食品微生物(10本科)绪论

食品微生物上海商学院食品系胡国uguoping_78@163.com1/6/20241食品微生物-1食品微生物教材：《食品微生物学》董明盛贾英民主编中国轻工业出版社2008年1月第一版参考教材：《微生物学教程》周德庆主编高等教育出版社《现代食品微生物学》[美]JamesM.Jay编著徐岩等译中国轻工业出版社2001年7月第一版1/6/20242食品微生物-1课程性质：食品微生物学（专业必修课）食品微生物检验（专业选修课）课时：食品微生物学；54课时食品微生物检验；36课时考核方法：食品微生物学；考试食品微生物检验；考查食品微生物1/6/20243食品微生物-11、了解与掌握微生物的基本概念2、了解与掌握微生物的分类与命名3、了解微生物的发展史4、了解食品安全与微生物的关系绪论微生物与食品安全1/6/20244食品微生物-1食品微生物一、微生物概述

自非洲南部发现杆菌化石，微生物已出现在地球上距今有30亿年的历史了。但是人类第一次认识到微生物的存在还只是300多年前的历史。绪论微生物与食品安全1/6/20245食品微生物-1

微生物（microorganismormicrobe）一词不是生物分类学上的专用名词，而是对所有用肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。定义：微生物是指所有形体微小，具有单细胞或简单的多细胞结构，或没有细胞结构的一群最低等的生物。绪论微生物与食品安全1/6/20246食品微生物-1单细胞简单多细胞非细胞简（结构简单）原核类：细菌、放线菌、支原体、立克次氏体，衣原体，蓝细菌真核类：真菌（酵母菌，霉菌）、原生动物，显微藻类非细胞类：病毒，类病毒，元病毒低（进化地位低）小（个体微小）um级：光镜下可见（细胞）

nm级：电镜下可见（细胞器）绪论微生物与食品安全1/6/20247食品微生物-1绪论微生物与食品安全活性污泥细菌氨氧化细菌1/6/20248食品微生物-1二、微生物的特点（五大共性）：1、体积小、面积大；微生物的个体极其微小，其表面积极大。微生物的比面积K（K值＝表面值/体积），一个体积为1μm的球菌，K＝60000。比面积值极大。体积小、表面积大是微生物赖以生存的基础，因为一个小体积、大表面积的系统有一个巨大的营养吸收面、代谢废物的排泄面、环境信息的接受面。绪论微生物与食品安全1/6/20249食品微生物-12、吸收多、转化快；发酵乳糖的细菌在1小时内可分解其自重1000~10000倍的乳糖，产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。绪论微生物与食品安全1/6/202410食品微生物-13、生长旺、繁殖快；微生物有极高的生长和繁殖速度，例如；大肠杆菌，其细胞在合适的生长条件下，每小时可分裂3次，一天可分裂72次，但是由于客观条件的限制，细菌的指数分裂速度只能维持几个小时。绪论微生物与食品安全1/6/202411食品微生物-14、适应强、易变异；微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应力。微生物个体微小，与外界环境的接触面积大，容易受到环境条件的影响而发生变异。即使其变异的频率很低（一般为10-8~10-10），但由于微生物繁殖快，也可在短时间内产生大量变异的后代。绪论微生物与食品安全1/6/202412食品微生物-15、种类多、分布广：已认识到的动物约有150万种，植物约有50万种，微生物约有20万种。发现的微生物不够总数的10%。微生物种类多主要表现在下面几个方面；绪论微生物与食品安全1/6/202413食品微生物-11）生理代谢类型多；①微生物能分解地球上贮量最丰富的初级有机物—天然气、石油、纤维素、木质素的能力；②微生物有多种产能方式（细菌光合作用、自养细菌的化能合成作用及各种厌氧产能）等途径；③生物固氮作用；绪论微生物与食品安全1/6/202414食品微生物-1④合成和转化各种复杂的有机物的能力；⑤分解有毒物质的能力（氰、酚、苯等）；⑥抵抗极端环境的能力（热、冷、酸、碱等）；⑦“三废”处理、农药降解等。绪论微生物与食品安全1/6/202415食品微生物-12）代谢产物种类繁多；微生物究竟能产生多少种类的代谢产物，至今很难全面统计：仅E.coli一种细菌即产生2000到3000种不同的蛋白质；抗生素来自微生物发酵的占97%；酶制剂约1500种由微生物发酵制得。绪论微生物与食品安全1/6/202416食品微生物-13）微生物的种类多微生物的发现和研究比动物、植物迟得多，所以比较肯定的微生物种数大约为20万余种，但随着研究工作的深入，微生物的新种、新属、新科还会不断的出现，甚至是新目及新纲。现在每年大约1500个新种被发现。绪论微生物与食品安全1/6/202417食品微生物-1微生物的已知种数和估计总种数类群已知种数估计总种数已知种百分数（％）病毒50001300004细菌50004000012真菌7200015000005绪论微生物与食品安全1/6/202418食品微生物-1分布广：在各种环境下都有微生物的存在；江河湖泊、土壤矿层、大气上空以及动植物体表体内。形体微小，重量轻，可以随着风和水流到处传播。（-250℃—+300℃）。（+5000米—-2000米）。绪论微生物与食品安全1/6/202419食品微生物-1微生物的五大共性体积小、面积大；吸收多、转化快；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；种类多、分布广。绪论微生物与食品安全1/6/202420食品微生物-1二、我们周围的微生物微生物与我们生活密切相关，是人类赖以生存的基本条件。自然界到处都存在微生物（土壤、水、空气、动物、植物等）。

