山东畜牧兽医职业学院食品专业食品微生物学及实验技术

食品微生物学及实验技术第1章 绪论第1节 微生物及其种类、特点和地位1、 微生物及其种类1、 定义：微生物是个体微小、结构简单，必须借助光学显微镜或者电子显微镜放大几千倍至几万倍才能使肉眼可见的一类微小、低等生物的统称2、广义上包括：v 原核微生物的真细菌（各种常见的细菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体等）和古细菌；v 真核微生物的藻类、酵母菌、霉菌、大型真菌和原生生物；v 非细胞型微生物的病毒、朊病毒等2、 微生物的生物学特点微生物的共性：体积小、面积大；吸收多、代谢旺；食谱杂、易培养；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；分布广、种类多1） 体积小、面积大是微生物五大共性的基础2） 微生物具有较大的比表面积，它能够在有机体与外界环境之间迅速进行营养物质与废物的交换3） 微生物利用物质的能力很强4） 微生物2030min即可繁殖1代5） 微生物对环境尤其是恶劣环境具有惊人适应力。微生物适应强、易变异的特点在发酵工业中较为有益3、 微生物在生物分类中的地位目前将所有的生物分为七界：动物界、植物界、原生生物界、原核生物界、真菌界、病毒界和古细菌界在生物的六界系统（无古细菌界）中微生物占有四界，既包括无细胞结构的生物，也包括具细胞结构的生物第2节 食品微生物学及任务1、研究内容：v 研究与食品有关的微生物的生命活动的规律；v 研究如何利用有益微生物为人类制造食品；v 研究如何控制有害微生物、防止食品发生腐败变质；v 研究检测食品中微生物的方法、制定食品中的微生物指标，从而为判断食品的卫生质量提供科学依据。2、 研究任务：v 有益微生物在食品中的作用；v 微生物菌体的应用；v 微生物代谢产物的应用；v 微生物酶的应用；v 微生物多糖的应用。第2章 原核微生物第1节 细菌一、细菌的形态和大小1、 定义：细菌是一类具有细胞壁的单细胞原核型微生物；2、 细菌的形态细菌种类繁多，形态各异，最常见的为球状、杆状和螺旋状三中类型，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；细菌形态会因培养时间、培养温度、培养基成分等环境条件的变化而发生改变。分类：1） 球菌细胞呈球形或近球形，根据繁殖时细胞分裂面的方向不同以及分裂后菌体间相互联结的松紧程度和组合状态不同分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌6种不同的排列方式。2） 杆菌细胞呈杆状或圆柱形，是细菌中种类最多的类型。根据菌体长宽比例的不同分为长杆菌、杆菌和短杆菌；根据菌体两端形态的不同分为棒状杆菌、梭状杆菌；根据菌体排列形式的不同分为单杆菌、双杆菌、链杆菌。此外有些杆菌具有分枝称为分枝杆菌；有些杆菌可以产生芽孢称为芽孢杆菌；还有球杆菌、丝状杆菌等等3） 螺旋菌按照弯曲程度不同可分为弧菌、螺菌和螺旋体3、 细菌的大小细菌的个体通常很小，以m为测量单位，通常测量的对象为幼龄培养物（对树生长期）球菌的直径一般为0.52.0m杆菌用菌体长度（长）和直径（宽）来表示，一般为（1.08.0）m（0.21.0）m螺旋菌同杆菌表示方法一致，一般为（220）m（0.21.2）m4、 繁殖方式：二分裂式5、 衰老型：不良环境或老龄期，会出现和正常形状不一样的个体，称为衰老型或退化型6、 多型性：有些细菌及时在适宜的环境中生长，其形态也很不一致，称为多型性，例如嗜血杆菌二、细菌的细胞结构1、 通常把细菌都具有的构造称为一般构造，例如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质；把部分细菌具有或特殊情况下形成的构造称为特殊结构，例如荚膜、芽胞、鞭毛、菌毛、性菌毛等。2、 细菌的一般结构1） 细胞壁v 位于细胞最外面的一层厚实、坚韧、略有弹性的外被。v 利用革兰氏染色法可将细菌分为革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）两大类型革兰氏阳性菌的细胞壁厚，结构致密。主要成分为肽聚糖（占细胞壁物质干重的40%95%）和磷壁酸，磷壁酸是革兰氏阳性菌特有的成分。革兰氏阴性菌的细胞壁比革兰氏阳性菌的细胞壁薄，分为内壁层和外壁层，内壁层主要成分为肽聚糖，占细胞壁物质干重的10%20%；外壁层又称外膜，分三层：脂多糖（LPS）、磷脂层、脂蛋白层。脂多糖是革兰氏阴性菌特有的成分。v 细胞壁的作用：a. 赋予细胞一定的外形、提高机械强度，从而使细菌免受渗透压等外力的损伤；b. 是细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需的结构，失去细胞壁的原生质体上述功能也一并丧失；c. 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞不受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；d. 赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。