌在机体内定殖，突破机体的防御屏障，内化作用，繁殖和扩散。,53,2.2、毒素细菌毒素按其来源、性质和作用的不同，可分为外毒素和内毒素两大类。外毒素是指某些病原菌在生长繁殖过程中产生的对宿主细胞有毒性的可溶性蛋白。其毒性极强，如1mg纯化的肉毒毒素能杀死2000万只小鼠。能产生外毒素的细菌如金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、大肠杆菌、霍乱弧菌等。,54,内毒素特质革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖成分，细菌死亡后破裂或用人工方法裂解后才释放。能够引起发热、弥散性血管凝血、休克能，严重时可引起死亡。,55,五、细菌的分类与命名,1、细菌的分类细菌的分类单元与动植物一样，也有纲、目、科、属种，但最重要、最基本的单元是种，其次是属。属：是具有共性的若干种的组合，应与其他属有明显的差异。种：是微生物分类的最基本单元，是一群性质相似的菌株，它与其他菌株群体有明显差异。菌