人的身上都含有大量的微生物：绪论微生物与食品安全1/6/202421食品微生物-1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/平方厘米；口腔：细菌种类超过500种；肠道：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。绪论微生物与食品安全1/6/202422食品微生物-1绪论微生物与食品安全

每个喷嚏的飞沫含4500~150000个细菌，重感冒患者为8500万每张纸币带细菌：900万个1/6/202423食品微生物-1三、微生物学与食品微生物学的学科地位现代科学中对人类健康关系最大，贡献最为突出的应该是微生物学：1、地球上物质循环；2、“三废”处理、农药降解等；3、酒类、蛋白质、食品、药物等生产；4、利用工程菌生产干扰素、胰岛素、激素；5、致癌物检验。绪论微生物与食品安全1/6/202424食品微生物-1微生物学：研究微生物及其生命活动规律的科学；研究的内容：形态、生理生化、分类、生长繁殖、遗传变异；微生物学的分支学科：近200门之多。（食品微生物）绪论微生物与食品安全1/6/202425食品微生物-1食品微生物学（Foodmicrobiology）研究与食品有关的微生物种类、特性及其生命活动的一门科学。

是食品工业上利用微生物生产高附加值的产品及防止微生物对食品污染的专业基础学科。绪论微生物与食品安全1/6/202426食品微生物-1食品发酵、防止食品腐败、食品质量安全。形态、生理、生态及遗传变异与育种、分类与鉴定基础应用内容绪论微生物与食品安全食品微生物研究的内容：1/6/202427食品微生物-1第二节微生物分类及命名

微生物分类学(microbialtaxonomy)是一门按微生物的亲缘关系把它们排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。绪论微生物与食品安全1/6/202428食品微生物-1一、微生物的命名

微生物的种类繁多，为了掌握和利用微生物，对不同的种类给予不同的名称来区分它们，目前世界各国一般都采用“双名制”的国际植物命名法，即为微生物的学名，他是瑞典植物学家林奈1753年首创，现用于所有生物的命名。绪论微生物与食品安全1/6/202429食品微生物-11、双名法的组成；拉丁词或希腊词属名＋种名（＋命名人及发表年）名词形容词属名首字母大写

Bacillussubtilis

枯草杆菌Sacchatomyces

cerebisiaeHansen汉逊啤酒酵母属名种名人名斜体斜体正体1）属名：微生物的主要特征（主要形态、生理特征、研究者的人名地名等）绪论微生物与食品安全1/6/202430食品微生物-12）种名；表示微生物的次要特征（颜色、形状、用途、地名、人名等）。2、不用种名时的表示法在只讲菌属的名称，不讲某一个具体的种，或没有种名时，可用：属名＋sp.(单数)属名＋spp.（复数）Streptoccoccussp.

链球菌Flavobacteriumspp.黄杆菌。绪论微生物与食品安全1/6/202431食品微生物-13、三名法（trinominalnomenclature）；微生物是亚种（subspecies，简称“subsp”）或变种（variety，简称“var”）时，学名就应按三名法拼写，即：属名+种名+subsp或var+亚种或变种的加词

斜体正体斜体如；苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种（蜡螟苏云金芽孢杆菌）Bacillusthuringiensis(subsp)galleria绪论微生物与食品安全1/6/202432食品微生物-1