革兰氏染色法步骤：初染（草酸铵结晶紫）媒染（革兰氏染液）脱色（95%酒精）复染（石炭酸复红）结果（蓝紫色为G+，红色为G-）染色原理：革兰氏阳性菌的细胞壁厚，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而使孔隙缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上；革兰氏阴性菌的肽聚糖层薄交联练松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂类含量高、乙醇将脂类溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，复红复染后呈红色2） 细胞膜细胞膜又称细胞质膜或质膜，是紧贴在细胞壁内侧并包裹着细胞质的一层柔软并富有弹性的半透性薄膜细胞膜的功能 课本：a. 细胞膜对细胞内外物质的交换起着选择性屏障的作用；b. 细胞膜是细胞的代谢中心，膜上分布着大量的呼吸酶、合成酶、ATP合成酶等，细菌的很多代谢反应在细胞膜上进行；c. 细胞膜起着维持细胞内正常渗透压的作用；d. 细胞膜是鞭毛的着生部位，是合成细胞壁和荚膜的重要场所。 笔记：a. 选择性的进行细胞内外的物质交换；b. 是合成细胞壁和荚膜的场所；c. 是鞭毛的着生部位；d. 与细菌呼吸有关。3） 细胞质被细胞膜包围着得除细胞质体外的一切半透明、胶状、颗粒状物质总称为细胞质，亦称为原生质；含有许多酶系，是细菌进行新陈代谢的主要场所内含物主要有核糖体、贮藏物、中间代谢物、载色体、质粒等质粒：是在核质DNA以外，游离的小型双股DNA分子；含细菌生命非必需的基因，控制细菌某些特定的性状；能独立复制，可随分裂传给子代菌体，也可由性菌毛在细菌间传递；质粒具有与外来DNA重组的功能，所以在基因工程中被广泛应用作载体。4） 核区核区是原核生物特有的无核膜结构的原始细胞核，是负载细菌遗传信息的物质基础，又称核质、拟核或核基因组；结构及生理特性：环装双股DNA；含有细菌的遗传基因，与细菌的生长、繁殖、遗传变异等有密切关系；不具有典型的和结构，没有核膜、核仁，不能与细胞浆截然分开，分布于细胞质的中心或边缘区，呈球状、哑铃状、带状或网状等形态；3、 细菌的特殊构造1） 荚膜某些细菌在生活过程中，可在细胞壁外面产生一层黏液性物质，包围整个菌体；当多个细菌的荚膜融合形成一大片的胶状物，内含多个细菌时称为菌胶团；功能：v 荚膜能保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬和噬菌体的攻击，保护细胞避免受溶菌酶、补体等杀菌物质的损伤，所以荚膜与细菌的毒力有关；v 有抗干燥的作用；v 荚膜具有抗原性，具有种和型的特异性，可用于细菌的鉴定。组成及其特性：v 普通染色不易着色；v 90%以上为水；v 产生具有种的特征，在动物体内或营养丰富的培养基上容易形成。2） 菌毛大多数为G-和少数G+的菌体上生长有一种比鞭毛短而细的丝状物；普通菌毛：能使菌体牢固的吸附在动物消化道、呼吸道和泌尿生殖道的黏膜上皮细胞上，以利于获取营养，与细菌的致病性有关；性菌毛：通过性菌毛结合发生基因转移或质粒传递。3） 鞭毛某些细菌表面生长有丝状、波浪形的附属物；观察是否具有鞭毛的方法：v 利用电子显微镜直接观察；v 染色后在光学显微镜下观察；v 采用暗视野，根据水浸片或悬滴标本中细菌的运动情况来判断；v 半固体培养基观察法；v 平板培养基观察法。着生方式：单毛菌（一端单生、两端单生）、丛毛菌（一端丛生）、周毛菌（周生鞭毛）功能：具有抗原性（鞭毛抗原或H抗原）、是细菌的运动器官4） 芽孢某些革兰氏阳性菌在一定条件下，胞浆和核质脱水浓缩，在菌体内形成一个折光性强、通透性低的圆形或椭圆形的休眠体；带有芽孢的菌体称为芽孢体，未形成芽孢的菌体称为繁殖体；特性及功能v 通透性：普通染色法染色时不能使芽孢着色，在显微镜下观察呈无色空泡状；v 休眠体：一个菌体只形成一个芽孢，一个芽孢也只形成一个菌体；v 抗性强：能耐受高温、干燥、辐射、渗透压、化学药品等的破坏。三、染色标本检验法1） 方法类型：单染色法：只用一种染料使菌体着色，如美蓝染色；复染色法：用两种或两种以上的染料染色，可使不同的菌体呈现不同颜色，故又称为鉴别染色法，如革兰氏染色法、抗酸染色法等；特殊染色法：细菌的荚膜、鞭毛、芽孢用普通的染色法均不易着色。普通染色时，芽孢呈“空泡状”，荚膜呈“透明圈”，鞭毛则必须用特殊的染色法才能观察到。