食品微生物学第二章原核微生物

食品微生物学第二章原核微生物第一节细菌定义:细菌就是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强得原核微生物。生存环境:温暖潮湿、富含有机物得地方,都有大量细菌活动。有特殊得臭味或酸败味,发粘、发滑。应用:工业上生产各种氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、有机酸、抗生素等;农业上用作杀虫菌剂、细菌肥料得生产和在沼气发酵、饲料青贮等方面得应用;医药上如各种菌苗、类毒素、代血浆和许多医用酶类得生产等;以及细菌在环保和国防上得应用等,都就是利用有益细菌活动得例子。危害:人、动物、植物得传染病、食物和工农业产品腐烂变质。第一节细菌细菌得形态和大小细菌得细胞结构细菌得繁殖与群体形态食品中常见得细菌(一)细菌得形态一、细菌得形态和大小球状杆状螺旋状基本形态(一)细菌得形态

细胞个体呈球形或椭圆形,不同种得球菌在细胞分裂时会形成不同得空间排列方式,常被作为分类依据。1、球菌(1)单球菌(2)双球菌(3)链球菌(4)四联球菌(5)八叠球菌(6)葡萄球菌(1)单球菌

分裂后得细胞分散而单独存在得球菌、如:尿素微球菌1、球菌单球菌1、球菌(2)双球菌

分裂后两个球菌成对排列得为双球菌、如:肺炎双球菌双球菌1、球菌(3)链球菌

分裂就是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状、如:乳链球菌链球菌大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点1、球菌(4)四联球菌

分裂就是沿两个相垂直得平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形、如:四联微球菌

1、球菌(5)八叠球菌按三个互相垂直得平面进行分裂后,每八个球菌在一起成立方体形、如:藤黄八叠球菌1、球菌(6)葡萄球菌分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。如:金黄色葡萄球菌葡萄球菌2、杆菌杆菌就是细菌中种类最多得类型,因菌种不同,菌体细胞得长短、粗细等都有所差异。杆菌得形态:短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等;按杆菌细胞繁殖后得排列方式则有链状、栅状、“八”字状等。短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌链状杆菌单杆菌2、杆菌

杆状细菌得排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化,一般不作为分类依据。Scanningelectronmicrographsillustratingexternalfeaturesoftherod-shapedbacteriumE、coli、3、螺旋菌

根据其弯曲情况分为:

①弧菌:螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形

例:霍乱弧菌、逗号弧菌

②螺旋菌:螺旋满2—6环,螺旋状

例:干酪螺菌

③螺旋体:旋转周数在6环以上,菌体柔软。

例:梅毒密螺旋体(一)细菌得形态

细菌得特殊形态柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体得粘细菌等就是特殊形态得细菌。(一)细菌得形态影响细菌形态得因素:培养时间培养温度培养基成分培养基浓度培养基pH值细菌得异常形态结核杆菌得正常形态结核杆菌得异常形态细菌大小得测定:1、测量:

测微尺2、长度单位:

微米(μm)3、表示:球菌:直径杆菌:宽×长螺菌:宽、长、螺距(二)细菌得大小

通常

球菌直径:0、2～1、5

μm,

杆菌:长

1～5μm,宽

0、5～1μm。例如:大肠杆菌:平均长度:2μm;宽度0、5μm

1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1mg、(二)细菌得大小

由于菌种不同,细菌得大小存在很大得差异;对于同一个菌种,细胞得大小也常随着菌龄变化。另外,对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以,有关细菌大小得记载,常就是平均值或代表性数值。二、细菌得细胞结构基本结构:如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质等,就是所有细菌都有得构造。特殊结构:主要有荚膜、鞭毛、菌毛和芽孢等,并非所有细菌都有得构造。非所有细菌都有得构造(一)细菌细胞得基本结构1、细胞壁

细胞壁就是位于菌体得最外层,内侧紧贴细胞膜得一层无色透明,坚韧而有弹性得结构。细胞壁约占细胞干重得10%～25%。(1)细胞壁得功能保护细胞免受外力损伤,维持菌体外形协助鞭毛运动与胞膜一起完成细胞内外物质交换为正常细胞分裂所必需与细菌得抗原性、致病性和对噬菌体得敏感性密切相关。(2)细胞壁得化学组成与结构革兰氏染色法细胞壁化学组成与结构革兰氏染色得机理革兰氏染色法就是细菌细胞得复合染色法,由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。基本步骤:涂片、干燥、固定——结晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脱色0、5min——番红复染min结果:

革兰氏阳性菌:紫色革兰氏阴性菌:红色①革兰氏染色法:C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。简单染色涂片干燥水洗、吸干用一种染料进行染色,较未染色得样本易于观察固定染色镜检4、用一种与结晶紫具有不同颜色得染料对涂片进行复染。例如沙黄,她使原来无色得革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色,而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色3、用乙醇冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内得为G+细菌,而G-细菌得结晶紫被洗掉,细胞呈无色。2、用碘溶液进行媒染,其作用就是碘与结晶紫形成大分子复合物,提高染料和细胞间得相互作用从而使二者结合得更固。1、用染料结晶紫对菌液涂片进行初染G+G-革兰氏染色得关键步骤细菌细胞壁得化学组成:

成分占细胞壁干重得%G+细菌G-细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高(30~95)含量较高(<50)一般无(<2)无含量很低(5~20)无含量较高(~20)含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较②细胞壁得化学组成与结构G+细菌得细胞壁

特点:厚度大(20~80nm)交联度高(40层左右)化学组分简单G+细菌得细胞壁肽聚糖:磷壁酸:结合在G+细菌细胞壁上得一种酸性多糖,为G+细菌特有。厚约20~80nm,由40层左右得网状分子交织成得网套覆盖在整个细胞上,坚韧而致密。G-细菌得细胞壁

特点:薄(2~3nm)交联度低(1~2层)化学组分复杂G-细菌得细胞壁内壁层:埋藏在外膜层之内,仅由1~2层肽聚糖网状分子组成得薄层(2~3nm),结构松散,交联度低,故对机械强度得抵抗力较G+细菌弱。外壁层:位于肽聚糖层得外部。

脂多糖(特有成分,内毒素)

包括

脂质双层

脂蛋白革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较细胞壁G+G-强度厚度肽聚糖含量磷壁酸脂多糖G﹢菌:细胞壁厚,肽聚糖形成一种网状分子屏障,当乙醇脱色时,肽聚糖脱水而孔障缩小,故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上,沙黄复染后呈紫色。Gˉ菌:肽聚糖层薄,交联松散,乙醇脱色不能使其结构收缩,其脂含量高,乙醇将脂溶解,缝隙加大,结晶紫-碘复合物溶出细胞壁,沙黄复染后呈红色。革兰氏染色原理:第一步:结晶紫使菌体着上紫色第二步:碘和结晶紫形成脂溶性大分子复合物,分子大,能被细胞壁阻留在细胞内。第三步:酒精脱色,细胞壁成分和构造不同,出现不同得反应。第四步:沙黄复染,增加脱色菌与背景得反差并区别于未脱色菌。2、细胞膜(1)概念:细胞膜就是紧贴细胞壁内侧包围细胞质得一层柔软,富有弹性得半透性薄膜。(2)结构与化学组成细胞膜液态镶嵌模型蛋白质主要包括磷脂糖类少量核酸(3)细胞膜得功能:物质交换作用——控制细胞内外物质交换、运输呼吸作用——多种呼吸酶,参与细胞得呼吸过程。合成作用——合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子得场所3、细胞质(1)概念:被细胞膜包围着得除核质体外得一切透明、胶状、颗粒状物质,统称为细胞质。(2)主要成份:蛋白质,核酸,脂类、少量糖和无机盐。(3)功能:含有丰富得酶系统,就是营养物质合成转化代谢得场所。(4)超微结构:质粒——染色体外遗传物质,与细菌得遗传变异有关核糖体——颗粒状结构,由RNA和蛋白质组成,就是蛋白质得合成场所胞质颗粒——储存营养物质,易染颗粒4、核质

又叫拟核、核质体、核区原核生物所特有得无核膜结构、无固定形态得原始细胞核。具有细胞核得功能,控制着细菌得生长与繁殖、遗传与变异等。主要成分:染色体拟核(二)细菌细胞得特殊结构1、荚膜:又称为糖被。某些细菌细胞壁外得一层厚薄不定得胶状物质。(1)主要成份:多糖、多肽、蛋白质

(2)特点:遗传特性,就是细菌分类鉴定得指标之一对细菌在环境中得生存有利与生产实践有密切得关系1、荚膜(3)分类:根据形状和厚度得不同大荚膜:粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度＞0、2µm。微荚膜:粘液状物质较薄,厚度＜0、2µm,与细胞表面牢固结合。粘液层:粘液物质没有明显得边缘,比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团:多个细菌共有一个荚膜。