二、微生物的分类：

在两个分类单位之间可有次要的分类单位—亚级；如亚界、亚门等。真菌界界（Kingdom)门(phylum）纲（Class）目（Order）科（Family）属（Genus）种（Species）真菌门子囊菌纲内孢霉目内孢霉科酵母属啤酒酵母（以啤酒酵母为例）绪论微生物与食品安全1/6/202433食品微生物-1微生物的种、亚种、(变种)、型、株和群的概念：1）种(species)；微生物的基本单位，代表一群在形态和生理方面彼此非常相似或性状间差别微小的个体。同种的生物它们的祖先是同源的。在生物进化过程中，生物的一切种都进行着连续的变异，这些变异使生物体引起了质的差别，差别的继续扩大，最后就形成显然不同的新种。

绪论微生物与食品安全1/6/202434食品微生物-1种的划分是人们为了研究上的方便而划分出来的分类基本单位。

在微生物中，种的定义只是一大群性状极其相同的菌株的总称。至今没有一种公认的明确的种的定义。特别在原核微生物中。所以在微生物学中的种还是一个抽象的概念。绪论微生物与食品安全1/6/202435食品微生物-12）亚种；亚种不受“国际命名法规”的限制。亚种（subspecies,subsp,ssp.）：进一步细分种时所用的单元，一般指有某一明显而稳定变异特性的菌种，其余鉴定特征都与典型培养菌相同的。我们就称为亚种。变种（variety,var）：亚种的同义词，故在《国际细菌命名法规》中已不主张再用这一名词。绪论微生物与食品安全1/6/202436食品微生物-13）型（form）：属于同一种的许多细菌存在着，它们之间在一般特性上，很难加以区分，它们的区分仅反应在某些特殊的特性上。如生物变异型（biovar）、形态变异型（morphovar）、致病变异型（pathovar）、噬菌变异型（phagovar）和血清变异型（serovar）等。

绪论微生物与食品安全1/6/202437食品微生物-14）菌株（strain）又称品系：表示任何一个从自然界分离到的每一个微生物纯培养物（pureculture）或纯分离物（pureisolate）均可称为该菌种的一个菌株。即独立分离的单细胞（或单个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。绪论微生物与食品安全1/6/202438食品微生物-1

菌株的名称一般是在种名后面加上编号、字母、地址或者其它符号等，如大肠埃希氏菌的两个菌株：

绪论微生物与食品安全E.Coli

10000放大图EscherichiacoliK12EcoliO-157:H71/6/202439食品微生物-15）类群；指属以下几个比较近似的种的集合。即有些微生物种类的特征介于两种微生物之间，亲缘关系比较相近。就把这两种微生物和介于它们之间的种类统称为一个群。如大肠菌群：大肠杆菌和产气杆菌以及中间菌。绪论微生物与食品安全1/6/202440食品微生物-1三、微生物在生物分类系统中的地位：1.微生物的分类衍变；1）动物界：不具细胞壁,可运动,不能光合作用。植物界：具细胞壁,能光合作用。2）19世纪90年代，提出微生物界或原生生物界。3)1969年魏塔克(Whittaker)提出的生物分类五界系统，将所有具有细胞结构的生物按细胞的复杂程度分为五界绪论微生物与食品安全1/6/202441食品微生物-1绪论微生物与食品安全1/6/202442食品微生物-1六界（五界）病毒界（77年加上，我国陈世骧）原核生物界：包括细菌，蓝细菌原生生物界：包括大部分藻类与原生动物

真菌界：包括酵母与霉菌等动物界植物界绪论微生物与食品安全1/6/202443食品微生物-14）WoeseC.R(沃斯)提出三原界(三域)系统

1977年WoeseC.R(沃斯)等根据细菌的16SrRNA核苷酸序列，认为地球细胞生物有第三种生命形式——古细菌（Archacbacteria）。古细菌通常生活在地球上极端环境或生命出现初期的自然环境中。古细菌独有的特征是在细胞膜上存在聚异戊二烯甘油醚类脂。

绪论微生物与食品安全1/6/202444食品微生物-1

由此沃斯，根据16SrRNA核苷酸序列分析结果，将原核生物区分为两个不同的类群，并由此提出生物分类的新建议。将生物分为三个原界（urkingdom）：真细菌（Eubacteria）古细菌（Archaebacteria）真核生物（Eucaryote）绪论微生物与食品安全1/6/202445食品微生物-1绪论微生物与食品安全1/6/202446食品微生物-1