2） 单染色法和复染色法的不同特点表格单染色法复染色法常用方法美蓝染色法、复红染色法革兰氏染色法、抗酸染色法可观察的细菌特点大小、形态、排列及荚膜和芽孢，无法确定染色特性大小、形态、排列及荚膜和芽孢染色特性4、 细菌化学组成1、 水分（70%90%）结合水：与菌体其他成分结合游离水：呈游离状态，是菌体内重要的溶剂，参加一系列生化反应2、 固形物（10%30%）有机物：v 蛋白质：构成菌体主要成分，占固形物的50%80%；v 核酸：有DNA和RNA两种，DNA主要存在于细胞浆、细胞膜，RNA存在于核质、质粒；v 糖类：主要以多糖、脂多糖、黏多糖的形式存在；v 脂类：主要包括中性脂肪、磷脂和蜡质等，存在于细胞壁、胞浆膜及胞浆内；v 其他有机物：指各种生长因子和色素等无机物约占固形物的2%3%，有磷、硫、钾、钙、镁、铁、钠、铝、钴、锰等，其中磷和钾含量最多。5、 细菌的营养需求及其生长繁殖1、营养类型2、 细菌生长繁殖的营养物质1） 水：是细胞物质的组成部分；作为溶剂和传输的介质；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象和酶的活性；参与细胞内许多生化反应；有利于调节细胞温度和保持环境温度稳定。2） 碳源：种类：糖、脂、醇、有机酸、无机碳功能：提供合成细胞物质的原料；提供能源，维持生命活动。3） 氮源：自然界中的存在形式：游离氮气、无机氮源、有机氮源种类：无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、氨、N2等有机氮：牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等功能：合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸等少数可作为能源物质4） 无机盐类：构成细胞结构组分；作为酶组分或活化剂；参与能量传递或提供能源；维持结构稳定性；调节渗透压。5） 生长因子定义：微生物生长必不可少而需求量极微，本身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的，必需从外界供给的有机物质；是某些细菌生长必需而自身不能合成的物质，如维生素、某些氨基酸、血清、鲜血、酵母浸膏、嘌呤、嘧啶等；如鸭疫中里氏杆菌培养时，需有X因子（高铁血红素）、V因子（辅酶或），即需用加鲜血制备的巧克力培养基培养。6） 能源凡能提供最初能量来源的营养物质或辐射能称为能量。3、微生物的营养物质进入细胞的方式项目单纯扩散（被动运输）促进扩散主动运输基因转位浓度运输方向高低高低低高低高特异载体蛋白不需要需要需要需要能量消耗不耗能不耗能耗能耗能化学性质不变不变不变变化运输速度慢快快快平衡时质膜内外浓度相等相等内部高内部高运送分子无特异性特异性特异性特异性4、细菌生长繁殖的条件1） 营养物质：包括水分、含碳化合物、含氮化合物、无机盐类和生长因子；2） 温度：多数病原菌生长的最适温度是37；细菌类型生长温度分布最低最适最高嗜冷菌-5010202530水和冷藏环境中的细菌嗜温菌102018284045腐生菌1020374045寄生菌嗜热菌254550607085温泉及堆积胞中的细菌3） pH值：大多数病原菌生长的最适pH为7.27.6；4） 渗透压：细菌需在适宜的渗透压下才能生长繁殖。5、细菌的繁殖方式和速度繁殖方式：无性二分裂繁殖速度：不同细菌的繁殖速度不同，适宜条件下，大多数细菌每203.min繁殖一代。而结核分枝杆菌繁殖一代则需1518h；生长繁殖条件的变化会影响细菌繁殖速度。6、细菌生长曲线细菌生长曲线各时期：1、 迟缓期（延滞期、适应期、调整期）细菌数目基本不增加；体积增大，代谢活跃；产生大量酶、辅酶、中间产物；后期少数细菌开始分裂；一般维持26h。2、对数期（指数生长期）细菌以最快速度进行增殖；病原菌的致病力最强；菌体的形态、大小及生理活性较典型；对药物最敏感；一般持续610h。3、 稳定期细菌生长速度减慢；死亡细菌数开始增加；后期出现菌体形态与生理特性；一些芽孢菌可能形成芽孢；一般持续8h。4、 衰退期细菌死亡速度超过分裂速度；若不移植，可能全部死亡；菌体出现变形、自溶；染色特性不典型，甚至逆转；此期不能鉴定细菌。7、微生物生长规律对工业生产的指导意义1、 缩短延迟期通过遗传学方法改变中的遗传性；使用对数期的细胞做种子；营养丰富，成分相同的培养基；加入发酵成分，使微生物细胞更快适应新环境；适当扩大接种量（1:10）。2、 把握对数期对于处于对数期的微生物，个体形态和生理特性比较一致，代谢旺盛，生长速度恒定，是研究代谢和遗传的良好材料；及时补充营养，调节pH、有害产物等，应尽量延长对数期提高生产效率。3、 延长稳定期活菌数达最高水平代谢产物趋向高峰，为最佳收获期；微生物发酵形成产物的过程与细胞生长过程不总是一致的；初级产物（乙醇、氨基酸等）与细胞生长过程同步；次级代谢产物（抗生素、色素、维生素等）与细胞生长不同步。4、 监控衰老期微生物在衰亡期，细胞活力下降，同时由于逐渐积累的代谢物可能会与代谢产物其某种反应，使其分解或影响提纯。六、细菌的新陈代谢1、 细菌的酶1） 细菌的种类不同，细菌的酶系统就不同，其代谢产物和毒力往往也不相同。2） 依存在的部位分：胞内酶：细胞内发挥作用，与代谢有关；胞外酶：分泌到细胞外发挥作用，与代谢和毒力有关；3） 依酶的产生条件分：固有酶：必须有的酶；诱导酶：为适应环境而产生的，如大肠杆菌的半乳糖酶。