食品微生物学ppt讲义 01第一章 绪论

食品微生物学主讲：夏志洁

E-mail:xiazhijie08@163.com不吃腐败变质或受潮霉变的食品，不吃过了保质期的食品，生吃瓜果蔬菜一定要洗干净。高温季节，煮熟的饭菜放置时间不宜超过4小时，存放吃剩的或没有包装的食物，要注意防鼠、防蝇、防虫，剩菜一定要热透再食用。千万别吃病死或死因不明的禽畜和鱼虾。绪论第一节、微生物及其生物学特点第二节、微生物学的发展简史第三节、食品微生物学的研究内容及发展第一节微生物及其生物学特点什么是微生物？微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行观察。是一大群种类各异独立生活的生物体。微生物有细胞结构无细胞结构：病毒原核细胞：细菌、放线菌真核细胞：酵母菌、真菌大肠杆菌扫描电镜照片青霉的显微镜照片电镜下的病毒肉眼可观察到微生物聚集的群体常见酵母菌常见霉菌霉变玉米一、微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。

细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034×1012

吨；每张纸币带细菌：900万个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万人体体表及体内存在大量的微生物：

皮肤表面：平均10万个细菌/cm2；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为1000亿个.鼻口皮肤咽喉肺胃小肠大肠时时刻刻与微生物“共舞”

是

祸？是

福？微生物是人类的朋友！少数微生物也是人类的敌人！微生物是人类的朋友！微生物是自然界物质循环的关键环节；分解者微生物消费者动物环境土壤、空气、水生产者植物（包括部分微生物）微生物在生态系统中的地位：消费者，部分生产者体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；

帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障微生物可以为我们提供很多有用的物质；

有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等基因工程为代表的现代生物技术“在近代科学中，对人类福利最大的一门科学，要算是微生物学了。”——日本学者尾形学在“家畜微生物学”（1977）少数微生物也是人类的敌人！食源性病菌(肝炎病毒、大肠埃希氏菌O157等)；鼠疫；天花；炭疽；艾滋病；SARS；禽流感。肠出血性大肠埃希氏菌O157:H7引起爆发性出血性结肠炎，少数可并发溶血性尿毒综合症

鼠疫（Ratplague）(Bubonicplague淋巴腺鼠疫)1910年东北鼠疫流行满载尸体的运尸车炭疽（Anthrax）AIDSHIVSARS严重急性呼吸综合症（severeacuterespiratorysyndrome，SARS）Birdflu（禽流感）Birdfluvirus

(H5N1)甲型H1N1流感病毒

可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。二、微生物的五大特点

1、体积小，面积大2、吸收多，转化快3、生长旺，繁殖快4、种类多，分布广5、适应强，易变异1、个体小，面积大测量单位：微米或纳米

杆菌的平均长度：2微米；

1500个杆菌首尾相连=一粒芝麻的长度；

10-100亿个细菌加起来重量=1毫克面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万；

这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium），其大小可达0.75mm，Thiomargarita

namibiensis，---------“纳米比亚硫磺珍珠”2、吸收多，转化快消耗自身重量2000倍食物的时间：大肠杆菌：1小时人：500年（按400斤/年计算）微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食3、生长旺，繁殖快24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2×1043个后代，重量达到2.2×1025吨相当于4000个地球的重量！大肠杆菌一个细胞重约10–12

克，平均20分钟繁殖一代一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。4、分布广，种类多人迹可到之处，微生物的分布必然很多，而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！强酸、强碱、高热的极端环境；数十公里的高空；（最高为离地85公里，须用火箭采样）几千米的地下；常年封冻的冰川；南极Vostok湖冰芯样品中的微生物虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%微生物的多样性已对人类产生巨大影响：首先微生物为人类创造了巨大的物质财富，目前所使用的抗生素药物，绝大多数是微生物发酵产生的，以微生物为劳动者的发酵工业，为工、农、医等领域提供各种产品。另外微生物也为人类带来巨大危害，如疫病的传播，并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现。5、易变异，适应强个体小、结构简、且多与外界环境直接接触繁殖快、数量多

短时间内产生大量的变异后代突变率：10-5–10-10青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次细菌抗药性的产生：适应性：抗热：有的细菌能在265个大气压，250℃的条件下生长；