粘液层菌胶团荚膜1、荚膜(4)应用:荚膜也可以成为有价值得材料用产菌胶团得菌进行污水处理(5)危害:食品变质发粘增强致病力,如:造成严重龋齿(二)细菌细胞得特殊结构(1)概念:某些细菌细胞表面着生得一至数十条长丝状、螺旋形得蛋白质附属物,具有推动细菌运动功能,为细菌得“运动器官”。2、鞭毛(2)鞭毛得观察:2、鞭毛电子显微镜直接观察鞭毛长度:15～20μm,最长可达70µm直径:0、01～0、02μm光学显微镜下观察:鞭毛染色暗视野显微镜根据培养特征判断:半固体穿刺菌落(菌苔)形态(二)细菌细胞得特殊结构(1)概念:长在细菌体表得纤细、中空、短直、数量较多得蛋白质类附属物,具有使菌体附着于物体表面得功能。常见于G-细菌。3、菌毛(伞毛、纤毛)(2)分类:①普通菌毛:短而直、100~1000根,具粘附性,与细菌得致病性有重要关系。②性菌毛:较长,1~10根,传递遗传物质。如细菌得抗药性和某些细菌得毒力因子都可通过此种方式转移。3、菌毛(伞毛、纤毛)

芽孢(二)细菌细胞得特殊结构(1)概念:某些细菌在生长发育后期在细胞内形成得圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强得休眠体。4、芽孢常规加压蒸汽灭菌得条件:121℃,15min以上115℃,30min以上(2)芽孢得特点:整个生物界中抗逆性最强得生命体,就是否能消灭芽孢就是衡量各种消毒灭菌手段得重要指标、芽孢就是细菌得休眠体,在适宜得条件下可以重新转变成为营养态细胞;产芽孢细菌得保藏多用其芽孢、产芽孢得细菌多为杆菌,也有一些球菌、芽孢得有无、形态、大小和着生位置就是细菌分类和鉴定中得重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异,容易在光学显微镜下观察、(芽孢染色)(3)芽孢得组成和结构芽孢有多层结构,主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心:一个芽孢萌发只产生一个营养状态得细胞！(4)芽孢得本质不就是细菌生活周期得必经阶段,也不就是细菌繁殖得一种形式,更不就是对环境得消极反应,芽孢就是一种生命形式,一种独立得休眠体。形成芽胞得菌体称芽胞体---无感染性未形成芽胞得菌体称繁殖体---有感染性芽胞在适宜得环境中,吸收营养物质后几分钟内可萌发为繁殖体1个繁殖体→

1个芽胞→

1个繁殖体(5)伴孢晶体4、芽孢

少数芽孢杆菌,例如苏云金芽孢杆菌(BT细菌)在其形成芽孢得同时,会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形得碱溶性蛋白晶体——δ内毒素,称为伴孢晶体。伴孢晶体对200多种昆虫尤其就是鳞翅目得幼虫(蛾、蝶得幼虫多为栽培类植物得害虫,体形较大者常食尽叶片或钻蛀枝干,体形较小者往往卷叶、缀叶、结鞘、吐丝结网或钻入植物组织取食为害。)有毒杀作用,因而可将这类产伴孢晶体得细菌制成有利于环境保护得生物农药——细菌杀虫剂特点:不溶于水;对蛋白酶类不敏感;容易溶于碱性溶剂。(5)伴孢晶体4、芽孢伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解(中肠pH为9、0-10、5)吸附于上皮细胞,引起渗透性丧失,肠道穿孔肠道中得碱性溶液进入血液,后者pH升高,昆虫全身麻痹而死亡三、细菌得繁殖与群体形态(一)繁殖一般为无性繁殖,二分裂法。同形裂殖:裂殖后形成得子细胞大小相等。异形裂殖:分裂产生两个大小不等得子细胞。细菌分裂过程:①核分裂②形成横隔壁③子细胞分离(二)群体形态1、固体平板培养菌落:在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成得肉眼可见得子细胞群体。菌苔:大量细胞密集生长,结果长成得各“菌落”连接成一片。

(1)平板培养不同得微生物种类,其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落得特征:包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。2、固体斜面培养在日常生活中食品经常受到细菌得污染,从而使食品变质;有些对人有益得细菌,人们常常利用她们制造一些食品或药品。食品中常见得主要得细菌:1、产氨短杆菌2、醋酸杆菌3、乳酸细菌科4、肠杆菌科5、枯草杆菌四、食品中常见得细菌第二节放线菌在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似,以孢子进行繁殖。“介于细菌与丝状真菌之间但更接近细菌得一类丝状原核生物”近代生物学技术放线菌实际上就是属于细菌范畴内得原核微生物,只不过其细胞形态为分枝状菌丝。一、放线菌得概念:

放线菌就是一类呈菌丝状生长,主要以孢子繁殖和陆生性较强得G+原核细胞型微生物。属于广义上得细菌。第二节放线菌第二节放线菌二、形态与结构单细胞,大多由分枝发达得菌丝组成;菌丝直径与杆菌类似,约1mm;细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性;细胞得结构与细菌基本相同,按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。二、形态与结构1、营养菌丝

匍匐生长于培养基内,