2、 细菌的呼吸类型细菌的呼吸：细菌借助于菌体呼吸酶从物质氧化过程中获得能量过程，根据细菌对氧的需求不同，可分为：专性需氧菌（结核分支杆菌）、专性厌氧菌（破伤风梭菌）、兼性厌氧菌（大多数细菌均属此类）。3、 新陈代谢的代谢产物分解产物：各种细菌因含有不同的酶系统，对营养物质的分解能力也不相同，分解代谢产物也不同。合成产物：正常菌落的有益作用：维生素、抗生素（产于放线菌和真菌）、细菌素细菌的毒力：热原质、毒素和侵袭性酶细菌的鉴定：色素7、 常见的生化试验类型由于细菌含有的酶不同，对营养物质的利用和分解能力不同，代谢产物也不同，将此设计出的鉴定细菌的实验称为生化试验。分类：1、 根据糖分解产物设计的生化实验：糖发酵试验、甲基红试验、V-P试验；2、 按蛋白质类分解产物设计的生化试验：硫化氢试验、靛基质试验、尿素酶试验等；3、 其他类型试验：枸橼酸盐利用试验、触酶试验等。具体实验：1、 糖发酵试验用途：根据细菌对不同糖的分解情况进行细菌鉴定原理：若细菌能分解其糖产酸，可使溴甲酚紫指示剂由紫变黄结果：分解某糖产酸为阳性；不能分解某糖为阴性；分解某糖产酸产糖为可疑。2、 甲基红（MR）试验用途：根据细菌的MR特性进行细菌鉴定；原理：某些细菌可分解葡萄糖产生的大量小分子有机酸，滴加甲基红指示剂后可使培养基变红色（变色范围4.46.2）结果：液体呈红色为阳性；液体呈黄色为阴性；液体呈橙色可疑。3、 靛基质试验用途：根据靛基质特性进行细菌鉴定；原理：结果（加入靛基质试剂后判断）：阳性呈红色，阴性呈黄色4、 枸橼酸盐利用试验用途：根据MR特性进行细菌鉴定。原理：若细菌利用枸橼酸盐，则培养基内铵盐分解产生氨从而变为碱性指示剂，溴麝香草酚蓝由草绿色变为深蓝色，若细菌不能利用枸橼酸盐，培养基内无细菌生长，仍为草绿色。结果：培养基变为蓝色为阳性，变为绿色为阴性。5、 硫化氢试验用途：根据硫化氢的特性进行细菌鉴定。原理：含硫氨基酸H2S+FeSO4FeS（黑色沉淀）结果：培养基变为黑色呈阳性；培养基不变色呈阴性。8、 细菌的人工培养1、 细菌人工培养的意义用人工的方法，提供细菌生长繁殖所需要的各种条件，可进行细菌的人工培养。从而进行细菌的鉴定和进一步的利用，达到微生物学研究和产生应用的最终目标。2、 培养基的概念把细菌生长繁殖所需要的各种营养物质合理的配合在一起，制成的营养基质称为培养基。3、 培养基的类型及其用途、按物理性状分：1） 液体培养基用途：用于扩增纯培养的细菌；确定生长曲线；生长现象：浑浊、沉淀、菌膜、菌环。2） 半固体培养基：穿刺培养法用途：检查细菌运动性细菌若无运动性则只沿穿刺线生长；细菌若有运动性则沿穿刺线放射状生长。缺点：菌种只限短期保存。3） 固体培养基类型：平板、试管斜面、高层培养基。用途：细菌分离、纯化、鉴定、药敏试验等。生长现象：菌落：一个细菌在固体培养基上生长繁殖一段时间后形成的肉眼可见的细菌集团。菌苔：多个菌落融合成一片称为菌苔。、按营养组成及用途分：1） 基础培养基含细菌生长所需的基本营养成分：常用牛肉浸膏、加适量的蛋白胨、氯化钠磷酸盐、调节pH7.27.6即成。常用类型：肉汤、普通营养培养基，蛋白胨水2） 营养培养基基础培养基+生长因子用途：营养需求较高的细菌培养常用类型：献血琼脂培养基、血清琼脂培养基、巧克力琼脂培养基3） 鉴别培养基培养基加入指示剂用途：细菌鉴别常用类型：伊红美蓝培养基、麦康凯培养基、二糖铁培养基、XLD培养基、BS培养基、显色培养基4） 选择培养基培养基中加入某种化学物质，抑制不需要的细菌生长，利于需要分离细菌的生长；常用类型：SS培养基、SC增菌液、TTB增菌液、10%氯化钠胰酪胨培养基5） 厌氧培养基培养基加还原剂，或用石蜡或凡士林封住培养基表面，以隔绝空气。用途：厌氧菌的培养。常用类型：疱肉培养基、肝片肉汤培养基。4、 培养基的基本要求及其制备、基本要求：营养丰富、均质透明、pH适宜、不含抑菌物质、无菌。、植被程序：1） 配料：称量，瓶签；看用量；2） 溶化：加蒸馏水，便加热边搅拌，煮沸23次；3） 测定及纠正pH；4） 过滤5） 分装、灭菌；6） 分装到平皿中；7） 无菌检验；8） 冷藏制备9、 食品中常见的细菌、乳酸菌定义：发酵糖类产生乳酸的一类微生物的统称。用于食品的发酵制作。1、 同型发酵：只产生乳酸保加利亚乳杆菌、嗜热乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌、乳脂链球菌、片球菌属。2、 异型发酵：除产生乳酸外，还产生乙酸、乙醛、CO2等肠膜状明串球菌双歧杆菌属：是人体肠道有益菌群，具有免疫力，保护造血器官、降低胆固醇水平生理功能。、醋酸菌主要用于酿醋工业，维生素C和葡萄糖酸生产，严格需氧；1、 纹膜醋酸杆菌：形成乳白色、褶皱状的粘性菌膜，振荡培养液变浑浊；2、 奥尔兰醋酸杆菌：属纹膜醋酸杆菌的亚种；3、 许氏醋酸杆菌：酿醋业的重要菌种之一；4、 醋酸杆菌AS 1.41：酿醋工业的常见菌种之一。、谷氨酸菌1、 北京棒状杆菌：短杆状或棒状，有时弯曲，单个、成对或V字形排列。最适生长温度3032，不受钝齿棒状噬菌体侵染；2、 钝齿棒状菌：两端钝圆的短杆状或棒状单个、成对或V字形排列，2037均生长。