自然界中细菌生长的最高温度可以达到113℃

；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH0.5~13；耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl,32%)中都有微生物生长；抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长；世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年Nature407,897-900(2000)微生物的这些特点使它在生物界中占据特殊的位置。它不仅广泛应用于生产实践，而且成为了生物科学研究的理想材料，推动和加速了生命科学研究的发展。微生物学的主要学科分支第二节微生物学的发展简史一、微生物学的形成和发展微生物的发现微生物学的奠基微生物学发展过程中的重大事件二、我国微生物学的发展我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”；公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(livingcreatures)引起的；一）微生物的发现1664年，英国人虎克（RobertHooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（AntonyvanLeeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。列文虎克利用业余时间制造过400多架单式显微镜和放大镜，放大率一般为50-200倍。二）微生物学的奠基法国人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德国人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）1、巴斯德（LouisPasteur）

LouisPasteur(1822-1895)(1)彻底否定了“自然发生”学说；著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(2)免疫学——预防接种首次制成狂犬疫苗(3)发现并证实发酵是由微生物引起的；(4)其他贡献巴斯德消毒法：60-65℃短时间加热处理，杀死有害微生物2、柯赫（RobertKoch）a）细菌纯培养方法的建立土豆切面→营养明胶→营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影RobertKoch(1843-1910)（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则

——著名的柯赫原则(Koch'spostulates)1、在每一相同病例中都出现这种微生物；2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；4、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。三）微生物学发展过程中的重大事件

1892Ivanovsky

提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；

1928Griffith发现细菌转化；

1929Fleming发现青霉素；

1944Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；

1953Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；

1970～1972Arber、Smith和Nathans发现并提纯了

DNA限制性内切酶

1977CarlR.

Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群

Sanger首次对X174噬菌体DNA进行了全序列分析；

1982～1983Prusiner发现朊病毒(prion)；

1983～1984Mullis建立PCR技术；

1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基因组序列测定完成；

1996第一个自养生活的古生菌基因组测定完成；

1997第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成；动、植物

的生命活动规律与微生物相同？肌肉的糖酵解酵母菌乙醇发酵本质上的同一性“生物化学的同一性”维生素生长因子相同的化学本质（一切生命系统在代谢水平上具有相同的本质）多种辅酶的前体辅酶为细胞代谢所必需

20世纪40年代后，微生物自身的特点使其成为生物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。微生物具备生命现象的特性和共性，将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题，如生命起源与进化，物质运动的基本规律等，和实际应用问题，如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食等的最理想的材料。二、我国微生物学的发展汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证陈华癸：根瘤菌固氮作用的研究高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究和第一个微生物学专业抗生素的总产量已耀居世界首位两步法生产维生素C的技术居世界先进水平泉生热孢菌全基因组序列测定第三节食品微生物学的研究内容及发展食品微生物学是专门研究与食品有关的微生物的种类、特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科。在某些方面受一定法规的约束，所以有一个标准化的问题。食品立法1890年，美国通过了第一部关于肉品检验的国家法令。1939年，美国新的食品药物和化妆品条例成为法规。1984年，我国试行食品卫生法，1995年正式通过。2009年2月28日，第十一届全国人民代表大会常务委员会第七次会议通过中华人民共和国食品安全法，2009年6月1日正式实施。一、食品微生物学的主要内容

1、食品相关微生物的基础

在食品生产、加工、储存、运输、销售等各个环节中涉及的微生物类型及形态特征。食品相关微生物的生物学特性，如生理特性，遗传特性，生态学特点等。2、微生物在食品工业中的应用微生物的对食品的转化作用微生物合成的代谢产物初生代谢产物次生代谢产物微生物酶制剂微生物细胞3、腐败微生物与食品保藏微生物引起各类食品的变质现象微生物引起食品腐败变质的机理防止食品腐败变质常用的方法4、微生物相关的食品安全问题食品相关的细菌性食物中毒、食源性传染病、真菌毒素中毒症等。食源性疾病的微生物的特性，生长、产毒的条件，致病的机理及预防措施。味全奶粉含有致病菌阪崎肠杆菌5、食品微生物的检验技术研究检测食品微生物的技术如类群，数量，有毒代谢产物。研究监测食品品质变化的方法根据食品中微生物的存在量、种群及其他相关特征的变化监测食品的品质，进行早期的微生物危害预测、预防。二、食品微生物学的发展食品微生物学既强调基础性，同时又是一门实践性很强的学科，它从属于应用微生物学范围，所以，应该在熟悉和掌握现代微生物理论与技术的基础上，尽可能