食品微生物学-微生物生态

1、微生物生态学，本章的内容，微生物在自然界和生物环境中的关系，微生物在生态系统中的地位和作用，微生物生态学，在某种意义上，也可以称为环境微生物学，它是一门研究微生物群落与其环境系统之间的相互作用及其功能表达规律的科学。1.土壤中的微生物是微生物的主要来源和微生物的大本营，种类和数量多，代谢潜力大。在第一部分中，自然界中的微生物、细菌(108)、放线菌(107，孢子)、霉菌(106，孢子)、酵母(105)、藻类(104)、原生动物(103)、每克耕地土壤中各种微生物的数量、不同类型的土壤以及微生物的类型和数量是不同的。根据P176表6-1，微生物主要分布在营养条件好、含氧量高的浅层土壤中。不同深度

2、土壤微生物种类和数量的变化。2.水中的微生物，1。淡水微生物，1)数量和种类与接触的土壤密切相关；2)吸附在水中悬浮的有机物和水底；3)多用途运动，一些具有异常形态的干细胞细菌，4)在城市附近或城市下游的水中有许多微生物，并且有许多对健康有害的细菌；饮用水微生物指标，细菌总数：100/ml；大肠杆菌：无法检测，5)水本身具有自净作用，a)病原菌一般对营养要求严格，在一般水中只能存活23天；水表中的微生物会被辐射杀死；c)原生动物的吞噬作用；d)被固体吸附，然后沉积到水的底部；水体是自我净化的。有大量的光合藻类和好氧微生物(假单胞菌属、嗜纤维菌属、柄菌属、丝状微菌属等)。)分布在光照充足的沿海地

3、带和湖泊水域。深水区光照少，溶解氧低，可见紫色和绿色的硫细菌及其他兼性厌氧菌。湖底区域分布着大量的厌氧微生物，主要包括脱硫弧菌、甲烷细菌、梭菌等。6)淡水中微生物的空间分布，7)清水型水生微生物，含少量微生物(10-103个/ml)，主要是化学自养和光自养微生物。如色杆菌属、无色杆菌属和微球菌属；一些种类的霉菌，如水霉菌和棉花霉菌；以及单细胞和丝状藻类和一些原生动物经常生长在水面上，数量很少。水中的土著植物群。根据水生环境中微生物的营养需求，可将其分为三类：寡营养细菌(1-15微克/升)、兼性寡营养细菌(也能适应和生长在富营养化培养基中)和富营养化细菌(10微克/升)。每毫升污水的微生物含量达

4、到107，108，主要是腐生菌。革兰氏阴性无芽孢杆菌的原生动物，如纤毛虫、鞭毛虫和根足虫，以及一些与人和动物排泄物和疾病一起进入水体的动物和植物致病菌。它们大多数是外来细菌，通常很难长时间存活。然而，由于水的流动，它也会引起病原菌的传播，甚至疾病的流行。8)腐败的水生微生物，2)海水微生物，1)嗜盐的和真正的海洋细菌在没有氯化钠的情况下不能生长；2)在低温下生长，除热带海水表面外，其他海水中发现的细菌大多为嗜冷细菌；4)耐高压(尤其是生活在深海的细菌)。3)大多数海洋细菌为革兰氏阴性，具有运动能力；微球菌的最适生长条件为600个大气压。“科学家去海边！”1999年，德国科学家舒尔茨在纳米比亚海

5、岸外的海底沉积物中发现了一种硫细菌。其尺寸可达0.75毫米硫珍珠纳米比亚，“纳米比亚硫珍珠”，3。水体富营养化和“水花”、“赤潮”等水资源污染日益严重，水体富营养化，大量有机物或无机物(磷酸盐和无机氮化合物)、藻类等过度生长。产生大量有机物，异养微生物氧化这些有机物，耗尽水中的氧气，使厌氧菌开始大量生长和代谢，分解含硫化合物，并产生H2S，这导致令人不快的水的气味。鱼类和好氧微生物大量死亡，水体中出现大量沉积物和异常颜色。“水华”或“水华”:藻类(主要是微藻)的增殖使水体(淡水水体)出现颜色并变得浑浊，许多藻块漂浮在水面上形成。赤潮：在海洋中，一些甲藻繁殖并形成水雾，使海水呈现红色或棕色。水体

6、富营养化导致藻类过度生长，不仅消耗水中的氧气，危害水产养殖，还产生各种毒素，使动物生病或死亡，“飞溅”和“赤潮”；3.空气中的微生物，1)没有来自土壤、水和人类生产生活活动的天然微生物区系；1.对沈阳市空气中微生物的来源、种类和分布以及大气微生物区系的分布进行了研究。从10个采样点分离出112株细菌、57株霉菌和44株放线菌。此外，空气中的一些微生物是致病的。2)种类主要是霉菌和细菌；空气中的病原微生物，南京各种空气中细菌含量的比较，3)数量取决于环境和灰尘的数量；4)停留时间与粉尘大小、风速、湿度、光照等因素有关；5)与人的关系：传播疾病，造成食物污染等。在空气微生物卫生标准和卫生清洁技术中