10、 细菌的致病作用、病原微生物：少数能引起人类和动物动植物发生病害的微生物。类型：1、 寄生性病原微生物：从宿主获得营养并造成宿主损伤的疾病；2、 条件性病原微生物：长期生活在人和动植物体内，在正常条件下不致病，在特定条件下能引起任何动植物的病害；3、 腐生性病原微生物：微生物本身不侵入动物机体，但其代谢的毒素可以随饲料进入人或动物机体，呈现毒害作用。、细菌的致病性与毒力1、 致病性：又称病原性，是指一定种类的病原菌，在一定条件下，引起动物机体发生疾病的能力；2、 毒力：病原菌致病力的强弱程度毒力大小的表示方法：MLD（最小致死量）：是指能使特定实验动物于感染后一定时间内死亡所需的最小的活毒素量或毒素量；LD50半数致死量ID50半数感染量MID半数感染量、细菌毒力的增强与减弱1、 增强方法：回归易感动物易感动物：本动物或实验动物、多杀性巴氏杆菌（小鼠）、猪丹毒杆菌（鸽子）2、 减弱1） 长时间在体外连续培养传代；人工培养基上连续多次传代；2） 在高于最适生长温度条件下培养炭疽型和型号疫苗：炭疽杆菌强毒4243培养传代；3） 在含有特殊化学物质的培养基中培养；卡介疫苗：结核菌在含有胆汁的马铃薯培养基上每15天传代1次，持续传代13年后育成；4） 在特殊气体条件下培养无荚膜炭疽芽孢苗：半强毒菌株在50%的CO2条件下选育；5） 通过非易感动物猪丹毒弱毒菌：强毒菌株通过豚鼠370代后，又通过鸡42代选育而成；6） 通过基因工程的方法去除毒力基因，获得无毒或弱毒菌株。、细菌的毒力因子构成细菌毒力的物质称为毒力因子侵袭力指病原细菌突破宿主皮肤、黏膜生理屏障等免疫防御机制进入机体定居、繁殖和扩散的能力毒素是指细菌在生长繁殖过程中产生和释放的具有损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的毒性成分，分为内毒素和外毒素。1、 侵袭力：黏附与定植（革兰氏阴性菌的菌毛、非菌毛粘附素）；侵入；繁殖与扩散：细菌在宿主体内的增值速度对致病性极其重要；在体内扩散主要与细菌分泌的胞外酶有关；干扰或逃避宿主的防御机制（抗吞噬作用、抗体液免疫机制、内化作用）2、 区别内毒素和外毒素区别要点外毒素内毒素主要来源主要由G+产生主要由G-产生化学成分蛋白质脂多糖毒性毒性强，各种外毒素有选择作用引起特殊病变毒性弱，各种细菌内毒素的毒性作用相似，引发发热、粒细胞增多，弥漫性血管内凝血，内毒素性休克耐热性不耐热，6080，30min被破坏耐热，160，24h被破坏抗原性强，能刺激机体产生抗毒素，经甲醛处理可脱毒成类毒素弱，不能刺激机体产生抗毒素，经甲醛处理不能成为类毒素3、 外毒素类型及其致病作用神经毒素破伤风强制性痉挛毒素肌肉强直脊髓腹角运动神经元肉毒毒素肌肉麻痹眼、咽等部位的神经细胞毒素葡萄球菌溶血毒素RBC崩解RBC炭疽杆菌坏死毒素血管内皮细胞坏死血管内皮细胞链球菌红疹毒素局部皮肤红斑、致热皮肤细胞、吞噬细胞等肠毒素葡萄球菌肠毒素急性肠炎肠道神经受体4、 类毒素和抗毒素类毒素（疫苗）：外毒素经0.30.5%的甲醛在37处理一定时间后，失去毒性，但仍保留很强的抗原性，称为类毒素；抗毒素（抗体）：由外毒素或类毒素刺激机体产生的特异性抗体；5、 细菌的独立因子主要有：细菌表面结构：如菌毛及非菌毛黏附素、荚膜等细菌代谢产物：如毒素、胞外酶等第2节 放线菌定义放线菌是一类呈菌丝状生长，主要以孢子繁殖和陆生性较强的具有多核的原核微生物。个体形态：1、 菌体由无隔膜分枝状菌丝组成，菌丝直径1m；2、 单细胞原核微生物细胞质中有多个核质体；3、 细胞壁主要成分肽聚糖；4、 菌丝体是由多个分枝的菌丝相互交织形成的。放线菌菌丝1、 营养菌丝（又称基内菌丝或初级菌丝体）：固着和吸收营养，生长在营养基表面或深入培养基中；2、 气生菌丝（又称二级菌丝体）：基内菌丝长出培养基外的二级菌丝；3、 孢子丝（又称产孢菌丝或繁殖菌丝）：气生菌丝发育到一定阶段，分枝特化而成。v 各种菌丝的长短、颜色、性状不等放线菌的群体特征放线菌菌落由菌丝体组成：圆形、光滑或多皱、呈放射状，质地致密，表面紧密绒状，坚实干燥，菌落小而不延伸；1、 一类极坚硬，用接种铲整个挑取不破裂（链霉菌）；2、 一类粉质结构，挑取易破碎（诺卡）；3、 固体培养基菌落呈白色或黄色等，菌丝普通染色剂易着色。菌落介于细菌和霉菌之间；4、 液体培养基形成膜状或斑状菌落，或沉降瓶底，不使培养基浑浊。放线菌的繁殖方式放线菌以无性孢子方式繁殖为主，个别借助菌丝断裂片段繁殖。孢子产生方式：凝聚孢子、横膈孢子、孢囊孢子、菌丝断裂生活史孢子萌发芽管分枝基内菌丝气生菌丝孢子丝（繁殖菌丝）孢子周而复始，得以繁殖食品中常见的放线菌1、 链霉菌属基内菌丝和气生菌丝发达；腐生；产生抗生素。如链霉素、红霉素、四环素等，工业发酵生产抗生素的主要菌种资源（占90%）；2、 诺卡氏菌属只有基内菌丝，或只有很薄的一层气生菌丝；繁殖方式：菌丝断裂；大多数腐生，少数寄生；产生抗生素，如利福霉素；石油脱蜡，污水处理等；3、 小单孢菌属无气生菌丝；繁殖方式：孢囊孢子；好气腐生；产生抗生素，如庆大霉素；4、 放线菌属致病菌（放线菌病）；只有基内菌丝；不形成孢子；厌氧菌或兼性厌氧菌。