四、微生物的分类依据形态特征培养特征生理特性血清反应、噬菌体敏感性细胞壁成分核酸含量绪论微生物与食品安全1/6/202447食品微生物-11、形态特征：①显微镜下的细胞个体形态；②固体、半固体及液体培养基中的生长特征。2、生理和生化特征：①微生物的营养要求；②代谢产物；③在某些培养基中的生长反应和生长状况；④对氧气的不同要求等。绪论微生物与食品安全1/6/202448食品微生物-13、生理特性；自然界的分布情况，与其他生物的关系等。4、血清学反应（抗体与抗原反应）；特异性血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。即用已知的一方来检测另一方的存在。（用已知抗体来检测未知抗原，如鉴定病原微生物；也可用已知抗原来检测未知抗体，如协助诊断某种疾病。（抗体与抗原的高度敏感的特异性）绪论微生物与食品安全1/6/202449食品微生物-15、细胞壁成分；不同微生物细胞壁的组成成分和结构具有明显的特殊性。外层中间内层甘露聚糖葡聚糖蛋白质细胞壁化学成分几丁质(甲壳质)葡聚糖甘露聚糖+蛋白质类脂无机盐等纤维素绪论微生物与食品安全1/6/202450食品微生物-16、红外吸收光谱；红外吸收光谱技术测定微生物细胞的化学成分。7、GC含量；

GC含量不同的微生物，其DNA结构不同，因而在遗传上也是互不相同的。8、DNA和杂和率；将不同微生物来源的DNA热变性为单链，再进行配对结合，通过测定其杂和率，进一步判定微生物的亲缘关系，从而作出更精确的分类。绪论微生物与食品安全1/6/202451食品微生物-1第三节微生物与食品安全的关系有利方面；生产食品；如酸奶、面包、酒、醋等；生产药物；如抗生素、激素、干扰素等；自然界物质循环；废水、环境治理等。有害方面；引起疾病；如爱滋病、非典型性肺炎、禽流感、细菌性食物中毒、真菌毒素中毒、皮肤病等。引起食品腐败、变质等。绪论微生物与食品安全1/6/202452食品微生物-1第四节微生物学与食品微生物学发展微生物的存在：35亿年（非洲发现的杆菌化石）微生物的利用：约5000年（酒、醋、酱油）微生物的认识：300多年（初创期、奠基期、发展期、成熟期）绪论微生物与食品安全1/6/202453食品微生物-1

一、微生物学初创期；

形态阶段（1676－1861）安东·列文虎克微生物第一人1680年被选为英国皇家学会会员绪论微生物与食品安全1/6/202454食品微生物-1

第一个真正看见并描述微生物的人，自制放大50～300倍的显微镜。绪论微生物与食品安全1/6/202455食品微生物-11/6/202456食品微生物-1二、微生物学奠基期生理水平（1861－1897）路易斯·巴斯德（LouisPasteur，1822－1895）罗伯特·柯赫（RobertKoch，1843－1910）绪论微生物与食品安全1/6/202457食品微生物-1

奠基期特点:1）建立了一系列研究微生物所必要的独特方法与技术，（微生物的分离、纯培养、消毒、灭菌）。2）揭示了食品发酵、食品腐败和人、畜疾病是有微生物引起。3）把微生物学的形态描述推进到了生理学研究水平。4）以“实践—理论—实践”指导科学实践。5）微生物学以独立的学科形式开始形成。绪论微生物与食品安全1/6/202458食品微生物-1

LouisPasteur(1822–1895)绪论微生物与食品安全1/6/202459食品微生物-1

LouisPasteurworkinginhislaboratory

巴斯德的突出贡献：

1、彻底否定了生命自然发生说(鹅颈瓶实验)。绪论微生物与食品安全1/6/202460食品微生物-1绪论微生物与食品安全1/6/202461食品微生物-1

LouisPasteurworkinginhislaboratory

巴斯德的突出贡献：

1、彻底否定了自然发生说(鹅颈瓶实验)。

2、证明发酵、传染病、食品腐败是由活微生物引起的。

3、创立巴氏消毒（60～65℃，30min）。

4、预防接种提高机体免疫功能。霍乱、狂犬病绪论微生物与食品安全1/6/202462食品微生物-1RobertKock

(1843–1910)罗伯特·柯赫著名的细菌学家RobertKockinhislaboratory绪论微生物与食品安全1/6/202463食品微生物-1科赫的功绩在于：1、第一个发明了微生物的纯培养。2．对病原菌的研究证明了炭疽病、结核病是细菌引起的。（炭疽菌、结核菌）3、创立了某一微生物是否为相应疾病的病原基本原则－科赫法则。科赫法则绪论微生物与食品安全1/6/202464食品微生物-1里程碑的科学家：

由于巴斯德和柯赫的杰出工作，微生物学作为一门独立的学科开始形成，而且出现以他们为代表而建立的各分支学科，同样也促进后来形成的应用微生物学中的食品微生物学。列文虎克巴斯德科赫绪论微生物与食品安全1/6/202465食品微生物-1三﹑微生物学发展期：

生化水平（1897－1953）