7、，一般以500-1000微生物/m3作为空气污染指标。将琼脂平板打开并暴露于空气中5-10分钟，培养48小时，并计数菌落数。奥斯特利公式：C=100050N/(At) C=空气微生物浓度cfu/m3，N=菌落数，A=捕获面积，t=暴露时间。用这种方法计算出的浮游细菌数量少于实际细菌数量。不考虑尘粒的大小、数量和气流。2。空气中微生物的检测方法：1)固体法，冲击法，用抽风机或真空泵使含有细菌的空气以一定的流速通过狭缝，平板与狭缝之间的间隙为2mm，平板以一定的速度旋转，一般旋转一次，取出后，在37培养48小时，菌落计数：C=1000个平板菌落/(空气流量l时间t min)， 用冲击法对一定体积的

8、接种剂和培养板取样，2)液体法，4)生物体内外微生物，1)人体正常微生物菌群，正常人体的皮肤、粘膜和肠道内存在大量种类稳定的微生物，称为人体正常微生物菌群。 P184表6-6显示，正常情况下，正常菌群与人体处于共生关系，正常菌群与人体处于平衡状态，菌群中各种微生物相互制约，相对稳定。正常菌群通过肠道获得营养和良好的栖息地；正常菌群通过排斥抑制外来致病菌；它能合成许多必需的维生素和氨基酸；正常菌群向病原菌转变，生态结构发生变化：抗生素滥用；人们很虚弱，他们的抵抗力下降；吃不干净的食物等。植入部位的变化：大肠杆菌在肠道内进入泌尿系统，引起尿路感染；人体表面的正常菌群一旦进入伤口就会引起感染。条件致

9、病菌：人体正常菌群进入异常菌群或生态结构发生变化时引起人体疾病的微生物。口服微生物制剂，“促进细菌生长”的蜡状芽孢杆菌；“全肠”含有地衣芽孢杆菌；“马米埃”含有枯草芽孢杆菌和肠球菌。它们都通过芽孢杆菌的生长为肠道创造良好的厌氧环境，并促进肠道内正常厌氧菌的生长和繁殖。“金三器”、“培菲康”和“立竹角”含有双歧杆菌和乳酸菌，它们通过乳酸菌产生乳酸来降低肠道的酸碱度和抑制腐败菌的生长。用于治疗正常菌群失调引起的腹泻。无菌动物及相关动物，无菌动物：体内外无正常菌群的动物。土鳖虫：用一种或一些已知的纯微生物人工接种的无菌动物(或植物)。用于科研：干扰因素少，操作容易控制，定性分析和定量分析均可。实验结

10、果准确可靠，对理解微生物与宿主之间的复杂关系和机制具有重要作用。根际微生物和附生微生物根际是指在植物根系活动的影响下，在物理、化学和生物性质上与土壤不同的那部分微土壤区域。根际微生物根际细菌：假单胞菌属、农杆菌属、无色芽孢杆菌属等根际真菌：镰孢属、粘帚霉属和青霉属的根际原生动物，改善植物的营养状况，分泌植物生长刺激物质和分泌抗生素，有时对植物造成毒性，根际微生物对植物的影响，附生：生活在植物表面的微生物，如乳酸菌和酵母菌等，主要依靠它们的外渗或分泌物质进行营养。工农业产品中的微生物。1.工业产品，其中许多直接或间接由动植物、纤维产品、木制品、皮革产品、橡胶产品、油漆、香烟、化妆品等制成。一些工

11、业产品如塑料和建筑涂料也可以被微生物分解和利用。光学仪器上的透镜、建筑泥浆、钢缆、地下管道、金属材料等。各种电信设备、文物、书画等。也可能被各种特殊的微生物破坏。微生物在各种工业产品上的生长造成的产品霉变给人类造成了巨大的损失！另一方面，我们也想开发和推广可以被微生物降解的产品，或者利用微生物的降解特性。生物降解塑料，纤维素(能源、饲料)开发利用，苎麻脱胶，2。食品、农副产品中，许多微生物在食品和农产品上生长后会产生有害毒素；肉毒杆菌毒素、黄曲霉毒素等。具有不利影响：由于微生物的生长和繁殖，它们会腐烂和变质，不能再食用或使用；致病微生物进入人体的重要途径，引起传染病；有益效果：利用特定微生物制