第3节 蓝细菌蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻，无鞭毛，含叶绿素a，可进行光合作用产生氧气，为革兰氏阴性菌；根据形态可分为单细胞和丝状：单细胞的菌体多呈球状，椭圆形或杆状，常聚集成团，外面包裹有菌胶团；丝状的菌体是多细胞聚集成的链状，有的具有分支，菌体外面常包裹有鞘；蓝细菌无鞭毛，多数可滑行，有的还有趋光或避光运动；藻胆素是蓝细菌特有的色素，在光合作用中起辅助色素的作用，分为藻蓝素和藻红素两种，多数菌体含藻蓝素较多。繁殖方式：以裂殖（二分裂、复分裂）为主，还有芽殖、断裂、产生内生孢子等多种方式。常见蓝细菌1、 螺旋蓝细菌：俗称螺旋藻，最适温度为37，喜偏碱环境；富含维生素、蛋白质、无机盐、微量元素，因此应用于保健食品中；极易受到其他有毒蓝细菌的污染，例如微囊藻，微囊藻产生的微囊藻毒素（MC）是肝癌的促癌剂。2、 发菜：属念珠蓝细菌类群，有固氮作用；适应性强，具有耐旱、耐高温、抗寒、耐贫瘠等特点；具有辅助治疗高血压、促进伤口愈合等医疗功效。第3章 真核生物第1节 概述真核微生物包括:真菌、单细胞藻类、原生动物真菌分为：单细胞的酵母菌、单细胞、多细胞的霉菌、产生子实体的蕈菌。第2节 酵母菌1、 定义酵母菌是一群单细胞真核微生物，主要以芽殖或裂殖进行无性繁殖的真菌。2、 特点：适宜含糖质高的偏酸性环境，又称“糖菌”；多为腐生；非丝状真菌微生物；应用广（酿造、食品、医疗、环保等），少数有害甚至治病；3、 个体形态：基本形态：卵圆形、圆形、圆柱形、柠檬形、假丝状。假丝状：有些酵母（热带假丝酵母）芽殖后，子细胞与母细胞并不立即分离，形成藕节状的细胞串，形似霉菌菌丝，为了区别于霉菌的菌丝称为假菌丝。酵母的形态与种属、培养条件、培养时间有关；4、 酵母菌的结构1） 细胞壁：成分主要为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、类脂质、几丁质；有半渗透性和保护自身的功能；2） 细胞膜：结构成分与细菌基本相同，功能没有原核生物那样多样性；3） 细胞质：包含贮藏物质、线粒体、液泡等，是细胞新陈代谢的场所；4） 细胞核：明显完整，有核仁、核膜、核孔，幼龄呈圆形，成年后呈肾形；5） 液泡：含有机酸及其盐类的水溶液，可能起着贮藏营养物和水解酶的作用，液泡往往在老龄细胞中较大而明显，其多少和大小作为微量细胞成熟的标志；5、 群体特征酵母菌菌落：固体培养基：表面光滑、湿润、粘稠、易挑取，多为乳白色，菌落较细菌菌落大。个别菌落偏平，无光泽，边缘不整齐（假丝酵母）；液体培养基：或沉淀，或均匀生长，或形成菌膜或菌醭；酵母菌的菌体形态及菌落的颜色、光泽、质地、表面和边缘等特征都是鉴定酵母菌菌种的依据。6、 酵母菌的繁殖方式1） 无性繁殖芽殖：多边出芽（圆形、柱形）、两边出芽（柠檬形）、三边出芽（三角形）裂殖：与细菌细胞一样，借助细胞横分类而繁殖；未形成隔膜而分裂；形成粉末而子细胞暂时分不开，类似菌丝无性孢子繁殖：掷孢酵母：在卵圆形营养细胞上生出小梗产生掷孢子（肾形、镰刀形或豆形）孢子成熟后由特有的喷射机掷射岀；白假丝酵母、假菌丝顶端产生具厚壁的厚垣孢子。2） 有性繁殖通过两个具有性差异的细胞相互结合形成新个体的繁殖方式，分为三个阶段：质配：两个配偶细胞的原生质融合；核配：两个核结合成一个双倍体的核；减数分裂：细胞核中的染色体的数目又恢复到原来的单倍体；3） 子囊、子囊孢子两个单倍体细胞质配核配双倍体细胞减数分裂子核（1个或8个）子囊（含有孢子的营养细胞）、子囊孢子（子囊内的孢子）酵母菌菌种不同，形成子囊孢子难易程度不同，子囊和子囊孢子不同。7、 酵母菌的生活史1） 定义个体细胞经过一系列生长发育阶段后产生下一代个体的过程；酵母菌的单倍体细胞和二倍体细胞都可独立存在，并各自进行生长和繁殖。2） 根据酵母菌生活史中单倍体和二倍体阶段存在时间的长短，可分为三类：单倍体型：营养细胞为单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；二倍体细胞不能独立生活，故此阶段很短；代表为八孢裂殖酵母。二倍体型：营养细胞不断进行芽殖，此阶段较长；单倍体的子囊孢子之在子囊内接合；单倍体阶段只能以子囊孢子形式存在，不能独立生活；代表为路德酵母。单双倍体型：单倍体营养细胞和二倍体营养细胞都可以进行出芽繁殖；以出芽繁殖为主，特定条件下进行有性繁殖；代表为啤酒酵母。8、 食品中常见的酵母1） 酵母菌属：细胞圆形、椭圆形、腊肠形；发酵力强，主要产物为乙醇及CO2；酿酒及酒精生产的主要菌种；用于制造面包及医药工业；代表种为啤酒酵母。2） 裂殖酵母属：细胞椭圆形、圆柱形；营养细胞接合，形成子囊；有发酵能力；产生酒精；代表种粟酒裂殖酵母。3） 汉逊酵母属：细胞圆形、椭圆形、腊肠形；多边芽殖营养细胞有单倍体或双倍体；发酵或不发酵；用于纺织和食品工业；为酒类酿造的有害菌，饮料皮膜；代表种为异常汉逊酵母。4） 毕赤酵母属：形状多样，多边出芽，能形成假菌丝；发酵或不发酵；发酵石油以生产单细胞蛋白；在酿酒业中为有害菌；代表种为粉状毕赤酵母。5） 假丝酵母属：细胞圆形、卵形或长形，多边芽殖；有些有发酵能力；生产单细胞蛋白，供食用或作饲料；少数菌能致病；代表种为产朊假丝酵母。6） 球拟酵母属：细胞球形、卵形或长方形；无假菌丝，多边芽殖；有发酵力；生产甘油的重要菌种；利用石油生产饲料酵母；有的种是治病的，可侵入人的肠道；代表种为白色球拟酵母。7） 红酵母属：细胞圆形、卵形、长方形；多边芽殖，少数形成假菌丝；不发酵；少数为致病菌；在肉和酸菜上形成红斑而使食品着色；代表种属为黏红酵母。第3节 霉菌1、 定义：凡是在基质上长成绒毛状、棉絮状、蜘蛛网状菌丝的真菌；特点：种类繁多；西偏酸性；糖渍环境；好氧；生长最适温度为2528；多为腐生菌。2、 形态及结构1） 菌丝：构成霉菌营养的基本单位；是一种管状的细丝，显微镜下像一根透明胶管，直径一般为310m；菌丝体:菌丝可伸长并产生分支,许多的分支的菌丝相互交织在一起；2） 分类a. 根据是否存在隔膜可将霉菌菌丝分为：无隔膜菌丝：菌丝中无隔膜，整团菌丝体就是一个单细胞，含有多个细胞核，如毛霉、曲霉等；有隔膜菌丝：菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝体有很多个细胞组成，每个细胞内有一个或多个细胞核，如木霉、青霉、曲霉等；b. 根据功能可分为：基内（营养）菌丝：可以分化，在固体培养基上，以部分菌丝深入培养基内部，吸收养料；气生菌丝：菌丝向空中生长；繁殖菌丝：部分气生菌丝发育到一定阶段产生孢子；c. 菌丝的变态（特殊菌丝）：吸器：菌丝旁生突起，拳头状或手指状；菌核：菌丝的休眠体，坚硬紧密，耐受极端环境；子座：菌丝聚集的疏松组织、垫状、壳状，子座内外可形成繁殖器官；菌索：菌丝平行聚集并高度分化的根状组织，周围有外皮、多生长在地下，树皮下，有助于运输养分和蔓延浸染，不良环境呈休眠状态；d. 结构组成：细胞壁：成分各有差异，多数细胞壁含有几丁质，少数低等的水生霉菌的细胞壁以纤维素为主；细胞质：幼龄细胞质均匀，老龄菌丝中出现液泡；细胞膜：与细胞壁起到半通透性作用，维持菌体自身稳定；细胞核：具有核膜、核仁、染色体；3、 菌落特征外观干燥，不透明，呈或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状，不易挑起，有不同的形状和颜色，有的因子因体有子实体或菌核产生会出现颗粒状；霉菌菌落培养基正反面颜色不同鉴别霉菌4、 繁殖方式1）无性孢子孢囊孢子：属于内生孢子；气生菌丝顶端细胞膨大形成孢子囊；与气生菌丝间形成隔膜；囊内原生质形成小团；每个小团形成一层壁，包围原生质，成为孢囊孢子；孢子囊成熟破裂，散出孢囊孢子（游动孢子、静孢子）。分生孢子：属于外生孢子（最常见）；由菌丝顶端或分生孢子梗出芽或益缩形成；分生孢子的形状、大小、颜色、结构、着生方式因菌种不同而异（红曲霉于菌丝顶端，青霉于分生孢子梗顶端）。厚垣孢子：厚垣孢子由菌丝顶端或中间细胞膨大，原生质浓缩，变圆，细胞壁变厚而形成，是休眠体，对外界环境抵抗力强；厚垣孢子的大小、形态、产生位置等是霉菌鉴定依据之一（总状毛菌）。节孢子：属于外生孢子，粉孢子；少数霉菌产生（白地霉）；由菌丝中间形成许多隔膜顺次断裂形成。芽孢子：菌丝发芽产生小突起，细胞壁紧缩而成的耐久体，似球形；液体培养基中易形成（毛霉、根霉）；似酵母型细胞。2） 有性孢子：卵孢子：小型配子囊：雄器，大型配子囊：藏卵器；藏卵器中原先收缩成卵球，雄器伸出小管刺入藏卵器中，将细胞核和细胞质输入到藏卵器，受精后的卵球生出外壁，发育成双倍体的厚壁卵孢子。接合孢子：由菌丝生出形状相同或略有不同的配子囊接合而成；相邻菌丝相遇，各自生长出侧枝，即原配子囊；原配子囊接触顶端膨大横隔融合成配子囊；配子囊接触质配核配接合孢子。子囊孢子：在子囊中形成的有性孢子；子囊是菌丝分化成的产囊器和雄器结合形成，为囊状结构，呈长形、棒形、圆筒形、球形等；每个字囊含28个子囊孢子；子囊包在子囊果（有很多菌丝聚集而成的特殊保护组织，闭囊壳、子囊壳、子囊盘）中。5、 食品中常见的曲霉菌1） 曲霉菌：菌丝有隔，多细胞；菌丝体紧密，菌落圆形；无性繁殖（分生孢子）；有性繁殖（闭囊壳）；是食品加工和发酵工业中重要菌种；条件合适易致食品霉变。2） 根霉菌：无隔菌丝，单细胞；菌丝发达，气生菌丝（匍匐菌丝/蔓延）生节向下分枝，形成假根；无性繁殖（孢囊孢子）；有性繁殖（接合孢子）；酿酒、制醋业的糖化菌；常引起食品、瓜果类腐败。3） 毛霉菌：菌丝无隔，有气生和基内菌丝；菌落棉絮状；无性繁殖（孢囊孢子）；有性繁殖（接合孢子）；分解蛋白质和糖化淀粉能力强，用于酿造、发酵食品等（鲁氏毛霉均制作豆腐乳）。4） 青霉菌：有隔菌丝，似曲霉，菌丝体白色青绿色；无性繁殖（分生孢子从扫帚状分生孢子梗生出成串青绿色）；有性繁殖（闭囊壳，较少见）；是青霉素的生产菌；常引起食品变质（大米霉变，有毒，称“黄变米”）。6、 生活史霉菌的孢子就是种子；霉菌从一种孢子开始，经过一定的生长和发育，到最后又产生同一种孢子的过程；包括无性阶段和有性阶段：无性繁殖特点：分散，数量大，孢子有一定抗性，短期内得到大量菌丝体。