12、备风味食品，如酱制品、米酒、泡菜等；5.极端环境中的微生物、嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌、温泉中的微生物、嗜冷菌、嗜冷菌：耐寒和喜温型、红雪现象、雪中微生物、从永冻土冰层分离的微生物、美国犹他州南极洲沃斯托克湖、大盐湖冰芯样品中的微生物、紫红色是细菌素、嗜盐细菌细胞中的细菌视紫红质和杜氏盐藻细胞中的胡萝卜素，从而开发和利用新的微生物它为微生物生理学、遗传学和分类以及生命科学和相关学科的许多领域(如功能基因组学、生物电子学等)的研究提供了新的课题和材料；它为研究生物进化和生命起源提供了新的材料。，研究意义，1。互惠性：可分离，可组合，组合得分好；2.共生：很难解决和融合成一个；

13、3.寄生：大零食和内部攻击；4.对抗：产生毒素并相互伤害；5.捕食：吃大大小小的东西，欺负人。第二节是微生物与生物环境的关系，微生物之间以及微生物与其他生物之间的关系(5种):有益关系：一种生物的生长和代谢对另一种生物的生长有有益的影响，或者是互利的；即“互利”(共生，相互生长)，有害关系：一个有机体的生长对另一个有机体的生长有有害的影响，或对彼此有害；即“损人利己”(对抗、寄生和捕食)，中性关系：当两种生物生活在一起时，它们对彼此的生长和新陈代谢没有明显的有益或有害影响；也就是说，“不利于他人，而不利于他人”(种间共生)，我，交替出现的两种生物，当它们生活在一起时，通过它们自己的新陈代谢活动

14、，或一种偏向一边的生活方式，彼此受益。“可分离可组合，组合比例好”，微生物、纤维素分解菌和固氮菌之间的共生关系，(1)纤维素被土壤中的纤维素分解菌分解形成有机酸是固氮菌生长的能量和碳源；(2)固氮菌固定的氮不仅可以满足自身的需要，而且可以作为纤维素分解菌的氮源分泌到土壤中，同时减轻了有机酸对纤维素分解菌的抑制作用。土壤中的氨化细菌将有机氮化合物转化为NH4，NH4是亚硝化细菌生长的能量物质，亚硝化细菌形成的亚硝酸是硝化细菌生长的能量物质。氨化细菌、亚硝化细菌和硝化细菌通过两步发酵生产维生素C。如果氧化葡糖杆菌仅用于反应中，不仅生长差，而且产酸能力弱。当单独使用条纹假单胞菌时，根本不产生酸。通过

15、两种细菌的混合发酵，L-山梨糖可以转化为2-酮基-L-古洛糖酸。共生，两种生物一起生活，一起工作，互相依赖，甚至形成一个特殊的共生体，在生理上表现出一定的分工，在组织和形式上产生一个新的结构。互惠共生：两者都受益，但另一方并未受损。微生物之间的共生，藻类和真菌-地衣之间的共生，结构共生：形成具有固定形式的叶状结构。真菌不规则地缠绕藻类细胞，或者它们形成某种等级排列。当地衣繁殖时，它在表面产生球形粉末芽，其中含有少量的藻类细胞和真菌菌丝。粉末芽脱离母体，在合适的环境中扩散，并发育成新的地衣。生理共生：共生细菌从基质中吸收水分和无机养分；共生藻类进行光合作用合成有机物；所以地衣可以在非常恶劣的环境

16、中生存。绿藻与原生动物的共生绿草履虫通常与绿藻共存，它们的绿色来自绿藻。绿藻通过光合作用为草履虫提供能量，而草履虫为绿藻提供温室环境。生长在含有青霉素的平板上的转化体菌落(含有Ampr质粒)周围的受体细菌形成卫星菌落(由细胞分泌-内酰胺酶引起)，细菌之间的共生，微生物和植物之间的共生，根瘤：由根瘤菌和豆科植物形成的共生体，它固定大气中的气态氮，为植物提供氮营养；豆科植物的根系分泌物可以刺激根瘤菌的生长，同时为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。微生物与动物的共生：微生物生活在动物宿主的表面(包括消化道的内表面或外分泌腺的导管)。内共生：微生物生活在动物宿主的细胞内或个体体内，但在细胞外，并与白蚁和

17、反刍动物共生。反刍动物，如牛、羊、骆驼和长颈鹿，以植物纤维素为主要食物，它们在瘤胃中被微生物发酵，成为有机酸和细菌蛋白质瘤胃还为生活在瘤胃中的微生物提供必要的营养和生长条件食物和严格的厌氧环境、细菌和管虫之间的共生关系以及寄生作用，在寄生作用中，一个小生物生活在另一个相对较大的生物体内或体表，从它那里获得营养，生长和繁殖，同时使后者遭受损害甚至被杀死。寄生虫，宿主或宿主，微生物之间的寄生，噬菌体细菌，蛭弧菌细菌，真菌，真菌，细菌原生动物，4。拮抗作用，某些生物产生的代谢物可以抑制其他生物的生长和发育，甚至杀死后者。微生物之间的“化学战术”，抗生素细菌产生能够抑制其他生物生长和发展的抗生素；微生物之间的生长抑制，由某种微生物的生长引起的其