（用于扩增、菌种保存等）有性繁殖特点：在一定条件下出现，有些霉菌通过菌丝结合，有些通过分化法特殊细胞的结合来进行。第4章 非细胞型微生物第1节 病毒1、 病毒的概述1） 病毒的概念：病毒是一类只能在活细胞内寄生的非细胞微生物；病毒子的概念：结果完整的病毒颗粒；2） 病毒的特点：a. 形态微小（最小的微生物），过滤通常用0.45m过滤细菌的滤器或0.22m过滤支原体的滤器；b. 不具有细胞结构；c. 一种病毒只含一种核酸、DNA或RNA；d. 缺乏完整的酶系统，不能在无生命的培养基上生长，营严格的细胞内寄生生活；e. 在离体条件下能以无生命的状态存在并保持其侵染性；f. 病毒对抗生素具有明显的抵抗力，对于干扰素敏感；g. 病毒的增殖方式为复制。3） 病毒的分类2、 病毒的形态和结构1） 病毒的大小：观测仪器为电子显微镜，测量单位为纳米（nm）；2） 病毒的形态：砖形（痘病毒）、球形（绝大多数）、子弹形（狂犬病病毒）、蝌蚪形（噬菌体）、杆形（多见植物病毒）；3） 病毒的结构及化学组成刺突：囊膜上的突起；囊膜类脂、蛋白质、糖类；衣壳：蛋白质；核酸：遗传物质；4） 分类：5） 病毒的结构及功能：核酸：位于病毒的中心部分，又称为芯髓；核酸是病毒的遗传物质，为病毒的复制、遗传和变异等提供遗传信息；有些病毒的核酸是传染性核酸；衣壳：定义：衣壳是包围在核酸外面的蛋白质结构，由规律排列的衣壳粒（病毒最小形态单位）组成；结构成分：是有很多蛋白质亚单位即壳粒构成，壳粒以核酸为中心呈20面体立体对称型或以核酸为中轴呈螺旋排列的螺旋对称型或复合对称型；衣壳的主要成分为蛋白质（具有抗原性）功能：保护核酸；与病毒吸附、侵入易感细胞有关；抗原物质；囊膜：主要成分：类脂、蛋白质、糖类；由出芽获得，来源于宿主的细胞膜或者核膜；囊膜易被溶剂（如乙醚氯仿胆盐等）溶解破坏而使病毒失活；功能：保护核衣壳的作用；与病毒吸附、侵入易感细胞有关；抗原物质；纤突：在某些囊膜表面的刺状突起称为纤突；不同病毒的囊膜纤突在形态、成分和功能上存在差异；6） 流感病毒分为：血凝素纤突（HA）和神经氨基酸（NA）疱疹病毒：糖蛋白纤突3、 病毒的增殖方式复制1） 是指病毒利用宿主细胞中的原料、能量、酶与生物反应场所，合成病毒的核酸和蛋白质，在细胞内装配成新的子代病毒并释放到细胞外的过程；2） 复制的过程：吸附：是病毒通过其表面的特异性的吸附蛋白吸附到细胞表面病毒受体上的过程；病毒的细胞受体具有系和组织特异性，决定了病毒的宿主谱；静电吸附：病毒体细胞接触，进行静电结合，非特异性，可逆；特异性吸附：病毒表面吸附蛋白与宿主细胞膜上相应的受体结合是决定病毒感染的真正开始；穿入：有囊膜病毒：囊膜与细胞膜融合，吞饮作用；无囊膜病毒：直接穿入，吞饮作用；脱壳：多数病毒的脱壳与穿入同时进行；不同病毒的脱壳各具特色；小RNA病毒（细小病毒）：在吸附的同时发生脱壳；新城疫病毒：在胞浆中经溶酶体酶的溶解作用脱壳；生物合成：是病毒在其遗传信息的控制下，合成病毒核酸与蛋白质的过程；病毒核酸的的复制；病毒结构蛋白质的合成；装配（成熟）：是新合成的病毒核酸和病毒蛋白在宿主细胞内组装成新的子代病毒的过程，即成熟的过程；DNA病毒：在细胞核中装配；RNA病毒：在细胞浆中装配；释放：有囊膜的病毒：出芽释放，囊膜来自细胞膜或核膜；无囊膜的病毒：细胞裂解释放；4、 病毒的干扰现象概念：两种病毒感染同一个细胞时，其中一个病毒能抑制另一种病的的复制现象；干扰现象的类型：异种干扰；同种异型干扰；自身干扰；干扰现象的原因：受体相同：占据或破坏细胞表面的病毒受体；先入为主：争夺酶系统，原材料及合成场所；产生干扰素：是主要原因，先进入的病毒诱导细胞产生干扰素，抑制后来病毒的生物合成。5、 干扰素：定义：是机体活细胞受病毒感染或在干扰素诱生剂的刺激下产生的一种能抑制病毒复制的低分子量蛋白；干扰素诱生剂：病毒：最好的干扰素诱生剂；细菌：细胞内寄生菌；支原体：立克次氏体；植物：中草药、果蔬；合成多聚物：硫酸、葡萄糖、聚肌胞；干扰素的功能：抗病毒：几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种广谱抗病毒的有效药；抗肿瘤：用于治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病；免疫调节：增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和TB淋巴细胞的活力。6、 病毒的血凝现象1） 病毒的血凝现象（HA）许多病毒表面有血凝素，能与鸡、豚鼠、人等红细胞表面受体（多数为糖蛋白）结合，从而出现红细胞的凝集现象，简称HA；2） 病毒的血凝抑制现象（HI）当病毒与相应的抗病毒抗体结合后，能使病毒凝集红细胞的现象受到抑制，称为病毒的红细胞凝集抑制现象，简称HI；7、 病毒的包涵体概念：是某些病毒在细胞内形成的与正常细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形斑块，可用光学显微镜进行观察；特点：不同病毒包涵